Động lực học chuyển động thẳng của xe nhiều cầu chủ động (4x4) đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật ô tô

Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp TÓM TẮT Đề tài tốt nghiệp nghiên cứu tính tốn động lực học chuyển động thẳng xe ô tô du lịch nhiều cầu chủ động Đề tài thực việc nghiên cứu học lăn bánh xe – đặt tính trượt bám, lý thuyết đánh giá tính chất động lực học xe chuyển động thẳng, truyền lượng xe nhiều cầu chủ động, tính tốn thơng số động lực học xe nhiều cầu chủ động so sánh với xe cầu chủ động Kết thu cho thấy, xe sử dụng hệ thống nhiều cầu chủ động đặt tính động lực học xe tăng lên rõ rệt, vận tốc cực đại ô tô tăng tốc ô tô tăng lên, đặc biệt khả leo dốc ô tô nhiều cầu chủ động tăng đáng kể, tăng giúp xe nhiều cầu chủ động vượt qua địa hình dễ dàng xe cầu chủ động ii Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .i TÓM TẮT ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC HÌNH vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii Chương 1: TỔNG QUAN CHUNG VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Lời mở đầu 1.2 Mục đích đề tài 1.3 Giới hạn đề tài 1.4 Phương pháp nghiên cứu Chương 2: LÝ THUYẾT VỀ SỰ LĂN VÀ SỰ BÁM CỦA BÁNH XE 2.1 Các loại bán kính bánh xe 2.1.1 Bán kính thiết kế 2.1.2 Bán kính tĩnh bánh xe 2.1.3 Bán kính động lực học bánh xe 2.1.4 Bán kính lăn bánh xe 2.1.5 Bán kính làm việc trung bình (bán kính tính tốn) bánh xe 2.2 Động lực học bánh xe lăn 2.2.1 Các khái niệm 2.2.2 Các quan hệ động lực học bánh xe lăn đường 2.2.3 Các quan hệ lực bánh xe lăn đường 11 2.3 Sự trượt bánh xe, khả bám, hệ số bám lực bám 12 2.3.1 Sự trượt bánh xe 12 2.3.2 Khả bám,hệ số bám lực bám 13 2.4 2.3.2.1 Khả bám 13 2.3.2.2 Hệ số bám 13 2.3.2.3 Lực bám 14 Đặc tính trượt bánh xe 15 iii Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp Chương LÝ THUYẾT VỀ VIỆC ĐÁNH GIÁ TÍNH CHẤT ĐỘNG LỰC HỌC CHUYỂN ĐỘNG THẲNG CỦA Ô TÔ 18 Các lực tác dung lên ô tô trường hợp tổng quát 18 3.1 3.1.1 Trọng lượng toàn xe 19 3.1.2 Lực kéo tiếp tuyến 19 3.1.3 Lực cản lăn 𝐅𝐟 20 3.1.4 Mômen cản lăn 𝐌𝐟 20 3.1.5 Lực cản lên dốc 𝐅𝐢: 21 3.1.6 Lực cản khơng khí Fω 21 3.1.7 Lực cản quán tính 𝐅𝐣 23 3.1.8 Lực cản móc kéo 𝐅𝐦 24 Cân lực kéo ô tô 24 3.2 3.2.1 Phương trình cân lực kéo 24 3.2.2 Đồ thị cân lực kéo 25 3.2.3 Ứng dụng đồ thị cân lực kéo 27 Cân công suất ô tô 28 3.3 3.3.1 Các loại công suất 28 3.3.2 Phương trình cân cơng suất ô tô 28 3.3.3 Đồ thị công công suất 29 3.3.4 Ứng dụng đồ thị cân công suất 31 Xác định thông số động lực học chuyển động thẳng tính tốn 31 3.4 3.4.1 Xác định tốc độ cực đại vmax 31 3.4.2 Góc dốc lớn (αmax) hay độ dốc lớn (imax) 32 3.4.3 Gia tốc quán tính cực đại (jmax) 34 Các đặc tính tăng tốc tơ 34 3.5 3.5.1 Xác định khả khởi hành tăng tốc cho ô tô 34 3.5.2 Quá trình chạy đà: 37 3.5.3 Khởi hành tăng tốc tơ có hộp số khí 38 Chương 4: LÝ THUYẾT VỀ SỰ TRUYỀN CÔNG SUẤT XE NHIỀU CẦU CHỦ ĐỘNG 40 4.1 Sơ đồ truyền lượng từ bánh xe tới mặt đường 40 4.2 Phân phối công suất ôtô 42 4.2.1 4.2.1.1 Phân phối công suất dùng vi sai 43 Nhiệm vụ vi sai 43 iv Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp 4.2.1.2 Động học cấu vi sai 43 4.2.1.3 Động học quan hệ momen vi sai bánh xe 45 4.2.1.4 Quan hệ moment 46 4.2.1.5 Các quan hệ lực cầu có vi sai 50 4.2.1.6 Khả bám cầu có vi sai 52 4.2.1.7 Kết luận 56 4.2.2 Phân phối công suất không dùng vi sai 57 4.2.2.1 Các quan hệ động học moment 58 4.2.2.2 Nghiên cứu q trình chuyển động thẳng tơ 61 4.2.2.3 Trạng thái lăn cầu - tượng lưu thông công suất 64 4.2.2.4 Những nhược điểm việc phân phối công suất ô tô khơng dùng vi sai có vi sai 67 Chương 5: TÍNH TỐN ĐỘNG LỰC HỌC CHUYỂN ĐỘNG THẲNG CỦA Ơ TƠ DU LỊCH 4x4, SO SÁNH VỚI TRƯỜNG HỢP Ô TÔ 4x2 68 5.1 Sự ảnh hưởng xe hai cầu chủ động cầu chủ động khả bám 68 5.2 Bài tốn tính tốn động lực học chuyển động thẳng so sánh ô tô hai cầu chủ động(4x4) với cầu chủ động(4x2) 69 5.2.1 Thông số xe Huyndai Santafe Động xăng khơng chì V6 2.7, Cam kép 69 (Engine 2.7cc, unleaded gasoline V6 DOHC) 69 5.2.2 Sự ảnh hưởng tải trọng phân bố lên cầu chủ động đến khả bám xe 72 5.2.2.1 Xe cầu chủ động (4x2) 72 5.2.2.2 Xe hai cầu chủ động 74 5.2.3 Khi kể đến trượt xe 77 5.2.3.1 Xe cầu chủ động (4x2) 79 5.2.3.2 Xe hai cầu chủ động (4x4) 84 KẾT LUẬN 91 Kết luận 91 Kiến nghị 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 v Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp DANH MỤC CÁC HÌNH Hin ̀ h 2.1: Sự phụ thuộc bán kính lăn vào moment lực tác dụng lên bánh xe Hin ̀ h 2.2: Lăn không trượt Hin ̀ h 2.3: Lăn có trượt quay Hin ̀ h 2.4: Lăn có trượt lết 10 Hin ̀ h 2.5: Các lực momen tác dụng lên bánh xe chủ động bánh xe phanh 11 Hin ̀ h 2.6: Đặt tính trượt bánh xe 16 Hin ̀ h 3.1: Sơ đồ lực mômen tác dụng lên ô tô chuyển động lên dốc 18 Hin ̀ h 3.2: Đồ thị cân lực kéo ô tô 25 Hin ̀ h 3.3: Đồ thị cân công suất ô tô 30 Hin ̀ h 3.4: Đặc tính tốc độ gia tốc 35 Hin ̀ h 3.5: Xác định biến thiên tốc độ theo thời gian tăng tốc 36 Hin ̀ h 3.6: Xác định biến thiên quảng đường theo thời gian tốc độ theo quãng đường 36 Hin ̀ h 3.7: Cách xây dựng đặc tính chạy đà 38 Hin ̀ h 3.8: Đặc tính tăng tốc sang số có tách ly hợp 39 Hin ̀ h 4.1: Dịng cơng suất bánh xe bị động 40 Hin ̀ h 4.2: Dịng cơng suất bánh xe chủ động 40 Hin ̀ h 4.3: Dịng cơng suất bánh xe phanh 41 Hin ̀ h 4.4: Sơ đồ vi sai nón 44 Hin ̀ h 4.5: Sơ đồ quay vòng cầu chủ động 46 Hin ̀ h 4.6a: Cầu chủ động 4.6b Cầu phanh 50 Hin ̀ h 4.7: Khả bám cầu có vi sai 55 Hin ̀ h 4.8: Vi sai có ma sát 57 Hin ̀ h 4.9: Phân phối công suất không dung vi sai 58 Hin ̀ h 4.10: Đặc tính lực bán kính lăn 61 Hin ̀ h 4.11: Đặc tính lực bán kính lăn ô tô chuyển động thẳng 61 Hin ̀ h 4.12: Đặc tính lực bán kính lăn Fk đạt tới giới hạn bám bán kính lăn thay đổi 63 Hin ̀ h 4.13: Trạng thái chuyển động với lực Fk khác 65 vi Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Hệ số bám ứng với số loại đường cụ thể 17 Bảng 3.1: Giá trị hệ số cản gió diện tích cản gió số xe 23 Bảng 4.1: Dấu moment tốc độ góc phần tử vi sai 47 Bảng 4.2: Quan hệ moment cầu chủ động cầu phanh 51 Bảng 5.1: Thông số Thông số xe Huyndai Santafe Động xăng 70 Bảng 5.2: Bảng thông số động lực học chuyển động kể đến trượt 89 vii Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp Chương 1: TỔNG QUAN CHUNG VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Lời mở đầu Trong năm gần đây, yêu cầu tính động, chất lượng động lực học ô tô ngày nâng cao Cùng với xu hướng phát triển nay, nhà thiết kế ô tô cho đời hệ xe sử dụng nhiều cầu chủ động để đáp ứng tính động cao Một khuynh hướng nâng cao tính chất động lực học ô tô việc phân bố sử dụng hợp lý lực kéo cầu chủ động bánh xe trái-phải cầu chủ động Điều liên quan đến việc nghiên cứu khả bám, phân phối công suất từ động đến bánh xe chủ động Và nội dung mà chúng em nghiên cứu trình bày Đồ án mình, nghiên cứu khả bám, phân phối cơng suất, tính chất động lực học chuyển động thẳng model xe sử dụng hai cầu chủ động, cầu chủ động, từ đưa kết tính tốn, so sánh tính chất động lực học chuyển động thẳng để rút kết luận cuối cùng, hướng đến nhìn tổng quát ưu điểm xe hai cầu chủ động so với mẫu xe sử dụng cầu chủ động khả động, vượt địa hình 1.2 Mục đích đề tài Nội dung đề tài xây dựng mơ hình nghiên cứu lý thuyết để thiết lập phương trình mơ tả quỹ đạo chuyển động tơ mơ hình phẳng vết Khảo sát quỹ đạo chuyển động xe biết trước quy luật, xem xét nhân tố ảnh hưởng đến quỹ đạo chuyển động có kể đến đặc tính biến dạng lốp, phân bố tải trọng lên bánh xe, phân phối công suất, thay đổi vận tốc xe, điều làm thay đổi quỹ đạo chuyển động ô tô Ta đặc biệt quan tâm đến xe có nhiều cầu chủ động nguyên nhân chủ yếu khiến cho ô tô bị ổn định chuyển động thẳng lực kéo có hay khơng có, lực kéo lớn hay lực kéo nhỏ, việc phân bố lực kéo cầu chủ động làm ảnh hưởng đến trượt cầu Vì vậy, ta nghiên cứu ổn định chuyển động thẳng ô tô có hai cầu chủ động xem khác với ô tô cầu chủ động 1.3 Giới hạn đề tài Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp Để giải vấn đề trên, đề tài “Động lực học chuyển động thẳng xe nhiều cầu chủ động 4x4” nghiên cứu tập trung vào nội dung sau: ▪ Tính tốn thơng số động lực học xe ▪ Các yếu tố ảnh hưởng đến trình chuyển động thẳng 1.4 Phương pháp nghiên cứu ▪ Phương pháp nghiên cứu tài liệu: sở nghiên cứu tài liệu có liên quan đến lý thuyết chuyển động thẳng xe ô tô, thu thập tài liệu qua sách, luận văn thạc sĩ, qua Internet ▪ Phương pháp phân tích triển khai giải phương trình động lực học chuyển động thẳng ▪ So sánh đánh giá Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp Chương 2: LÝ THUYẾT VỀ SỰ LĂN VÀ SỰ BÁM CỦA BÁNH XE 2.1 Các loại bán kính bánh xe Bán kính bánh xe thơng số hình học bánh xe Do lốp xe có độ đàn hồi nên biến dạng theo phương Bởi bán kính bánh xe có lốp đàn hồi khơng định phụ thuộc vào phương pháp định nghĩa 2.1.1 Bán kính thiết kế Bán kính thiết kế ro (mm) bán kính bánh xe khơng quay, khơng chịu tải, áp suất khơng khí lốp mức danh định Bán kính xác định theo kích thước tiêu chuẩn tên lốp,được cho nhà chế tạo Ví dụ : lốp có kí hiệu B-d Trongđó: B – Bề dày lốp (inch) d – Đường kính vành bánh xe (inch) 𝑟0 – bán kính thiết kế Lúc r0 xác định sau d r0 = (B + ) 25,4 (mm) 2.1.2 Bán kính tĩnh bánh xe Bán kính tĩnh rt (m) khoảng cách từ tâm bánh xe tới mặt đường bánh xe đứng yên chịu lực tác dụng theo chiều pháp tuyến Giá trị rt phụ thuộc vào lực pháp tuyến tác dụng lên bánh xe áp suất khơng khí lốp 2.1.3 Bán kính động lực học bánh xe Bán kính động lực học rđ (mm) khoảng cách từ tâm bánh xe tới mặt đường bánh xe lăn chịu lực tác dụng theo ba chiều: dọc,đứng ngang Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp Giá trị rđ phụ thuộc vào yếu tố sau : - Tải trọng thẳngđứng tác dụng lên bánh xe - Lực ly tâm bánh xe quay - Mômen chủ động MK mômen phanh MP (N.m) - Áp suất khơng khí lốp 2.1.4 Bán kính lăn bánh xe Bán kính lăn rl (m) khơng phải thơng số hình học mà thơng số động học, tỉ lệ vận tốc tịnh tiến thực tế v (m/s) vận tốc góc bánh xe ωk (rad/s) Bán kính lăn xác định : rl = v ωk Bán kính lăn (rl ) liên quan đến trượt: + Lực phanh mạnh bị trượt nhiều + Lực phanh nhẹ trượt Sự trượt phụ thuộc vào lực kéo hay lực phanh nên rl phụ thuộc vào lực kéo hay lực phanh r l = r l − λ F Fk = r l + λ F Fp Với : rl bán kính lăn bánh xe khơng có lực kéo (m) λF hệ số biến dạng vịng (0,001 ÷ 0,01) Fk , Fp lực kéo lực phanh (N.m) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp rl – bán kính lăn bánh xe r – bán kính tính tốn λF – hệ số biến dạng vịng (vì bánh xe cầu trước cầu sau tương đồng nên λF1 = λF2 = λF n– số vòng quay động itl – tỉ số truyền • Cơng suất trượt xe hai cầu chủ động (4x4) 4x4 4x4 4x4 )2 Pδ4x4 = Pδ1 + Pδ2 = (Fk1 Mà 4x4 4x4 Fk1 = Fk2 = Nên Pδ4x4 = (( F4x4 kΣ λF v0 λ v 4x4 )2 F + (Fk2 r r F4x4 kΣ 2 ) +( F4x4 kΣ 2 ) ) λF v0 r = (F4x4 kΣ ) 2 λF v0 r = (F4x4 kΣ ) 2 λF π.n.r r 30.itl Trong Pδ4x4 là cơng suất trượt tổng cộng xe cầu 4x4 Pδ1 công suất trượt cầu trước 4x4 Pδ2 công suất trượt cầu sau 4x4 FkΣ tổng lực kéo tiếp tuyến bánh xe chủ động • Cơng suất trượt xe cầu chủ động (4x2) (xe cầu trước chủ động) 4x2 4x2 4x2 )2 Pδ4x2 = Pδ1 + Pδ2 = (Fk1 Mà λF v0 λ v 4x4 )2 F + (Fk2 r r 4x2 Fk2 =0 4x2 4x2 Fk1 = FkΣ Nên 4x2 )2 ) Pδ4x2 = (02 + (FkΣ λF v0 r 4x2 )2 = (FkΣ λF v0 r 4x2 )2 = (FkΣ λF π.n.r r 30.itl 78 Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp Trong Pδ4x2 là cơng suất trượt tổng cộng xe cầu chủ động 4x2 Pδ1 công suất trượt cầu trước 4x2 Pδ2 công suất trượt cầu sau 4x2 Fk2 tổng lực kéo tiếp tuyến bánh xe chủ động Vì cơng suất tác dụng khung hệ thống xe cầu chủ động lớn công suất tác dụng vào khung hệ thống xe cầu chủ động 5.2.3.1 Xe cầu chủ động (4x2) • Xác định vận tốc cực đại vmax Ta thừa nhận rằng, ô tô đạt tốc độ cực đại xe chạy đường nằm ngang (α=0), ổn định (j=0) cơng suất cực đại (bướm ga mở hồn tồn bơm cao áp kéo hết cỡ), xe làm việc tay số cuối Ta có phương trình cân cơng suất: Pe ηtl + Pδ = Pf + Pω 4x2 )2 Như phân tích trên, Pδ = −(FkΣ λF π.n 30.itl Fk4x2 = Pemax in tl ηtl p ωe r Vậy ta có: p Pemax intl ηtl λF ωe ) n = G f vmax + 0,63 Cx S vmax Pemax ηtl − ( p itl ωe r ⇔ Pemax ηtl − 30 Pemax intl η2tl λF = G f vmax + 0,63 Cx S vmax p π n r 79 Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM ⟺ 0,63 Cx S vmax + G f vmax + (30 Đồ Án Tốt Nghiệp Pemax intl η2tl λF − Pemax ηtl ) = π np r Với Pemax = 138000 W np = 6000 v/p intl = 0,731.4,52 = 3,30412 ηtl = 0,95 r = 0,3465 m Cx = 0,45 Ns2 /m4 S = m2 f = 0,015 λF = 3.10−6 m/N G = 15700 N Thay giá trị vào phương trình bậc 3, ta có: vmax = 58,75 m/s • Xác định gia tốc cực đại jmax Để ô tô đạt gia tốc cực đại, động làm việc tay số 1, tức mômen xoắn động cực đại Memax, đường phẳng, ô tô chuyển động tốc độ thấp nên lực cản khơng khí khơng đáng kể Fω = Phương trình cân công suất là: PeM ηtl + Pδ = Pf + Pj ⟺ PeM ηtl − Fk vδ = (G f + m δj jmax ) v 80 Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM ⟺ PeM ηtl −( Đồ Án Tốt Nghiệp Memax itl ηtl λF ) v0 = v (G f + m δj jmax ) r r Mà ta có: v r l r − λ F Fk λF Memax iItl ηtl = = =r − v0 r r r2 Chia vế phương trình cân cơng suất cho v0 , ta được: 2 (iItl ) η2tl λF PeM ηtl Memax r − λF Memax iItl ηtl ) − = (G f + m δj jmax ) ( v0 r3 r2 Đặt t= PM e ηtl v0 − M2emax (iItl ) η2tl λF r3 Vậy ta có : t = (G f + m δj jmax ) ( ⇒ jmax r − λF Memax iItl ηtl ) r2 t r =( − G f ) I m δj r − λF Memax itl ηtl Ta có số liệu : v0 = ωM e r iItl = π.nM r 30.iItl = 11,29 m/s nM = 4000 vòng/phút Memax = 248 N m PeM = ωM e Memax = π.nM 248 30 = 103829 (W) G = 15700 N f = 0,015 81 Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp ηtl = 0,95 r = 0,3465 m iItl = 4,52.2,842 = 12,85 λF = 3.10−6 m/N δj = 1,05.0,05 (iItl ) = 1,454 Ns2/kg.m Thay giá trị ta được: jmax = 3,72 m/s2 • Xác định góc dốc cực đại imax Khi xác định độ dốc lớn nhất, ta thừa nhận xe có mơmen xoắn cực đại Memax, tay số 1, xe chạy tốc độ thấp ổn định (j = 0) nên ta có Fω=0, lực qn tính Fj = 0, khơng kéo rơ mooc (Fm = 0) Ta có phương trình cân công suất: PeM ηtl + Pδ = v (G f cosα + G sinα) PeM ηtl − Fk vδ = v (G f cosα + G sinα) Ta có tỉ lệ: v λF Memax iItl ηtl =r − v0 r2 Vậy suy : PeM ηtl − M2emax iitl η2tl λF v0 r3 = v0 (G f cosα + G sinα) ( r − λF Memax iItl ηtl r2 ) 82 Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp Chia vế cho v0 , ta PM e ηtl v0 − M2emax (iitl ) η2tl λF r3 = (G f cosα + G sinα).( r − λF Memax iItl ηtl r2 ) Mặt khác ta có cosαmax = sinαmax = √1 + tg αmax tgαmax √1 + tg αmax Đặt imax = tgαmax Với 2 (iitl ) η2tl λF PeM ηtl Memax − v0 r3 u= r − λF Memax iItl ηtl ( ) r2 Phương trình trở thành : G f √1 + i2 + G i √1 + i2 =u ⇔ G2 (f + imax )2 = u2 (1 + i2max ) ⇔ (u2 − G2 ) i2max − G2 f imax + (u2 − G2 f ) = Ta có giá trị v0 = ωM e r iItl = π.nM r 30.iItl = 11,29 m/s 83 Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp nM = 4000 vòng/phút Memax = 248 N m PeM = ωM e Memax = π.nM 248 30 = 103829 (W) G = 15700 N f = 0,015 ηtl = 0,95 r = 0,3465 m iItl = 4,52.2,842 = 12,85 λF = 3.10−6 m/N Thay giá trị vào phương trình bậc ẩn i, ta chọn giá trị dương imax = 0,648 5.2.3.2 Xe hai cầu chủ động (4x4) Trường hợp xe hai cầu chủ động, thực bước với giả thiết xe cầu, khác sử dụng giá trị công suất trượt Pδ4x4 = − (F4x4 kΣ ) 2 λF v0 r ′ • Xác định vận tốc cực đại vmax Ta có phương trình cân cơng suất: Pe ηtl + Pδ = Pf + Pω 4x4 )2 Như phân tích trên, Pδ = −(FkΣ λF π.n 30.in tl Fk4x2 = − Pemax in tl ηtl p ωe r Vậy ta có: 84 Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp p Pemax intl ηtl λF ωe ′ ′ )3 ) Pemax ηtl − ( = G f vmax + 0,63 Cx S (vmax p intl ωe r ⟺ ′ )3 0,63 Cx S (vmax + ′ G f vmax Pemax (intl )2 η2tl λF + (30 − Pemax ηtl ) = π np r Với Pemax = 138000 W np = 6000 v/p intl = 0,731.4,52 = 3,30412 ηtl = 0,95 r = 0,3465 m Cx = 0,45 Ns2 /m4 S = m2 f = 0,015 λF = 3.10−6 m/N G = 15700 N Thay giá trị vào phương trình bậc 3, ta có: ′ vmax = 58,94 m/s • Xác định gia tốc cực đại j′max Để ô tô đạt gia tốc cực đại, động phải đạt công suất cực đại, tức mômen xoắn cực đại Memax, đường phẳng, ô tô chuyển động tốc độ thấp nên lực cản khơng khí khơng đáng kể Fω = , đồng thời ô tô làm việc tay số Phương trình cân cơng suất là: 85 Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp PeM ηtl + Pδ = Pf + Pj ⟺ PeM ηtl − Fk vδ = (G f + m δj j′max )v ⟺ PeM ηtl Memax itl ηtl λF ( ) − v0 = v (G f + m δj j′max ) r r Mà ta có: v r l r − λ F Fk λF Memax iItl ηtl = = =r − v0 r r r2 Chia vế phương trình cân cơng suất cho v0 , ta được: 2 (iItl ) η2tl λF PeM ηtl Memax r − λF Memax iItl ηtl ′ ) − = (G f + m δj jmax ) ( v0 r r2 Đặt t= PM e ηtl v0 − M2emax (iItl ) η2tl λF 2.r3 Vậy ta có : t = (G f + m δj j′max ) ( ⇒ j′max r − λF Memax iItl ηtl ) r2 t r =( − G f ) I m δj r − λF Memax itl ηtl Ta có số liệu : v0 = ωM e r iItl = π.nM r 30.iItl = 11,29 m/s nM = 4000 vòng/phút Memax = 248 N m PeM = ωM e Memax = π.nM 248 30 = 103829 (W) 86 Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp G = 15700 N f = 0,015 ηtl = 0,95 r = 0,3465 m iItl = 4,52.2,842 = 12,85 λF = 3.10−6 m/N δj = 1,05.0,05 (iItl ) = 1,454 Ns2/kg.m Thay giá trị ta được: j′max = 3,88 m/s2 • Xác định góc dốc cực đại i′max Khi xác định độ dốc lớn nhất, ta thừa nhận xe có mơmen xoắn cực đại Memax.,tay số 1, xe di chuyển đường nằm ngang, nên ta có Fω=0, lực qn tính Fj = 0, không kéo rơ mooc (Fm = 0) Ta có phương trình cân cơng suất: PeM ηtl + Pδ = v (G f cosα′max + G sinα′max ) PeM ηtl − Fk vδ = v (G f cosα′max + G sinα′max ) Ta có tỉ lệ: v r − λF Memax iItl ηtl = v0 r2 Vậy suy ra: 87 Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp PeM ηtl − M2emax (iitl ) η2tl λF v0 2.r3 = v0 (G f cosα′max + G sinα′max ) ( r2 −λF Memax iItl ηtl r2 ) Chia vế cho v0 , ta PM e ηtl v0 − M2emax (iitl ) η2tl λF 2.r3 = (G f cosα′max + G sinα′max ).( r2 −λF Memax iItl ηtl r2 ) Mặt khác ta có cosα′max = sinαmax = √1 + tg α′max tgαmax √1 + tg α′max Đặt i′max = tgα′max Với 2 (iitl ) η2tl λF PeM ηtl Memax − v0 r u= r − λF Memax iItl ηtl ( ) r2 Phương trình trở thành : G f √1 + (i′max )2 + G i′max √1 + (i′max )2 =u ⇔ G2 (f + i′max )2 = u2 (1 + (i′max )2 ) ⇔ (u2 − G2 ) (i′max )2 − G2 f i′max + (u2 − G2 f ) = 88 Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp Ta có giá trị v0 = ωM e r iItl = π.nM r 30.iItl = 11,29 m/s nM = 4000 vòng/phút Memax = 248 N m PeM = ωM e Memax = π.nM 248 30 = 103829 (W) G = 15700 N f = 0,015 ηtl = 0,95 r = 0,3465 m iItl = 4,52.2,842 = 12,85 λF = 3.10−6 m/N Thay giá trị vào phương trình bậc ẩn i’, ta chọn giá trị dương i′max = 0,688 Bảng 5.2: Bảng thông số động lực học chuyển động kể đến trượt Thông số Vận tốc cực đại Gia tốc cực đại (m/s) (m/s2) Cầu chủ động Độ dốc cực đại Một cầu chủ động 58,75 3,72 0,648 Hai cầu chủ động 58,94 3,88 0,688 89 Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp Dựa vào thơng số tính tốn bảng …, ta thấy rằng, ô tô sử dụng hệ thống hai cầu chủ động có khả leo dốc tăng tốc tốt so với trường hợp sử dụng cầu chủ động Vận tốc cực đại xe gia tăng ta sử dụng hệ thống hai cầu chủ động, không đáng kể Quan trọng hơn, lực kéo phân bố bánh xe, đồng thời sử dụng hết tải trọng phân bố lên bánh xe Nên ô tô hệ thống hai cầu chủ động có khả vượt địa hình, tốt nhiều, đặc biệt điều kiện mặt đường dễ bị trượt đường cát lún, đường dốc nhiều sỏi,… so với phiên loại sử dụng hệ dẫn động cầu 90 Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp KẾT LUẬN Kết luận Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh năm gần đã, tiếp tục trở thành số trường giảng dạy, đào tạo tốt nước ngành Kỹ thuật ô tô Những tài liệu mà sinh viên giảng viên cung cấp giảng dạy mang tính xác, thực tế cao Và sở lý thuyết để nhóm nghiên cứu hồn thành đề tài đồ án tốt nghiệp giao Được giúp đỡ tận tình thầy Ts Lâm Mai Long, với nỗ lực nhóm, chúng em hồn thành đồ án thời gian quy định đạt yêu cầu nhiệm vụ đồ án Nội dung đồ án thể vượt trội tính hiệu hệ thống hai cầu chủ động trình chuyển động thẳng so với hệ thống cầu, khả vượt cung đường có địa hình khó khăn, dốc cao, bề mặt bám Nhóm hy vọng rằng, đồ án góp phần hỗ trợ cho cơng tác học tập, tìm hiểu kiến thức cho sinh viên sau Kiến nghị Nền công nghiệp ô tô Việt Nam non trẻ đầy tiềm năng, với phát triển nhanh phương tiện giao thông, cần nguồn nhân lực to lớn có trình độ kỹ thuật cao Những năm gần đây, Nhà nước trường Đại học có sách đầu tư cơng tác phát triển phương tiện thiết bị dạy học Hy vọng tương lai, ngành ô tô Việt Nam trọng, quan tâm, đầu tư để đáp ứng cầu to lớn thiết thực Đây đường ngắn để góp phần xây dựng thành cơng nghiệp cơng nghiệp hóa - đại hóa đất nước ta Sinh viên thực Võ Văn Phi Huỳnh Đoàn Anh Thắng 91 Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Ts Lâm Mai Long Lý thiết tơ, giáo trình giảng dạy cao học trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM 2006 Ts Lâm Mai Long Giáo trình chuyên đề phân phối công suất ô tô, trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuât TP.HCM 2001 ThS Đặng Quý Lý thiết tơ, giáo trình giảng dạy cao học trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM 2006 GS.Ts Nguyễn Hữu Cẩn Thiết kế tính tốn tơ máy kéo tập III, 1998 Trần Quốc Khánh Luận văn thạc sĩ Nguyên cứu mô truyền công suất hệ thống truyền lực xe nhiều cầu chủ động 92 ... hai cầu chủ động cầu chủ động khả bám 68 5.2 Bài tốn tính tốn động lực học chuyển động thẳng so sánh ô tô hai cầu chủ động( 4x4) với cầu chủ động( 4x2) 69 5.2.1 Thông số xe Huyndai... ĐỘNG LỰC HỌC CHUYỂN ĐỘNG THẲNG CỦA Ô TÔ 3.1 Các lực tác dung lên ô tô trường hợp tổng quát Hin ̀ h 3.1: Sơ đồ lực mômen tác dụng lên ô tô chuyển động lên dốc Chúng ta xét chuyển động ? ?tô dạng tổng... chủ động xem khác với tơ cầu chủ động 1.3 Giới hạn đề tài Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Đồ Án Tốt Nghiệp Để giải vấn đề trên, đề tài ? ?Động lực học chuyển động thẳng xe nhiều cầu chủ động