Nghiên cứu động học và động lực học của xe tải khi chở quá tải đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật ô tô

Trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật TP.HCM – Khoa Cơ Khí Động Lực MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 MỞ ĐẦU VÀ GIỚI HẠN VẤN ĐỀ 1.1.1 Mở đầu 1.1.2 Giới hạn đề tài 1.1.3 Phương pháp nghiên cứu 1.2 KÍ HIỆU VÀ ĐƠN VỊ ĐO CƠ BẢN 1.3 GIỚI THIỆU THÔNG SỐ KĨ THUẬT CỦA XE 1.3.1 Hình chiếu kích thước xe 1.3.2 Các thông số thiết kế, thơng số chọn tính tốn 11 1.3.3 Xác định thông số trọng lượng 14 CHƯƠNG : TÍNH TỐN, XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGỒI CỦA ĐỘNG CƠ 15 2.1 XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGỒI CỦA XE HYUNDAI HD800 TẤN THEO CƠNG THỨC S.R.LÂY ĐÉCMAN 15 2.2 ĐỒ THỊ 18 2.3 KHẢO SÁT ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGỒI 19 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN KIỂM TRA CÂN BẰNG LỰC KÉO, CÂN BẰNG CÔNG SUẤT VÀ ĐẶC TÍNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA XE KHI CHỞ QUÁ TẢI 20 3.1 TÍNH TỐN KIỂM TRA CÂN BẰNG LỰC KÉO CỦA XE KHI CHỞ QUÁ TẢI 20 3.1.1 Phương trình cân lực kéo xe chở tải 20 Đồ Án Tốt Nghiệp - Ngành Cơng Nghệ Kĩ Thuật Ơ Tơ Trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật TP.HCM – Khoa Cơ Khí Động Lực 3.1.2 Phương pháp xây dựng đồ thị cân lực kéo xe chở tải 21 3.1.3 Tính tốn cân lực kéo xe chở tải 23 3.1.4 Đồ thị quan hệ lực kéo lực cản tổng thể 30 3.1.5 Nhận xét 31 3.2 TÍNH TỐN KIỂM TRA CÂN BẰNG CÔNG SUẤT CỦA XE KHI CHỞ QUÁ TẢI 32 3.2.1 Phương trình cân cơng suất xe chở q tải 32 3.2.2 Phương pháp xây dựng đồ thị cân công suất kéo xe chở tải 34 3.2.3 Xây dựng đồ thị cân công suất xe chở tải 36 3.2.4 Đồ thị quan hệ công suất công suất cản tổng thể 41 3.2.5 Nhận xét đồ thị cân công suất xe chở tải 42 3.3 ĐẶC TÍNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA XE KHI CHỞ QUÁ TẢI 43 3.3.1 Khái niệm đặc tính động lực xe chở tải 43 3.3.2 Phương pháp xây dựng đồ thị đặc tính động lực học xe chở tải 45 3.3.3 Xây dựng đồ thị đặc tính động lực học xe xe chở tải chở tải 49 3.4 NHẬN XÉT VỀ XE KHI CHỞ QUÁ TẢI 56 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN KIỂM TRA ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA XE KHI XE CHỞ QUÁ TẢI 58 4.1 TÍNH ỔN ĐỊNH DỌC CỦA XE KHI XE CHỞ QUÁ TẢI 59 4.1.1 Tính ổn định dọc tĩnh xe xe chở tải 59 4.1.2 Tính ổn định dọc động xe xe chở tải 66 4.2 TÍNH ỔN ĐỊNH NGANG CỦA XE KHI XE CHỞ QUÁ TẢI 73 4.2.1 Tính ổn định ngang xe chở tải chuyển động thẳng đường nghiêng ngang 73 Đồ Án Tốt Nghiệp - Ngành Công Nghệ Kĩ Thuật Ô Tô Trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật TP.HCM – Khoa Cơ Khí Động Lực 4.2.2 Tính ổn định ngang xe chở tải chuyển động quay vòng đường nghiêng ngang 76 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN KIỂM TRA QUAY VỊNG CỦA XE KHI XE CHỞ QUÁ TẢI 87 5.1 ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC QUAY VÒNG CỦA XE KHI XE CHỞ QUÁ TẢI 87 5.1.1 Động học quay vòng xe xe chở tải 87 5.1.2 Động lực học quay vòng xe xe chở tải 93 5.2 TRƯỜNG HỢP XE QUAY VÒNG TRÊN CÁC LOẠI ĐƯỜNG KHI XE CHỞ QUÁ TẢI 97 5.2.1 Trường hợp xe quay vòng đường nhựa bê tông khô 97 5.2.2 Trường hợp xe quay vòng đường nhựa bê tông ướt 99 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN 102 6.1 KẾT LUẬN 102 6.2 KIẾN NGHỊ 103 TÀI LIỆU THAM THẢO 103 Đồ Án Tốt Nghiệp - Ngành Cơng Nghệ Kĩ Thuật Ơ Tơ Trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật TP.HCM – Khoa Cơ Khí Động Lực CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 MỞ ĐẦU VÀ GIỚI HẠN VẤN ĐỀ 1.1.1 Mở đầu Trong năm gần ngành công nghiệp xe tải phát triển, thể rõ tầm quan trọng phát triển chung công nghiệp nước Thị trường xe tải ngày phát triển với đa dạng chủng loại giá cả, số khơng thể kể đến loại xe tải từ đến phổ biến có triển vọng phát triển Việt Nam Xe tải phần thiết yếu sống ngày đóng vai trò quan trọng cấu xã hội nhiều nước nói chung Việt Nam nói riêng Nguồn cung loại xe tải phong phú từ hãng xe nước ngồi Huyndai, Isuzu, Hino… Dịng xe tải sử dụng phổ biến thành thị nơng thơn, với kích thước tính động dần thay cho phương tiện vận chuyển thơ sơ có hiệu sử dụng khơng cao xe thồ, xe ba gác, cơng nơng Tính hiệu sử dụng xe tải phụ thuộc vào chất lượng thiết kế, chế tạo điều kiện sử dụng Trong nhóm tiêu động lực học, tính an tồn điều khiển tính tiết kiệm nhiên liệu, khả chịu tải xét đến phổ biến Việc sử dụng xe tải cho phù hợp với mục đích việc sử dụng, số trường hợp việc sử dụng xe để chở tải trọng cho phép mà xe thiết kế việc chở tải tăng lên hàng hóa chở thu lợi nhuận cao bên cạnh chi tiết xe hệ thống truyền động không đủ khả chịu đựng cho khả tăng tải trọng Đối với xe nhập ngoại Việt Nam, việc tính tốn, kiểm tra tính chất động lực học xe khó khăn hầu hết loại xe nhập ngoại khơng có đầy đủ thông số thiết Đồ Án Tốt Nghiệp - Ngành Cơng Nghệ Kĩ Thuật Ơ Tơ Trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật TP.HCM – Khoa Cơ Khí Động Lực kế Do việc nghiên cứu để đánh giá tiêu động lực học loại xe tải nhập ngoại Việt Nam vấn đề mang tính cấp thiết có tính khả thi cao Xuất phát từ lí việc định hướng thầy hướng dẫn, em thực đề tài: ″ Nghiên cứu động học động lực học xe tải chở tải ″ với mục đích tìm hiểu tính tốn, kiểm tra tính chất động lực học xe tải 1.1.2 Giới hạn đề tài Đề tài nghiêm cứu tính tốn xây dựng đặc tính ngồi động cơ, khảo sát cân lực kéo, cân cơng suất đặc tính động lực học, tính tốn kiểm tra tính ổn định xe, tính tốn kiểm tra quay vịng xe 1.1.3 Phương pháp nghiên cứu Có hai phương pháp để nghiên cứu tính chất động lực học xe là:  Phương pháp thực nghiệm dùng số liệu khảo nghiệm để nghiên cứu phương pháp xác địi hỏi phải có thiết bị đại  Phương pháp lí thuyết cần vài thơng số xe mặt đường, dùng phần mềm máy tính hỗ trợ Do điều kiện khả không cho phép nên đồ án em chọn phương pháp thứ hai để khảo sát Đồ Án Tốt Nghiệp - Ngành Công Nghệ Kĩ Thuật Ơ Tơ Trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật TP.HCM – Khoa Cơ Khí Động Lực 1.2 KÍ HIỆU VÀ ĐƠN VỊ ĐO CƠ BẢN Đại lượng Ký hiệu Đơn vị Hệ số chuyển đổi đơn vị đơn vị cũ Chiều dài l m inch =2,54 cm=0,0254 m Vận tốc dài v m /s 1m/s =3,6 km/h Vận tốc góc  rad /s Số vòng quay n vg/ ph Gia tốc j m /s2 Gia tốc góc  rad /s2 Lực F N 1N  0,1kG Trọng lượng G N 10 3N  10 2kG  0,1tấn Khối lượng m kg Áp suất q N /m2 1N/m2 = 1Pa=10 -5kG/cm2 Ứng suất  N /m2 1MN/m2  10 kG/cm2 Mômen quay M Nm 1Nm  10 kGcm  0,1 kGm Công L J 1J=1Nm  0,1 kGm Công suất P W 1W=1J/s 0,1 kGm/s 1W  1/736 m.l(mã lực) Đồ Án Tốt Nghiệp - Ngành Cơng Nghệ Kĩ Thuật Ơ Tơ Trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật TP.HCM – Khoa Cơ Khí Động Lực T =t+2730 Nhiệt độ T 0K Nhiệt lượng Q J 1J  2,4.10-3 kcal C J /kgđộ 1J/kgđộ  2,4.10-3kcal/kgđộ t s Nhiệt dung riêng Thời gian (T: độ Kenvin, t: độ Xenxiut) 1.3 GIỚI THIỆU THƠNG SỐ KĨ THUẬT CỦA XE Hình 1.1: Hình ảnh thực tế xe Hyundai HD 800 mui bạt 1.3.1 Hình chiếu kích thước xe Hình chiếu xe Hyundai HD800 mui bạt Đồ Án Tốt Nghiệp - Ngành Công Nghệ Kĩ Thuật Ơ Tơ Trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật TP.HCM – Khoa Cơ Khí Động Lực Hình 1.2: Hình chiếu đứng Hyundai HD800 mui bạt Hình 1.3: Hình chiếu Hyundai HD800 mui bạt Đồ Án Tốt Nghiệp - Ngành Công Nghệ Kĩ Thuật Ơ Tơ Trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật TP.HCM – Khoa Cơ Khí Động Lực Hình 1.4: Hình chiếu cạnh trước Hyundai HD800 mui bạt Hình 1.5: Hình chiếu cạnh sau Hyundai HD800 mui bạt 10 Đồ Án Tốt Nghiệp - Ngành Cơng Nghệ Kĩ Thuật Ơ Tơ Trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật TP.HCM – Khoa Cơ Khí Động Lực Các kích thước bản: STT Thơng số Ký hiệu Kích thước Đơn vị Chiều dài tổng thể L0 6960 mm Chiều rộng tổng thể B0 2200 mm Chiều cao tổng thể H0 3060 mm Chiều dài sở L 3755 mm Chiều rộng sở c 1775 mm Chiều dài mui bạt Lmb 5050 mm Chiều rộng mui bạt Bmb 2060 mm Chiều cao mui bạt Hmb 700/1890 mm Chiều cao gầm xe Hgx 1170 mm 10 Vệt bánh trước B1 1665 mm 11 Vệt bánh Sau B2 1495 mm R 7,3 m ncn 03 12 13 Bán kính quay vịng tối thiểu Số chỗ ngồi 1.3.2 Các thơng số thiết kế, thơng số chọn tính tốn 1.3.2.1 Các thông số thiết kế 11 Đồ Án Tốt Nghiệp - Ngành Cơng Nghệ Kĩ Thuật Ơ Tơ Trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật TP.HCM – Khoa Cơ Khí Động Lực Từ biểu thức (5.1) ta vẽ đường cong biểu thị mối quan hệ lý thuyết góc 1 2 : 1 = f(2) xe quay vịng khơng có trượt bánh xe ( hình 5.2) Như vậy, theo lý thuyết để đảm bảo cho bánh xe dẫn hướng lăn khơng trượt quay vịng mối quan hệ góc quay vịng 1 2 phải ln ln thỏa mãn biểu thức (5.1) Hình 5.2: đồ thị lý thuyết thực tế mối quan hệ góc quay vịng bánh xe dẫn hướng Trong thực tế, để trì mối quan hệ nói người ta thường phải sử dụng hình thang lái Hình thang lái cấu gồm nhiều địn nối với khớp 89 Đồ Án Tốt Nghiệp - Ngành Cơng Nghệ Kĩ Thuật Ơ Tơ Trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật TP.HCM – Khoa Cơ Khí Động Lực Hình thang lái đơn giản mặt kết cấu không đảm bảo mối quan hệ xác góc quay vịng 1 2 nêu biểu thức (5.1) Để tiện so sánh sai khác mối quan hệ lý thuyết thực tế góc 1 2, hình 5.2 ta dựng thêm đường cong biểu thị mối quan hệ thực tế góc 1 2 : 1 = ft(2) Độ sai lệch góc quay vịng thực tế lý thuyết cho phép lớn khơng vượt q 1,5o Hình 5.3: sơ đồ động học quay vòng xe xe chở tải có hai bánh dẫn hướng phái trước Ở phần xác định thông số động học xe quay vòng theo sơ đồ hình 5.3 Ở sơ đồ này, ý nghĩa ký hiệu sau :  R – Bán kính quay vịng xe 90 Đồ Án Tốt Nghiệp - Ngành Cơng Nghệ Kĩ Thuật Ơ Tơ Trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật TP.HCM – Khoa Cơ Khí Động Lực   – Góc quay vịng bánh xe dẫn hướng  T – Trọng tâm xe  v – Vận tốc chuyển động tâm cầu sau   – Bán kính quay vịng trọng tâm T   – Vận tốc góc xe quay vòng quanh điểm O   – Gia tốc góc xe quay vịng quanh điểm O   – Góc tạo OT OF (F tâm cầu sau)  jh – Gia tốc hướng tâm trọng tâm T  jt – Gia tốc tiếp tuyến trọng tâm T  jx – Gia tốc hướng theo trục dọc xe trọng tâm T  jy – Gia tốc hướng theo trục ngang xe trọng tâm *Xét trường hợp xe quay vòng với vận tốc chuyển động v = m/s Từ hình 5.3 ta tính bán kính quay vịng R xe Bán kính quay vịng khoảng cách từ tâm quay vòng đến trục dọc xe : R= L (5.2) tgα Với: R = 7,3 (m) bán kính quay vịng tối thiểu xe Tgα = L R 3,755 = = 0,514 7,3 ⇒ α = 27013’ Vận tốc góc xe quay vịng  tính : = v R = v L tgα = 0,514 = 0,684 (rad/s) 3,755 (5.3) Gia tốc góc xe quay vịng  xác định : = dω R = tgα dv L dt + v dα L.cos2 α dt (5.4) 91 Đồ Án Tốt Nghiệp - Ngành Cơng Nghệ Kĩ Thuật Ơ Tơ Trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật TP.HCM – Khoa Cơ Khí Động Lực Từ sơ đồ hình 5.3 ta có : R cos = √L2 + R2 = 7,3 √3,7552 + 7,32 = 0,889 (5.5) ⇒ α = 41038’ Thay giá trị từ (5.5) (5.2) vào (5.4) ta có : = dv [ R dt + v.(L2 +R2 ) d𝛼 L.R dt ] (5.6) Hai thành phần gia tốc trọng tâm T xe quay vòng jx jy xác định sau: Như ta biết : jh = 2  jt =  ; (5.7) Chiếu jh jt lên trục dọc trục ngang xe, sau tổng hợp vectơ gia tốc thành phần lại, ta có : jx = jt.cos – jh.sin = .cos – 2 .sin (5.8) jy = jt.sin + jh.cos = .sin + 2  cos (5.9) Mặt khác theo hình 5.3 ta lại có : .cos = R ; .sin = b (5.10) Thay (5.3), (5.6) (5.10) vào (5.8) (5.9) ta nhận : jx = dv dt jy = [ + dv dt v.(L2 +R2 ) d𝛼 L.R + dt – v2 b v.(L2 + R2 ) d𝛼 L.R dt (5.11) R2 ] b R + v2 R (5.12) 92 Đồ Án Tốt Nghiệp - Ngành Công Nghệ Kĩ Thuật Ô Tô Trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật TP.HCM – Khoa Cơ Khí Động Lực Trong trường hợp xe chuyển động ( dv =0 dt ) theo quỹ đạo đường trịn góc quay vịng bánh xe dẫn hướng không đổi α = const ( dα dt = ) Vậy ta có: jx = – jy = v2 𝑅 v2 b R2 = = - v2 1,128 7,32 v2 7,3 Ta xét xe quay vòng dải vận tốc cho phép từ ( m/s ) đến 14 (m/s ), ta có bảng sau: Bảng 5.1: bảng giá trị jx jy ứng với vận tốc quay vòng giới hạn khác v (m/s) jx (m/s2) jy (m/s2) -0,084 0,548 -0,338 2,192 -0,762 4,932 -1,354 8,767 10 -2,116 13,698 12 -3,048 19,726 14 -4,148 26,849 5.1.2 Động lực học quay vòng xe xe chở tải Chúng ta xét động lực học quay vòng xe chở tải bỏ qua biến dạng ngang bánh xe theo sơ đồ hình 5.4 Trước hết xét trường hợp tổng quát: Xe có cầu sau chủ động, quay vịng đường có độ dốc (   ) vận tốc số ( j  ) 93 Đồ Án Tốt Nghiệp - Ngành Cơng Nghệ Kĩ Thuật Ơ Tô Trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật TP.HCM – Khoa Cơ Khí Động Lực Hình 5.4: sơ đồ động học quay vòng xe xe chở tải có hai bánh dẫn hướng phái trước Ý nghĩa ký hiệu hình 5.4 sau :  Fjl – Lực quán tính ly tâm tác dụng trọng tâm T xe  Fjlx; Fjly – Hai thành phần lực Pjl theo trục dọc trục ngang xe  Ybi – Các phản lực ngang tác dụng bánh xe  Fki – Các lực kéo bánh xe chủ động  Ffi – Các lực cản lăn  Fi – Lực cản lên dốc  F – Lực cản khơng khí  Fj – Lực cản quán tính  Jz – Mơmen qn tính tác dụng lên xe xung quanh trục đứng Tz 94 Đồ Án Tốt Nghiệp - Ngành Công Nghệ Kĩ Thuật Ơ Tơ Trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật TP.HCM – Khoa Cơ Khí Động Lực Để xe quay vịng ổn định xe khơng bị trượt khỏi quỹ đạo cong đường điều kiện cần đủ : Tổng tất lực tác dụng lên xe theo chiều trục T x chiều trục Ty phải không , đồng thời tổng mômen tác dụng lên xe xung quanh trục đứng T z qua trọng tâm xe phải không Tức : Phương trình cân lực theo chiều trục Tx : ΣXi = (5.13) Phương trình cân lực theo chiều trục Ty : ΣYi = (5.14) Phương trình cân mơmen xung quanh trục thẳng đứng Tz : ΣMiz = (5.15) Dựa vào lực mơmen tác dụng lên xe hình 5.4, viết dạng khai triển phương trình (5.13); (5.14); (5.15) Khi xe quay vịng, lực quán tính ly tâm lực chủ yếu làm cho xe chuyển động khơngổn định ngun nhân gây nên nghiêng ngang thùng xe làm lật đổ xe Bởi vậy, tính cụ thể độ lớn : 2 Fjl = √Fjlx + Fjly Fjlx = mjx = Fjly = mjy = (5.16) Gqt dv g Gqt gR [ dt {[ + dv dt v.(L2 +R2 ) dα L.R + dt – v.(L2 +R2 ) dα L.R Trong trường hợp ô tô chuyển động ( dv dt dt v2 b ] (5.17) ]b + v } (5.18) R2 = ) theo quỹ đạo đường trịn góc quay vịng bánh xe dẫn hướng khơng đổi  = const ( d𝛼 dt = ) 95 Đồ Án Tốt Nghiệp - Ngành Công Nghệ Kĩ Thuật Ơ Tơ Trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật TP.HCM – Khoa Cơ Khí Động Lực Vậy ta có: Fjlx = - Fjly= = Gqt b.v2 g.R2 Gqt v2 g.R = =- 166604.1,128.v2 9,81.7,32 166604 v2 9,81.7,3 2 Fjl = √Fjlx + Fjly Ta xét xe quay vòng dải vận tốc cho phép từ (m/s) đến 14 (m/s), ta có bảng sau: Bảng 5.2: Bảng giá trị Fjl ứng với vận tốc quay vòng giới hạn khác v (m/s) Fjlx (N) Fjly (N) Fjl (N) -1437,937 9305,796 9416,236 -5751,747 37223,186 37664,946 -12941,430 83752,168 84746,128 -23006,988 148892,743 150659,784 10 -35948,419 232644,910 235405,911 12 -51765,724 335008,672 338984,514 14 -70458,901 455984,025 461395,587 Như vậy, xe quay vòng, lực Fjl phụ thuộc vào : khối lượng xe, bán kính quay vịng vận tốc chuyển động xe Để giảm Fjl phải giảm vận tốc xe giảm khối lượng ( không chở tải ), đồng thời phải tăng bán kính quay vịng xe Trong hai thành phần Fjl thành phần lực ngang Fjly lực chủ yếu làm cho xe chuyển động khơng ổn định, ngun nhân gây nên nghiêng ngang thùng xe làm cho xe lật đổ Bởi phải giảm tối đa giá trị Fjly tơ quay vịng 96 Đồ Án Tốt Nghiệp - Ngành Công Nghệ Kĩ Thuật Ô Tô Trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật TP.HCM – Khoa Cơ Khí Động Lực 5.2 TRƯỜNG HỢP XE QUAY VÒNG TRÊN CÁC LOẠI ĐƯỜNG KHI XE CHỞ QUÁ TẢI 5.2.1 Trường hợp xe quay vòng đường nhựa bê tông khô, Chọn 𝝋𝒚 = 0,9 + Lực quán tính ly tâm tác dụng lên cầu trước theo phương ngang: ′ ′′ Fjly1 = Yb1 + Yb1 = φy Z1 (5.19) Với: Z1 = G1 = 49981 (N) Trong đó:  G1: Trọng lượng phân bố xe tác dụng lên cầu trước xe chở tải (N) ⇒ Fjly1 = 0,9.49981 = 44983 (N) + Lực quán tính ly tâm tác dụng lên cầu sau theo phương ngang: ′ ′′ Fjly2 = Yb2 + Yb2 = φy Z2 (5.20) Với: Z2 = G2 = 116623 (N) Trong đó:  G2: Trọng lượng phân bố xe tác dụng lên cầu sau xe chở tải (N) ⇒ Fjly2 = 0,9.116623 = 104961 (N) Ta có: mqt = 16983 (kg) Để xe quay vịng khơng bị trượt ngang cần thỏa mãn điều kiện: ′ ′′ ′ ′′ Fjly ≤ Yb1 + Yb1 + Yb2 + Yb2 = φy Z (5.21) Chọn: Fjly = Fjly1 + Fjly2 = φy Z = 0,9.166604 = 149944 (N) Với: Z = Z1 + Z2 = 49981 + 116623 = 166604 (N) 97 Đồ Án Tốt Nghiệp - Ngành Công Nghệ Kĩ Thuật Ơ Tơ Trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật TP.HCM – Khoa Cơ Khí Động Lực Từ hình vẽ ta có: b Tanβ = Cosβ = ⇒ Fjl = 1,128 = R = 0,155 ⇒ β = 8047’ 7,3 Fjly Fjl Fjly = Cosβ 149944 cos(80 47′ ) = 151723,283 (N) Gia tốc trọng tâm T xe hướng theo chiều trục ngang: jy = Fjly m = 149944 16983 = 8,829 m/s2 Từ hình vẽ ta có: Sinβ = Fjlx Fjl ⇒ Fjlx = Fjl Sinβ = 151723,283 Sin(8047’) = 23167,897 (N) Gia tốc trọng tâm T xe hướng theo chiều trục dọc: jx = Fjlx m = 23167,897 16983 = 1,364 m/s2 Vận tốc cực đại vmax xe vào đường vòng với φy = 0,9 Ta có: Fjly = m jy = ⇒ vmax = √ G v2max g R ⇒ vmax = √ 149944.7,3 16983 Fjly R m (5.22) = 8,028 m/s Vậy: vmax = 8,028 ( m/s ) = 28,9 ( km/h ) 98 Đồ Án Tốt Nghiệp - Ngành Cơng Nghệ Kĩ Thuật Ơ Tơ Trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật TP.HCM – Khoa Cơ Khí Động Lực 5.2.2 Trường hợp xe quay vòng đường nhựa bê tơng ướt, Chọn 𝝋𝒚 = 0,55 + Lực qn tính ly tâm tác dụng lên cầu trước theo phương ngang: ′ ′′ Fjly1 = Yb1 + Yb1 = φy Z1 (5.23) Với: Z1 = G1 = 49981 (N) Trong đó:  G1: Trọng lượng phân bố xe tác dụng lên cầu trước xe chở tải (N) ⇒ Fjly1 = 0,9.49981 = 44983 (N) +Lực quán tính ly tâm tác dụng lên cầu sau theo phương ngang: ′ ′′ Fjly2 = Yb2 + Yb2 = φy Z2 (5.24) Với: Z2 = G2 = 116623 (N) Trong đó:  G2: Trọng lượng phân bố xe tác dụng lên cầu sau xe chở tải (N) ⇒ Fjly2 = 0,55.116623 = 64142,65 (N) Ta có: mqt = 16983 (kg) Để xe quay vịng khơng bị trượt ngang cần thỏa mãn điều kiện: ′ ′′ ′ ′′ Fjly ≤ Yb1 + Yb1 + Yb2 + Yb2 = φy Z (5.25) Chọn Fjly = Fjly1 + Fjly2 = φy Z = 0,55.166604 = 91632,2 (N) Với: Z = Z1 + Z2 = 49981 + 116623 = 166604 (N) Từ hình vẽ ta có: 99 Đồ Án Tốt Nghiệp - Ngành Cơng Nghệ Kĩ Thuật Ơ Tơ Trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật TP.HCM – Khoa Cơ Khí Động Lực b Tanβ = Cosβ = ⇒ Fjl = R = 1,128 7,3 = 0,155 ⇒ β = 8047’ Fjly Fjl Fjly 91632,2 = cos(8047′) = 92719,537 (N) Cosβ Gia tốc trọng tâm T xe hướng theo chiều trục ngang: jy = Fjly m 91632,2 = 16983 = 5,396 m/s2 Từ hình vẽ ta có: Sinβ = Fjlx Fjl ⇒ Fjlx = Fjl Sinβ = 92719,537 Sin(8047’) = 14158,122 (N) Gia tốc trọng tâm T xe hướng theo chiều trục dọc: jx = Fjlx m = 14158,122 16983 = 0,834 m/s2 Vận tốc cực đại vmax xe vào đường vòng với 𝜑𝑦 = 0,55 Ta có: Fjly = m jy = ⇒ vmax = √ G v2 max g R ⇒ vmax = √ 91632,2 7,3 16983 Fjly R m (5.26) = 6,276 m/s Vậy: vmax = 6,276 ( m/s ) = 22,59 ( km/h ) Tương tự cách tính tốn loại đường nhựa bê tơng ta tính vận tốc cực đại vmax xe vào đường vòng loại đường khác ứng với hệ số φy khác nhau: 100 Đồ Án Tốt Nghiệp - Ngành Công Nghệ Kĩ Thuật Ơ Tơ Trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật TP.HCM – Khoa Cơ Khí Động Lực  Đường đất khô: φy = 0,7  Đường đất ướt: φy = 0,5  Đường cát khô: φy = 0,4  Đường cát ướt: φy = 0,6 *Tóm lại: Để xe chuyển động quay vịng khơng bị trượt ngang ứng với loại đường khác tài xế chạy với tốc độ tối đa cho phép, để đảm bảo an tồn cho xe khơng bị trượt Tương ứng với loại đường ta tính vận tốc cực đại vmax xe quay vòng sau: Loại đường tình trạng mặt đường Hệ số bám ngang (φy ) Vận tốc giới hạn cực đại quay vòng vmax (km/h) đường nhựa bê tông khô 0,9 28,9 đường nhựa bê tông ướt 0,55 22,59 Đường đất khô 0,7 25,49 Đường đất ướt 0,5 21,54 Đường cát khô 0,4 19,28 Đường cát ướt 0,9 23,6 101 Đồ Án Tốt Nghiệp - Ngành Cơng Nghệ Kĩ Thuật Ơ Tơ Trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật TP.HCM – Khoa Cơ Khí Động Lực CHƯƠNG KẾT LUẬN 6.1 KẾT LUẬN Sau thời gian làm đồ án môn học với đề tài: “Nghiên cứu động học động lực học xe tải chở tải” đến em hoàn thành nội dung đồ án Việc tính tốn lực kéo xe tải có ý nghĩa mặt lí thuyết tính tương đối phép tính, lựa chọn hệ số trình tính tốn khơng xác so với thực tế thực tế, việc nghiên cứu đánh giá chất lượng kéo thực đường bệ thử chuyên dùng Trong đề tài em sâu vào nội dung tìm hiểu tính tốn xây dựng đường đặc tính ngồi động cơ, tính tốn tính động học động lực học xe tải Hyundai HD800 mui bạt chở tải Qua việc nghiên cứu làm đồ án em rút ý nghĩa quan trọng trình tính tốn như: xác định sơ thơng số kết cấu xe tính tốn xây dựng đồ thị đặc tính ngồi động cơ, đồ thị cân lực kéo, cân công suất, đặc tính động lực học xe tải chở tải Từ thơng số tính tốn xác định vận tốc cực đại, mômen cực đại, công xuất cực đại, tốc độ xe tay số khác nhau, xác định tính động lực học chế độ khác xe chở tải so với xe chở tải Từ rút việc chở tải so với nhà sản xuất quy định ảnh hưởng không tốt đến công xuất, mômen số hệ thống truyền động xe Xác định góc dốc lớn mà xe vượt qua, vận tốc giới hạn để xe bị trượt bị lật đổ đường nằm ngang, đường có dốc điều kiện chuyển động khác Từ đánh giá tính ổn định xe di chuyển phù hợp 102 Đồ Án Tốt Nghiệp - Ngành Công Nghệ Kĩ Thuật Ơ Tơ Trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật TP.HCM – Khoa Cơ Khí Động Lực với điều kiện đường khác Đảm bảo xe di chuyển tốt quay vịng mà khơng bị lật đổ hay bị trượt Từ đánh giá xe vào khúc cua ổn định an toàn 6.2 KIẾN NGHỊ Do việc nghiên cứu tính chất động lực học xe tải Hyundai HD800 mui bạt phương diện lí thuyết Trong q trình tính tốn thơng số tính tốn khơng hồn tồn xác mà thơng số tính tốn mang tính tương đối cần phải kiểm nghiệm phương pháp thực nghiệm Do thời gian thực đồ án cịn hạn chế, chúng em tính tốn khảo sát đồ thị đặc tính ngồi, tính tốn động học động lực học xe, tính tốn quay vịng xe Vì thời gian có hạn nên chúng em khơng sâu vào tính tốn chi tiết xe Chúng em mong việc tính tốn xe tải đưa vào trình giảng dạy mơn học “ lí thuyết tô “ trường: Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật nói chung số trường cao đẳng trường trung cấp nói riêng Tiếp tục nghiên cứu xác để việc sử dụng không theo nhà sản xuất đề an toàn TÀI LIỆU THAM THẢO 103 Đồ Án Tốt Nghiệp - Ngành Cơng Nghệ Kĩ Thuật Ơ Tơ ... VỊNG CỦA XE KHI XE CHỞ QUÁ TẢI 87 5.1 ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC QUAY VÒNG CỦA XE KHI XE CHỞ QUÁ TẢI 87 5.1.1 Động học quay vòng xe xe chở tải 87 5.1.2 Động lực. .. xe chở tải Công suất kéo cực đại xe tải 82 ( kW ) vận tốc 23 m/s 3.3 ĐẶC TÍNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA XE KHI CHỞ QUÁ TẢI 3.3.1 Khái niệm đặc tính động lực xe chở tải Khi so sánh tính chất động lực học. .. Đồ Án Tốt Nghiệp - Ngành Công Nghệ Kĩ Thuật Ô Tô Trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật TP.HCM – Khoa Cơ Khí Động Lực Hình 3.2: Đồ thị cân công suất Đồ thị biểu diễn quan hệ công suất phát động công suất