Nghiên cứu động học và động lực học của xe toyota fortuner đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật ô tô

MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI 1.3 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 1.4 KÝ HIỆU VÀ ĐƠN VỊ ĐO CƠ BẢN 1.5 THÔNG SỐ KỸ THUẬT XE TOYOTA FORTUNER 2.5G 1.6 HÌNH ẢNH THIẾT KẾ XE CHƯƠNG TÍNH TỐN XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGỒI ĐỘNG CƠ 2.1 ĐẶC TÍNH CƠNG SUẤT 2.2 GIỚI THIỆU ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGỒI 2.3 XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGỒI CHƯƠNG KHẢO SÁT CÂN BẰNG LỰC KÉO, CƠNG SUẤT VÀ ĐẶC TÍNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA XE 13 3.1 CÁC LỰC TÁC DỤNG LÊN Ô TÔ TRONG TRƯỜNG HỢP CHUYỂN ĐỘNG TỔNG QUÁT 13 3.2 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÂN BẰNG LỰC KÉO Ở CÁC TỶ SỐ TRUYỀN 14 3.2.1 Lực kéo bánh xe chủ động ứng với tay số 14 3.2.2 Tốc độc ô tô tay số 14 3.2.3 Tính lực cản lăn 17 3.2.4 Tính lực cản khơng khí tác dụng lên xe 21 3.2.5 Tính lực bám Fφ= f(v) 23 3.2.6 Cân lực kéo ô tô 23 3.2.6.1 Phương trình cân lực kéo 23 3.2.6.2 Phương pháp xây dựng đồ thị cân lực kéo 24 3.2.6.3 Trình tự xây dựng đồ thị 27 3.2.6.4 Nhận xét 28 3.3 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 28 3.3.1 Phương trình cân cơng suất 28 3.3.2 Phương pháp xây dựng đồ thị 29 3.3.3 Phương pháp xây dựng đồ thị 35 3.3.4 Nhận xét 35 3.4 ĐẶC TÍNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA Ô TÔ 36 3.4.1 Đặc tính động lực học tơ 36 3.4.2 Phương pháp xây dựng đồ thị 37 3.4.3 Xác định vận tốc lớn ô tô 39 3.4.4 Xác định độ dốc lớn mà xe vượt qua 39 3.4.5 Xác định tăng tốc ô tô 40 CHƯƠNG 4.TÍNH TỐN KIỂM TRA TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA XE 43 4.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ TÍNH ỔN ĐỊNH 43 4.2 TÍNH ỔN ĐỊNH DỌC CỦA Ơ TƠ 43 4.2.1 Tính ổn định dọc tĩnh 43 4.2.1.1 Xét tính ổn định ô tô theo điều kiện lật đổ 45 a Xe đậu dốc hướng lên (hình 4.2) 45 b Xe đậu dốc hướng xuống (hình 4.3) 46 4.2.1.2 Xét tính ổn định tô theo điều kiện trượt 47 4.2.2 Tính ổn định dọc động 48 4.2.2.1 Trường hợp tổng quát 48 4.2.2.2 Trường hợp xe chuyển động lên dốc với vận tốc nhỏ, không kéo romoc chuyển động ổn định 49 a.Xét ổn định theo điều kiện lật đổ 50 b.Xét ổn định theo điều kiện trượt 50 4.2.2.3 Trường hợp xe chuyển động ổn định với vận tốc cao đường nằm ngang không kéo theo rơmooc 51 4.3 TÍNH ỔN ĐỊNH NGANG CỦA Ơ TƠ KHI CHUYỂN ĐỘNG THẲNG TRÊN ĐƯỜNG NGHIÊNG NGANG 52 4.3.1 Xét ổn định theo điều kiện lật đổ 52 4.3.2 Xét ổn định theo điều kiện trượt 54 4.4 TÍNH ỔN ĐỊNH NGANG CỦA Ơ TƠ KHI CHUYỂN ĐỘNG QUAY VỊNG 56 4.4.1 Ổn định chuyển động ô tô quay vòng xét theo điều kiện lật đổ 56 4.4.1.1 Trường hợp ô tô chuyển động quay vòng đường nghiêng ngang ngồi (hướng nghiêng đường trục quay vịng xe hai phía đường) 56 4.4.1.2 Trường hợp tơ quay vịng đường nghiêng ngang vào trong(hướng nghiêng đường phía với trục quay vịng) 59 4.4.1.3 Trường hợp tơ quay vịng đường nằm ngang 61 4.4.2 Ổn định chuyển động xe quay vong xét theo điều kiện trượt ngang 61 4.4.2.1 Trường hợp xe quay vòng đường nghiêng ngang hướng 62 4.4.2.2 Trường hợp xe quay vòng đường nghiêng ngang vào 63 4.4.2.3 Trường hợp xe quay vòng đường nằm ngang 64 CHƯƠNG 5.TÍNH TỐN KIỂM TRA QUAY VỊNG Ơ TƠ 65 5.1 ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC QUAY VỊNG CỦA Ơ TƠ 65 5.1.1 Động học quay vịng ô tô 65 5.1.2 Động lực học quay vòng xe Fortuner 72 5.2 KHẢO SÁT XE QUAY VÒNG TRÊN CÁC LOẠI ĐƯỜNG KHÁC NHAU 75 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 78 6.1 KẾT LUẬN 78 6.2 ĐỀ NGHỊ 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Hình ảnh thiết kế xe Toyota Fortuner 2.5G Hình 2.1: Đồ thị đặc tính ngồi xe Fortuner 11 Hình 3.1: Trình bày sơ đồ lực momen tác dụng lên ô tô chuyển động tăng tốc dốc 13 Hình 3.2: Đồ thị cân lực kéo 27 Hình 3.3: Đồ thị cân cơng suất 35 Hình 3.4: Đồ thị đặc tính động lực học 39 Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn gia tốc tơ có tỷ số truyền 42 Hình 4.1: Sơ đồ lực tác dụng lên xe đứng yên 44 Hình 4.2: Sơ đồ lực momen tác dụng lên ô tô đứng yên quay đầu lên dốc 45 Hình 4.3: Sơ đồ lực momen tác dụng lên ô tô đứng yên quay đầu xuống dốc 46 Hình 4.4: Sơ đồ lực momen tác dụng lên ô tơ chuyển động lên dốc 49 Hình 4.5: Sơ đồ lực momen ô tô chuyển động đường nằm ngang 51 Hình 4.6: Sơ đồ lực momen tác dụng lên ô tô chuyển động thẳng đường nghiêng ngang 53 Hình 4.7: Sơ đồ momen lực tác dụng lên tơ quay vịng đường nghiêng ngang 56 Hình 4.8: Sơ đồ momen lực tác dụng lên xe quay vòng đường nghiêng ngang hướng vào 59 Hình 4.9: Sơ đồ momen lực tác dụng lên ô tơ quay vịng đường nằm ngang 61 Hình 5.1: Sơ đồ động học quay vòng xe Fortuner bỏ qua biến dạng ngang 66 Hình 5.2: Đồ thị lý thuyết thực tế mối quan hệ góc quay vịng hai bánh xe dẫn hướng 67 Hình 5.3: Sơ đồ động học quay vịng Fortuner có hai bánh dẫn hướng phía trước 68 Hình 5.4: Sơ đồ động lực học quay vịng xe Fortuner có hai bánh xe dẫn hướng phía trước 72 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Bảng giá trị công suất momen động 10 Bảng 3.1: Bảng giá trị vận tốc v lực kéo Fk tay số 15 Bảng 3.2: Bảng giá trị hệ số cản lăn ứng với tốc độ 17 Bảng 3.3: Bảng giá trị lực cản lăn tay số 19 Bảng 3.4: Bảng số liệu lực cản khơng khí theo vận tốc xe 21 Bảng 3.5: Bảng số liệu lực cản tổng cộng 25 Bảng 3.6 Bảng giá trị Pk (kW) Pe (kW) ứng với tốc độ cấp số 30 Bảng 3.7: Bảng giá trị Pf ứng với tốc độ cấp số 32 Bảng 3.8: Bảng giá trị Pω ứng với tốc độ cấp số 33 Bảng 3.9: Bảng giá trị Pω + Pf ứng với tốc độ cấp số 34 Bảng 3.10: Bảng giá trị động lực học D theo tốc độ cấp số 37 Bảng 3.11: Bảng giá trị j theo D δ tay số 41 Bảng 4.1: Bảng vận tốc giới hạn xe quay vòng đường nghiêng ngang ngồi theo điều kiện lật đổ ứng với góc giới hạn khác 58 Bảng 4.2: Bảng vận tốc giới hạn xe quay vòng đường nghiêng ngang vào theo điều kiện lật đổ ứng với góc giới hạn khác 60 Bảng 4.3: Bảng vận tốc giới hạn xe quay vịng đường nghiêng ngang ngồi theo điều kiện trượt ngang ứng với góc giới hạn khác 62 Bảng 4.4: Bảng vận tốc giới hạn xe quay vòng đường nghiêng ngang vào theo điều kiện trượt ngang ứng với góc giới hạn khác 63 Bảng 5.1: Bảng giá trị jx jy ứng với vận tốc quay vòng giới hạn khác 71 Bảng 5.2: Bảng giá trị Fjl ứng với vân tốc quay vòng giới hạn khác 74 Bảng 5.3: Vận tốc cực đại cho phép loại đường khác 76 CHƯƠNG TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Từ lâu ô tô xem phương tiện giao thông tiện lợi cho gia đình tồn giới Với tính động cao tiện ích vượt qua loại hình thời tiết dễ hiểu mà tô trở thành mặt hàng mà người quan tâm muốn sỡ hữu Theo Hiệp hội Các nhà sản xuất tơ giới (OICA), năm 2012, tồn giới có khoảng 1,143 tỷ xe tơ loại lưu hành Năm 2016 theo ước tính có 86 triệu tơ sản xuất Những số phần cho hình dung thị trường ô tô thị trường lớn nhu cầu ngày tăng Đối với đất nước phát triển Việt Nam mà sở hạ tầng ngày nâng cấp, sách hàng rào thuế quan miễn giảm tơ trở thành cơng nghiệp mũi nhọn đất nước Đứng trước nhu cầu thị trường hội để vươn tạo thách thức, đòi hỏi lực lượng nhân lực công nghệ kỹ thuật am hiểu sâu rộng kiến thức chế tạo kiến thức thiết kế ô tô để đảm bảo tạo xe an tồn, mạnh mẽ, tiện ích cho người Sau thời gian học tập chuyên nghành Cơng nghệ kỹ thuật tơ khoa Cơ khí động lực chúng em lựa chọn đề tài “ Nghiên cứu động học động lực học xe TOYOTA FORTUNER 2.5G “ nhằm muốn tìm hiểu sâu kiến thức đánh giá tính tốn khả sử dụng động lực ô tô 1.2 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI Vì trình độ kiến thức chúng em có hạn khoảng thời gian cho phép nên đề tài giới hạn nghiên cứu tính tốn xây dựng đường đặc tính ngồi động cơ, khảo sát cân lực kéo, cơng suất đặc tính động lực học, tính tốn kiểm tra tính ổn định xe, tính tốn kiểm tra quay vịng xe 1.3 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI Nhằm mục đích hiểu nội dung đề tài thông qua yêu cầu nội dung hình thức Chúng em xin liệt kê mục tiêu để người đọc hiểu nội dung chính: - Nêu khái niệm đặc tính cơng suất động dùng ô tô - Vẽ đường đặc tính ngồi động đốt tô - Áp dụng công thức S.R.Lây Đécman để xây dựng đường đặc tính ngồi động - Trình bày phương trình cân lực kéo, phương trình cân cơng suất, đặc tính động lực học ô tô đồ thị tương ứng - Trình bày đặc tính tăng tốc tơ - Xác định phản lực thẳng góc tác dụng lên bánh xe điều kiện chuyển động - Định nghĩa tính ổn định ô tô, tính ổn định dọc tĩnh, ổn định dọc động - Xác định góc dốc giới hạn mà tơ bị lật đổ hay bị trượt điều kiện chuyển động - Xác định vận tốc giới hạn mà tơ bị lật đổ hay bị trượt điều kiện chuyển động - Xác định động học động lực học quay vịng tơ - Xác định tính ổn định chuyển động xe quay vòng theo điều kiện lật đổ - Nêu tính ổn định chuyển động xe quay vòng xét theo điều kiện trượt ngang - Khảo sát ổn định quay vòng loại đường khác 1.4 KÝ HIỆU VÀ ĐƠN VỊ ĐO CƠ BẢN Hệ số chuyển đổi đơn vị Đại lượng Ký hiệu Đơn vị Chiều dài l m inch = 2,54 cm = 0,0254 m Vận tốc dài v m/s m/s = 3,6 km/h Vận tốc góc ω rad / s Số vòng quay n vg / ph Gia tốc j m / s2 với đơn vị cũ Gia tốc góc ε rad/s2 Lực F N 1N ≈ 0,1 kG Trọng lượng G N 103 N ≈ 102 kG ≈ 0,1 Khối lượng m kg Áp suất q N / m2 1N/m2 = 1Pa = 10-5 kG/cm2 Ứng suất σ N / m2 MN/m2 ≈ 10 kG/cm2 Mômen quay M N.m Nm ≈ 10 kGcm ≈ 0,1 kGm Công L J J = Nm ≈ 0,1 kGm Công suất Nhiệt độ W = J/s ≈ 0,1 kGm/s P W W ≈ 1/736 m.l (m lực ) T = t + 2730 T K Nhiệt lượng Q J J ≈ 2,4.10-3 kcal Nhiệt dung riêng C J / kgđộ J/kgđộ ≈ 2,4.10-3 kcal/kgđộ Thời gian t s (T: độ Kenvin, t: độ Xenxiut) 1.5 THÔNG SỐ KỸ THUẬT XE TOYOTA FORTUNER 2.5G Xuất xứ Nhập Kiểu xe SUV Số chỗ ngồi chỗ Diesel, xy lanh thẳng hàng, 16 Động van, DOHC Dung tích cơng tác 2.5L Đường kính X Hành trình piston 92 x 93,8 (mm) Tỷ số nén 17,4 Vận tốc cực đại ( km/h ) 165 Công suất cực đại 74,943 kW 3600 vịng/ phút 265,1Nm 1600-2400 vịng/ Mơ-men xoắn cực đại phút Cấp số cấp ih1 = 4,31; ih2 = 2,33; ih3 = 1,44; Tỉ số truyền ih4 = 1,00; ih5 = 0,84; iR =4,22 Truyền lực i0 = 3,91 Hệ dẫn động Cầu sau Công thức bánh xe 4x2 Bán kính quay vịng tối thiểu (m) 5,9 Phanh trước Đĩa tản nhiệt Phanh sau Tang trống Phanh tay Phanh hệ thống truyền lực Kích thước La zăng (inch) 17 Thơng số lốp 265/65 R17 Khối lượng tồn tải (kg) 2250 Chiều dài tổng thể (mm) 4705 Chiều rộng tổng thể (mm) 1840 Chiều cao tổng thể (mm) 1850 Chiều dài sở (mm) 2750 Khoảng cách bánh (mm) 1540 Khoảng sáng gầm tối thiểu (mm) 220 Dung tích bình nhiên liệu (lít) 65 Trọng lượng phân bố cầu trước G1 11300 (N) Trọng lượng phân bố cầu sau G2 (N) 11200 Hình 5.1: Sơ đồ động học quay vòng xe Fortuner bỏ qua biến dạng ngang Khi xe quay vòng, để bánh xe khơng bị trượt lết trượt quay đường vng góc với véctơ vận tốc chuyển động bánh xe phải gặp điểm, tâm quay vòng tức thời xe (điểm O) Theo sơ đồ trên, ta chứng minh biểu thức mối quan hệ góc quay vịng hai bánh xe dẫn hướng để đảm bảo cho chúng khơng bị trượt xe quay vịng : cotgα1 – cotgα2 = (5.1) Trong đó: q – Khoảng cách hai đường tâm trụ đứng vị trí đặt cam quay bánh xe dẫn hướng L – Chiều dài sở xe 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) 66 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 hai 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 Hình thang lái đơn giản mặt kết cấu không đảm bảo mối quan hệ xác góc quay vòng 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 không vượt 1,50 67 Hình 5.3: Sơ đồ động học quay vịng Fortuner có hai bánh dẫn hướng phía trước Trong phần xác định thông số động học tơ quay vịng theo sơ đồ hình 5.3 Ở sơ đồ này, ý nghĩa ký hiệu sau: R – Bán kính quay vịng xe  – 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 vịng quanh điểm O 68  – Gia tốc góc xe quay vòng 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 T 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= (5.2) α Với Rmin = 5,9 (m) bán kính quay vịng tối thiểu xe (cho trước thông số kỹ thuật) tgα = = , , = 0,446  α = 24059’ Vận tốc góc xe quay vịng  tính: ω= = tgα = , tg(24059’) (5.3)  ω = 0,85 (rad/s) Gia tốc góc xe quay vịng  xác định: = = + (5.4) Từ sơ đồ hình 5.3, ta có: cosα = √ (5.5) 69 , cosα = , , = 0,906  α = 24059’ Thay giá trị (5.5) (5.2) vào (5.4), ta có: ( + = ) (5.6) Hai thành phần gia tốc trọng tâm T xe quay vòng jx jy xác định sau: Như ta biết: jh = ω2.ρ jt = ε.ρ ; (5.7) Chiếu jh jt lên trục dọc trục ngang xe, sau tổng hợp vectơ gia tốc thành phần lại, ta có : jx = jt.cosβ – jh.sinβ = ε.ρ.cosβ – ω2.ρ.sinβ (5.8) jy = jt.sinβ + jh.cosβ = ε.ρ.sinβ + ω2.ρ.cosβ (5.9) Mặt khác theo hình 5.3 ta lại có: ρ.cosβ = R ρ.sinβ = b ; (5.10) Thay (5.3), (5.6) (5.10) vào (5.8) (5.9) ta nhận được: jx = jy = + + ( ) – ( ) v2 b R (5.11) + Trong trường hợp ô tô chuyển động (5.12) = theo quỹ đạo đường trịn góc quay vịng bánh xe dẫn hướng không đổi α = const =0 Xét trường hợp xe chạy với vận tốc v = (m/s) bán kính quay vịng Rmin = 5,9 (m), nên ta có: 70 jx = – jy = =– = , 1,381 5,9 = – 0,99 (m/s2) = 4,24 (m/s2) Ơ tơ quay vịng dải vận tốc cho phép từ (km/h) đến 35 (km/h), ta có bảng sau: Bảng 5.1: Bảng giá trị jx jy ứng với vận tốc quay vòng giới hạn khác v (km/h) jx(m/s2) jy(m/s2) -0,08 0,33 10 -0,3 1,31 15 -0,69 2,94 20 -1,22 5,23 25 -1,91 8,17 30 -2,76 11,77 35 -3,75 16,02 5.1.2 Động lực học quay vòng xe Fortuner Ở phần ta nghiêng cứu động học quay vòng ô tô chưa kể đến ảnh hưởng độ đàn hồi ngang lốp Trong thực tế sử dụng, độ đàn hồi ngang lốp ảnh hưởng đến tính quay vịng độ an tồn chuyển động tơ Chúng ta xét động lực học quay vịng ô tô bỏ qua biến dạng ngang bánh xe theo sơ đồ hình 5.4 71 Trước hết xét trường hợp tổng quát: Xe có hai cầu chủ động, quay vịng đường có độ dốc (α ≠ 0) vận tốc số (j ≠ 0) Hình 5.4: Sơ đồ động lực học quay vịng xe Fortuner có hai bánh xe dẫn hướng phía trước Ý nghĩa ký hiệu hình 5.4 sau: Fjl – Lực qn tính ly tâm tác dụng trọng tâm T xe Fjlx; Fjly – Hai thành phần lực Fjl theo trục dọc trục ngang xe Ybi – Các phản lực ngang tác dụng bánh xe Fki – Các lực kéo bánh xe Ffi – Các lực cản lăn Fi – Lực cản lên dốc Fω – Lực cản khơng khí Fj – Lực cản qn tính 72 Jzε – Mơmen qn tính tác dụng lên xe xung quanh trục đứng Tz Để xe quay vịng ổn định xe khơng bị trượt khỏi quỹ đạo cong đường điều kiện cần đủ là: Tổng tất lực tác dụng lên xe theo chiều trục Tx chiều trục Ty phải không , đồng thời tổng mômen tác dụng lên xe xung quanh trục đứng Tz qua trọng tâm xe phải khơng Tức là: Phương trình cân lực theo chiều trục Tx: ∑X = (5.13) Phương trình cân lực theo chiều trục Ty: ∑Y = (5.14) Phương trình cân mơmen xung quanh trục thẳng đứng Tz: ∑M =0 (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 không ổn định nguyên nhân gây nên nghiêng ngang thùng xe làm lật đổ xe Bởi vậy, tính cụ thể độ lớn nó: Fjl = Fjlx = m.jx = Fjly = m.jy = F + F (5.16) G dv v.(L2+R2 ) dα v2 b + − g dt L.R dt R2 + ( ) Trong trường hợp ô tô chuyển động (5.17) b+v (5.18) = theo quỹ đạo đường trịn góc quay vịng bánh xe dẫn hướng khơng đổi α = const α =0 Xét trường hợp xe chạy với vận tốc v = (m/s) bán kính quay vịng Rmin = 5.9 (m), nên ta có: 73 G.b.v2 22500.1,381.5 Fjlx = – = – = – 2231 (N) g.Rmin 10.5,9 Fjly = =  Fjl = , = 9533 (N) (– 2231) + (9533) = 9790 (N) Ô tơ quay vịng dải vận tốc cho phép từ (km/h) đến 35 (km/h), ta có bảng sau: Bảng 5.2: Bảng giá trị Fjl ứng với vân tốc quay vòng giới hạn khác v (km/h) Fjlx (N) Fjly(N) Fjl(N) -172 735 754 10 -688 2942 3021 15 -1549 6620 6798 20 -2755 11770 11987 25 -4304 18391 18887 30 -6198 26483 27198 35 -8437 36046 37020 5.2.KHẢO SÁT XE QUAY VÒNG TRÊN CÁC LOẠI ĐƯỜNG KHÁC NHAU - Lực quán tính ly tâm tác dụng lên cầu trước theo phương ngang: Theo hình 5.4: Fjly1 = Y’’b1.cos(α1) + Y’b1.cos(α2) 74 Vì góc α1 α2 quay vòng nhỏ nên α1 = α2≈  cos(α1) = cos(α2) = Fjly1 = Y’b1 + Y’’b1= φy.Z1 Ta có Z1 = G1 = 11300 (N) Trong : φy – Hệ số bám ngang ( chọn 0,9) G1 – Trọng lượng phân bố xe lên cầu trước (N) g – Gia tốc trọng trường (g = 10 m/s2) Nên =>Fjly1 = 0,9.11300 = 10170 (N) - Lực quán tính ly tâm tác dụng lên cầu sau theo phương ngang: Fjly2 = Y’b2 + Y”b2 = φy.Z2 Ta có Z2 = G2 = 11200 (N) Trong : G2 – Trọng lượng phân bố xe lên cầu sau (N) Nên =>Fjly2 = 0,9.11200 = 10080 (N) Để xe quay vịng khơng bị trượt ngang cần thỏa mãn điều kiện: Fjly< Y’b1 + Y”b1 + Y’b2 + Y”b2 = φy.Z Ta có : Z = G = m.g = 10.2250 = 22500 (N) Nên =>Fjly =Fjly1 + Fjly2 = 0,9.22500 = 20250 (N) Từ hình 5.4 ta có : tgβ = cosβ = = 1,381 = 0,234 => β = 13o10’ 5,9 Fjly Fjl => Fjl = Fjl cosβ  22500 = 23107,8 (N) cos13o10 ' Gia tốc trọng tâm T xe hướng theo chiều trục ngang : jy = Fjly m  20250 = (m/s2) 2250 75 Theo hình 5.4 ta có: sinβ = Fjlx Fjl => Fjlx = sinβ.Fjl = sin(13010’).23107,8 = 5265 (N) Gia tốc trọng tâm T xe hướng theo chiều trục dọc: jx = Fjlx m = 5265 = 2,34 ( m/s2 ) 2250 Vận tốc cực đại vmax xe vào đường vịng đường nhựa bê tơng khơ: Ta có: φy = 0,8 Fjly = vmax = G.v2 max => vmax = g.R Fjly g.R G 20250.10.5,9 = 7,29 (m/s) 22500 Vậy vận tốc cực đại xe quay vịng đường nhựa bê tơng khơ : vmax = 7,29 (m/s) = 26,23 (km/h) Trong thực tế xe chuyển động nhiều loại đường khác Chúng ta tính tốn tương tự lập bảng 5.3 bên Bảng 5.3:Vận tốc cực đại cho phép quay vòng loại đường khác Loại đường Hệ số bám φy Vận tốc cực đại cho phép (km/h) Bê tông khô 0,8 26,2 Bê tông ướt 0,4 17,5 Nhựa khô 0,7 23,15 Nhựa ướt 0,45 18,54 Đất khô 0,5 19,55 76 Đất ướt 0,3 15,16 Nhận xét: - Như vậy, xe quay vòng, lực Fjl phụ thuộc vào: khối lượng xe, bán kính quay vịng vận tốc chuyển động ô tô Để giảm Fjl phải giảm vận tốc xe giảm khối lượng (không chở tải), đồng thời phải tăng bán kính quay vòng xe - Trong hai thành phần Fjl thành phần lực ngang Fjly lực chủ yếu làm cho xe chuyển động không ổn định, nguyên nhân gây nên nghiêng ngang thùng xe làm cho xe lật đổ Bởi phải giảm tối đa giá trị Fjly ô tô quay vòng 77 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 6.1 KẾT LUẬN Qua nhiều tuần tìm hiểu, tính tốn làm việc với dẫn tận tình, chu đáo thầy GVC.MSc.Đặng Quý, chúng em tìm hiểu tính động học, động lực học ô tô TOYOTA FORTUNER 2.5G, biết đặc tính thơng số kỹ thuật làm sở cho việc sử dụng có hiểu vào trình tính tốn, khảo sát chuyển động tô loại đường điều kiện chuyển động khác Chúng em xây dựng sở lý thuyết tính tơ như: đặc tính động lực học, lực kéo, cơng suất kéo, lực cản công suất chúng Xây dựng đồ thị đường đặc tính ngồi, đồ thị cân lực kéo, cần cơng suất, đặc tính động lực học xe TOYOTA FORTUNER 2.5G Từ xác định vận tốc cực đại, momen cực đại, công suất cực đại xe có phù hợp với vận tốc, momen, công suất mà nhà sản xuất đưa hay khơng Đánh giá tính leo dốc khả lựa tay số cho phù hợp, từ đưa chế độ sử dụng hợp lý cho ô tô Qua xác định góc dốc giới hạn, vận tốc giới hạn mà tô bị lật đổ hay bị trượt điều kiện chuyển động khác Từ đánh giá tính ổn định ô tô phù hợp với điều kiện đường Việt Nam (thông qua hệ số bám) Đảm bảo ô tô chạy tốt loại đường Việt Nam (đường dốc hay phẳng) ô tơ chuyển động thẳng, đứng n quay vịng theo điều kiện lật đổ hay trượt ngang Xác định động học động lực học quay vịng tơ để đánh giá quay vịng ô tô ổn định 6.2 ĐỀ NGHỊ Do việc nghiên cứu tính chất động học động lực học xe TOYOTA FORTUNER 2.5G chúng em phương diện lý thuyết Vì cần phải kiểm nghiệm phương pháp thực nghiệm Do kiến thức thời gian chúng em hạn chế nên chưa sâu vào vấn đề bên trong, giải số vấn đề đơn giản Vì vậy, có thời gian 78 hội thầy cô giúp đỡ, chúng em tiếp tục nghiên cứu mở rộng sang ảnh hưởng khác như: hồn thiện tính động lực học, tiêu kinh tế kỹ thuật, nghiên cứu xác để việc sử dụng vận hành đảm bảo tốt hơn, an tồn hơn,… chúng em mở rộng sang nghiên cứu tính động lực học xe FORTUNER sử dụng hộp số tự động xe TOYOTA FORTUNER 2.7V 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1].Giáo trình Ơ tơ tác giả GVC.MSc.Đặng Q, Trường đại học Sư phạm kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh [2].http://motoring.vn/mua-ban-oto/xe-the-thao-da-dung-suvsuv/6581/3/toyota-fortuner-25g-mt-4x2-2012.html [3].https://khavaq.wordpress.com/2011/11/14/tinh-toan-d%E1%BB%99ngl%E1%BB%B1c-h%E1%BB%8Dc-keo-o-to/ [4].http://luanvan.co/luan-van/de-tai-xay-dung-duong-dac-tinh-toc-do-ngoaicua-dong-co-61727/ 80 ... tồn ô tô Fk - Lực kéo tiếp tuyến bánh xe chủ động Ff1 - Lực cản lăn bánh xe bị động Ff2 - Lực cản lăn bánh xe chủ động Fω - Lực cản khơng khí 13 Fi - Lực cản lên dốc Fj - Lực cản quán tính xe. .. tô để đảm bảo tạo xe an toàn, mạnh mẽ, tiện ích cho người Sau thời gian học tập chuyên nghành Công nghệ kỹ thuật ô tô khoa Cơ khí động lực chúng em lựa chọn đề tài “ Nghiên cứu động học động lực. .. dụng lên ô tô chuyển động lên dốc 49 Hình 4.5: Sơ đồ lực momen ô tô chuyển động đường nằm ngang 51 Hình 4.6: Sơ đồ lực momen tác dụng lên ô tô chuyển động thẳng đường nghiêng ngang