Tài liệu Bài Tập Lớn Môn Lý Thuyết ô tô - Bài Tập Lớn Môn Lý Thuyết ô tô potx

GVHD:Vũ Văn Tấn Bài Tập Lớn Lý Thuyết Ô Tô TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI BỘ MÔN CK ÔTÔ - KHOA CƠ KHÍ Bài Tập Lớn Môn Lý Thuyết ô tô TÍNH TOÁN SỨC KÉO CỦA ÔTÔ GVDH: Vũ Văn Tấn SV thực hiện:Đỗ Quang Thắng Lớp: CK Ôtô - K15TX Thông số Kia-cerato forte EX 1.6 MT 2009 Khối lượng Go 1187 Khối lượng Ga Nemax(ml) nN(v/p) 6000 Memax(KG.m) Vnmax(km/h) 200 Chiều rộng (mm) 1775 Chiều cao (mm) 1460 Kiểu lốp 215/45R17 Kiểu động cơ Xăng Công thức bánh xe 4x2 Hà nội 2013 SVTH: Đỗ Quang Thắng 1 GVHD:Vũ Văn Tấn Bài Tập Lớn Lý Thuyết Ô Tô LỜI NÓI ĐẦU I. TẦM QUAN TRỌNG CỦA VIỆC TÍNH TOÁN SỨC KÉO; Tính toán sức kéo ô tô nhằm mục đích xác định các thông số cơ bản của động cơ, của hệ thống truyền lực để đảm bảo chất lượng động lực học cần thiết của chúng trong các điều kiện sử dụng khác nhau, phù hợp với các điều kiện đã cho của ô tô. Từ đó để xác định các chỉ tiêu để đánh giá chất lượng kéo của ô tô như chỉ tiêu vận tốc lớn nhất, góc dốc lớn nhất của đường mà ô tô có thể khắc phục được, gia tốc lớn nhất của ô tô, quãng đường và thời gian tăng tốc ngắn nhất khi đạt vận tốc là lớn nhất . Các chỉ tiêu trên có thể tìm được khi giải phương trình chuyển động của ô tô bằng phương pháp đồ thị hoặc phương pháp giải tích. Tài liệu tính toán sức kéo ô tô có thể làm tài liệu nghiên cứu cho nhiều đối tượng khác nhau như: Sinh viên cơ khí, thợ sửa chữa ô tô trong các gara cũng như những người có nhu cầu khác… Vì kiến thức còn hạn chế vì vậy tài liệu không thể không có những sai xót vì vậy mong nhận được những đóng góp của thầy giáo cũng như các bạn để tài liệu ngày càng được hoàn thiện. Sinh viên Vũ Đức Trọng SVTH: Đỗ Quang Thắng 2 GVHD:Vũ Văn Tấn Bài Tập Lớn Lý Thuyết Ô Tô Phần I xây dựng đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ I . Xác định trọng lượng và sự phân bố trọng lượng 1. Trọng lượng xe thiết kế : G = Go + n.(A + Gh) Tong đó : Go : Trọng lượng bản thân của xe Gh: Trọng lượng của hành lý A : Trọng lượng của 1 người n : Số chỗ ngồi trong xe G : Trọng lượng toàn bộ của ô tô (kG) Vậy ta có: G = 1187 + 5*(70+25 )= 1662 (kG) 2 .Phân bố tải trọng lên các cầu. Với xe du lịch +TảI trọng phân bố cầu trước: Z 01 = 0,6*G = 0,6 * 1662= 997(kG) + Tải trọng phân bố cầu sau Z2 = 0.4*G= 0.4* 1662=665 (kG) 3. Chọn lốp - Lốp có kí hiệu 215/45R17 ⇒ Bán kính thiết kế của bánh xe : r 0 = 215+ 17 2 *25,4 = 430.9 (mm)= 0.4309(m) Bán kính động và động lực học bánh xe : r đ = r k = λ. r 0 Chọn lốp có áp suất cao,hệ số biến dạng λ = 0,95 r k = λ. r 0 = 0,95*0.4309 = 0.41 (m) SVTH: Đỗ Quang Thắng 3 GVHD:Vũ Văn Tấn Bài Tập Lớn Lý Thuyết Ô Tô II. Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ - Các đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ là những đường cong biểu diễn sự phụ của các đại lượng công suất , mô men và suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ theo số vòng quay của trục khuỷu động cơ. Các đường đặc tính này gồm : + Đường công suất N e = f(n e ) + Đường mô men xoắn M e = f(n e ) + Đường xuất tiêu hao nhiên liệu của động cơ g e = f(n e ) 1. Xác định công suất của động cơ theo điều kiện cản chuyển động 3 max max max max 1 1 270 3500 V V G V WV N ψ η   = +     (mã lực) -Trong dó : G - tổng trọng lượng của ô tô = 1662 KG v max - vận tốc lớn nhất của ô tô 225(km/h) K- hệ số cản khí động học, chọn K = 0,025 (kG.s 2 /m 4 ) F - diện tích cản chính diện. F = B.H 0 =0.8*1.775*1.46 = 2.07(m 2 ) tl η - hiệu suất của hệ thống truyền lực. chọn tl η = 0,93 f : là hệ số cản lăn của đường ( chọn f 0 =0,018 với đường nhựa bê tông tốt ). Vậy ta có f = f 0 (1 + )= 0.065 Vì v = 225 > 80 km/h. Vậy ta có : N v = 3 1662*0.065*225 0,025*2.07*225 1 . 270 3500 0,93   + =     278 mã lực 2 . Xác định công suất cực đại của động cơ Công suất lớn nhất của động cơ: N emax = 32 λλλ cba N ev −+ (kW) Trong đó a,b,c là các hệ số thực nghiệm ,với động cơ xăng 4 kỳ: a= b=c =1 λ = N v n n =1.1 SVTH: Đỗ Quang Thắng 4 GVHD:Vũ Văn Tấn Bài Tập Lớn Lý Thuyết Ô Tô n N =6000v/p : số vòng quay của trục khuỷu động cơ ứng với N emax = 284 ( mã lực) Với động cơ xăng chọn λ =1.1 3 . Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ. -Tính công suất động cơ ở số vòng quay khác nhau : Sử dụng công thức Lây-Đec-Man:                 −         += 32 max eN e eN e eN e ee n n c n n b n n aNN (mã lực) Trong đó N e max và N n là công suất cực đại và số vòng quay tương ứng. N e và n e công suất và số vòng quay ở 1 thời điểm trên đường đặc tính ngoài của động cơ. - Tính mô men xoắn của trục khuỷu động cơ ứng với vòng quay n e khác nhau : M e = e e n N 2,716 (kG.m) λ | = là các đại lượng n e và n n đã biết ( với λ | = 0,2; 0,4 … 0,9;1: 1,1) Kết quả tính được ghi ở bảng sau: λ 0.2 0.3 0.5 0.6 0.8 0.9 1 1.1 ne(v/p) 1200 1800 3000 3600 4800 5400 6000 6600 Ne(PS) 65.89 103.09 177.50 211.30 263.55 278.60 284.00 278.04 Me(KG.m) 39.32 41.02 42.38 42.04 39.32 36.95 33.90 30.17 Ta có tỷ lệ xích: µ ne = (v/p)/mm µ Ne = (mã lực/mm) µ Me = (kG.m)/mm SVTH: Đỗ Quang Thắng 5 GVHD:Vũ Văn Tấn Bài Tập Lớn Lý Thuyết Ô Tô Đồ thị đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ Nhận xét : Trị số công suất N emax ở trên chỉ là phầncông suất động cơ dùng để khắc phục các lực cản chuyển động. Để chọn động cơ đặt trên ô tô, cần tăng them phần công khắc phục các sức cản phụ, quạt gió, máy nén khí,… Vì vậy phải chọn công suất lớn nhất là: N emax = 1,1xN emax = 1.1*284 =312 (ml) - Hệ số thích ứng của động cơ theo mô men xoắn: k= N e M M max =1,2 ⇒ M emax =k*M N =1.2*33.9 = 40.7 (KG.m) III. Xác định tỷ số truyền của truyền lực chính Tỷ số truyền của hệ thống truyền lực chính trong trường hợp tổng quát được xác định theo công thức : i t = i h . i f . i o Trong đó : i h là tỷ số truyền lực chính i f là tỷ số truyền của hộp số phụ i o là tỷ số truyền của truyền lực chính SVTH: Đỗ Quang Thắng 6 GVHD:Vũ Văn Tấn Bài Tập Lớn Lý Thuyết Ô Tô 1. Xác định tỷ số truyền của truyền lực chính. i 0 được xác định trên cơ sở đảm bảo tốc độ chuyển động cực đại của ô tô ở số truyền cao nhất trong hộp số. i 0 = 0,377 . r b = 0,39 m : bán kính động lực học của bánh xe (m). i hn = 1 : tỷ số truyền của tay số cao nhất v max : vận tốc lớn nhất của ô tô 160( km/h). n v : số vòng quay của động cơ khi ô tô đạt tốc độ lớn nhất i f =1 i 0 = 0.41*6600 0.377* 1*1*225 = 4.53 2. Xác định tỷ số truyền của hộp số 2.1.Xác định tỷ số truyền của tay số 1 - Tỷ số truyền của tay số 1 được xác định trên cơ sở đảm bảo khắc phục đước sức cản lớn nhất của mặt đường mà bánh xe chủ động không bị trượt quay trong mọi điều kiện chuyển động. - Theo ĐK chuyển động ta có : P kmax ≥ P maxΨ +P w P kmax : lực kéo lớn nhất của động cơ phát ra ở bánh xe chủ động. P maxΨ : lực cản tổng cộng của đường . P w : lực cản không khí . Khi ôtô chuyển động ở tay số I ,vận tốc của ôtô nhỏ nên bỏ qua P w Vậy : P kmax ≥ P maxΨ = max Ψ .G ≥ b tIe r iiM η 0max max Ψ .G suy ra : i I te b iM rG η ψ 0max max ≥ f = 0,018 SVTH: Đỗ Quang Thắng 7 GVHD:Vũ Văn Tấn Bài Tập Lớn Lý Thuyết Ô Tô α : góc dốc cực đại của đường =23 o Ψ max là hệ số cản tổng cộng lớn nhất của đường Ψ max = f + tgα max = 0,065 + tg23 o = 0,49 => i I ≥ 0.49*997*1.3*0.41 42.38*4.53*1*0.93 = 1.45 (1) - Mặt khác P kmax còn bị giới hạn bởi điều kiện bám giữa bánh xe với mặt đường: P kmax ≤ P ϕ =m k .G ϕ ϕ . ≤ b tIe r iiM η 0max m k .G ϕ ϕ . Theo điều kiện bám ta có : i hI max 0 . . * * b e t G r M i φ φ η ≤ G ϕ : trọng lượng phân bố ở cầu chủ động ϕ = 0,8 : hệ số bám của mặt đường tốt. r b : bán kính làm việc trung bình của bánh xe . i hI ≤ 0.8*997*1.3*0.41 42.38*4.53*1*0.93 = 2.38 (2) Từ (1) và (2) ta chọn lấy i h1 = 1.9 2.Xác định tỷ số truyền của các tay số trung gian - Chọn hệ thống tỷ số truyền của các cấp số trong hộp số theo cấp số nhân. Công bội được xác định theo biểu thức; 1 1 − = n hn h i i q Trong đ: n - số cấp trong hộp số; n= 5 1h i - tỷ sổ truyền tay số 1, i h1 = 1.9 hn i - tỷ số truyền tay số cuối cựng trong hộp số. i h5 =1 SVTH: Đỗ Quang Thắng 8 GVHD:Vũ Văn Tấn Bài Tập Lớn Lý Thuyết Ô Tô 1 4 1 1.9 1 h n hn i q i − = = = 1.17 Tỷ số truyền tay số thứ i được xác định theo công thức sau: )1( 1 )1( − − == i h ih hi q i q i i Trong đó: hI i - - tỷ số truyền tay số thứ i trong hộp số (i=2, ,n-1) Từ hai công thức trên ta sẽ xác định được tỷ số truyền ở các tay số: +Tỷ số truyền của tay số II )12( 1 − = q i i h hII = 1.9 1.17 = 1.62 +Tỷ số truyền của tay số III là :ih3 = == − )13( 1 q i i h hIII 2 1.9 1.17 =1.39 +Tỷ số truyền của tay số IVlà :ih 4 1 (4 1) h i q − = = 3 1.9 1.17 = 1.19 + Tỷ số truyền tay số 5 là : i h5 = 1: -Tỷ số truyền tay số lùi : i 1 = 1,2.i hi = 1,2* 1.9=2.28 Kiểm tra tỷ số truyền tay số lùi theo điều kiện bám P kl ≤ P ϕ =G ϕ ϕ . ≤ d tle r iiM η 0max G ϕ ϕ . Theo điều kiện bám ta phải có : i hI ≤ 0.8*997*1.3*0.41 42.38*4.53*1*0.93 = 2.38 Vậy i l = 2.28<2.38 là thỏa mãn điều kiện. Tỷ số truyền tương ứng với từng tay số : SVTH: Đỗ Quang Thắng 9 GVHD:Vũ Văn Tấn Bài Tập Lớn Lý Thuyết Ô Tô Bảng 2: bảng tỷ số truyền của các tay số Tay số I II III IV V Số lùi Tỷ số truyền 1.9 1.62 1.39 1.19 1 2.28 3 ) Lập bảng xác định vận tốc của ô tô tương ứng với từng số truyền. V m = 0.377 ne(v/p) 1200 1800 3000 3600 4800 5400 6000 6600 V số 1 22 32 54 65 86 97 108 119 V số 2 25 38 63 76 101 114 126 139 V số 3 29 44 74 88 118 133 147 162 V số 4 34 52 86 103 138 155 172 189 V số 5 41 61 102 123 164 184 205 225 SVTH: Đỗ Quang Thắng 10 [...]... 18 Bài Tập Lớn Lý Thuyết Ô Tô GVHD:Vũ Văn Tấn PHẦN IV XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG TĂNG TỐC CỦA Ô TÔ I.Xác định gia tốc của ô tô : 1.Biểu thức xác định gia tốc J = *g -Khi ô tô chuyển động trên đường bằng ( α = 0 ) suy ra: Jm = * g Trong đó - m chỉ số tương ứng với tỷ số truyền đang tính m = 1 - D là nhân tố động học của ô tô khi chở đủ tải - δjm hệ số kể đến ảnh hưởng của các khối lượng quay được tính theo công... khi ô tô chuyển động ở vận tốc của các số truyền khác nhau ( trường hợp không tăng tốc ) SVTH: Đỗ Quang Thắng 15 GVHD:Vũ Văn Tấn Bài Tập Lớn Lý Thuyết Ô Tô - Điều kiện D ≤ Dφ là giới hạn của nhân tố động lực học D theo điều kiện bám Dφ được xác định theo biểu thức : - Dφ = = - SVTH: Đỗ Quang Thắng 16 Bài Tập Lớn Lý Thuyết Ô Tô GVHD:Vũ Văn Tấn PHẦN III XÂY DỰNG ĐỒ THỊ DX 1.Biểu thức xác định Dx -Trong.. .Bài Tập Lớn Lý Thuyết Ô Tô GVHD:Vũ Văn Tấn PHẦN II XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÁC CHỈ TIÊU ĐỘNG LỰC HỌC CỦA Ô TÔ I Cân bằng công suất của ô tô 1 Phương trình cân bằng công suất Phương trình cân bằng công suất tại bánh xe chủ động Nk = Nf ± N i ± N j +Nw Công suất của động cơ phát ra tại bánh xe chủ động Nk = Ne – Nr = Ne η t = Ne η t Nr công suất tiêu hao cho tổn thất cơ khí... ) rb - Pf : Lực cản lăn, Pf =f.G.cos α - Pi : Lực cản lên dốc Pi =G.sin α K * F *V 2 - Pw : Lực cản không khí, Pw= 13 - P j : Lực cản quán tính (xuất hiện khi xe chuyển động không ổn định), G Pj = g ∂ j j α : Góc dốc của đường SVTH: Đỗ Quang Thắng 13 Bài Tập Lớn Lý Thuyết Ô Tô GVHD:Vũ Văn Tấn - i=tg α :Độ dốc của đường - f : Hệ số cản lăn của đường Bảng 6: Tính lực kéo PK theo tốc độ ô tô Me(KG.m)... 0.001 - Đồ thị gia tốc 2.Lập đồ thị xác định gia tốc của ô tô Nhận xét: SVTH: Đỗ Quang Thắng 20 Bài Tập Lớn Lý Thuyết Ô Tô GVHD:Vũ Văn Tấn Vmax = 225km/h - Ở tốc độ của ô tô Jvmax = 0 vì xe không còn khả năng tăng tốc - Do ảnh hưởng của hệ số δi1 nên j2 (gia tốc ở tay số 2) > j1 (gia tốc ở tay số 1) II Xác định thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc 1 Biểu thức xác định thời gian tăng tốc - Từ CT... chuyển động của ô tô theo số vòng quay của trục khuỷu động cơ khi tô chuyển động ở cấp số i Lực cản lăn Pf được xác định như sau : Với v ≤ 80 km/h thì f = fo = 0,018 Pf = G.f đồ thị là đường thẳng song song với trục hoành SVTH: Đỗ Quang Thắng 14 Bài Tập Lớn Lý Thuyết Ô Tô GVHD:Vũ Văn Tấn Với v ≥ 80km/h thì f = 0,018 (1+) đồ thị có dạng đường cong bậc 2 2 Đồ thị cân bằng lực kéo của ô tô: Nhận xét: Trục... 0.057 0.065 66 83 127 168 193 251 126 0.033 23 30 53 2 Đồ thị cân bằng công suất SVTH: Đỗ Quang Thắng 12 Bài Tập Lớn Lý Thuyết Ô Tô GVHD:Vũ Văn Tấn Nhận xét: Trên đồ thị, đoạn nằm giữa Nk và (Nf + Nω) là công suất dư Công suất dư này để khắc phục các công cản công lên dốc, công suất cản tăng tốc II.Xác định chỉ tiêu về lực kéo của ô tô: 1 Phương trình cân bằng lực kéo: Pki = Pf ± Pi ± P j + Pw Pk : Lực... Tổng quãng đường tăng tốc : S = ∑ ∆Si i =1 Bảng 12: Tính giá trị thời gian và quãng đường tăng tốc SVTH: Đỗ Quang Thắng 23 Bài Tập Lớn Lý Thuyết Ô Tô GVHD:Vũ Văn Tấn tay số 1 Vi- 1- Vi Jtb ∆t ∆s tay số 2 Vi-1Vi Jtb ∆t ∆s tay số 3 Vi- 1- Vi Jtb ∆t ∆s tay số 4 Vi-1Vi Jtb ∆t ∆s tay số 5 Vi-1Vi Jtb ∆t ∆s 0 0 0 0 0 0 86÷101 3.12 1.3 9.6 122 425 126÷13 3 2.16 0.9 13.2 117 850 147÷15 5 1.63 1.4 16.7 211 1355 172÷18... tế ô tô có thể làm việc với tải trọng thay đổi khi đó ta có biểu thức xác định nhân tố động lực học như sau : Dx = (1) mặt khác ta có D = (2) từ 1 và 2 suy ra : Dx.Gx = D.G = = tgα1 -Trong đó : α1 là góc nghiêng biểu thị tỷ số giữa tải trọng của xe đang tính với khối lượng toàn bộ của xe - Gx : Khối lượng của ô tô ở tảI trọng đang tính Gx = Go + Gex - Khối lượng của ô tô ở trạng tháI không tải - Gex... jtbi là vận tốc trung bình thứ i (m / s 2 ) Vi : là vận tốc tại thời điểm i ( km/h) Vi −1 là vận tốc tại thời điểm i-1 ( km/h) SVTH: Đỗ Quang Thắng 22 Bài Tập Lớn Lý Thuyết Ô Tô GVHD:Vũ Văn Tấn k t = ∑ ∆ti i =1 4.Quãng đường tăng tốc của ô tô 1 Biểu thức tính quãng đường tăng tốc Áp dụng công thức tính quãng đường : v= dS ⇒ dS = v.dt dt Từ phương pháp tính gần đúng ta có : Chia vận tốc từ vmin ÷ 0.95vmax . Tấn Bài Tập Lớn Lý Thuyết Ô Tô TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI BỘ MÔN CK ÔTÔ - KHOA CƠ KHÍ Bài Tập Lớn Môn Lý Thuyết ô tô TÍNH TOÁN SỨC KÉO CỦA ÔTÔ GVDH:. Tấn Bài Tập Lớn Lý Thuyết Ô Tô PHẦN IV XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG TĂNG TỐC CỦA Ô TÔ I.Xác định gia tốc của ô tô : 1.Biểu thức xác định gia tốc J = *g -Khi ô tô