BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ ĐỀ TÀI TÌM HIỂU XE Ô TÔ TOYOTA CAMRY 3.5Q 2011

ĐẠI HỌC QUỐC GIA ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH  BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ơ TƠ ĐỀ TÀI TÌM HIỂU XE Ơ TƠ TOYOTA CAMRY 3.5Q 2011 LỚP L02 - NHÓM - HK211 NGÀY NỘP: 28/12/2021 Giảng viên hướng dẫn: TS TRẦN HỮU NHÂN Sinh viên thực Tơ Nguyễn Trường Tồn Trương Hồng Thịnh Đặng Văn Xuân Hiếu Nguyễn Công Nam Việt Thành phố Hồ Chí Minh – 2021 Mã số sinh viên 1915561 1915330 1913321 1915908 Điểm số ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG BÁO CÁO KẾT QUẢ LÀM VIỆC NHĨM VÀ BẢNG ĐIỂM Mơn: LÝ THUYẾT Ơ TƠ (MSMH: TR2021) Nhóm/Lớp: L02 Tên nhóm: HK 211 Năm học 2021-2022 Đề tài TÌM HIỂU XE Ô TÔ TOYOTA CAMRY 3.5Q 2011 ST T Mã số SV Họ Tên Nhiệm vụ phân công 1915561 Tơ Nguyễn Trường Tồn 1.1.3, 1.2.3, 2.2.4, 2.2.5 1915330 Trương Hoàng Thịnh 1.1.2, 1.2.2, 2.2.1, 2.2.2 1913321 Đặng Văn Xuân Hiếu 1.1.4, 1.2.4, 2.1.1, 2.1.2 1915908 Nguyễn Công Nam Việt 1.1.1, 1.2.1, 2.1.3, 2.2.3 Họ tên nhóm trưởng: Tơ Nguyễn Trường Tồn, Số ĐT: 0905772612 Email: toan.toaek19@hcmut.edu.vn Nhận xét GV: GIẢNG VIÊN NHÓM TRƯỞNG (Ký ghi rõ họ, tên) (Ký ghi rõ họ, tên) T ô Nguyễn Trường Toàn Page % ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ MỤC LỤC Trang PHẦN THÔNG SỐ KỸ THUẬT YÊU CẦU PHẦN NỘI DUNG TÍNH TỐN Tình tốn kiểm tra động học 1.1 Trường hợp xe không tải 1.1.1 Xác định tọa độ trọng tâm xe 1.1.2 Tính ổn định dọc tơ 1.1.3 Bán kính quay vòng 12 1.1.4 Tính ổn định ngang tơ .13 1.2 Trường hợp xe toàn tải 19 1.2.1 Xác định tọa độ trọng tâm xe 19 1.2.2 Tính ổn định dọc ô tô 20 1.2.3 Bán kính quay vịng 25 1.2.4 Tính ổn định ngang ô tô .26 Tính tốn kiểm tra động lực học 31 2.1 Tính tốn động lực kéo động 31 2.1.1 Thông số hệ thống động lực học .31 2.1.2 Mơ hình tốn học cho hệ thống độc lực học 32 2.1.3 Tính tốn động 33 Đồ thị đường đặc tính động 34 Đồ thị lực kéo theo tay số 37 2.2 Tính toán kiểm tra động lực học phanh 37 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ơ TƠ 2.2.1 Trường hợp xe khơng tải 39 2.2.2 Trường hợp xe toàn tải 40 2.2.3 Gia tốc phanh xe 40 2.2.4 Thời gian phanh .40 2.2.5 Quãng đường phanh 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ PHẦN THÔNG SỐ KỸ THUẬT YÊU CẦU TT Nội dung Đơn vị I Thơng số Thơng số kích thước Kích thước tổng thể (DxRxC) mm 4825x1820x1480 Chiều dài sở L mm 2775 Bán kính quay vịng nhỏ m 5.5 Vệt bánh xe trước/sau mm 1575/1565 Chiều dài đầu xe mm 980 Chiều dài đuôi xe mm 1070 Khoảng sáng gầm xe mm 160 Chiều cao khung xe mm Góc thóat trước độ(0) 10 Góc sau độ(0) II Thơng số trọng lượng 11 Tự trọng ô tô kg 1570 12 Tải trọng kg 480 13 Trọng lượng toàn (tính lái xe, dụng cụ…) kg 2050 14 Phân bố tải trọng lên trục bánh xe trước/sau (không tải) kg 800/770 15 Phân bố tải trọng lên trục bánh xe trước/sau (toàn tải) kg 1120/930 16 Khả chịu tải lớn cầu trước sau kg III - Lên trục trước: - Lên trục giữa, sau Thông số khai thác, vận hành 17 Vận tốc cực đại km/h 18 Khả leo dốc % / (0) 19 Tiêu hao nhiên liệu vận tốc trung bình 60 km/h lít/100km 210 10.9 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ơ TƠ 20 Dự trữ hành trình vận tốc bình quân 60 km/h km 21 Dung tích thùng nhiên liệu lít IV 70 Thơng số động 22 Kiểu loại động 23 Loại nhiên liệu, số kỳ, số xy lanh cách bố trí 24 Dung tích xy lanh 25 Tỷ số nén 26 Đường kính xy lanh mm 94 27 Hành trình piston mm 83 28 Cơng suất định mức/ số vịng quay kW (HP) 206,78 6200 vòng/phút 29 Moment xoắn cực đại N.m 353 4700 vịng/phút 30 Dãy vận tốc góc động làm việc v/p 31 Áp suất dầu bôi trơn cực đại kgf/cm2 33 Xăng, kỳ, xylanh xếp chữ V lít 3.5 10.8 V 32 Động đốt Thông số hệ thống truyền lực Ly hợp Hộp số chính: - Nhãn hiệu, số loại, kiểu loại, kiểu dẫn động - Số tay số, tỉ số truyền tay số 34 Hộp số phụ: Số tay số, tỉ số truyền tay số 35 Trục đăng 36 Cầu trước : - Kiểu loại - Tỉ số truyền Hộp số tự động AT Cấp số cấp n1=3.3, n2=2.21, n3=1.52, n4=1.2, n5=0.88, n6=0.6, n lùi=3.7 Dẫn động cầu trước 4x2 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ 37 Cầu giữa, sau : - Kiểu loại - Tỉ số truyền 38 Hộp trích cơng suất (PTO) 39 Lốp trước/sau Trích từ hộp số phụ 215/55R17 VI Thông số hệ thống khác 40 Hệ thống treo, trước/ sau Độc lập, giảm chấn thủy lực 41 Hệ thống phanh trước/sau Dùng đĩa tản nhiệt, dẫn động thủy lực 42 Phanh tay 43 Hệ thống lái 44 Hệ thống điện 45 Ắc quy 46 Máy phát 47 Động khởi động Trợ lực thủy lực, loại cấu răng-bánh ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ PHẦN NỘI DUNG TÍNH TỐN Tính tốn kiểm tra động học 1.1 Trường hợp xe không tải Các thông số xe 1.1.1 Chiều dài sở: Phân bố tải trọng lên cầu trước/sau: Vệt bánh xe trước/sau: Chiều cao trọng tâm xe: Hệ số ma sát bánh xe với mặt đường: Gia tốc trọng trường: Xác định toạ độ trọng tâm xe Sơ đồ phân tích lực trường hợp xe đứng n (khơng tải) Trong - trọng lượng xe trường hợp không tải phản lực mặt đường tác dụng lên bánh xe trước ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM - BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ phản lực mặt đường tác dụng lên bánh sau trước khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu trước khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu sau Khi xe đứng yên, ta có - Tổng phản lực mặt đường tác dụng lên bánh xe trước cân với - trọng lượng phân bố lên cầu trước: Tổng phản lực mặt đường tác dụng lên bánh xe sau cân với trọng lượng phân bố lên cầu sau: Xét với chiều dương chiều dương sơ đồ, ta có Xét với chiều dương chiều dương sơ đồ, ta có 1.1.2 a Tính ổn định dọc tơ Góc giới hạn tơ quay đầu lên dốc Sơ đồ phân tích lực xe đứng yên, quay đầu lên dốc, phanh bánh trước (trường hợp không tải) ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ Trong đó: - mg: trọng lượng xe trường hợp không tải - Fz1: phản lực mặt đường tác dụng lên bánh xe trước - Fz2: phản lực mặt đường tác dụng lên bánh xe sau - Fx1: lực phanh tác dụng lên bánh xe trước - a1: khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu trước - a2: khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu sau Với a1 = 1361 mm a2 = 1414 mm = 0,8 h = 495 mm  Điều kiện cân xe: => 2Fx1 – mgsin =  Fx1 = mgsin (1) => 2Fz1 + 2Fz2 – mgcos = ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ơ TƠ Bán kính quay vịng khơng phụ thuộc vào tọa độ trọng tâm xe, xe chế độ khơng tải hay tồn tải có chung giá trị bán kính ngồi vịng quay nhỏ không gian cần thiết để quay Do theo mục 1.1.3: 1.2.4 a Tính ổn định ngang ô tô Ổn định ngang xe đứng yên đường nghiêng ngang Với: Theo sơ đồ lực ta có : ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ Thế , vào Thế vào Theo điều kiện trượt : Theo điều kiện lật : xe bắt đầu lật Vậy góc giới hạn để xe đứng yên trường hợp toàn tải đường nghiêng ngang Ta rút ra, để tăng khả ổn định xe cần có bề rộng lớn chiều cao tọa độ trọng tâm nhỏ b Ổn định ngang xe chuyển động đường bằng, xe chuyển động thẳng ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ Thay (1) vào (2), ta có: - mg.b2 + = 2(+ ) = mg.b2 = = = 5027,625 (N) => Fz2 = (mg - 2Fz1) = (2050.9,81 - 2.5027,625) = 5027,625 (N) c Ổn định ngang xe chuyển động đường bằng, xe vào cua bán kính quay vịng nhỏ ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ Giả sử xe quay vòng tối đa bên trái theo hình vẽ Ta có: Gia tốc hướng tâm: Lực qn ly tâm: Thay (1), (2) vào (3), ta có: (4) Thay (4) vào (2), ta có: = =  Điều kiện trượt: Ta có: 2Fy1 max = µy12Fz1 2Fy2 max = µy22Fz2 Mà µy1 = µy2 = µy Xe bắt đầu trượt Fly tâm = 2Fy1max +2 Fy2max 2µy (Fz1 + Fz2 ) = Fqtht 2µy => Vậy vận tốc tới hạn để xe khơng bị trượt quay vịng 6,5699 m/s hay 23,6518 km/h  Điều kiện lật: Xe bắt đầu lật Fz1 = ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ => = = Vậy vận tốc nguy hiểm xe lật đổ quay vòng Tính tốn kiểm tra động lực học 2.1 Tính tốn động lực học kéo động 2.1.1 Thông số hệ thống động lực học Công suất động cực đại số vòng quay: hay Momen xoắn cực đại động số vòng quay: hay Hiệu suất truyền động: Tỉ số truyền hộp số: - Số : Số : Số : Số : Số : Số : Số lùi : Tỉ số truyền vi sai : 2.1.2 Mơ hình tốn học cho hệ thống động lực học Biểu thức cơng suất động cơ: Vì nên ta có biểu thức momen xoắn động cơ: Biểu thức tỉ số truyền hệ thống truyền động: Trong đó, ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM - BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ : tỉ số truyền hệ thống truyền động : tỉ số truyền hộp số : tỉ số truyền vi sai Hiệu suất truyền động: (chọn ) Suy Trong đó, - : cơng suất động : công suất bánh xe chủ động Biểu thức tốc độ góc bánh xe chủ động theo tốc độ động cơ: Trong đó, - : tốc độ động : tốc độ góc bánh xe chủ động Biểu thức vận tốc xe theo tốc độ động cơ: Trong đó, - : vận tốc xe (m/s) : bán kính bánh xe (m) Quan hệ lực kéo tay số theo vận tốc: Ta có: Trong đó, : momen xoắn bánh xe chủ động Thay (4) (5) vào (8) ta có: Thay (6) (2) vào (9) ta có biểu thức lực kéo hệ thống động lực học: ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM 2.1.3 BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TƠ Tính tốn cho động Cơng suất động cực đại số vòng quay: hay Momen xoắn cực đại động số vòng quay: hay Ta có Trong đó, Vậy ta có Từ biểu thức (11) (12) ta xây dựng đồ thị đường đặc tính ngồi động Hình 1: Đồ thị đường đặc tính ngồi động ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ Xét vùng làm việc hiệu động theo công suất khoảng từ 0,9 đến ta có Vậy tốc độ cực đại động Chọn tốc độ cực tiểu động Từ thơng số bánh xe 215/55R17 ta tính bán kính bánh xe Từ biểu thức (6) ta tính dải vận tốc cho tay số khi: Tay số 3,3 10,3171 77,5643 2,21 15,4056 115,8200 1,52 22,3989 168,3962 1,2 28,3720 213,3019 0,88 38,6891 290,8662 0,6 56,7440 426,6038 Ta có Lực kéo tiếp tuyến bánh xe chủ động ô tô dùng để khắc phục lực cản: lực cản lăn, lực cản móc kéo, lực cản khí động lực học, lực qn tính, lực cản di chuyển dốc ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ Ta xét đến lực cản lăn lực cản khí động lực học Fk = Froll + Fwind Trong đó: Fw lực cản khí động lực học: Fw =    Vận tốc v: (m/s) Hệ số cản khơng khí: = 0,28 (xe từ 0,3– 0,4) Diện tích cản diện: A = 0,97.B0.H0 = 0,97.1,82.1,48 = 2,612792 Froll lực cản lăn: Froll =    Xét trường hợp xe đầy tải: = 2050.9,81 = 20110,5 (N) Hệ số cản lăn: = 0,025 Fk = 502,7625 + 0,7316 Từ phương trình ta vẽ đồ thị cân lực kéo: ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ơ TƠ Hình 2: Đồ thị cân lực kéo 2.2 Tính tốn kiểm tra động lực học phanh Giả sử xe phanh với gia tốc không đổi ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM Trong - trọng lượng xe phản lực mặt đường tác dụng lên bánh xe trước phản lực mặt đường tác dụng lên bánh xe sau lực phanh bánh trước lực phanh bánh sau khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu trước khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu sau chiều dài sở Với khoảng cách từ trọng tâm xe đến mặt đường Theo sơ đồ lực ta có: Thế vào Thế vào Theo điều kiện trượt : Theo điều kiện lật : xe bắt đầu lật BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM Ta thấy gia tốc phanh lớn Khi : 2.2.1 Trường hợp xe không tải Lực phanh lớn bánh trước: Lực phanh lớn bánh sau : 2.2.2 Trường hợp xe toàn tải Lực phanh lớn bánh trước: Lực phanh lớn bánh sau : BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM 2.2.3 BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TƠ Gia tốc phanh xe Ta có : 2.2.4 Thời gian phanh Ta có : Thời gian phanh từ 50km/h 0km/h 2.2.5 Quãng đường phanh Ta có : Quãng đường phanh từ 50km/h 0km/h Do nên thỏa QCVN 09:2015 Bảng Hiệu phanh theo tiêu chuẩn QCVN 09:2015 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ TÀI LIỆU THAM KHẢO Reza N Jazar, Vehicle Dynmics: Theory and Application Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia chất lượng an toàn kỹ thuật bảo vệ môi trường xe ô tô (QCVN 09:2015/BGTVT) ... trọng tâm xe đến cầu sau BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ Khi xe đứng yên, ta có - Tổng phản lực mặt đường tác dụng lên bánh xe trước cân với - trọng... phanh theo tiêu chuẩn QCVN 09:2015 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ TÀI LIỆU THAM KHẢO Reza N Jazar, Vehicle Dynmics: Theory... Trường hợp xe không tải Lực phanh lớn bánh trước: Lực phanh lớn bánh sau : 2.2.2 Trường hợp xe toàn tải Lực phanh lớn bánh trước: Lực phanh lớn bánh sau : BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ ĐẠI HỌC BÁCH