Đang tải... (xem toàn văn)
Phần 1 của bài giảng Lý thuyết ô tô (Ngành Công nghệ kỹ thuật cơ khí) cung cấp cho học viên những nội dung về: các nguồn năng lượng dùng trên ô tô; đường đặc tính tốc độ của động cơ đốt trong; động lực học tổng quát của ô tô; hệ số bám và lực bám của bánh xe chủ động; tính toán sức kéo của ô tô;... Mời các bạn cùng tham khảo!
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ - KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BÀI GIẢNG LÝ THUYẾT Ơ TƠ (Dành cho sinh viên bậc Đại học ngành Công nghệ kỹ thuật khí) (LƯU HÀNH NỘI BỘ) Quảng Ninh, 2022 LỜI NĨI ĐẦU “Lý thuyết tơ” mơn học sở quan trọng chƣơng trình đào tạo kỹ sƣ cử nhân ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô Đây môn học bắt buộc trƣờng đào tạo chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô Môn học cung cấp cho sinh viên kiến thức động lực học ô tơ chuyển động thẳng, chuyển động quay vịng, chuyển động dốc, tăng tốc phanh; tính kinh tế nhiên liệu; tính ổn định tơ; tính động tơ; dao động ô tô, … Đây kiến thức sở làm tảng giúp sinh viên nhiên cứu, học tập mơn học khác nhƣ: Kết cấu tính tốn ô tô, Cấu tạo ô tô, … Tùy theo chƣơng trình đào tạo trƣờng, mơn học “Lý thuyết ô tô” đƣợc thực với thời lƣợng khác Trƣờng Đại học Công Nghiệp Quảng Ninh đơn vị đào tạo cử nhân, kỹ sƣ Công nghệ kỹ thuật tơ có truyền thống uy tín Tập giảng “Lý thuyết tơ” đƣợc nhóm biên soạn dựa chƣơng trình chi tiết mơn học “Lý thuyết ô tô” đƣợc Nhà trƣờng phê duyệt, ban hành Với thời lƣợng 02 tín chỉ, nhóm biên soạn lựa chọn nội dung kiến thức cần thiết làm sở giúp sinh viên học tập nghiên cứu môn học chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật tơ Bộ mơn Cơ khí tơ MỤC LỤC Chƣơng CÁC NGUỒN NĂNG LƢỢNG DÙNG TRÊN Ô TÔ 1.1 Phân loại ô tô 1.2 Các yêu cầu ô tô 1.2.1 Các yêu cầu thiết kế, chế tạo: 1.2.2 Các yêu cầu sử dụng: 1.2.3 Các yêu cầu bảo dƣỡng, sửa chữa: 1.3 Bố trí chung tơ 1.3.1 Bố trí động tơ: 1.3.2 Bố trí hệ thống truyền lực tơ: 1.4 Đƣờng đặc tính tốc độ động đốt 1.4.1 Khái niệm Đƣờng đặc tính tốc độ động 1.4.2 Hệ số thích ứng động cơ: 11 1.4.3 Công thức S.R.Lây-đéc- man: 11 CÂU HỎI ÔN TẬP 12 Chƣơng 13 ĐỘNG LỰC HỌC TỔNG QUÁT CỦA Ô TÔ 13 2.1 Khái niệm loại bán kính bánh xe ký hiệu lốp 13 2.1.1 Các loại bán kính bánh xe 13 2.1.2 Ký hiệu lốp 14 2.2 Các khái niệm chung 15 2.2.1 Vận tốc chuyển động lý thuyết vo 15 2.2.2 Vận tốc chuyển động thực tế v: 15 2.2.3 Vận tốc trƣợt 15 2.3 Động lực học bánh xe bị động 15 2.3.1 Đặt vấn đề 15 2.3.2 Động lực học bánh xe đàn hồi lăn Đƣờng cứng 16 2.3.3 Động lực học bánh xe đàn hồi lăn Đƣờng biến dạng 18 2.4 Động lực học bánh xe chủ động 18 2.4.1 Sự biến dạng lốp 18 2.4.2 Xác định lực cản lăn hệ số cản lăn 19 2.4.3 Các yếu tố ảnh hƣởng đến hệ số cản lăn 19 2.5 Sự trƣợt bánh xe chủ động 20 2.5.1 Khái niệm trƣợt 20 2.5.2 Hệ số trƣợt độ trƣợt: 21 2.5.3 Phƣơng pháp xác định hệ số trƣợt 21 2.6 Các lực tác dụng lên ô tô trƣờng hợp tổng quát 26 2.6.1 Lực kéo tiếp tuyến ô tô 27 2.6.2 Hệ số bám lực bám bánh xe chủ động 29 2.6.3 Các lực cản chuyển động ôtô 31 i 2.7 Xác định phản lực thẳng góc Đƣờng tác dụng lên bánh xe ô tô mặtphẳng dọc 35 2.7.1 Trƣờng hợp tổng quát 35 2.7 Trƣờng hợp ô tô chuyển động ổn định Đƣờng nằm ngang, khơng kéo mc37 2.7.3 Trƣờng hợp xe đứng yên đƣờng nằm ngang 37 2.7.4 Hệ số phân bố tải trọng lên bánh xe ô tô 37 2.8 Xác định phản lực thẳng góc đƣờng tác dụng lên bánh xe ô tô mặt phẳng ngang: 39 2.8.1 Trƣờng hợp chuyển động tổng quát: 39 2.8.2 Trƣờng hợp xe đứng yên dốc nghiêng ngang, khơng kéo rơmóc: 41 CÂU HỎI ƠN TẬP 41 Chƣơng 43 TÍNH TỐN SỨC KÉO CỦA Ơ TƠ 43 3.1 Sự cân công suất cân lực kéo ô tô 43 3.1.1 Sự cân công suất ô tô 43 3.1.2 Sự cân lực kéo ô tô 44 3.2 Nhân tố động lực học ô tô 45 3.2.1 Khái niệm nhân tố động lực học 45 3.2.2 Đồ thị nhân tố động lực học 46 3.2.3 Sử dụng đồ thị nhân tố động lực học 47 3.3 Ảnh hƣởng thông số cấu tạo đến đặc tính động lực học ô tô 53 3.3.1 Ảnh hƣởng tỷ số truyền truyền lực 53 3.3.2 Ảnh hƣởng số lƣợng số truyền hộp số 54 3.3.3 Ảnh hƣởng tỷ số truyền hộp số 55 3.4 Tính tốn sức kéo ô tô 59 3.4.1 Các dạng thông số sử dụng tính tốn sức kéo 59 3.4.2 Trình tự tính tốn 60 3.5 Ảnh hƣởng truyền động thủy lực tới chất lƣợng kéo ô tô 61 3.5.1 Ảnh hƣởng ly hợp thủy lực tới chất lƣợng kéo ô tô 62 3.5.2 Ảnh hƣởng biến mô thủy lực tới chất lƣợng kéo ô tô 62 CÂU HỎI ÔN TẬP 65 Chƣơng 66 TÍNH KINH TẾ NHIÊN LIỆU CỦA Ô TÔ 66 4.1 Mức tiêu hao nhiên liệu định mức tiêu hao nhiên liệu 66 4.1.1 Các tiêu đánh giá tính kinh tế nhiên liệu ô tô 66 4.1.2 Phƣơng trình tiêu hao nhiên liệu 66 4.1.3 Khái niệm định mức tiêu hao nhiên liệu 67 4.2 Đặc tính kinh tế nhiên liệu ô tô 68 4.2.1 Đƣờng đặc tính kinh tế nhiên liệu ô tô chuyển động không ổn định 68 4.2.2 Tính kinh tế nhiên liệu ô tô chuyển động không ổn định 69 ii 4.3 Tính kinh tế nhiên liệu tơ có truyền động thuỷ lực 70 CÂU HỎI ÔN TẬP 71 Chƣơng 72 TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA Ơ TƠ 72 5.1 Khái chung tính ổn định 72 5.2 Tính ổn định dọc ô tô 72 5.2.1 Tính ổn định dọc tĩnh 72 5.2.2 Tính ổn định dọc động 74 5.3 Tính ổn định ngang tơ 77 5.3.1 Tính ổn định ngang tơ chuyển động Đƣờng nghiêng ngang.77 5.3.2 Tính ổn định ngang tơ chuyển động quay vịng Đƣờng nghiêng ngang 78 CÂU HỎI ÔN TẬP 81 Chƣơng 82 TÍNH NĂNG DẪN HƢỚNG CỦA Ơ TƠ 82 6.1 Động học động lực học quay vịng tô 82 6.1.1 Bán kính quay vịng 83 6.1.2 Vận tốc góc quay vòng xe 83 6.1.3 Gia tốc trọng tâm xe vào Đƣờng vòng 84 6.1.4 Lực quán tính xe vào Đƣờng vòng 84 6.2 Ảnh hƣởng độ đàn hồi lốp tới tính quay vịng tơ 85 6.3 Động học động lực học quay vịng tô lốp bị biến dạng bên 86 6.4 Tính ổn định bánh xe dẫn hƣớng 87 6.5 Khái niệm dao động bánh xe dẫn hƣớng 91 6.5.1 Những nguyên nhân gây nên dao động: 91 6.5.2 Một số trƣờng hợp gây nên dao động góc bánh xe dẫn hƣớng:.91 CÂU HỎI ÔN TẬP 93 Chƣơng 94 SỰ PHANH Ô TÔ 94 7.1 Lực phanh sinh bánh xe 94 7.2 Điều kiện đảm bảo phanh tối ƣu 95 7.3 Các tiêu đánh giá chất lƣợng tổng hợp trình phanh 97 7.3.1 Chỉ tiêu hiệu phanh 97 7.3.2 Chỉ tiêu tính ổn định hƣớng tơ phanh 100 Cơ sở lý thuyết điều hoà lực phanh vấn đề chống hãm cứng bánh xe phanh103 7.4.1 Cơ sở lý thuyết điều hoà lực phanh 103 7.4.2 Vấn đề chống hãm cứng bánh xe phanh 105 7.5 Giản đồ phanh tiêu phanh thực tế 108 CÂU HỎI ÔN TẬP 111 Chƣơng 112 DAO ĐỘNG ÔTÔ 112 iii 8.1 Khái niệm tính êm dịu chuyển động 112 8.1.1 Tần số dao động thích hợp 112 8.1.2 Gia tốc thích hợp 112 8.1.3 Chỉ tiêu tính êm dịu chuyển động dựa vào gia tốc dao động thời gian tác động chúng 113 8.2 Sơ đồ dao động tƣơng đối ôtô 114 8.2.1 Dao động ôtô hệ toạ độ không gian 114 8.2.2 Khái niệm khối lƣợng đƣợc treo khối lƣợng không đƣợc treo 114 8.2.3 Sơ đồ dao động hệ thống treo 115 8.2.5 Sơ đồ dao động tƣơng đƣơng 116 8.3 Phƣơng trình dao động ôtô 117 CÂU HỎI ÔN TẬP 121 Chƣơng 122 TÍNH NĂNG CƠ ĐỘNG CỦA ÔTÔ 122 9.1 Khái niệm tính động ơtơ 122 9.2 Các nhân tố ảnh hƣởng tới tính động ơtơ 122 9.2.1 Ảnh hƣởng thông số hình học 122 9.2.2 Ảnh hƣởng thông số kết cấu 123 9.3 Các biện pháp nhằm nâng cao tính động ôtô 127 9.3.1 Nâng cao chất lƣợng động lực học ôtô 127 9.3.2 Giảm áp suất riêng phần lên mặt Đƣờng 128 9.3.3 Nâng cao chất lƣợng bám ôtô 128 9.3.4 Tạo thơng số hình học thích hợp 128 CÂU HỎI ÔN TẬP 128 TÀI LIỆU THAM KHẢO 129 iv DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1 Sơ đồ phân loại ô tô Hình Bố trí động tơ Hình Động đặt trƣớc, cầu sau chủ động (4 x 2) Hình Động đặt sau, cầu sau chủ động (4 x 2) Hình Hệ thống truyền lực xe VW 1200 Hình Động trƣớc, cầu trƣớc chủ động Hình Hệ thống truyền lực xe du lịch TALBOT SOLARA Hình Hệ thống truyền lực xe VAZ 2121 Hình Hệ thống truyền lực xe KAMAZ – 5320 Hình 10 Hệ thống truyền lực xe URAL 375 Hình 11 Đƣờng đặc tính ngồi động xăng 10 Hình 12 Đƣờng đặc tính ngồi động Diesel 11 Hình Sơ đồ kích thƣớc hình học lốp 14 Hình 2 Sơ đồ lực tác dụng lên bánh xe đàn hồi lăn Đƣờng cứng 16 Hình Đồ thị đặc tính biến dạng bánh xe đàn hồi 17 Hình Động lực học bánh xe bị động bánh xe đàn hồi lăn Đƣờng biến dạng 18 Hình Sơ đồ lực tác dụng lên bánh xe chủ động 19 Hình Sơ đồ trƣợt bánh xe chủ động 20 Hình Lăn không trƣợt 22 Hình Lăn có trƣợt quay 23 Hình Lăn có trƣợt lết 23 Hình 10 Các dòng lƣợng trạng thái chuyển động bánh xe 24 Hình 11 Lực mômen tác dụng lên ô tô trƣờng hợp chuyển động tổng quát 26 Hình 12 Lực kéo tiếp tuyến bánh xe chủ động 28 Hình 13 Các yếu tố ảnh hƣởng đến hệ số bám 29 Hình 14 Sơ đồ lực mơ men tác dụng lên ô tô chuyển động lên dốc, có gia tốc, kéo moóc 36 Hình 15 Sơ đồ lực mơmen tác dụng lên tơ quay vịng Đƣờng nghiêng ngang 39 Hình Đồ thị cân công suất 44 Hình Đồ thị cân lực kéo 45 Hình 3 Đồ thị nhân tố động học ô tô 47 Hình Xác định tốc độ lớn ô tô 48 Hình Khu vực làm việc nhân tố động lực học 48 Hình Xác định khả tăng tốc ô tô đồ thị nhân tố động lực học 49 Hình Đồ thị gia tốc ô tô 50 Hình Đồ thị gia tốc số ô tô vận tải 50 Hình Xác định biến thiên tốc độ theo thời gian tăng tốc 50 Hình 10 Xác định biến thiên quãng Đƣờng theo thời gian tốc độ theo quãng Đƣờng 51 Hình 11 Đồ thị quãng Đƣờng tăng tốc ô tô S = f(v) 51 Hình 12 Đồ thị nhân tố động lực học tơ, có số truyền chuyển động với tải trọng đầy G có Gx = 0,5G 52 Hình 13 Đồ thị tia theo nhân tố động lực học tải trọng thay đổi 53 Hình 14 Đồ thị cân cơng suất ô tô với tỷ số truyền khác truyền lực 54 Hình 15 Đồ thị sang số tơ có hộp số ba cấp bố trí theo cấp số nhân 56 Hình 16 Đồ thị sang số ôtô tỉ số truyền bố trí theo cấp số điều hịa 57 Hình 17 Đồ thị đặc tính kéo tơ 62 v Hình 18 Đồ thị đặc tính khơng thứ ngun biến mơ thuỷ lực .64 Hình 19 Đồ thị đặc tính động lực học ô tô có biến mô thuỷ lực kết hợp với hộp số khí cấp 64 Hình Đƣờng đặc tính ngồi động 67 Hình Đồ thị đặc tính tải trọng động (ne’>ne’’>ne’’’) .68 Hình Đồ thị cân cơng suất ô tô với hệ số cản khác mặt Đƣờng 68 Hình 4 Đồ thị đặc tính tiêu hao nhiên liệu tơ chuyển động ổn định 68 Hình Sơ đồ lực mô men tác dụng lên ô tô đứng dốc 72 Hình Sơ đồ lực mơ men tác dụng lên ô tô chuyển động lên dốc 74 Hình Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô chuyển động với vận tốc cao 76 Hình Hình dáng ô tô chuyển động với tốc độ cao 77 Hình 5 Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô chuyển động Đƣờng nghiêng ngang .77 Hình Sơ đồ lực mô men tác dụng lên ô tơ chuyển động quay vịng Đƣờng nghiêng ngang 79 Hình Sơ đồ lực tác dụng lên bánh xe chủ động có lực ngang tác dụng 81 Hình Sơ đồ động học quay vịng tơ bỏ qua biến dạng ngang 82 Hình Đồ thị lý thuyết thực tế mối quan hệ động học góc quay vòng hai bánh xe dẫn hƣớng 83 Hình Sơ đồ quay vịng tơ có bốn bánh dẫn hƣớng 84 Hình Sơ đồ lực tác dụng lên tơ quay vịng trái 84 Hình Sơ đồ bánh xe lăn lốp bị biến dạng bên 85 Hình 6 Đồ thị quan hệ phản lực bên Yb góc lăn lệch bánh xe 85 Hình Sơ đồ chuyển động tơ Đƣờng vịng lốp bị biến dạng bên 86 Hình Sơ đồ chuyển động tơ có tính quay vịng thiếu .87 Hình Sơ đồ chuyển động tơ có tính quay vịng thừa 87 Hình 10 Góc nghiêng trụ quay đứng mặt phẳng ngang xe 88 Hình 11 Sơ đồ phân tích phản lực Đƣờng tạo nên mơ men ổn định .88 Hình 12 Góc nghiêng trụ quay đứng mặt phẳng dọc xe .89 Hình 13 Biểu đồ phân bố phản lực bên vết tiếp xúc lốp với mặt Đƣờng bánh xe lăn chịu tác dụng lực ngang 89 Hình 14 Góc dỗng bánh xe dẫn hƣớng phía trƣớc 90 Hình 15 Góc chụm (độ chụm) bánh xe dẫn hƣớng .91 Hình 16 Sơ đồ lực cản lăn có trị số khác tác dụng lên hai bánh xe dẫn hƣớng 91 Hình 17 Sơ đồ lực ly tâm tác dụng lên bánh xe dẫn hƣớng 92 Hình 18 Sơ đồ thành phần nằm ngang lực ly tâm tác động vào hai bánh xe dẫn hƣớng 92 Hình 19 Sơ đồ phối hợp động học hệ thống treo nhíp dẫn động lái 92 Hình Sơ đồ lực mơ men tác dụng lên bánh xe ô tô phanh .94 Hình Sơ đồ tác dụng lên ô tô phanh 95 Hình Đồ thị thay đổi quóng Đƣờng phanh nhỏ theo tốc độ lúc bắt đầu phanh hệ số bám 99 Hình Sơ đồ lực tác dụng lên ôtô phanh mà xe bị quay 101 Hình Đồ thị quan hệ mơ men phanh với hệ số bám 104 Hình Đồ thị đặc tính phanh lý tƣởng ô tô 104 Hình 7 Đƣờng đặc tính điều hồ lực phanh 105 Hình Chùm Đƣờng đặc tính điều hịa lực phanh 105 vi Hình Sự thay đổi hệ số bám dọc x hệ số bám ngang y theo độ trƣợt tƣơng đối bánh xe phanh 106 Hình 10 Sự thay đổi mơ men phanh Mp có chống hãm cứng bánh xe 107 Hình 11 Sự thay đổi tốc độ góc b bánh xe, tốc độ ơtơ v độ trƣợt theo thời gian t phanh có chống hãm cứng bánh xe 108 Hình 12 Giản đồ phanh 108 Hình 13 Giản đồ phanh cấu phanh bó cứng 110 Hình Đồ thị đặc trƣng mức êm dịu chuyển động ơtơ 113 Hình Hệ dao động không gian ôtô cầu 114 Hình Mơ hình hố khối lƣợng đƣợc treo 115 Hình Mơ hình hố khối lƣợng khơng đƣợc treo 115 Hình Sơ đồ dao động tƣơng đƣơng hệ thống treo 115 Hình Sơ đồ dao động tƣơng đƣơng ôtô 116 Hình Sơ đồ dao động tƣơng đƣơng cụm hai cầu sau dùng hệ thống treo cân 116 Hình 8 Sơ đồ dao động đơn giản ôtô 117 Hình Sơ đồ dao động độc lập ôtô cầu trƣớc 120 Hình Các thơng số hình học tính động ơtơ 122 Hình Sơ đồ lực tác dụng lên bánh xe khắc phục lực cản thẳng đứng 124 vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1 Hệ số kinh nghiệm S.R.Lây-đéc- man 12 Bảng Hệ số cản lăn số loại Đƣờng 20 Bảng 2 Hiệu suất truyền lực số loại ô tô 28 Bảng Hệ số bám số loại Đƣờng tình trạng mặt Đƣờng 30 Bảng Giá trị trung bình hệ số cản khơng khí, diện tích cản diện nhân tố cản loại ô tô khác 33 Bảng 1: Tiêu chuẩn hiệu phanh (Bộ GTVTVN, 1995) 109 viii Dx.Gx = D.G hay Dx = D G (3-23) Gx Trong đó: Gx - trọng lượng ô tô Dx - nhân tố động lực học ứng với tải trọng G - trọng lượng ô tô đầy tải D - nhân tố động lực học ô tô ứng với tải trọng đầy Về Phƣơng diện đồ thị ta cần thay đổi tỷ lệ xích trục tung đồ thị (giá trị nhân tố động lực học D) tải trọng đầy theo tỷ lệ G/Gx ta có đồ thị nhân tố động lực học ứng với tải trọng Gx Hình 12 Đồ thị nhân tố động lực học ô tô, có số truyền chuyển động với tải trọng đầy G có Gx = 0,5G Tuy nhiên, tải trọng ô tô thay đổi phạm vi rộng, nên làm theo Phƣơng pháp ta phải lập nhiều tỷ lệ trục tung (hình 3.11) Để khắc phục vấn đề này, ngƣời ta đƣa Phƣơng pháp xây dựng đồ thị nhân tố động lực học ô tô hệ trục toạ độ nhƣng biểu diễn đƣợc tải trọng tơ Đồ thị đƣợc gọi đồ thị tia (hình 3.12) Những đặc tính động lực học đƣợc lập góc phần tƣ bên phải đồ thị tƣơng ứng với trƣờng hợp tơ có tải trọng đầy, cịn góc phần tƣ bên trái ta vạch từ gốc toạ độ tia làm với trục hồnh góc khác với: tg = D Dx Gx (3-24) G Nhƣ tia ứng với tải trọng Gx (tính phần trăm so với tải trọng đầy) ô tô Trong trƣờng hợp Gx = G tg = 1, tia làm với trục 54 hồnh góc = 450, tia có góc n’e1 Do số truyền cao, động làm việc gần trị số công suất lớn thời gian tăng tốc ngắn Đó ƣu điểm có đƣợc cấp số điều hịa 3.3.3.3 Xác định tỷ số truyền số lùi : Khi xe chạy lùi, vận tốc xe phải nhỏ để đảm bảo an toàn, nên ngƣời ta thƣờng chọn tỉ số truyền số lùi nhƣ sau: i1 = (1,2 1,3)ih1 (3.45) 3.4 Tính tốn sức kéo tơ 3.4.1 Các dạng thơng số sử dụng tính tốn sức kéo Khi tính tốn sức kéo tơ thƣờng có ba dạng thơng số - Các thơng số cho trƣớc - Các thông số chọn - Các thơng số cần tính tốn 3.4.1.1 Các thơng số cho trước Các thông số cho trƣớc bao gồm: - Loại ô tô loại động dùng ô tô - Tải trọng hữu ích số hành khách - Vận tốc lớn ô tô số truyền cao - Hệ số cản mặt Đƣờng ứng với vận tốc lớn - Hệ số cản lớn mặt Đƣờng mà tơ khắc phục đƣợc số I - Loại hệ thống truyền lực Đối với tơ vận tải hệ số cản tổng cộng mặt Đƣờng cần lớn so với hệ số cản tổng cộng ô tô chuyển động ứng với vận tốc lớn ô tô để ô tô có phần lƣợng dự trữ nhằm làm cho ô tô chuyển động ổn định vận tốc lớn 3.4.1.2 Các thông số chọn Các thơng số chọn gồm có: - Trọng lƣợng thân ô tô - Hệ số cản khơng khí K diện tích cản diện ô tô F (hoặc nhân tố cản không khí W) - Trọng lƣợng phân bố cầu không tải đầy tải - Tốc độ góc trục khuỷu động ứng với công suất lớn - Hiệu suất hệ thống truyền lực 3.4.1.3 Các thơng số cần tính tốn Các thơng số cần tính tốn gồm có: - Cơng suất động (kW) - Thể tích cơng tác động (lít) 62 - Tỷ số truyền truyền lực - Số lƣợng số truyền tỷ số truyền số hộp số 3.4.2 Trình tự tính tốn 3.4.2.1 Xác định trọng lượng tồn tơ Đối với ô tô du lịch ô tô chở khách G = G0 + nh.Gh + Ghl Trong đó: G0 - trọng lượng thân ô tô nh - số hành khách kể người lái phụ xe Gh - trọng lượng hành khách Ghl - trọng lượng hành lý Đối với ô tô tải Trong đó: G = G0 + nc.Gh + Ghh Gh - trọng lượng người ngồi xe nc - số chỗ ngồi buồng lái Ghh - trọng lượng hàng hoá chuyên chở 3.4.2.2 Chọn lốp - Xác định tải trọng tác dụng lên bánh xe - Chọn lốp theo tải trọng tác dụng - Xác định bán kính làm việc trung bình bánh xe 3.4.2.3 Xác định công suất lớn động - Xác định công suất động ô tô chuyển động với vận tốc lớn Nv = t (Gv KFv ) max max Trong đó: - hệ số cản mặt đường ứng với vận tốc lớn - Công suất lớn động Nemax = Với = Nv a b2 c (3-46) ne max nN Trong đó: nemax - số vịng quay lớn động ứng với vận tốc lớn ô tô nN - số vòng quay động ứng với công suất lớn - Xác định công suất động theo số vòng quay khác Ne = N e max n n n a e b e c e nN nN nN 63 3.4.2.4 Xác định thể tích công tác động 17,5.105 N e max Vc = PeN nN (3-47) - số kỳ động PeN - áp suất hữu ích trung bình ứng với công suất lớn động 3.4.2.5 Xác định tỷ số truyền truyền lực Trong đó: i0 = 2 rb ne max 60ihni pcvmax (3-48) 3.4.2.6 Xác định số lượng số truyền, tỷ số truyền số, tỷ số truyền hộp số phụ hộp phân phối - Xác định số lƣợng số truyền tỷ số truyền số hộp số - Tỷ số truyền số lùi il = (1,2 1,3)ihI - Tỷ số truyền hộp số phụ hộp phân phối Số phụ cao: ipc = 1,0 1,5 Số phụ thấp: ipt = .G.rb Me max i0 ihIt (3-49) *Lưu ý: Khi tìm đƣợc giá trị tỷ số truyền số thấp theo biểu thức (3- 41) ta cần kiểm tra lại theo điều kiện ô tô chuyển động tốc độ nhỏ vmin = (0,81 1,38)m/s Vmin = Trong đó: 2 rb ne 60.i0 ihI i pt nemin - số vòng quay nhỏ trục khuỷu động 3.5 Ảnh hƣởng truyền động thủy lực tới chất lƣợng kéo ô tô Ngày nhiều ô tô có trang bị hệ thống truyền lực thủy Hệ thống truyền lực thủy thƣờng có ba loại chủ yếu sau - Ly hợp thủy lực với hộp số khí - Biến mơ thủy lực - Biến mơ thủy lực kết hợp với hộp số khí Dùng loại truyền lực nói hệ thống truyền lực tơ có ƣu điểm sau: - Điều khiển ô tô dễ dàng, nhẹ nhàng - Tăng tốc tơ nhanh chóng êm dịu - Nâng cao chất lƣợng kéo tơ tính kinh tế nhiên liệu chúng - Nâng cao đƣợc tính động ô tô - Giảm đƣợc tải trọng động lên hệ thống truyền lực 64 3.5.1 Ảnh hƣởng ly hợp thủy lực tới chất lƣợng kéo ô tô Chất lƣợng kéo ô tô phụ thuộc vào tỷ số truyền hộp số Khi gài tay số xác định đƣợc mối quan hệ vận tốc ô tô tốc độ quay trục khuỷu động Trong số điều kiện làm việc định, ly hợp bị trƣợt, chi tiết nóng lên dẫn đến hƣ hỏng Vì ly hợp ma sát khơng thể làm việc chế độ trƣợt lâu dài đƣợc Nếu hệ thống truyền lực ta thay ly hợp ma sát ly hợp thủy lực có khả năng: - Làm việc điều kiện trƣợt lâu dài bánh bơm bánh tuốc bin mà không gây hƣ hỏng - Trục khuỷu động quay ổn định số vịng quay cao tơ chuyển động tốc độ thấp Nhờ tơ tăng tốc nhanh chóng, cải thiện tốt đặc tính kéo tơ tốc độ thấp khả tăng tốc ô tô nhanh hơn, êm dịu Hình 3.17 đồ thị minh hoạ đặc tính kéo tơ với hệ thống truyền lực dùng ly hợp ma sát (Đƣờng đứt nét) ly hợp thủy lực (Đƣờng liền nét) hộp số khí có ba số truyền Qua đồ thị ta thấy hệ thống truyền lực dùng ly hợp thủy lực tơ làm việc ổn định vận tốc nhỏ số I hộp số Nhƣ làm cho đặc tính kéo tơ tốt khả tăng Hình 17 Đồ thị đặc tính kéo ô tô a Khi đặt ly hợp ma sát tốc ô tô nhanh hơn, êm dịu b Khi đặt ly hợp thuỷ lực 3.5.2 Ảnh hƣởng biến mô thủy lực tới chất lƣợng kéo ô tô Trong hệ thống truyền lực, ta thay ly hợp ma sát hộp số có cấp biến mơ thủy lực ta có truyền động vơ cấp Biến mô thủy lực làm nhiệm vụ thay đổi vô cấp tự động tỷ số truyền hệ thống truyền lực theo trị số lực cản chuyển động ô tô động làm việc chế độ ổn định, đồng thời cho phép tăng tốc ô tô cách nhanh chóng, êm dịu, khơng làm ngắt qng dịng cơng suất truyền tới bánh xe chủ động Truyền mô men xoắn biến mô thủy lực nhƣ ly hợp thủy lực đƣợc thực việc sử dụng động dịng chất lỏng tuần hồn bánh công tác biến mô hay ly hợp thủy lực Dựa vào lý thuyết máy thủy lực, ngƣời ta chứng minh đƣợc rằng: biến mô làm việc chế độ ổn định tổng số mô men xoắn tác dụng lên bánh công tác khơng, nghĩa là: 65 MT + MB + Mp = hay -MT = MB + Mp Trong đó: MT - mơ men bánh tuốc bin (3-50) MB - mô men bánh bơm Mp - mô men bánh phản ứng Dấu (-) đặt trƣớc mô men xoắn bánh tuốc bin MT cho thấy bánh tuốc bin phần tử bị động Tác dụng biến đổi mô men biến mô thủy lực đƣợc đặc trƣng hệ số biến mô, ký hiệu Kmb Kmb = MT (3-51) MB Tỷ số số vòng quay trục bánh tuốc bin bánh bơm đƣợc gọi tỷ số truyền động, ký hiệu ibm ibm = nT (3-52) nB Hiệu suất biến mô thủy lực đƣợc xác định biểu thức bm NT M T nT M B nB NB K i bm (3-53) bm Trong đó: NT - công suất phát bánh tuốc bin NB - công suất phát bánh bơm Giá trị mô men xoắn bánh bơm bánh tuốc bin đƣợc xác định theo biểu thức sau: M . n2 D5 B B M n D5 T (3-54) T Trong đó: 1 , 2 - hệ số mô men sơ cấp thứ cấp biến mô thủy lực NB, nT - số vòng quay bánh bơm bánh tuốc bin - trọng lượng riêng chất lỏng chứa biến mơ D - đường kính ngồi khoang cơng tác biến mô Từ biểu thức (3-46) ta suy ra: = MT MB = Kbm (3-55) Lưu ý: Hệ số mô men sơ cấp biến mơ thủy lực 1 đặc trƣng cho tính chất thay đổi tải trọng tác dụng trục bánh bơm thay đổi tải trọng trục tuốc bin Nếu 1 số biến mơ đƣợc gọi loại khơng nhạy, 1 thay đổi biến mơ đƣợc gọi loại nhạy Trong hệ thống truyền lực, sử dụng biến mơ loại nhạy lực cản chuyển động tơ tăng lên vận tốc góc trục bánh bơm nhƣ vận tốc góc 66 trục khuỷu tự động giảm xuống, dẫn đến mô men xoắn động tăng lên độ mở bƣớm ga không thay đổi Ngƣợc lại giảm lực cản chuyển động ô tơ vận tốc góc trục khuỷu động nhƣ vận tốc chuyển động ô tô tăng lên Sự thay đổi thông số biến mơ thủy lực q trình làm việc theo tỷ số truyền động ibm đƣợc biểu diễn đồ thị Đồ thị gọi Đƣờng đặc tính khơng thứ nguyên biến mô thủy lực Để làm rõ ảnh hƣởng biến mơ thủy lực đến tính chất động lực học ô tô, ta xem xét đồ thị lực kéo tiếp tuyến Pk, nhân tố động lực học D gia tốc j đƣợc trình bày bên dƣới Qua đồ thị hình 3.18, ta thấy rằng: nhƣ hiệu suất biến mô thủy lực xem nhƣ không đổi hiệu suất hộp số khí thơng thƣờng thay đổi lực kéo tiếp tuyến nhiều trƣờng hợp lớn so với lực kéo tiếp tuyến hộp số có cấp (phần gạch chéo) Hình 18 Đồ thị đặc tính khơng thứ ngun biến mơ thuỷ lực Hình 19 Đồ thị đặc tính động lực học ô tô có biến mô thuỷ lực kết hợp với hộp số khí cấp a Đồ thị lực kéo Pk b Đồ thị đặc tính động lực học D c Đồ thị gia tốc j Phần lực kéo dƣ bảo đảm làm tốt tính chất động lực học ô tô Tuy 67 nhiên hiệu suất biến mơ thủy lực có thay đổi khu vực tốc độ góc lớn hiệu suất biến mơ nhỏ Vì thực tế lực kéo tiếp tuyến có biến mơ thủy lực thay đổi nhỏ so với lực kéo tiếp tuyến dùng hộp số khí Nhân tố động lực học D, quãng Đƣờng tăng tốc S thời gian tăng tốc T đƣợc cải thiện tốt truyền lực có dùng biến mơ thủy lực CÂU HỎI ƠN TẬP Xây dựng phân tích đồ thị cân lực kéo ô tô Xây dựng đồ thị nhân tố động lực học ý nghĩa Phân tích nhân tố động lực học tơ tải trọng thay đổi Ý nghĩa việc nghiên cứu ảnh hƣởng hệ thống truyền lực đến đặc tính động lực học tơ 68 ... trục bánh xe: Z1.a1 - Pf1.rđ = Z1.a1 = Pf1.rđ Mà Z1.a1 = Gb1.a1= Px.rđ Từ công thức ta rút cơng thức tính lực cản lăn nhƣ sau: Pf1 = Z1 a1 = Gb1 a1 rd ( 2-6 ) ( 2-7 ) rd Trong đó: rđ - bán kính động... 11 6 8.3 Phƣơng trình dao động ? ?tô 11 7 CÂU HỎI ÔN TẬP 12 1 Chƣơng 12 2 TÍNH NĂNG CƠ ĐỘNG CỦA ÔTÔ 12 2 9 .1 Khái niệm tính động ? ?tô 12 2 9.2... NĨI ĐẦU ? ?Lý thuyết tơ” mơn học sở quan trọng chƣơng trình đào tạo kỹ sƣ cử nhân ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô Đây môn học bắt buộc trƣờng đào tạo chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô Môn học cung