(TIỂU LUẬN) 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 Thành phố Hồ Chí Minh – 2021 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG BÁO CÁO KẾT QUẢ LÀM VIỆC NHĨM VÀ BẢNG ĐIỂM Mơn: LÝ THUYẾT Ô TÔ (MSMH: TR2021) Nhóm/Lớp: L02 Tên nhóm: HK 211 Năm học 2021-2022 Đề tài TÌM HIỂU XE Ơ TÔ TOYOTA CAMRY 3.5Q 2011 ST Mã số SV Họ 1915561 Tơ Nguyễn Trường 1915330 Trương Hồng 1913321 Đặng Văn Xuân 1915908 Nguyễn Công Nam T 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) Tơ Nguyễn Trường Tồn 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 ô tô 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 vòng 25 1.2.4 Tính ổn định ngang 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 ngồi động 34 Đồ thị lực kéo theo tay số 37 2.2 Tính tốn kiểm tra động lực học phanh 37 Page ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ 2.2.1 Trường hợp xe không 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 Page ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ PHẦN THÔNG SỐ KỸ THUẬT YÊU CẦU TT Nội dung I Kích thước tổng thể (DxRxC) Chiều dài sở L Bán kính quay vịng nhỏ Vệt bánh xe trước/sau Chiều dài đầu xe Chiều dài đuôi xe Khoảng sáng gầm xe Chiều cao khung xe Góc thóat trước 10 Góc sau II 11 Tự trọng ô tô 12 Tải trọng 13 14 15 16 Trọng lượng tồn (tính lái xe, dụng cụ…) Phân bố tải trọng lên trục bánh xe trước/sau (không tải) Phân bố tải trọng lên trục bánh xe trước/sau (toàn tải) Khả chịu tải lớn cầu trước sau III Thông số khai thác, 17 Vận tốc cực đại 18 Khả leo dốc Page ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ 19 20 Tiêu hao nhiên liệu vận tốc trung bình 60 km/h Dự trữ hành trình vận tốc bình qn 60 km/h 21 Dung tích thùng nhiên liệu IV Thông 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 27 Hành trình piston 28 Cơng suất định mức/ số vịng quay 29 Moment xoắn cực đại 30 Dãy vận tốc góc động làm việc 31 Áp suất dầu bơi trơn cực đại V Thông số hệ thống tr 32 Ly hợp Hộp số chính: - Nhãn hiệu, số loại, kiểu loại, kiểu dẫn động 33 - Số tay số, tỉ số truyền tay số Hộp số phụ: 34 Số tay số, tỉ số truyền tay số 35 Trục đăng Page ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ Cầu trước : 36 - Kiểu loại - Tỉ số truyền Cầu giữa, sau : 37 - Kiểu loại - Tỉ số truyền 38 Hộp trích cơng suất (PTO) 39 Lốp trước/sau VI Thông số hệ thốn 40 Hệ thống treo, trước/ sau 41 Hệ thống phanh trước/sau 42 Phanh tay 43 Hệ thống lái 44 Hệ thống điện 45 Ắc quy 46 Máy phát 47 Động khởi động ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ơ TƠ Thay (4) vào (2), ta có: Fz 2= Fz =  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 ( v2 mgµ=m R v2=Rgµ =>v=√Rgµ=√5,5.9,81.0,8=6,5699m/ s=23,6518 km/h Vậy vận tốc tới hạn để xe không bị trượt quay vòng 6,5699 m/s hay 23,6518 km/h  Điều kiện lật: Xe bắt đầu lật Fz1 = b mg − m v h =0 w b 1 mg w g b w v2= => v = 2 Rw =1 mv h Rw =v h Rw gRb √ h h2 gR b = √ 9,81.5,5.785 =8,2988m/ s=29,8755 km/h 615 Vậy vận tốc nguy hiểm xe lật đổ quay vòng là8,2988 m/s hay 29,8755 km/ h Page 31 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ơ TƠ Tính tốn kiểm tra động lực học 2.1Tính tốn động lực học kéo động 2.1.1 Thông số hệ thống động lực học Cơng suất động cực đại số vịng quay: PM =206,78 kW ωM=6200rpm hay P M =206,78 kW ωM =649,26 rad /s Momen xoắn cực đại động số vòng quay: T M =353 Nm ωT=4700 rpm hay T M =353 Nm ωT=492,18 rad /s Hiệu suất truyền động: η=0,98 Tỉ số truyền hộp số: - Số : n1 =3,3 - Số : n2 =2,21 - Số : n3 =1,52 - Số : n4=1,2 - Số : n5 =0,88 n =0,6 Số : Số lùi : nr =4,15 - Tỉ số truyền vi sai : nd=3,7 2.1.2 Mơ hình tốn học cho hệ thống động lực học Biểu thức công suất động cơ: Pe=∑ Pi ωie=P1 ωe+P2 ω2e + P3 ω3e (1) i=1 Vì T e= Pe nên ta có biểu thức momen xoắn động cơ: ωe T e= P e ω =P1+P2 ωe+ P3 ω e (2) e Biểu thức tỉ số truyền hệ thống truyền động: Page 32 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ n=ng nd (3) Trong đó, - n: tỉ số truyền hệ thống truyền động - ng: tỉ số truyền hộp số - nd: tỉ số truyền vi sai Hiệu suất truyền động: η Pw ) (4 ) Trong đó, - Pe: cơng suất động - Pw: công suất bánh xe chủ động Biểu thức tốc độ góc bánh xe chủ động theo tốc độ động cơ: n=n g Trong đó, - ωe: tốc độ động - ωw: tốc độ góc bánh xe chủ động Biểu thức vận tốc xe theo tốc độ động cơ: v =R ω =R x w w ωe w ng (6) nd Trong đó, - vx: vận tốc xe (m/s) - Rw: bán kính bánh xe (m) Quan hệ lực kéo tay số theo vận tốc: Ta có: Fx= Tw ( ) Rw Page 33 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM Trong đó, T= w Pw BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ (8): momen xoắn bánh xe chủ động ωw T= Thay (4) (5) vào (8) ta có: w Pw = ωw ηPe =ηn n T (9 ) g d ωe ng nd e Thay (6) (2) vào (9) ta có biểu thức lực kéo hệ thống động lực học: F = x η ng nd ¿ (P +P (n g nd vx )+P (n g nd ) ) vx RwRwRw ¿ η (P ng nd + P2 ng2 nd2 v x+ P3 ) ng3 nd3 vx2 (10) RwRw2Rw3 2.1.3 Tính tốn cho động Cơng suất động cực đại số vịng quay: PM =206,78 kW ωM=6200rpm hay P M =206,78 kW ωM =649,26 rad /s Momen xoắn cực đại động số vòng quay: T M =353 Nm ωT=4700 rpm hay T M =353 Nm ωT=492,18 rad /s Ta có Pe=P1 ωe +P2 ω2e + P3 ω3e (1) T e=P1+P2 ωe+P3 ω2e (2) Trong đó, Vậy ta có Page 34 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ Pe=0,3185 ωe+ 4,9054 10−4 P2 ω2e−7,5553.10−7 P3 ω3e (11) T e=0,3185+4,9054 10− ωe−7,5553.10−7 P3 ω2e (12) Từ biểu thức (11) (12) ta xây dựng đồ thị đường đặc tính ngồi động Hình 1: Đồ thị đường đặc tính ngồi động Xét vùng làm việc hiệu động theo công suất khoảng từ 0,9PM P đến M ta có 0,9 PM= Vậy tốc độ cực đại động ωemax=787,29(rad / s) Chọn tốc độ cực tiểu động ωemin=1000(rpm)=104,72(rad / s) Từ thông số bánh xe 215/55R17 ta tính bán kính bánh xe Rw =0,215.0,55+ 17 0,0254=0,33415(m) Từ biểu thức (6) ta tính dải vận tốc cho tay số khi: Page 35 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ 104,72 rad /s≤ ωe ≤787,29 rad /s Tay số Ta có ( P1 ng nd Fx=η P2 R w Rw2 + ¿ 0,98( 318,48566 ng 06 v 2 x nd 0,33415 3,7 n + g 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 quán tính, lực cản di chuyển dốc 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 = Cd A v2  Vận tốc v: (m/s)  Hệ số cản khơng khí: Cd = 0,28 N s2 (xe từ 0,3– 0,4) m Page 36 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ơ TƠ  Diện tích cản diện: (m2) A = 0,97.B0.H0 = 0,97.1,82.1,48 = 2,612792 (m2) Froll lực cản lăn: Froll = mg f  Xét trường hợp xe đầy tải: mg = 2050.9,81 = 20110,5 (N)  Hệ số cản lăn: f = 0,025  Fk = 502,7625 + 0,7316v2 Từ phương trình ta vẽ đồ thị cân lực kéo: Hình 2: Đồ thị cân lực kéo 2.2Tính tốn kiểm tra động lực học phanh Giả sử xe phanh với gia tốc a không đổi Page 37 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ơ TƠ Trong - mg : trọng lượng xe - Fz : phản lực mặt đường tác dụng lên bánh xe trước - Fz : phản lực mặt đường tác dụng lên bánh xe sau - Fx : lực phanh bánh trước - Fx : lực phanh bánh sau - a1 : khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu trước - a2 : khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu sau - l : chiều dài sở Với l=a1+ a2 - h : khoảng cách từ trọng tâm xe đến mặt đường Theo sơ đồ lực ta có: ∑ ¿ F =−ma=¿−2 F x x 1−2 Fx 2=−ma >2 Fx 1+ Fx 2=ma(1) ∑ ¿ ⃗⃗ ⃗⃗ F =0=¿ F z >2 Fz 2=mg−2 F z +2 Fz 2−mg=0 z 1(1) Page 38 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM ∑ M y /C BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ =0=¿2 Fz a2−2 Fz a1 +(2 Fx1 +2 Fx 2)h=0(3) Thế (1),(2) vào (3) ¿>( mg−2 F z )a2−2 Fz a1+mah=0 ¿ >2 l F z 1=mg a2 +mah ¿ a h > Fz = mg l2 + ma l (4) a2 h l −ma l Thế (4) vào (2) ¿>2 Fz 2=mg−mg ¿> F z2 Theo điều kiện trượt : Fx 1=μ Fz ¿>2 μ Fz 1+ μ Fz 2=maM ¿>aM =μg Theo điều kiện lật : xe bắt đầu lật Fz 2=0 a1 h mg l − maM l =0≤¿ ga1−aM h=0 ¿ > ¿ > aM = Ta thấy ga h a h < μ=¿ gia tốc phanh lớn nhấtaM =μg Khi a=aM : F z1 F mg a + mhμg − mhμg l2l F z2 = = mg a l2 l x max=μ ( mg a2 mhμg 2l + 2l ) Page 39 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ F 2.2.1 x max=μ ( mg a1 mhμg 2l − 2l ) Trường hợp xe không tải Lực phanh lớn bánh trước: Fx max=μ (12 mg al +12 mg μhl ) (12 1570 9,81 14142775 + 12 1570.9,81 0,82775.495 )=4018,317 N ¿ 0,8 Lực phanh lớn bánh sau : F x max=μ (12 mg a1 μh l − mg l ) (12 1570 9,81 13612775 − 12 1570 9,81 0,82775.495 )=2142,363 N ¿ 0,8 2.2.2 Trường hợp xe toàn tải Lực phanh lớn bánh trước: Fx max=μ (12 mg al +12 mg μhl ) (12 2050 9,81 15162775 +12 2050 9,81 0,82775.615 )=5820,812 N ¿ 0,8 Lực phanh lớn bánh sau : F x max=μ (12 mg a1 μh l − mg l ) (12 2050 9,81 12592775 − 12 2050 9,81 0,82775.615 )=2223,388 N ¿ 0,8 Page 40 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM 2.2.3 BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ Gia tốc phanh xe Ta có : Fx ≤ μ Fz≤¿ ma≤ μmg ¿> aM =μg=0,8.9,81=7,848 m/s2 2.2.4 Thời gian phanh Ta có : Thời gian phanh từ 50km/h 0km/h v=v0 −at ¿>t= 2.2.5 Quãng đường phanh Ta có : Quãng đường phanh từ 50km/h 0km/h s= Do 12,29(m)≤ 20(m) nên thỏa QCVN 09:2015 Bảng Hiệu phanh theo tiêu chuẩn QCVN 09:2015 Page 41 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ Page 42 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) Page 43 ... THUẬT GIAO THÔNG BÁO CÁO KẾT QUẢ LÀM VIỆC NHÓM 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 Mã... bảo vệ môi trường xe ô tô Truy cập từ https://www.mt.gov.vn/Images/FileVanBan/_QCVN09.signed.pdf Page 23 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ Trong đó: - mg: trọng lượng xe trường... 9,81.5,5.785 =9,2501m/s =33 ,30 05 km/ h 495 Vậy vận tốc nguy hiểm xe lật đổ quay vòng là9,2501 m/shay 33 ,30 05 km/ h Page 18 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM 1.2 BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TƠ Trường hợp xe tồn tải (m=2050