TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN CƠ KHÍ Ô TÔ BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ Tên đề tài Tính toán sức kéo ô tô Loại ô tô Xe con 1 cầu Tải trọng/Số chỗ ngồi 7 Vận tốc chuyển động cực[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN CƠ KHÍ Ơ TƠ BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ơ TƠ Tên đề tài: Tính tốn sức kéo tô Loại ô tô: Xe cầu Tải trọng/Số chỗ ngồi: Vận tốc chuyển động cực đại: 180 Km/h Hệ số cản tổng cộng đường lớn nhất: max = 0.45 Xe tham khảo: Mitsubishi Pajero Sport Sinh viên: Nguyễn Việt Huy MSV: 191302844 Lớp: Kỹ thuật ô tơ Hệ: Chính quy Khóa:60 Người hướng dẫn: GV Đào Mạnh Hùng Hà Nội 2022 Mục lục Lời Nói Đầu CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH Ơ TƠ 1.1.Các thông số kĩ thuật xe .4 1.2 Các thông số thiết kế, thơng số chọn tính chọn: CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN SỨC KÉO 2.1 Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngồi động 2.2 Xác định tỉ số truyền hệ thống truyền lực 10 2.3 Xây dựng đồ thị .13 2.3.1 Phương trình cân lực kéo đồ thị cân lực kéo oto 13 2.3.2 Phương trình cân cơng suất đồ thị cân công suất oto 15 2.3.3.Đồ thị nhân tố động lực học .17 2.3.4.Xác định khả tăng tốc ôtô – xây dựng đồ thị gia tốc 19 2.3.5.Xây dựng đồ thị thời gian tăng tốc – quãng đường tăng tốc 21 KẾT LUẬN .27 Page Lời Nói Đầu Lý thuyết ơtơ môn sở then chốt chun ngành khí ơtơ có liên quan đến tính chất khai thác để đảm bảo tính an tồn, ổn định hiệu trình sử dụng Các tính chất bao gồm: động lực học kéo, tính kinh tế nhiên liệu, động lực học phanh, tính ổn định , động, êm dịu… Bài Tập lớn môn học Lý thuyết ôtô phần môn học, với việc vận dụng kiến thức học tiêu đánh giá khả kéo ôtô để vận dụng để tính tốn sức kéo động lực học kéo, xác định thong số động hay hệ thống truyền lực loại ơtơ cụ thể Qua đó, biết số thống số kỹ thuật, trạng thái, tính khả làm việc vủa ơtơ kéo, từ hiểu nội dung, ý nghĩa tập góp phần vào việc củng cố nâng cao kiến thức phục vụ cho môn học bổ sung thêm vào vốn kiến thức phục vụ cho công việc sau Nội dung tập lớn gồm chương : - CHƯƠNG 1 : THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH ƠTƠ - CHƯƠNG 2 : TÍNH TỐN SỨC KÉO Ơ TƠ Nội dung tập lớn hoàn thành hướng dẫn thầy Đào Mạnh Hùng Bộ mơn khí ơtơ – Đại học Giao Thông Vận Tải Sinh viên thực Nguyễn Việt Huy Page CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH Ơ TƠ 1.1 Các thơng số kĩ thuật xe Hình vẽ tuyến hình xe Ba hình chiếu xe Mitsubishi Pajero Sport Bảng thông số kĩ thuật xe STT Thông số Ký hiệu Chiều Kích Đơn vị thước L0 4825 mm B0 1815 mm H0 1835 mm L 2800 mm B1 1520 mm dài toàn Chiều rộng toàn Chiều cao toàn Chiều dài sở Vết bánh trước Page Vết B2 1515 mm H1 218 mm bánh sau Khoảng sáng gầm xe Góc γ1 Độ γ2 Độ trước Góc sau 10 Vận tốc Vmax 180 km/h tối đa 1.2 Các thơng số thiết kế, thơng số chọn tính chọn: a) Thông số theo thiết kế phác thảo: – Loại động cơ: Diesel, kỳ, xy-lanh thẳng hàng, làm mát nước, tăng áp – Dung tích cơng tác: Vc = 2442 (cc) – Công suất tối đa: Pmax = 135 (kW) – Tốc độ quay trục khửu: nN = 3500 ( vịng/ phút ) – Mơmen xoắn tối đa: Me max= 430 (N.m) – Vận tốc lớn nhất: vmax = 180 (km/h) = 50 (m/s) – Hệ thống truyền lực: + Động đặt trước, cầu trước chủ động + Hộp số tự động b) Thông số chọn: – Trọng lượng thân: 1940 kg – Trọng lượng hành khách: 60 kg/người – Trọng lượng hành lí: 20 kg/người Page – Hiệu suất truyền lực: ηtl =0,95 – Hệ số cản khơng khí: K=0,2 – Hệ số cản lăn V B 18: Đườ ng k í n h c ủ a l ố p (inc h) ⇒ H =60 % ⇒ H =265 60 %=159 ( mm ) B Bán kính thiết kế bánh xe: d r = H + 25,4 = 159 + 18 25,4 = 387,6 (mm) = 0,3876 (m ) Bán kính động học bán kính động lực học bánh xe: rb = rk = λ.r0 với λ: Hệ số kể đến biến dạng lốp (λ=0,93÷ 0,95) Chọn lốp có áp suất thấp λ = 0,945 → r b=r k =0,945.0,3876=0,366(m) - Diện tích cản diện: o F = 0,78 B0 H 0= 0,78 1,815 1,835= 2,597 (m2) - Công thức bánh xe: 4x2 Page 1.3 Xác định trọng lượng tồn tơ - Xe mitsubishi pajero sport chỗ: G=G 0+ A ( n+ p ) +Gh =1940+60.7+20.7=2500 ( kG )=25000(N ) Trong đó: + G: Trọng lượng tồn tơ tính theo KG (N) + G0: Trọng lượng sử dụng ô tô + Gh: Trọng lượng hành lý + A: Trọng lượng trung bình người ô tô + n: Số chỗ ngồi ô tô kể người lái - Phân bố trọng lượng: Xe tải trọng tác dụng lên cầu trước (G1) chiếm từ 45% ÷ 55% - Chọn G1 = 45%G G1 = 45% 25000 = 1041,75 (kG)= 11250 (N) G2 = (100% – 45%) 25000 = 1273,25 (kG)= 13750 (N) - Vậy G1 = 11250 (N); G2 = 13750 (N) CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN SỨC KÉO 2.1 Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngồi động - Các đường đặc tính tốc độ ngồi động đường cong biểu diễn phụ thuộc đại lượng công suất, mômen suất tiêu hao nhiên liệu động theo số vòng quay trục khuỷu động Các đường đặc tính gồm: + Đường công suất: Ne = f(ne) + Đường mômen xoắn : Me = f(ne) + Đường suất tiêu hao nhiên liệu động cơ : ge = f(ne) - Xác định công suất cực đại động - Xác định công suất dộng theo điều kiện cản chuyển động: Page N v =( G f V max + K F V max ) η (W ) tl Trong đó : Nv - Cơng suất động cần thiết để ô tô khắc phục sức cản chuyển động đạt vận tốc lớn đường tốt G - Trọng lượng toàn ô tô (N) f - hệ số cản lăn đường Vmax - Tốc độ chuyển động lớn ô tô (m/s) k - Hệ số cản không khí (N.s2/m4) F - Diện tích cản diện ô tô (m2) ηtl – Hiệu suất hệ thống truyền lực ⇒ N v =( 25000.0,019 50+0,2.2,579 50 ) =92868,42 ( W )=92,868(KW ) 0,95 - Xác định công suất cực đại động : N emax = Nv a λ+b λ 2−c λ (W ) (2) Trong : nv - λ = nN với λ tỷ số số vòng quay động ứng với vận tốc lớn ô tô công suất lớn động Với động diezel λ = - a, b, c: Các hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào loại động Với động diesel kỳ có buồng cháy trực tiếp : a=0,5; b=1,5; c=1 Từ (2) ⇒ N emax = Nv a λ+ b λ −c λ = 120,652 =92,868(KW ) 0,5.1+ 1,5.1 −1 - Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngồi động - Đường biểu diễn tốc độ động : Page N e =N emax [ a λ +b λ −c λ ](KW ) (3) Trong đó: - Nemax, nN : Cơng suất lớn động số vòng quay tương ứng - Ne, ne : Cơng suất số vịng quay điểm đường đặc tính động - a, b, c : Hệ số giải thích công thức (2) - λ= ne đại lượng ne, nN biết nN - Đường biểu diễn momen xoắn động : M e= 104 N e ( KW ) (Nm) 1,047 ne (v / ph) - Lập bảng: Các thơng số nN; Ne ; Me có cơng thức tính n e + Cho λ= n với λ = 0,1; 0,2; 0,3; ….; N Kết tính ghi bảng:(Bảng 2.1) : Landa 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 ne 350 700 1050 1400 1750 2100 2450 2800 3150 3500 Me 162.19 192.6 217.95 238.22 253.43 263.56 268.63 268.63 263.56 253.43 Ne 5.94 14.12 23.96 34.92 46.43 57.95 68.91 78.75 86.92 92.87 Page - Sau tính tốn xử lí số liệu ta xây dựng đường đặc tính tốc độ động Ne=f (ne) Me=f (ne) Đồ thị đường đặc tính ngồi động 100 300 90 250 80 70 Ne (kW) 50 150 40 100 30 20 Ne Me 50 10 Me (N.m) 200 60 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 ne (vong/phut) Nhận xét : - Trị số Me max xác định theo công thức Laydecman sau : Xuất phát từ công thức M e= dM [ ( )] N e N emax ω ω = a+ b e −c e ωe ωN ωN ωN | N [ ω e emax M dω ω M = ω b−2 c ω e N N ωM (2.5) ] ω = =0,75 N M emax = [ ( )] N emax ω ω a+ b M −c M ωN ωN ωN M emax = 92,868 60 0,5+0,75.1,5−1 ( 0,75 ) ] 1000=269,21(N m) [ π 3500 2.2 Xác định tỉ số truyền hệ thống truyền lực - Tỉ số truyền hệ thống truyền lực : i t =i0 i f i h Trong đó: ih : Tỷ số truyền hộp số Page 10 Bảng 2.4 Giá trị lực cản ứng với tay số Vận tốc Lực bám Lực cản - Dựng đồ thị Pk=f(v) Pφ =f(v) Đồ thị cân lực kéo 16000 14000 12000 pk1 Lực (N) 10000 pk2 Pk3 8000 pk4 6000 pk5 4000 Lực bám 2000 Lực cản 0 10 20 30 40 50 60 Vận Tốc (m/s) - Nhận xét : Trục tung biểu diễn Pk , Pf , Pw Trục hoành biểu diễn v (m/s) Dạng đồ thị lực kéo ôtô Pki = f(v) tương tự dạng đường cong Me = f(ne) đường đặc tính tốc độ động Page 16 Khoảng giới hạn đường cong kéo Pki đường cong tổng lực cản lực kéo dư (Pkd) dùng để tăng tốc leo dốc Tổng lực kéo ôtô phải nhỏ lực bám bánh xe mặt đường 2.3.2 Phương trình cân cơng suất đồ thị cân cơng suất oto - Phương trình cân công suất bánh xe chủ động: N K =N f + N i + N j+ N w (2.22) - Công suất truyền đến bánh xe chủ động kéo tay số thứ I xác định theo công thức: ( N Ki=N e ηtl với v i=0,105 r k ne i i hi i pc ) (2.23) - Lập bảng tính tốn giá trị NKi Vi tương ứng Bảng 2.5.Công suất ô tô ne 350 700 1050 1400 1750 2100 2450 2800 3150 3500 Ne 5.94 14.12 23.96 34.92 46.43 57.95 68.91 78.75 86.92 92.87 V1 0.83 1.67 2.50 3.33 4.17 5.00 5.83 6.67 7.50 8.33 V2 1.38 2.75 4.13 5.50 6.88 8.25 9.63 11.01 12.38 13.76 V3 2.27 4.54 6.81 9.09 11.36 13.63 15.90 18.17 20.44 22.71 V4 3.75 7.50 11.25 15.00 18.75 22.50 26.25 30.00 33.75 37.50 - Trên đồ thị Nk = f(v), dựng đồ thị ∑ N c theo bảng trên: Xét ôtô chuyển động đường bằng: ∑ N c =N f + N w ⇒∑ N c =G f v + K F v (2.24) - Lập bảng tính ∑ N c: Page 17 V5 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 Nk 5.65 13.41 22.76 33.17 44.11 55.05 65.46 74.81 82.58 88.22 Bảng 2.6 Công cản ô tô ứng với tay số V Nc 0 8.33 1.76 13.76 3.76 22.71 10.07 37.5 40.14 50 88.75 Đồ thị cân công suât 100 90 80 Công suất (kW) 70 60 50 40 30 20 10 0 10 20 30 40 50 60 Vận tốc (m/s) Nk1 Nk2 Nk3 Nk4 Nk5 Nc 2.3.3.Đồ thị nhân tố động lực học - Nhân tố động lực học tỷ số hiệu số lực kéo tiếp tuyến Pk lực cản không khí Pw với trọng lượng tồn ơtơ Tỷ số ký hiệu “D” P −P w Pi + P j+ P f D= k = = G G G ( f + i ) + G G j.δ j g j =f +i+ δ j (2.25) g - Xây dựng đồ thị: Di= M e i i hi ( ηtl −K F v ²) G r bx vi = (2.26) π n e r bx 60.i i hi - Đồ thị nhân tố động lực học thể mối quan hệ D với tốc độ chuyển động v ôtô đủ tải động làm việc đường đặc tính tốc độ ngoài, D = f(v) Page 18 - Lập bảng thể mối quan hệ D v tay số: ne Tay số V1 D1 Tay số V2 D2 350 0.83 0.271 1.38 0.164 700 1.67 0.322 2.75 0.195 1050 2.50 0.364 4.13 0.220 1400 3.33 0.398 5.50 0.241 1750 4.17 0.423 6.88 0.256 2100 5.00 0.440 8.25 0.265 2450 5.83 0.448 9.63 0.270 2800 6.67 0.448 11.01 0.269 3150 7.50 0.439 12.38 0.264 3500 8.33 0.422 13.76 0.253 Tay số V3 D3 0.09 2.27 0.11 4.54 0.13 6.81 0.14 9.09 11.3 0.15 13.6 0.15 15.9 0.15 18.1 0.15 20.4 0.15 22.7 0.14 Tay số V4 D4 0.06 3.75 0.07 7.50 11.2 0.07 15.0 0.08 18.7 0.08 22.5 0.08 26.2 0.08 5 30.0 0.08 33.7 0.07 37.5 0.06 Tay số V5 D5 0.04 5.00 10.0 0.05 15.0 0.05 20.0 0.05 25.0 0.05 30.0 0.05 35.0 0.04 40.0 0.04 45.0 0.03 50.0 0.01 47.50 0.024 Bảng 2.7 Bảng nhân tố động lực học - Nhân tố động học theo điều kiện bám xác định sau : Dφ = Pφ −Pw mk φ Gφ −K F V = (2.27) G G Bảng 2.8 Bảng nhân tố động lực học theo điều kiện bám V Dphi f 0.594 0.007 8.33 0.593 0.007 13.76 0.59 0.007 Page 19 22.71 0.583 0.007 37.5 0.565 0.01 50 0.542 0.019 50 0.542 0.019 Me 162.19 192.60 217.95 238.22 253.43 263.56 268.63 268.63 263.56 253.43 - Dựa vào kết bảng tính, dựng đồ thị nhân tố động lực học ôtô : Đồ thị nhân tố động lực học 0.7 0.6 Nhân tố động lực học 0.5 D1 D2 D3 D4 D5 PSI Dphi 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 10 20 30 Vận tốc (m/s) - Nhận xét: Page 20 40 50 60 ... 5.83 11 223.53 9.63 679 7.89 15 .90 6. 67 11 223.53 11 . 01 679 7.89 18 . 17 7. 50 11 011 .76 12 .38 6669.63 20.44 8.33 10 588.24 13 .76 6 413 .11 22. 71 36 51. 2 3884.3 4039.6 411 7. 3 411 7. 3 4039.6 3884.3 15 .00 18 .75 ... 3 .75 7. 50 11 .25 pk4 15 05 .7 17 88.0 2023.2 Tay số V5 pk5 5.00 11 29. 27 10 .00 13 41. 01 15.00 15 17. 46 3.33 9952.94 5.50 6028.32 9.09 4 . 17 10 588.24 6.88 6 413 .11 11 .36 5.00 11 011 .76 8.25 6669.63 13 .63... 0.422 13 .76 0.253 Tay số V3 D3 0.09 2. 27 0 .11 4.54 0 .13 6. 81 0 .14 9.09 11 .3 0 .15 13 .6 0 .15 15 .9 0 .15 18 .1 0 .15 20.4 0 .15 22 .7 0 .14 Tay số V4 D4 0.06 3 .75 0. 07 7.50 11 .2 0. 07 15 .0 0.08 18 .7 0.08