MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 4 CHƯƠNG I GIỚI THIỆU ĐỒ ÁN 5 1 1 Đường đặc tính ngoài của động cơ đốt trong 5 1 2 Đồ thị cân bằng lực kéo 5 1 3 Đồ thị nhân tố động lực học 5 1 4 Đồ thị cân bằng công suất 5 1 5 Đ.
MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Trong thời đại đất nước cịn đường phát triển Cơng nghiệp hóa – Hiện đại hóa, bước phát triển đất nước.Trong xu thời đại khoa học kỹ thuật giới ngày phát triển cao Để hòa chung với phát triển đất nước ta có chủ chương phát triển số ngành mũi nhọn, địi hỏi đất nước cần có đội ngũ cán bộ, cơng nhân kỹ thuật, kỹ sư có trình độ, tay nghề cao Nắm bắt điều trường Đại học Công nghệ GTVT không ngừng phát triển nâng cao chất lượng đào tạo đội ngũ cán bộ, công nhân có tay nghề trình độ cao mà cịn đào tạo với số lượng đông đảo Khi sinh viên trường chúng em đước thực nhiều đồ án có “ Đồ án Lý thuyết ô tô” Đây điều kiện tốt cho chúng em xâu chuỗi lại kiến thức mà chúng em đước học học trường, bước đầu tiếp xúc làm quen với cơng việc tính tốn thiết kế tơ Trong q trình tính tốn chúng em quan tâm dẫn, giúp đỡ nhiệt tình giảng viên hướng dẫn mơn Tuy tránh khỏi hạn chế, thiếu sót q trình thực tính tốn đồ án Để hoành thành tốt, khắc phục hạn chế thiếu sót chúng em mong góp ý kiến, giúp đỡ tận tình giảng viên bạn để sau trường bắt tay vào cơng việc, q trình cơng tác chúng em thành công cách tốt Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên thực CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU ĐỒ ÁN Đối tượng nghiên cứu : Tính tốn xây dựng đồ thị động lực học Xe tải 2,5t HD65 Phạm vi nghiên cứu : 1.1 Đường đặc tính ngồi động đốt + Khái niệm + Tính tốn + Vẽ đồ thị + Nêu ứng dụng đồ thị 1.2 Đồ thị cân lực kéo + Khái niệm + Tính tốn + Vẽ đồ thị + Nêu ứng dụng đồ thị 1.3 Đồ thị nhân tố động lực học + Khái niệm + Tính tốn + Vẽ đồ thị + Nêu ứng dụng đồ thị 1.4 Đồ thị cân cơng suất + Khái niệm + Tính tốn + Vẽ đồ thị + Nêu ứng dụng đồ thị 1.5 Đồ thị gia tốc + Khái niệm + Tính toán + Vẽ đồ thị + Nêu ứng dụng đồ thị 1.6 Đồ thị gia tốc ngược ô tơ + Khái niệm + Tính tốn + Vẽ đồ thị + Nêu ứng dụng đồ thị 1.7 Đồ thị xác định thời gian tăng tốc ô tô + Khái niệm + Tính tốn + Vẽ đồ thị + Nêu ứng dụng đồ thị 1.8 Đồ thị thời gian quãng đường tăng tốc ô tô + Khái niệm + Tính tốn + Vẽ đồ thị + Nêu ứng dụng đồ thị 1.9 Đồ thị quãng đường tăng tốc ô tô + Khái niệm + Tính tốn + Vẽ đồ thị + Nêu ứng dụng đồ thị Mục tiêu nghiên cứu: Nhằm hiểu biết, tìm hiểu cách khoa học thơng số kỹ thuật tơ để từ vận dụng vào tính tốn đồ án mơn học lý thuyết tơ, bảo dưỡng, khai thác, chẩn đoán kĩ thuật để nâng cao hiệu động tơ BẢNG THƠNG SỐ CƠ BẢN CỦA ÔTÔ ( Xe tải 2,5t HD65 ) SỐ LIỆU ĐỒ ÁN Đại lượng Giá trị Đơn vị Khối lượng không tải(G0 – kg) 2500 kg Khối lượng toàn tải(Ga – kg) 5425 kg 65 hp Tốc độ quay nN(v/p) 2600 v/p Mô men Memax (KGm) 21.8 kGm Tốc độ quay nM(v/p) 1300 v/p Vận tốc vmax (km/h) 75 km/h Công suất Nemax(Mã lực) Số truyền Ih1 5,928 Số truyền Ih2 3,27 Số truyền Ih3 1,81 Số truyền Ih4 Số truyền Ih5 Truyền lực I0 7,03 Chiều rộng(m) 2380 mm Chiều cao(m) 2190 Ký hiệu lốp 220 - 508 Loại động Xăng Công thức bánh mm 4x2 CHƯƠNG II : TÍNH TỐN ĐỘNG LỰC HỌC 2.1 Đường đặc tính ngồi động đốt 2.1.1 Khái niệm Đường đặc tính ngồi động đường biểu thị mối quan hệ công suất có ích (Ne), mơ men xoắn có ích (Me), tiêu hao nhiên liệu trọng (Gt), công suất tiêu hao nhiên liệu riêng (ge) theo số vòng quay trục khuỷu động (We), bướm ga ( động xăng) mở hoàn toàn ( động diezel) bơm ga cao áp vị trí cung cấp nhiên liệu lớn 2.1.2 Cơng thức tính - Các điều kiện cho trước: + Loại động : Xăng + Công suất có ích lớn nhất: Nemax = 65 (HP) = 48,49 (KW) + Số vịng quay đạt cơng suất có ích lớn nhất(Nemax ): nN = 2600 (v/p) + Mômen xoắn có ích lớn nhất: Memax = 21,8 (KGm) = 21,8 x 9,81 = 213,86 (Nm) + Số vòng quay đạt mơmen xoắn có ích lớn nhất: nM = 1300 (v/p) - Tính giá trị Ne , Me: + Tính Ne : Sử dụng phương pháp Lây – Đécman n N e = N e max a e nN ne ne ÷+ b ÷ − c ÷ nN nN ( KW) Trong đó: + Ne , Me , ne – cơng suất, mơmen, số vịng quay động ứng với điểm đồ thị đặc tính ngồi + Nemax , nN – công suất cực đại động số vịng quay ứng với + a , b , c – hệ số thực nghiệm, với động xăng kỳ : a=b=c=1 + Tính Me : sau tính Ne , ta áp dụng công thức: Me = 104.N e 1, 047.ne (N.m) Trong : Me – mơ men xoắn động v= 2πne rb m ; 60it s ÷ Trong : v - vận tốc (m/s) rb - bán kính làm việc trung bình bánh xe (m) rb ro = λ ro – bán kính thiết kế bánh xe λ – hệ số kể đến biến dạng lốp, cộn phụ thuộc vào loại lốp: Lốp áp suất thấp : λ = 0.930 ÷ 0,935 Lốp áp suất cao: λ = 0,945 ÷ 0,950 Vì cơng thức bánh xe có dạng: B-d nên chọn lốp có áp suất thấp Lốp áp suất thấp : λ = 0,935 Công thức bánh xe: 220 - 508 (B-d) B bề rộng lốp (mm) d đường kính vành bánh xe (mm) rb = λ r0 =0,935.= 0,443 (m) it - tỉ số truyền lực hệ thống truyền lực it = i0 ihn ipc Trong : i0 : tỉ số truyền lực ihn : tỉ số truyền hộp số số truyền cao ipc : tỉ số truyền hộp hộp số phụ hay hộp số phân phối số cao vmax = 75 (km/h) = 20,83 (m/s) = = = 3158 (v/p) 2.1.3 Bảng số liệu đồ thị Bảng 1: Mômen công suất động ne (v/f) 300 600 900 1200 1500 1800 2100 2400 2700 3000 3158 Me (N.m) 196.3 209.7 218.4 222.4 221.6 216.0 205.8 190.8 171.0 146.5 131.7 Ne (kW) 6.2 13.2 20.6 27.9 34.8 40.7 45.2 47.9 48.3 46.0 43.5 Hình 1: Đồ thị đường đặc tính ngồi động 2.1.4 Ứng dụng đồ thị Dựa vào đồ thị ta biết : - Cơng suất lớn Mô men xoắn lớn 2.2 Đồ thị cân lực kéo 2.2.1 Khái niệm Phương trình cân lực kéo: Pk =Pf ± Pi ± Pj + Pω Trong đó: Pk - lực kéo tiếp tuyến phát bánh xe chủ động Pf - lực cản lăn Pi - lực cản dốc Pj - lực cản qn tính Phương trình lục kéo ơtơ biểu diễn đồ thị Chúng ta xây dựng quan hệ lực kéo phát bánh xe chủ động Pk lực chuyển động phụ thuộc vào vân tốc chuyển động ôtô v, nghĩa là: P = f(v) 2.2.2 Cơng thức tính PK = M k M e it ηt G = = f G.cos α ± G.sin α ± j.δ i + K F v + n.ψ Q rb rb g v= 2πne rb m ; 60it s Trong : Pk : lực kéo tiếp tuyến bánh xe chủ động Mk : momen xoắn bánh xe chủ động rb : bán kính làm việc bánh xe chủ động ηt : hiệu suất hệ thống truyền lực chọn ηtl = 0,85 (bảng 1.4 Bài giảng lý thuyết ô tô) Pf = f.G.cosα : lực cản lăn Pω = K.F.v2 : lực cản khơng khí; Lấy K = 0,65 Đối với xe tải (tra trang 29 bảng I.3 Lý thuyết ô tô máy kéo-Nguyễn Hữu Cần) Pi = G.sinα : lực cản lên dốc Pj = G j.δ i g : lực cản qn tính tơ chuyển động tăng tốc δi = 1,05 + 0,05.i2hi δi hệ số kể đến ảnh hưởng khối lượng chuyển động quay ô tô Pm = n.ψ.Q : lực cản mooc kéo n- số mooc kéo Q- trọng lượng mooc kéo Xét ô tô chuyển động mặt đường nằm ngang (α =0) khơng có mooc kéo phương trình cân lực kéo dược biểu thị sau : Pk = Pf +Pω +Pj 2.2.3 Bảng thông số tính tốn đồ thị Ne(kW) Me(N.m) ne(v/f) Tay số V1 Pk1 Tay số V2 Pk2 Tay số V3 Pk3 Tay số V4 Pk4 16618.6 17756 18492 0.6 9167.1 1.1 5074.2 2.0 2803.4 1.2 9794.7 2.2 5421.5 4.0 2995.3 1.8 10200.7 3.3 5646.3 5.9 3119.5 4.4 5748.4 7.9 3175.9 5.5 5728.0 9.9 3164.6 6.6 5585.0 11.9 3085.6 6.2 196.3 300 0.3 13.2 209.7 600 0.7 20.6 218.4 900 1.0 27.9 222.4 1200 1.3 18827.0 2.4 34.8 221.6 1500 1.7 18760.0 3.0 40.7 216.0 1800 2.0 18291.6 3.6 45.2 205.8 2100 2.3 47.9 190.8 2400 2.7 48.3 171.0 2700 3.0 46.0 146.5 3000 3.3 43.5 131.7 3158 3.5 17421 16150 14477 12402 11148.6 10385 10348 10090 4.2 9610.1 7.7 5319.4 13.9 2938.9 4.8 8908.7 8.7 4931.1 15.8 2724.4 5.4 7985.9 9.8 4420.3 17.8 2442.2 6.1 6841.5 10.9 3786.9 19.8 2092.2 6.4 6149.8 11.5 3404.0 20.8 1880.7 Bảng 2.Giá trị lực kéo ứng với tay số - Phương trình cân lực cản Pc P c= P f + P w - Xét ô tô chuyển động đường khơng có gió Pc = fG + KFv² V < 22,2 (m/s) nên ta có Với f = 0, 015 ÷ 0, 02 ta chọn Mà F = m.B.H với B chiều rộng ô tô, H chiều cao, m hệ số cản diện tô Với ô tô tải m = nên ta có: F= 2,83.2,19 = 6,1977 (m2) - Tổng lực kéo ôtô phải nhỏ lực bám bánh xe mặt đường: Pφ = G2.mk2.φ Trong đó: - + mk – hệ số phân bố lại tải trọng cầu chủ động(cầu sau): mk = 0,5 (đối với xe du lịch) + Gφ – tải trọng tác dụng lên cầu chủ động + φ – hệ số bám mặt đường (chọn φ = 0,45) Pφ = G2.mk.φ =5425x9,81x0,65x0,45= 15566,63 (N) vận tốc m/s Pc Pφ 0.0 1011.2 15566.6 3.5 1060.9 15566.6 6.4 1174.6 15566.6 11.5 1544.7 15566.6 20.8 2758.9 15566.6 Bảng Giá trị lực cản ứng với tay số Hình 2: Đồ thị cân lực kéo 2.2.4 Ứng dụng đồ thị - Sử dụng đồ thị cân lực kéo tơ xác định tiêu - động lực học ô tô chuyển động ổn định Xác định vmax Vượt độ dốc Xác định lực cản ( hay hệ số cản lăn ứng với vận tốc chuyển động ô tô ứng với vận tốc ô tơ ta có hệ số cản lăn khác ) 2.3 Đồ thị nhân tố động lực học 2.3.1 Khái niệm Đồ thị nhân tố động lực học ô tô biểu diễn mối quan hệ nhân tố động học ô tô sử dụng tay số khác với vận tốc chuyển động ôtô D= Trong đó: PK − Pω M e itl ηt = − K F V ÷ G rbx G D : Nhân tố động lực học ô tô 2.6.3 Bảng giá trị sau tính tốn đồ thị V1 1/j1 V2 1/j2 V3 1/j3 V4 1/j4 0.33 0.90 0.61 1.09 1.09 1.65 1.98 3.26 0.67 0.84 1.21 1.02 2.19 1.53 3.96 3.05 1.00 0.80 1.82 0.97 3.28 1.47 5.94 3.00 1.34 0.79 2.42 0.96 4.37 1.45 7.91 3.12 1.67 0.79 3.03 0.96 5.47 1.47 9.89 3.42 2.00 0.81 3.63 0.99 6.56 1.54 11.87 4.05 2.34 0.86 4.24 1.05 7.65 1.66 13.85 5.41 2.67 0.93 4.84 1.14 8.75 1.88 15.83 9.44 3.00 1.04 5.45 1.30 9.84 2.24 17.81 3.34 1.23 6.05 1.56 10.93 2.95 19.79 3.51 1.38 6.37 1.78 11.51 3.63 20.83 Bảng Giá trị 1/j ứng với tay số Hình 6: Đồ thị gia tốc ngược 2.6.4 Ứng dụng đồ thị - Dùng để xác định: + Quãng đường tăng tốc + Thời gian tăng tốc 2.7 Đồ thị xác định thời gian quãng đường tăng tốc ô tô 2.7.1 Đồ thị xác định thời gian tăng tốc 2.7.1.1 Khái niệm Thời gian quãng đường tăng tốc hai tiêu quan trọng để đánh giá tính chất động lực học ô tô máy kéo Hai tiêu xác định dựa đồ thị gia tốc j = f(v) ô tô máy kéo 2.7.1.2 Cơng thức tính Từ biểu thức: J = dt = dv - Thời gian tăng tốc ô tô từ tốc độ v1 đến tốc độ v2 là: ti = dv25 Trong đó: +) ti thời gian tăng tốc từ v1 đến v2 +) ti = Fi với Fi phần diện tích giới hạn phần đồ thị =f(v); v = v1; v = v2 trục hoành đồ thị gia tốc ngược Thời gian tăng tốc tồn Vì tích phân khơng giải phương pháp giải tích khơng có quan hệ phụ thuộc xác giải tích gia tốc vận tốc chuyển động v chúng Nhưng tích phân giải đồ thị dựa vào đồ thị ô tô j = f(v) Để tiến hành xác định thời gian tăng tốc theo phương pháp tích phân đồ thị, ta cần xây dựng đường cong gia tốc nghịch 1/j = f(v) cho số truyền cao hộp số.Phần diện tích giới hạn đường cong 1/j, trục hoành hại đoạn tung độ tương ứng với khoảng biến thiên vận tốc dv biểu thị thời gian tăng tốc ô tô Tổng cộng tất vận tốc ta thời gian tăng tốc từ vận tốc v1 đến v2 xây dựng đồ thị thờigian tăng tốc phụ thuộc vào vận tốc chuyển động t = f(v) Giả sử ô tô tăng tốc từ tốc độ v1 đến v2 đồ thị tơ cần có khoảng thời gian xác định 2.7.1.3 Bảng kết sau tính tốn đồ thị v4 1.98 3.96 5.94 7.91 9.89 11.87 13.85 15.83 17.81 19.79 20.83 1/J4 3.26 3.05 3.00 3.12 3.42 4.05 5.41 9.44 0.00 0.00 0.00 t 6.24 12.22 18.27 24.74 32.13 41.50 56.20 65.54 65.54 65.54 s 18.51 60.46 126.56 220.30 349.71 533.73 833.96 1102.29 1231.97 1330.96 Bảng 10: Quãng đường Thời gian ô tô tăng tốc Hình 7: Đồ thị thời gian tăng tốc ô tô 2.7.1.4 Ứng dụng đồ thị: Xác định thời gian tăng tốc ô tô 2.7.2 Đồ thị xác định quãng đường tăng tốc ô tô 2.7.2.1 Khái niệm Đồ thị quãng đường tăng tốc ô tô đồ thị biểu quãng đường ô tô sau khoảng thời gian tăng tốc t vận tốc chuyển động ô tô 2.7.2.2 Công thức tính Từ biểu thức v = dS/dt => dS = vdt Quãng đường tăng tốc ô tô S từ vận tốc v1 đến v2 là: S = Vì tích phân khơng giải phương pháp giải tích khơng có quan hệ phụ thuộc xác giải tích gia tốc vận tốc chuyển động v chúng Nhưng tích phân giải đồ thị dựa vào đồ thị ô tô j = f(v) Giống cách tính thời gian tăng tốc tính qng đường thơng qua diện tích : 2.7.2.3 Bảng thơng số sau tính tốn đồ thị v4 1.98 1/J4 t s 3.26 0 3.96 3.05 6.24 18.51 5.94 3.00 12.22 60.46 7.91 3.12 18.27 126.56 9.89 3.42 24.74 220.30 11.87 4.05 32.13 349.71 13.85 5.41 41.50 533.73 15.83 9.44 56.20 833.96 17.81 0.00 65.54 1102.29 19.79 0.00 65.54 1231.97 20.83 0.00 65.54 1330.96 Bảng 11: Quãng đường Thời gian tơ tăng tốc Hình 8: Đồ thị quãng đường tăng tốc ôtô 2.7.2.4 Ứng dụng đồ thị + Xác định quãng đường sau ô tô tăng tốc 2.7.3 Đồ thị quãng đường thời gian tăng tốc ơtơ 2.7.3.1 Cơng thức tính Độ biến thiên vận tốc chuyển số Trong đó: ∆t: Thời gian chuyển số tay số Chọn ∆t = 1(s) Thời gian để tăng từ vận tốc trước(vt) đến vận tốc sau(vs): Quãng đường để tăng từ vận tốc trước(vt) đến vận tốc sau(vs): 2.7.3.2 Ta có bảng số liệu : δi Δt (s) Δv (m/s) vimax (m/s) số → số 2.81 0.0697 3.51 số → số số → số 1.58 1.21 Thời gian chuyển số tay số chọn: ∆t = 1(s) 0.1366 0.2346 6.37 11.51 Bảng 12 Độ giảm vận tốc sang số V (m/s) 0.0 0.33 0.67 1.00 1.34 1.67 2.00 2.34 2.67 3.00 3.34 3.27 1/j 0.0 0.90 0.84 0.80 0.79 0.79 0.81 0.86 0.93 1.04 1.23 1.23 t (s) 0.0 0.2 0.4 0.7 1.0 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4 2.8 3.8 s (m) 0.0 0.0 0.2 0.6 1.1 1.9 2.8 3.9 5.2 6.9 8.9 12.5 3.63 0.99 4.2 14.5 4.24 1.05 4.8 18.9 4.84 1.14 5.5 24.9 5.45 1.30 6.2 32.0 6.05 1.56 7.2 41.5 6.37 1.78 8.2 51.1 6.23 1.78 9.2 58.1 6.56 1.54 9.8 62.4 7.65 1.66 11.5 81.8 8.75 1.88 13.4 110.3 9.84 2.24 14.4 134.2 10.93 2.95 17.3 179.5 11.51 3.63 19.2 215.2 11.27 3.63 20.2 229.9 11.87 4.05 22.5 260.2 13.85 5.41 31.8 409.6 15.83 9.44 46.5 690.7 17.81 0.00 55.9 939.9 19.79 0.00 55.9 1050.5 20.83 0.00 55.9 1134.9 Bảng 13: Thời gian quãng đường tơ chuyển số 2.7.3.3 Đồ thị Hình 9: Đồ thị thời gian quãng đường tăng tốc ô tô có kể đến giảm tốc độ chuyển số Ứng dụng đồ thị : Xác định thời gian quãng đường tăng tốc ô tô theo đồ thị đơn giản thiếu xác , có kể giảm vận tốc chuyển số Vì có giá trị phạm vi lý thuyết tơ, cịn thực tế người ta phải kiểm nghiệm lại thí nghiệm với ô tô chuyển động đường KẾT LUẬN Qua môn “ Đồ án Lý thuyết ô tô” giúp em hiểu thêm số vấn đề như: - Các thông số động - Chất lượng động lực học cần thiết điều kiện sử dụng khác - Xác định chế độ làm việc thích hợp cho tơ - Xác định tiêu đánh giá chất lượng kéo ô tô như: + Vận tốc lớn + Lực cản loại đường mà xe khắc phục + Gia tốc lớn ô tô + Quãng đường thời gian tăng tốc xe đạt giá trị max Tài liệu tham khảo: - Giáo trình lý thuyết tơ – Ngô Khắc Hùng - Lý thuyết ô tô, máy kéo – Nguyễn Hữu Cẩn - BÀI GIẢNG LÝ THUYẾT Ô TÔ – Thầy Đỗ Thành Phương