Xây dựng đồ thị các chỉ tiêu động lực học của ô tô

BÀI TÂP LỚN MÔN LÝ THUYẾT Ô TÔ Phần I: XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH TỐC ĐỘ NGỒI CỦA ĐỘNG CƠ CHỌN ĐỘNG CƠ ĐẶT TRÊN Ô TÔ I/Xác định trọng lượng tồn tơ: +Do u cầu mặt thiết kế xe ô tô du lịch,nên khối lượng tồn xe tính theo cơng thức m = m0 + n.mn + mhl Trong đó: m0 :Khối lượng tự trọng m0=1450kg mn:khối lượng trung bình người mn= 60kg n: số ghế ngồi ôtô kể ngươì lái n=5 mhl:khối lượng hành lý mhl=20kg thay sè ta có : m = 1450 + 5.60 +20 = 1770 (kg) trọng lượng toàn xe G = m.g =1770.10 = 17700 (N) +Bánh xe thiết kế +Sự phân bố tải trọng lên cầu: Do xe du lịch chỗ để việc tính tốn đơn giản ta chọn phân bố tải trọng nên cầu theo qui luật G1 = G2 = G/2 = 17700/2 = 8850 (N) +Theo phân bố tải trọng lốp ta chọn lốp có kích thuớc B-d 6,70 – 15 +Tính rb rb= .ro : hệ số kể đế biến dạng lốp Được chọn theo loại lốp xe du lịch ta chọn loại lốp có áp suất thấp =0,935 ro = (B + d/2).25,4 = 360 mm = 0,360m rb = 0,935.0,360 = 0,337 (m) BÀI TÂP LỚN MÔN LÝ THUYẾT Ô TÔ II/Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngồi động cơ: Đường đặc tính ngồi động biểu diễn mối quan hệ mơmen,cơng suất động với số vịng quay động Từ biểu đồ đặc tính ngồi động ta chọn động đăt ôtô 1.Xác định công suất động theo điều kiện cản chuyển động Do trình thiết kế ,cần phải xác định công suất cần thiết theo yêu cầu sử dụng (khả chở tải, vận tốc cự đại, theo điều kiện đường xá…) Trong truờng hợp ta sử dụng theo công thức thực nghiệm Lây-Đecman: Đường cong cơng suất có dạng Ne = Nemax [ a Trong đó: +b -c ] + a,b,c : Là hệ số động Đieden kì có buồng cháy trực tiếp a= 0,5; b = 1,5; c = +ne , nN :Số vòng quay động cơ,số vòng quay động ứng với công suất cực đại +Nemax: Cơng suất cực đại động Nemax= Trong đó: +Nev: Công suÊt động ứng với vận tốc cực đại Được tính theo điều kiện cản ơtơ chạy với vận tốc cực đại Nev= Với (f G.vmax + .c.A.v3max) +t : Hiệu suất hệ thống truyền lực Do xe du lịch vận tốc cực đại cao ,các chi tiết hệ thống truyền lực đạt độ xác cao ta chọn t=0,92 +f : Hệ số cản lăn f= 0,014 BÀI TÂP LỚN MÔN LÝ THUYẾT Ô TÔ +G: Trọng lượng xe G= 17700 N +: Mật độ khơng khí điều kiện chuẩn = 1,24 kg/m3kl +c: Hệ số khí động c = 0,35 +A: Tiết diện cản diện Ta chọn A =2,8 m2 +vmax: Vận tốc cực đại ôtô vmax= 120 (km/h) = 100/3 (m/s) Thay sè ta có : Nev= (0,014.17700.100/3 + 1,24.0,35.2,8.(100/3)3)/ 0,92 = 33439W =33,439(KW) Đặt = Đối với xe động điezen  = Khi ta có cơng suất cực đại động là: Nemax= = 33439 ( W) =33,439(KW) +nv:số vòng quay ứng với vận tốc cực đại nv tính theo max tính theo số xe ôtô du lịch tham khảo max=523575 rad/s Ta chọn max=540(rad/s) Khi nv= = = = 5160(v/ph) =1  nN = nv/ = 5160/1 = 5160 (v/ph) Công suất động ứng với số vòng quay ne: Ne = 33439 [0,5 + 1,5 -1 ](W) (*) Từ công thức (*) ứng với số vòng quay khác ta cơng suất động ứng với số vịng quay Tập hợp điểm ta đường cong công suất Từ đường cong công suất động ta dựng đường cong mômen động sau: BÀI TÂP LỚN MÔN LÝ THUYẾT Ô TÔ Ne =Me.e =Me  Me = Ne = Me (Nm) (**) Từ công thức (**) ta dựng đường cong cơng suất theo số vịng quay 2.Dựng đồ thị biểu diễn đặc tính ngồi động cơ: Do động điezen tốc độ tối thiểu động không bị chết máy nemin=600900 (v/ph) Ta chọn nemin=600 (v/ph) Ta chọn số vòng quay cực đại động nmax= 5160(v/ph) trị sè Nemax=33439(W) phần công suất động dùng để khác phục lực cản chuyển động Để chọn động đặt ôtô cần phải tăng thêm phần công suất để khắc phục sức cản phụ: quạt gió, loại bơm dầu, điều hịa nhiệt độ… Vì ta chọn động có cơng suất lớn Nemax = (1,11,3)Nemax = (1,11,3)33439 = 36782,943470,7 (W) Ta có số liệu phụ thuộc Ne,Me vào số vòng quay ne Bảng1: ne 600 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5160 Ne 2570 4881 8278 12069 16072 20104 23983 27525 30550 32873 33439 Me 40,9 46,6 52,7 57,6 61,4 64 65,4 65,7 64,8 62,8 61,9 III/Xác định tỉ số truyền hệ thống truyền lực: BÀI TÂP LỚN MÔN LÝ THUYẾT Ô TÔ Tỉ số truyền hệ thống truyền lực trường hợp tổng quát xác định theo cơng thức sau: it = ih.if.i0 Trong : ih : Tỉ số truyền hộp số i0 : Tỉ số truyền truyền lực if : Tỉ số truyền hộp số phụ hộp phân phối tính tốn cho xe du lịch ta khơng thiết kế hộp số phụ ta cho if = 1.Xác định tỉ số truyền truyền lực chính: Tỉ số truyền truyền lực i0 xác định từ điều kiện đảm bảo cho ô tô đạt vận tốc lớn xác định theo công thức vmax=  i0 = Trong đó: nv : số vịng quay động tơ đạt vận tốc cực đại nv = 5160 (v/ph) vmax: vận tốc lớn ô tô vmax= 100/3 (m/s) ihn : tỉ số truyền hộp số số truyền thẳng ihn=1 Thay số vào ta có : i0 = = 5,46 2.Xác định tỉ số truyền hộp số chính: Hộp số đặt hệ thống truyền lực ô tô nhằm đảm bảo khả khắc phục lực cản mặt đường thay đổi Ta cần phải xác định tỉ số truyền tay sè hộp số a.Xác định tỉ số truyền tay sè I hộp số ( ihI) Tỉ số truyền tay sè I cần phải chọn cho lực kéo tiếp tuyến phát bánh xe chủ động ô tơ khắc phục lực cản tổng cộng lớn mặt đường BÀI TÂP LỚN MÔN LÝ THUYẾT Ơ TƠ Từ phương trình cân lực kéo ơtơ chuyển động ổn định ta có : Pkmax  Pf + P Trong đó: P : Lực cản khơng khí Do tơ chuyển động tay sè I tốc độ xe chậm ta bá qua lực cản khơng khí P Pkmax  Pf  Pkmax  max.G Do với (1) max : hệ số cản tổng cộng lớn đường max = f + tgmax = 0,014 + tg140 = 0,263 Mặt khác lực kéo tiếp tuyến phát bánh xe chủ động Pkmax bị hạn chế điều kiện bám để bánh xe không bị trượt nết: Pkmax  G2. Trong (2) G2: Trọng lượng phân bố nên cầu chủ động G2= 8850(N)  : Hệ số bám mặt đường Ta chọn đường xe chuyển động tốt có hệ số bám  = 0,75 Từ điều kiện (1) (2) ta có điều kiện lực kéo sau max.G  Pkmax  G2. Với (3) Pkmax = Trong rb : bán kính làm việc bánh xe rb = 0,337 t: hiệu suất hệ thống truyền lực t = 0,92 ihI :tỉ số truyền tay sè I i0 :tỉ số truyền truyền lực i0 = 5,46 Memax:mơmen cực đại Memax = 65,8 (Nm) Thay vào (3) ta có: max.G   G2. BÀI TÂP LỚN MƠN LÝ THUYẾT Ô TÔ   ihI   ihI  Thay sè  4,7  ihI  6,7 Ta chọn ihI = 4,8 b.Xác định tỉ số truyền tay sè trung gian hộp số: Hệ thống tỉ số truyền tay sè trung gian hộp số phân phối theo cấp số nhân Dựa sở sử dụng cơng suất trung bình động làm việc chế độ tồn tải khơng thay đổi q trình gia tốc ơtơ Đối với xe du lịch ta chọn số cấp số tiến tay số cuối i hIV tay số truyền thẳng ihIV = Các số truyền trung gian xác định theo công thức ihm= Trong n: số cấp số tiến hộp số n=4 m: số số truyền tính ` ihII = = = 2,84 ihIII = = = 1,69 ihIV = c.Xác định tỉ số truyền số lùi: Trong hộp số thường bố trí tỉ số truyề số lùi (kí hiệu i l) Trị số tỉ số truyền số lùi chọn lớn số truyền số I il = (1,21,3)ihI = (1,21,3).4,8 = 5,766,24 ta chọn tỉ số truyền số lùi il = 5,9 3.Lập bảng xác định vận tốc ô tô ứng với số truyền: Vận tốc ôtô số truyền xác định theo công thức BÀI TÂP LỚN MÔN LÝ THUYẾT Ô TÔ vm = Trong m: số số truyền tính m = 14 ihm:tỉ sè truyên tay sè m vm = = 0,0065 Bảng II ne(v/ph) 600 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5160 v(m/s) 0,8 1,4 2,7 3,4 4,1 4,7 5,4 6,1 6,8 v(km/h) 2,9 7,2 9,7 12,2 14,8 16,9 19,5 22 24,5 25,2 NkI (w) 2337 4491 7616 11103 14786 18496 22064 25323 28106 30243 30764 V(m/s) 1,4 2,3 3,4 4,6 5,7 6,9 9,2 10,3 11,4 11,8 v(km/h) 8,3 12,2 16,6 20,5 24,8 28,8 33 37,1 41 42,5 NkII (w) 2337 4491 7616 11103 14786 18496 22064 25323 28106 30243 30764 v(m/s) 2,3 3,8 5,8 7,7 9,6 11,5 13,5 15,4 17,3 19,2 19,8 v(km/h) 8,3 13,7 20,9 27,7 34,6 41,4 48,6 55,4 62,3 69,1 71,3 NkIII (w) 2337 4491 7616 11103 14786 18496 22064 25323 28106 30243 30764 v(m/s) 3,9 6,5 9,8 13 16,3 19,5 22,8 26 29,3 32,5 33,3 v(km/h) 14 23,4 35,3 46,8 58,7 70,2 82,1 93,6 105,5 117 120 NkI V(w) 2332 4491 7616 11103 14786 18496 22064 25323 28106 30243 30764 IhI =4.8 ihII =2,84 ihIII =1,69 IhIV =1 BÀI TÂP LỚN MÔN LÝ THUYẾT Ô TÔ Phần II XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÁC CHỈ TIÊU ĐỘNG LỰC HỌC CỦA Ô TÔ I.Xác định tiêu cơng suất: 1.Phương trình cân cơng suất : Phương trình cân cơng suất tơ biểu diễn đồ thị Chúng xây dựng theo quan hệ công suất phát động cơng suất cản q trình ô tô chuyển động, phụ thuộc vào vận tốc chuyển động ô tô, nghĩa Nk =f (v) Đồ thị biểu thị quan hệ công suất phát động cơng suất cản q trình chuyển động phụ thuộc vào vận tốc chuyển động ô tô (hoặc số vòng quay trục khuỷu động ne) Gọi đồ thị cân công suất động Ta có  Nk = Ne.t = Ne.0,92 Nk = 0,92.33439[0,5(ne/5160) +1,5(ne/5160)2 - (ne/5160)3 ] Trong số vịng quay ne tính theo cơng thức vm = 0,0065.(ne/ihm) Do ta có mối liên hệ cơng suất phân bố với vận tốc tay sè Nk=f(v) Giá trị Nk tính theo cơng thức có kết BảngII -Đường biểu diễn Nf = f(v) đường bậc Nf = f.G.v = 0,014.17700.v = 248.v (w) ta cần xác định hai điểm Nf v= =0 điểm Nf v = (100/3)m/s= f.G.vmax=8267w -Đường biểu diễn đồ thị N=f(v3) = .c.A.v3 = 0,5.1,24.0,35.2,8.v3 = 0,6.v3 (w) ta cộng tung độ hai đồ thi N+ Nf đường cong công suất cản tương ứng theo vận tốc BÀI TÂP LỚN MÔN LÝ THUYẾT Ô TÔ Bảng III: Km/h 20 30 40 50 60 70 80 100 120 m/s 11 14 17 19 22 28 33 Nf 1378 2067 2756 3444 4133 4822 5511 6889 8267 N 103 347 823 1608 2778 4411 6584 12860 22222 1481 2414 3579 5052 6911 9233 12095 19749 30489 Nf+ N 2.Đồ thị cân công suất : Đồ thị cân công suất ô tô cho thấy với giá trị vận tốc khác tung độ nằm đường cong tổng cơng suất cản trục hồnh tương ứng với công suất tiêu hao để khắc phục sức cản cuả mặt đường sức cản khơng khí Các tung độ nằm đường cong công suất cản tổng cộng (N f+N) đường cong công suất động phát bánh xe chủ động N k công suất dự trữ ô tô gọi công suất dư N d nhằm để khắc phục sức cản dốc góc dốc tăng lên để tăng tốc độ động II.Xác định tiêu lực kéo 1.Phương trình cân lực kéo: Lực kéo tiếp tuyến bánh xe chủ động ô tô sử dụng để khắc phục lực cản chuyển động sau đây: Lực cản lăn, lực cản khơng khí, lực qn tính Phương trình cân lực kéo ô tô chuyển động tổng quát dốc với đầy đủ thành phần lực cản biểu diễn dạng sau: Pk = P f + P   Pi  Pj Trong Pk:Lực kéo tiếp tuyến Pk= Pf:Lực cản lăn Pf = f.G.cos Pi:Lực cản lên dốc Pf = f.G.sin 10 BÀI TÂP LỚN MÔN LÝ THUYẾT Ô TÔ P: lực cản khơng khí P= Pj: lực cản qn tính Pj = i .c.A.v2 j Thay vào cơng thức ta có = f.G.cos + .c.A.v2  f.G.cos  f.G.sin i j Ta xem xét trường hợp ô tô chuyển động (ổn định), mặt đường nằm ngang, nghĩa là: j = ;  = phương trình cân lực kéo biểu thị sau: Pk = P f + P  hay = f.G.cos + .c.A.v2 2.Đồ thị cân lực kéo: Chóng ta xây dựng quan hệ lực kéo ô tô phát bánh xe chủ động Pk lực cản chuyển động phụ thuộc vào vận tốc chuyển động ô tô v, nghĩa P = f(v) Ta xây dựng đồ thị với hộp số có tay số với số truyền tay số truyền thẳng ihIV=1 Hình dạng đường cong lực kéo tiếp tuyến Pk giống hình dạng đường cong mơmen xoắn động Me Pkn = Trong Pkn: lưc kéo tiếp tuyến phát bánh xe chủ động tay sè n (n=14) ihn: tỉ số truyền tay số thứ n i0 : tỉ số truyền truyền lực i0 = 5,46 11 BÀI TÂP LỚN MÔN LÝ THUYẾT Ô TÔ Thay sè ta có : Pkn = = 14,91.Me.ihn -Lực cản khơng khí xác định theo vận tốc P= .c.A.v2 = 1,24.0,35.2,8.v2 = 0,61.v2 -Lực cản lăn ô tô xác định theo vận tốc Pf = G.f = 17700.f + Khi ô tô chuyển động với vận tốc v 80km/h  f = 0,014  Pf + Khi v  80 km/h  f = 0,014(1 + ) Điều kiện để ô tô chuyển động Pf + P  PK  P = .G2 Pf + P  PK  0,75.8850 =6638 (N) Ta có bảng số liệu lực kéo Pk theo tay sè Bảng IV: Ne(v/ph) Me ( Nm) 600 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5160 40,9 46,6 52,7 57,6 61,4 64 65,4 65,7 64,8 62,8 61,9 m/s 0,8 1,4 2,7 3,4 4,1 4,7 5,4 6,1 6,8 km/h 2,9 7,2 9,7 12,2 14,8 16,9 19,5 22 24,5 25,2 PkI(iI=4,8) 2927 3335 3772 4122 4394 4580 4681 4702 4638 4494 4430 m/s 1,4 2,3 3,4 4,6 5,7 6,9 9,2 10,3 11,4 11,8 km/h 8,3 12,2 16,6 20,5 24,8 28,8 33 37,1 41 42,5 PkII (iII=2,84) 1732 1973 2232 2439 2600 2710 2769 2782 2744 2659 2621 m/s 2.3 3.8 5.8 7.7 9.6 11,5 13,5 15,4 17,3 19,2 19,8 km/h 8,3 13,7 20,9 27,7 34,6 41,4 48,6 55,4 62,3 69,1 71,3 PkIII (iIII=1,69) 1031 1174 1328 1451 1547 1613 1648 1656 1633 1582 1560 m/s 3,9 6,5 9,8 13 16,3 19,5 22,8 26 29,3 32,5 33,3 km/h 14 23,4 35,3 46,8 58,7 70,2 82,1 93,6 105,5 117 120 PkIV (iIV=1) 610 695 786 859 915 954 975 980 966 936 923 12 BÀI TÂP LỚN MÔN LÝ THUYẾT Ô TÔ Lực cản khơng khí phụ thuộc vận tốc tơ biểu diễn theo bảng sau BảngV: V(km/h) 20 30 40 50 60 70 80 100 120 V(m/s) 11 14 17 19 22 28 33 P (N) 19 42 75 118 169 231 301 470 675 P + Pf (N) 248 267 290 323 366 417 479 549 718 923 *ý nghĩa đồ thị cân lực kéo: -Xác định vận tốc lớn ô tô tay số Đường cong P k cắt đường Pf+P điểm có hồnh độ vmax ô tô trùng tay số cuối -Xác định thành phần lực ô tô chuyển động tay số với vận tốc III.Xác định tiêu nhân tố động lực học D: Lực kéo Pk ô tô cho phép ta đánh giá khả động lực học ô tô mà chưa thể so sánh tơ có lực kéo lực cản, trọng lượng, lực cản khơng khí khác A.XÁC ĐỊNH NHÂN TỐ ĐỘNG LỰC HỌC D KHI Ô TÔ CHỞ TẢI ĐỊNH MỨC: 1.Phương trình nhân tố động lực học D: Nhân tố động lực học ô tô tỉ số lực kéo tiếp tuyến P k trừ lực cản khơng khí P chia cho lượng tồn tơ D= =( - .c.A.v2)/G (***) 2.Đồ thị nhân tố động lực học ô tô trở tải định mức: Để xây dựng đồ thị D, cần lập bảng tính trị số phương trình (***) trường hợp này, ta xây dựng đồ thị D với hộp số tơ có số truyền (n=4), số truyền ihIV= Các giá trị D tính theo cơng thức sau: 13 BÀI TÂP LỚN MƠN LÝ THUYẾT Ô TÔ Dm = Trong đó: +m: số ứng với số truyền tính +m = 1n với n=4 trị số nhân tố dộng lực học D tính theo bảng sau Bảng VI: ne(v/ph) 600 1000 1500 2000 2500 3000 Số truyền I 3500 4000 4500 5000 5160 ihI =4,8 v(m/s) 0,8 1,4 2,7 3,4 4,1 4,7 5,4 6,1 6,8 v(km/h) 2,9 7,2 9,7 12,2 14,8 16,9 19,5 22 24,5 25,2 PkI (N) 2927 3335 3772 4122 4394 4580 4681 4702 4638 4494 4430 PI (N) 0,4 1,2 2,4 4,4 10,2 13,4 17,7 22,6 28,1 29,8 0,165 0,188 0,213 0,233 0,248 0,258 0,264 0,265 0,261 0,252 0,249 DI số truyền II ihI =2.84 v(m/s) 1,4 2,3 3,4 4,6 5,7 6,9 9,2 10,3 11,4 11,8 v(km/h) 8,3 12,2 16,6 20,5 24,8 28,8 33 37,1 41 42,5 PkII (N) 1732 1973 2232 2439 2600 2710 2769 2782 2744 2659 2621 PII (N) 1,2 3,2 12,9 19,7 28,9 38,9 51,4 64,5 79 84,6 0,098 0,111 0,126 0,137 0,146 0,151 0,154 0,155 0,151 0,146 0,143 DII số truyền III ihI =1.69 v(m/s) 2.3 3.8 5.8 7.7 9.6 11,5 13,5 15,4 17,3 19,2 19,8 v(km/h) 8,3 13,7 20,9 27,7 34,6 41,4 48,6 55,4 62,3 69,1 71,3 PkIII (N) 1031 1174 1328 1451 1547 1613 1648 1656 1633 1582 1560 3,2 8,8 20,4 36 56 80,4 110,7 144,1 181,8 224 238,2 0,066 0,074 0,08 0,084 0,086 0,087 0,085 0,082 0,077 0,075 PIII(N) DIII 0,058 Số truyền IV ihI =1 v(m/s) 3,9 6,5 9,8 13 16,3 19,5 22,8 26 29,3 32,5 33,3 v(km/h) 14 23,4 35,3 46,8 58,7 70,2 82,1 93,6 105,5 117 120 PkIV (N) 610 695 786 859 915 954 975 980 966 936 923 9,2 25,7 58,4 102,7 161,4 231 315,9 410,7 521,6 641,8 675 0,034 0,038 0,041 0,043 0,042 0,041 0,037 0,032 0,025 0,017 0,014 PIV (N) DIV 14 BÀI TÂP LỚN MƠN LÝ THUYẾT Ơ TƠ Đồ thị D (khơng thứ nguyên) biểu diễn trục tung, trục hoành biểu diễn vận tốc chuyển động (km/h) ô tô *ý nghĩa việc sử dụng đồ thị nhân tố động học: -Khi ta biết  x D tạ điểm A ta tìm vận tốc cực đại đường xá hoạt động -Xác định độ dốc lớn đường mà tơ khắc phục phụ thuộc tay số khác D = f + i  Dmax= f + imax  imax= Dmax- f  Dkmax= Dkmax- f (k: tay số thứ k) vận tốc v’ ta xác định độ dốc ứng với vận tốc iv’= Dv’ – f 3.Giới hạn đồ thị D theo điều kiện bám: Các ý nghĩa đồ thị D xem xét dựa điều kiện sau:  < D < D -Trị sè hệ số cản tổng cộng đường  = f  tg D   điều kiện cần thiết ô tô chuyển động vận tốc số truyền khác (trường hợp không tăng tốc ) -Điều kiện D D giới hạn nhận tố động lực học D theo điều kiện bám D  xác định theo biểu thức: D = = Dạng đường cong D đường cong điểm xuất phát từ điểm có trị số bám 1 thoải dần theo tốc độ tơ (tại điểm tốc độ ô tô không ) 15 BÀI TÂP LỚN MÔN LÝ THUYẾT Ô TÔ B.XÁC ĐỊNH NHÂN TỐ ĐỘNG LỰC HỌC DX KHI TẢI TRỌNG CỦA Ô TÔ THAY ĐỔI: 1.Biểu thức xác định Dx: Ở phần A, ta xác định nhân tố động lực học D ô tô chở đầy tải (tải định mức ) thực tế tơ làm việc với tải trọng thay đổi (non tải khơng tải ,q tải…), ta có biểu thức xác định nhân tố động lực học sau: Dx= mặt khác ta lại có D =  Ta xác định biểu thức nhân tố động lực học Dx sau: Dx Gx = D G  Trong đó: +1:góc nghiêng biểu thị tỉ số tải trọng xe tính với khối lượng tính xe +Gx:khối lượng tơ tải trọng tính Gx=G0+Gn +G0:khối lượng ô tô trạng thái không tải (phải cộng thêm khối lượng người lái) +Gn:trọng tải ô tơ vị trí tính Đồ thị nhân tố động lực học Dx (còn gọi đồ thị tia ) biểu diễn kết hợp với đồ thị D phần bên phải đồ thị D ô tô chở đầy tải, phần bên trái đồ thị biều diễn nhân tố động lực học xe chở tải thay đổi D x x(trục hoành), truc tung biểu thi nhân tố động lực học D đầy tải (hoặc ) 2.Đồ thị nhân tố động lực học Dx (đồ thị tia )khi tải trọng thay đổi Để thuận lợi cho vẽ đồ thị, ta lập bảng tính D theo v xác định tia tải trọng tương ứng với góc 1 theo cơng thức 16 BÀI TÂP LỚN MƠN LÝ THUYẾT Ơ TƠ tg1k= k: số ứng với mức tải tính -Khi xe chở thêm người tương ứng với tải 120% -Khi xe chở thêm người tương ứng với tải 140% -Khi xe chở người tương ứng với non tải 60% -Khi xe chở người tương ứng với non tải 40% -Khi xe không chở người ứng với non tải 20% *ý nghĩa vận dụng đồ thị: Các toán sử dụng đồ thị tia(D x) tương tự đồ thị D, với tia tải trọng khác Ngồi đồ thị D-D x cịn cho ta xác định mức độ chở tải hợp lý biết dièu kiện chuyển động số truyền định với tốc độ, sức cản đường cho IV Xác định khẳ tăng tốc ô tô: A.Xác định gia tốc ô tô: 1.Biểu thức xác định gia tốc: Vận dụng cơng thức tính gia tốc ta có j= Khi tơ chuyển động đường (góc dốc  = 0) cơng thức viết Trong : j m= m:là số ứng với số truyền tính m=14 D:nhân tố động lực học ô tô chở đủ tải im:là hệ số kể đến khối lượng quay tính theo cơng thức sau im=1,04+0,05.ihm2 Để thuận lợi cho việc tính tốn, ta lập bảng xác định hệ số i BảngVII: 17 BÀI TÂP LỚN MÔN LÝ THUYẾT Ô TÔ Số truyền ih ih2 I 4,8 23,04 2,192 I II 2,84 8,0656 1,4433 III 1,69 2,8561 1,1828 IV 1 1,09 2.Lập đồ thị gia tốc ô tô: Ta lập bảng tính gia tốc tơ theo số truyền theo bảng sau Bảng IIX: ne(v/ph) 600 1000 1500 2000 2500 3000 Số truyền I 3500 4000 4500 5000 5160 ihI =4,8 v(m/s) 0,8 1,4 2,7 3,4 4,1 4,7 5,4 6,1 6,8 v(km/h) 2,9 7,2 9,7 12,2 14,8 16,9 19,5 22 24,5 25,2 DI 0,165 0,188 0,213 0,233 0,248 0,258 0,264 0,265 0,261 0,252 0,249 DI - f 0,151 0,174 0,199 0,219 0,234 0,244 0,25 0,251 0,247 0,238 0,235 0,675 0,778 0,890 0,980 1,046 1,091 1,118 1,122 1,104 1,064 1,051 jI số truyền II ihI =2,84 v(m/s) 1,4 2,3 3,4 4,6 5,7 6,9 9,2 10,3 11,4 11,8 v(km/h) 8,3 12,2 16,6 20,5 24,8 28,8 33 37,1 41 42,5 DII 0,098 0,111 0,126 0,137 0,146 0,151 0,154 0,155 0,151 0,146 0,143 DII - f 0,084 0,097 0,112 0,123 0,132 0,137 0,14 0,141 0,137 0,132 0,129 jII 0,570 0,659 0,760 0,835 0,897 0,930 0,951 0,957 0,930 0,897 0,876 Số truyền III ihI =1,96 v(m/s) 2.3 3.8 5.8 7.7 9.6 11,5 13,5 15,4 17,3 19,2 19,8 v(km/h) 8,3 13,7 20,9 27,7 34,6 41,4 48,6 55,4 62,3 69,1 71,3 DIII 0,058 0,066 0,074 0,08 0,084 0,086 0,087 0,085 0,082 0,077 0,075 DIII - f 0,044 0,052 0,06 0,066 0,07 0,072 0,073 0,071 0,068 0,063 0,061 JIII 0,365 0,431 0,497 0,547 0,580 0,597 0,605 0,588 0,563 0,522 0,505 Số truyền IV 18 ihI =1 BÀI TÂP LỚN MÔN LÝ THUYẾT Ô TÔ v(m/s) 3,9 6,5 9,8 13 16,3 19,5 22,8 26 29,3 32,5 33,3 v(km/h) 14 23,4 35,3 46,8 58,7 70,2 82,1 93,6 105,5 117 120 DIV 0,034 0,038 0,041 0,043 0,042 0,041 0,037 0,032 0,025 0,017 0,014 DIV - f 0,02 0,024 0,027 0,029 0,028 0,027 0,023 0,018 0,011 0,003 0,00 jIV 0,180 0,216 0,243 0,261 0,252 0,243 0,207 0,162 0,099 0,027 0s Nhận xét: -Các đường biểu diễn j _v tương ứng với đặc tính tốc độ ngồi động -Ở tốc độ lớn ô tô ứng với vận tốc lớn vmax gia tốc tơ jvmax =0 xe khơng cịn khả tăng tốc B.Xác định thời gian tăng tốc: 1.Biểu thức xác định thời gian tăng tốc: Gia tốc ô tô xác đinh theo công thức sau Thời gian tăng tốc ô tô tính theo công thức  dt = j= t= Để xác định thời gian tăng tốc t ta xác định theo phương pháp gần - Biểu thức dấu xác định đồ thị 1/j - Ta lập bảng tính biểu thức 1/jm m =14 đồ thị 1/j – v ta chia khoảng từ vmin 0,95vmax làm k khoảng Trị sè gia tốc ngược ô tơ theo vận tốc tay số tính theo bảng sau 19 BÀI TÂP LỚN MÔN LÝ THUYẾT Ô TÔ Bảng IX: ne(v/ph) 600 1000 1500 2000 v(m/s) v(km/h) jI 1/ jI 0,8 1,4 2,7 3,4 4,1 2,9 7,2 9,7 12,2 0,675 0,778 0,890 0,980 1,481 1,285 1,124 1,020 1,4 2,3 3,4 4,6 5,7 6,9 8,3 12,2 16,6 20,5 0,570 0,659 0,760 0,835 1,754 1,517 1,316 1,198 2.3 3.8 5.8 7.7 9.6 11,5 8,3 13,7 20,9 27,7 34,6 0,365 0,431 0,497 0,547 2,740 2,320 2,012 1,828 3,9 6,5 9,8 13 16,3 19,5 14 23,4 35,3 46,8 58,7 0,180 0,216 0,243 0,261 5,556 4,630 4,115 3,831 v(m/s) v(km/h) jII 1/ jII v(m/s) v(km/h) jIII 1/ jIII v(m/s) v(km/h) jIV 1/ jIV 2500 3000 4000 4500 5000 5255 4,7 5,4 6,1 6,8 14,8 16,9 19,5 22 24,5 25,2 1,046 1,091 1,118 1,122 1,104 1,064 1,051 0,956 0,917 0,894 0,891 0,906 0,940 0,951 9,2 10,3 11,4 11,8 24,8 28,8 33 37,1 41 42,5 0,897 0,930 0,951 0,957 0,930 0,897 0,876 1,115 1,075 1,052 1,045 1,075 1,115 1,141 13,5 15,4 17,3 19,2 19,8 41,4 48,6 55,4 62,3 69,1 71,3 0,580 0,597 0,605 0,588 0,563 0,522 0,505 1,724 1,675 1,653 1,701 1,776 1,916 1,980 22,8 26 29,3 32,5 33,3 70,2 82,1 93,6 105,5 117 120 0,252 0,243 0,207 0,162 0,099 0,027 3,968 4,115 4,831 6,173 10,10 37,04 Số truyền I số truyền II số truyền III số truyền IV Trên đồ thị 3500 ihI = 4,8 ihII = 2,84 ihIII = 1,96 ihIV = -v chia khoảng từ 3km/h  117km/h làm 12 khoảng, ta lấy khoảng thứ i ( i = 1 16)trong diện tích thứ i Fi = vi (mm2) Vận dụng cơng thức tính diện tích tài liệu 20 BÀI TÂP LỚN MƠN LÝ THUYẾT Ơ TƠ t = Trong đó: = (s) vi: khoảng vận tốc thứ i: i lấy từ vmin  0,95.vmax v1 = v1 - vmin ; v2 = v2 – v1;… vi = vi – vi-1 = Lập bảng X: Tính khoảng thời gian với cách nút gọn Fi = vi ti = Fi (s) Bảng X: Tốc độ v(km/h) Khoảng diện tích Fi (mm2) Khoảng thời gian Thời gian tăng Tốc độ ô tô tốc t (s) (km/h) ti (s)  10 170 2,431 10  20 180 2,5 2,431 10 20  30 190 2,639 4,931 20 30  40 205 2,847 7,570 30 40  50 320 4,444 10,417 40 50  60 345 4,792 14,861 50 60  70 365 5,069 19,653 60 70  80 860 11,944 24,722 70 80  90 1100 15,278 36,666 80 90  100 1340 18,611 55,277 90 100  110 2600 36,111 73,888 100 110  117 9000 125 109,999 117 Để tăng tốc đến vận tốc 117 km/h xe phải chạy thời gian tăng tốc 235 (s) Dựa vào Bảng X, lập đồ thị t – v với tỉ lệ xích trục tung  t = 0,4 21 BÀI TÂP LỚN MƠN LÝ THUYẾT Ơ TƠ trục hồnh v =0,6 C.XÁC ĐỊNH QUÃNG ĐƯỜNG TĂNG TỐC CỦA Ô TÔ: 1.Biểu thức xác định quãng đường tăng tốc: -áp dụng cơng thức tính qng đường tăng tốc v= sau :  ds = v.dt : s quãng đường tăng tốc , xác định s= -Dùng phương pháp tích tích phân gần +Dựa vào đồ thị t_v chia thành 16 khoảng từ v min 0,95.vmax , lấy khoảng thứ i +áp dụng cơng thức tính s= Trong ti: khoảng thời gian thứ i  i lấy từ vmin0,95vmax t1= t2-t1; t2= t3-t2 ; ti = ti+1- ti vtbi = Thứ nguyên s : m Lập Bảng XI tính si với Fi = ti.vtbi (mm2) si = Fi.v.t (m) 22 BÀI TÂP LỚN MÔN LÝ THUYẾT Ô TÔ Bảng XI: Tính qng đường tăng tốc tơ Tốc độ v(km/h) Khoảng diện tích Khoảng diện tích Fi (mm2) s (m) quãng đường Tốc độ ô tô tăng tốc s (m) (km/h)  20 210 14 20 20  30 350 23 14 30 30  40 800 53 37 40 40  50 852 59 90 50 50  60 1190 79 149 60 60  70 1520 101 228 70 70  80 3360 224 329 80 80  90 2910 194 553 90 90  100 6520 435 747 100 100  110 11900 793 1182 110 110  117 9000 600 1975 117 Để tăng đến vận tốc max xe phải chạy hết quãng đường tăng tốc 2575(m) 2.Lập đồ thị quãng đường tăng tốc: Trên sở Bảng XI mối quan hệ s_v xây dựng đồ thị s_v với hệ tọa độ có tỉ lệ xích -trục tung s =0,15 -trục hoành biểu diễn tốc độ chuyển động v =0,6 23 BÀI TÂP LỚN MÔN LÝ THUYẾT Ô TÔ *ĐÁNH GIÁ TÍNH CHẤT ĐỘNG LỰC HỌC CỦA XE -Căn vào đồ thị động lực học xe ta vừa thiết kế, tay số khác cho ta thấy khả chuyển ổn định xe Xe có khả leo dèc cao thuận lợi cho nhiều địa hình, đường xá -Xe có vận tốc cực đại vmax= 120km/h, thời gian tăng tốc để đạt vận tốc cực đại t = 253 giây quãng đường tăng tốc s = -Xe lên dốc có góc dốc cực đại max = 140 mà ổn định -Xe có số tay số hợp lý (4 tay số ) đảm bảo cho khả phân bố mômen tăng vận tốc trung bình xe, tăng hệ số sử dụng công suất xe làm giảm tiêu hao nhiên liệu 24