(Tiểu luận) bài tập lớn lý thuyết ô tô đề tài tính toán sức kéo ô tô

1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN CƠ KHÍ Ơ TƠ    BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ơ TƠ Tên đề tài: Tính tốn sức kéo ô tô Loại ô tô: Xe cầu Tải trọng/Số chỗ ngồi: Vận tốc chuyển động cực đại: 190 Km/h Hệ số cản tổng cộng đường lớn nhất: max = 0.4 Xe tham khảo: Kia-cerato forte EX 1.6 MT 2009 Sinh viên: Người hướng dẫn: GV Lê Ngọc Định LỜI NĨI ĐBU Lý thuyết tơ 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 ô tô phần môn học, với việc vận dụng kiến thức học tiêu đánh giá khả kéo ơtơ 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 ôtô 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 : THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH ƠTƠ - CHƯƠNG : TÍNH TỐN SỨC KÉO Ô TÔ Nội dung tập lớn hoàn thành hướng dẫn thầy Lê Ngọc Định Sinh viên thực CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH ÔTÔ 1.1 Xác định kích thước xe - Các kích thước bản: Thơng số Ký hiệu Kích thước Đơn vị 1450 STT Chiều dài toàn L0 4530 mm Chiều rộng toàn B0 1775 mm Chiều cao toàn H0 1460 mm Chiều dài sở L 2650 mm Vết bánh trước B1 1575 mm Vết bánh sau B2 1575 mm Khoảng sáng gầm xe H1 150 mm Góc trước γ1 14 Độ Góc thoát sau γ2 18 Độ 10 Vận tốc tối đa Vmax 190 km/h 1.2 Các thông số thiết kế, thơng số chọn tính chọn: a) Thơng số theo thiết kế phác thảo: – Loại động cơ: động xăng, xylanh thẳng hàng – Dung tích cơng tác: – Công suất tối đa: Vc = 1591 (cc) Pmax = 124 (mã lực) = 114 (kW) – nN = 6200 (𝑣ị𝑛𝑔⁄𝑝ℎú𝑡) – Mơmen xoắn tối đa: Mmax = 159 (N.m) – Vận tốc lớn nhất: Vmax = 190 (km/h) = 52,78 (m/s) – Hệ thống truyền lực: + Động đặt trước, cầu trước chủ động + Hộp số tự động cấp b) Thông số chọn: – Trọng lượng thân: – Trọng lượng hành khách: – Trọng lượng hành lí: – Hiệu suất truyền lực: 1236 kg 60 kg/người 25 kg/người 𝜂𝑡𝑙 = 0,85 – Hệ số khí động học: C= 0,27 – Hệ số cản khơng khí: K=0,17 – Hệ số cản lăn V { ⇒ 𝐻 𝐵 215: Bề rộng lốp (mm) H 45: tỷ lệ (%) B 17: Đường kính lốp(inch) = 45% ⇒ 𝐻 = 215 × 45% = 96,75 (𝑚𝑚)  Bán kính thiết kế bánh xe: r d H 17 25, 96,75  312(mm)  0, 312(m)  Bán kính động học bán kính động lực học bánh xe: rbx = rk = λ.r0 Trong đó: λ- Hệ số kể đến biến dạng lốp (λ=0,93÷0,95) Chọn lốp có áp suất cao λ = 0,94 → rbx = rk = 0,94 312 = 0,293 (m) - Diện tích cản diện: F = λ.B0.H0 Trong đó: λ- Hệ số điền đầy (0,7÷0,8) Chọn λ= 0,75  F= 0,75.1,775.1,460= 1,9436 (𝑚2) - Công thức bánh xe: 4x2 1.3 Xác định trọng lượng phân bố trọng lượng lên ô tô + Tự trọng (trọng lượng thân): G0 = 1236 (kG) + Tải trọng (hàng hoá, hành lý, ): Gh = 25 (kG) → Trọng lượng: G = G0 + n.(Gn + Ghl) + G0 – tự trọng + n – số người (n = 5) + Gn – khối lượng người + Ghl – khối lượng hành lý  G = 1236 + 5.(60 + 25) = 1661 (kG) - Vậy trọng lượng toàn xe: G = 1661 (kG)=16610 (N) - Phân bố trọng lượng: xe tải trọng tác dụng lên cầu trước (G1) chiếm từ (55% ÷ 60%)G - Chọn G1 = 60%G  G1 = 60% 16610 = 9966 (N)  G2 = (1 – 0,60).16610 =6644 (N) - Vậy G1 = 9966 (N); G2 = 6644 (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 : ge = f(ne) - Đặt với động xăng khơng hạn chế tốc độ có (λ = 1,1 ÷ 1,2) Chọn λ = 1,1 (đối với động xăng) 𝑁𝑒𝑣 ( ( ( + Động xăng : a = b = c =1 ( a, b, c hệ số thực nghiệm) + Vmax = 190 (𝑘𝑚⁄ℎ)  Vmax = 190.1000 = 52,78 (𝑚⁄𝑠) 3600  Trọng lượng toàn xe : G = 16610 (N)  Hệ số cản lăn: f = 0,043  Hệ số cản khơng khí: K= 0,17  Diện tích cản diện : F= 1,9436 (m2)  Hiệu suất truyền lực: ƞ𝑡𝑙 = 0,9  Hệ số cản tổng cộng đường: 𝜓𝑚𝑎𝑥 = 0,4  Nev = 0,85 (16610*0, 043.52, 78  0,16*1, 9436.52, 783)  102803(W )  Nev = 103 (KW) - Vậy công suất động theo điều kiện cản chuyển động: Nev = 103 (kW) - Công suất cực đại động cơ: → Nemax = Nev a.  b.  c3 = 103  1.1,11.1,12  c.1,13 105 (kW) - Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngồi: + Tính cơng suất động số vòng quay khác nhau: (sử dụng công thức laydecman) (1) → Ne = (Ne)max [𝑎 λ + 𝑏 λ2 − 𝑐 λ3] (kW) Trong : - Ne max nN – cơng suất cực đại động số vòng quay tương ứng - Ne ne : công suất số vịng quay thời điểm đường đặc tính + Tính mơmen xoắn trục khuỷu động ứng với số vòng quay ne khác : + Lập bảng: - Các thơng số nN=6200 (vịng/ phút); Ne ; Me tính theo cơng thức - Với λ = 0,2; 0,3;0,323;0,339;….; 1,07;1,1;1,15 dt j Hà Linh Chi 37 Hà Linh Chi 38 1 tv1 v  d vj v1 v2 Tính gần theo cơng thức:    j tvi vj  i v  v j i j  j  v2 V  1 t   dv   t j      ji v j i   (s) ji(n1)  n b Quãng đường tăng tốc 𝑡2 dS = v.dt → 𝑆 = ∫ 𝑣 𝑑𝑡 𝑡1 Từ đồ thị t = f(v) Ta có : Si = 𝐹𝑠𝑖 – với 𝐹𝑠𝑖 phần diện tích giới hạn đường t = f(v) ; t = t1 ; t = t2 trục tung đồ thị thời gian tăng tốc  Quãng đường tăng tốc từ vmin ÷ vmax : 𝑛 𝑆 = ∑ 𝐹𝑆𝑖 𝑖=1  v  v .t j S i v v i j 2.3.5.3 Lập bảng tính giá trị thời gian tăng tốc – qng đường tăng tốc ơtơ - Có xét đến mát tốc độ thời gian chuyển số + Sự mát tốc độ chuyển số phụ thuộc vào trình độ người lái, kết cấu hộp số loại động đặt ô tô Hà Linh Chi 39 + Động xăng, người lái có trình độ cao, thời gian chuyển số từ 0,5s đến 2s Hà Linh Chi 40 (Với người lái có trình độ thời gian chuyển số cao từ 25 ÷40%) - Tính tốn mát tốc độ thời gian chuyển số (giả thiết: người lái xe có trình độ thấp thời gian chuyển số tay số khác nhau): Δv = 𝑗 ∆𝑡 = 𝑓.𝑔 ∆𝑡 + 𝐾.𝐹.𝑉2.𝑔 𝛿𝑗 ∆𝑡 (m/s) 𝐺.𝛿𝑗 Trong đó: + f – hệ số cản lăn đường f = f (1 + 𝑉2 ) 1500 + g – gia tốc trọng trường (g = 9,81 [m/s2]) + ∆t – thời gian chuyển số [s] + δj = 1,04+ 0,05 ihi² Từ cơng thức ta có bảng sau: Bảng 11 Độ giảm vận tốc sang số δi số → số 1,568 số → số 1,370 số → số 1,246 số → số 1,168 số → số 1,121 Δt (s) Δv (m/s) vimax (m/s) 0,188329348 14,78 Thời gian chuyển số tay số chọn: 0,229718931 20,93 0,283492653 26,89 ∆t = 1(s) 0,385618797 35,57 0,551403527 46,31 - Lập bảng: Bảng 12: Thời gian quãng đường tăng tốc V J 1/J t(s) s(m) 3,253 2,223 0,450 0,000 0,000 5,011 2,328 0,430 0,773 3,193 5,261 2,339 0,428 0,880 3,745 5,512 2,349 0,426 0,987 4,320 5,762 2,358 0,424 1,094 4,920 6,013 2,366 0,423 1,200 5,545 Hà Linh Chi ∆V2=0,1883 6,263 6,514 6,764 7,015 7,265 7,516 7,766 8,017 8,267 8,518 8,768 9,019 9,269 9,520 9,770 10,021 10,272 10,522 10,773 11,023 11,274 11,524 11,775 12,025 12,276 12,526 12,777 13,027 13,278 13,528 13,779 14,029 14,280 14,530 14,781 14,593 2,373 2,379 2,385 2,389 2,392 2,395 2,396 2,396 2,396 2,394 2,392 2,389 2,384 2,379 2,372 2,365 2,357 2,348 2,338 2,327 2,314 2,301 2,287 2,272 2,256 2,240 2,222 2,203 2,183 2,162 2,141 2,118 2,094 2,070 2,044 2,044 0,421 0,420 0,419 0,419 0,418 0,418 0,417 0,417 0,417 0,418 0,418 0,419 0,419 0,420 0,421 0,423 0,424 0,426 0,428 0,430 0,432 0,435 0,437 0,440 0,443 0,447 0,450 0,454 0,458 0,462 0,467 0,472 0,477 0,483 0,489 0,489 1,305 1,411 1,516 1,621 1,726 1,830 1,935 2,040 2,144 2,249 2,353 2,458 2,563 2,668 2,774 2,880 2,986 3,092 3,199 3,307 3,415 3,523 3,632 3,742 3,853 3,964 4,077 4,190 4,304 4,419 4,536 4,653 4,772 4,893 5,015 6,015 6,194 6,867 7,566 8,289 9,037 9,811 10,610 11,435 12,286 13,164 14,069 15,001 15,961 16,949 17,966 19,013 20,090 21,197 22,335 23,506 24,710 25,947 27,219 28,527 29,871 31,253 32,674 34,135 35,638 37,183 38,773 40,409 42,093 43,826 45,611 60,298 41 Hà Linh Chi ∆V3=0,2297 14,905 15,222 15,539 15,856 16,173 16,490 16,808 17,125 17,442 17,759 18,076 18,393 18,710 19,027 19,345 19,662 19,979 20,296 20,613 20,930 20,700 20,874 21,276 21,677 22,078 22,480 22,881 23,283 23,684 24,086 24,487 24,888 25,290 25,691 26,093 26,494 2,031 2,017 2,002 1,986 1,969 1,951 1,932 1,913 1,892 1,871 1,849 1,826 1,802 1,777 1,751 1,725 1,697 1,669 1,640 1,609 1,610 1,602 1,583 1,564 1,543 1,522 1,500 1,477 1,453 1,429 1,403 1,377 1,350 1,322 1,293 1,264 0,492 0,496 0,500 0,504 0,508 0,513 0,518 0,523 0,528 0,534 0,541 0,548 0,555 0,563 0,571 0,580 0,589 0,599 0,610 0,621 0,621 0,624 0,632 0,640 0,648 0,657 0,667 0,677 0,688 0,700 0,713 0,726 0,741 0,756 0,773 0,791 6,168 6,324 6,482 6,641 6,802 6,964 7,127 7,292 7,459 7,627 7,798 7,970 8,145 8,322 8,502 8,684 8,870 9,058 9,250 9,445 10,445 10,553 10,805 11,061 11,319 11,581 11,847 12,116 12,390 12,669 12,953 13,241 13,536 13,836 14,143 14,457 62,558 64,918 67,346 69,843 72,412 75,055 77,774 80,572 83,453 86,419 89,474 92,622 95,865 99,209 102,658 106,217 109,891 113,685 117,606 121,662 142,477 144,725 150,038 155,517 161,171 167,008 173,034 179,261 185,696 192,351 199,237 206,367 213,755 221,414 229,363 237,618 42 Hà Linh Chi ∆V4=0,2835 ∆V5=0,3856 26,896 26,612 26,931 27,439 27,948 28,456 28,964 29,472 29,980 30,488 30,996 31,505 32,013 32,521 33,029 33,537 34,045 34,553 35,062 35,570 35,184 35,377 36,020 36,663 37,307 37,950 38,593 39,236 39,880 40,523 41,166 41,809 42,452 43,096 43,739 44,382 1,234 1,229 1,217 1,197 1,176 1,155 1,132 1,109 1,086 1,061 1,036 1,010 0,983 0,956 0,927 0,898 0,869 0,838 0,807 0,775 0,786 0,779 0,756 0,731 0,706 0,680 0,654 0,626 0,598 0,570 0,540 0,510 0,479 0,447 0,415 0,382 0,811 0,814 0,822 0,836 0,850 0,866 0,883 0,901 0,921 0,942 0,965 0,990 1,017 1,046 1,078 1,113 1,151 1,193 1,240 1,291 1,272 1,283 1,323 1,368 1,416 1,470 1,530 1,597 1,671 1,756 1,852 1,961 2,088 2,236 2,411 2,620 14,779 15,779 16,040 16,461 16,889 17,325 17,770 18,223 18,686 19,160 19,644 20,141 20,651 21,175 21,715 22,272 22,847 23,443 24,061 24,704 25,704 25,951 26,789 27,654 28,550 29,478 30,443 31,448 32,499 33,602 34,762 35,988 37,290 38,681 40,175 41,793 246,200 272,954 279,944 291,391 303,252 315,550 328,308 341,555 355,319 369,633 384,533 400,060 416,257 433,174 450,867 469,399 488,840 509,272 530,787 553,491 588,868 597,566 627,494 658,948 692,062 726,991 763,916 803,044 844,619 888,928 936,314 987,190 1042,059 1101,544 1166,427 1237,712 43 Hà Linh Chi ∆V6=0,5514 95%Vmax Vmax 45,025 45,669 45,938 46,312 45,760 46,410 47,224 48,038 48,852 49,667 50,481 51,295 52,109 52,923 0,348 0,313 0,299 0,278 0,302 0,278 0,359 0,323 0,287 0,267 0,243 0,205 0,166 0,126 2,875 3,192 3,350 3,598 3,313 3,595 2,786 3,093 3,486 3,741 4,122 4,889 6,035 7,930 43,561 45,512 46,393 47,692 48,692 50,935 53,533 55,927 58,605 61,547 64,748 65,748 70,196 75,881 1316,714 1405,202 1445,542 1505,464 1551,500 1654,886 1776,514 1890,528 2020,285 2165,207 2325,502 2376,390 2606,330 2904,900 2.3.5.4 Vẽ đồ thị thời gian tăng tốc quãng đường tăng tốc Hình Đồ thị thời gian quãng đường tăng tốc 44 Hà Linh Chi 45 Nhận xét: - Đồ thị tính đến 0,95Vmax - Nhìn vào đồ thị ta xác định thời gian tăng tốc đến 100km/h (27,7m/s) khoảng 16,5s - Khi chuyển sổ có mát tốc độ chuyển số phải ngắt ly hợp khơng có momen truyền từ động bánh xe phải chịu lực cản gió, cản lăn dẫn đến ô tô chuyển động chậm dần 2.4 Các tiêu đánh giá chất lượng kéo 2.4.1 Khả leo dốc lớn Ta có: Pkmax = Memax io.ih1.ηtl 202,4.3,36.3,42.0,85 = =6634 (N.m) rbx 0,298 Lực cản lăn: Pf =G.f0 =16610.0,015=249,15 (N) Bỏ qua lực cản khơn khí nên P =K.F.v2 =0 ω t Lại có : P =P +P kmax f imax  Pimax =Pkmax -Pf =6634-249,15=6384,85 (N) Độ dốc cực đại: P  G.i  i  Pi  6384,85 max i max max G max Vậy độ dốc lực đại 38% 2.4.1 Khả kéo móc lớn Chọn độ dốc trung bình 16%  i=0,16 Pi  G.i  16610.0,16  2657,5 (N) Ta có: P =P +P =P +P +P mmax f i mmax kmax ψ 16610  0, 38 Hà Linh Chi  Pmmax =Pkmax -Pf -Pi =6634-249,15-2657,5=3709,35 (N) 46 Hà Linh Chi 47 Khả kéo móc lớn nhất: P G m max    G m (i  f )  G m m i   Pm max fo  3709,35  21196,3 (N) 0, 015  0,16 2.4.2 Khả gia tốc lớn Dựa vào đồ thị gia tốc xác định jmax= 2,3964 m/s2 2.4.3 Thời gian tăng tốc tới 100km/h Dựa vào đồ thị thời gian- quãng đường tăng tốc xác định t100km/h khoảng 16,5s KẾT LUẬN Việc tính tốn động lực học kéo tơ có ý nghĩa mặt lý thuyết tính tương đối phép tính lựa chọn hệ số q trình tính tốn khơng xác so với thực tế Trong thực tế, việc đánh giá chất lượng kéo ôtô thực đường bệ thử chuyên dùng Từ việc tính tốn tập lớn, em nắm rõ quy trình tính tốn vẽ đồ thị thông số xe Hyundai Elantra 2017 đồng thời nâng cao khả sử dụng phần mềm Word, Exel, Auto CAD Qua nâng cao kiến thức chuyên ngành kỹ bên lề Trong q trình tính tốn khơng tránh khỏi sai sót, mong Thầy Cơ đưa nhận xét để em rút kinh nghiệm cải thiện tốt Em Xin Chân Thành Cảm Ơn! 2650 4530 Hinh Hinh 1: Do' thj duang die tinh ngoai cua d9ng ca ' Hinh 4: Do thj nhan , to d9ng 1µ:c h9c H ' Hinh 7: Do thj thai g