Bao gồm file ex, pp và w. Lý thuyết ô tô là một trong những môn cơ sở then chốt của chuyên ngành cơ khí ôtô có liên quan đến các tính chất khai thác để đảm bảo tính an toàn, ổn định và hiệu quả trong quá trình sử dụng. Các tính chất bao gồm: động lực học kéo, tính kinh tế nhiên liệu, động lực học phanh, tính ổn định , cơ động, êm dịu... Bài tập lớn môn học Lý thuyết ô tô là một phần của môn học, với việc vận dụng những kiến thức đã học về các chỉ tiêu đánh giá khả năng kéo của ôtô để vận dụng để tính toán sức kéo và động lực học kéo, xác định các thong số cơ bản của động cơ hay hệ thống truyền lực của một loại ôtô cụ thể. Qua đó, biết được một số thống số kỹ thuật, trạng thái, tính năng cũng như khả năng làm việc vủa ôtô khi kéo, từ đó hiểu được nội dung, ý nghĩa của bài tập và góp phần vào việc củng cố, nâng cao kiến thức phục vụ cho các môn học tiếp theo và bổ sung thêm vào vốn kiến thức phục vụ cho công việc sau này. Nội dung bài tập lớn gồm 2 chương: CHƯƠNG 1 : THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH ÔTÔ CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN SỨC KÉO Ô TÔ Nội dung bài tập lớn được hoàn thành dưới sự hướng dân củaThầy Lê Ngọc Định Bộ môn cơ khí ôtô Đại học Duy Tân
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 tơ 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: Tmax = 0.4 Xe tham khảo: Toyota Fortuner 2017 V4x2 Sinh viên: TRẦN ĐỨC LONG VÕ HUỲNH TIÊU KHÔI NGUYỄN PHI KHA TRẦN QUANG LỢI TRƯƠNG THIÊN LONG Hệ: Chính quy Người hướng dẫn: Thầy Lê Ngọc Định Đà Nẵng , Ngày.….Tháng….Năm 2023 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG : THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH Ơ TƠ 1.1 Xác định kích thước xe 1.2 Các thông số thiết kế , thơng số chọn tính chọn : 1.3.Xác định trọng lượng phân bố trọng lượng ô tô CHƯƠNG : TÍNH TỐN SỨC KÉO 2.1 Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngồi động 2.2 Tỷ số truyền hộp số .10 a Tỷ số truyền tay số 10 b Tỷ số truyền tay số trung gian 11 c Tỷ số truyền tay số 12 2.3.Xây dựng đồ thị 12 2.3.1.Phương trình cân lực kéo đồ thị cân lực kéo ơtơ 12 2.3.2.Phương trình cân cơng suất ôtô 13 2.3.3.Đồ thị nhân tố động lực học 14 2.3.4.Xác định khả tăng tốc ôtô – xây dựng đồ thị gia tốc .18 2.3.5.Xây dựng đồ thị thời gian tăng tốc – quãng đường tăng tốc 21 2.3.5.1 Xây dựng đồ thị gia tốc ngược .21 2.3.5.3 Lập bảng tính giá trị thời gian tăng tốc – quãng đường tăng tốc ôtô 24 2.4 Các tiêu đánh giá chất lượng kéo 26 2.4.1 Khả leo dốc lớn nhất: .26 2.4.2 Khả kéo móc lớn .27 2.4.3 Khả gia tốc lớn nhất: 27 2.4.4 Thời gian tăng tốc tới 100m/h 27 KẾT LUẬN 29 Trang | LỜI NĨI ĐẦU 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 dân củaThầy Lê Ngọc Định Bộ môn khí ơtơ - Đại học Duy Tân Trang | CHƯƠNG : THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH Ơ TƠ 1.1 Xác định kích thước xe -Các hình chiếu xe Toyota Fortuner 2017 V 4x2 -Các kích thước : STT Thơng số Kí hiệu Kích thước Đơn vị Chiều dài toàn L0 4,795 mm Chiều rộng toàn B0 1,855 mm Chiều cao toàn H0 1,835 mm Chiều dài sở L 2,745 mm Vết bánh trước B1 1,540 mm Vết bánh sau B2 1,540 mm Khoảng sáng gầm xe H1 225 mm Vận tốc tối đa Vmax 180km/h mm Góc trước Y1 29 Độ 10 Góc sau Y2 25 Độ 1.2 Các thơng số thiết kế , thơng số chọn tính chọn : a) Thông số theo thiết kế phát thảo: - Loại động cơ: động xăng, xi lanh thẳng hàng, Dual VVT-i - Dung tích cộng tác: từ 2.7 đến 4.0 lít Trang | -Cơng suất tối đa: Pmax = 110(148)/3400 - nN = 3400 - Mômen xoắn tối đa: 4.000 (vòng/phút - Vận tốc lớn : 180km/h - Hệ thống truyền lực: nv) + Động đặt trước, cầu trước chủ động + Hộp số tự động cấp b) Thông số chọn: - Trọng lượng thân: 1,875tấn - Trọng lượng hành khách: người (60kg/ người ) - Trọng lượng hành lí: 20kg/người - Hiệu suất truyền lực: ptl = 0.85 - Hệ số khí động học: C= - Hệ số cản khơng khí: K=0,25 c) Thơng số tính chọn : - Bán kính bánh xe : 265: Bề rộng lốp (mm) H Lốp xe có kí hiệu: 265/65R17 => 45: tỷ lệ (%) 17: Đường kính mâm lốp(inch)ng kính mâm lốp(inch)a lốp(inch)p(inch) = 45% H = 265 X 45% = 119.25 (mm) Bán kính thiết kế bánh xe: r = d + H = 17.25,4+119.25 = 551,05(mm) = 0.551(m) Bán kính động học bán kính động lực học bánh xe: rbx = rk = X.r0 Trang | Trong đó: X- Hệ số kể đến biến dạng lốp (X=0,93^0,95) Chọn lốp có áp suất cao X = 0,94 rbx = rk = 0,94 551.05 = 0,518(m) - Diện tích cản diện: F = X.B0.H0 Trong đó: X- Hệ số điền đầy (0,7^0,8) Chọn X= 0,75 + F= 0,75.1,855.1,835= 2.553 (m2) 1.3.Xác định trọng lượng phân bố trọng lượng ô tô - Xe Toyota Fortuner 2017V 4x2 7chỗ chỗ: + Tự trọng (trọng lượng thân): G0 =1875(kG) + Tải trọng (hàng hoá, hành lý, ): Gh = 20 (kG) + G0 - tự trọng Trọng ng lượng:ng: + n - số người (n = 5) G - Go + n.(Gn + Ghi) + Gn - khối lượng người + Ghl - khối lượng hành lý G = 1875+7.(60 + 20) = 2435 (kG) - Vậy trọng lượng toàn xe: G = 2435 (kG)=24350 (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% 24350= 14610 (N) G2 = (1 - 0,60).24350 =9740 (N) Vậy G1=14610 (N) ;G2= 9740 (N) Trang | CHƯƠNG : 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) Trang | + Đường suất tiêu hao nhiên liệu động : ge = f(ne) [ Nemax a - ne ne ne +b −C nN nN nN ( ) ( )] ne Đặt ⅄ = nN với động xăng khơng hạn chế tốc độ có (⅄= 1,1 ÷1,2) Chọn ⅄=1,1 ( động xăng ) + Động xăng : a = b = c = ( a, b, c hệ số thực nghiệm ) + Vmax =180 ( km/h ) Vmax= 180*1000/3600= 50 (m/s) Nev= [ G f vmax+ K , F ( vmax )3 ] ηtltl (CT 3-5 , tr 102) • Trọng lượng tồn xe : G = 24350(N) • Hệ số cản lăn: f = 0,043 • Hệ số cản khơng khí: K= 0.25 • Diện tích cản diện : F= 3,0(m2) • Hiệu suất truyền lực: ηtltl = 0.85 Hệ số cản tổng cộng đường: ψ max = 0,4 (24350.0,043.50 + 0,25.3,0.503) = 171885(W) 0,85 + Nev = 171,8 (KW) Vậy công xuất động theo điều kiện cản chuyển động Nev = 171,8 (KW) Công xuất cực đại động Nemax = Nev = a. + b.⅄-c⅄³ 216 1.1,1+1.1,1²-c.1,1³ = 220 (kW) Trang | - xây dựng đường đặc tính tốc độ ngồi: + Tính cơng xuất động với số vịng quay khác ( sử dụng cơng thức laydecman) (1) Ne = (Ne)max [a.⅄ +b ⅄² - c.⅄³ ] (kw) Trong : - Ne max nN – công suất cực đại động số vòng quay tương ứng - Ne ne : cơng suất số vịng quay thời điểm đường đặc tính + Tính mơmen xoắn trục khuỷu động ứng với số vòng quay ne khác : Memax= Nemax b2 a+ ωΝ 4c [ ] ( N.m) 220000.60 = π 4000 [1+ ] =656 (N/m) Lập bảng : - Các thông số Nn= 5200 (vịng/ phút); Ne ; Me tính theo cơng thức - Cho λ = 𝑛𝑒 𝑛𝑁 với λ = 0,2; 0,3;0,323;0,339;….; 1,07;1,1;1,15 2.2 Tỷ số truyền hộp số a Tỷ số truyền tay số –Tỷ số truyền tay số xác định sở đảm bảo khắc phục lực cản lớn mặt đường mà bánh xe chủ động không bị trượt quay điều kiện chuyển động itl= G ψmax rbx MEmax ηtltl = 24350.0.4 518 = 9.048 656.0.85 –Theo điều kiện chuyển động, ta có: ●Pk max – lực kéo lớn động Trang | ●Pψ max – lực cản tổng cộng đường ●PW – lực cản khơng khí –Khi ơtơ chuyển động tay số vận tốc nhỏ nên bỏ qua lực cản khơng khí PW - Vậy : Pk max = Memax io ih ηtltl rb - Mặt khác, Pk max bị giới hạn điều kiện bám bánh xe với mặt đường : Pk max Pφ = mk.Gφ.φ Trong : + mk – hệ số lại tải trọng (mk =1) + Gφ – tải trọng tác dụng lên cầu chủ động + φ – hệ số bám mặt đường (chọn φ = 0,8 : đường tốt ) +rk – bán kính động học xe 2π ∗rbx nv Chọn ih1 = 60 vmax 2π ∗0.518 4000 = 60 = 4.33 50 = 3,047 (4) b Tỷ số truyền tay số trung gian – Chọn hệ thống tỷ số truyền cấp số hộp số theo ‘cấp số nhân’ – Công bội xác định theo biểu thức: q = n−1√ihI √ q=6−1 itl itln √ =6−1 9.048 = 1.15 4.33 Trong đó: Trang | ne Me V1 V2 V3 V4 V D1 D2 D3 D4 D5 600.00 138 1.83 1.94 2.75 3.89 0.3 0.2 0.2 0.1 0.13 1200.0 147 3.66 3.88 5.50 7.77 11 0.4 0.3 0.2 0.1 0.13 1800.0 153 5.50 5.89 8.24 11.6 16 0.4 0.3 0.2 0.1 0.14 2400.0 157 7.33 7.77 10.9 15.5 22 0.4 0.3 0.2 0.1 0.14 3000.0 158 9.16 9.71 13.7 19.4 27 0.4 0.3 025 0.1 0.14 3600.0 157 10.9 11.6 16.4 23.3 33 0.4 0.3 0.2 0.1 0.14 4200.0 153 12.8 13.5 19.2 27.2 38 0.4 0.3 0.2 0.1 0.14 4800.0 147 14.6 15.5 21.9 31.0 44 0.0 0.3 0.2 0.1 0.13 5400.0 138 16.4 17.4 24.7 34.9 49 0.3 0.2 0.2 0.1 0.12 6000.0 127 18.3 19.4 27.4 38.8 55 0.3 0.2 0.2 0.1 0.11 6600.0 113 20.1 21.3 30.2 42.7 60 0.3 0.2 0.1 0.1 0.10 Bảng : Nhân tố động lực học Nhân tố động học theo điều kiện bám xác định sau : Trang | 14 f v f = f0 + 1500 ( với f0 =0.015 ) f=f0 v ≤ 22.2 (m/s) V( m/s) 21.98 23.3 32.97 46.63 Dφ 0.5 0.512 0.510 0.491 0.455 f 0.015 0.020 0.020 0.026 0.037 Bảng Nhân tố động lực học theo điều kiện bám Dựa vào kết bảng tính ,dựng đồ thị nhân tố động lực học ô tô 4: Đồ thị tố động học tơ Hình nhận lực Nhận xét: +Dạng dồ thị tố động học D = f(v) tương tự dạng đồ thị lực nhân lực kéo Pk = f(v); vân tốc lớn đường cong dốc Trang | 15 +Khi chuyển động vùng tốc độ v > vth i (tốc độ vth i ứng với Di max tay số) ơtơ chuyển động ổn định, trường hợp sức cản chuyển động tăng, tốc độ ôtô giảm nhân tố động lực học D tăng Ngược lại, vùng tốc độ v < vth i vùng làm việc không ổn định tay số ôtô +Giá trị nhân tố động lực học cực đại D1 max tay số thấp biểu thị khả khắc phục sức cản chuyển động lơn đường: D1 max = ψmax - Vùng chuyển động không trượt ôtô: +Cũng tương tự lực kéo, nhân tố động lực học bị giới hạn điều kiện bám bánh xe chủ động với mặt đường +Nhân tố động học theo điều kiện bám Dφ xác định sau: Dφ = Pφ−Pω mk φ Gφ−K F v = G G +Để ôtô chuyển động khơng bị trượt quay nhân tố động lực học D phải thoả mãn điều kiện sau : ψ < D< Dφ +Vùng giới hạn đường cong Dφ đường cong Ψ đồ thị nhân tố động lực học vùng thoả mãn điều kiện Khi D > Dφ giới hạn định dùng đường đặc tính cục động để chống trượt quay điều kiện khai thác thực tế xảy 2.3.4.Xác định khả tăng tốc ôtô – xây dựng đồ thị gia tốc - Biểu thức tính gia tốc : Trang | 16 J= Di−f −i g δji - Khi ôtô chuyển động đường (a = 0) thì: Ji = Di−f g δji Trong đó: + Di – giá trị nhân tố động lực học tay số thứ i tương ứng với tốc độ vi biết từ đồ thị D = f(v); + f, i – hệ số cản lăn độ dốc đường; + ji – gia tốc ôtô tay số thứ i + hệ số kể đến ảnh hưởng khối lượng chuyển động quay Ta có : Tay số δjj 1.50 1.31 1.20 1.14 1.10 Bảng Hệ số kể đến ảnh hưởng khối lượng chuyển động quay Khi ô tô chuyển động với vận tốc v22 m/s f=f0*(1+) - Lập bảng tính toán giá trị ji theo vi ứng với tay số: Trang | 17 Bảng Giá trị gia tốc ứng với tay số Từ kết tính sây dựng đồ thị j = f (v) Hình 5: đồ thị gia tốc tô -nhận xét: +Gia tốc cực đại ôtô lớn tay số giảm dần đến tay số Trang | 18 cuối +Tốc độ nhỏ ôtô vmin = 1,87 (m/s) tương ứng với số vòng quay ổn định nhỏ động nmin = 520 (vòng/phút) +Trong khoảng vận tốc từ đến vmin ôtô bắt đầu khởi hành, đó, li hợp trượt bướm ga mở + Ở tốc độ vmax = 47,22 (m/s) jv = 0, lúc xe khơng cịn khả tăng tốc + Do ảnh hưởng δj mà j2 (gia tốc tay số 2) > j1 (gia tốc tay số 1)j mà j2 (gia tốc tay số 2) > j1 (gia tốc tay số 1) 2.3.5.Xây dựng đồ thị thời gian tăng tốc – quãng đường tăng tốc 2.3.5.1 Xây dựng đồ thị gia tốc ngược - Biểu thức xác định thời gian tăng tốc: Từ CT: j = → dt = dv - Thời gian tăng tốc ôtô từ tốc độ v1 đến tốc độ v2 v2 t=∫ dv v1 j + 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 toàn bộ: n – số khoảng chia vận tốc (vmin → vmax) - (vì j = → = Do đó, tính tới giá trị v = 0,95vmax = 161,5 km/h) - Lập bảng tính giá trị theo v: V1 V2 V3 V4 V5 1/j1 1/j2 1/j3 1/j4 1/j5 Trang | 19