Xây dựng quy trình tính toán, đánh giá tính năng động lự họ và tính kinh tế nhiên liệu ô tô trong quá trình thiết kế

Trang 1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI --- LÊ DUY CƯƠNG XÂY DỰNG QUY TRÌNH TÍNH TỐN, ĐÁNH GIÁ TÍNH N NG ĐỘNG L C H C ĂỰỌVÀ TÍNH KINH TẾ NHIÊN LIỆU Ơ TƠ TRONG Q TR

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LÊ DUY CƯƠNG XÂY DỰNG QUY TRÌNH TÍNH TỐN, ĐÁNH GIÁ TÍNH NĂNG ĐỘNG LỰC HỌC VÀ TÍNH KINH TẾ NHIÊN LIỆU Ơ TƠ TRONG Q TRÌNH THIẾT KẾ Chuyên ngành KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC LUẬN VĂNTHẠC SỸ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS NGUYỄN TRỌNG HOAN Hà Nội- Năm 2013 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131808011000000 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan tồn luận văn cơng trình nghiên cứu riêng tơi hướng dẫn PGS TS Nguyễn Trọng Hoan Các số liệu, trích dẫn nêu luận văn có nguồn gốc rõ ràng, kết luận văn trung thực Hà Nội, ngày 03 tháng 01 năm 2013 HỌC VIÊN Lê Duy Cương MỤC LỤC Trang TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ LỜI NÓI ĐẦU 10 Chương 1:TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 12 1.1.Sự phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam 12 1.2.Vấn đề nghiên cứu 14 1.3.Mục đích, nội dung phương pháp nghiên cứu luận văn .14 1.3.1.Mục đích luận văn 14 1.3.2.Nội dung luận văn 15 1.3.3.Phương pháp nghiên cứu 15 Chương 2:QUY TRÌNH TÍNH TỐN TÍNH NĂNG ĐỘNG LỰC HỌCVÀ TÍNH KINH TẾ NHIÊN LIỆU Ô TÔ 16 2.1.Các thông số xác định tính động lực học tính kinh tế nhiên liệu ô tô 16 2.1.1.Lực kéo tiếp tuyến 16 2.1.2.Phương trình cân lực kéo tơ 17 2.1.3.Dự trữ lực kéo đường .18 2.1.4.Lượng tiêu hao nhiên liệu 18 2.2.Các lực cản chuyển động ô tô 21 2.2.1.Lực cản lên dốc 23 2.2.2.Lực quán tính 23 2.2.3.Lực cản khơng khí 25 2.2.4.Lực cản lăn .27 2.2.5.Lực cản hệ thống truyền lực 33 2.2.6.Lực cản học động lực cản truyền dẫn trang bị phụ .37 2.3.Đặc tính tốc độ ngồi động cơng suất 39 2.4.Quy trình tính tốn tính động lực học tính kinh tế nhiên liệu ô tô 43 2.4.1.Đặc tính động lực kéo 43 2.4.2.Độ dốc lớn vượt 44 2.4.3.Gia tốc lớn 44 2.4.4.Thời gian quãng đường tăng tốc 46 2.4.5.Lượng tiêu hao nhiên liệu 47 2.4.6.Tổng hợp cơng thức tính tốn 47 Chương 3:CÁC GIẢI PHÁP CẢI THIỆNTÍNH NĂNG ĐỘNG LỰC HỌC VÀ TÍNH KINH TẾ NHIÊN LIỆU 49 3.1.Tính tốn tính động lực học tiêu hao nhiên liệu 49 3.1.1.Nhiệm vụ tính tốn 49 3.1.2.Phương pháp tính tốn .49 3.1.3.Lựa chọn xe tính tốn 53 3.1.4.Các thông số tra cứu 56 3.1.5.Kết tính tốn 59 3.2.Các yếu tố ảnh hưởng đến tính động lực học tiêu hao nhiên liệu ô tô 61 3.2.1.Ảnh hưởng áp suất thị xi lanh động 61 3.2.2.Ảnh hưởng dung tích cơng tác xi lanh động 63 3.2.3.Ảnh hưởng trọng lượng thân ô tô .65 3.2.4.Ảnh hưởng hệ số khí động học tô 67 3.2.5.Ảnh hưởng hệ số cản lăn lốp xe 68 3.3.Các giải pháp cải thiện tính động lực học tính kinh tế nhiên liệu ô tô 69 3.3.1.Tăng áp suất thị xi lanh động .69 3.3.2.Tăng dung tích cơng tác xi lanh động 70 3.3.3.Giảm trọng lượng thân ô tô .70 3.3.4.Giảm hệ số khí động học tơ 71 3.3.5.Giảm hệ số cản lăn lốp xe 71 KẾT LUẬN .72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU Ký hiệu đơn vị Ý nghĩa Pk N Lực kéo tiếp tuyến Mk Nm Mô men xoắn bánh xe chủ động (mô men kéo) rk m Bán kính lăn bánh xe Me Nm Mơ men xoắn hiệu dụng động Ne HP Công suất hiệu dụng động Mi Nm Mô men xoắn thị động Pi Pa Áp suất thị trung bình xi lanh động i Vh Số xi lanh lít Dung tích cơng tác xi lanh Tỷ số truyền hệ thống truyền lực u TP PTP N Lực cản hệ thống truyền lực Pm N Lực cản học tổng cộng động Pf N Lực cản lăn lốp xe Pw N Lực cản khơng khí P N Lực cản dốc Pj N Lực quán tính Qs lít/100 km ρ   kg/m     Lượng tiêu hao nhiên liệu theo đường Tỷ trọng nhiên liệu Mức tiêu hao nhiên liệu thị Gtd kg Khối lượng tương đương Jk kgm2 Mô men qn tính bánh xe JTP kgm2 Mơ men quán tính phần tử quay hệ thống truyền lực Jdc kgm2 Mơ men qn tính phần tử quay trongđộng γk kg/m3 Khối lượng riêng trung bình bánh xe Số lượng moay bánh xe chủ động nB γ TP kg/m3 Khối lượng riêng trung bình phần tử quay hệ thống truyền lực J0 kgm2 Mơmen qn tính phần tử chuyển động tịnh tiến động γ dc kg/m Khối lượng riêng trung bình phần tử chuyển động quay động Hệ số khí động học tơ Cx F m2 Diện tích cản diện tơ B kg/m3 Tỷ trọng khơng khí Ga kG Trọng lượng thân ô tô GM kG Trọng lượng thân ô tô phân bổlên cầu chủ động g m/s2 Gia tốc trọng trường k Hệ số tính tới tổn thất tốc độ lốp µf Hệ số tính tới tổn thất tốc độ mô men xoắn V   ∆y    km/h Vận tốc ô tô Hệ số cản lăn lốp xe chế độ bị động tốc độ gần không g/chu kỳ Lượngcấp nhiên liệu theo chu kỳ Đại lượng tính tới kết cấu vật liệu chế tạo lốp xe N Lực cản hệ thống truyền lực ô tô chuyển động với vận tốc gần không   Đại lượng tính tới sức cản ma sát cụm tổng a Hệ số đặc trưng cho tổn thất tốc độ hệ thống thành hệ thống truyền lực tốc độ gần không truyền lực, chủ yếu tổn thất cản thủy lực μ Hệ số tính tới sức cản hệ thống truyền lực, truyền mô men xoắn cặp truyền bánh cặp truyền đăng   Pa  Pa bm bτ Áp lực tiêu hao chống lại lực cản học động tốc độ gần không         Áp lực tiêu hao chống lại lực cản truyền dẫn thiết bị phụ tốc độ gần khơng Hệ số tính tới cường độ tăng lực cản học động tốc độ động tăng Hệ số tính tới cường độ tăng lực cản truyền dẫn thiết bị phụ tốc độ động tăng α % Độ dốc đường j m/s2 Gia tốc ô tô t s Thời gian tăng tốc to s Thời gian để đạt tần số quay nhỏ trục khuỷu t nep s Thời gian chuyển số n nep s Số lần chuyển số ω rad/giây (s-1 ) Vận tốc góc quay trục khuỷu n vịng /phút Số vịng quay trục khuỷu DANH MỤC CÁC BẢNG TT Tên bảng Bảng Trị số g is 21 Bảng Trị số γ TP 24 Bảng Trị số j γdc 25 Bảng Hệ số Cx xe tải 26 Bảng Hệ số Cx xe 27 Bảng Trị số ∆R f, μf k 31 Bảng  Trị số đại lượng a 37 Bảng Bảng Trang Các hệ số μ μ Công thức trị số  , bm, , bτ 37 39 Bảng 10 Trị số p i max 41 Bảng 11 Trị số t tnep 46 Bảng 12 Các công thức tính tốn lực cản chuyển động, mơ men 47 xoắn công suất hiệu dụng động Bảng 13 Nhiệm vụ tính tốn 49 Bảng 14 Các thơng số kỹ thuật cần thiết cho tính tốn xe 54 Bảng 15 Các thông số tra cứu 56 Bảng 16 Kết tính tốn 59 Bảng 17 Kết M e, Ne thay đổi giá trị Pimax 61 Bảng 18 Kết M e, Ne , Qs thay đổi giá trị Vh ô tô 63 Bảng 19 Kết M e, Ne , Qs thay đổi giá trị Vh ô tô tải 63 Bảng 20 Kết t, Q s thay đổi giá trị Ga ô tô 65 Bảng 21 Kết t, Q s thay đổi giá trị Ga ô tô tải 66 Bảng 22 Kết Q s thay đổi giá trị Cx 67 Bảng 23 Kết Qs thay đổi giá trị   68 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ TT Tên hình vẽ, đồ thị Hình Sơ đồ nguyên lý làm việc bánh xe chủ động 16 Hình Sự phụ thuộc gis vào pi ω 20 Hình Sơ đồ tổng quát lực tác dụng lên ô tô 22 Hình Cấu tạo chung lốp tơ 29 Hình Các dạng hoa mắt lốp 30 Hình Hình Hình Hình Hình 10 Hình 11 Trang Ảnh hưởng tải trọng áp suất lốp xe tới hệ số  Ảnh hưởng yếu tố thiết kế tới hệ số cản lăn  30 31 Các kích thước hình học lốp 32 Cấu trúc lực cản hệ thống truyền lực 34  Sự phụ thuộc a  vào nhiệt độ dầu  Sự biến đổi đại lượng a  35 35 Hình 12 Sự phụ thuộc đại lượng p m bm 38 Hình 13 Sự phụ thuộc gis, M i ∆y vào ω 40 Hình 14 Đặc tính động lực kéo xe tơ 43 Hình 15 Ảnh hưởng Pimax đến Me 62 Hình 16 Ảnh hưởng Pimax đến Ne 62 Hình 17 Ảnh hưởng Vh đến Me 64 Hình 18 Ảnh hưởng Vh đến Ne 64 Hình 19 Ảnh hưởng Vh đến Q s 65 Hình 20 Ảnh hưởng Ga đến t 66 Hình 21 Ảnh hưởng Ga đến Qs 67 Hình 22 Ảnh hưởng Cx đến Qs 68 Hình 23 Ảnh hưởng   đến Qs 69 LỜI NĨIĐẦU Ơ tơ phương tiện giao thông đường quan trọng mạng lưới giao thông quốc gia, đặc biệt quốc gia đơng dân nước ta nhu cầu vận tải ô tô nhu cầu cấp thiết Trong nhiều năm trở lại đây, ngành công nghiệp ô tô quốc gia phát triển ổn định, nhu cầu nước thỏa mãn, họ mở rộng thị trường sang nước phát triển, với nhiều phương thức khác (như: bán sản phẩm hoàn chỉnh, chuyển giao công nghệ lắp ráp, bán phụ tùng linh kiện).Trước phát triển ngành công nghiệp ô tô giới, ngành công nghiệp ô tô Việt Nam thừa hưởng công nghệ tiên tiến, chủ động xây dựng mục tiêu, chiến lược phù hợp với điều kiện nước, đồng thời nhanh chóng hịa nhập vào thị trường đáp ứng yêu cầu kỹ thuật quốc tế Để đảm bảo cho phát triển ngành cơng nghiệp tơ kiến thức thiết kế chế tạo ô tô không ngừng cải tiến, có nhiều cơng trình nghiên cứu sở lý thuyết để thiết kế chế tạo tơ, có sở lý thuyết phương pháp tính tốn tính động lực học tính kinh tế nhiên liệu tơ, nhằm đáp ứng mức cao tính chất vận tải tơ Nâng cao tính kinh tế sử dụng nhiên liệu đặc tính động lực học ô tô nhiệm vụ quan trọng Giải vấn đề cho phép giảm giá thành vận chuyển, tiết kiệm nguồn lượng giảm thiểu ô nhiễm môi trường.Để giải nhiệm vụ đặt trình thiết kế người ta sử dụng phương pháp lý thuyết để xác định mức tiêu hao nhiên liệu tính động lực học ô tô Như vậy, tạo phương pháp tính tốn xác nhiệm vụ cấp yếu Giải nhiệm vụ tạo điều kiện giảm thời gian chi phí cho cơng việc hướng tới tối ưu hố thơng số tơ Trước nhu cầu thực tế trên, tác giả lựa chọn đề tài “Xây dựng quy trình tính tốn, đánh giá tính động lực học tính kinh tế nhiên liệu ô tô trình thiết kế”.Phạm vi nghiên cứu tính động lực học tính kinh tế nhiên liệu ô tô rộng thời gian nghiên cứu cho luận văn có hạn, 10