Lý thuyết ô tô báo cáo tuần 8

Xác đ nh h sốố c n lăn f c a m tịệảủặ đườngTích số giữa hệ số cản lăn f với trọng lượng toàn bộ Ga của Ô tô là lựccản lăn.Lực cản lăn sinh ra khi các bánh xe chuyển động trên mặt đường,

TT Mã sinh viên Họ và tên sinh viên Lớp

Downloaded by sau xanh (saudinh2@gmail.com)

Mục lục :

1 Các thông số phác thảo 4

1.1 Chủng loại và các kích thước cơ bản của Ô tô 4

1.2 Tải trọng chuyên chở 5

1.3 Vận tốc lớn nhất của Ô tô (Vmax) 5

2 Xác định các thông số ban đầu 6

2.1 Xác định các hệ số 6

a Xác định hệ số bám (φd) 6

b Xác định hệ số cản lăn (f) của mặt đường 7

2.2 Diện tích cản chính diện (F), hệ số cản khí động học (K) và nhân tố cản khí động học (W) 9

3 Xác định trọng lượng toàn bộ của Ô tô (Ga) 9

a) a Trọng lượng bản thân Ô tô, G0[N] 9

b) b Tải trọng chuyên chở, Gt [N] 10

c) c Trọng lượng toàn bộ của Ô tô, Ga[N] 10

3.2 Phân bố tải trọng (Ga) lên các dầm cầu của Ô tô 11

4 Chọn lốp Ô tô 11

a) Tải đặt lên lốp Ô tô của một dầm cầu 11

b) Chọn lốp Ô tô 12

5 Chọn động cơ và xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ 13

5.1 Chọn động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu 13

5.2 Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ 13

6. Tài liệu tham khảo: Error! Bookmark not defined.

CH ƯƠ NG 1: TÍNH TOÁN L A CH N NGUÔẦN Đ NG L C TRẾN Ô TÔ Ự Ọ Ộ Ự 1.1 Các thông số phác thảo

1.4.1 Chủng loại và các kích thước cơ bản của Ô tô

Hiện nay Ô tô có thể phân thành nhiều chủng loại như: Ô tô con, ô tô tải, ô tôkhách hay Ô tô chuyên dụng v.v…

Xe tham khảo: Hyundai Accent 1.4MT 2022

Loại ô tô: Xe con

 Ảnh ba chiều của xe

Downloaded by sau xanh (saudinh2@gmail.com)

 Các kích thước cơ bản:[ CITATION Hyu23 \l 1033 ]

 Mức tiêu hao nhiên liệu:[ CITATION Hyu23 \l 1033 ]

 Giá xe:

1.4.1 Tải trọng chuyên chở

Là khối lượng có ích mà Ô tô có thể chở được

Trong lương bản thân: G = 1090 kg

Số chỗ ngồi: 5

1.4.2 Vận tốc lớn nhất của Ô tô (V max )

Là tốc độ lớn nhất của Ô tô khi di chuyển trên mặt đường nằm ngang

mà ở đường đó ô tô không tăng tốc được nữa

Vận tốc chuyển động cực đại: V max = 181 Km/h = m/s

1.5 Xác định các thông số ban đầu

1.1.1 Xác định các hệ số

Muốn cho Ô tô máy kéo có thể di chuyển được thì ở vùng tiếp xúc giữabánh xe chủ động với mặt đường phải có độ bám (hệ số bám) nhất định

Hệ số bám này phụ thuộc vào nguyên liệu, tình trạng mặt đường …

Kết cấu của mặt đường

Đá dăm 0.45 ÷ 0.50 0.40 ÷ 0.55Đất nện chặt 0.50 ÷ 0.60 0.30 ÷ 0.40Đất cát 0.50 ÷ 0.60 0.60 ÷ 0.70Đường đất tình trạng xấu (ướt có bùn lầy) 0.15 ÷ 0.30 0.10 ÷ 0.15

Vì vậy, để có số liệu trong quá trình tính toán cần phải dựa vào bảng 1 chọn giá trị trung bình của hệ số bám ứng với chất liệu mặt đường và tình trạng mặt đường[ CITATION ĐẠI23 \l 1033 ]

Chọn hệ số bám: φd = 0.8

Downloaded by sau xanh (saudinh2@gmail.com)

Do tính chất cơ lý và trạng thái của mặt đường … khi bánh xe lăn chính làmột trong những nguyên nhân ảnh hưởng đến hệ số cản lăn.[CITATION Đại23 \l

1033 ]

Giá trị trung bình của hệ số cản lăn (f 0) Bảng 2

Kết cấu của mặt đường Trạng thái

mặt đường

Hệ số cản lăn (f 0) Tương ứng

Bêtông nhựa và bêtông Xi-măng Tốt 0.012 ÷ 0.018

Ướt 0.080 ÷ 0.100

Ngoài ra, còn yếu tố quan trọng có ảnh hưởng đến hệ số cản lăn là tốc độcủa Ô tô và thực nghiệm chứng tỏ rằng khi Ô tô chuyển động ≤ 80km/h thì trị sốcủa hệ số cản lăn hầu như không thay đổi và khi tính toán lấy giá trị trung bìnhdựa vào bảng 2 dưới đây:

Chọn hệ số cản lăn: =0,012 ( Khi V < 80 km/h = 22,22 m/s)

Khi tốc độ của Ô tô V > 80km/h thì hệ số cản lăn (f) sẽ được tính theo

biểu thức:

Với: V là vận tốc của Ô tô [m/s]

1.5.2 Xác định hiệu suất của hệ thống truyền lực

Downloaded by sau xanh (saudinh2@gmail.com)

1.5.3 Diện tích cản chính diện (F), hệ số cản khí động học (K) và nhân tố cản khí động học (W).

Dựa vào bảng 4 và chủng loại Ô tô thiết kế, sẽ chọn được các giá trị trung bình của hệ số dạng khí động học (K), diện tích cản chính diện (F), nhân tố cản khí động học (W)

1.6 Trọng lượng trên Ô tô

1.6.1 Xác định trọng lượng toàn bộ của Ô tô (Ga)

[daNs 2 / m 4 ]

Diện tích cản chính diện (F) [m 2 ]

Nhân tố cản khí động (W) [daNs 2 / m 2 ]

Du

lịch

Có mui 0.20 ÷ 0.035 1.6 ÷ 2.8 0.030 ÷ 0.090Không có mui 0.04 ÷ 0.05 1.5 ÷ 2.0 0.060 ÷ 0.100Tải

Đầu dài 0.05 ÷ 0.07 0.030 ÷ 0.040Đầu bằng 0.07 ÷ 0.08 3 ÷ 5 0.040 ÷ 0.050Thùng kín 0.08 ÷ 0.115 0.050 ÷ 0.072Khách Nội thành 0.05 ÷ 0.06 4.5 ÷ 6 0.030 ÷ 0.036

Liên tỉnh 0.04 ÷ 0.07 0.025 ÷ 0.040

b T i tr ng chuyền ch , Gt [N] ả ọ ở

Tải trọng chuyên chở là tải trọng có ích mà Ô tô có thể chở được

- Đối với Ô tô con và khách

Được tính theo biểu thức sau:

Gt = (m1 + m2).n [N];

Trong đó:

m1 – trọng lượng của một người [N];

m2 – trọng lượng hành lý của một người [N];

n – lượng người theo thiết kế

1.6.2 Phân bố tải trọng (Ga) lên các dầm cầu của Ô tô

Phân bố tải trọng G a lên hai trục (dầm cầu) dựa vào chủng loại Ô tô trong bảng 6

Bảng 6

Loại Ô tô

Trọng lượng phân bố lên các trục của bánh

xe Phía trước (G 1 ) Phía sau (G 2 )

Ô tô con 60 ÷ 55%G a 40 ÷ 45%G a

Ô tô tải & khách (25 ÷ 30)% G a (70 ÷ 75)% G a

Phần bố trải trọng (chọn tỉ trọng cầu trước chiếm 55% tổng tải trọng)

(cầu trước)

(cầu sau)

1.7 Chọn lốp Ô tô

1.4.1 Tải đặt lên lốp Ô tô của một dầm cầu

Dựa tải trọng phân bố G1[N] và G2[N], sẽ xác định được tải trọng tác dụng lên một lốp xe dựa theo biểu thức sau:[CITATION Đại23 \l 1033 ]

Trong đó:

Gbi– trọng lượng đặt lên một bánh xe dầm cầu chịu tải lớn, [N];

Gi – trọng lượng của Ô tô phân bố lên dầm cầu thứ i, [N];

nbi – số bánh xe ở dầm cầu thứ i chịu tải, [N].

Trọng lượng đặt lên một bánh xe dầm cầu trước:

Trọng lượng đặt lên một bánh xe dầm cầu trước:

Bán kính lăn (rb) của bánh xe được tính:

Downloaded by sau xanh (saudinh2@gmail.com)

1.8 Chọn động cơ và xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ

1.8.1 Chọn động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu

Động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu xăng:

 Loại không có bộ phận hạn chế số vòng

quay

 Loại động cơ: Động cơ: Kappa 1.4 MPI, động cơ xăng 4 thẳng hàng, dẫn động cầu trước

1.8.2 Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ

Các đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ là những đường cong biểu diễn sựphụ thuộc của các đại lượng công xuất, mômen và suất tiêu hao nhiên liệu cảu động cơ theo số vòng quay của trục khuỷu động cơ Các đường đặc tính này gồm:[ CITATION ĐẠI23 \l 1033 ]

 Đường công xuất:

 Đường momen xoắn:

Công suất động cơ được xác định

Để tính công suất động cơ ta cần tính:

 Công suất cần thiết của động cơ

 Công suất cực đại của động cơ

Công suất cần thiết:

Công suất cực đại:

Downloaded by sau xanh (saudinh2@gmail.com)

(với )



- Trị số công suất ở trên chỉ là phân công suất đông cơ đúng để khác phục các lực cản chuyển động Để chọn động cơ đẳn trên ô tô, cần tăng thêm công khác phục các lực cản phụ, quật giá, máy nén khí

Vì vậy phải chọn công suất lớn nhất là:

CH ƯƠ NG 2: TÍNH TOÁN XÁC Đ NH CÁC THÔNG SÔẾ C A Ị Ủ H THÔẾNG Ệ

TRUYẾẦN L C Ự TRẾN Ô TÔ2.4 Tỷ số truyền của hệ thống truyền lực

 Tỉ số truyền của hệ thống truyền lực:

Trong đó:

- : tỷ số truyền của hệ thống truyền lực

- : tỷ số truyền của truyền lực chính

- : tỷ số truyền của hộp số

- : tỷ số truyền của tuyền lực cuối cùng

- : tỷ số truyền của hộp số phụ

2.5 Tỷ số truyền của truyền lực chính (i0)

Tỷ số truyền của truyền lực chính (i0) được tính theo công thức sau:

Trong đó:

- : bán kính bánh xe (m)

- : tốc đọ quay max (v/ph)

- : tỷ số truyền tại tay quay số lớn nhất (chon = 1)

- : tỷ số truyền tại hộp số phụ ở số truyền cao (chọn = 1)

- : vận tốc lớn nhất (m/s)

2.6 Xác định tỷ số truyền của hộp số và hộp số phụ

2.6.1 Xác định tỷ số truyền ở số 1 của hộp số

Ở tỷ số truyền số 1 của hộp số Ô tô phải vượt qua ψ (y = f + i)

Số 1 có tỷ số truyền cao nhất trong dãy số của hộp số, tốc độ tương ứng là chậm

nhất [(3÷5) km/h], Ô tô phải di chuyển ở loại đường (f) đã chọn và vượt qua được một độ dốc (i) theo yêu cầu hoặc dựa vào bảng 9.

Như vậy, cần chọn lực kéo tiếp tuyến ở bánh xe chủ động của Ô tô có thểkhắc phục

được lực cản tổng cộng (ψ = f + i) trên và để Ô tô chuyển động ổn định thì lực kéo

tiếp tuyến ở các bánh xe chủ động phải thỏa điều kiện:

 Trong đó:

- : Lực kéo phát động

- : Lực kéo tông cộng của mặt đường

- : Lực cản của không khí(Vì xe đi số nhỏ nên coi )

1 6

Downloaded by sau xanh (saudinh2@gmail.com)

- : tải trọng tác dụng lên cầu chủ động

- : hệ so bám của bánh xe với mặt đường

(chọn )

- Từ KQ-1,KQ-2 3,296

- Chọn tỷ số truyền tay sô 1:

2.6.1 Xác định tỷ số truyền ở các số trung gian theo cấp số nhân

Tỷ số truyền ở các số trung gian trong hộp số thường được xác định theocấp số nhân Dựa trên cơ sở sử dụng công suất trung bình của động cơ khi làmviệc ở chế độ toàn tải là không thay đổi trong suốt quá trình gia tốc ô tô

- Công bội được xác định theo biểu thức:

Qua các biểu thức ở trên ta có nhận xét:

- Ô tô thường sử dụng ở số cao của hộp số, nhưng vì số lượng số truyền ở sốcaocủa hộp số ít hơn so với số lượng số truyền có được ở số thấp Đây chính là nhượcđiểm của phương pháp này

- Số lượng số truyền bị hạn chế đối với hộp số có cấp Điều này sẽ hạn chế khảnăng tăng vận tốc trung bình của ô tô và hệ số sử dụng tải trọng của động cơ

- Nếu q = 1 thì số cấp của hộp số sẽ tăng lên vô hạn, do đó dẫn đến tốc độ trungbình của ô tô cũng như hệ số sử dụng công suất động cơ sẽ tăng lên Vì vậy xuhướng ngày nay đang được phát triển là dùng hộp số vô cấp

1 8

Downloaded by sau xanh (saudinh2@gmail.com)

CH ƯƠ NG 3: XẦY D NG CÁC ĐÔẦ TH Đ C TÍNH KÉO C A Ô TÔ Ự Ị Ặ Ủ

3.4 Đường đặc tính cân bằng công suất của Ô tô

Trên mặt đường ngang (α = 0), Ô tô chuyển động ổn định khi J =

0, thì:

3.4.1 Phương trình cân bằng công suất

Tương ứng với phương trình cân bằng công suất (N ei ) của động cơ

Ga– trọng lượng của Ô tô, [N]; V – vận tốc của Ô tô, [m/s];

W – nhân tố cản khí động, [N.s2/m2];

rbx – bán kính bánh xe, [m];

Như vây: Phương trình cân bằng công suất (N Ki ) ở từng tay số tại các bánh xe

chủ động:

NKi = f(ne) = f.Ga.Vhi + W.V 3

Với: [m/s]

3.4.2 Bảng số liệu của đường đặc tính cân bằng công suất

3.4.3 Đường đặc tính cân bằng công suất của Ô tô

(Được xây dựng trên hệ trục tọa độ trên Đề các, trục hoành thể hiện giá trị của vận tốc – V - và trục tung thể hiện các giá trị Nei, NKi, và Nf, W)

2 0

Downloaded by sau xanh (saudinh2@gmail.com)

3.5 Đường đặc tính cân bằng lực kéo của Ô tô

Điều kiện để Ô tô máy kéo có thể chuyển động:

Xét trường hợp Ô tô máy kéo:

- Không kéo moóc, tức: Pm = 0;

- Chuyển động đều (ổn định), nghĩa là: J = 0, tức: P J = 0;

- Chuyển động trên mặt đường nằm ngang, nghĩa là: i = 0, tức P i = 0; Với

trường hợp trên thì điều kiện để Ô tô máy kéo có thể chuyển động:

P  PKi  Pf + P W

3.5.1 Đồ thị lực bám (

Phương trình lực bám (P của bánh xe chủ động với mặt đường nằm

ngang được viết như sau:

Trong đó:

G φ– trọng lượng bám của Ô tô ở cầu chủ động, [N];

φ – hệ số bám;

Phương trình lực bám Pcủa Ô tô được thể hiện bằng đồ thị trên hệ trục

tọa độ có mối quan hệ giữa lực kéo tiếp tuyến (P K) phát ra ở các bánh xe chủ

động phụ thuộc vào vận tốc (V) của Ô tô, nghĩa là P = f (V) nó có dạng là một

đường thẳng song song với trục (V)

3.5.1 Đồ thị lực cản lăn

Phương trình lực cản lăn ( P f ) giữa các bánh xe với mặt đường, được viết:

P f  G a f [N]

Trong đó:

f – hệ số cản lăn giữa các bánh xe với mặt đường, nó phụ thuộc tốc độ của

Có: [m/s]

Phương trình lực cản lăn P f của Ô tô được thể hiện bằng đồ thị trên hệ trục

tọa độ có mối quan hệ giữa lực kéo tiếp tuyến (P K) phát ra ở các bánh xe

chủ động phụ thuộc vào vận tốc (V) của Ô tô, nghĩa là P = f (V ) nó có dạng là:

- Một đường thẳng song song với trục (V) khi vận tốc của Ô tô máy kéo còn nhỏ hơn hoặc bằng 80km/h

- Và khi vận tốc này tăng lớn hơn 80km/h thì đồ thị này bắt đầu cong có

dạng của một nhánh Parabol theo phương trình lực cản lăn (P f) tương ứng

3.5.2 Đồ thị tổng lực cản của không khí và lực cản lăn

Phương trình tổng lực cản của không khí và lực cản lăn của Ô tô, được viết:

Trong đó:

P  W V 2- lực cản không khí;

W hi

2 2

Downloaded by sau xanh (saudinh2@gmail.com)

W – nhân tố cản khí động, [N.s2/m2];

Phương trình lực cản tổng P

C  P W  P f của Ô tô được thể hiện bằng đồ thị

trên hệ trục tọa độ có mối quan hệ giữa lực kéo tiếp tuyến (P K) phát ra ở các bánh

xe chủ động phụ thuộc vào vận tốc (V) của Ô tô, nghĩa là P = f (V ) vận tốc của

liệu của đường đặc tính ngoài của động cơ, [N.m];

Phương trình lực kéo (Pi  ứng với từng số i của Ô tô được thể hiện bằng

đồ thị theo từng số trên hệ trục tọa độ có mối quan hệ giữa lực kéo tiếp tuyến (P K)phát ra ở các bánh xe chủ động phụ thuộc vào vận tốc (V) của Ô tô, nghĩa

3.5.4 Đường đặc tính cân bằng lực kéo của Ô tô

Khi Ô tô máy kéo:

- Chuyển động đều (ổn định), nghĩa là: J = 0, tức: P J = 0;

- Chuyển động trên mặt đường nằm ngang, nghĩa là: i = 0, tức P i = 0;

- Không kéo moóc, tức: Pm = 0;

Thì phương trình cân bằng lực kéo được biểu thị: PKi = P C = P f + P Wi Đường

đặc tính cân bằng lực kéo của Ô tô máy kéo trên hệ trục tọa độ có

mối quan hệ giữa lực kéo tiếp tuyến (P K) phát ra ở các bánh xe chủ động phụ

thuộc vào vận tốc (V) của Ô tô, nghĩa là P = f (V ).

- Lập bảng số liệu lực kéo tại các tay số

2 4

Downloaded by sau xanh (saudinh2@gmail.com)

2 6

Downloaded by sau xanh (saudinh2@gmail.com)

3.6 Đường đặc tính động lực học của Ô tô khi chất đủ tải

Nhân tố động lực học (D i ) ứng với từng số i là mối quan hệ giữa hiệu số của lực kéo tiếp tuyến (P Ki ) với lực cản không khí (P Wi ) ứng với từng số i, chia cho trọng

lượng toàn bộ (G a ) của Ô tô, được viết:

Trong đó:

Vhi – vận tốc Ô tô ở tỷ số truyền số thứ i , [m/s];

Nhân tố động lực học của Ô tô tính theo điều kiện bám (D φ ) được tính theo

biểu thức sau:

Trong đó:

φ – hệ số bám;

Để Ô tô chuyển động được trên mặt đường ngang (i = 0),

D D i  f

3.7 Đường đặc tính động lực học của Ô tô khi tải trọng thay đổi

Nhân tố động lực học Ô tô tương ứng với trọng lượng bất kỳ được tính theo biểu thức sau:

DX.GX =Di.Ga

Trong đó:

DX – nhân tố động lực học tương ứng trọng lượng mới của Ô tô;

GX – trọng lượng mới của Ô tô;

Di – nhân tố động lực học của Ô tô tương ứng khi chất đủ tải

Ga – trọng lượng khi Ô tô chất đủ tải;

Đặt:

Với:   góc của tia ứng với số phần trăm (%) tải trọng sử dụng so với tải trọng định mức của Ô tô

c Đường đặc tính của nhân tố động lực học

- Bảng số liệu của nhân tố động lực học ứng với từng vận tốc trong các tay số

Downloaded by sau xanh (saudinh2@gmail.com)

- Bảng giái trị lực cản, lực bám đường:

Đường đặc tính nhân tố động lực học của Ô tô

(Được xây dựng trên hệ trục tọa độ trên Đề các, trục hoành thể hiện giá trị của vận tốc và nhân tố động lực học (V, D) - và trục tung thể hiện các giá trị f, Di, và D)

3.8 Xác định khả năng tăng tốc – xây dựng biểu đồ gia tốc chuyển động

 Từ công thức nhân tố đọng lực học

 Với:

- : hệ số cản tổng cộng

- : hệ số tính đến chuyển động quay-



 Ta có bảng gí trị hệ số tính đến chuyển động xoay

 Bảng giá trị gia tốc với từng vận tốc các tay số

 Biểu đồ gia tốc chuyển động của xe

 Tốc độ nhỏ nhất của ôtô (m/s) tương ứng với số vòng quay ổn định nhỏ nhất của động cơ (vòng/phút).

 Trong khoảng vận tốc từ 0 đến ôtô bắt đầu khởi hảnh, khi đó, ly hợp trượt và bướm ga mở dần dần

 ở tốc độ (m/s) thì , lúc đó xe không còn khả năng tốc độ

3.9 Xác đinh thời gian tăng tốc – quãng đường tăng tốc

1.6.1 xây dưng đồ thị gia tốc ngược

 Ta có bảng giá trị gia tốc ngược

 Biểu đồ gia tốc ngược

3.10 Cách tính thời gian tăng tốc – quãng đường tăng tốc của ôtô

3.10.1 Thời gian tăng tốc

 Từ công thức tính gia tốc: