Đồ án lý thuyết ô tô tính toán và xây dựng đồ thị động lực học của xe kia ceres cango truck

Trong thời đại đất đang trên con đường Công nghiệp hóa Hiện đại hóa , từng bước phát triển đất nước. Trong xu thế thời đại khoa học kỹ thuật của thế giới ngày càn.. triển. Để hòa chung với sự phát triển đó đất nước ta đã có chủ trương phát triển một số nghành mũi nhọn, trong đó có nghành Cơ Khí Động Lực. Để thực hiện được chủ trương đó đòi hỏi đất nước phải có một đội ngũ cán bộ, công nhân kỹ thuật có trình độ tay nghề cao

ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI

KHOA CƠ KHÍ

*****

ĐỒ ÁN

LÝ THUYẾT Ô TÔ

Tính toán và xây dựng đồ thị động lực học của xe

KIA CERES CANGO TRUCK

Sinh viên thực hiện : Bùi Mạnh Long

Giáo viên hướng dẫn : Chu Văn Huỳnh

Hà Nội, 2022

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 5

BẢNG THÔNG SỐ ĐỀ BÀI 6

I Đường đặc tính ngoài của động cơ đốt trong 7

1.1 Khái niệm 7

1.2 Công thức tính 7

1.3 Kết quả tính 8

1.4 Ứng dụng của đồ thị 8

II Đồ thị cân bằng lực kéo 9

2.1 Khái niệm 9

2.2 Công thức tính 9

2.3 kết quả tính 11

2.4 ứng dụng của đồ thị 12

III Đồ thị nhân tố động lực học 13

3.1 Khái niệm 13

3.2 Công thức tính 13

3.3 kết quả tính 14

3.4 Ứng dụng của đồ thị 15

IV Đồ thị cân bằng công suất 15

4.1 Khái niệm 15

4.2 Công thức 15

4.3 Kết quả tính 17

4.4 ứng dụng đồ thị 18

V Đồ thị gia tốc 19

5.1 Khái niệm 19

5.2 Công thức 19

5.3 Kết quả tính 20

5.4 Ứng dụng của đồ thị 20

VI Đồ thị gia tốc ngược 21

6.1 Khái niệm 21

6.2 Công thức 21

6.3 Kết quả tính 21

6.4 Ứng dụng 22

VII Thời gian và quãng đường tăng tốc của ô tô 22

A Thời gian tăng tốc của ô tô 22

7.1 Khái niệm 22

7.2 Công thức 22

7.3 Bảng số liệu kết quả tính 23

7.4 Ứng dụng 25

B Quãng đường tăng tốc của ô tô 25

7.1 Khái niệm 25

7.2 Công thức 25

7.3 Ứng dụng 26

KẾT LUẬN 27

TÀI LIỆU THAM KHẢO 28

Sau khi học xong giáo trình “ Lý thuyết ô tô ” chúng em được thầy giáo bộ môn giao

đồ án môn học, vì bước đầu làm quen với việc tính toán thiết kế ô tô nên không thể tránh khỏi những bỡ ngỡ và khó khăn Nhưng nhờ có sự quan tâm và hướng dẫn tận tình của thầy nên em đã có gắng hết sức hoàn thành đồ án môn học trong thời gian được giao Đồ

án này là một điều kiện rất tốt cho chúng em xâu chuỗi kiến thức đã được học tại trường, bước đầu đi sát vào thực tế, làm quen với công việc tính toán thiết kế ô tô, nắm được phương pháp tính toán thiết kế ô tô.

Để hoàn thành tốt, khắc phục những hạn chế và thiếu sót chúng em rất mong được

sự đóng góp ý kiến, sự giúp đỡ của Thầy và các bạn để sau này ra trường bắt tay vào công việc, quá trình công tác chúng em được hoàn thành một cách tốt nhất.

Sinh viên thực hiện Bùi Mạnh Long

3 Khối lượng toàn tải(Ga – kg) 1500 15000

I Đường đặc tính ngoài của động cơ đốt trong

I.1 Khái niệm

- Đường đặc tính tốc độ của động cơ là đường biểu diễn mối quan hệ giữa

công suất có ích, momen xoắn có ích mức tiêu hao nhiên liệu trong 1 giờ vàsuất tiêu hao nhiên liệu theo số vòng quay của trục khuỷu của động cơ

- Có 2 đường đặc tính tốc độ của động cơ:

 Đường đặc tính cục bộ là đường đặc tính tốc độ của động cơ ở vị trínhiên liệu bất kì

 Đường đặc tính tốc đọ ngoài là đường đặc tính tốc độ cua động cơ ở vịtrí bướm ga mở hoàn toàn (đối với động cơ xăng hoặc thanh răng củabướm cao áp ở động cơ diezel )ở vị trí cấp nhiên liệu lớn nhất

Ta chọn với động cơ diesel 4 kì có buồng cháy lốc xoáy: a=0,7; b=1,3; c=1

- Momen xoắn của động cơ được tính như sau:

 n e− ¿số vòng quay của trục khuỷu; v/ph

 M e− ¿momen xoắn của động cơ; Nm

 Với tất cả công thức trên ta lập được một bảng thông số:

I.3 Kết quả tính

10 20 30 40 50 60

II Đồ thị cân bằng lực kéo

II.1 Khái niệm

- Phương trình cân bằng lực kéo của ô tô có thể biểu diễn bằng đồ thị Đồ thị

này biểu diễn mối quan hệ giữa lực kéo phát ra tại các bánh xe chủ động P k

và các lực cản chuyển động phụ thuộc vào vận tốc chuyển động của ô tô v.Nghĩa là:

B- chiều rộng cơ sở của xe

H- chiều cao lớn nhất của ô tô

η t- hiệu suất của hệ thống truyền lực

i0− ¿ tỉ số truyền lực chính

- Chọn η t=0,9 đối với ô tô tải có truyền lực chính 1 cấp ( bảng I-2 )

b Lốp xe kí hiệu 6,5-14-8PR

- Ý nghĩa thông số lốp

6.5: bề rộng của lốp (kí hiệu B- đơn vị inch)

14: đường kính la zăng (kí hiệu d- đơn vị inch)

λ−¿ hệ số kể đến sự biến dạng của lốp với lốp có áp suất thấp λ=0,93−0,935.

Ta chọnλ=0,93 thay vào công thức trên ta được:

- Xây dựng đường cản lăn tổng cộng P f+P w (P f=P ψ¿

 Nếu v≤ 22,2 m/s P flà một đường thẳng nằm ngang

 Nếu v≥ 22,2 m/s P flà một đường cong bậc 2

 Vì v≥ 22,2 m/s thì ta phải chọn hệ số cản lăn bằng hệ số cản thực nghiệm

- Với diện tích cả chính diện của ô tô F=BH= 1,69 1,995=3,37155 (m2 )

 Thông qua phương pháp nội suy đối với bảng I-4 Ta chọn được:

W= 2,12

- Ta tính được bảng số liệu:

II.4 II.4 II.4 II.4 II.4 II.4 II.4 II.4 II.4 ứ

ng dụng của đồ thị

- xác định được vận tốc lớn nhất là giao điểm của lực kéo ở tay số cao nhất với

tổng lực cản

- xác định được lực kéo dư khi tăng tốc

- xác định được vùng làm việc ổn định của các tay số

III Đồ thị nhân tố động lực học

III.1 Khái niệm

- Thông số đặc trưng cho tính chất của động lực học mà các chỉ số về kết cấuc

không có mặt ở trong đó, được gọi là nhân tố động lực học

- Đồ thị nhân tố động lực học biểu diễn mối quan hệ giữa nhân tố động học

của ô tô khi sử dụng các tay số khác nhau với vận tốc chuyển động của ô tô

D: nhân tố động lực học của ô tô

P k: lực kếo tiếp tuyến tại bánh xe chủ động

P ω: lực cản không khí

i t: tỷ số truyền của hệ thống truyền lực

G: trọng lượng toàn bộ của xe (G=G a.9,81 )

III.3 kết quả tính

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0

- Đồ thị nhân tố động lực học thay đổi

Những đường đặc tính động lực học của ô tô lập ra ở góc phần tử bên phải của

đồ thị tương ứng với trường hợp ô tô có tải trọng đầy, còn góc phần tử bên trái đồthị, ta vạch từ gốc tọa độ những tia làm với trục hoành các góa α khác nhau mà:

tg α= D

D x

=G x

G a

Như vậy mỗi tia ứng với một tải trọng G nào đó tính ra phần trăm so với tảitrọng đầy của ô tô

Trong trường hợp G x=G a thì tgα=1, lúc này tia làm với trục hoành một góc α=450,các tia có α >450 ứng với G x>G a( khu vực quá tải), các tia có α <450 ứng với G x<G a

( khu vực chưa quá tải)

G x=G a+(G a−G0).(% quá tải)

- Xét trường hợp quá tải 50%

- Xét trường hợp quá tải 100%

- Xét trường hợp quá tải 150%

III.4 Ứng dụng của đồ thị

- Xác định được V max

- Xác định được gia tốc tăng tốc của ô tô (J)

- Xác định góc dốc ( độ dốc góc) lớn nhất có thể vượt qua

IV Đồ thị cân bằng công suất

- Công suất của động cơ phát ra sau khi truyền qua hệ thống truyền lực sẽ tiêu

hao một phần ở hệ thống truyền lực còn lại là công suất kéo tải bánh xe chủđộng Công suất kéo này dùng để thắng các công suất cản chuyển động của ôtô

- Đồ thị cân bằng công suất là đồ thị biểu diễn mối quan hệ phát ra ở các dãy

số, công suất kéo tại bánh xe chuyển động ở các dãy số, các công suất cảnchuyển động theo tốc độ chuyển động của ô tô hoặc số vòng quay trục khuỷucủa động cơ

N k=N e−N t=N f+ ¿N i+ ¿N j+ ¿N w+N m¿ ¿ ¿

*Trong đó:

- N e: Công suất động cơ sinh ra

- N t: Công suất tổn hao cho hệ thống truyền lực

- N k: Công suất kéo bánh xe chuyển động

IV.4 ứng dụng đồ thị

- xác định được v maxcủa ô tô có thể đạt được

- xác định lực kéo dư tăng tốc hoặc vượt dốc

Y N=N Ψ+N ω

N k

- Mức độ sử dụng công suất càng lớn thì mức tiêu hao nhiên liệu càng nhỏ,

ngược lại

- Khi chất lượng mặt đường tốt, vận tốc ô tô nhỏ, tỉ số truyền hộp số lớn thì

mức độ sử dụng công suất nhỏ dẫn tới tiêu hao nhiên liệu

V Đồ thị gia tốc

V.1 Khái niệm

- Định nghĩa gia tốc là đại lượng vật lí đặc trung cho sự thay đổi của vận tốc

theo thời gian Nó là một trong những đại lượng cơ bản dùng để mô tảchuyển động Cũng như vận tốc, gia tốc là đại lượng hữu hướng Thứnguyên của gia tốc là độ dài trên bình phương thời gian Thời gian và quãngđường tăng tốc của ô tô là những thông số quan trọng để đánh giá chất lượngđộng lực của ô tô Ta sử dụng đồ thị gia tốc để xác định thời gian và quãngđường tăng tốc của ô tô

V.4 Ứng dụng của đồ thị

- Xác định gia tốc của ô tô ở một tốc độ nào đó của một số truyền đã cho

- Xác định thời điểm sang số hợp lý (thời điểm đổi tay số truyền khi tăng tốc)

để đảm bảo độ giảm tốc độ là nhỏ nhất và thời gian sang số là nhỏ nhất vàđạt tốc độ cao nhất, nhanh nhất ở các số truyền sau

- Xác định thời gian và quãng đường tăng tốc của ô tô

VI Đồ thị gia tốc ngược

Là đồ thị biểu diễn tỉ số 1J theo thời gia v

Ta chỉ lấy J tới 0,95 v max để 1j không phải là vô cùng Vì v max J=0

VI.3 Kết quả tính

- Xác định thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc.

VII Thời gian và quãng đường tăng tốc của ô tô

A Thời gian tăng tốc của ô tô

VII.1 Khái niệm

Thời gian tăng tốc của ô tô là tổng thời gian để xe tăng tốc từ vmin lên vmax

hệ phụ thuộc chính xác về giải tích giữa gia tốc j và vận tốc chuyển động v củachúng

Nhưng tích phân này có thể giải bằng đồ thị dựa trên cơ sở đặc tính thời gian tăngtốc theo phương pháp tích phân bằng đò thị, ta cần xây dựng đường cong gia tốcnghịch cho từng số truyền

Phần diện tích giới hạn bởi đường cong 1j, trục hoành và hai đoạn tung độ tươngứng với khoảng biến thiên vân tốc dv biểu thị thời gian tăng tốc của ô tô Tổngcộng tất cả các vận tốc này ta được thời gian tăng tốc từ vận tố v1và v2 và xây dựngđược đồ thị thời gian tăng tốc phụ thuộc vào vận tốc chuyển động t=f(v).

Trong quá trình tính toán và xây dựng đồ thị:

- Tại vận tốc lớn nhất của ô tô v max gia tốc j=0 và do đó 1j=∞ vì vậy khi ta lập đồthị trong tính toán ta chỉ lấy giá trị vận tốc của ô tô khoảng 0,95 v max

- Tại vận tốc nhỏ nhất của ô tô v min ta lấy t=0

- Đối với hệ thống truyền lực của ô tô với hộp số có cấp, thời gian chuyển số từthấp lên cao xảy ra hiện tượng giảm vận tốc của ô tô trong khoảng Dv từ 1-3s.Chọn thời gian chuyển số 1s

- Giảm vận tốc ∆ v= g t

δ a

VII.3 Bảng số liệu kết quả tính

- Dùng để đánh giá chất lượng động lực học của ô tô

B Quãng đường tăng tốc của ô tô

Tích phân này cũng không giải được bằng phương pháp giải tích vì nó không có mối quan

hệ giải tích giữa v và t Vì vậy, chúng ta cũng áp dụng phương pháp giải bằng đồ thị trên

cơ sở đồ thị thời gian tăng tốc của ô tô.

Chúng ta lấy một phần nào đó diện tích tương ứng với khoảng biến thiên thời gian dt, phần diện tích được giới hạn bởi đường cong thời gian tăng tốc, trục tung và hai hoành độ

tương ứng với độ biến thiên thời gian dt, sẽ biểu thị quãng đường tăng tốc của ô tô Tổng cộng tất cả các diện tích này lại, ta được quãng đường tăng tốc của ô tô từ vận tốc v1đến v2

và xây dựng đồ thị quãng đường tăng tốc của ô tô phụ thuộc vào vận tốc chuyển động của chúng S=f(v).

Quãng đường đi được trong thời gian chuyển số là ∆ v được tính theo biểu thức:

ĐỒ THỊ THỜI GIAN VÀ QUÃNG ĐƯỜNG TĂNG TỐC CỦA Ô TÔ

t (s)

S (m)

KẾT LUẬN

Việc tính toán động lực học kéo của ô tô chỉ có ý nghĩa về mặt lý thuyết do tính tương đối của phép tính và sự lựa chọn các hệ số trong quá trình tính toán không chính xác so với thực tế Trong thực tế, việc đánh giá chất lượng kéo của ô

tô được thực hiện trên đường hoặc bệ thử chuyên dụng

TÀI LIỆU THAM KHẢO