giới thiệu đôi chút về dòng xe huyndai tucson

Phan Trung Dũng

I.Giới thiệu đôi chút về dòng xe

•Tucson là mẫu xe SUV hạng C có tính đa dụng, tiện nghi và sang trọng nhất ở thị trường Việt Nam, kết hợp sự năng động, mạnh mẽ đặc trưng của dòng xe SUV cùng không gian sang trọng, tiện nghi, ứng dụng nhiều công nghệ hiện đại tạo nên chuẩn mực mới trong phân khúc SUV.

II Bố trí tuyến hình

III - Basic dimensions of the car:

3.1 )Thông số theo thiết kế phác thảo

III.Thông số đầu vào

-Engine type: 2.0L I4 Smartstream naturally aspirated gasoline engine

-Displacement: Vc = 1999 (cc)

-Maximum power: Pmax = 156 (horsepower)-nN: 6200 (rpm) (revolutions per minute)-Maximum torque: Mmax = 192 (Nm)

-Maximum speed: Vmax = 230(km/h) = 63,9 (m/s)-Power transmission system:

Front – mounted engine, front – wheel drive 6 – speed automatic transmission

III.Thông số đầu vào-Self weight: 1576kg

-Passenger weight: 60kg/ person-Luggage weight: 20kg/ person-Power transmission efficiency: 0,95-Air resistance coefficient: K = 0,18

-Rolling resistance coefficient when V < 22 m/s is f0 = 0,01 

3.2 Thông số chọn

III.Thông số đầu vào

-Dynamic and kinematic radius of the wheel: rb = rk = λ r0

III.Thông số đầu vào

- Vehicle: Hyundai Tucson 2.0 special version with 5 seats:

- Curb weight (Vehicle own’s weight): G0 = 1576 (kg)

- Payload (Cargo, luggage, ): Gh = 20 (kg)

- Weight:

G – Curb weight

n – number of people (n=5) A – Weight of each person Gh – Weight of luggage

- G = 1576 + 5.(60 + 20) = 1976 (kg)

 So the total weight of the vehicle: G = 1976 (kg) = 19760 (N)

 Weight distribution: the load weight of the car acting on the front axle (G1) accounts for (55% ÷ 65%).G

IV.Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ

- The external speed characteristics curve of the engine represents relationship between power, torque and fuel consumption of the engine according to the engine’s rotational speed These characteristic curves include:

we N For an unrestricted – speed gasoline engine

- Choose λ = 1 (for gasoline engine)

(Ne)max = 𝑁𝑒𝑣

𝑎 ൬𝑤 𝑒𝑣

𝑤 𝑒𝑁൰+𝑏 ൬𝑤 𝑒𝑣𝑤 𝑒𝑁൰

IV Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ

- Vmax = 230 (km/h) = 63,9 (m/s) > 22 (m/s) So the rolling resistance coefficient f is caculated as:

𝑓 = 𝑓0∗ቀ1 +𝑉𝑚𝑎𝑥 2

1500ቁ ⇒ f = 0,01 ቀ1 +63,92

1500ቁ = 0,0372 Where:

- K – Air resistance coefficient (K = 0,18) - F – Frontal area

- ηtl – Power transmission efficiency (ηtl = 0,95)

- max – Total coefficient of road resistance (max = 0,4) - Nev = 1

0,95 ሾ19760 0,0372 63,9 + 0,18 1,8 ሺ63,9ሻ3ሿ= 138458,2 (W) - So the engine power under the motion resistance condition is:

Nev = 138,458 (kW)

IV Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ- Maximum engine power:

(2.2) ⇒ Nemax = 138,458 (kW)

- Developing external speed characteristic curve:

- Determining the engine power at diffirent rotational speeds (using the Laydecman formula)

(2.1) ⇒ Ne = (Ne)max ሾ𝑎.λ + 𝑏 λ2 − 𝑐.λ3ሿ (kW) Where:

- Nemax and wemax represents the maximum power of the engine and the corresponding speed

- Ne and we represents the power and speed at a specific point on the characteristic curve

- Calculating the torque of the engine crankshaft at different speeds (RPMs)

o The parameters we, Ne, Me have their calculation formulas

o The calculated results are recorded in the table

IV.Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ

Table 1: the table shows the engine torque and power

241,76103,80 108,

39

Development of the engine’s external speed characteristics

After performing calculations and data processing, we have developed the external speed characteristic curve with engine power Ne (kW) and torque Me (Nm):

Firgue 1: External speed characteristic curve graph of the engine

External speed characteristic curve

Development of the engine’s external speed characteristics

- Comments:

- The maximum Me value is determined according to the Laydecman formula as follows:

Starting from the formula

𝑤𝑒𝑁 ൤ 𝑏 ∗1

𝑤𝑒𝑁 − 2𝑐 ∗𝑤𝑒

𝑤𝑒𝑁2൨⇒ 𝑤𝑒𝑤𝑒𝑁 =

2𝑐 = 0,5⇒ Memax= 𝑁𝑒𝑚𝑎𝑥

𝑤𝑒𝑁 ቀ𝑎 +𝑏2

4 𝑐ቁ = 13845 8 ,2

6 28 ቀ1 +12

4ቁ = 275,59 (Nm)

overcome motion resistance To select an engine for an automobile, additional power is needed to overcome additional resistances such as fans, air compressors, Therefore, the maximum power must be chosen

Nemax = 1,1∗Nemax = 1,1*262,81 = 289,09 (Nm)

IV.Tính toán các thông số động lực học ô tô

-Transmission ratio of the power transmission system:

itl = i0 ih ic ip (2.6)Where:

itl – transmission ratio of the power transmission systemi0 – transmission ratio of the main power transmissionih – transmission ratio of the gearbox

ic – transmission ratio of the final power transmissionip – transmission ratio of the auxiliary gearbox

Typically ic = 1; ip = 1

IV.Tính toán các thông số động lực học ô tô

This is determined to ensure the car operates at its highest speed in the top gear of the gearbox-We have the equation:

 

IV.Tính toán các thông số động lực học ô tô

-Transmission ratio of gear 1:

The transmission of gear 1 is determined to ensure the car can overcome maximum road resistance without wheel slip under all driving conditions

Under driving conditions, we have:Pk max Pψ max + Pw

IV.Tính toán các thông số động lực học ô tô

- When the vehicle is operating in first gear, the speed is low This allow us to disregard the air resistance force Pw

IV.Tính toán các thông số động lực học ô tô

- Where:

Gφ – Load acting on the driving axle

φ – Coefficent of the road adhesion (φ = 0,7)rbx – Average working radius of the wheels = 3,22

ih1 = 3,0718

 

IV.Tính toán các thông số động lực học ô tô

-The transmission ratio of the gear stages in the gear box is chosen according to the ‘geometric progression’ principle

-The multiplication factor is determined by the equation:

IV.Tính toán các thông số động lực học ô tô

-The transmission ratio of the i-th gear stage in the gearbox is determined by the following formula:

ihi – Transmission ratio of the i-th gear stage in the gearbox (i = 1; 2;…; n-1) -With these formulas, we can determine the transmission ratio of each gear stage:Transmission ratio of gear stage 2: ih2 = = = 2,4542

Transmission ratio of gear stage 3: ih3 = = = 1,9608Transmission ratio of gear stage 4: ih4 = = = 1,5666Transmission ratio of gear stage 5: ih5 = = = 1,2516Transmission ratio of gear stage 6: ih6 = = = 1

-Reverse transmission ratio: ie = 1,2 ih1 = 1,23,0718 = 3,686

Verify the reverse transmission ratio according to the traction condition:

 

IV.Tính toán các thông số động lực học ô tô

The transmission ratios corresponding to each gear are shown in the table below:

IV.Tính toán các thông số động lực học ô tô

-The equation for the vehicle’s traction force balance:

Pk = Pf + Pi + Pj + Pw (2.11)Where:

Pk – Traction force of the vehiclePk =

Pf – Rolling resistance force: Pf = G.f = G.fPi – Hill climbing resistance force: Pi = G = 0

Pj – Inertial force (occurs when the vehicle is in unstable motionPj = j

Pw – Air resistance force: Pw = K.F.v2

 

-Speed correspoding to each gear:

IV.Tính toán các thông số động lực học ô tô

IV.Tính toán các thông số động lực học ô tô

IV.Tính toán các thông số động lực học ô tô

-Equation for drag force balance Pc:Pc= Pf + Pw

Considering a vehicle moving on a level road without windPc = G.f + K.F.v²

IV.Tính toán các thông số động lực học ô tô

Create a table to calculate Pc and Pφ:

-Plot the graph Pk =f(v) and P=f(v):

Figure 2: Traction force balance and speed for each gear

IV.Tính toán các thông số động lực học ô tô

The vertical axis represents Pk, Pf, Pw, Pφ The horizontal axis represents v (m/s)

The form of the car’s traction force graph Pki = f(v) is similar to the curve Me = f(ne) of the external speed characteristic curve of the engine

The range between the traction force curve Pki and the total traction force curve is the surplus traction force (Pkd) used for acceleration or climbing

The total traction force of the car must be less than the adhesion between the wheels and the road surface

IV.Tính toán các thông số động lực học ô tô

IV.Tính toán các thông số động lực học ô tô

IV.Tính toán các thông số động lực học ô tô

IV.Tính toán các thông số động lực học ô tô

On the graph Nk = f(v), plot the graph according to the table -Consider a car moving on a level road:

Nc = G.f.v +K.F.v3(2.14)-Create a table to calculate :

Table 5: Powertrain resistance per transmission ratio

Figure 3: Power balance graph of the car

VII.Tính toán các thông số động lực học ô tô

IV.Tính toán các thông số động lực học ô tô

The dynamics factor is the ratio between the difference of the traction force Pk and the air resistance Pw with the total weight of the car This ratio is denoted as "D"

IV.Tính toán các thông số động lực học ô tô

IV.Tính toán các thông số động lực học ô tô

IV.Tính toán các thông số động lực học ô tô

V Lập bảng tính giá trị thời gian tăng tốc – quãng đường tăng tốc của ôtô

-Dynamic factor under adhesion conditions is determined as

V Lập bảng tính giá trị thời gian tăng tốc –

quãng đường tăng tốc của ôtô

Based on the table calculation results, construct the dynamic factor graph:

Figure 4: Dynamic factor graph of the vehicle

V.Lập bảng tính giá trị thời gian tăng tốc – quãng đường tăng tốc của ôtô

The maximum value of the dynamic factor D1 max at the lowest transmission ratio represents the vehicle’s ability to overcome the largest driving resistance of the road: D1 max = max

V.Lập bảng tính giá trị thời gian tăng tốc – quãng đường tăng tốc của ôtô

-No-slip driving region of the vehicle:

Similar to traction force, the dynamic factor is also limited by the adhesion conditions of the drive wheels on the road surface To prevent the vehicle from slipping during rotation, the dynamic factor D must satisfy the following condition:  ≤ D ≤ Dφ

The region bounded by the Dφ curve and the  curve on the dynamic factor graph is the region that meets the above condition When D > Dφ within a certain limit, the local characteristic of the engine can be used to prevent wheel slipping if practical operational conditions occur

VII.Đánh gía khả năng kéo móc và vượt dốc

-Formula for calculating acceleration when the vehicle is moving on a level road:

Ji = g (2.17)Where:

Di is the value of the dynamic factor at transmission ratio i, corresponding to the speed vi from the D = f(v) graph

f is the cofficient of rolling resistance

Ji is the acceleration of the vehicle in transmission ratio iis a factor considering the influence of rotating masses

= 1+0.05(1+ihi²) (2.18)

 

IV.Tính toán các thông số động lực học ô tô

IV.Tính toán các thông số động lực học ô tô

IV.Tính toán các thông số động lực học ô tô

Based on the table calculation results, construct the acceleration graph:

Figure 5: Acceleration graph

Constructing the inverted acceleration graph:

Based on the table calculation results, construct the inverted acceleration graph:

Figure 6: Inverted acceleration graph

Calculate acceleration time and acceleration distance for a vehicle

- Acceleration time:

vv v

Create a table to calculate the values of acceleration time and acceleration distance for the vehicle:

-Consider speed loss and time during gear shifts

-Speed loss during gear shifts depends on the driver's skill level, gearbox structure, and engine type in the car

-Gasoline engines, with skilled drivers, have gear shift times ranging from 0.5s to 2s-Calculate the speed loss during gear shifts:

Δv = (m/s) Where:

f0 - the cofficient of rolling resistancecs – acceleration time (tcs = 1s)

Δv2 = 0,157471 (m/s)Δv3 = 0,204382 (m/s)

Δv4 = 0,275517 (m/s)Δv5 = 0,393684 (m/s) Δv6 = 0,589652 (m/s)

-Create a table to calculate acceleration time and acceleration distance for a vehicle:

Accerelation time and distance graph of the vehicle

Figure 7: Accerelation time and distance graph of the vehicle

Calculating the traction dynamics of a car is only meaningful in theory due to the relative nature of the calculations and the inaccuracies in choosing coefficients during the computation compared to reality In practice, evaluating the traction quality of a car is conducted on the road or on specialized testing benches