LỜI NÓI ĐẦU 3 Bảng các thông số cơ bản của ô tô MOSKVICH 2137 4 I. ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGOÀI CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG. 5 1.1. Khái niệm. 5 1.2. Công thức tính 5 1.3. Kết quả tính, lập bảng thông số đặc tính ngoài: 6 1.4. Ứng dụng của đồ thị 7 II. ĐỒ THỊ CÂN BẰNG LỰC KÉO. 8 2.1. Khái niệm. 8 2.2. Công thức tính. 8 2.3. Kết quả tính và lập bảng thông số lực kéo và lực cản: 10 2.4. Ứng dụng đồ thị. 11 III. ĐỒ THỊ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 12 3.1 Khái niệm 12 3.2 Công thức tính: 12 3.3 Kết quả tính 13 3.4 Ứng dụng của đồ thị 14 IV. ĐỒ THỊ NHÂN TỐ ĐỘNG LỰC HỌC 15 4.1 Khái niệm 15 4.2 Công thức tính 15 4.3 Kết quả tính 16 4.4 Ứng dụng của đồ thị 17 V. ĐỒ THỊ GIA TỐC 18 5.1 Khái niệm 18 5.2 Công thức tính 18 5.3 Kết quả tính 18 5.4 Ứng dụng của đồ thị 19 VI. ĐỒ THỊ GIA TỐC NGƯỢC 20 6.1 Khái niệm 20 6.2 Công thức tính 20 6.3 Kết quả tính 20 6.4 Ứng dụng 21 VII. XÁC ĐỊNH THỜI GIAN CỦA ÔTÔ 22 7.1 Xác định thời gian tăng tốc 22 7.2 Thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc của ôtô. 22 VIII.QUÃNG ĐƯỜNG TĂNG TỐC CỦA Ô TÔ 24 8.1 Quãng đường tăng tốc 24 8.2 Đồ thị 24 KẾT LUẬN 25
Trang 1MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 3
Bảng các thông số cơ bản của ô tô MOSKVICH 2137 4
I ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGOÀI CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 5
1.1 Khái niệm 5
1.2 Công thức tính 5
1.3 Kết quả tính, lập bảng thông số đặc tính ngoài: 6
1.4 Ứng dụng của đồ thị 7
II ĐỒ THỊ CÂN BẰNG LỰC KÉO 8
2.1 Khái niệm 8
2.2 Công thức tính 8
2.3 Kết quả tính và lập bảng thông số lực kéo và lực cản: 10
2.4 Ứng dụng đồ thị 11
III ĐỒ THỊ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 12
3.1 Khái niệm 12
3.2 Công thức tính: 12
3.3 Kết quả tính 13
3.4 Ứng dụng của đồ thị 14
IV ĐỒ THỊ NHÂN TỐ ĐỘNG LỰC HỌC 15
4.1 Khái niệm 15
4.2 Công thức tính 15
4.3 Kết quả tính 16
4.4 Ứng dụng của đồ thị 17
V ĐỒ THỊ GIA TỐC 18
5.1 Khái niệm 18
5.2 Công thức tính 18
5.3 Kết quả tính 18
5.4 Ứng dụng của đồ thị 19
VI ĐỒ THỊ GIA TỐC NGƯỢC 20
6.1 Khái niệm 20
6.2 Công thức tính 20
6.3 Kết quả tính 20
1
Trang 26.4 Ứng dụng 21
VII XÁC ĐỊNH THỜI GIAN CỦA ÔTÔ 22
7.1 Xác định thời gian tăng tốc 22
7.2 Thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc của ôtô 22
VIII.QUÃNG ĐƯỜNG TĂNG TỐC CỦA Ô TÔ 24
8.1 Quãng đường tăng tốc 24
8.2 Đồ thị 24
KẾT LUẬN 25
Trang 3LỜI NÓI ĐẦU
Lý thuyết ôtô là một trong những môn cơ sở then chốt của chuyên ngành cơ khíôtô có liên quan đến các tính chất khai thác để đảm bảo tính an toàn, ổn định và hiệu quảtrong 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 ôtô là một phần của môn học, với việc vận dụngnhững kiến thức đã học về các chỉ tiêu đánh giá khả năng kéo của ôtô để vận dụng để tínhtoán sức kéo và động lực học kéo, xác định các thong số cơ bản của động cơ hay hệ thốngtruyền 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 nghĩacủa bài tập và góp phần vào việc củng cố nâng cao kiến thức phục vụ cho các môn họctiếp theo và bổ sung thêm vào vốn kiến thức phục vụ cho công việc sau này
Sau đây là phần thuyết minh của em về nội dung bài tập lớn môn học này Mặc dùđược thầy cô bộ môn hướng dẫn rất kỹ càng nhưng cũng do đây là lần đầu làm nên emkhông tránh khỏi sai xót trong bài làm của mình Mong thầy có thể bỏ qua những sai xót
đó và nhắc nhở cho em khi vấn đáp để em có thể sửa chữa
Em xin chân thành cảm ơn!
3
Trang 4Bảng các thông số cơ bản của ô tô MOSKVICH 2137
Trang 51.1 Khái niệm.
- Đường đặc tính tốc độ của động cơ là những đường biểu thị mối quan hệ giữa công suất có ích (Ne), momen xoắn có ích (Me), suất tiêu hao nhiên liệu trong một giờ (GT); suất tiêu hao nhiên liệu riêng (ge) theo số vòng quay trục khuỷu n hoặc theo tốc độ góc ꞷ của trục khuỷu
- Có 2 loại đường đặc tính tốc độ của động cơ:
+ Đường đặc tính tốc độ cục bộ: là đường đặc tính tốc độ của động cơ mà vị trí của bướm ga (động cơ xăng) hoặc thanh răng của bơm cao áp (động cơ diesel) ở vị trí bất kì.+ Đường đặc tính tốc độ ngoài là đường đặc tính tốc độ của động cơ mà vị trí của bướm
ga (Đc xăng) hoặc thanh răng của bơm cao áp (động cơ diesel) ở vị trí cung cấp nhiên liệu
Trong đó: N e – công suất động cơ ở vòng quay bất kỳ (kW)
N emax– công suất động cơ tại vòng quay n N (kW)
M e – momen xoắn của động cơ (Nm)
a, b, c – các hệ số thực nghiệm, đối với động cơ xăng a = b = c = 1
n N – số vòng quay trục khuỷu của động cơ xăng ứng với công suất lớn nhất (v/p)
Ngoài ra ta còn có các công thức tính các đại lượng:
Trang 6HÌNH 1: ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH TỐC ĐỘ
M e
N e
Trang 7* Vùng làm việc của động cơ : Là vùng nằm giữa nm, và ne, trong khoảng đó khi Negiảm thì Me tăng nên phương tiện vẫn đảm bảo tăng sức kéo và làm việc tốt, chỉ giảm phần nào tốc độ Hay nếu Ne tăng, giảm bớt sức kéo nhưng tốc độ tăng Ngoài vùng trên ra, Ne và Me đều giảm nên chỉ gặp chướng ngại nhỏ cũng có thể chết máy Ở vùng làm việc ổn định nếu gặp chướng ngại sẽ giảm tốc độ, công suất giảm nhưng Me lại tăng giúp động cơ vượt chướng ngại (không cần phải về số thấp).
* Khi thiết kế động cơ mới ta phải dùng đường đặc tính ngoài để so sánh với đường đặc tính của động cơ mẫu và xem xét giá trị hệ số thích ứng K:
K= M emax
M n
+ Trong đó : Mn là mô men xoắn định mức
K là hệ số thích ứng, đối với động cơ xăng K = 11 – 135
+ K dùng để đánh giá khả năng vượt chướng ngại vật và khả năng tăng tốc của động
cơ K càng lớn thì khả năng này càng tốt
+ Ở động cơ xăng có đường cong Me dốc hơn ở động cơ diesel nên K lớn hơn
+ K thấp dưới mức cho phép thi khi gặp chướng ngại nếu không về số thấp để tăng mômen bánh xe thì ôtô sẽ không vượt được
7
Trang 8II ĐỒ THỊ CÂN BẰNG LỰC KÉO.
Để ô tô có thể chuyển động được thì lực kéo tiếp tuyến tại bánh xe chủ động phải thắng được lực cản của các tay số: lực cản lăn Pf lực cản lên dốc Pi, lực cản quán tính Pj, lực cản không khí Pw, lực cản kéo móc Pm Biểu thức cân bằng giữa lực kéo với tổng các lực cản được gọi là phương trình cân bằng lực kéo của ô tô Phương trình cân bằng lực kéo có thể được biểu diễn bằng đồ thị Đồ thị cân bằng lực kéo là đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa lực kéo ở các tay số, các giá trị lực cản theo vận tốc chuyển động của ô tô
- it : là tỷ số truyền của hệ thống truyền lực
- η t: là hiệu số của hệ thống truyền lực (η t = 0,95)
Trang 9+ j: gia tốc chuyển động của ô tô
+ δ j: hệ số kể đên sự ảnh hưởng của khối lượng chuyển động quay
+ δj=1,05+0,05 Ih2
- Pω=K F v2=W v2 là lực cản không khí
+ K: hệ số cản không khí
+ k.F: là nhân tố cản không khí (W)
+ v: vận tốc tương đối giữa ô tô và không khí
+ P ω: chỉ mang dấu âm (-) khi ô tô cùng chiều gió và v gió>v xe
+ F: tiết diện cản chính diện, ta có: F = B.H = 1,55.1,525 = 2,36375 (m2)
Trang 102.3 Kết quả tính và lập bảng thông số lực kéo và lực cản:
Trang 110.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 0.00
- Đặc tính kéo cho phép xác định lực kéo lớn nhất Pkimax ở từng số truyền
- Đặc tính kéo không thể đánh giá chất lượng kéo của xe Bởi vì khi hai xe có cùng lực kéo thì xe nào có trọng lượng nhỏ hơn, thông số khí động tốt hơn thì xe đó có chất động lực học cao hơn
11
Trang 12III ĐỒ THỊ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
3.1 Khái niệm
- Công suất của động cơ sinh ra sau khi truyền qua HTTL sẽ tiêu hao một phần ở HTTL còn lại là công suất kéo để bánh xe chuyển động Công suất kéo này dùng để thắngcác công suất cản chuyển động của ô tô
- Đồ thị cân bằng công suất là đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa công suất
phát ra ở các tay số, công suất kéo tại bánh xe chủ động ở các tay số, các công
suất cản chuyển động theo tốc độ chủ động của ô tô hoặc số vòng quay trục
khuỷu của động cơ
3.2 Công thức tính:
N k=Ne−N t=Nf ± N i ± N j ± N ω+N m(w)
Trong đó:
Ne công suất động cơ sinh ra
Nk công suất kéo bánh xe chủ động N k=Ne η t
Nf công suất cản lăn N f=G f cosα v
𝛼 góc dốc mặt đường
𝑓 hệ số cản lăn
G trọng lượng
Ni công suất cản lên dốc N i=G sinα v
Nj công suất cản quán tính
N j=G
g J δ i v
Nw công suất cản không khí N ω=W v3
Nm công suất cản kéo móoc N m=n Q v ψ
- Phương trình cân bằng công suất:
Trang 133.3 Kết quả tính
1.00 4805.2 5058.1 1.71 4805.2 5058.1 2.63 4805.2 5058.1 3.49 4805.2 5058.12.05 10469.6 11020.6 3.52 10469.6 11020.6 5.39 10469.6 11020.6 7.17 10469.6 11020.63.08 16378.5 17240.5 5.27 16378.5 17240.5 8.09 16378.5 17240.5 10.76 16378.5 17240.54.11 22464.
22464
4
23646.85.14 28523.1 30024.4 8.79 28523.1 30024.4 13.48 28523.1 30024.4 17.93 28523.1 30024.46.16 34350.3 36158.2 10.55 34350.3 36158.2 16.18 34350.3 36158.2 21.51 34350.3 36158.27.19 39741.7 41833.4 12.30 39741.7 41833.4 18.87 39741.7 41833.4 25.10 39741.7 41833.48.22 44493.1 46834.8 14.06 44493.1 46834.8 21.57 44493.1 46834.8 28.68 44493.1 46834.89.25 48400.
1
50947
5
15.82
48400
1
50947.510.2
7 51258.6 53956.4 17.58 51258.6 53956.4 26.96 51258.6 53956.4 35.85 51258.6 53956.411.3
52864
2
55646.512.3
3 53012.6 55802.7 21.09 53012.6 55802.7 32.35 53012.6 55802.7 43.03 53012.6 55802.713.3
6 51499.6 54210.1 22.85 51499.6 54210.1 35.05 51499.6 54210.1 46.61 51499.6 54210.114.3
48464
7
51015.5Bảng 3.1 Giá trị công suất ứng với mỗi vận tốc ở các tay số
Trang 14- Xác định công suất dư dùng để tăng tốc, vượt dốc
- Xác định mức độ sử dụng công suất của ô tô
- 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 nhiều nhiên liệu
Trang 15- Dùng để xác định trị số các thành phần của công suất cản ở các tay số khác nhau với các số truyền khác nhau, xác định công suất dự trữ ở các tốc độ khác nhau, ở các số truyền khác nhau.
Đồ thị nhân tố động lực học là đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa nhân tố động lực học
ở các dãy số với vận tốc chuyển động của ô tô
* Đồ thị nhân tố động lực học khi tải trọng thay đổi
Những đường đặc tính động lực học của ô tô lập ra ở góc phần tư bên phải của đồ thị tương ứng với trường hợp ô tô có tải trọng đầy, còn góc phần tư bên trái của đồ thị, ta vạch từ gốc toạ độ nhưng tia làm với trục hoành các góc 𝛼 khác nhau mà:
Trang 16Như vậy mỗi tia ứng với một tải trọng Gx nào đó tính ra phần trăm so với tải trọng đầy của ô tô.
Trong trường hợp Gx=G thì tg𝛼=1 lúc này tia làm với trục hoành một góc 𝛼=45
Trang 170.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 0.00
v
4.4 Ứng dụng của đồ thị
- Xác định được vmax là hoành độ giao điểm của đường nhân tố động lực học ở tay số
4 với đường hệ số cản lăn
- Xác định được gia tốc tăng tốc của ô tô (j)
- Xác định góc dốc (i) lớn nhất có thể vượt qua i= D-f
- Tìm loại đường mà ôtô có thể hoạt động được ở một số truyền nào đó khi biêt vận tốcchuyển động và tải trọng trên xe
- Xác định hệ số cản lớn nhất của đường mà ôtô có thể vượt qua được Ψmax ở từng taymax ở từng tay
số truyền ứng với tải trọng đã biết
- Tìm số truyền thích hợp và tốc độ chuyển động của ôtô, khi biết sức cản của đường
và tải trọng của ôtô
- So sánh đặc tính động lực của các loại ô tô khác nhau
17
Trang 18V ĐỒ THỊ GIA TỐC
5.1 Khái niệm
- Thời gian và quãng đường tăng tốc của ô tô là những thông số quan trọng để đánh giá chất lượng động lực học của ô tô Ta sử dụng đồ thị gia tốc để xác định thời gian và quãngđường tăng tốc của ô tô
Ψmax ở từng tay - hệ số cản tổng cộng của đường g - gia tốc trọng trường (m/s)
δi - hệ số tính đến ảnh hưởng của các khối lượng vận động quay i - hệ số tính đến ảnh hưởng của các khối lượng vận động quay
Trang 190.5000 1.0000 1.5000 2.0000 2.5000
HÌNH 5: ĐỒ THỊ GIA TỐC
j 1 j 2 j 4 j 3
Để xác định thời gian và quãng đường tăng tốc của ô tô
- Dùng đồ thị để xác định gia tốc của ôtô ở một tốc độ nào đó, ở số truyền nào đó
- Dùng để xác định thời điểm sang số hợp lý để đảm bảo độ giảm tốc độ nhỏ nhất và thời gian đổi số truyền là ngắn nhất và đạt tốc độ cao nhất, nhanh nhất ở các số truyền
- Dùng đồ thị để xác định thời gian và quãng đường tăng tốc của ôtô
19
Trang 20VI ĐỒ THỊ GIA TỐC NGƯỢC
Ta chỉ lấy J tới 0,95 vmax để 1j không phải là vô cùng Vì khi vmax thì J=0
Trang 210.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 0.00
Trang 22VII XÁC ĐỊNH THỜI GIAN CỦA ÔTÔ
7.1 Xác định thời gian tăng tốc
Biểu thức xác định thới gian tăng tốc
+) ti – thời gian tăng tốc từ v1 đến v2
+) ti = Fi – với Fi là phần diện tích giới hạn bởi phần đồ thị 1j = f(v); v = v1 ; v = v2 và trục hoành của đồ thị gia tốc ngược
⇒Thời gian tăng tốc toàn bộ
t1=∑
i=1
n
F i(s)
+) n – số khoảng chia vận tốc (vmin → vmax)
+) tại j = 0 → 1j Do đó chỉ tính tới giá trị v = 0,95vmax
t=(1j1+
1
j1+1) ∆ v i 1
2(s)
7.2 Thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc của ôtô.
- Đối với hệ thống truyền lực của ôtô với hộp số có cấp, thời gian chuyển từ số thấp lên
số cao có xẩy ra hiện tượng giảm vận tốc của ôtô một khoảng v Trị số giảm vận tốc v có thể xác định nhờ phương trình chuyển động lăn không trượt của ôtô máy kéo với thời gianchuyển số là t1:
∆ v=ψ g t1
δ i(m/s)
+ t1- thời gian chuyển số, phụ thuộc vào trình độ của người lái, kết cấu của hộp
số và động cơ Đối với người lái có trình độ cao thì tl= 0,5 3s => lấy bằng 2s
+ Ψmax ở từng tay - hệ số tổng cản của đường
+ g- gia tốc trọng trường; lấy g = 10(m/s2)
Trang 24VIII.QUÃNG ĐƯỜNG TĂNG TỐC CỦA Ô TÔ
8.1 Quãng đường tăng tốc
Sau khi đã lập được đồ thị biểu diễn quan hệ phụ thuộc giữa thời gian tăng tốc t và vậntốc chuyển động của ôtô v, ta có thể xác định được quãng đường tăng tốc của xe đi được ứng với thời gian tăng tốc
cơ sở đồ thị thời gian tăng tốc của ôtô (hình7)
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 độtương ứng với độ biến thiên thời gian dt, sẽ biểu thị quãng đường tăng tốc của ôtô máy kéo Tổng cộng tất cả các diện tích này lại, ta được quãng đường tăng tốc của ôtô máy kéo
từ vận tốc v1 đến v2 và xây dựng được đồ thị quãng đường tăng tốc của ôtô phụ thuộc
vào vận tốc chuyển động của chúng S = f(v).
s= v j+vi t v2−v1
8.2 Đồ thị
0.000 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 500
1000 1500 2000 2500
ĐỒ THỊ QUÃNG ĐƯỜNG TĂNG TỐC CỦA Ô TÔ
Trang 25KẾT LUẬN
Việc tính toán động lực học kéo của ôtô 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 ôtô được thực hiện trên đường hoặc trên bệ thử chuyên dùng
25