Tính toán thông số hệ thống truyền lực .... CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN SỨC KÉO Ô TÔ 2.1 Tính toán thông số động cơ và xây dựng đường đặc tính ngoài: Để tính công suất cực đại, trước hết cần x
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN CƠ KHÍ Ô TÔ
BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ
Tên đề tài: Tính toán sức kéo ô tô
Loại ô tô: Xe con một cầu Tải trọng/Số chỗ ngồi:05 chỗ Vận tốc chuyển động cực đại: 195 km/h
Hệ số cản tổng cộng của đường lớn nhất: max=0,4
Xe tham khảo: Hyundai i10
Trang 2MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH ÔTÔ 3
1.1 Kích thước cơ bản của ô tô thiết kế : 3
1.2 Bố trí chung của ô tô 4
1.3 Xác định trọng lượng và phân bố trọng lượng lên ô tô: 4
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN SỨC KÉO Ô TÔ 6
2.1 Tính toán thông số động cơ và xây dựng đường đặc tính ngoài: 6
2.2 Tính toán thông số hệ thống truyền lực 8
2.4 Tính toán các chỉ tiêu đánh giá chất lượng kéo: 21
KẾT LUẬN 23
TÀI LIỆU THAM KHẢO 23
Trang 3
CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH ÔTÔ 1.1 Kích thước cơ bản của ô tô thiết kế :
-Ba hình chiếu của xe Hyundai i10 2022
STT Thông số Ký hiệu Kích thước Đơn vị
1 Chiều dài toàn bộ L0 3995 mm
2 Chiều rộng toàn bộ B0 1680 mm
Trang 410 Vận tốc tối đa Vmax 195 Km/h
1.2 Bố trí chung của ô tô
i10
Xe du lịch
Trang 5Trong đó:
-Go là trọng lượng của ô tô khi không tải=>Go=9409,81=9221.4N -A là trọng lượng trung bình của một người trên ô tô, trung bình mỗi người nặng 60kg =>A=659,81=637.65(N)
-n là số chỗ ngồi trên ô tô,kể cả người lái,n=5 chỗ
-Gh là trọng lượng hành lý.Trung bình mỗi người mang theo 20kg hành lý nên Gh=5209,81=981(N)
=>G= 9221.4+637.65×5+981=13390.7(N)
* Phân bổ trọng lượng lên các trục
Xe con tải trọng tác dụng lên cầu trước G1 chiếm từ 55%÷45% Chọn G1=55%G nên tải trọng tác dụng lên cầu sau G2=45%G
-Đường kính ngoài của lốp:
Trang 6CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN SỨC KÉO Ô TÔ
2.1 Tính toán thông số động cơ và xây dựng đường đặc tính ngoài:
Để tính công suất cực đại, trước hết cần xác định công suất cần thiết
Nev nhằm đảm bảo cho ô tô chuyển động đạt tốc độ cực đại vmax đã cho Sử dụng phương trình cân bằng công suất khi ô tô chuyển động ổn định với điều kiện khi đạt tốc độ vmax thi gia tốc j=0, ta tìm:
3
1000
v ev
-vlà hệ số cản tổng cộng của đường khi ô tô chuyển động ở tốc độ
vmax, do xe chuyển động trên đường bằng nên
N N
Trang 7-Với động cơ xăng không hạn chế số vòng quay thì emax
N
n
n =1.11.3 nên ta chọn emax
N
n
n =1.1 -Với động cơ xăng nên a=b=c=1
*Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ
Áp dụng theo công thức kinh nghiệm của S.R.Ladenman,ta tính công
suất động cơ ở số vòng quay khác nhau
-Nemax,nN là công suất lớn nhất của động cơ và số vong quay tương
ứng với toạ độ của điểm đã biết với Nemax=93.56kW và nN=5000v/ph
- Đặt e
N
n n
với =0.11.1
- Đồng thời tính momen xoắn của trục khuỷu động cơ ứng với số vòng
quay ne khác nhau:
9550 e e
e
N M
n
-Trị số Memax được xác định như sau:
2 max
Trang 8Lập bảng và ghi kết quả vào bảng:
Bảng1: Momen và công suất động cơ
Me 216.3313 216.735 221 222.523 210.991 186.402 157.331
Ne 33.96401 34.6777 44.2001 66.757 84.3963 93.2011 91.252
2.2 Tính toán thông số hệ thống truyền lực
Tỷ số truyền của hệ thống truyền lực: i tl i0 i h i c i p
1.Tỷ số truyền của hệ thống truyền lực chính
-Xác định tỉ số truyền của tay số 1:được xác định trên cơ sở đảm bảo khắc phục được max.Sử dụng phương trình cân bằng lực kéo khi ô tô
chuyển động ổn định ở tay số 1, do vận tốc nhỏ nên bỏ qua lực cản không khí nên P w=0, P j=0 và không kéo mooc thì P k1 P kmax Pmax
Trang 92 Xác định tỉ số truyền các số trung gian:
*Xác định tỉ số truyền của các tay số trung gian, ta tính theo cấp số nhân , ta có công thức:
max
1 min
tl n tl
i q
q
- Tỉ số truyền tay số thứ 1 được xác định theo công thức sau:
( 1)
tl i tli
i i
tl tl
i i q
tl tl
i i q
tl tl
i i q
tl tl
i i q
i i i
tl h o
i i i
Trang 10Tỉ số truyền tay số 2: 2
2
5.792
1.962.96
tl h o
i i i
tl h o
i i i
tl h o
i i i
tl h o
i i i
-P là lực bám của bánh xe chủ động với mặt đường
-m ki là hệ số phân bố lại tải trọng khi kéo lên cầu chủ động;đối với cầu chủ động là cầu trước thì mki=0.80.9,chọn mki=0.9
-G là tải trọng phân bố lên cầu chủ động ở trạng thái tĩnh,do cầu chủ động ở trạng thái tĩnh nên G=G1=7364.885N
- là hệ số bám của bánh xe với mặt đường.Với đường nhựa bê tông, tình trạng khô,sạch sẽ thì =0.80.9.Chọn =0.9
=> 1 7364.885 0.9 0.9 0.272 2.725
223.483 2.96 0.9
h
i
*Tỷ số truyền của tay số lùi
- Trong tính toán thiết kế ô tô, ngoài các số tiến còn có số lùi,tỷ số truyền của số lùi thường không tính toán mà chọn theo khoảng sau:
iL=(1.21.3)ih1
- Ta chọn iL=1.2ih1
=>iL = 1.2 ih1 = 1.2 2.44 = 2.928
Trang 112.3 Xây dựng đồ thị
2.3.1 Xác định các chỉ tiêu đánh giá chất lượng kéo
* Phương trình cân bằng lực kéo của ô tô khi không kéo mooc:
Pk = Pf + Pi + Pj + Pw (N) Trong đó:
-Pk là lực kéo tiếp tuyến ở bánh xe chủ động
0
30
e bx i
hi
n r V
Trang 12+v i: vận tốc chuyển động của ô tô theo số vòng quay của trục khuỷu động cơ khi ô tô chuyển động ở cấp số i
Lập bảng tính theo công thức (1) và (2) theo từng tay số truyền :
v
f f Chọn f0 0,01
Ta có thể nhận thấy mức dữ liệu kéo của ô tô ở các tay số là khác nhau (sử dụng khi tăng tốc hoặc vượt dốc).Việc sử dụng lực kéo của ô tô còn bị giới hạn bởi khả năng bám của bánh xe với mặt đường , tức tổng lực kéo của ô tô phải nhỏ hơn lực bám giữa bánh xe và mặt đường
7364.885 0,9 0,9 5965.56
k
Trang 13Ta lập được bảng và vẽ đồ thị cân bằng lực kéo và tính toán P
o hi
w r v
i i
Khi đó ta có bảng giá trị như sau:
Trang 152.3.3 Đồ thị nhân tố động học
* Nhân tố động lực học
- Nhân tố động học là tỷ số giữa hiệu số lực kéo tiếp tuyến Pk và lực
cản không khí Pw với trọng lượng toàn bộ của ô tô Tỷ số này được kí hiệu là D:
e bx i
o hi
w r v
i i
- Điều kiện để ô tô không bị trượt quay thì: D D
Đồ thị nhân tố động lực học thể hiện mối quan hệ giữa D với tốc độ chuyển động v của ô tô khi đủ tải và động cơ làm việc ở đường đặc tính tốc độ ngoài , D=f(v)
Lập bảng thể hiện mối quan hệ giữa D và V ở từng tay số
Trang 16f f ta lập được bảng nhân tố động học theo điều kiện bám
Bảng nhân tố động học theo điều kiện bám
v 0 5.896 19.902 25.512 33.880 42.625 51.745
Dphi 0.48422 0.48322 0.47286 0.46556 0.4513 0.43212 0.40744
f 0.01 0.01 0.01 0.01434 0.01765 0.02211 0.02785Dựa vào kết quả bảng tính, dựng đồ thị nhân tố động lực học của ô tô:
Trang 172.3.4 Xác định gia tốc, thời gian tăng tốc, quãng đường tăng tốc
* Khả năng gia tốc của ô tô
-Gia tốc của ô tô:
+ f , i- hệ số cản lăn và độ dốc của đường
+ j i- gia tốc của ô tô ở tay số thứ i
+j là hệ số kể đến ảnh hưởng của các khối lượng chuyển động quay:
2
1,04 0,05
-Khi ô tô chuyển động với vận tốc v<22(m/s) thì f= f o
-Khi ô tô chuyển động với vận tốc v>22(m/s) thì
2
0.(1 )1500
v
f f
Ta có bảng giá trị:
Trang 19* Cách tính thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc:
-Dựa vào hình dáng của đồ thị gia tốc ngược ra có thời điểm chuyển
từ số thấp sang số cao tại Vmax của từng tay số
Ta có:
dv j dt
in i n v
Trang 20 (s) v (m/s) vmax (m/s)
Số 1 số 2 Thời gian chuyển
số ở giữa các tay số được chọn t cs =1(s)
* Vẽ đồ thị thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc:
Nhận xét: đồ thị chỉ tính đến V=95% Vmax, do tại 100% thì quãng đường tăng tốc kéo dài tới vô cực do khi này gia tốc đã rất nhỏ, gần như bằng 0
0 500 1000 1500 2000 2500
Trang 212.4 Tính toán các chỉ tiêu đánh giá chất lượng kéo:
2.4.1 Khả năng vượt dốc lớn nhất:
max 1 max
223.483 2.5 2.96 0.9
5472.050.272
e h o tl k
bx
M i i P
i
P i
1990.465
7655.630.01 0.25
m m
P G
f i
Trang 222.4.4 Thời gian và quãng đường tăng tốc
Dựa vào đồ thị quãng đường và thời gian tăng tốc ta xác định được:
- Thời gian tăng tốc đến 95% Vmaxlà: 57.4 (s)
- Thời gian tăng tốc đến 100 (km/h) là :11.63 (s)
- Quãng đường tăng tốc đến 95% Vmaxlà: 2212.4 (m)
- Quãng đường tăng tốc đến 100 (km/h) là: 217.56 (m)
Trang 23KẾT LUẬN
Qua bài tập lớn này giúp sinh viên chúng em nắm được phương pháp thiết kế tính toán ô tô mới như: chọn công suất động cơ, xây dựng đường đặc tính ngoài động cơ, xác định tỉ số truyền của động cơ,… giúp em hiểu biết về chiếc xe mà mình nghiên cứu nhiều hơn Bên cạnh đó, những kiến thức và kĩ năng sử dụng các phần mềm tin học hỗ trợ quá trình làm bài tập lớn như CAD, Excel, Word mà thầy Trần Văn Như truyền đạt và chia sẻ lại đã giúp em thành thạo hơn trong việc sử dụng chúng, ứng dụng tốt hiệu quả của chúng nhằm nâng cao năng suất làm bài Nhưng trong việc tính toán động lực học kéo của xe 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 nên không chính xác được so với thực tế Bên cạnh đó, trong quá trình tính toán cũng không tránh khỏi sai sót, em rất mong nhận được những nhận xét
và đánh giá của thầy để có thể rút ra kinh nghiệm và cải thiện tốt hơn trong các môn học về sau Em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Văn Như đã giúp đỡ em hoàn thành bài tập lớn môn Lí thuyết ô tô
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 Cao Trọng Hiền và Đào Mạnh Hùng, Lý thuyết ô tô Nhà xuất bản Giao Thông Vận Tải, 2010
2
3 Nguyễn Hùng Mạnh và Trương Mạnh Hùng, Cấu tạo ô tô Nhà xuất bản Giao Thông Vận Tải, 2021