Bài tập lớn lý thuyết ô tô tên Đề tài tính toán sức kéo ô tô

Bài Tập lớn môn học Lý thuyết Ôfô là một phan của môn học, với việc vận dụng những kiến thức đã học về các chỉ tiêu đánh giá khả năng kéo của ôtô đề vận dụng đề tính toán sức kéo và động

BAI TAP LON LY THUYET O TO

Tên đề tài: Tính toán sức kéo ô tô Loại ô tô: Xe con 1 câu Tải trọng/Số chỗ ngồi: 7

Vận tốc chuyển động cực đại: 170 Km/h

Hệ số cán tổng cộng của đường lớn nhất: Wmax = 0.4

Xe tham khảo: Toyota fortuner 2.7v 4x2

Sinh viên: Nguyễn Thanh Tuyển Lớp: Cơ khí ô tô I

Hệ: Chính quy Khóa: 55 Người hướng dẫn: GV Trần Văn Như

Hà Nội 2017

1.3.Xác định trọng lượng và phân bồ trọng lượng lên ô tô - 5sccscs¿ 5

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN SỨC KÉO 55:22 2v 2221111221211 tri 7

2.1 Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ ca 7 2.2 Xác định tý số truyền của hệ thống truyền lực - cư II 2.2.1 Tỷ số truyền của truyền lực chÍnh csscscch nTnnnrnnHưyn ll 2.2.2, Tỷ số truyền ctia NOP SO cccccccccccccsscesesesssssessessvesesssessesesssessssesiesiessestesesesesen ll 2.3.Xây dựng đồ thị - St HH1 H111 2n ng gang 14 2.3.1.Phương trình cân bằng lực kéo và đồ thị cân bằng lực kéo của ôtô 14 2.3.2.Phương trình cân bằng công suất và đỗ thị cân bằng công suất của ôtô 16 2.3.3 Đỗ thị nhân tổ động lực hỌC cccccnTnTEnE TH HH H2 nen ray 18 2.3.4.Xác định khả năng tăng tốc của ôtô — xây dựng đồ thị gia tốc 20 2.3.5.Xây dựng đồ thị thời gian tăng tốc — quãng đường tăng tốc - 22 2.3.5.1 Xây dựng đồ thị gia tỐC H8ƯỢC SH yeg 23 2.3.5.2.Cách tính thời gian tăng tốc — quãng đường tăng tốc của Ôtô 24 2.3.5.3 Lập bảng tính giá trị thời gian tăng tốc — quãng đường tăng tốc của ôtô .26 2.3.5.4 Vẽ đô thị thời gian tăng tốc và quãng đường tăng lỐC cccccc: 29

Lời Nói Đầu

Lý thuyết ôtô là một trong những môn cơ sở then chốt của chuyên ngành cơ khí ôtô

có liên quan đến các tính chất khai thác đề đảm bảo tính an toàn, ôn định và hiệu quả trong quá trình sử dụng Các tính chất bao gồm: động lực học kéo, tính kinh tế nhiên liệu,

động lực học phanh, tính ôn định , cơ động, êm dịu

Bài Tập lớn môn học Lý thuyết Ôfô là một phan của môn học, với việc vận dụng

những kiến thức đã học về các chỉ tiêu đánh giá khả năng kéo của ôtô đề vận dụng đề tính

toán sức kéo và động lực học kéo, xác định các thong số cơ bản của động cơ hay hệ thống truyền 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 nghĩa của bài tập và góp phân vào việc củng cô nâng cao kiến thức phục vụ cho các môn học tiếp theo và bô sung thêm vào vốn kiến thức phục vụ cho công việc sau này

Nội dưng bài tập lớn gồm 2 chương :

- CHƯƠNG2: TÍNH TOÁN SỨC KÉO Ô TO

Nội dung bài tập lớn được hoàn thành dưới sự hướng dân của thay TRAN VĂN NHƯ: Bộ mon cơ khi ôtô — Đại học Giao Thông Vận Tải

Sinh viên thực hiện Nguyễn Thanh Tuyển

I4 Tĩnh toán sức kéo ô tô

CHUONG 1: THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH ÔTÔ

1.1.Xác định các kích thước cơ bản của xe

—_ Ba hình chiếu của xe Toyota Fortuner

Fortuner 2.7V 4x2

1 Chiếu dài toàn bộ Lo 4795 mm

1.2.Các thông số thiết kế, thông số chọn và tính chọn:

a) Thông số theo thiết kế phác thảo:

- Loai déng co: déng co xing, 4 xylanh thang hang; dual VVT-i

- Dung tich cong tac: V.= 2694 (cc)

- Công suất tôi đa: — P„a„= 164 (mã lực) = 122 (kW)

+ Gụ — khối lượng hành lý

= G= 1865 + 7.(60 + 20) = 2425 (kG)

Vay trong lượng toàn bộ của xe: G = 2425 (kG)=23789,25 (N)

Phân bồ trọng lượng: xe con tải trong tác dụng lên cầu trước (G¡) chiếm từ 55% + 659%

Chon G; = 60%G

> G, = 60% 2425 = 1455 (kG)=14273,55 (N)

> G =(1 —60%).2425 = 970 (kG)=95 15,7 (N)

Vậy G¡ = 14273,55 (N); G2 = 9515,7 (N)

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN SỨC KÉO

2.1 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 điễn sự phụ thuộc của các đại lượng công suất, mômen và suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ theo số vòng quay của trục khuỷu động cơ Các đường đặc tính này gồm:

+ Đường công suất: N, = fn,)

+ Đường mômen xoắn : M, = fn.)

+ Đường suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ : g = f{n.)

®© K_hệ số cản khí động học ( chọn K = 0,25)

e =F: dién tích cản chính diện :

© - Hiệu suất truyền lực: 4, = 0,9 (tr 15)

© -_ Hệ số cản tông cộng của đường: „„„ = 0,4

- _ Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngoài:

+ Tính công suất của động cơ ở số vòng quay khác nhau: (sử dụng công thức ledeman)

cac Tĩnh toán sức kéo ô tô

Bang 1:Bang thé hién mémen và công suất động cơ

Sau khi tính toán và xử lí số liệu ta xây dựng được đường đặc tính ngoài với Công

suất N.(KW) và Mômen xoắn M,(N.m):

on Tĩnh toán sức kéo 6 té

Nemax = 1,1* Nemax = 1,1*126,49 = 139,14 (N.m)

2.2 Xac dinh ty số truyền của hệ thông truyền lực

- _ Tỉ số truyền của hệ thông truyền lực :

lị = lọ In Io Tp

Trong đó : + i¿ — tỷ số truyền của HTTL

+iạ — tý số truyền của truyền lực chính + in — ty số truyền của hộp số + i, — tỷ số truyền của truyền lực cuối cùng + i„ — tý số truyền của hộp số phụ

- - Thông thường, chọn 1 = 1; 1) = 1

2.2.1 Tỷ số truyền của truyền lực chính

- Được xác định theo điêu kiện đảm bảo ôtô chuyên động với vận tôc lớn nhất ở

tay số cao nhất của hộp sô

1.1.47,22 =4,64

> lạ=0,105

2.2.2 Tỷ số truyền của hộp số

a Tỷ số truyền của tay số 1

—_ Tỷ số truyền của tay số I được xác định trên cơ sở đâm bảo khắc phục được lực cản lớn nhất của mặt đường mà bánh xe chủ động không bị trượt quay trong mọi điều kiện chuyên động

—_ Theo điều kiện chuyển động, ta có:

Pk max Py max > Pw

© Pxmax — lure kéo 1én nhat cua động cơ

® Py„„.— lực cản tông cộng của đường

Trong đó: +m, —hé 86 lại tải trọng (my =1)

+ G, — tai trong tác dụng lên cầu chủ động

+ œ— hệ số bám của mặt đường (chọn ọ = 0.8 : đường tốt)

¬ Tĩnh toán sức kéo ô tô

b Tỷ số truyền của các tay số trung giam

- Chọn hệ thống tỷ số truyền của các cấp số trong hộp số theo “cấp số nhân”

- Công bội được xác định theo biểu thức:

q= “| (CT 3-14,tr108)

Tin Trong đó: + n— số cấp trong hộp số (n = 6)

+ in — ty sô truyền của tay số 1 (in = 2,29)

+im- ty SỐ truyền của tay số cuối cùng trong hộp số (ñ„ = 1)

- Từ hai công thức trên, ta xác định được tý số truyền ở các tay số:

ok À ? A : tnt 2,29

+ Tỷ sô truyền của tay sô 2: * Ino = g7 = 118 = 1,94

+Tẻ ý sô truyền của tay sô 3: bt À la t ô 3: In3 , = tn cise _ 229 4 Gy b

£ ¬ k I 2,29

+ Ty so truyén của tay sô 4: li = a = 3= 1,39

q 1,18

+ Tỷ số truyền của tay số 5: ý sô truyền của tay sô Š: Ins = gas i= th = ” = 1/18 2

+ Tỷ số truyền của tay số 6: ins = 1,00

- Tỷ số truyền của tay số lùi: in = lL2¿in = 1222/29 = 2,75 (5) Kiểm tra tỷ số truyền của tay số lùi theo điều kiện bám:

Pi" < Py =mx.Gy.9

M.,,.i,- in)

> et <my.Gy

k

c Tỷ số truyền của các tay số

Tỷ số truyền tương ứng với từng tay số được thê hiện ở bảng sau:

2.3.1.Phương trình cân bằng lực kéo và đồ thị cân bằng lực kéo của ôtô

- Phương trình cân bằng lực kéo của ôtô:

Ph=Pe+P;+P)+Py (CT 1-46,tr49) Trong đó: + P¿ — lực kéo tiếp tuyến ở bánh xe chủ động

Mụ _ M,.ig l Tụ

Ya ra

+ Pe— lye can lăn Pr=G.f.cos a = G.f (do a = 0)

+ P; — lye cản lên dốc P,=Gsina =0(doa=0)

+ P; — lure quan tinh (xuất hiện khi xe chuyên động không ôn định)

G

P; = g 55]

+P,—lye can khéng khi = Py = K.F.v’

- Vận tôc ứng với môi tay sô

Tĩnh toán sức kéo 6 té

V= 2T*N,*T 5, b

60xig*i, (b) Lập bảng tính P¿ theo công thức (a),(b) với từng tỉ số truyền

25321 6638.23 - 362441 - 4765.42 4037.63 3420.98 ⁄ 2898.51 269.47 7064.54 i 5985.61 5071.46 4296.92 , 3640.68 5 3084.66 281.08 ` 7369.04 7 6243.61 7 5290.06 4482.13 3797.60 3217.61 288.05 7551.75 5 6398.41 342121 4593.26 3891.76 3297.39 290.37 7612.65 6450.01 5464.93 4630.30 3923.14 3323.98 288.05 7551.75 6398.41 342121 4593.26 3891.76 3297.39 281.08 7369.04 6243.61 5290.06 4482.13 3797.60 3217.61 269.47 7064.54 5985.61 5071.46 4296.92 3640.68 3084.66 253.21 6638.23 5624.41 4765.42 4037.63 3420.98 2898.51 232.30 6090.12 5160.01 437195 3704.24 3138.51 2659.19 206.75 5420.21 4592.41 3891.03 3296.78 2793.28 2366.68

Bảng 3 Giá trị lực cản ứng với mỗi tay số

Tổng lực kéo của ôtô phải nhỏ hơn lực bám giữa bánh xe và mặt đường:

+ Truc tung biéu điễn P¿ , P;, P„ Trục hoành biêu dién v (m/s)

+ Dạng đồ thị lực kéo của ôtô P¿¡ = f{v) tương tự dạng đường cong M, = f{n,) của

đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ

+ Khoảng giới hạn giữa các đường cong kéo Pụ và đường cong tổng lực cán là lực kéo dư (Pa) dùng đề tăng tốc hoặc leo đốc

+

2.3.2.Phương trình cân bằng công suất và đồ thị cân bằng công suất của ôtô

Tĩnh toán sức kéo ô tô

Tổng lực kéo của ôtô phải nhỏ hơn lực bám giữa bánh xe và mặt đường:

Phương trình cân bằng công suất tại bánh xe chủ động:

Ny = Ne+ Ni + Nj + Nw (tr 57) Công suất truyền đến các bánh xe chủ động khi kéo ở tay số thứ I được xác định theo công thức:

Bảng 4 Công suất của ô tô

Trên đồ thi Nụ = f{v), dựng đồ thị ồ_„ N, theo bảng trên:

- Xét ôtô chuyên động trên đường bằng:

Bảng 5 Công cản của ô tô ứng với mỗi tay số

Đồ thị cân bằng công suất của ôtô

- Nhân tổ động lực học là tỷ số giữa hiệu số của lực kéo tiếp tuyến P, va luc can

không khí P„ với trọng lượng toàn bộ của ôtô Tỷ số này được ký hiệu là “D”

- Đồ thị nhân tổ động lực học thê hiện mỗi quan hệ giữa D với tốc độ chuyền động v

của ôtô khi đủ tải và động cơ làm việc ở đường đặc tính tốc độ ngoài, D = f{v)

- Lap bang thé hiện mối quan hệ giữa D và v ở từng tay số:

Tĩnh toán sức kéo 6 té

2.61 3.08 _ 3.64 5.22 ị 616 5 727 7.83 924 : 10.91 10.44 12.33 : 14.55 13.06 - 15.41 ; 18.19 15.67 18.49 S 2L82 18.28 ị 21.57 5 25.46 20.89 24.65 29.10 23.50 ‘ 27.73 : 32.73 26.11 ; 30.82 ` 36.37

Bang 7 Nhan to dong lực học theo điều kiện bám

Dựa vào kết quả bảng tính, dựng đồ thị nhân tô động lực học của ôtô

+ Dạng của dỗ thị nhân tố động lực học D = f{v) tương tự như dạng đồ thị lực kéo Py

= f(v); nhưng ở những vân tốc lớn thì đường cong dốc hơn

+ Khi chuyển động ở vùng tốc độ v > vạ: (tốc độ vạ¡ ứng với Di „„ ở từng tay số) thì ôtô chuyên động ổn định, vì trong trường hợp này thì sức cản chuyển động tăng, tốc độ

ôtô giảm và nhân tô động lực học D tăng Ngược lại, vùng tộc độ v < vạ ¡ là vùng làm việc

không ổn định ở từng tay số của ôtô

+ Giá trị nhân tổ động lực học cực đại Dị „„ ở fay 36 thap nhat biéu thi kha nang khắc

phục sức can chuyển động lơn nhất của đường: DỊ max = Wax

- Vùng chuyển động không trượt của Ôtô:

+ Cũng tương tự như lực kéo, nhân tô động lực học cũng bị giới hạn bởi điều kiện

bám của các bánh xe chủ động với mặt đường

+ Nhân tổ động học theo điều kiện bám D, được xác định như sau:

P,—P, _ m,,ọ.G,—K.EF.v?

+ Đề ôtô chuyển động không bị trượt quay thì nhân tô động lực học D phải thoả

mãn điều kiện sau :

on Tĩnh toán sức kéo 6 té

+ Vùng giới hạn giữa đường cong D, và đường cong trên đồ thị nhân tố động lực

#<D<D,

học là vùng thoả mãn điều kiện trên Khi D > D„trong giới hạn nhất định có thể dùng

đường đặc tính cục bộ của động cơ dé chong trượt quay nếu điều kiện khai thác thực tế

Xây Ta

2.3.4.Xác định khả năng tăng tốc của ôtô - xây dựng đồ thị gia tốc

- Biểu thức tinh gia tốc :

D-f-i J=—3— 8 (CT 1-64,tr59)

- Khi ôtô chuyển động trên đường bằng (a = 0) thi:

+£,¡— hệ số cản lăn và độ đốc của đường:

+ ji — gia tốc của ôtô ở tay số thứ ¡

+ ổ, là hệ số kê đến ảnh hưởng của các khối lượng chuyên động quay

§;= 1+0.05(1+in2) (CT 1-37,tr41)

ta co:

Khi ô tô chuyên động với vận tốc v>22 m⁄s thi ffoe(1+ 1500

- Lap bang tinh toan cac gia tri j; theo v¡ ứng với từng tay số:

[tye] | 187 3.75 | 5.62 | 7.50 | 9.37 | 112 | 13.1 | 14.9 | 16.8 | 1874] 2082)

5 1.63 6.16 0.18 0.01

5 1.40 7.27 0.15 0.01

6 1,19 8.59 0.13 0.01

6 1.00

10.9

1 0.16 0.01

6 1.23 12.8

8 0.13 0.01

7 1.02

1.23 17.1

7 0.13 0.01

8 1.00

0.01

8 1.20 21.4

6 0.13 0.02

0 0.96

0.02

0 1.14 25.7

6 0.12 0.02

2 0.88

0.02

1 1.05 30.0

5 0.11 0.02

4

0.77

0.02

3 0.93 34.3

4

0.10 0.02

7 0.62

Bang 9 Gia tri gia toc ứng với mỗi tay số

Từ kết quả bảng tính, xây dựng đồ thị j = f(v):

0.27 0.01

8 19.9

1

0.25 0.019 1.70 22.12 0.20 0.020 1.45 26.11 0.16 0.022 1.18 30.82 0.13 0.024 0.90 36.37 0.10 0.028 0.59 42.93 0.06

0.033 0.24

0.22 0.019 1.47 24.33 0.18 0.021 1.23 28.72 0.14 0.023 0.97 33.90 0.11 0.026 0.68 40.01 0.07 0.031 0.37 47.22 0.04

0.037 0.00

¬ Tĩnh toán sức kéo ô tô

+ Trong khoảng vận tốc từ 0 đến v„¡„ ôtô bắt đầu khởi hành, khi đó, li hợp trượt và bướm ga mở dần dân

+O toc d6 Vinx = 47,22 (m/s) thì j, = 0, lúc đó xe không còn khả năng tăng tốc + Do ảnh hưởng của ỗ; mà j; (gia tốc ở tay số 2) > j¡ (gia tốc ở tay s6 1)

2.3.5.Xây dựng đồ thị thời gian tăng tốc — quãng đường tăng tốc

2.3.5.1 Xây dựng đồ thị gia tỐc ngược

- Biểu thức xác định thời gian tăng tốc: