Đồ án ôtô Đề tài thiết kế tính toán sức kéo của xe ôtô khách 30 chỗ

Qua việc thực hiện đồ án, chúng ta nắm được phương pháp tính toán và thiết kế ôtô, bao gồm việc chọn công suất động cơ, xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ, xác định tỷ số truyền,

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYÊN TẤT THÀNH KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ

NGUYEN TAT THANH

ĐÔ ÁN ÔTÔ

DE TAI: THIET KE TĨNH TOÁN SỨC KÉO CÚA XE ÔTÔ KHÁCH 30 CHO

GVHD: LƯƠNG HÙNG TRUYỆN SVTH: NHÓM 4

Lớp: 22DOTIA

10/4/2024

DANH SÁCH NHÓM

8 2200000961 | Phan Thị Thục Nhàn 22DKTIA

LỜI NÓI ĐẦU

Ôtô ngày cảng trở thành phương tiện quan trọng trong cuộc sống và kinh tế của nước ta Việc đào tạo kỹ sư trone ngành công nghệ ôtô ngày càng trở nên quan trong

hơn bao giờ hết Trong chương trình đào tạo, môn học “Động lực học ôtô” đóng vai

trò quan trọng, cung cấp kiến thức cơ bản về lĩnh vực lý thuyết ôtô và liên quan đến sự phát triển của ngành ôtô trong bối cảnh đất nước đang đối mới

Sau khi học xong môn “Động lực học ôtô”, sinh viên thường được ø1ao nhiệm

vụ làm đồ án Qua việc thực hiện đồ án, chúng ta nắm được phương pháp tính toán và thiết kế ôtô, bao gồm việc chọn công suất động cơ, xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ, xác định tỷ số truyền, và tạo đồ thị để đánh giá chất lượng động lực học của

ôtô Điều này giúp đảm bảo ôtô hoạt động hiệu quả trên các loại đường và trong các

điều kiện khác nhau

Tuy nhiên, trong quá trình thực hiện đỗ án, không tránh khỏi những thiếu sót

Chúng tôi mong nhận được sự quan tâm và góp ý từ các thầy cô và bạn bè đề hoàn

thiện đồ án và rút ra kinh nghiệm hữu ích cho tương lai

Xin chân thành cảm ơn!

NHIỆM VỤ TÍNH TOÁN SỨC KÉO ÔTÔ

I, Khai niém chung

II Số liệu cho trước

- Loại ôtô: Thaco Everereen TB815

- Trọng lượng toàn bộ : 9.575 kg

- Tốc độ cực đại của ôtô: 104 km/h

- Hệ số cản cực đại (max : 0.25 -Hệ số bám ÿ : 0.7

- Loại động cơ Dlesel, 4 kỳ, 4 xilanh thắng hàng

HI Thông số chọn

- Trọng lượng bản thân ôtô: 7.470 Keø

- Hệ số dạng khí động học : 0.7

- Diện tích cản chính diện của ôtô (hoặc nhân tổ cản): F=B.H = 7.13

- Sự phân bố trọng lượng ø1ữa các trục: cầu trước 50%%,cầu sau 50%

- Hiệu suất của hệ thống truyền lực : rịtl = 0.93 Các thông số này lựa chọn trên cơ sở thực nghiệm và những số liệu thống kê của loại ôtô hiện có tương tự như loại ôtô thiết kế và có tính đến nhịp độ phát triển của kỹ thuật chế tạo ôtô ở trong nước và trên thế ĐIỚI

IV Thông số tính toán

- Công suất cực đại của động cơ

- Dung tích làm việc của động cơ

- Tỷ số truyền của hộp số, truyền lực chính, hộp số phụ, hộp phân phối (nếu có)

- Xác định các chỉ tiêu đánh giá chất lượng kéo

CHƯƠNG I XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SO CO BAN CUA OTO

1,1, Xác định trọng lượng toàn bộ của ôtô

Trọng lượng toàn bộ của ôtô xác định theo công thức:

G=G,+G,.n + G, = 73255.68+588.29+ 5684

G = 95,991.68 (N) Trong đó: G, - trọng lượng bản thân cua ôtô

G, - trọng lượng trung bình của mỗi người

n - số chỗ ngồi trong buồng lái

G, - tai trong định mức của ôtô 1.2 Chọn lốp

- Ký hiệu lốp: 70R19.5

1.3 Xác định công suất cực đại của động cơ

- Hiệu suất của hệ thông truyền lực rị::

Đối với ôtô có tính cơ động cao (loại có từ 2 cầu chủ động trở lên) chọn rị, =0.93

- Hệ số cản không khí K:

Hệ số cản khí động học phụ thuộc vào mật độ không khí, hình dạng và chất lượng bề mặt của ôtô (kG.s”/m!) K_ được xác định bằng thực nghiệm

Đối với ôtô tải chọn K = 0,7 (kG.s?/m!)

- Diện tích cản chính diện E:

Diện tích cản chính diện của ôtô là điện tích hình chiếu của ôtô trên mặt phẳng

vuông góc với trục dọc của xe ôtô (m”) Việc xác định điện tích có nhiều khó khăn, để đơn giản trong thực tế người ta sử dụng công thức gần đúng sau:

EF=B.H,= 2,3.3,1 =7,13 m7 Trong đó : chiều rộng cơ sở của ôtô B=2.3 m

chiều cao toàn bộ của ôtô H,=3.l m -Vận tốc cực đại của ôtô V„a.: Vua 28.88 m/s

- Trọng lượng toàn bộ cua 6t6 G: G= 95,991.68 (N)

- Hệ số cản tông cộng của đường +, khi 6t6 chuyén d6ng 6 Vina:

+ Khi thiết kế ôtô tải người ta thường chọn hệ số cản tông cộng của đường (ứng với khi ôtô chạy ở tốc độ cực đạt) với một lượng dự trữ nào đó (lớn hơn hệ số cản lăn) tức là để ôtô vẫn có khả năng vượt dốc khi chuyên động ở vận tốc cực đại

Chon w, = 0,03 Xac dinh céng suất cực đại của động cơ ứng với tốc độ cực đại của động cơ của 6td (Nev):

KFv2 4 GW,Vv

Max Vv max

=+

"

ev

Nev= 1 64+ 52,991.68 0,03 28.,88

Sau đó căn cứ vào loại động cơ đề tìm công suât cực đại của nó theo công thức:

Ñ

€1 TA+bÀ2—cÀ3

Nemax= (CV)

222,037.40

Trong đó: Các hệ số thực nghiệm a,b,c đối với động co Diesel:

a=0,5; b= 1,5; c=1A=0,9 (tite la Nemax = N,)

Sau khi xác định duoc Nemax, căn cứ vào loại động cơ có sẵn trên thị trường để chọn loại phủ hợp hoặc đặt chế tạo động cơ mới theo yêu cầu

Lực cán lăn của lốp và đường là kết qua sự tiêu hao năng lượng cho tổn thất bên trong của lốp và sự tôn thất bên ngoài, một phần năng lượng bị tiêu hao do ma sát giữa lốp và đường, lực can trong cac 6 bí ở may ơ bánh xe, lực cản không khí chống lại sự quay của các bánh xe Vì tính chất phức tạp trong việc xác định tất cả nhứng yếu tổ tiêu hao kề trên nên người ta coi lực cản lăn là một ngoại lực tác dụng lên ôtô và được xác định theo sự tiêu hao năng lượng tổng hợp Đề đánh giá tiêu hao năng lượng khi bánh xe lăn người ta dùng hệ số cản lăn (ƒ)

Ở tốc độ nhỏ hơn từ 60 + 80km/h hệ số cản lăn coi như không thay đổi Khi tốc

độ chuyên động của ôtô lớn hệ số cản lăn tăng lên rõ rệt Để xác định sự phụ thuộc của

hệ số cản lăn vào tốc độ người ta dùng công thức kinh nghiệm sau:

V 2

1+ 50000

f=fo

Trong do:

£, - Hệ số cản lăn khi ôtô chuyên động ở vận tốc nhỏ hơn 60 + 80 km/h

V, - Vận tốc chuyền động của ôtô, km/h

-Hệ số cản lăn f, phụ thuộc vào loại đường: Chọn f.=0,02

- Vận tốc chuyên động của ôtô V„=70 km/h

| 0,025 CHUONG II XÁC ĐỊNH TỶ SÓ

f =0,02| 1+

TRUYEN CUA HE THONG TRUYEN LUC

2.2 Xác định tỷ số truyền của hộp số và hộp số phụ (nếu có):

2.2.1 Xác định tỷ số truyền của hộp số:

- Các loại bản kính bánh xe:

1 Bán kính thiết kế (r,): Là bán kính của bánh xe khi chưa có tải trọng tác dụng (bán kính tự do) r,= D/2

Các kích thước cơ bản của lốp:

B - bề rộng lốp Các kích thước cơ bản của lốp được biết thông qua kí

hiệu lốp

Theo ký hiệu lốp của nhà sản xuất ta có:

B =70 (in) d= 19.5 (in)

- Đối với lốp có áp xuất cao: fo= (d+2.B)/2

2 Bán kính tĩnh (r,): Là bán kính bánh xe đứng yên, chịu tải trọng thắng đứng

3 Bán kính động lực học (ra): là khoảng cách từ điểm đặt lực tổng hợp tác dụng từ đường lên bánh xe đến mặt phẳng song song với mặt đường đi qua tâm bánh xe

4 Bán kính động học (1,): 1a ban kính của bánh xe giả định khi lăn không có trượt lăn

và trượt lê nhưng có củng vận tốc với bánh xe thực `* 0>

> rn.=0,9.7,98 =7,18 (m)

Trong đó: ^ - Hệ số biến dạng lốp Chọn 2.= 0,9 đối với lốp áp suất cao

5 Bán kính trung bình (r,): khi ôtô chuyên động không trượt lăn hoặc trượt lê giá trị

các loại bán kính khác nhau không nhiều, va khi các loại bán kính bánh xe không phải

là đối tượng nghiên cứu thì ta có thể coi xấp xỉ như nhau và bằng bán kính bánh xe

Tx= Fa= p= Ato -Tý số truyền của truyền lực chính (¡.) được xác định đảm bảo tốc độ chuyên động cực đại của ôtô ở số truyền cao nhất trong hộp số i„ được xác định theo công thức:

20/377, TĐ- pethn Vmax Trong đó: n, - tốc độ vòng quay của trục khuỷu động cơ khi dat tốc độ lớn nhất, víph

f„ - bán kính động học của bánh xe, m

ip - tỷ số truyền của số phụ hoặc hộp phân phối ở số truyền cao

im - ty SO truyén cua s6 cao nhất trong hộp số

V„„„ - vận tốc lớn nhất của ôtô, km/h

- Tỷ số truyền của số cao nhất trong hộp số:

Đối với hộp số có số truyền thang lnn= | -Tý số truyền số truyền cao của hộp số phụ chọn i„=l

2600.7,18 1.1.28.88 2.2.1.1 Tỷ số truyền ở tay số Í được xác định:

Tỷ số truyền tay số 1 được xác định trên cơ sở đảm bảo khắc phục được sức cản lớn nhất của mặt đường mà không bị trượt:

Puma S Pr < Po

Do đó ï„¡ được xác định theo điều kiện cản chuyền động:

Gy' fr,

Mareld oll — B71,42x75,19x 1x0,93 <9 35

15=0,377

va duoc kiém tra theo diéu kién bam

._— Z6.0.rd.mp — _— 71/993.76x0,7x7,18x12 lhÌ Memax.io.ipc.ntl 871,42x 75,19x 1x0,93

=7.12

Trong do:

1„„.- hệ số cản tông cộng của đường

G - trọng lượng toàn bộ của ôtô, kG ra- bán kính động lực hoc của bánh xe, m M.„„ - mô men xoắn cực đại của dong co, kG.m

1, - tỷ số truyền của truyền lực chính

lạ - tỷ số truyền số truyền cao của hộp số phụ

m, - hệ số phân bố lại tải trọng lên cầu chủ động khi truyền lực kéo ị- hiệu suất truyền lực

=7

Dựa theo điều kiện cản chuyền động và kiện bám ta chọn lạ 2.2.1.2 Tỷ số truyền ở tay số trung gian được xác định:

1 Phương pháp phân phối theo cấp số nhân

Công bội được xác định theo biểu thức

q nef #4 =4-1 hm 1.35

Trong đó: r=số cấp trong hộp số

in - ty sÔ truyền tay số Ì im- ty 86 truyén tay số cuối củng trong hộp số

Tỷ số truyền tay số thứ ¡ được xác định theo công thức sau:

;— Tni 1 Đ— Un

qq

Trong do: ini - tỷ số truyền tay số thứ ¡ trong hộp sé (i = 2, ., n-1)

TIT td UU

Chọn tý số truyền tayrsố-F:

-Ty sô truyền tay sô 2 : | Iụạ = 22-1 138

Tỷ số truyề 63:is=-Ƒ—=——=384

-Ty s6 truyền tay số 3 : bạ = T3 1 138 2

-Tỷ số truyền tay s6 4: iy y y y h4 =—, 44 =T— ;=2.85 135?

-Ty s6 truyén tay sô 5: hs: —~ 1 135° 7!

-Ty số truyén tay 36 6 : ins =1

2.2.1.3 Tỷ số truyền của số cao nhất trong hộp số

Đối với hộp số có số truyén thang in, = 1

2.2.1.4 Tý số truyền số lùi (ñ)

Tỷ số truyền số lùi trong hộp số thường chọn trong khoảng:

i, =1,2/,, =1,2.7=8,4

Trong do: in - ty s6 truyền tay sé 1 Khi chọn tỷ số truyền số lùi phải kiếm tra lại theo điều kiện bám 2.2.2 Xác định tỷ số truyền của hộp số phụ:

Ở hộp số phụ và hộp phân phối thông thường có hai số truyền: số truyền thấp

và số truyền cao

So truyén cao thường chọn: Z

3 Xac dinh thé tích công tác cầu động cơ

Thể tích công tác được tính theo công thức:

_ 17,5.10” Z Nemax

DoN nN

Ve

công suất lớn nhất

P4: Áp suất hữu ích trung bình ứng với công suất lớn nhất của động cơ

PeN = 0,45 + 0,6 Mpa z: số kì của động cơ

CHUONG III CÁC CHỈ TIỂU ĐÁNH GIA CHÁT LƯỢNG KÉO CỦA ÔTÔ

3.1 Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ

Hiện nay chưa có phương pháp tính toán lý thuyết đối với các đường đặc tính

tốc độ ngoài của động cơ mà thường xác định bằng thực nghiệm Trường hợp không

có đường đặc tính thực nghiệm người ta có thê dựa vào công thức kinh nghiệm để xây dựng đường đặc tính tốc độ ngoài theo toạ độ đã biết của một số điểm (ví dụ: N¿„(1N Mạ„„ (nu) Phô biến nhất là công thức Lay-Đéc-Man

ne

Ay

e

n

a—+b —

(CV)

Trong đó: a, b, c - các hệ số thực nghém Lay-Déc-Man, a = 0,5; b= 1,5;c =1 Nemax - COnNg suất cực đại của động cơ, CV,

nụ - SỐ vòng quay tại công suất cực đại, v/ph N.(n,)- công suất tại số vòng quay n„, CV

n - tốc độ vòng quay trục khuỷu tại thời điểm đang tính

Để xây dựng đường công mô men hữu ích của động cơ từ đường cong công suất ta dùng công thức sau:

Me=10.Ne/(1.047.ne) (KG.m) Trong do: N.- céng suat của động cơ, CV

M - m6 men xoan cua dong co, kG.m

Ta có Bảng tinh

10

3.2 Xây dựng đồ thị vận tốc của ô tô

nv/nN

nelv/p)

Ne

VI

V2

V3

V4

V5

V6

r

VI

1,000.00 900.00 800.00 700.00 600.00 500.00 400.00 300.00 200.00 100.00 0.00

0

15,182,04 36,057.35

0,90 1,00 1,10 1,20 1,30

500

6120262 89.194,51

2.340,00 2.600,00 2.860,00 3.120,00 3.380,00

VI=2.x.rk.ne/(60.1o.thm)

0,50 0,60

1300 1.560 118.60972 148.024, 1,86 223 2,50 300 3,38 406

6,16 739

1299 1559 1,86 223

2,000 2,500 3,000 3,500 4,000

Me [Nm]

0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1.820 2.080 2,340 2.600 2.860 3.120 3.380 17.016,82 201.162/09 222.037,40 23721944 24528490 244.61046 23437281 2,60 297 3,34 3,71 408 445 482 3,50 4,00 4,50 5,01 551 6,01 651 4,74 541 6,09 6,77 744 8,12 879 6,38 729 8,20 912 10,03 10,94 11,85 8,62 9,85 11,08 12,31 13,54 21,06 22,82 18,19 20,78 23,38 25,98 28,58 3117 33,77 2,60 297 3,34 3,71 408 445 482

11

35.00 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00

———V1 ———\V2 ———V3 ———V4 ———V°5 ———Vó ——— VI

3.3 Xây dựng đồ thị cân bằng lực kéo

Trong trường hợp tổng quát phương trình cân bằng lực kéo của ôtô như sau:

P.=PrtP,+P,+P.tPn Trong đó: P( - lực kéo ở bánh xe chu dong, kG

Ps Po, Pị, Pị, Pạ - lần lượt là lực cản lăn, lực cản 216, le can déc, luc can tang tốc, lực cản kéo moóc, kG

Xây dựng đồ thị lực kéo

Mid da)

Chuyén tốc độ quay của động cơ thành tốc độ của ôtô

nS

v =0,377—

Inbodo on/p)

Trong các công thức trên

Pụ - lực kéo bánh xe chủ động ở số truyền 1, kŒ

M, - mô men xoắn của động cơ, lấy theo đường đặc tính ngoài, kG.m

lạ - ty SO truyền ở tay số i

ip - ty 86 truyền hộp số phụ 1„- tỷ số truyền truyền lực chính

rạ, f - bán kính động lực học và động học của bánh xe, m

rị - hiệu suất truyền lực

n, - tốc độ vòng quay trục khuýu, v/ph Lập bang gia tri

12