Đồ Án lý thuyết Ô tô Đề tài tính toán và xây dựng Đồ thị Động lực học của xe zaz968

Khái niệm Đường đặc tính ngoài của động cơ là những đường biểu thị mối quan hệ giữa công suất có ích Ne, mô men xoắn có ích Me, tiêu hao nhiên liệu trọng một giờ G t, công suất tiêu hao

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT

MSV : 73DCOT23627

Hà Nội, Ngày 23, Tháng 9 , Năm 2024

MỤC LỤC

Lời mở đầu……… 3

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU ĐỒ ÁN 4

1 Đường đặc tính ngoài của động cơ đốt trong 4

2 Đồ thị cân bằng lực kéo 4

3 Đồ thị nhân tố động lực học 4

4 Đồ thị cân bằng công suất 4

5 Đồ thị gia tốc 4

6 Đồ thị gia tốc ngược của ô tô 4

7 Đồ thị xác định thời gian tăng tốc của ô tô 4

8 Đồ thị thời gian và quãng đường tăng tốc ô tô 5

9 Đồ thị quãng đường tăng tốc của ô tô 5

CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC 7

I Đường đặc tính ngoài của động cơ đốt trong 7

1 Khái niệm 7

2 Công thức tính 7

3 Bảng số liệu 10

4 Ứng dụng của đồ thị 11

II Đồ thị cân bằng lực kéo 11

1 Khái niệm: 11

2 Công thức tính 11

3 Bảng thông số tính toán và đồ thị 13

4 Ứng dụng đồ thị 15

III Đồ thị nhân tố động lực học 15

1 Khái niệm 15

2 Công thức tính 15

3 Bảng số liệu tính toán và vẽ đồ thị 16

4 Ứng dụng của đồ thị 17

IV Đồ thị cân bằng công suất 17

1 Khái niệm 17

2 Công thức tính 18

3 Bảng số liệu tính toán và đồ thị: 19

4 Ứng dụng đồ thị 20

V Đồ thị gia tốc 20

1 Khái niệm 20

2 Công thức tính 21

3 Bảng số liệu và đồ thị 22

4 Ứng dụng đồ thị 23

VI Đồ thị gia tốc ngược 23

1 Khái niệm Thời gian và quãng đường tăng tốc của ôtô 23

2 Công thức tính 24

3 Bảng giá trị sau tính toán và đồ thị 24

4 Ứng dụng đồ thị 25

VII Đồ thị xác định thời gian và quãng đường tăng tốc của ô tô 25

7.1 Đồ thị xác định thời gian tăng tốc 25

1 Khái niệm 25

2 Công thức tính 26

7.2 Đồ thị xác định quãng đường tăng tốc của ô tô 27

1 Khái niệm 27

2 Công thức tính 28

3 Bảng giá trị sau tính toán và đồ thị………28

7.3 Đồ thị quãng đường và thời gian tăng tốc của ô tô…… ……….……….… 29

1 Công thức tính ……….……… …29

2 Bảng giá trị sau tính toán và đồ thị……….……29

3 ứng dụng đồ thị……….…… ……31

LỜI NÓI ĐẦU

Trong thời đại đất nước đang trên còn đường phát triển Công nghiệp hóa – Hiệnđại hóa, từng bước phát triển đất nước.Trong xu thế của thời đại khoa học kỹ thuậtcủa thế giới ngày một phát triển cao Để hòa chung với sự phát triển đó đất nước ta đã

có chủ chương phát triển một số ngành mũi nhọn, trong đó đòi hỏi đất nước cần cóđội ngũ cán bộ, công nhân kỹ thuật, kỹ sư có trình độ, tay nghề cao

Nắm bắt được điều đó Trường Đại học Công nghệ Giao thông vận tải đã khôngngừng phát triển nâng cao chất lượng đào tạo đội ngũ cán bộ, công nhân có tay nghề

và trình độ cao mà còn đào tạo với số lượng đông đảo

Khi đang là một sinh viên trong trường chúng em đước thực hiện rất nhiều đồ án

trong đó có “ Đồ án Lý thuyết ô tô ” Đây là một điều kiện rất tốt cho chúng em xâu

chuỗi lại những kiến thức mà chúng em đã được học học tại trường, bước đầu tiếpxúc làm quen với công việc tính toán thiết kế ô tô

Trong quá trình tính toán chúng em đã được sự quan tâm chỉ dẫn, sự giúp đỡ nhiệttình của thầy giáo bộ môn Tuy vậy nhưng không thể tránh khỏi những hạn chế, thiếusót trong quá trình thực hiện tính toán trong đồ án

Để hoành thành tốt, khắc phục những hạn chế và thiếu sót chúng em rất mong

được sự góp ý kiến, sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo Nguyễn Thị Hoa và các bạn để

sau này khi ra trường bắt tay vào công việc, quá trình công tác của chúng em đượcthành công một cách tốt nhất

Em xin chân thành cảm ơn !

Sinh viên thực hiện Nguyễn Hải Nam

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU ĐỒ ÁN

Đối tượng nghiên cứu :

Tính toán và xây dựng đồ thị động lực học của xe

Mục tiêu nghiên cứu: Nhằm hiểu biết, tìm hiểu một cách khoa học về thông số kỹ thuật

ô tô để từ đó vận dụng vào tính toán đồ án môn học lý thuyết ô tô, trong bảo dưỡng, khaithác, chẩn đoán kĩ thuật để nâng cao hiệu quả động của ô tô

Bảng 1 Các thông số cơ bản của xe ô tô MOSKVICH 2140

  Số liệu đồ án

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC

I Đường đặc tính ngoài của động cơ đốt trong

1 Khái niệm

Đường đặc tính ngoài của động cơ là những đường biểu thị mối quan hệ giữa công suất có ích (Ne), mô men xoắn có ích (Me), tiêu hao nhiên liệu trọng một giờ (G t), công suất tiêu hao nhiên liệu riêng (g e) theo số vòng quay của trục khuỷu động cơ (w e), khi bướm ga ( đối với động cơ xăng) mở hoàn toàn hoặc thanh răng ( đối với động cơ điezel) của bơm ga cao áp ở vị trí cung cấp nhiên liệu lớn nhất.

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 trícủa bướm ga (động cơ xăng) hoặc thanh răng của bơm cao áp (động cơ diezel) ở vị tríbất kì

Đường đặc tính ngoài : 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 diezel) ở vị trí cung cấpnhiên liệu là lớn nhất

Như vậy đối với mỗi động cơ đốt trong chỉ có một đường đặc tính tốc độ ngoài

và rất nhiều đường đặc tính tốc độ cục bộ tuỳ theo vị trí bướm ga của thanh rằng,Đường đặc tính tốc độ của động cơ nhận được bằng cách thí nghiệm động cơ trên bệthử hoặc dùng phương pháp bệ thử thuỷ lực

2 Công thức tính

Trong đó:

+ a, b, c: hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào chủng loại động cơ

Đối với động cơ xăng: a=b=c=1

+ Nemax : công suất hữu ích cực đại (kw)

+ nN : số vòng quay của trục khuỷu động cơ ứng với công suất lớn nhất (v/p)+ Ne : giá trị công suất hữu ích của động cơ ứng với số vòng quay của trục khuỷu

ne Những giá trị ne được xác định nhờ công thức trên (ne có thể lấy bất kỳ từ nemin đến

+ rb - bán kính làm việc trung bình của bánh xe (m)

Đối với lốp có áp suất thấp: =0,930÷0,935

Đối với lốp có áp suất cao: =0,945÷0,950

+ ihn : tỉ số truyền của hộp số ở số truyền cao nhất

+ ipc : tỉ số truyền ở hộp của hộp số phụ hay hộp số phân phối ở số cao

Có các giá trị Ne và n e có thể tính được các giá trị mômen xoắn Me của động cơtheo công thức:

Đồ thị đường đặc tính ngoài

Me(N.m) Ne (kW)

Hình 1.3: Đồ thị đường đặc tính ngoài của động cơ

1.4 Ứng dụng của đồ thị

Dựa vào đồ thị ta có thể biết được :

- Công suất lớn nhất của xe

- Mô men xoắn lớn nhất của xe

Tay số 1 Tay số 2 Tay số 3 Tay số 4

27.20

3

51.55 2

f = f 0 (1+ V2

1500 ) Trong đó:

+ f0 - Là hệ số cản lăn ứng với tốc độ chuyển động của xe + v - Tốc độ chuyển động của ô tô tính theo m/s

- Lực cản tổng cộng của mặt đường :

P φ= m.G a.φ Trong đó :

+ m - Hệ số phân bố tải trọng với xe 4x2 lấy m = 0,75 + G a - Trọng lượng của ôtô phân bố lên cầu chủ động + Lấy hệ số bám trên đường nhựa khô và sạch = 0,7

 = 0,75.1480.9,81 0,7 = 7622 (N)

580 100.36 1.31 4326.77 2.24 2529.12 3.44 1648.89 4.57 1239.76 116

0

106.8

1 2.62 4604.85 4.48 2691.66 6.87 1754.86 9.14 1319.44174

- Xác định lực cản ( hay hệ số cản lăn ứng với vận tốc chuyển động của ô tô

ứng với mỗi vận tốc của ô tô ta có một hệ số cản lăn khác nhau )

III Đồ thị nhân tố động lực học

3.1 Khái niệm:

Nhân tố động lực học của ô tô là tỷ số giữa lực kéo tiếp tuyến Pk trừ đi lựccản không khí P và chia cho trọng lượng toàn bộ của ô tô G , tỷ số này kýhiệu là D

3.2 Công thức tính:

Nhân tố động lực học :

+ G- trọng lượng toàn tải của ô tô ;G =2450 (kg)

+ Pk - Lực kéo tiếp tuyến tại các bánh xe chủ động

8 6.87 26.00

0.1

2 9.14 46.00

0.093.93 8.50 0.32 6.72 24.87 0.1

9 10.31 58.51

0.1

2 13.71 103.50

0.095.24 15.11 0.33 8.96 44.21 0.1

9 13.75 104.02

0.1

2 18.28 184.00

0.086.55 23.60 0.33 11.20 69.08 0.1

9 17.18 162.53

0.1

2 22.85 287.49

0.087.86 33.99 0.33 13.44 99.48 0.1

9 20.62 234.04

0.1

1 27.42 413.99

0.079.17 46.26 0.32 15.68 135.40 0.1

8 24.05 318.55

0.1

0 31.99 563.49

0.0510.48 60.42 0.31 17.92 176.85 0.1

7 27.49 416.07

0.0

9 36.56 735.98

0.0411.79 76.48 0.29 20.16 223.83 0.1

6 30.93 526.59

0.0

8 41.13 931.48

0.02

- Đồ thị tia 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 thịtương ứng với trường hợp ô tô có tải trọng đầy, còn góc phần tư bên trái của đồ thị, tavạch từ gốc toạ độ nhưng tia làm với trục hoành các góc  khác nhau mà :

tg = D/ D = G /G ; D =2,5D

Như vậy mỗi tia ứng với một tải trọng Gx nào đó tính ra phần trăm so với tải trọng đầycủa ô tô.

Trong trường hợp Gx = G thì tg = 1, lúc này tia làm với trục hoành một góc = 45

0, các tia có  > 450 ứng với Gx > G (khu vực quá tải), các tia có  < 450 ứng với Gx

< G (khu vực chưa quá tải)

Hình 3.3: Đồ thị nhân tố động lực học

3.4 Ứng dụng của đồ thị

Xác định nhân tố động lực học của ô tô

- Xác định vận tốc lớn nhất của ô tô v max, giá trị này có đước khi ô tô chuyển động ở

số truyền cao nhất của hộp số và động cơ làm việc ở chế độ toàn tải

- Trị số D phụ thuộc vào các thông số kết cấu của ô tô mà ở đồ thị lức kéo khôngbiểu thị được để xác định cho mỗi ô tô cụ thể

- Khi ô tô chuyển động ở số thấp ( có P k lớn hơn P w nhỏ ) sẽ có nhân tố động lực họclớn hơn ở số cao ( có P k nhỏ hơn nhưng P w lại lớn )

- Dùng đồ thị để giải các bài toán về động lực học của ô tô

IV Đồ thị cân bằng công suất

4.1 Khái niệm

Ta có thể biểu diễn các giá trị đã tính toán được của phương trình cân bằngcông suất của ô tô trên đồ thị có tọa độ N-v

+ Nf - công suất tiêu hao cho cản lăn của các bánh xe (w)

+ f - Hệ số cản lăn của mặt đường

+ Ga - trọng lượng toàn tải của ô tô ; Ga = 1480 (kg)

N ω= 1000W = K F 1000

Trong đó:

+ N ω - Công suất tiêu hao lực cản không khí (w)

+ W - Nhân tố cản của không khí (Ns2/m2)

+ K - Hệ số cản không khí (Ns2/m4)

Đối với loại xe du lịch vỏ kín, chọn K = 0,3

+ F - Diện tích cản chính diện của ô tô (m2)

+ v - Vận tốc của ô tô (m/s)

V Đồ thị gia tốc

5.1 Khái niệm

Trong quá trình chuyển động của ô tô thì thời gian chuyển động đều chỉ chiếm mộtphần rất nhỏ qua thống kê thời gian chuyển động đều chỉ chiếm khoảng 15% thờigian chuyển động có gia tốc chiếm khoảng (30÷45%) thời gian lăn trơn và phanhchiếm (30÷40%) tổng thời gian chuyển động của ô tô

J1 J2 J3 J4

- Dùng để xác định thời điểm sang số hợp lý ( thời điểm đổi tay số truyền khi tăngtốc) để đảm bảo độ giảm tốc độ là nhỏ nhất và thời gian đổi số truyền là ngắn nhất vàđạt tốc độ cao nhất, nhanh nhất ở các số truyền sau ( b,c,d).

- Dùng đồ thị này để xác định thời gian và quãng đường tăng tốc của ô tô

VI Đồ thị gia tốc ngược

6.1 Khái niệm

Thời gian và quãng đường tăng tốc của ôtô là những thông số quan trọng đểđánh giá chất lượng động lực học của ôtô Ta sử dụng đồ thị gia tốc của ôtô để xácđịnh thời gian tăng tốc của ôtô

+) ti là thời gian tăng tốc từ v1 đến v2

+) ti = Fi với Fi là phần diện tích giới hạn bởi phần đồ thị

1

J =f(v); v = v1; v = v2 là trục hoành của đồ thị của gia tốc ngược

- Từ đồ thị J= f(v), dựng đồ thị 1J = f(v)

Lập bảng tính giá trị 1J theo v

6.3 Bảng giá trị sau tính toán và đồ thị

6.4 Ứng dụng đồ thị

- Dùng để xác định:

+ Quãng đường tăng tốc

+ Thời gian tăng tốc

VII Đồ thị xác định thời gian và quãng đường tăng tốc của ô tô

7.1 Đồ thị xác định thời gian tăng tốc

+) t = F với Fi là phần diện tích giới hạn bởi phần đồ thị

1

J =f(v); v = v1; v = v2 là trục hoành của đồ thị của gia tốc ngược

⇒ Thời gian tăng tốc toàn bộ t i=∑

chúng Nhưng tích phân này có thể giải bằng đồ thị dựa vào đồ thị của ô tô j = f(v) Đểtiến hành xác định thời gian tăng tốc theo phương pháp tích phân bằng đồ thị, ta cầnxây dựng đường cong gia tốc nghịch 1/j = f(v) cho từng số truyền cao nhất của hộp

số Phần diện tích được giới hạn bởi đường cong 1/j, trục hoành và hai đoạn tung độtương ứng với khoảng biến thiên vận tốc dv biểu thị thời gian tăng tốc của ô tô Tổngcộng tất cả các vận tốc này ta được thời gian tăng tốc từ vận tốc v1 đến v2 và xây dựngđược đồ thị thời gian tăng tốc phụ thuộc vào vận tốc chuyển động t = f(v) Giả sử ô tôtăng tốc từ tốc độ v1 đến v2 như đồ thị thì ô tô thì cần có 1 khoảng thời gian xác địnhbằng S abcd

7.1.2 Bảng kết quả sau tính toán và đồ thị

v 4.57 9.14 13.71 18.28 22.85 27.42 31.99 36.56 41.131/J 0.138 0.133 0.133 0.138 0.149 0.173 0.22 0.34 0.629

Hình 7.1.2: Đồ thị thời gian tăng tốc của ô tô

Vì tích phân này không giải được bằng phương pháp giải tích do đó không có quan

hệ phụ thuộc chính xác về giải tích giữa gia tốc và vận tốc chuyển động v của chúng Nhưng tích phân này có thể giải bằng đồ thị dựa vào đồ thị của ô tô j = f(v).Giống như cách tính thời gian tăng tốc chúng ta cũng có thể tính được quãng

đường thông qua diện tích :S abcd

7.2.3 Bảng thông số sau tính toán và đồ thị

v 4.57 9.14 13.71 18.28 22.85 27.42 31.99 36.56 41.131/J 0.138 0.133 0.133 0.138 0.149 0.173 0.22 0.34 0.629

3

185.7 1 296.4 8

Xác định quãng đường sau khi ô tô tăng tốc.

7.3 Đồ thị quãng đường và thời gian tăng tốc của ôtô

+ tc - thời gian chuyển số:

Đối với ô tô có động cơ xăng: tc = (0,5 1,5) s; Chọn tc = 1 (s) + g = 9,81 m/s2 - gia tốc trọng trường;

+  - hệ số cản tổng cộng của đường (ψ = f = 0,015)

7.3.2 Bảng số liệu :

- Độ giảm vận tốc khi sang số:

- Thời gian và quãng đường tăng tốc khi chuyển số:

Tay số 4

30.67 0.192 5.59 172.21 31.99 0.220 5.86 183.68 36.56 0.340 7.14 244.80 41.13 0.629 9.36 363.45

số 1 → số 2 1,659 Thời gian chuyển số ở

giữa các tay số đượcchọn: ∆t = 1 (s)

Hình 7.3.2 Đồ thị thời gian và quãng đường tăng tốc khi chuyển số

7.3.3 Đồ thị thời gian và quãng đường tăng tốc của ô tô có kể đến sự giảm tốc độ khi chuyển số

7.3.4 Ứng dụng đồ thị :

Chính xác, mặc dù có kể cả sự giảm vận tốc khi chuyển số Vì vậy nó chỉ có giá trịtrong phạm vi lý thuyết ô tô, còn trong thực tế người ta phải kiểm nghiệm lại bằng cácthí nghiệm với ô tô chuyển động trên đường

KẾT LUẬN

Qua môn “ Đồ án Lý thuyết ô tô” đã giúp em hiểu được thêm một số vấn đề như:

- Các thông số cơ bản của động cơ

- Chất lượng động lực học cần thiết trong các điều kiện sử dụng khác nhau

- Xác định được chế độ làm việc thích hợp nhất cho ô tô

- Xác định được chỉ tiêu đánh giá chất lượng kéo của ô tô như:

+ Vận tốc lớn nhất

+ Lực cản của các loại đường mà xe có thể khắc phục được

+ Gia tốc lớn nhất của ô tô

+ Quãng đường và thời gian tăng tốc của xe khi đạt giá trị max…