Tìm hiểu một số khái niệm cơ bản dùng trong tính toán thiết kế ô tô; trình tự tính toán và thiết kế ô tô; khái quát về tính toán thiết kế hệ thống lái

LOI NOI DAU Trong vài nam g% đây, nên kinh tế Việt Nam có những bước phát triển vượt bậc, đời sống người dân được nâng cao, cùng với việc chính phủ đang đầu tư rất nhi âi vào quy hoạch v

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT VIỆN KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ CHƯƠNG TRÌNH KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ VÀ Ô TÔ

Tìm hiểu một số khái niệm cơ bản dùng trong tính toán thiết kế ô tô; trình tự

Giảng viên hướng dẫn: TS ĐỖ TIẾN DŨNG

Bình Dương, tháng 4/2024 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT VIỆN KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ CHƯƠNG TRÌNH KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ VÀ Ô TÔ

Tìm hiểu một số khái niệm cơ bản dùng trong tính toán thiết kế ô tô; trình tự

Giảng viên hướng dẫn: TS ĐỖ TIẾN DŨNG

Bình Dương, tháng 4/2024 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

THỦ DẦU MỘT Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

VIỆN KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ

Họ tên snhviên |Nhiệmvụ Yêu cầâi Tiến độ Ký tên

PowerPoint | để hiểu cách viết, kỹ năng

thuyết trình ; Viết 15 đến 20 side

ảnh; Viết chương |

kỹ năng soạn thảo, chèn hình ảnh; Viết chương 2

kỹ năng soạn thảo, chèn hình ảnh; Viết chương 3

kỹ năng soạn thảo, chèn hình ảnh; Tổng hợp các chương, chỉnh sửa và in ấn

Chú ý : Có thể phân công nhi ầi người cùng một nhiệm vụ nếu c3 thiết Hình thức tiểu luận c Ần

thực hiện đúng mẫu Các thành viên hoàn thành đúng theo tiến độ và đảm bảo chất lượng

Bình Dương ngày 25 tháng 4 nam 2024

3

Thư ký Nhóm trưởng

Tổng kết điểm từng thành viên trong nhóm:

Bình Dương, ngày 25 tháng 4 năm 2024

Rubric 1: Đánh giá TIỂU LUẬN ( cho giảng viên )

ché, con sai sai sét

sót

(font chir, can không format, it | format, va typing,

Rubric 2: Hướng dẫn đánh giá cá nhân trong LÀM VIỆC NHÓM ( cho sinh viên )

hũu ích

Đánh giá từng cá nhân:

Huỳnh Thái Thanh Huy

gia tích cực tốt khá tốt đôi khi còn lơ là,

hũu ích

do

gia tích cực tốt khá tốt | đôi khi còn lơ là,

hữu ích

khắc phục

do

gia tích cực tốt khá tốt | đôi khi còn lơ là,

hữu ích

khắc phục

do

gia tích cực tốt khá tốt | đôi khi còn lơ là,

khắc phục

do

gia tích cực tốt khá tốt | đôi khi còn lơ là,

hữu ích

khắc phục

MỤC LỤC

CHƯƠNG I1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ Ô TÔ .14 1.1 Phân loại Ô tÔ 22-52 2222k2212212112212112121121211211112111111 12x11 cxee 14

CHƯƠNG 2 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÁC CỤM VÀ CHI TIẾT CỦA Ô TÔ 24 CHƯƠNG 3 TRÌNH TỰ TRONG TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ Ô TÔ -: 25

3.1.1 _ Những yêu c3 khi thiết kế xe ô tô con và xe chở khách -‹ 25

3.1.2 Những yêu c3 khi thiết kế ô tô tải ¿552522522221 2E SE 2S srrrrekee 26

CHƯƠNG 4 KHÁI QUÁT VỀTÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI 31

KG t UA RNH414 ceed 32

"86 nh lẽ ớẽớẽ 3 ÔÒỎ 33

11

LOI NOI DAU

Trong vài nam g% đây, nên kinh tế Việt Nam có những bước phát triển vượt bậc, đời sống người dân được nâng cao, cùng với việc chính phủ đang đầu tư rất nhi âi vào quy hoạch và xây dựng hệ thống giao thông vận tải, đã khiến ô tô trở thành phương tiện đi lại tiện nghi và phổ biến, được nhi `âI người quan tâm Không như các nước phát triển, với Việt Nam thì ôtô vẫn là chủ đê mới mẻ, đặc biệt là những ứng dụng công nghệ tiên tiến trên xe Vì thế việc nghiên cứu v`êô tô là rất cẦn thiết, nó là cơ sở để các nhà nhập khẩu cũng như các nhà sản xuất trong nước kiểm tra chất lượng xe khi nhập cũng như sau khi xe xuất xưởng, đồng thời trang bị kiến thức cho những người dân mua và sử dụng xe có hiệu quả kinh tế cao Khi xe chuyển động trên đương, có rất nhi `âi yếu tố tác động như: tải trọng, vận tốc chuyển động, lực cản không khí, đi`âi kiện mặt đường những yếu tế này luôn thay đổi và gây ảnh hưởng không nhỏ tới quá trình chuyển động của xe Chúng làm quá trình chuyển động của xe mất

ổn định, gây mệt mỏi cho người sử dụng, làm giảm tuổi thọ của xe và đặc biệt là gây mất an toàn tính mạng cho người ng ð trên xe Với yêu c3âi ngày càng cao của công nghệ vận tải v`ê

kỹ thuật cũng như v Štính thẩm mỹ thì tính tiện nghi của ô tô ngày càng phải hoàn thiện hơn, đặc biệt là tính êm dịu chuyển động của xe để tạo cho con người cảm giác thoải mái khi ng trên xe, các nhà sản xuất xe hàng đi thế giới đã và đang không ngừng nâng cao chất lượng sản phẩm của mình v`ề kiểu dáng, độ b`ên, và đặc biệt sự tiện nghỉ, thân thiện mang lại sự thoải mái, an toàn cho người sử dụng Và một trong những nghiên cứu nhằm đáp ứng những yêu cân trên đó là nghiên cứu v`êhệ thống treo Với các lý do trên đây mà em chọn đềtài v`ê

hệ thống lái vì em thấy đ Êtài này phù hợp với chuyên nghành em học trong trưởng, nghành công nghệ ôtô

12

LOT CAM ON

Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Viện kỹ thuật — Céng nghệ, Trưởng Đại Học Thủ Dầi Một đã tạo đi li kiện thuận lợi cho chúng em học tập và hoàn thành bài tiểu luận này Đặc biệt, chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến th3y TS ĐỖ TIẾN DŨNG

đã dày công truy âa đạt kiến thức và hướng dẫn chúng em trong quá trình làm bài

Chúng em đã cố gắng vận dụng những kiến thức đã học được trong học kỳ qua để

hoàn thành bài tiểu luận Nhưng do kiến thức hạn chế và không có nhi âi kinh nghiệm thực

tiễn nên khó tránh khỏi những thiếu sót trong quá trình nghiên cứu và trình bày Rất kính mong sự góp ý của quý th 4 cô để bài tiểu luận của chúng em được hoàn thiện hơn Một In nữa, chúng em xin trân trọng cảm ơn sự quan tâm giúp đỡ của các thẦ% cô đã giúp đỡ em trong quá trình thực hiện bài tiểu luận này

13

CHƯƠNG 1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG TÍNH

TOÁN THIẾT KẾ Ô TÔ

1.1 Phân loại ô tô

Nhu c3 v`ềvận chuyển hàng hóa và khách hàng bằng các phương tiện vận tải ô tô rất lớn

Để đáp ứng đề đủ các yêu câi vận chuyển đó, ô tô có rất nhi â chủng loại khác nhau, được tập hợp theo sơ đ ôphân loại (hình 2.1)

14

1.2 Các yêu cần đối với ô tô trong tính toán thiết kẽ

- Xe phải mang tính hiện đại, các bệ phận và tổng thành trên xe phải có kết cấu hiện đại,

- Thân xe phải đẹp, phù hợp với yêu c3 v`êthẩm mỹ công nghiệp và thẩm mỹ người tiêu dùng 1Š - Vật liệu chế tạo các chỉ tiết phải có độ b`& cao, độ chống mòn, chống gi cao, nhằm nâng cao độ tin cậy và tuổi thọ của xe Nên tăng tỷ lệ vật liệu nhẹ để giảm tự trọng của

H Các thông số cho trước:

- Loại ô tô: ô tô tải, ô tô chở khách, ô tô con (một câi chủ động hoặc nhi âi cân chủ động)

- Trọng tải hữu ích Ge hoặc số lượng hành khách

- Hệ số cản của mặt đường L] tương ứng với vận tốc cực đại

- Hệ số cản lớn nhất của mặt đường mà xe có thể khắc phục được ở số 1 là FImax

- Loại động cơ dùng trên ô tô (động cơ xăng hoặc động cơ diesel)

- Loại hệ thống truy ôn lực

một ít so với LÏ khi ô tô chuyển động ứng với vận tốc cực đại để có thêm một ph dự trữ công suất nhằm cho ô tô chuyển động được ổn định ở vận tốc cực đại Thông thưởng chọn L]

15

độ đốc ¡ = 0,005 + 0,015 khi chuyển động ở vận tốc cực đại vmax

Đối với ô tô con, hệ số cản tổng cộng của mặt đường khi chuyển động với vận tốc cực đại chọn bằng hệ số cản lăn f, nghĩa là vận tốc cực đại chỉ đạt được khi chuyển động trên đường bằng ¡ = 0

L Các thông số chọn:

- Trọng lượng bản thân của ô tô G0 - Hệ số cản không khí Cx và diện tích cản chính diện

của ô tô S hoặc nhân tố cản không khi W = 0,625 Cx S -

Trọng lượng phân bố ra các cân ô tô khi không có tải G01, G02 và khi có đầ% tải G1, G2

- Vận tốc góc của trục khuỷu động cơ ứng với Pemax là

- Hiệu suất cơ khí của hệ thống truy ân lực nf

Các thông số chọn dựa trên các đi i kiện sử dụng thực tế, các số liệu thí nghiệm và trên cơ

sở các Ôô tô mẫu sẵn có cùng loại

L Các thông số tính toán:

Trong tính toán sức kéo của ô tô, khi thiết kế: các thông sẽ c3n xác định g ôn:

- Công suất thiết kế (công suất danh định) của động cơ Ped

1.4 Bố trí động cơ và hệ thống truy ân lực

1.4.1 Bố trí động cơ trên ô tô Các phương án sau đây thưởng được sử dụng khi bố trí động cơ trên ô tô:

cả các loại xe

Khi bố trí động cơ đằng trước chúng ta lại có hai phương pháp như sau:

đặt ở đằng trước và nằm ngoài bu ông lái (hình 2.4a) sẽ tạo đi 'âi kiện cho công việc sửa chữa, bảo dưỡng được thuận tiện hơn

16

Khi động cơ làm việc, nhiệt năng do động cơ tỏa ra và sự rung của động cơ ít ảnh hưởng đến tài xế và hành khách

Nhưng trong trưởng hợp này hệ số sử dung chi & dai 0 cia xe sé giảm xuống Nghĩa là thể tích chứa hàng hóa hoặc lượng hành khách sẽ giảm Mặt khác, trong trưởng hợp này tân nhìn của người lái bị hạn chế, ảnh hưởng xấu đến độ an toàn chung

Phương án này đã hạn chế và khắc phục được những nhược điểm của phương án vừa nêu trên Trong trưởng hợp này hệ số sử dụng chỉ lôi dài L của xe tăng rất đáng kể, tâm nhìn người lái được thoáng hơn

Nhưng do động cơ nằm bên trong bu tông lái, nên thể tích bu ng lái sẽ giảm và đòi hỏi phải

có biện pháp cách nhiệt và cách âm tốt, nhằm hạn chế các ảnh hưởng của động cơ đối với tài

xế và hành khách như nóng và tiếng ôn do động cơ phat ra

17

Động cơ nằm trong bu ông lái sẽ khó khăn cho việc sửa chữa và bảo dưỡng động cơ Bởi vậy trong trường hợp này người ta thưởng dùng loại bu ng lái lật (Hình 2.4h) để dễ dàng chăm sóc động cơ

Ngoài ra một nhược điểm cân lưu ý nữa là ở phương án này trọng tâm của xe bị nâng cao, làm cho dé ổn định của xe bị giảm

Phương án này thưởng sử dụng ở xe du lịch và xe khách

Khi động cơ đặt ở đẳng sau (hình 2.4d) thì hệ số sử dụng chi `âi dài L1 tăng, bởi vậy thể tích

một chi `âi dài LŨ của cả hai xe như nhau, nhở vậy lượng hành khách sẽ nhi `âi hơn

Nếu chúng ta chọn phương án động cơ đặt ở đằng sau, đ Šng thời c3 sau là c`âi chủ động,

động các đăng

Ngoài ra, nếu động cơ nằm ở sau xe, thì người lái nhìn rất thoáng, hành khách và người lái hoàn toàn không bị ảnh hưởng bởi tiếng ôn và sức nóng của động cơ Nhược điểm chủ yếu của phương án này là vấn đ`êđi âi khiển động cơ, ly hợp, hộp số v.v sẽ phức tạp hơn vì các

bộ phận nói trên nằm cách xa người lái

Phương án động cơ nằm giữa bu ng lái và thùng xe (hình 2.4c) có ưu điểm là thể tích bu ông lái tăng lên, người lái nhìn sẽ thoáng và thưởng chỉ sử dụng ở xe tải và một số xe chuyên dùng trong ngành xây dựng

Trưởng hợp bố trí này có nhược điểm sau:

Nó làm giảm hệ số sử dụng chỉ ân dài LÏ và làm cho chỉ `ân cao trọng tâm xe tăng lên, do đó tính ổn định của xe giảm Để trọng tâm xe nằm ở vị trí thấp, bắt buộc phải thay đổi sự bố trí thùng xe và một số chi tiết khác

Phương án này được sử dụng ở xe khách cỡ lớn (hình 2.4e) và nó có được những ưu điểm như trường hợp động cơ dat & dang sau

Nhược điểm chính của phương án này là khoảng sáng gần máy bị giảm, hạn chế phạm vi

hoạt động của xe và khó sửa chữa, chăm sóc động cơ

18

1.4.2 Bố trí hệ thống truy ân lực trên ô tô

Hệ thống truy n lực của 6 té bao g 4m các bộ phận và cơ cấu nhằm thực hiện nhiệm vụ

Hệ thống truy'ân lực thưởng bao g lâm các bộ phận sau:

H Ly hợp (viết tắt LH)

H Hộp số (viết tắt HS)

H Hộp số phụ (hoặc hộp phân phối) (viết tắt HP)

H Truy wh động các đăng (viết tat CD)

H Truy ân lực chính (viết tất TC) L1 Vĩ sai (viết tắt VS)

.H Bán trục (nửa trục) (viết tắt BT hoặc NT)

Ở trên xe một ci chủ động sẽ không có hộp phân phối Ngoài ra ở xe tải với tải trọng lớn

xe Công thức bánh xe được ký hiệu tổng quát như sau:

Thí dụ cho các trưởng hợp sau:

4x2: xe có một cầi chủ động (có 4 bánh xe, trong đó có 2 bánh xe là chủ động) 4x4: xe có hai cầi chủ động (có 4 bánh xe và cả 4 bánh đ`âi chủ động)

6x4: xe có hai cầi chủ động, một c`âi bị động (có 6 bánh xe, trong đó 4 bánh xe là chủ động)

19

6 x6: xe có 3 c`Äi chủ động (có 6 bánh xe và cả 6 bánh đ'âi chủ động)

8x4: xe có 4 cẦ, trong đó 2 cần bị động, 2 cần chủ động 8 x 8: xe có 4 cân chủ động (có 8 bánh xe và cả 8 bánh đãi chủ động)

Tăng tốc nhanh hơn

Đạt tốc độ tối đa cao hơn

Tiết kiệm nhiên liệu hơn

-Hệ số Cd của xe ô tô thưởng nằm trong khoảng 0.2 đến 0.4 Một số ví dụ:

Mercedes-Benz CLA: 0,22

BMW 520d EfficientDynamics 2017: 0,22

Tesla Model 3: 0,23

Alfa Romeo Giulia Advanced Efficiency: 0,23

Audi A4 2.0 TDI ultra: 0,23

-Các yếu tố ảnh hưởng đến Cd của xe bao g am:

Kiểu dáng xe

Kích thước xe

Vật liệu chế tạo xe

-Các chi tiết khí động học như cánh gió, bộ khuếch tán gió

1.5.2 Hệ số cản lăn (Cr):

-Là đại lượng vô thứ nguyên thể hiện mức độ cản trở của lực lăn do ma sát giữa lốp xe và mặt đường đối với chuyển động của xe

20

-Giá trị Cr càng thấp, lực cản lăn càng nhỏ, xe càng di chuyển đễ dàng hơn

-Hệ số Cr của xe ô tô thường nằm trong khoảng 0,005 đến 0.02

-Các yếu tố ảnh hưởng đến Cr của xe bao g ầm:

CHƯƠNG 2 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÁC CỤM VÀ

CHI TIẾT CỦA Ô TÔ

Tải trọng tính toán dùng cho hệ thống lái

Khi tính toán b`n cho các chỉ tiết của hệ thống lái, chúng ta có thể tính theo các chế độ tải trọng sau: * Mômen cực đại của người lái tác dụng lên vô lăng:

Mlmax = Flmax.R

Ở đây:

Flmax — Lực cực đại tác dụng lên vô lăng, đối với xe tải nặng và trung bình vào khoảng

400L1500N, còn đối với xe du lịch vào khoảng 150L1200N

R — Ban kính của vô lăng

* Lực phanh cực đại tác dụng lên hai bánh xe dẫn hướng khi phanh xe trên đường có hệ số

bám L] = 0,8 Các lực F1, F2 tác dụng lên các đòn dẫn động của hệ thống lái được xác định

theo sơ đôở hình 3.4: 1bmE=Z.bn2bmE=Z.Qc

* Tính theo lực va đập của mặt đường lên các bánh xe dẫn hướng khi chuyển động trên

xe qua đòn dọc không quá một nửa giá trị tải trọng tĩnh tác dụng lên 1 bánh xe dẫn hướng

23