Phần 1: xây dựng đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ. chọn động cơ đặt trên ôtô pps

cPhần 1: xây dựng đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ. chọn động cơ đặt trên ôtô. + G là trọng lượng của toàn bộ ôtô G = G o + G n .n + G e Trong đó : - G o là trọng lượng bản thân xe ôtô. Chọn G o = 2710 (kg) - G n : Trọng lượng trung bình của mỗi người ( trọng lượng bình quân của mỗi người thừa nhận la 65 kg) - n : Số chỗ ngồi ( n = 3) - G e : Tải trọng định mức của ôtô G e = 3000 (kg) Từ đó ta có : G = 2710 + 65.2 + 3000 = 5905 (kg) Ôtô đạt tốc độ lớn nhất V max khi chạy trên đường bằng. Khi đó công suất động cơ sinh ra là : N v = 1 tl η (N f + N ω ) N v = 1 tl η ( ax . . 270 m G f V + 3 ax . . 3500 m K F V ) Ở đây : + f : Hệ số cản lăn của đường (f = 0.025) + k : Hệ số cản không khí. Đối với ôtô vận tải k =0.05 ÷ 0.07 ( kg.gy 2 /m 4 ) Lấy k = 0.06 ( kg.gy 2 /m 4 ) + V max là tốc độ cực đại của ôtô ở tay số truyền thẳng khi xe chạy trên đường tốt, mặt đường nằm ngang ( tính theo km/h) V max = 70 km/h + F là diện tích chính diện của ôtô (m 2 ) Tham khảo ôtô cùng loại theo công thức : F = m.B.H - m : là hệ số điền đầy diện tích cản chuyển động của ôtô Đối với ôtô tải ( m = 0.95) - B : chiều rộng cơ sở của ôtô (m) B = 1.715 (m) - H : chiều cao của ôtô (m) H = 2.480 (m) Vậy ta có : F = 0,95.1,715.2,480 = 4,0 (m 2 ) + tl η là hệ số truyền lực. Đối với ôtô vận tải tl η = 0,8 ÷ 0,85 Ta chọn tl η = 0,8 Từ các chỉ số trên ta có công suất khi xe đạt vận tốc cực đại là: N v =       + 3500 3^80.586,3.07,0 270 80.02,0.5905 9.0 1 = 71,713(ml) Đây là công suất thoả mãn điều kiện khi thiết kế nhưng khi lắp trên ôtô có thêm các bộ phận khác, mặt khác để tăng khả năng thắng sức cản đột xuất trong qúa trình chuyển động thì ta phải chọn công suất cao hơn 15 ÷ 20% so với công suất trong quá trình tính toán nên ta chọn: N v = 78,61 + 7 15% = Lấy N v = 122 (mã lực) So sánh công suất này với công suất của xe tham khảo ta có: Ứng với N v = 122 (mã lực) ta chọn n v = 3000 (v/phút) I.2 . Xây dựng đường đăc tính ngoài của động cơ : Đối với ôtô động cơ Diêzen thì tốc độ cực đại N max sẽ ứng với số vòng quay n N Công suất cực đại N max của động cơ nghĩa là điểm A,B trên đồ thị sẽ trùng nhau ( thường hạn chế số vòng quay ở N max ) và khi đó: n N = n V = 3200 (v/phút) muốn xây dựng đường đặc tính ( N e , n e ) và ( m e ,n e ) ta sử dụng công thức Lâydecman đối với động cơ Xăng là: N e = N v [a. e N n n + b.( e N n n ) 2 - c( e N n n ) 3 ] + N v là công suất của động cơ ứng với vận tốc cực đại N v = 122 ( mã lực) + a,b,c : hệ số thực nghiệm. Đối với động cơ Diêzen 4 kỳ có buồng cháy trực tiếp ( buồng cháy thống nhất ) nên hệ số thực nghiệm tương ứng là : a = 0,87 ; b = 1,13 ; c = 1 + n N : số vòng quay ứng với công suất cực đại + n e : số vòng quay của trục khuỷu ứng với một điểm bất kỳ của đồ thị đường đặc tính . Khi có đồ thị N =ƒ(n e ) ta có thể xây dựng được đồ thị mômen quay của động cơ theo công thức : M e = 716. e e N n (mã lực .m) Ta chọn n e trong khoảng : 500 ÷ 3000 (v/phút) Ta thành lập được bảng tính các giá tri ( M e ,N e ,n e /n n ) dựa vào số vòng quay của ne : ne n e /n n Ne Me 500 0.192 24.642 35.288 600 0.231 30.336 36.201 700 0.269 36.188 37.015 800 0.308 42.156 37.730 900 0.346 48.199 38.345 1000 0.385 54.275 38.861 1200 0.462 66.360 39.595 1400 0.538 78.077 39.931 1600 0.615 89.093 39.869 1800 0.692 99.075 39.410 2000 0.769 107.690 38.553 2600 1.000 122.000 33.597 2800 1.077 121.815 31.150 3000 1.154 118.596 28.305 0 500 1600 2600 3000 24.642 35.288 39.891 118.596 122 Ne Me Ne(ml) Me(kg.m) n (v/p) n ck Đường đặc tính ngoài của động cơ Diezen (hạn chế tốc độ) Động cơ Diezen được trang bị bộ điều tốc , để hạn chế tốc độ tối đa của động cơ . Do hạn chế của bộ phận hạn chế số vòng quay cho nên ở vị trí có bộ phận hạn chế số vòng quay các đường đặc tính Ne và Me sẽ đi nghiêng xuống vị trí n ck (n ck là số vòng quay của động cơ khi chạy không) n ck =2800 (vòng/phút) Công suất cực đại của động cơ khi làm việc có bộ điều tốc gọi là công suất định mức của động cơ N n .Mô men xoắn ứng với công suất cực đại gọi là mô men xoắn định mức M n ,số vòng quay ứng với công suất cực đại gọi là số vòng quay định mức n n . Ta có số vòng quay lớn nhất của động cơ khi sử dụng bộ điều tốc là : n emax =(0,8÷0,9)n N =(0,8÷0,9)3000=2400÷2700 (vòng/phút) chọn n emax =2600 (vòng/phut) Công suất lớn nhất ứng với số vòng quay lớn nhất của động cơ là: N e =N emax .                 −         + 32 N e N e N e n n c n n b n n a =122               −       + 32 2600 3000 2600 3000 13.1 2600 3000 87,0 =118.596 (mã lực) Với trọng lượng toàn bộ của ôtô là : G = 8500 (kg) Và sự phân bố tải trọng lên cầu trước và cầu sau của ôtô là : Cầu trước : G 1 = 25% G = 25% . 8500 = 2125 (kg) Cầu sau : G 2 = 75% G = 75% .8500 = 6375 (kg) Vì vậy việc chọn lốp là rất quan trọng nó ảnh hưởng đến hoạt động của ôtô. Vì ôtô thường xuyên hoạt động trên đường đất sỏi (Đường kém chất lượng, hệ số bám thấp ). Để ôtô có khả năng bám tốt ta nên chọn lốp có áp suất thấp nhằm tăng độ bám cho lốp giảm tình trạng bị trượt khi xe hoạt động. Chọn lốp có ký hiệu (8.25 - 20). Với ký hiệu trên : + Bề rộng của lốp là : B = 8,25 (in) = 209,55 (mm) + Bán kính vành bánh xe : r = 20 (in) = 508 (mm) III. Xác định tỷ số truyền của truyền lực chính ( i 0 ): Theo đầu bài cho xe chạy với vận tốc cực đại V max , với tải trọng định mức thì người lái phải cho xe chạy ở tay số truyền thẳng, trên mặt đường bằng nghĩa là i h = 1 theo lý thuyết thì tỷ số truyền i 0 được xác định theo công thức sau : i 0 =0,377 ax . . . v k pc h m n r i i V Trong đó : + n v : tốc độ vòng quay của trục khuỷu động cơ khi đạt tốc độ lớn nhất (v/ph) n N = n V = 3000 (v/ph) + r k : bán kính động học củabánh xe (mm) r k = λ .( B + 2 d ) 25,4 (mm) Trong đó: - λ : Hệ số kể đến biến dạng của lốp. Lốp có áp suất thấp λ = (0,93 ÷ 0,935). Chọn λ = 0,935 r k = 0,935.( 8,25 + 20 2 ) .25,4 = 433 (mm) = 0,433 m + i pc : Tỷ số truyền của số phụ hoặc hộp phân phối ở số truyền cao i pc =( 1 ÷ 1,5) chọn i pc = 1 + i hn : tỷ số truyền thẳng cao nhất của hộp số : i h = 1 + V max : vận tốc lớn nhất của ôtô ( V max = 70 km/h) Thay các thông số trên vào công thức ta có : i 0 = 0,377.( 3000.0,433 1.1.70 ) =6,99 IV. Xác định tỷ số truyền của hộp số và hộp số phụ : IV.1. Xác định tỷ số truyền của hộp số : IV.1.1 Xác định tỷ số truyền ở tay số 1: Tỷ số truyền ở tay số 1 được xác định trên cơ sở đảm bảo khắc phục sức cản lớn nhất của mặt đường mà xe không bị trượt : Pψ axm ≤ P 1k ≤ P ϕ Do đó i h1 được xác định theo điều kiện cản của chuyển động : i h1 = ax ax 0 . . . . . m d em pc tl G r M i i ψ η Trong đó : + G = 8500 (kg). Trọng lượng của toàn bộ ôtô + ψ axm = i + f = 0,025 + 0,25 = 0,275 là hệ số cản cực đại của đường + r d =0,433. Bán kính động lực học của bánh xe + i 0 = 6,99. Tỷ số truyền của truyền lực chính + i pc = 1. Tỷ số truyền cao của hộp số phụ + η tl = 0,85. Hiệu suất của hệ thống truyền lực + M axem =716. e e N n =716. 3000 122 =29,2 (kg.m) i h1 = 8500.0,275.0,433 29,2.0,85.1.1.6,99 = 5,83 Và được kiểm tra bằng công thức : i h1 ≤ ax . . . . . bx m pc tl r G m Me i ϕ η Trong đó : + ϕ = 0,6 ÷ 0,8 . Hệ số bám cực đại giữa lốp và đường chọn ϕ = 0,8 + m : Hệ số phân bố tải trọng lên cầu chủ động m = 1,1 ÷ 1,2 cầu chủ động sau : chọn m = 1,2 Thay số vào ta có : i 1h ≤ 0,8.0,433.8500.1,2 29,2.6,99.0,85 = 21,6 thoả mãn điều kiện Vậy ta chọn i h1 =5,83 IV.1.2 . Xác định tỷ số truyền ở tay số trung gian : Ta xác định tỷ số truyền ở tay số trung gian theo phương pháp cấp số nhân : i h2 = 2 3 1h i = 3.24 i h3 = 3 1h i = 1,78 i h4 = 1 i 5h = 3 1 1 h i = 0,556 ( vì i h5 tính toán nhỏ nên ta có thể lấy i h5 trong khoảng 0,7÷0,8 ). Chọn i h5 =0,7 IV.1.3. Tỷ số truyền số lùi : Tỷ số truyền số lùi thường chọn trong khoảng i l = ( 1,1÷1,3).i h1 Chọn i l =1,2.i 1h = 1,2.5,83= 6,996 V. Lập đồ thị cân bằng công suất động cơ : Ta có phương trình cân bằng công suất tổng quát : N e = N r + N f + N w ± N i ± N j + N mk + N o Trong đó : -) N e công suất của động cơ ( mã lực ) -) N r = N e ( 1- tl η ) công suất tiêu hao cho sức cản của gió -) N f = . . . os 270 270 f P V f G c α = công suất tiêu hao để thắng lực cản (m.l) -) N w = 3 . . 3500 K F V công suất tiêu hao cho sức cản gió -) N i = .sin 270 GV α công suất tiêu hao cho sức cản lên dốc -) N j = . ( ) 270 i v j G f δ công suất tiêu hao cho sức cản tăng tốc -) N mk = . 270 Pmk V công suất tiêu hao cho lực cản ở mooc -) N o = 0 0 . 716.2 M n công suất tiêu hao cho truc truyền công suất Mà công suất kéo ở bánh xe chủ động : N k = N e - N r = N e . tl η Phương trình cân bằng công suất có dạng : N k = N f + N u ± N i ± N j + N mk + N o Công suất dư được tính theo công thức sau : N a = N k - N w Muốn lập được đồ thị cân bằng công suất của ôtô ta phải tính tốc độ chuyển động của ôtô ở các tay số theo số vòng quay của động cơ (n e ) theo công thức sau : + Ở tay số 1 : V 1 = 0,377. 0 1 . . bx e h r n i i + Ở tay số 2 : V 2 = 0,377. 0 2 . . bx e h r n i i + Ở tay số 3 : V 3 = 0,377. 0 3 . . bx e h r n i i + Ở tay số 4 : V 4 = 0,377 0 4 . . bx e h r n i i + Ở tay số 5 : V 5 = 0,377. 0 5 . . bx e h r n i i Trong đó : - r bx : Bán kính lăn của bánh xe - n e : số vòng quay của động cơ Cho n e những giá trị khác nhau từ ( 500 ÷ 3000 ) vào các công thức trên để tính ta lập thành bảng sau: Đối với mỗi tay số ta thành lập được các bảng tính sau : Tay số 1 ( V1) : ne Ne Nk V1 Nf1 Nω1 Nf1+Nω1 Nd1 500 24.642 20.946 2.003 1.576 0.001 1.577 19.369 600 30.336 25.786 2.403 1.892 0.001 1.893 23.893 700 36.118 30.700 2.804 2.207 0.002 2.208 28.492 800 42.156 35.833 3.205 2.522 0.002 2.524 33.308 900 48.199 40.969 3.605 2.837 0.003 2.841 38.129 1000 54.275 46.134 4.006 3.153 0.004 3.157 42.977 [...]... gian xỏc nh bng din tớch (I), Từ đồ thị gia tốc ngợc ta xác định đợc diễn tích (I) = 7,01 (S) Giả sử ô tô tăng tốc từ vận tốc 8m/s lên vận tốc 12m/s thì cần có khoảng thời gian xác định bàng diễn tích (I) + diễn tích (II) Từ đồ thị gia tốc ngợc ta xác định đợc diễn tích (I) = 7,01 (S) và (II)= 7,35 (S) Vậy thời gian để ô tô tăng tốc từ vận tốc 8 m/s lên vận tốc 12 m/s cần khoảng thời gian bằng diễn... trị ở bảng sau: Với (IV)=9,42(S); (V)=12,13(S); (VI)=19,26(S) Ô tô tăng tốc từ vận tốc 8 m/s lên 10 m/s 8 m/s lên 12 m/s 8 m/s lên 14 m/s 8 m/s lên 16 m/s 8 m/s lên 18 m/s 8 m/s lên 20 m/s Thời gian tăng tốc 7,01 (S) 14,36 (S) 22,43 (S) 31,85 (S) 43,98 (S) 63,24 (S) Từ bảng số liệu trên ta xây dựng đợc đồ thị thời gian tăng tốc của ô tô hình: (B) t(s) 1/j 113.442 17.331 78.780 11.007 56.765 8.546 39.673... thời gian bằng diễn tích (I) +(II) sẽ là 7,01+7,35=14,36 (S) Giả sử ô tô tăng tốc từ vận tốc 10m/s lên vận tốc 14m/s thì cần có khoảng thời gian xác định bằng diện tích (I) + diện tích (II) + diện tích (III) Từ đồ thị gia tốc ngợc ta xác định đợc diễn tích (III) = 8,07 (S) vậy thời gian để ô tô tăng tốc từ vận tốc 8m/s lên vận tốc 14 m/s cần khoảng thời gian bằng diễn tích (I)+(II)+(III) sẽ 14,36+8,07=22,43(S)... thị thời gian tăng tốc của ô tô hình: (B) t(s) 1/j 113.442 17.331 78.780 11.007 56.765 8.546 39.673 26.195 13.173 6.511 I II III IV V VI 0 8 10 12 14 16 18 20 v(m/s) (A) A: Đồ thị gia tốc ngợc B: Đồ thị thời gian tăng tốc của ô tô 0 v(m/s) 10 12 14 16 18 20 Vmax (B) ... ca cỏc khi lng quay khi tng tc tay s i n gin khi tớnh toỏn j ta tớnh vi trng hp xe tng tc trờn ng bng cỏc s truyn do ú = ( i = 0 ) v cụng thc trờn cú dng : ji= ( Di f ) g ij Tr s ca h s cú th dựng cụng thc kinh nghim sau : ij = 1,03 + a.ihi 2 i vi xe vn ti chn a =0,045 T cỏc cụng thc trờn ta lp bng cỏc giỏ tr ca gia tc i vi tng tay s nh sau : V1 2.003 2.403 2.804 3.205 3.605 4.006 4.807 5.608 . cPhần 1: xây dựng đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ. chọn động cơ đặt trên ôtô. + G là trọng lượng của toàn bộ ôtô G = G o + G n .n + G e Trong. 1600 2600 3000 24.642 35.288 39.891 118.596 122 Ne Me Ne(ml) Me(kg.m) n (v/p) n ck Đường đặc tính ngoài của động cơ Diezen (hạn chế tốc độ) Động cơ Diezen được trang bị bộ điều tốc , để hạn chế tốc độ tối đa của động cơ . Do hạn chế của bộ phận hạn chế. (v/phút) I.2 . Xây dựng đường đăc tính ngoài của động cơ : Đối với ôtô động cơ Diêzen thì tốc độ cực đại N max sẽ ứng với số vòng quay n N Công suất cực đại N max của động cơ nghĩa là điểm A,B trên