TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC Ô TÔ 1 Họ tên sinh viên:…………….. Lớp: ĐHTC – Công nghệ ô tô Khoá: 2 Tên bài tập: TÍNH TOÁN SỨC KÉO Ô TÔ VẬN TẢI I. SỐ LIỆU CHO TRƯỚC: Số chỗ ngồi: 02 Tốc độ lớn nhất: Vmax = 75 kmh Tải trọng: 2500 Kg Hệ số cản lăn của mặt đường: f = 0,025 Độ dốc của mặt đường i= 0,25 Loại động cơ xăng không tăng áp Loại động cơ: Xăng II. NỘI DUNG CẦN HOÀN THÀNH: Chọn động cơ và xây dựng đặc tính ngoài động cơ. Xác định tỷ số truyền của truyền lực chính và các tỷ số truyền trong hộp số. Lập đồ thị cân bằng công suất của ô tô. Lập đồ thị cân bằng lực kéo. Lập đồ thị đặc tính động lực của ô tô. Lập đồ thị gia tốc của ô tô. Lập đồ thị thời gian tăng tốc của ô tô. Lập đường đặc tính kinh tế của ô tô. III. BẢN VẼ: Đồ thị công suất, lực kéo, đặc tính động lực học và đồ thị tia, đồ thị gia tốc, đồ thị thời gian tăng tốc, đường đặc tính kinh tế củ ô tô. Các đồ thị được vẽ trên giấy kẻ ô ly bản A0. Ngày giao đề: …………………… 2009 Ngày hoàn thành: …………...….. 2009
Khoa khí động lực lớp: đhlt-cnkt ôtô k1 TRƯờNG ĐạI HọC SƯ PHạM Kỹ THUậT VINH KHOA CƠ KHí ĐộNG LựC BàI TậP LớN MÔN HọC lý thuyết ÔTÔ Đề TàI: TíNH TOáN SứC KéO ÔTÔ tải giáo viên hớng dẫn : Lê Khắc Bình Nhóm sinh viên thùc hiƯn: Ngun Qc Tn Ngun Nh ¦íc Ngun ThÕ Sự Đặng Văn Hảo Lơng Đình Dũng Trần Đình Hiệp Lớp : ĐHLT- CNKT ÔTÔ K1 Vinh ngày 10 tháng năm 2009 Trờng đại học s phạm kỹ thuật vinh Khoa khí động lực ******** Bài tập lớn Môn học ô tô Họ tên sinh viên: Tên tập: Lớp: ĐHTC Công nghệ ô tô Khoá: tính toán sức kéo ô tô vận tải I số liệu cho trớc: - Số chỗ ngồi: 02 Khoa khí động lực lớp: đhlt-cnkt ôtô k1 - Tốc độ lớn nhất: Vmax = 75 km/h - Tải trọng: 2500 Kg - Hệ số cản lăn mặt đờng: f = 0,025 - Độ dốc mặt đờng i= 0,25 - Loại động xăng không tăng áp - Loại động cơ: Xăng II Nội dung cần hoàn thành: - Chọn động xây dựng đặc tính động - Xác định tỷ số truyền truyền lực tỷ số truyền hộp số - Lập đồ thị cân công suất ô tô - Lập đồ thị cân lực kéo - Lập đồ thị đặc tính động lực ô tô - Lập đồ thị gia tốc ô tô - Lập đồ thị thời gian tăng tốc ô tô - Lập đờng đặc tính kinh tế ô tô III vẽ: Đồ thị công suất, lực kéo, đặc tính động lực học đồ thị tia, đồ thị gia tốc, đồ thị thời gian tăng tốc, đờng đặc tính kinh tế củ ô tô Các đồ thị đợc vẽ giấy kẻ ô ly A0 Ngày giao đề: // 2009 Ngày hoàn thành: ./ / 2009 Duyệt môn giáo viên hớng dẫn Phạm Hữu Truyền NHậN xét , đánh giá tập lớn Giáo viªn híng dÉn: Kết đánh giá: Khoa khí động lực lớp: đhlt-cnkt ôtô k1 Giáo viên chấm: LờI NóI ĐầU Trong thời đại đất nớc đờng CNH HĐH, bớc phát triển đất nớc Trong xu thời đại khoa học kỹ thuật giới ngày phát triển cao Để hòa chung với phát triển đất nớc ta đà có chủ trơng phát triển số ngành công nghiệp mũi nhọn, có ngành khí Động Lực Để thc đợc chủ trơng đòi hỏi đất nớc cần phải có đội ngũ cán bộ, công nhân kỹ thuật có trình độ tay nghề cao Hiểu rõ điều trờng ĐHSPKT Vinh không ngừng phát triển nâng cao chất lợng đào tạo đội ngũ cán bộ, công nhân có tay nghề trình độ cao mà đào tạo với số lợng đông đảo đáp ứng nhu cầu nguồn nhân lực cho đất nớc Khi sinh viên trờng chúng em đợc phân công thực đề tài Tính toán sức kéo ôtô vận tải Đây điều kiện tốt cho chúng em có hội xâu chuỗi kiến thức mà chúng em đà đợc học trờng, bớc đầu sát vào thực tế sản xuất, làm quen với công việc tính toán thiết kế ôtô Trong trình tính toán chúng em đà đợc quan tâm dẫn, giúp đỡ nhiệt tình giáo viên hơng dẫn thầy cô giáo khoa khí động lực Tuy nhng trách khỏi hạn chế, thiếu sót trình tính toán Để hoàn thành tốt, khắc phục đợc hạn chế thiếu sót chúng em mong đơc đóng góp ý kiến, giúp đỡ thầy cô giáo bạn để sau trờng bắt tay vào công việc, trình công tác chúng em hoàn thành công việc cách tốt Em xin chân thành cảm ơn ! Vinh, ngày 10 tháng 06 năm 2009 Sinh viên thực Khoa khí động lực A: B: lớp: đhlt-cnkt ôtô k1 Phần thuyết minh Trình tự tính toán: I Xác định toàn trọng lợng ôtô: Đây loại xe ôtô vận tải chuyên chở hàng hoá lu thông loại đờng có tính chất khác nên ta áp dụng công thức tính toán khối lợng toàn xe nh sau: G = G + n cG n + G h Trong đó: G0 : Trọng lợng thân ôtô nc : Số chỗ ngồi xe ôtô Gn : Trọng lợng trung bình ngời Gh : Trọng lợng hàng hoá Đối với loại xe ta chän : G0 = 2710 (kg) nc = Gn = 65 (kg) Gh = 2500 (kg) VËy ta cã : G= 2710 + 2.65 + 2500 = 5340 (kg) II Chọn lốp Đối với loại xe trọng lợng đặt lên bánh xe 5340 kg ôtô vận tải tải trọng phân bố cầu trớc 30%.G = 1602 kg cầu sau 70%.G = 3738 kg Nh khối lợng đặt vào cầu sau lớn nhiều so với cầu trớc nên lốp sau chịu tải lớn lốp trớc nên ta chọn theo lèp sau cho toµn bé lèp - Ký hiƯu lèp : B - d lµ 7,5 - 20 - Xe dùng bánh bánh dự phòng - Lốp rỗng - Bề rộng lốp : 7,5 (inch) III Xác định công suất cực đại động cơ: Xác định công suất động ứng với tốc độ cực đại động (Nev) Nev = KFVmax G.ψ v Vmax ( ) + ηt 3500 270 ηt : HiƯu st trun lùc K: F: Vmax : G: v: Trong đó: Hệ số cản khí động häc (kg.s2/m4) DiƯn tÝch c¶n chÝnh diƯn ( m2) VËn tốc cực đại ôtô ( km/h) Trọng lợng toàn ôtô (kg) Hệ số cản tổng cộng đờng xe chuyển động Vmax Khoa khí động lực lớp: đhlt-cnkt ôtô k1 Các thông số lựa chän: a HiƯu st trun lùc chÝnh (ηt ) §Ĩ đánh giá tổn thất lợng hệ thống trun lùc ngêi ta dïng hiƯu st hƯ thèng truyền lực (t ) tỷ số công bánh xe chủ động công suất hữu ích động cơ, thờng đợc xác định công thức thực nghiệm Khi tính toán ta chọn theo loại xe nh sau: Xe tải: t = 0,8 - 0,9 nên ta chọn t = 0,9 b Hệ số cản khí động học (k): Hệ số cản khí động học phụ thuộc vào mật độ không khí, hình dạng chất lợng bề mặt ôtô (kg.s2/m4) K đợc xác định thực nghiệm: §èi víi xe t¶i: K = 0,06 - 0,07 ( kg.s2/m4) Ta chän: K= 0,065 c DiƯn tÝch c¶n chÝnh diện(F): Diện tích cản diện ôtô diện tích hình chiếu ôtô lên mặt phẳng vuông góc với trục dọc xe ôtô (m2) Việc xác định diện tích có nhiều khó khăn, để đơn giản tính toán ngời ta dùng công thức gần sau: Đối với xe ôtô tải: F = B0.H0 (m2) Trong đó: B0 : Chiều rộng sở ôtô (m) H0 : Chiều cao toàn ôtô (m) Ta chọn thông số là: B0 = 1,585 (m) H0 = 2,13 (m) Do ®ã: F = 1,585.2,13 = 3,376 (m2) Các thông số đà cho: Vmax= 75 km/h v = f = 0,025 áp dụng công thức ta cã: Nev = KFVmax G.ψ v Vmax 0,065.3,376.753 5340.0,025.75 = 70,6 (CV) + ( )= + ηt 3500 0,9 3500 270 270 =70,6.0,7355 = 51,926 (kw) Căn vào loại động để tìm công suất cực đại nã: N ev Nemax= aλ +bλ2 −cλ3 (kw) Trong ®ã: a , b , c: C¸c hƯ sè thùc nghiƯm, động xăng ta chọn a=b=c=1 Đối với động xăng có phận hạn chế số vòng quay: λ = 0,8 - 0,9 Ta chän: λ = 0,9 Khoa khí động lực Nemax= lớp: đhlt-cnkt «t« k1 N ev aλ + bλ2 − cλ3 = 51,926 = 52,931 (kw) 0,9 + 0,9 − 0,9 Vì công suất động đem thử điều kiện thí nghiệm thiếu phận nh: Bộ tiêu âm, quạt gió, bình lọc không khí trang bị khác lắp ô tô lại có thêm phận kể Mặt khác để tăng khả thắng lực cản đột xuất trình chuyển động ta phải chọn công suất động lắp ô tô ta phải chọn động có công suất cao 15 ữ 20% tức động phải có công suất Nmax = 65 kw sở tính toán đợc công suất Nev đảm bảo đợc tốc độ Vmax ô tô chạy đờng có hệ số cản lăn f ô tô vận tải không yêu cầu có tốc độ cao nh ô tô du lịch, ô tô đua mà chủ yếu yêu cầu có suất tính kinh tế cao nên ta chọn động xăng có phận hạn chế số vòng quay IV Xác định tỷ số truyền truyền lực Tỷ số truyền lực (i0) đợc xác định đảm bảo tốc độ chuyển động cực đại ôtô số truyền cao hộp số (i0 ) đợc xác định theo công thức: i0 = 0.377 Trong đó: lớn nhÊt(v/ph) nv rk i pc ihn vmax nv: Tèc ®é vòng quay trục khuỷu động đạt vận tốc rk: ipc: Bán kính động học bánh xe (m) Tỷ số truyền hộp số phụ hộp phân phèi ë tû sè truyÒn cao nhÊt ihn: Tû sè trun cao nhÊt hép sè Vmax: VËn tèc lín nhÊt cđa «t« (km/h) Th«ng sè cho tríc: Vmax= 75 (km/h) Thông số lựa chọn: ihn=1 rk: Bán kính động học bánh xe Khi tính toán sức kéo mà đối tợng nghiên cứu bánh xe ta coi gần đúng: rk= rd=rb= r0 (*) Trong đó: r0: Bán kính thiết kế bánh xe Hệ số kể đến biến dạng lốp ®èi víi lèp cã ¸p xt cao λ: Ta chän: λ = 0,950 d Mµ: r0= B + 25,4 (mm) ữ Với: B: Là bề réng cđa lèp (inch) B = 7,5 Khoa c¬ khí động lực d: lớp: đhlt-cnkt ôtô k1 Là đờng kính vành bánh xe (inch) d = 20 r0 = (7,5 + 20 ) 25,4 = 444,5 (mm) = 0,4445 (m) Thay vào (*) ta có bán kính làm việc trung bình bánh xe: rk= rb= 0,4445.0,950 = 0,4223(m) Mặt khác: Ta có: nv= nN (v/ph) Trong ®ã: nN : Sè vßng quay trơc khủu øng víi c«ng st lín nhÊt (v/ph) Ta chän: nN = 3500 (v/ph) Đối với động xăng có phận hạn chế số vòng quay thì: =0,8- 0,9 Ta chọn λ = 0,9 Suy ra: nv = 0,9.3500 = 3150 (v/ph) VËy: i0 = 0.377( 3150.0,4223 ) = 6,7 75 (Do xe hộp số phụ nên ta không tính ipc) V a Xác định tỷ số truyền hộp số: Xác định tỷ số truyền tay số 1: Tỷ số truyền tay số đợc xác định dựa sở đảm bảo khắc phục đợc sức cản lớn mặt đờng mà không bị trợt: p max pkl p Do ihl đợc xác định theo điều kiện cản chuyển động; ihl = Gψ M r ii η max b e max pc tl Trong ®ã : ψ max : Hệ số cản cực đại đờng mà ôtô khắc phục đợc G: Trọng lợng toàn xe (kg) rb : Bán kính động lực học bánh xe Memax: Mô men xoắn cực đại động c¬ i0 : Tû sè trun cđa trun lùc chÝnh ipc : Tû sè trun sè trun cao cđa hép sè phơ η tl : HiƯu st trun lùc C¸c thông số đà cho: Memax = 20,5 (kg.m) Các thông sè lùa chän: ψ max = f + i =0,025 + 0,25 = 0,275 tl = 0,9 Các thông số đà tính toán phần trên: G = 5340 (kg) rb = 0,4445(m) Khoa khí động lực lớp: đhlt-cnkt ôtô k1 i0 = 6,7 Thay thông số vào công thức ta đợc: ihl= G M r ii η b max e max pc = tl 5340.0,275.0,4445 = 5,28 20,5.6,7.0,9 (Do xe kh«ng cã hép số phụ nên ta không tính ipc) Mặt khác lực kéo cực đại ôtô bị hạn chế điều kiện bám tính ihl xong ta phải kiểm tra lại theo điều kiện bám: ihl G ϕ.r m M ii η ϕ b p e max pc tl Trong đó: mp: Hệ số phân bố lại tải trọng lên cầu chủ động truyền lực kéo Đối với cầu trớc: mp=0,8 - 0,9 Ta chọn: mp= 0,9 Đối với cầu sau: mp= 1,1 - 1,2 G - Trọng lợng phân bố lên cầu chủ động Đối với loại xe trọng lợng phân bố lên cầu trớc có tải là: Gb1=1602(kg) Đối vi cầu sau: : Gb2= 3738 (kg) Hệ số bám cực đại lốp với đờng : Có thể chọn kho¶ng: 0,6 - 0,8 ϕ = 0,8 Ta chän: VËy ta kiểm tra điều kiện bám: ihl G .r m M ii η ϕ b e max pc p = tl 3738.0,8.0,4445.0,9 = 9,67 20,5.6,7.0,9 Đảm bảo yêu cầu b Tỷ số truyền trung gian phơng pháp phân phối theo cấp số nhân Công bội đợc xác định theo biÓu thøc: q= n −1 i i hl = 5,28 = 1,74 hn Trong ®ã: n: Sè cÊp hép sè ihl: Tû sè truyÒn tay sè ihn : Tû sè truyÒn tay sè cuèi cïng hép sè Tû sè trun cđa tay sè thø i đợc xác định theo công thức sau: Khoa khí động lực ihi = i lớp: đhlt-cnkt ôtô k1 h ( n −1) q = i q hl i −1 Trong ®ã: ihi : Tû sè trun tay sè thø i hép sè (i=2,3 .n-1) Tû sè truyÒn cđa tay sè thø lµ: i2= 5,28 = 3,034 1,74 Tû sè trun cđa tay sè thø lµ: i3 = 5,28 = 1,74 1,74 Tû sè truyÒn cđa tay sè thø lµ: i4 = Tû sè truyÒn sè lïi: (il) Tû sè truyÒn sè lïi hộp số thờng đợc chọn khoảng il = (1,1 .1,3)ihl Trong ®ã: ihl- tû sè trun tay sè Đối với xe ta chọn tỷ số truyền sè lïi nh sau: il = 1,3.5,28 = 6,864 Chó ý: Khi chän tû sè trun sè lïi ta ph¶i kiểm tra lại điều kiện bám VI: Xây dựng đờng đặc tính động xăng phận hạn chế số vòng quay Những động xăng có phận hạn chế số vòng quay Từ công thøc: Nev = KFVmax G.ψ v Vmax ( ) ta đà tính đợc Nev= 51,926 (kw) + t 3500 270 công suất đợc biểu diễn điểm A đồ thị (hình 1) nghĩa tơng ứng với số vòng quay nv động số vòng quay nv (tốc độ vòng quay trục khuỷu động đạt tốc độ lớn nhất) 3500 (v/ph) Vị trí điểm A nằm bên phải vị trí điểm B Điểm B điểm ứng với công suất cực đại động Nmax = 52,931(kw) có số vòng quay tơng ứng nN = 3150 (v/)ph) Đờng đặc tính động nhận đợc cách thí nghiệm động bệ thử, cho động làm việc chế độ cung cấp nhiên liệu cực đại, tức mở bớm ga hoàn toàn ta nhận đợc đờng đặc tính động cơ, bớm ga mở vị trí khác cho ta đờng đặc tính cục Nh ứng với loại động có đờng đặc tính nhng có nhiều đờng đặc tính cục Khi đờng đặc tính tốc độ thực nghiệm, ta xây dựng đờng đặc tính nói nhờ công thức thực nghiệm S.R.Lây Đecman Công suất số vòng quay ne động cơ: Khoa khí động lực lớp: ®hlt-cnkt «t« k1 n ne ne e Ne= Nmax a + b ÷ − c ÷ nN nN nN Trong đó: Ne: Công suất hữu ích động ne: Số vòng quay trục khuỷu Nmax: Công suất có ích cực đại nN: Số vòng quay ứng với công suất cực đại a , b , c: Các hệ số thực nghiệm đợc chọn theo loại động Đối với động xăng ta chọn: a = b = c = để tính toán Ne đợc nhanh chóng ta đặt: n ne ne e k= a + b ÷ − c ÷ nN nN nN lóc nµy: Ne = Nmax.k đại lợng đợc xác định theo bảng sau: TT ne nN ne/nN Nmax k Ne Me 720 3200 0.225 72 0.264234 19.02488 18.91918 1080 3200 0.3375 72 0.412963 29.73333 19.7121 1440 3200 0.45 72 0.561375 40.419 20.09723 1800 3200 0.5625 72 0.700928 50.4668 20.07457 2160 3200 0.675 72 0.823078 59.26163 19.64413 2520 3200 0.7875 72 0.919283 66.18839 18.80591 2880 3200 0.9 72 0.981 70.632 17.5599 3200 3200 72 72 16.11 3300 3200 1.03125 72 0.998016 71.85718 15.59083 10 3400 3200 1.0625 72 0.991943 71.41992 15.0402 11 3600 3200 1.125 72 0.966797 69.60938 13.84453 Ta biÕt sè vòng quay chỗ hạn chế n0 ứng với tốc độ cực đại ôtô vmax Ta tìm nN nh sau: Tõ nN= n0 0,8 ÷ 0,9 Ta cã: n0=nN.0,8=3200.0,8=2560 (v/ph) nx=n0+(300ữ500)=2560+400=2960 (v/ph) từ số liệu ta xây dựng đợc đồ thị sau: 10 Khoa khí động lực lớp: đhlt-cnkt ôtô k1 Me Ne 72 50.47 29.73 19.025 13.845 n(v/ph) 720 1080 H.1 1800 2560 2960 3200 3600 Đồ thị đờng đặc tính động VII Xây dựng đồ thị cân công suất: phân tích tính cht ng lc hc ca ôtô ngoi mối tương quan lực ta cã thể sử dụng mối tương quan c«ng suất c«ng suất kÐo bánh xe ch ng v công sut cuả lc cn chuyn ng Trong trng hp tng quát phng trình cân bng công sut: N e = N r + N f + Nω + N i + N j + N mk + N o Ne N r = N e (1 − N h ) 11 Khoa c¬ khí động lực lớp: đhlt-cnkt ôtô k1 Pf V Nf = 270 = G f cos α 270 Nω = K F V 3500 Ni = G.V sin α 270 Nj = G δ i jv f 270 N mk = N0 = TT ne Ne Nk1 V1 Nk2 V2 Nk3 V3 Nk4 V4 Pmk V 270 M N 716,2 Từ số liệu ta xây dựng đợc bảng số liệu sau: nemin ne2 ne3 ne4 ne5 ne6 ne7 ne8 ne9 ne10 nemax 720 1080 1440 1800 2160 2520 2880 3200 3300 3400 3600 19.025 29.733 40.419 50.467 59.262 66.188 70.632 72 71.857 71.42 69.609 17.122 24 17.122 5.639 17.122 9.8327 17.122 17.109 26.76 4.8605 26.76 8.4585 26.76 14.749 26.76 25.663 36.377 6.4806 36.377 11 278 36.377 19.665 36.377 34 218 45.42 8.1008 45.42 14.098 45.42 24.582 45.42 42.772 53.335 9.7209 53.335 16.917 53.335 29.498 53.335 51.326 59.57 11.341 59.57 19.737 59.57 34.414 59.57 59.881 63.569 12.961 63.569 22.556 63.569 39.331 63.569 68.435 64.8 14.401 64.8 25.062 64.8 43.701 64.8 76.039 64.671 14.851 64.671 25.846 64.671 45.066 64.671 78.415 64.278 15.301 64.278 26.629 64.278 46.432 64.278 80.792 62.648 16 202 62.648 28.195 62.648 49.163 62.648 85.544 Từ bảng số liệu ta xây dựng đợc đồ thị sau: 12 Khoa khí động lực lớp: đhlt-cnkt «t« k1 N Ne1 Nk1 Ne2 Nk2 Ne3 Nk3 Ne4 Nk4 62.648 17.112 o 16.202 28.195 H2 49.163 85.544 v Đồ thị cân công suất VIII Xây dựng đồ thị cân lực kéo: Trong trờng hợp tổng quát phơng trình cân lực kéo ô tô nh sau: Pk = Pf ± Pi + Pω ± Pj + Pm Trong ®ã: pk: Lùc kÐo tiÕp tuyÕn ë bánh xe chủ động Pf = f G cos α : Pω = K F V ( 3,6) : Pf = G sin α : Pj = G. ij g : Pmk : Lực cản lăn Lực cản không khí Lực cản lăn Lực cản tăng tốc Lực cản mooc kéo Tính lực kéo bánh xe chủ động theo công thức: Pk = M k M i h i0 n h = rbx rbx 13 Khoa khí động lực Pk = Với: Mk: rbx: Me: N e: ne: i0: ih: lớp: đhlt-cnkt ôtô k1 716,2.N e i h i0 n h rbx ne Mô men xoắn bánh xe chủ động Bán kính lăn bánh xe chủ động Mô men xoắn trục khuỷu động Công suất động Số vong quay động ứng với Ne Tỷ số trun cđa trun lùc chÝnh Tû sè trun cđa hép sè tuú tõng tay sè tÝnh to¸n Vi = 0,377 ne rbx ih Các trị số Pki tay số khác đợc lập bảng sau: (Bảng 1) TT V1 Me Pk1 Pc1 Pk2 Pc2 V2 Pk3 V3 Pc3 Pk4 V4 Pc4 3.24 18.919 1426.4 137.84 819.62 146.65 5.639 470.05 9.8327 171 270.15 17.109 13.29 10 11 4.86 19.712 1486.2 143.27 853.97 163.1 8.4585 489.75 14.749 220.99 281.47 25.663 28.992 6.48 20.097 1515.2 150.87 870.66 186.12 11.278 499.32 19.665 290.98 286.97 34.218 55.563 8.10 20.075 1513.5 160.65 869.68 215.72 14.098 498.76 24.582 380.98 286.64 42.772 96.625 9.72 19.644 1481 172.59 851.03 251.89 16.917 488.07 29.498 490.97 280.5 51.326 155.8 11.34 18.806 1417.8 186.71 814.72 294.65 19.737 467.24 34.414 620.95 268.53 59.881 236.72 12.96 18.806 1417.8 203.00 814.72 343.98 22.556 467.24 39.331 770.94 268.53 68.435 342.99 14.40 16.11 1214.6 219.30 697.92 393.35 25.062 400.26 43.701 921.05 230.03 76.039 461.68 14.85 15.591 1175.4 224.75 675.43 409.84 25.846 387.36 45.066 971.2 222.62 78.415 503.86 15.30 15.04 1133.9 230.36 651.58 426.85 26.629 373.68 46.432 1022.9 214.76 80.792 548.61 16.20 13.845 1043.8 242.09 599.78 462.37 28.195 343.97 49.163 1130.9 197.69 85.544 646.11 IX X©y dựng đồ thị lực cản: Tốc độ cực đại ô tô đạt đựơc đờng không kéo mooc nên xây dựng đồ thị cân b»ng lùc kÐo ta coi nh Pj = Pi = Pm = Do thành phần lực cản bao gồm lực cản lăn lực cản không khí Pc = Pf + Pω = G f + K F V 13 Trong đó: G: Trọng lợng toàn ô tô f: Hệ số cản lăn lốp đờng K: Hệ số cản khí động học F: Diện tích cản diện ô tô V: Vận tốc chuyển động ô tô Các giá tri lực cản đợc thể bảng sau: (Bảng 2) 14 Khoa khí động lực TT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 lớp: đhlt-cnkt ôtô k1 K F G f V Pf = G.f Pw = K.F.V/13 Pf +P ω 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 3.376 3.376 3.376 3.376 3.376 3.376 3.376 3.376 3.376 3.376 3.376 3.376 3.376 3.376 3.376 3.376 3.376 3.376 5340 5340 5340 5340 5340 5340 5340 5340 5340 5340 5340 5340 5340 5340 5340 5340 5340 5340 0.025 0.025 0.025 0.025 0.025 0.025 0.025 0.025 0.025 0.025 0.025 0.025 0.025 0.025 0.025 0.025 0.025 0.025 15 25 35 45 55 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 133.5 133.5 133.5 133.5 133.5 133.5 133.5 133.5 133.5 133.5 133.5 133.5 133.5 133.5 133.5 133.5 133.5 133.5 0.422 3.798 10.55 20.678 34.182 51.062 71.318 82.712 94.95 108.032 121.958 136.728 152.342 168.8 186.102 204.248 223.238 243.072 133.922 137.298 144.05 154.178 167.682 184.562 204.818 216.212 228.45 241.532 255.458 270.228 285.842 302.3 319.602 337.748 356.738 376.572 Tõ c¸c sè liệu bảng ta xây dựng đợc đồ thị: 15 Khoa khí động lực Pf Pk Pw lớp: đhlt-cnkt ôtô k1 Pk1 1426.4 1043.8 819.62 Pk2 599.78 Pk3 470.05 Pw+Pf Pk4 270.15 Pf 133.5 5.639 17.109 28.195 H3 X 49.163 72 85.544 V Đồ thị c©n b»ng lùc kÐo X©y dựng đồ thị tia: Để x¸c định đặc tÝnh động lực xe chở với tải trọng thay đổi ta phải lập đồ thị D tương ứng gọi đồ thị tia ta cã: 16 Khoa khí động lực tg = lớp: đhlt-cnkt «t« k1 D Gx = Dx G Trong đã: α: Góc nghiêng ca tia ng vi s phn trm tải trọng sử dụng tÝnh từ trục hồnh D: Nh©n tố động lực xe chở tải đầy Dx: Nh©n tố động lực xe tải trọng thay đổi G: Trọng lượng toàn xe chở tải đầy ( gồm trọng lượng thiết kế G0 trọng lượng chở hàng theo định mức Ge) G = 5340(kg) Gx: Trọng lượng tồn «t« chở với tải trọng thay đổi ( gồm trọng lỵng thiết kế Go=2710 trọng lượng hàng thực chất lªn Gex=2500) Ta đem chất tải lªn xe theo số phần trăm tải trọng định mức Ge, ta x¸c định trọng lượng toàn xe với trọng lượng chở hàng thực tế Gx từ ®ã ta tÝnh gãc α tương ứng với số ph©n trăm tải trọng nói Ta lp bng: Phần trăm tải tính theo trọng tải định mức 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 140% 160% 180% Quy träng lỵng G = Go+Ge Gx=Go+Gex Gex (KG) 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5340 5340 5340 5340 5340 5340 5340 5340 5340 5340 2710 3210 3710 4210 4710 5210 5710 6210 6710 7210 tg α = Gx G 0.507 0.601 0.695 0.788 0.882 0.976 1.069 1.163 1.257 1.350 α 26.88 31.00 34.80 38.24 41.41 45.00 46.91 49.31 51.50 53.47 17 Khoa khí động lực lớp: đhlt-cnkt ôtô k1 Từ số liệu bảng ta xây dựng đợc đồ thị: D % đầy tải 100% 40% 80% I 80% % chu a dầy tải 60% 0.1964 40% II 20% 0.1534 0% 0.1098 III 0.0877 45° 0.0568 IV 9.8327 17.109 28.195 85.544 49.163 V H×nh 4: Đồ thị nhân tố động lực học đồ thị tia XI Lập đồ thị gia tốc ôtô Ta có công thức để xác định gia tốc củ ôtô lµ: g j = ( D − ψ ) δ Trong đó: D Nhân tố động lực học xe - Hệ số cản tổng cộng đờng g - Gia tèc träng trêng(g= 9,81m/s2) δ - HÖ số tính đến ảnh hởng khối lợng quay tăng tốc Để đơn giản tính gia tốc ta tính với trờng hợp xe tăng tốc đờng số truyền = f với i= công thức có dạng: g j = ( D − f ) δ TrÞ sè hệ số dùng công thức gần sau để tính: = 1,04 + a.ih Víi: a = 0,04 ÷ 0,05 Ta chän a=0,05 TÝnh j = f (v) ë c¸c sè trun kh¸c lập bảng cho tay số nh sau: TT a f g ih1 10 11 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.025 0.025 0.025 0.025 0.025 0.025 0.025 0.025 0.025 0.025 0.025 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 9.81 5.28 5.28 5.28 5.28 5.28 5.28 5.28 5.28 5.28 5.28 5.28 18 Khoa khí động lực j1 V1 D1 j1 ih2 δj2 V2 D2 j2 ih3 δj3 V3 D3 j3 ih4 j4 V4 D4 j4 1.04 lớp: đhlt-cnkt ôtô k1 2.43392 2.43392 2.43392 2.43392 2.43392 2.43392 2.43392 2.43392 2.43392 2.43392 2.43392 3.24 4.8605 6.4806 8.1008 9.7209 11.341 12.961 14.401 14.851 15.301 16.202 0.2671 0.2782 0.2836 0.2832 0.277 0.2651 0.2474 0.2268 0.2194 0.2116 0.1946 0.97579 1.02053 1.0423 1.04068 1.01569 0.96773 0.89639 0.81336 0.78354 0.7521 0.68358 3.034 3.034 3.034 3.034 3.034 3.034 3.034 3.034 3.034 3.034 3.034 1.50026 1.50026 1.50026 1.50026 1.50026 1.50026 1.50026 1.50026 1.50026 1.50026 1.50026 5.639 8.4585 11.278 14.098 16.917 19.737 22.556 25.062 25.846 26.629 28.195 0.1534 0.1597 0.1626 0.1622 0.1585 0.1513 0.1409 0.1287 0.1244 0.1198 0.1098 0.83959 0.88079 0.89975 0.89713 0.87294 0.82586 0.75786 0.67808 0.64996 0.61989 0.5545 1.74 1.74 1.74 1.74 1.74 1.74 1.74 1.74 1.74 1.74 1.74 1.19138 1.19138 1.19138 1.19138 1.19138 1.19138 1.19138 1.19138 1.19138 1.19138 1.19138 9.8327 14.749 19.665 24.582 29.498 34.414 39.331 43.701 45.066 46.432 49.163 0.0877 0.091 0.0923 0.0915 0.0886 0.0838 0.0768 0.0689 0.0661 0.0632 0.0568 0.51628 0.54345 0.55416 0.54757 0.52369 0.48417 0.42653 0.36148 0.33842 0.31454 0.26185 1 1 1 1 1 1.09 1.09 1.09 1.09 1.09 1.09 1.09 1.09 1.09 1.09 1.09 17.109 25.663 34.218 42.772 51.326 59.881 68.435 76.039 78.415 80.792 85.544 0.0497 0.0518 0.05282 0.0528 0.0516 0.0494 0.046 0.0422 0.0408 0.0393 0.0361 0.2223 0.2412 0.25038 0.2502 0.2394 0.2196 0.189 0.1548 0.1422 0.1287 0.0999 1.04 1.04 1.04 1.04 1.04 1.04 1.04 1.04 1.04 1.04 1.04 Tõ số liệu bảng ta xây dựng đợc đồ thị: 19 Khoa khí động lực lớp: đhlt-cnkt «t« k1 j 1.0423 0.976 0.0999 0.684 0.516 0.2223 0.0999 5.639 17.11 28.195 49.163 85.544 V Hình 5: Đồ thị gia tốc XII: Đồ thị thời gian tăng tốc cđa «t« dv ; dt dt = dv ; j Tõ biÓu thøc j= Ta suy : Thêi gian tăng tốc ô tô từ tốc độ v1 ®Õn vËn tèc v2 sÏ lµ; v2 t= ∫ j dv ; v1 tích phân giải đợc phơng pháp giải tích, quan hệ phụ thuộc xác giải tích tăng tốc ô tô j vận tốc 20 Khoa khí động lực lớp: đhlt-cnkt ôtô k1 chuyển động chúng v nhng tích phân giải đợc đồ thị dựa sở đặc tính động lực học dựa vào độ thị gia tốc ô tô j =f(v) Để tiến hành xác định thời gian ta cần xây dựng đờng cong gia tốc nghịch số truyền khác nhau, nghĩa xây dựng đồ thị 1/j = f(v) ta xây dựng đồ thị 1/j = f(v) số cao hộp số Để tiện lợi cho tính toán lập đồ thị 1/j theo tốc độ V ta chọn tỷ lệ biểu diễn trục hoành ta chia khoảng tốc độ 10 12 m/s; 12 14 m/s Theo ta xây dựng đợc bảng sè liÖu sau: ne 1212.01 1515.01 1818.01 2121.01 2424.01 2727.01 V km/h 28.80 36.00 43.20 50.40 57.60 64.80 V m/s 8.0000 10.0000 12.0000 14.0000 16.0000 18.0000 Ne 33.6868 42.5855 50.9417 58.3883 64.5589 69.0865 Me 19.9007 20.1261 20.0627 19.7104 19.0693 18.1392 D 0.0506 0.0497 0.0477 0.0447 0.0405 0.0352 j 0.23463 0.226636 0.208556 0.180388 0.142134 0.093793 1/j 4.26 4.41 4.79 5.54 7.04 10.66 Trong đó: ne: Số vòng quay trục khuỷu Ne: Công suất động Me: Mô mem xoắn trục khuỷu D: Nhân tố động lực học M e itli i0 η tl KF V − rd 13 D= G Từ số liệu bảng ta xây dựng đợc đồ thị gia tốc ngợc (hình a) Chúng ta lấy phần diện tích tơng ứng với khoảng biến thiên vận tốc dv, phần diện tích đợc giới hạn đờng cong 1/j , trục hoành hai tung độ tơng ứng với biến thiên vận tốc dv, biểu thị thời gian tăng tốc ô tô Tổng cộng tất diện tích nhỏ lại ta đợc đồ thị thời gian tăng tốc ô tô từ vận tốc v1 đến vận tốc v2 xây dựng đợc đồ thị thời gian tăng tốc ô tô phụ thuộc vào vận tốc chuyển động ôtô t = f(v) Hình (b) Giả sử ô tô tăng tốc từ vận tốc 8m/s lên vận tốc 10m/s cần có khoảng thời gian xác định bàng diện tích (I) Từ đồ thị gia tốc ngợc ta xác định đợc diễn tích (I) = 8,67(S) Giả sử ô tô tăng tốc từ vận tốc 8m/s lên vận tốc 12m/s 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) = 8,67 (S) vµ (II)= 9,2 (S) VËy thêi gian để ô tô tăng tốc từ vận tốc m/s lên vận tốc 12 m/s cần khoảng thời gian diễn tích (I) +(II) 8,67+9,2=17,87 (S) Giả sử ô tô tăng tốc từ vận tốc 10m/s lên vận tốc 14m/s cần có khoảng thời gian xác định b»ng diÖn tÝch (I) + diÖn tÝch (II) + diÖn tích (III) Từ đồ thị gia tốc ngợc ta xác định đợc diễn tích (III) = 10,33 (S) thời gian để ô tô tăng tốc từ vận tốc 8m/s lên vận tốc 14 m/s cần khoảng thời gian diễn tích (I)+(II)+(III) 17,87+10,33=28,2(S) Tơng tự ta xác định đợc giá trị bảng sau: Với (IV)=12,58(S); (V)=17,7(S); Ô tô tăng tốc từ vận tốc m/s lªn 10 m/s m/s lªn 12 m/s m/s lªn 14 m/s m/s lªn 16 m/s Thêi gian tăng tốc 8,67 (S) 17,87 (S) 28,2 (S) 40,78 (S) 21 Khoa khí động lực lớp: đhlt-cnkt ôtô k1 m/s lên 18 m/s 58,48 (S) Từ bảng số liệu ta xây dựng đợc đồ thị thời gian tăng tốc ô tô hình: (B) 1/j t(s) 10,66 58,48 7,04 5,54 4,26 40,78 28,2 I II III IV V o 10 12 14 16 18 (A) 17,87 8,67 v(m/s) v(m/s) o 10 12 14 16 18 (B) vmax A: Đồ thị gia tốc ngợc B: Đồ thị thời gian tăng tốc ô tô XII Lập đồ thị đặc tính kinh tế động Đồ thị đặc tính kinh tế ôtô biểu thị mối quan hệ lợng tiêu hao nhiên liệu 100km quÃng đờng chạy với tốc độ chuyển động khác loại đờng Đồ thị tính toán xây dựng theo đờng đặc tính động đồ thị nhân tố động lực học D ë tõng tay sè Møc tiªu hao nhiªn liƯu ôtô phụ thuộc vào mức tiêu hao nhiên liệu động mà phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nh trọng lợng G xe, nhân tố cản kF không khí, lực cản ψ cđa ®êng, tèc ®é chu ®éng cđa xe v tổn thất ma sát H hệ thống truyền lực Dựa vào đồ thị xác định nhanh chãng møc tªu hao nhiªn liƯu 100 km quÃng đờng chạy ôtô vị trí v đà biết Lợng tiêu hao nhiên liệu cho 1giờ đợc tính theo công thức: kF v ψ G.v + .g e 13 g N e ( kg / h ) Q= = 1000 270000. H 22 Khoa khí động lực lớp: đhlt-cnkt ôtô k1 Lợng tiêu hao nhiên liệu cho 100 km quÃng đờng chạy tính theo lít ta cã c«ng thøc sau: kF v ψ G + .g e 13 100.Q Qs = = v. 270. H Q : Lợng tiêu hao nhiên liệu (kg/h) Qs: Lợng tiêu hao nhiên liệu cho 100 km quÃng đờng chạy : Hệ số tổng cộng đờng G: Trọng lợng toàn xe kF: Nhân tố cản không khí xe v: Tèc ®é chun ®éng cđa xe ge: St tiªui hao nhiªn liƯu cđa xe ηH: HiƯu st trun lực : Tỉ trọng nhiên liệu = 0,76 kg/l xăng C Tài liệu tham khảo lý thuyết ôtô máy kéo Tác giả: Nguyễn Hữu Cẩn , D Quốc Tthịnh , Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội - 1998 nguyên lý động đốt Tác giả: Nguyễn Tất Tiến Nhà xuất giáo dơc - 2000 Híng dÉn bµi tËp lín lý thuyết ôtô máy kéo Khoa khí động lực - §HSPKT Vinh 23 ... 1. 1 913 8 1. 1 913 8 1. 1 913 8 1. 1 913 8 1. 1 913 8 1. 1 913 8 1. 1 913 8 1. 1 913 8 1. 1 913 8 1. 1 913 8 1. 1 913 8 9.8327 14 .749 19 .665 24.582 29.498 34. 414 39.3 31 43.7 01 45.066 46.432 49 .16 3 0.0877 0.0 91 0.0923 0.0 915 0.0886... 0.025 0.025 15 25 35 45 55 65 70 75 80 85 90 95 10 0 10 5 11 0 11 5 12 0 13 3.5 13 3.5 13 3.5 13 3.5 13 3.5 13 3.5 13 3.5 13 3.5 13 3.5 13 3.5 13 3.5 13 3.5 13 3.5 13 3.5 13 3.5 13 3.5 13 3.5 13 3.5 0.422 3.798 10 .55 20.678... sau: (Bảng 1) TT V1 Me Pk1 Pc1 Pk2 Pc2 V2 Pk3 V3 Pc3 Pk4 V4 Pc4 3.24 18 . 919 14 26.4 13 7.84 819 .62 14 6.65 5.639 470.05 9.8327 17 1 270 .15 17 .10 9 13 .29 10 11 4.86 19 . 712 14 86.2 14 3.27 853.97 16 3.1