BÀI tập lớn lý thuyết ô tô

BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC: LÍ THUYẾT ÔTÔ TÍNH TOÁN SỨC KÉO ÔTÔ CÓ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC CƠ KHÍ I/ NHỮNG THÔNG SỐ BAN ĐẦU • Loại xe: 20 chỗ • Động cơ: Diesel • Góc leo dốc cực đại: α max =20 → Khả năng leo dốc cực đại: i max =tgα max =tg20 0 ≈0,36 • Hệ số cản lăn: f 0 =0,02 • Hệ số cản lăn cực đại: 2 2 max 0 v 29,17 f f 1 0,02. 1 0,03 1500 1500     = + = + =  ÷  ÷     • Hệ số bám: φ=0,7 • Hộp số: 5 cấp • Vận tốc cực đại: v max =105 km/h (29,17 m/s) • Hệ số cản tổng cộng của đường lớn nhất: max max max f i 0,03 0,36 0,39ψ = + = + = • Khối lượng mỗi hành khách: 65 kg • Khối lượng hàng mỗi hành khách: 10 kg -Xe tham khảo: TOYOTA COASTER • Số chỗ: 21 • Kích thước DxRxC (mm): 6990x2095x2600 • Trọng lượng ôtô (kG): 3470 • Trọng lượng toàn tải (kG): 4990 • Dung tích thùng nhiên liệu (l): 95 • Động cơ: Diesel 4 xilanh thẳng hàng,dung tích 4009cc • Công suất cực đại: 110 kW tại 2700 vòng/phút • Momen xoắn cực đại: 397 Nm tại 1800 vòng/phút • Hộp số: 5 số tới, 1 số lùi • Lốp: 7.00 R16LT 12PR 116/114M 1/Trọng lượng của ôtô • Trọng lượng của ôtô (không tải): chọn G 0 = 3500 kG=35000 N • Trọng lượng chuyên chở của ôtô: G t =G h +G n = 20.(10+65)=1500 kG=15000 N • Trọng lượng toàn bộ của ôtô: G=G 0 +G t =3500+1500=5000 kG= 50000 N 2/Phân bố tải trọng động của ôtô ra các trục bánh xe • Đối với ôtô một cầu sau chủ động (theo kinh nghiệm) m 1 =0,32÷0,45 m 2 =0,55÷0,68 Ta chọn m 1 =0,35; m 2 =0,65 Khi đó: • Tải trọng phân bố lên cầu trước khi đầy tải: G 1 = m 1 .G = 0,35.5000 = 1750 kG = 17500 N • Tải trọng phân bố lên cầu sau khi đầy tải: G 2 = m 2 .G = 0,65.5000 = 3250 kG = 32500 N • Hệ số khí động học K, nhân tố cản khí động W và diện tích cản chính diện F • Diện tích cản chính diện được tính gần đúng theo công thức: F=m.B.H • Hệ số điền đầy m:Đối với ôtô khách lớn và tải nặng: m=1÷1,1; chọn m=1 • Chiều rộng cơ sở: B= 1905 mm= 1,905 m • Chiều cao toàn bộ: H= 2600 mm= 2,6 m • F=1.1,905.2,6=4,953 m 2 3/Hiệu suất của hệ thống truyền lực Đối với ôtô tải và khách: η t = 0,8÷0,85 Ta chọn η t = 0,85 4/Tính chon lốp ôtô Cầu trước có 2 bánh xe, cầu sau có 4 bánh • Tải trọng phân bố lên mỗi bánh xe của cầu trước: 1 b1 b1 G 1750 G 875 kG n 2 = = = • Tải trọng phấn bố lên mỗi bánh xe của cầu sau: 2 b2 b2 G 3250 G 812,5 kG n 4 = = = Chọn kiểu lốp: 7.00 R16LT 12PR 116/114M Bán kính thiết kế: 0 d 16 r B .25,4 7 .25,4 381 mm 2 2     = + = + =  ÷  ÷     • Chọn hệ số tính đến ảnh hưởng của sự biến dạng của lốp xe: λ = 0,935 • Bán kính làm việc trung bình của bánh xe: b 0 r .r 0,935.381 356,235 mm= λ = = ≈0,356 m II/CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGOÀI CỦA ĐỘNG CƠ 1/Xác định công suất lớn nhất của động cơ ở chế độ vận tốc ôtô cực đại Ở chế độ vân tốc cực đại của ôtô (chạy trên đường không có độ dốc) thì công suất lớn nhất của động cơ được tính: ( ) ( ) 3 vmax vmax max max t 3 1 1 N G. .v K.F.v 1000 1 1 50000.0,03.29,17 0,5.4,953.29,17 126,0643 kW 1000 0,85 = ψ + η = + = (Trong trường hợp này, ψ vmax =f max =0,03 vì xe không thể đạt vận tốc cực đại khi leo dốc, mà chỉ có thể đạt được trên đường bằng) 2/Chọn động cơ và xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ a/ Chọn động cơ Chọn động cơ Diesel 4 xilanh thẳng hàng b/Xây dựng đường đặc tính ngoài lí tưởng -Điểm có tọa độ ứng với vận tốc cực đại của ôtô ( ) ( ) 0 max V ht pc b 30.i .v 30.5,1.29,17 n i .i 0,7.1 2795,722 (vòng / phút) .r .0,356 = = = π π Trong đó: • Tỉ số truyền tăng của hộp số ứng với v max i ht = 0,65÷0,85, ta chọn i ht =0,7 • Tỉ số truyền cao của hộp số phụ i pc =1 (không sử dụng hộp số phụ) • Tỉ số truyền của cầu chủ động: b 0 n r 0,356 i A 38. 5,1 2,65 2,65 = = = (Hệ số vòng quay A n =30÷40) -Điểm có tọa độ ứng với công suất cực đại của động cơ Công suất cực đại của động cơ được chọn theo công thức thực nghiệm của Leidecman: vmax emax 2 3 2 3 v v v N N N N 126,0643 N 126,0643 kW 2975,722 2975,722 2975,722 n n n 0,7. 1,3 1. a. b. c 2975,722 2975,722 2975,722 n n n = = =         + − + −  ÷  ÷ ÷  ÷         Đối với động cơ Diesel, chọn n N = n v a, b, c là các hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào loại động cơ và phương pháp hình thành hỗn hợp cháy Đối với động cơ Diesel có buồng cháy dự bị: a=0,7; b=1,3; c=1 -Điểm hạn chế số vòng quay của động cơ xăng và điểm bắt đầu làm việc của bộ điều tốc động cơ Diesel Đối với động cơ Diesel có bộ điều tốc: n emax = n v + (300÷500) vòng/phút n emax = 2795,722+300=3095,722 vòng/phút -Điểm có số vòng quay chạy không tải của động cơ Thường được chọn trong khoảng (500÷800) vòng/phút, ta chọn 520 vòng/phút Ta vẽ đồ thị N e =f(n e ) theo công thức N e =K.N emax Trong đó, 2 3 2 3 e e e e e e N N N N N N n n n n n n K a. b c 0,7. 1,3 1. n n n n n n         = + − = + −  ÷  ÷  ÷  ÷         Đồ thị M e =f(n e ) bằng công thức 4 e e e 10 N M 1,047n = -Ta lập bảng biến thiên như sau: STT n e (vòng/phút) K N e (kW) M e (N.m) 1 559.1443472 0.184 23.19583458 396.2227269 2 838.7165 0.3 37.8193 430.6769 3 1118.289 0.424 53.45127 456.5175 4 1397.861 0.55 69.33538 473.7446 5 1677.433 0.672 84.71522 482.3581 6 1957.005 0.784 98.83443 482.3581 7 2236.577 0.88 110.9366 473.7446 8 2516.15 0.954 120.2654 456.5175 9 2795.722 1 126.0643 430.6769 -Đường đặc tính ngoài của động cơ: -Hệ số thích ứng của động cơ: emax M N M 482,3581 K 1,12 M 430,6769 = = = -Hệ số đàn hồi của động cơ: M n N n 1957,005 K 0,7 n 2795,722 = = = Phù hợp với điều kiện III/TÍNH CHỌN TỈ SỐ TRUYỀN CỦA CẦU CHỦ ĐỘNG Tỷ số truyền cầu chủ động i c =i o .i cc ; với i o là tỷ số truyền lực chính , i cc là tỷ số truyền cuối cùng . Do xe ôtô của ta không có tỷ số truyền cuối cùng nên i c =i 0 . Tỷ số truyền lực chính tính theo công thức sau : . .2795,722.0,356 5,1 30. . . 30.0,7.1.29,17 = = ≈ V b o ht pc max n r i i i V π π Tỉ số truyền cầu chủ động là 5,1 IV/XÁC ĐỊNH TỈ SỐ TRUYỀN CỦA HỘP SỐ 1/Tỉ số truyền của hộp số ở tay số 1 (i h1 ) Tỉ số truyền của hộp số được xác định bắt đầu ở tay số 1, thỏa mãn hai điều kiện sau: - Lực kéo tiếp tuyến ở bánh xe cầu chủ động của ôtô phải thắng được lực tổng cộng lớn nhất của đường : max maxk P P ψ ≥ max . 1 max max 1 max . . . . . . 50000 0,39 0,356 3,36 . . 482,3581.5,1.0,85 ⇔ ≥ × × ⇒ ≥ = = e c h t b a b h e o t M i i G r G r i M i η ψ ψ η - Lực kéo tiếp tuyến này cũng phải thỏa điều kiện bám (tránh hiện tượng trượt quay của bánh xe chủ động) : maxk P P ϕ ≤ 1 max 0 . . . . . b h e pc t r G i M i i ϕ ϕ η ⇒ ≤ Với : + 0,7 = ϕ : hệ số bám + 2 32500( )= =G G N ϕ Suy ra : 1 0,7.0,356.32500 3,87 482,3581.5,1.1.0,85 ≤ = h i Vậy tỉ số truyền tay số 1 có điều kiện là: h1 3,36 i 3,87 ≤ ≤ Chọn i h1 =3,7 2/Tỉ số truyền các tay số trung gian Hộp số của xe có 5 số tới và 1 số lùi Vì xe sử dụng động cơ Diesel nên ta chọn tỉ số truyền tay số 5 nhỏ hơn 1 (để xe có thể đạt tốc độ cao) Chọn i h5 =0,7 Tỉ số truyền tay số 4 là 1 (tỉ số truyền từ tay số 1 đến tay số 4 phân bố theo cấp số nhân) công bội 3 2 1 3,7 1.55 − = = ≈ n h q i - Tỉ số truyền tay số 2: 3[ (1 2)] 2 2 2 1 3.7 2,39 − + − = = ≈ n n h h i i - Tỉ số truyền tay số 3: [ (1 3) 3 2 3 1 3.7 1,55 − + − = = ≈ n n h h i i - Tỉ số truyền tay số 4: 4 1 = h i - Tỉ số truyền tay số 5: 5 0.7 = h i - Tỉ số truyền tay số lùi : 1 0,9 3,7.0,9 3,33 = × = = R h i i - Khi đó ta được tỉ số truyền các tay số là: 1 2 3 4 5 3,7; 2,39; 1,55; 1; 0.7 = = = = = h h h h h i i i i i V/XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT CỦA ĐỘNG CƠ Phương trình cân bằng công suất: e r f i mk o N N N N N N= + ± + + Trong đó : . k t e N N η = N e tính theo công thức Leidecman theo giả thiết như trên. Trong điều kiện đường bằng xe chạy ổn định không kéo móc N k =N f + N w f N v.G.f = o N w =W.v 3 Khi lập đồ thị cần tính vận tốc của oto ở các tay số theo số vòng quay động cơ tương ứng như sau: . 0,1047. (m/s) . . b e i o hi pc r n V i i i = Với 1= pc i Bảng số liệu tính toán: -Tay số 1: n e (vòng/phút) V h1 (m/s) N e (kW) N k1 (kW) N f1 (kW) N w1 (kW) N f1 +N w1 (kW) 559.1443472 1.103395412 23.19583458 19.71645939 1.729163643 0.00332684 1.732490482 838.7165 1.655093 37.8193 32.1464 2.593745 0.011228 2.604974 1118.289 2.206791 53.45127 45.43358 3.458327 0.026615 3.484942 1397.861 2.758489 69.33538 58.93507 4.322909 0.051982 4.374891 1677.433 3.310186 84.71522 72.00794 5.187491 0.089825 5.277316 1957.005 3.861884 98.83443 84.00926 6.052073 0.142638 6.194711 2236.577 4.413582 110.9366 94.29611 6.916655 0.212918 7.129572 2516.15 4.965279 120.2654 102.2256 7.781236 0.303158 8.084395 2795.722 5.516977 126.0643 107.1547 8.645818 0.415855 9.061673 -Tay số 2: n e (vòng/phút) V h2 (m/s) N e (kW) N k2 (kW) N f2 (kW) N w2 (kW) N f2 +N w2 (kW) 559.1443 1.71 23.19583 19.71646 2.674463 0.012309 2.686773 838.7165 2.56 37.8193 32.1464 4.011695 0.041544 4.053239 1118.289 3.41 53.45127 45.43358 5.348927 0.098474 5.447401 1397.861 4.27 69.33538 58.93507 6.686159 0.192333 6.878492 1677.433 5.12 84.71522 72.00794 8.02339 0.332351 8.355742 1957.005 5.97 98.83443 84.00926 9.360622 0.527762 9.888384 2236.577 6.83 110.9366 94.29611 10.69785 0.787796 11.48565 2516.15 7.68 120.2654 102.2256 12.03509 1.121686 13.15677 2795.722 8.53 126.0643 107.1547 13.37232 1.538663 14.91098 -Tay số 3 n e (vòng/phút) V h3 (m/s) N e (kW) N k3 (kW) N f3 (kW) N w3 (kW) N f3 +N w3 (kW) 559.1443 2.639565 23.19583 19.71646 4.13654 0.045544 4.182085 838.7165 3.959347 37.8193 32.1464 6.20481 0.153712 6.358523 1118.289 5.27913 53.45127 45.43358 8.27308 0.364355 8.637436 1397.861 6.598912 69.33538 58.93507 10.34135 0.711632 11.05298 1677.433 7.918694 84.71522 72.00794 12.40962 1.2297 13.63932 1957.005 9.238477 98.83443 84.00926 14.47789 1.952718 16.43061 2236.577 10.55826 110.9366 94.29611 16.54616 2.914844 19.461 2516.15 11.87804 120.2654 102.2256 18.61443 4.150236 22.76467 2795.722 13.19782 126.0643 107.1547 20.6827 5.693054 26.37575 -Tay số 4 n e (vòng/phút) V h4 (m/s) N e (kW) N k4 (kW) N f4 (kW) N w4 (kW) N f4 +N w4 (kW) 559.1443 4.082563 23.19583 19.71646 6.397905 0.168514 6.56642 838.7165 6.123845 37.8193 32.1464 9.596858 0.568736 10.16559 1118.289 8.165126 53.45127 45.43358 12.79581 1.348115 14.14393 1397.861 10.20641 69.33538 58.93507 15.99476 2.633038 18.6278 1677.433 12.24769 84.71522 72.00794 19.19372 4.549889 23.74361 1957.005 14.28897 98.83443 84.00926 22.39267 7.225055 29.61772 2236.577 16.33025 110.9366 94.29611 25.59162 10.78492 36.37654 2516.15 18.37153 120.2654 102.2256 28.79057 15.35587 44.14645 2795.722 20.41282 126.0643 107.1547 31.98953 21.0643 53.05383 -Tay số 5 n e (vòng/phút) V h5 (m/s) N e5 (kW) N k5 (kW) N f5 (kW) N w5 (kW) N f5 +N w5 (kW) 559.1443 5.832233 23.19583 19.71646 9.139865 0.491296 9.631161 838.7165 8.748349 37.8193 32.1464 13.7098 1.658123 15.36792 1118.289 11.66447 53.45127 45.43358 18.27973 3.930365 22.2101 1397.861 14.58058 69.33538 58.93507 22.84966 7.676494 30.52616 1677.433 17.4967 84.71522 72.00794 27.41959 13.26498 40.68458 1957.005 20.41282 98.83443 84.00926 31.98953 21.0643 53.05383 2236.577 23.32893 110.9366 94.29611 36.55946 31.44292 68.00238 2516.15 26.24505 120.2654 102.2256 41.12939 44.76931 85.89871 2795.722 29.16116 126.0643 107.1547 45.69932 61.41195 107.1113 VI/XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÂN BẰNG LỰC KÉO ÔTÔ Phương trình cân bằng lực kéo: k f i W j mk P P P P P P = ± + ± + - Trong điều kiện ô tô chuyển động trên đường bằng không kéo móc: k f W P P P = + b toh k r .η.iMe.i P = P f = G a .f max Bảng số liệu tính toán: -Tay số 1 n e (vòng/phút) V h1 (m/s) M e (N.m) P k1 (N) P f1 (N) P w1 (N) 559.1443 1.10339 5 396.2227 17868.9 1567.13 3.01509 3 838.7165 1.65509 3 430.6769 19422.71 1567.13 6.78395 9 1118.289 2.20679 456.5175 20588.08 1567.13 12.0603 [...]... CỦA ÔTÔ 1/Đồ thị gia tốc của tô α (độ) 34.99202 36.12944 37.23483 39.35175 41.34778 43.22853 45 46.66834 48.2397 Gia tô c của tô khi chuyển ô ng thay ô i ,không ô n định được tính : j = ( D −ψ ) - g δi Khi tính gia tô c trên đường bằng không có ô dốc, ta có : ψ = f = f 0 (1 + i=0 ; và V2 ) 1500 δi - : hệ số tình đến ảnh hưởng của các khối lượng quay, có thể tính theo công... 23.32893 473.744 6 4042.024 1567.13 2516.15 26.24505 456.517 5 3895.042 1567.13 2795.722 29.16116 430.676 9 3674.568 1567.13 4042.024 1567.13 -Đồ thị cân bằng lực kéo của tô VII/ XÂY DỰNG ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA ÔTÔ - Từ công thức nhân tố động lực học: 52 6.4 87 5 75 8.1 42 10 31 91 6 13 47 80 8 17 05 82 21 05 95 D= Pk − Pw Pd + Pf = Ga Ga -Bảng số liệu tính toán: Vh1 (m/s) Dh1 Vh2 (m/s) Dh2... ∆F1 + ∆F2 t 3 = ∆F1 + ∆F2 + ∆F3 ……… t n = ∆F1 + ∆F2 + ∆F3 + + ∆Fn 1 →∞ j Ở vmax thì j=0, vì vậy , do đó khoảng vi chỉ lập đến giá trị vận tốc 0,9vmax S= Vn ∫ V.dt V1 -Quãng đường tăng tốc của tô được tính theo công thức: Sử dụng đồ thị t=f(v) và dùng phương pháp tích phân đồ thị, tính phần diện tích ∆F giữa đường cong và khoảng tung độ ∆ti tương ứng với ∆Vi và lập bảng giá trị Các giá trị Si được tính... + i=0 ; và V2 ) 1500 δi - : hệ số tình đến ảnh hưởng của các khối lượng quay, có thể tính theo công thức kinh nghiệm : 2 δ i = 1, 03 + a.ih 2 ⇒ δ i = 1, 03 + 0, 05.ih Với : a=0,05( tô khách) Ta cũng tiến hành lập đồ thị gia tốc ngược 1/j=f(v), đồ thị gia tốc ngược sẽ dùng để tính thời gian và quãng đường tăng tốc Bảng số liệu tính toán: Dh1 j1 (m/s2) 1/j1 (s2/m) 0.35731 8 1.901283... 41.4003 5 132.692 174.0924 23.92753 -6.79888 173.8022 57.78168 250.13 409.4499 Xe tăng tốc từ 1,1-26,25 m/s mất khoảng thời gian 57,78 giây và trong quãng đường 409,45 m Giá trị này là hợp lí đối với xe tô khách 20 chỗ sử dụng động cơ Diesel . TỐC CỦA ÔTÔ 1/Đồ thị gia tốc của tô Gia tô c của tô khi chuyển ô ng thay ô i ,không ô n định được tính : ( ) i g j D ψ δ = − - Khi tính gia tô c trên đường bằng không có ô dốc, ta. lượng của tô • Trọng lượng của tô (không tải): chọn G 0 = 3500 kG=35000 N • Trọng lượng chuyên chở của tô: G t =G h +G n = 20.(10+65)=1500 kG=15000 N • Trọng lượng toàn bộ của tô: G=G 0 +G t =3500+1500=5000. BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC: LÍ THUYẾT ÔTÔ TÍNH TOÁN SỨC KÉO ÔTÔ CÓ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC CƠ KHÍ I/ NHỮNG THÔNG SỐ BAN ĐẦU • Loại xe: 20 chỗ • Động cơ: Diesel •