Chọn động cơ và xây dựng đường đăc tính ngoài

THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …    … NHẬN XÉT , ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : Kết quả đánh giá : GIÁO VIÊN BẢO VỆ : Kết quả đánh giá : 1 THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …    … PHẦN I: XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGOÀI I/ Xác định trọng lượng toàn bộ của ôtô: Ta đang tính với ôtô tải chuyên chở hàng hóa nên trọng lượng toàn bộ của ôtô được xác định như sau: 0 . n hh G G n G G= + + Trong đó: : o G Tự trọng của ôtô. :n G : Tự trọng môt người. hh G :Trọng lượng hàng hóa chuyên chở. :n Số chổ ngồi trong buồng lái. Đối với xe tải ta đang xét: n=3 người (1 lái 2 phụ) 0 4300 75 5000 n hh G kg G kg G kg = = = Vậy ta có: G = 4300 + 5000 + 75.3 = 9525 (kg) II/ Chọn động cơ và xây dựng đường đăc tính ngoài Theo đầu đề bài ta đã biết được loại ôtô, tải trọng và tôc độ max V của xe khi chạy trên đường nằm ngang có hệ số cản lăn f . Ta thấy rằng ôtô chỉ đạt được axm V khi chạy trên đường bằng tốt và không kéo moóc hoăc truyền công suât cho thiết bị phụ khi đó công suất động cơ phát sinh ra là: 1 v f t N N N ω η   = +  ÷   2 THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …    … 3 ax ax . . . . 1 . 270 3500 m m t G f V K F V η   = +  ÷   (1) Ở đây : G=9525 kg , trọng lượng toàn tải. f = 0,024 - Hệ số cẳn lăn của đường. V max = 95km/h-Tốc độ cực đại của ôtô ở tay số truyền thẳng khi chạy trên đường tốt , nằm ngang. K - Hệ số cản không khí + Đối với ôtô tải : K = 0,05 0,07 KG. 2 gy / 4 m Ta chọn K = 0,07KG. 2 4 gy m (thông số chọn). F - Diện tích cản chính diện tính theo 2 m . + Việc xác định diên tích cản chính diện gặp nhiều khó khăn , để đơn giản người ta dùng công thưc tính gần đúng sau : F = m.B. 0 H ( 2 m ) m - Hệ số điền đầy diên tích cản không khí. Đối với ôtô tải m = 1. B - Chiều rộng cơ sở của xe : B = 1,8 m. H - Chiều cao toàn bộ của xe :H = 2,35 m. Do đó : F = 2,35.1,8 = 4,23( 2 m ). t η - Hiệu suất truyền lực . Đối với ôtô tải t η = 0.8 - 0.85 và ta chọn t η = 0.85 Từ các thông số đã có trên thay vào công thưc (1) ta có : 3 1 9525.0,024.95 0,07.4,23.95 . 0.85 270 3500 v N   = +  ÷   =179,9165 (m.l) Công suất tính theo công thức (1) chỉ thỏa mản điều kiện đầu đề thiết kế đã cho. Ta dùng giá trị này để tính toán các phần sau và trên cơ sở đó để xây dựng các đồ thị. Nhưng nếu ta căn cứ vào giá trị công suất đó để chọn động cơ là chưa đủ. Vì công 3 THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …    … suất động cơ đem thử trong điều kiện thí nghiệm thiếu các bộ phận: tiêu âm, quạt gió, bình lọc không khí và các bộ phân khác Nhưng khi lắp trên ôtô thì các bộ phận trên lại có mặt và mặt khác để tăng khản năng thắng lực cản đột xuất trong quá trình chuyển động thì công suất của động cơ đặt trên ôtô phải lơn hơn công suất tính theo công thức (1) tư15%-20%. Ở đây ta chọn công suất đặt trên ôtô lớn hơn 20% Vậy công suất động cơ được chọn đặt trên ôtô sẽ la : ' 0,2. v v v N N N= + =179,9615 +0,2.179,9615 = 215,9538 (m.l) III/ Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ xăng có hạn chế số vòng qoay. Ôtô ta đang xét là ôtô tải đặt động cơ xăng có hạn chế số vòng qoay. Đối với ôtô tải không yêu cầu tốc độ lớn như ôtô du lịch mà chủ yếu là yêu cầu năng suất và tính kinh tế cao, theo đường đặc tính ngoài của động cơ thì suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất ứng với chổ công suất không phải là cực đại mà là điểm dưới chổ công suất cưc đại axm N . Như vậy để đạt được năng suất cao giá thành hạ thì ôtô tải đặt động cơ xăng thường có bộ phận hạn chế số vòng qoay. Ở ôtô có bộ phận hạn chế số vòng qoay thì tốc độ lớn nhất axm V của ôtô sẻ ứng với số vòng qoay V n ở chổ hạn chế . Theo đầu đề thiết kế ta chọn N n =3200 v/f ứng với công suất cưc đại axm N Muốn tìm v n ta có biểu thức xác định như sau : (0,8 0,9). v N n n= ÷ Ta chọn 0,9. v N n n= và với v N đã tính từ công thức (1) ta xác định công suất cực đại axm N theo biểu thức sau : ax 2 3 v m v v v N N N N N n n n n n n =        ÷ + −  ÷  ÷  ÷       4 THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …    … 2 3 179,9615 0,9 0,9 0,9 = + − = 183,447 (m.l) Với 3200 N n = v/p và tỷ số chọn 0,9. v N n n= ta xác định được số vòng qoay ở chổ hạn chế (hay ở axm V ) là : 0,9. 0,9.3200 2880 v N n n= = = (vòng/phút) Từ các trị số , v v n N và , N N n N ta đã xác định được điểm hạn chế số vòng qoay và điểm có công suất cực đại. Để xác định các điểm khác ta sử dụng công thức thực nghiệm của S.R.Lây-Đéc-Man sau đây : 2 3 ax e e e e m N N N n n n N N a b c n n n        ÷ = + −  ÷  ÷  ÷       Ở đây : e n - Số vòng qoay của động cơ ứng với công suất e N . N n - Số vòng qoay của động cơ ứng với công suất cực đại axm N a,b,c - hằng số thực nghiệm. Đối với đông cơ xăng : a = b = c = 1 . Lúc đó : 2 3 ax . e e e e m N N N n n n N N n n n        ÷ = + −  ÷  ÷  ÷       . Mà theo thực nghiệm đối với động cơ xăng tỷ số (0,2 1,1). e N n n = ÷ Khi xây dựng được đồ thị ( ) e e N f n= ta có thể xây dựng đồ thị mômen qoay của đông cơ theo công thức sau : 716,2. e e e N M n = (KG.m) Để cho đơn gian trong tính toán ta lâp bảng quan hệ , e e N M theo e n rồi từ đó vẽ đồ thị đường đặc tính ngoài của đông cơ . / e n n n 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 e n 640 960 1280 1600 1920 2240 2560 2880 3200 3520 5 THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …    … e N 42.56 66.59 90.99 114.7 136.5 155.4 170.2 180 183.4 201.8 e M 47.63 49.68 50.91 51.32 50.91 49.68 47.63 44.75 41.06 40.06 Bảng 1: Mối quan hệ , e e N M theo e n . Từ các giá trị trong bảng (1)ta vẽ đồ thị đường đặc tính ngoài của động cơ với tỷ lệ xích trên đồ thị lấy theo bản vẽ giấy A 4 như sau: + Đối với vận tốc: µ ne = 35,2 ( ) /v ph mm - biểu diển theo trục hoành. 6 THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …    … + Đối với Mômen xoắn: µ Me = 11,12 ( ) .KG m mm - biểu diển theo trục tung. . + Đối với công suất : Ne µ = 1,987634 .m l mm -biểu diển theo trục tung. ne(v/p) 194,8969 198.7634 48,4895 0 Đồ thị1: Đường đặc tính ngoài của động cơ xăng có hạn chế số vòng qoay 7 THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …    … PHẦN II : XÁC ĐỊNH TỶ SỐ TRUYỀN CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN L ỰC. I/ Xác định tỷ số của truyền lực chính : 0 i Tỷ số truyền lực chính 0 i được xác định đảo bảo tốc độ chuyển động cực đại axm V của ôtô khi xe chở với tải trọng định mức thì người lái cho xe chạy ở số truyền cao nhất của hộp số trên mặt đường bằng. Theo lý thuyết 0 i được xác định theo công thức : ax 0 ax . 0,377. . bx em h m r n i i V = (2) Ở đây : 0 i - Tỷ số truyền của truyền lực chính . h i - Tỷ số truyền cao nhất của hộp số. Do ta đang xét xe có số truyền cao nhất là số truyền thẳng nên i h =1. axm V -Vận tốc cực đại của ôtô (đầu đề cho axm V = 95 ( km/h). axem v n n= = 2880 v/p Số vòng qoay của động cơ ưng với axm V bx r -Bán kính lăn của bánh xe : bx r = 0 .r λ + 0 r : Bán kính thiết kế của lốp : 0 r = ( ).25,4 2 d B + (mm) Theo đầu đề thiết kế ta chọn loại lốp có ký hiệu B-d = 9-20 (insơ) . Dựa vào ký hiệu ta biết được lốp là loại lốp có áp suất thấp nên (0.93 0,935) λ = ÷ . Ta chọn λ = 0,935 , vậy bán kính lăn của bánh xe sẻ là bx r = λ . ( ).25,4 2 d B + = 0,935.(9 + 20 2 ).25,4= 451,231(mm) = 0,451,231 (m). Thay các giá trị đã có vào công thức (2) ta có : 8 THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …    … 0 0,451231.2880 0,377. 1.95 i = = 5,157 II/ Xác định tỷ số truyền ở các tay số trung gian của hôp số. 1 ,Xác định tỷ số truyền của tay số I : Tỷ số tryền của hộp số bắt đầu được xác định ở tay số trưyền thấp nhất. Tỷ số truyền hI i được xác định theo điều kiện cần và điều kiện đủ để khắc phục được lưc cản lớn nhất của đường và bánh xe chủ động không bị qoay trong điều kiện chuyển động . - Theo điều kiện khắc phục lực cản lớn nhất : ax axkm m P P ψ ≥ Khai triển hai vế ta được : ax ax 0 . . . . m bx hI em t G r i M i ψ η ≥ -Theo điều kiện đảm bảo cho bánh xe chủ động không bị trươt qoay: axkm P P ϕ ≤ Khai triển hai vế ta được : ax 0 . . . . b bx hI em t G r i M i ϕ η ≤ Mà hI i lại được xác định theo điều kiện cản chuyển động và được kiểm tra theo điều kiện bám : ax ax 0 . . . . m bx hI em t G r i M i ψ η = Điều kiên kiểm tra : ax 0 . . . . b bx hI em t G r i M i ϕ η ≤ Ở đây : 0 i : tỷ số truyền của truyền lực chính ( 0 i = 5,157). bx r :Bán kính lăn của bánh xe . 9 THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …    … G: Trọng lượng toàn tải của ôtô. axem M :Mômen xoắn cực đại của động cơ. So sánh giá trị e M ở bảng I ta có axem M = 51,32 (m.l) b G :Trọng lượng bám b G = m. 2 G + 2 G :Trọng lượng tĩnh tác dụng cầu chủ động ( cầu sau). 2 G = 6950 kg (chọn theo xe tham khảo) + m: Hệ số phân bố tải trọng m = 1,1 ÷ 1,3 Ta chọn m = 1,1. axm ψ :Hệ số cản tổng cộng của đường : axm ψ = f+tg α f :Hệ số cản lăn f = 0,024 α :Độ dốc của đường α =15 ° Vậy : axm ψ = 0,024 + tg15 ° = 0,2919 ϕ :Hệ số cản của đường có thể chọn trong khoảng ϕ = 0,6 ÷ 0,8 ta chọn ϕ = 0,6 t η =0,85: Hiệu suất truyền lực. Từ các thông số trên ta có : hI i = 9525.0,2919.0,451231 51,32.5,157.0,85 = 5,577 Và điều kiện kiểm tra: ax 0 . . . . b bx hI em t G r i M i ϕ η ≤ = 0,6.1,1.6950.0,451231 51,32.5,157.0,85 = 9,21 . Ta thấy hI i = 5,577< 9,21 thỏa mãn điều kiện vậy ta chọn hI i = 5,577 2, Xác định tỷ số truyền của các tay số trung gian: Có hai phương pháp xác định tỷ số truyền ở các tay số trung gian: + Xác định tỷ số truyền theo cấp số nhân . + Xác định tỷ số truyền theo cấp số điều hòa. Ta chọn phương pháp xác định tỷ số truyền theo cầp số điều hòa . 10 [...]... định công suất N K , N f và N ω theo tốc độ của tường tay số của hộp số và để xây dựng được đồ thị cân bằng công suất ta phải tính tốc độ chuyển động của ôtô ở từng tay số theo số vòng qoay ne của động cơ Công thức tính : Vn = 0,377 rbx ne i0 ihn Ở đây: Ta đang xét với xe 5 tay số nên n=1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 rbx : Bán kính lăn của bánh xe rbx =0,451231 (m) ne :Số vòng qoay của động cơ i0 :Tỷ số truyền lực... 67,87 100 v ( k m / h) III/ Tính toán nhân tố động lực học khi đầy tải (D) và thay đổi tải(Dx) 1.Xác định nhân tố động lực họcD khi đầy tải Ge: Khi so sánh tính chất động lực học của các loại ôtô khác nhau và với điều kiện làm việc khác nhau, người ta mong muốn có được các thông số mà nó thể hiện được tính chất động lực học của ôtô Bởi vậy cần có các thông số đặc trưng tính chất động lực học của ôtô mà... sự tăng gia tốc j và vận tốc chuyển động của chúng Nhưng tích phân này có thể giải được bằng phương pháp đồ thị dựa trên cơ sở đặc tính động lực học hoặc nhờ vào đồ thị gia tốc của ôtô j = f (v) Để tiến hành xác định thời gian tăng tốc của ôtô theo phương pháp tích phân bằng đồ thị thì ta cần phải xây dựng được đồ thị đường cong gia tốc ngược ở mổi số truyền khác nhau, nghỉa là xây dựng được đồ thị... thỏa mãn điều kiện sau: D ≥ϕ Nếu tính đến khản năng trượt qoay của bánh xe chủ động trong quá trình làm việc thì nhân tố động lực họccủng bị giới hạn bởi điều kiện bám của cấc bánh xe chủ động với mặt đường Ta có lực kéo tiếp tuyến lớn nhất của các bánh xe chủ động PKmax bị giới hạn theo điều kiện bám như sau : Pϕ ≥ PKmax hay : (1.1) m ϕ G ϕ ≥ PKmax Và nhân tố động lực học tính theo điều kiện bám như sau:... chủ động (KG.m) rbx :Bán kính lăn của bánh xe chủ động (m) M e :Mômen xắn của trục khuỷu động cơ (KG.m) N e :Công suất động cơ (m.l) ne :Số vòng qoay của động cơ ứng với N e (v/f) i0 :Tỷ số truyền của truyền lực chính ih :Tỷ số truyền ở tay số đang tính toán của hộp số Từ các thông số đả tính được ở các phần trên và công thức (II) ta lâp bảng PK theo vận tốc của từng tay số như sau: ne Me V1 PK1 V2 Pk2... trình tính toán và xây dựng đồ thị, ta cần lưu ý rằng: +> Tại vận tốc lớn nhất của ô tô Vmaxthì giá trị gia tốc j = 0 và do đó 1 =∞ j Vi vậy trong tính toán ta chỉ lấy giá trị vận tốc của ô tô trong khoảng từ V min đến 0,95.Vmax +>Tại vận tốc nhỏ nhất Vmin thì lấy trị số t=0 ; Phương pháp tích phân bằng đồ thị còn gọi là phương pháp tích phân gần đúng và được thực hiện theo các bước như sau: -Xây dựng. .. nhân tố động lực học D 2 Xác định nhân tố động lực học DX khi tảy trọng của ôtô thay đổi: Ở phần 1 phần này ta đã tính toán nghiên cứu đặc tính động lực học của ôtô tương ứng với trường hợp ôtô tải đầy Nhưng trong quá trình sử dụng thực tế, không phải lúc nào ôtô củng chở tải đầy và trọng lượng hàng hóa củng như hàng khách có thể thay đổi trong một phạm vi khá lớn Khi đó biểu thức xác định nhân tố động. .. 46,069 67,874   V(km/h) IV/ Tính toán khản năng tăng tốc của ôtô: 1/Xác định khản năng gia tốc của ôtô: Nhờ đồ thị nhân tố động lực học D = f(V) ta có thể xác định được sự tăng tốc của ôtô khi hệ số cản của mặt đường đả biết và khi chuyển động ở một số truyền bất kì với một vận tốc đả biết Từ biểu thức( III.1) khi đả biết được hệ số cản tổng cộng của mặt đường ψ , nhân tố động lực học D ta xác định... ôtô chuyển động trên đường bằng (góc dốc α = 0) nghĩa là ψ = f công thức trên có thể viết : jm = ( Dm − f ) g (IV.1) δ im Trong đó : m- Chỉ số ứng với số truyền đang tính m =1 ÷ 5 D - Nhân tố động lực học khi ô tô đầy tải δ im -hệ số kể đến ảnh hưởng của khối lượng qoay Được tính theo công thức : δ im =1,04 + a i2hm Đối với ôtô tải a nằm trong khoảng thực nghiệm sau a = 0,05 ÷ 0,07 và ta chọn a = 0,05... PKtheo vận tốc của các tay số Và sử dụng các công thức sau đây để tính Pf ,P ω và Pf + P ω như sau: Biểu thức tính lực cản lăn : Pf = f.G = 0,024.9525 = 228.6 (kG) K F V 2 Biểu thức tính lực cản không khí: Pω = 13 Với : V- vận tốc của ôtô từ Vmin đến Vmax K-Hệ số cản không khí K= 0,07 F- Diện tích cản chính diện F= 4,23 m 2 Để đơn giản trong tính toán Pω,Pω+Pf ta lập bảng tính sau: V1 Pω Pf+Pω V2 Pω