tính toán sức kéo của ô tô

Lý thuyết ô tô lê thiết hùng khí ôtô k39 Thiết kế môn học lý thuyết ô tô Đề bài: Tính toán sức kéo ô tô Phần mở đầu Tầm quan trọng tính toán sức kéo ô tô - Tính toán sức kéo ô tô nhằm xác định thông số động cơ, hệ thống truyền động nhằm đảm bảo chất lợng động lực học kéo cần thiết -Việc tính toán sức kéo ô tô cho ngời ta biết số thông số kỹ thuật, trạng thái tính làm việc ô tô để từ sử dụng ô tô có hiệu vào mục đích công việc Phần I : I) Thiết kế tuyến hình 1) Kích thớc ô tô - Kích thớc bao ngoài: Lo * Bo * Ho = 9190*2500*2900(mm) - Chiều dài sở: L = 9190(mm) - Khoảng cách tâm vết bánh trớc: - Khoảng cách tâm vết bánh sau: - Góc vát trớc: 11 - Góc vát sau: 12 2) Bố trí động 2.1) Bố trí động phía trớc , cầu sau chủ động 2.2) Bố trí hệ thống truyền lực Công thức truyền lực: 4*2 1: Động ; 2: Hộp số ; 3: Các đăng ; 4:Vi sai 3) Xác định trọng lợng bố trí trọng lợng lên trục 3.1) Xác định trọng lợng: - Tự trọng: Go = 6850 (kg) -Trọng lợng hành khách:75(kg) -Trọng lợng toàn hành khách:33*75=2475(kg) -Trọng lợng hành lý:2100(kg) - Tải trọng tổng cộng:2475 +2100=4575(kg ) - Gnl = 50 (kg) * Go bao gồm: - Động + Ly hợp + Hộp số: 500 (kg ) - Các đăng: 16 (kg ) - Cầu trớc: 304 (kg) - Cầu sau: 655 (kg) - Vỏ xe: 4000(kg) - Bánh xe + lốp:300( kg) - Két nớc: 50 (kg) * Lợng d so với G tổng cộng =1025 (kg) Gồm: - Nớc làm mát:20 (kg) - Dầu bôi trơn: 25 (kg) Lý thuyết ô tô lê thiết hùng khí ôtô k39 - Nhiên liệu,thùng nhiên liệu: 190 (kg) - ắc quy: 20( kg) - Nhíp: 75 (kg) - Hệ thống lái:175(kg) - Các hệ thống khác:410(kg) đc Qnhíp Qnhíp 3.2) Xác định phân bố trọng lợng lên trục: Mo1=Z2*5584-(Qcs+2*Qnhip+2Qbx)*5584-Qnl*1500+Qkn*2070+ (Qđc+Qlh+Qhs)*1500+Qhtl*1000-(Qvỏ/L+Qhk/L)*3559+(Qvỏ/L+Qhk/L)*1035=0 Z2=3975(KG) Z1=7450(KG) 4) Chọn lốp - Loại lốp:B*d=280*508(mm) - Xe hai cầu: chọn lốp ,hai lốp phía trớc ,bốn lốp phía sau Phần II : Tính toán sức kéo ô tô 1) Xác định công suất động dựng đờng đặc tính ngoài: - Bán kính bánh xe: Với: r =B+ d B = 280(mm) d = 508(mm) Thay số vào ta đợc: ro = 534(mm)=0,543(m) Vậy: rbx = * ro = 0,93 *0,543 = 0,507 (m) rbx = 0,507 (m) Với: : Hệ số biến dạng lốp *công suất động ứng với: Vmax =80 ( km/h )=22,22(m/s) Nv = G * f *Vmax k) * F *Vmax * (( )+( ) t 270 3500 Trong đó: - G : Trọng lợng toàn ô tô, G = 11425(Kg) - f : Hệ số cản đờng ,chọn f0 = 0.02+Kf*(V2/13) chọn f=0.03_ - k: Hệ số cản không khí, k = 0.3 ( Ns2/m4 ) F = 0.8*B * H = 4,83( m2 ) t = 0,87 Thay số vào ta đợc: Nv =147,95(ml) Lý thuyết ô tô lê thiết hùng khí ôtô k39 Công suất lớn động cơ: Khi n = nN Theo Lay đéc man ta có N e max = Nv a * + b * + c * Trong đó: a,b,c: Là số thực nghiệm Với động xăng Chọn: a = b = c = = ne max nN =1.1 ; Với: nN = 3200 ( vòng/phút );nemax=3520(vòng/phút) Do đó: Nemax = 110,6(ml) *Công suất động tốc độ :Theo công thức Lây đéc man ta có: Ne = N e max n n n a * ( e ) + b * ( e ) + c * ( e )3 nN nN nN Với: Lần lợt cho giá trị: ne/nN 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1;1,1; Ta đợc Ne tơng ứng lập đợc quan hệ Ne = f( ne ) nh bảng sau: Mô men xoắn tốc độ tơng ứng: Me = 10 * N e ne *1,047 Kết tính toán đợc ghi bảng sau: ne ne/nN k Ne Me 640 0,2 0,232 34,8 381,7 960 0,3 0,363 54,45 398,1 1280 0,4 0,496 74,4 408,0 1600 0,5 0,625 93,75 411,3 1920 0,6 0,744 111,6 408,0 2240 0,7 0,847 127,0 398,1 2560 0,8 0,928 139,2 381,7 Đơn vị:Ne(mã lực),Me(N.m) Đồ thị đờng đặc tính động có dạng sau: 2) Tỷ số truyền truyền lực ( io ): 2880 0,9 0,983 147,4 359,2 3200 1,0 1,00 150 329,0 3520 1,1 0,979 147,9 294,0 Lý thuyết ô tô i0 = lê thiết hùng khí ôtô k39 0.377 * ne max * rbx Vmax Trong đó: Vmax = 80( km / h) rbx = 0,507 (m) nemax =*nN=2880( vòng/ phút) ihn: Tỷ số truyền tay số cao Thay số vào ta đợc: i0 = 0.377 * 2880 * 0.507 = 7,64 80 2.1) Xác định tỷ số truyền tay số 1: Số hộp số đợc xác định sở đảm bảo cho ôtô khắc phục sức cản chuyển động lớn cuả mặt đờng không bị trợt quay Theo điều kiện cản: ih1 G * max * rbx M e max * i0 *tl Thay số liệu vào ta đợc;ih1>5,71 Theo điều kiện bám: ih1 Z * * rbx M e max * i0 *tl Trong đó: : Hệ số bám dọc lốp với đờng, =0.8 Z: Phản lực pháp tuyến cầu chủ động kéo ô tô có cầu sau chủ động nên: Z = 7450 (kg) Thay số vào ta đợc: ih 9,035 thoả mãn ih1=6,82 2.2) Xác định tỷ số truyền tay số trung gian Ta phân cấp hộp số theo cấp số cộng:với công bội q=1,65 i2=ih1/q=6,82/1,65=4,13 i3=2,50 i4=1,51 i5=1 3) Giải phơng trình cân kéo phơng pháp đồ thị : 3.1 Xây dựng đồ thị lực kéo: Pk =f(Vi) Pki = M e * ihi * i0 *t rd Lý thuyết ô tô lê thiết hùng khí ôtô k39 Thay số vào ta đợc bảng giá trị Pki: ne Me v1 Pk1 v2 Pk2 v3 Pk3 v4 Pk4 v5 Pk5 640 381,7 1,956 960 398,1 2,93 1280 408,0 3,912 1600 411,3 4,891 1920 408,0 5,869 2240 398,1 6,847 2560 381,7 7,825 2880 359,2 8,804 3200 329,0 9,782 3520 294,9 10,76 3,234 24,77 5,33 15,02 8,822 9,082 14,55 5,504 4,85 25,83 7,997 15,67 13,23 9,473 21,83 5,742 6,469 26,47 10,66 16,06 17,64 9,708 29,11 5,88 8,086 26,69 13,32 16,19 22,05 9,787 36,39 5,931 9,704 26,47 15,99 16,06 26,46 9,708 43,66 5,884 11,31 25,83 18,66 15,67 30,87 9,473 50,94 5,742 12,93 24,77 21,32 15,02 35,28 9,082 58,22 5,504 14,55 23,31 23,99 14,14 39,7 8,54 65,50 5,181 16,17 21,35 26,65 12,94 44,11 7,82 72,78 4,745 17,79 19,13 29,32 11,61 48,52 7,016 80 4,252 40,95 42,72 43,77 44,13 43,77 42,72 40,95 38,54 35,30 31,64 Đồ thị lực kéo ôtô 3.2 Đồ thị công lực cản: f = f * (1 + K f *V 13 ) Trong đó: f0 = 0,02 k = 0,03 ( KG.s2/m4 ) F = 4,83 ( m2 ) Thay số vào ta đợc: v(km/h) 0,025 0,025 2,801 2,805 Pc 35 40 v 0,025 0,025 2,972 3,025 Pc 70 75 v 0,025 0,025 3,485 3,586 Pc Pc = Pf + Pw = G * f + 10 0,025 2,816 45 0,025 3,084 80 0,025 3,695 15 0,025 2,833 50 0,025 3,15 K * F *V 13 20 0,025 2,857 55 0,025 3,223 25 0,025 2,889 60 0,025 3,304 30 0,025 2,927 65 0,025 3,39 Lý thuyết ô tô lê thiết hùng khí ôtô k39 Đồ thị công cản ôtô chuyển động 3.3 Đồ thị công suất kéo Theo công thức: Nk=Ne*t Ne =f(Vi) Ta có bảng số liệu sau: 1,956 2,930 3,91 4,89 5,86 6,84 7,82 v1 142,7 166,9 191,4 215,1 237,1 256,1 271,0 N1 3,23 4,85 6,46 8,08 9,70 11,32 12,93 v2 142,7 166,9 191,4 215,1 237,1 256,1 271,0 N2 5,33 7,99 10,66 13,32 15,99 18,66 21,32 v3 142,7 166,9 191,4 215,1 237,1 256,1 271,0 N3 8,82 13,23 17,64 22,05 26,46 30,87 35,28 v4 142,7 166,9 191,4 215,1 237,1 256,1 271,0 N4 14,55 21,83 29,11 36,39 43,66 50,94 58,22 v5 142,7 166,9 191,4 215,1 237,1 256,1 271,0 N5 8,80 280,8 14,55 280,8 23,99 280,8 39,70 280,8 65,50 280,8 9,78 284,3 16,17 284,3 26,65 284,3 44,10 284,3 72,78 284,3 10,76 268,0 17,79 268,0 29,30 268,0 48,50 268,0 80 268,0 3.4 Đồ thị công suất cản: Nk =f(Vi) Nf = Theo công thức: G * f *V 270 Nw = K * F *V 3500 Nc = Nf + Nw Trong Nf: công suất cản lăn Nw:công suất cản không khí Ta có bảng sau: v Nc v Nc 10 1,99 55 47,23 15 4,12 60 58,31 20 6,51 65 71,2 25 9,30 70 86,8 30 12,63 75 103,1 4) Xác định tiêu đánh giá chất lợng kéo: 35 40 45 50 16,62 23,23 29,65 37,8 80 122,4 Lý thuyết ô tô lê thiết hùng khí ôtô k39 4.1 Đồ thị nhân tố động lực học: M e * ihi *t * i0 K * F *Vi rbx 13 D= G Với: Me = f(ne) Vi = 0.377 * nei * rk ihi * i0 Trong đó: k =0.03 F = 4,83( m2 ) rk = r đ = rbx =0,507 ( m ) Lập bảng: ne Me v1 D1 v2 D2 v3 D3 v4 D4 v5 D5 640 381,7 1,956 0,365 3,234 0,221 5,331 0,134 8,822 0,081 14,55 0,048 960 398,1 2,934 0,381 4,852 0,230 7,997 0,139 13,23 0,084 21,83 0,051 1280 408,0 3,912 0,390 6,469 0,236 10,66 0,143 17,64 0,086 29,11 0,052 1600 411,3 4,891 0,394 8,086 0,238 13,32 0,144 22,05 0,087 36,39 0,051 1920 408,0 5,869 0,390 9,704 0,236 15,99 0,143 26,46 0,085 43,66 0,050 2240 398,1 6,847 0,381 11,32 0,230 18,66 0,139 30,87 0,083 50,94 0,048 Đồ thị biểu nhân tố động học 4.2 Đồ thị gia tốc: Trong đó: j= j: gia tốc ôtô(m/s2) Di:nhân tố động học j= + 1*i2hi + Chọn: = 0,05 = 0,05 - Với tay số 1: Di f *g j 2560 381,7 7,825 0,365 12,93 0,220 21,32 0,133 35,28 0,079 58,22 0,045 2880 359,2 8,804 0,34 14,55 0,207 23,99 0,125 39,70 0,074 65,50 0,041 3200 329,0 9,782 0,314 16,17 0,190 26,65 0,114 44,11 0,067 72,78 0,035 3520 294,9 10,76 0,282 17,79 0,170 29,32 0,102 48,52 0,059 80,00 0,030 Lý thuyết ô tô lê thiết hùng khí ôtô k39 j1 = + 0,05 *(6,82)2+ 0,05 = 3,37 - Với tay số 2; j2 = +0,05 * (4,13 )2 + 0,05 = 1,90 - Với tay số 3: j3 = + 0.05*( 2,50)2 + 0,05 = 1,36 -với tay số 4: i4=1+0,05*(1,51)2+0,05=1,16 -Với tay số 5: i5=1+0,05(1)2+0,05=1,1 chọn =0,012 Vậy ta có bảng số liệu sau: 640 960 1280 1600 1920 ne D1 0,365 0,381 0,390 0,394 0,390 1,02 1,07 1,10 1,12 1,1 J1 0,221 0,230 0,236 0,238 0,236 D2 1,08 1,12 1,15 1,16 1,15 J2 D3 0,134 0,139 0,143 0,144 0,143 0,88 0,91 0,94 0,95 0,94 J3 0,081 0,084 0,086 0,087 0,085 D4 0,58 0,60 0,62 0,63 0,61 J4 D5 0,052 0,061 0,062 0,061 0,060 0,016 0,02 0,021 0,02 0,018 J5 2240 0,381 1,07 0,230 1,12 0,139 0,91 0,083 0,60 0,052 0,016 2560 0,365 1,02 0,220 1,07 0,133 0,87 0,079 0,56 0,050 0,013 2880 0,343 0,96 0,207 1,00 0,125 0,81 0,074 0,52 0,048 0,01 3200 0,314 0,88 0,190 0,98 0,114 0,73 0,067 0,46 0,045 0,004 3520 0,282 0,78 0,170 0,81 0,102 0,64 0,060 0,39 0,040 0,00 9,78 1,136 16,17 1,02 26,65 10,78 1,280 17,79 1,23 29,32 Đồ thị biểu diễn gia tốc xe tay số 4.3 Đồ thị thời gian quãng đờng tăng tốc: Từ đồ thị j( v ) vẽ đồ thị 1/jv Đồ thị 1/jv vẽ đến 95% * Vmax = 0.95*170 = 161.5 ( Km/h ) Bảng giá trị 1/j : v1 1/J1 v2 1/J2 v3 1,956 0,98 3,23 0,925 5,33 2,930 0,934 4,85 0,892 7,99 3,910 0,90 6,46 0,87 10,66 4,89 0,892 8,08 0,86 13,32 5,86 0,90 9,70 0,87 15,99 6,84 0,934 11,32 0,989 18,66 7,82 0,980 12,93 0,934 21,32 8,80 1,040 14,55 23,99 Lý thuyết ô tô 1/J3 v4 1/J4 v5 1/J5 1,13 8,82 1,72 14,55 2,85 lê thiết hùng khí ôtô k39 1,09 13,23 1,66 21,83 2,32 1,06 17,64 1,61 29,11 2,27 1,05 22,05 1,58 36,39 2,32 1,06 26,46 1,63 43,66 2,38 1,09 30,87 1,66 50,94 2,85 1,15 35,28 1,78 58,22 2,94 1,23 39,70 1,92 65,50 3,12 1,36 44,10 2,17 72,78 3,44 1,56 48,50 2,56 80 4,16 Đồ thị 4.3.1 Thời gian tăng tốc j= dv dt -xét thời gian tăng tốcv(v1đến v2) ti = * dvi = Fi ji Tích phân không tính đợc theo phơng pháp giải tích v2 ti = dv * v1 j Ta tính phơng pháp đồ thị.Dựng đồ thị 1/j - v xuất phát từ đồ thị J - v xét vi phân:dv = v2 - v1 Chú ý: - TạI Vmax j = suy ra1/j = vô Nên ngời ta xét đến v = 0.95vmax , đồ thị tiệm cận với v = vmax n t (Vmin 0.95 *V mã) = Fi i =1 Tại Vmin t = Từ ta có bảng sau: Lý thuyết ô tô lê thiết hùng khí ôtô k39 vi 14 20 26 32 38 44 50 56 62 68 74 78 80 1/j 22 21 21 21 21.3 21.4 22 23 24 27 29 32 35 vi 6 6 6 6 6 10 10 t 2.58 2.55 2.52 2.52 2.55 2.58 2.70 2.82 1.00 4.50 4.48 6.70 7.50 4.3.2,Quãng đờng tăng tốc ds = v*dt t2 S = V * dt t1 Xét quãng đờng tăng tốc ds từ t1 đên t2 Từ đồ thị v - t ta xét vi phân dt = t2-t1 - vi giá trị trung bình SI = Vi*dtI = Fsi - xét từ t = đến tmax S= t max n i =1 v * dt = Fi Từ kết tính toán ta có bảng số liệu: ti 10 20 30 42 50 60 70 80 ti 10 10 10 12 10 10 10 s 230 635 1195 2041 2677 3208 4148 5168 6036 s 230 405 560 846 636 531 940 1020 868 10 t 2.58 5.13 7.65 10.17 12.72 15.30 18 20.82 21.82 26.32 31.2 37.9 Lý thuyết ô tô lê thiết hùng khí ôtô k39 5.Tính ổn định hj = 2000 mm a = 2285 mm L = 3665 mm L1 = 1120 mm Ta có: Ho - H h= +H Trong đó: Ho = 2360 mm H = 1328 * tg33o Do đó: hw = 1600 mm 5.1) Điều kiện ổn định dọc: a ổn định tĩnh: - Khi leo dốc: tgl = ( b + L1 ) / hj = ( 2095 + 1120 ) / 1200 = 2,68 tgtr = a * / ( l + L1 - * hj ) = = 2285 * 0,65 / ( 3665 + 1120 - 0,65 * 1200) = 0,371 l > tr Thoả mãn - Khi xuống dốc: tgtr = (L1 + b ) * / ( L + L1 - * hj ) tgl = a / hj Thay số vào ta đợc: l > tr >Thoả mãn b ổn định dọc ( bỏ qua Pw) : Làm nh ta thấy thoả mãn * ổn định chuyển động đờng bằng: Vl = 13 G * ( b + L) = 13 * 8450 * ( 2,095 + 1,12) k * f hw 0,06 * 6,91 * 1,6 Vl = 202,68 > 85 Km / h Thoả mãn 5.2) ổn định ngang: 5.2.1 Chuyển động thẳng đờng có độ nghiêng : 11 Lý thuyết ô tô lê thiết hùng khí ôtô k39 tgl = b / * hj = 2,322 / * 1,2 = 0,968 Hệ số bám y = 0,7 < tgl Do xe bị trợt trớc lật Thoả mãn 5.2.2 Khi quay vòng đờng bằng: Vtr = y R * g Vl = g * R * B / * hg = = 0,7 * 11 * 9,81 = 8,69 m /s 9,81 * 11 * 2,322 / * 1,2 = 16,49 m / s Vậy: Vtr < Vl Thoả mảntợt trớc lật 5.2.3 Khi quay vòng đờng có độ nghiêng : Xét trờng hợp làm xấu tính ổn định xe quay vòng: Vl = vtr = B * cos - * hj * sin g * R * b * sin + * hj cos g*R* y * cos - sin B * sin - 2* hj * cos Xét Vtr < Vl Ta có: B * cos - * hj * sin > y * cos - sin 1750 * cos - * hj * cos > 0,7 * cos - sin 2400 * ( 0,7 * cos - sin ) + 70 * cos > 0,7 * cos - sin Luôn vì: 0o 90o 12 [...]...Lý thuyết ô tô lê thiết hùng cơ khí tô k39 5 .Tính ổn định hj = 2000 mm a = 2285 mm L = 3665 mm L1 = 1120 mm Ta có: Ho - H h= +H 2 Trong đó: Ho = 2360 mm H = 1328 * tg33o Do đó: hw = 1600 mm 5.1) Điều kiện ổn định dọc: a ổn định... * ( b + L) = 13 * 8450 * ( 2,095 + 1,12) k * f 8 hw 0,06 * 6,91 * 1,6 Vl = 202,68 > 85 Km / h Thoả mãn 5.2) ổn định ngang: 5.2.1 Chuyển động thẳng trên đờng có độ nghiêng : 11 Lý thuyết ô tô lê thiết hùng cơ khí tô k39 tgl = b / 2 * hj = 2,322 / 2 * 1,2 = 0,968 Hệ số bám y = 0,7 < tgl Do đó xe bị trợt trớc khi lật Thoả mãn 5.2.2 Khi quay vòng trên đờng bằng: Vtr = y 8 R * g Vl = g * R * B / 2 * hg... trên đờng có độ nghiêng : Xét trờng hợp làm xấu tính ổn định của xe khi quay vòng: Vl = vtr = B * cos - 2 * hj * sin g * R * b * sin + 2 * hj 8 cos g*R* y * cos - sin B * sin - 2* hj * cos Xét Vtr < Vl Ta có: B * cos - 2 * hj * sin > y * cos - sin 1750 * cos - 2 * hj * cos > 0,7 * cos - sin 2400 * ( 0,7 * cos - sin ) + 70 * cos > 0,7 * cos - sin Luôn đúng vì: 0o 90o 12