Thiết kế môn học Lí thuyết Ôtô

Thit k mụn hc Lớ thuyt ễtụ Gvhd : Pgs-Ts Cao Trng Hin Mở đầu Thiết kế môn học Lý thuyết Ô tô phần môn học "Lý thuyết phơng tiện vận tải đờng bộ", vận dụng lý luận, nội dung môn học để tiến hành tính toán sức kéo, động lực học kéo ô tô Tính toán sức kéo ô tô nhằm xác định thông số ô tô: Công suất động cơ, thông số hệ thống truyền lực nhằm đảm bảo chất lợng kéo cần thiết ô tô Tính toán sức kéo cho ta biết số thông số kỹ thuật, trạng thái, tính khả làm việc ô tô, nhằm mục đích phục vụ cho trình vận hành khai thác ô tô có hiệu quả, đảm bảo tính kinh tế - kỹ thuật tối u Nội dung thiết kế gồm phần : Phần I : Thiết kế tuyến hình Phần II : Tính toán động lực học kéo Phần III : Tính toán ổn định chuyển động Mẫu xe tải HINO FF3H Nội dung thiết kế đợc hoàn thành dới hớng dẫn PGS.TS Cao Trọng Hiền Bộ môn Cơ Khí Ôtô-Đại Học Giao Thông Vận Tải Sinh viên thực Nguyễn Tiến Tuấn Sv : Nguyn Tin Tun Lp CKễTễ A K 42 Trang Thit k mụn hc Lớ thuyt ễtụ Gvhd : Pgs-Ts Cao Trng Hin Giới thiệu nội dung thiết kế I - Các thông số cho trớc - Loại ô tô : Ô tô tải cầu - Trọng tải hữu ích Ge : 8000 (kg) - Tốc độ lớn số truyền cao : Vmax = 100km/h = 27.78m/s - Hệ số cản lớn đờng mà ô tô khắc phục (ở số I Dmax) max = 0.31 - Động dùng ô tô diesel - Hệ thống truyền lực khí II - Các thông số chọn - Trọng lợng thân Go = 5990 kg N.s - Nhân tố cản khí động học W = K.F = 3.12 m - Hiệu suất khí hệ thống truyền lực T = 0.89 (Các thông số chọn dựa điều kiện sử dụng thực tế sở ô tô mẫu có sẵn) - Vmax = 27.78 m/s - Hệ số cản mặt đờng tơng ứng với Vmax V max = f = fo + 1500 = 0.03 27.78 + 1500 = 0.045 III Các thông số tính toán - Công suất động - Tỷ số truyền hệ thống truyền lực - Các đại lợng đánh giá chất lợng kéo ô tô Sv : Nguyn Tin Tun Lp CKễTễ A K 42 Trang Thit k mụn hc Lớ thuyt ễtụ Gvhd : Pgs-Ts Cao Trng Hin Phần I : Thiết kế tuyến hình Các kích thớc ô tô - Kích thớc bao : Lo x Bo x Ho = 6420 x 2420 x 2900 (mm) - Chiều dài sở L 3780 - Chiều rộng sở B 2380 - Chiều dài trớc L1 1150 - Chiều dài thùng xe 4390 - Chiều rộng thùng xe 2420 - Khoảng cách vệt bánh xe sau 2380 - Góc vát trớc 30o - Góc vát sau 28o - Số cầu xe - Lựa chọn tuyến hình theo mẫu Diện tích cản diện F = B x Ho = 2380 x 2900 (mm2) - Bố trí chung : trình bày vẽ TKMH01 - Số chỗ ngồi ca bin nc = Bố trí động hệ thống truyền lực - Động bố trí đằng trớc phía cabin, dẫn động cầu sau chủ động (FR) - Công thức bánh xe ì - cầu sau chủ động - Sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực BXCĐ Lh Đc Hs Sv : Nguyn Tin Tun C Lp CKễTễ A K 42 Trang Thit k mụn hc Lớ thuyt ễtụ Gvhd : Pgs-Ts Cao Trng Hin : Động : Li hợp : Hộp số : Truyền động cac đăng : Truyền lực : Vi sai : Nửa trục Trọng lợng xe thiết kế phân bố trọng lợng trục (3 - 1) Trọng lợng xe thiết kế : G = G o + nc G h + G e Trong : Go : Trọng lợng thân xe Ge : Tải trọng hữu ích lớn Gh : Trọng lợng ngời + hành lý nc : Số chỗ ngồi cabin (nc = 3) G = 5990+ (55 + 15) + 8000 = 14200 (kg) (3 - 2) Phân bố tải trọng lên trục Khối lợng cụm tổng thành ô tô - Động + li hợp : Gdclh = 650 (kg) - Cầu trớc : Gct = 300 (kg) - Cầu sau : Gcs = 600 (kg) - Hộp số : Ghs = 100 (kg) - Thùng xe : Gtx = 900 (kg) - Khung xe : Gkx = 750 (kg) - Ca bin : GCB = 500 (kg) - Hệ thống treo : GT = 600 (kg) - Hệ thống lái : GL = 400 (kg) - Các đăng : Gcđ = 150 (kg) - Bánh xe + lốp : Gbx = 75 x - Thùng nhiên liệu : Gnl = 150 (kg) - Ac quy = 70 (kg) : Gaq = 450 (kg) - Nớc làm mát + dầu bôi trơn GLM + BT = 40 (kg) - Hệ thống khác GHTK = 330 (kg) Sv : Nguyn Tin Tun Lp CKễTễ A K 42 Trang Thit k mụn hc Lớ thuyt ễtụ - Tải trọng : Ge Gvhd : Pgs-Ts Cao Trng Hin = 8000 (kg) Để thuận tiện tính toán : quy dẫn khối lợng cụm tổng thành nhóm tải trọng Qi (i = ữ 7) Gđc.lh + GHS + GLMBT = 650 + 100 + 40 = 790 (kg) Q1 = 790 * 9.81 = 7749.9 (N) Gnl +Gaq = 150 + 70 = 220 (kg) Q2 = 220 * 9.81 = 2158.2 (N) GTX + GCĐ = 900 + 150 = 1050 (kg) -> Q3 = 10300.5 (N) (khi không tảI) GTX + GCĐ + Gc = 900 + 150 + 8000 = 9050 (kg) -> Q3 = 88780.5 (N) (khi toàn tải ) GCT + 2 GT + GBX = 300+ 200+ 450 = 650 (kg) 6 Q4 = 650 * 9.81 = 6376.5 (N) Gcs + 4 GT + GBX = 600 + 300 + 450 = 1100 (kg) 6 Q5 = 1100* 9.81 = 10791 (N) GKX + GHTK = 750 + 330 = 1080 (kg) Q6 = 1080*9.81 =10594.8 (N) GCB + GL = 500 + 400 = 900 (kg) Q7 = 900*9.81 = 8829 (N) - Trọng lợng Q6 phân bố toàn chiều dài xe Ta có : q6 = Q6 10594.8 N = = 1650.28 Lo 6.42 m - Sơ đồ hoá tải trọng tác dụng lên ô tô Gọi Zo1, Zo2 : Phản lực từ đờng tác dụng lên cầu trớc , cầu sau không tải : Sv : Nguyn Tin Tun Lp CKễTễ A K 42 Trang Thit k mụn hc Lớ thuyt ễtụ Gvhd : Pgs-Ts Cao Trng Hin Z1, Z2 : Phản lực từ đờng tác dụng lên cầu trớc cầu sau ô tô toàn tải Sơ đồ tải trọng tác dụng lên ô tô Q6 Q1 Q7 Q4 Q2 Q3 Q5 150 400 A 1000 1150 540 1165 B 2165 1490 1615 Z1 Z2 3780 Lấy momen tất lực tác dụng điểm A ta có : mA (QK) = 3.78 Q5 + Q3 (3.78 0.54) + Q2 + 2.165 Q6 Z2 * 3.78 - Q1 * 0.4 0.15 * Q7 = -> Z2 = 99224.52 (N) G2 = 10114.63 (kg) G1 = G - G2 = 14200 10114.63 = 4085.37 (kg) Z1 = G1 9.81 = 40036.63 (N) - Số vòng quay nN = 3200 vòng/phút ii xác định công suất ôtô - Công suất động ô tô chuyển động với tốc độ cực đại Vmax = 100 km/h = 27.78 m/s Nv = ( * G * Vmax + W * V3max ) T Trong : (W) G : Trọng lợng toàn ô tô (kg) Vmax : Vận tốc lớn ô tô (m/s) Sv : Nguyn Tin Tun Lp CKễTễ A K 42 Trang Thit k mụn hc Lớ thuyt ễtụ Gvhd : Pgs-Ts Cao Trng Hin : Hệ số cản tổng cộng đờng tơng ứng với tốc độ lớn Vmax Ta có : = 0.045 W = 3.12 Nv = (0.045 * 14200 * 27.78 + 3.12 * 27.783) = 95101 (W) 0.89 Nv = 95.101 (KW) - Công suất lớn động Nemax = Nv a + b2 c3 (W) Trong : a, b, c hệ số thực nghiệm Với động diesel 4k :a = 0.5 ; b = 1.5; c = = n c max nN ncmax : Số vòng quay lớn trục khuỷu động ứng với Vmax nN : Số vòng quay trụch khuỷu động ứng với Ncmax Chọn = 0.9 nN = 3200 v/p Suy : Nemax = Nv 95.101 = = 101.6 (KW) 0.5 * 0.9 + 1.5 * 0.9 0.9 0.936 Vậy Nemax = 101.6 (KW) - Tính công suất động số vòng quay c khác Theo phơng pháp S.R Laydecman Ne = Ncmax n n n e e e a c + b nN n n N N - Tính momen xoắn trục khuỷu động ứng với số vòng quay c khác Sv : Nguyn Tin Tun Lp CKễTễ A K 42 Trang Thit k mụn hc Lớ thuyt ễtụ 10 N e Me = 1.047.ne Gvhd : Pgs-Ts Cao Trng Hin (N.m) Lập bảng tính giá trị trung gian Ne, Me để xây dựng đờng đặc tính Ne = f(ne) Me = f(ne) Bảng giá trị trung gian Bảng ne/nN ne (v/p) Ne (KW) Me/(N.) 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 640 960 1280 1600 1920 2240 8.96 28.9 42.1 55.99 69.88 83.08 347.6 354.2 133.7 287.5 314 334.2 0.8 2560 94.96 354.3 0.9 2880 104.8 347.5 3200 133.2 334.2 M e max = K = 1.15 MN Mcmax = K MN = 1.15 *347.5 = 399.6 (N.m) iii xác định thể tích công tác động 17.5 * 10 * Z * N c max Vc = (1) PeN * N PCN = 0.5 MPa : áp suất hữu ích trung bình ứng với công suất lớn động Z = (động ky ) Vc = 17.5 * 10 * * 101.6 = 4.9(l ) 0.5 * 3200 IV Xác định tỷ số truyền truyền lực Công thức : io = 2.b c max 60.i nr i pc Vmax inn : Tỷ số truyền hộp số số truyền cao Chọn inn = 0.66 Sv : Nguyn Tin Tun Lp CKễTễ A K 42 Trang 10 Thit k mụn hc Lớ thuyt ễtụ Gvhd : Pgs-Ts Cao Trng Hin ipc = : Tỷ số truyền hộp số phụ hộp phân phối (không có hộp số phụ hộp phân phối) Ncmax = * nN = 0.9 * 3200 = 2880 (v/p) rb : Bàn kính làm việc trung bình bánh xe io = * 2880 * 0.457 = 6.1 60 * 0.66 * 27.78 V XáC ĐịNH Tỷ Số TRUềN CáC TAY Số CủA HộP Số Tỷ số truyền số I : Khi ô tô chuyển động bình thờng (ổn định) lực kéo phải khắc phục đợc lực cản lớn mặt đờng Pkmax Pmax + Pw Pkmax : Lực kéo lớn động phát bánh xe chủ động Pmax : Lực cản tổng cộng đờng Pw : Lực cản không khí Khi ô tô chuyển động số I, vận tốc ô tô nhỏ nên bỏ qua Pw Vậy : PKmax Pmax = max G M c max i o i I t max G rb Suy iI max G rb M c max i o t Mcmax = 399.6 (N.m) max = 0.33 T = 0.89 iI 0,33 * 11000 * 9,81 * 0.457 = 6.343 399.6 * 6.1 * 0,89 Mặt khác PKmax bị giới hạn điều kiện bám bánh xe với mặt đờng PKmax P = m G Sv : Nguyn Tin Tun Lp CKễTễ A K 42 Trang 11 Thit k mụn hc Lớ thuyt ễtụ (-) Gvhd : Pgs-Ts Cao Trng Hin m c max i o i I T mG rb Theo điều kiện bám ta phải có : iI mG rb M c max i o t m : Hệ số phân bổ tải trọng c ầu sau (cầu chủ động) G : Trọng lợng phân bổ cầu sau G = Z2 = 99224.52 : Hệ số bám mặt đờng, chọn = 0.75 rb : Bán kính làm việc trung bình bánh xe m= G2 10114,63 = 0,683 = 14200 G Do : iI 0,683.10114,63.9,81.0,75.0,482 = 8.27 661,7.5,2.0,89 Vậy ta chọn iI =7.8 Xác định tỷ số truyền số trung gian - Chọn hệ thống tỷ số truyền cấp số hộp số theo cấp số nhân - Công thức xác định iK = n i ( n K ) I Trong : n : Số cấp số hộp số thiết kế K : Số thứ tự số truyền - Tỷ số truyền cấp số II iII = i 3I = 7,83 = 4.67 - Tỷ số truyền cấp số III iIII = i 2I = 7,8 = 2.8 Sv : Nguyn Tin Tun Lp CKễTễ A K 42 Trang 12 Thit k mụn hc Lớ thuyt ễtụ Gvhd : Pgs-Ts Cao Trng Hin v2 f = fo + : Chọn fo = 0.03 1500 Ta có Pc = fG + Wv2 Sau tính toán ta có bảng sau : W = 3.12 : Hệ số cản khí động học Bảng V (m/s) Pc (N) 2,6 467,4 4,3 507,5 7,2 621,4 12,03 938,7 27.78 3646,36 Từ bảng dựng đồ thị Pc = f(v) Từ đồ thị PKi = f(v) Pc = f(v) Ta nhận thấy mức độ dự trữ lực kéo ô tô tay số khác (sử dụng tăng tốc vợt dốc) Việc sử dụng lực kéo ô tô bị giới hạn khả bám bánh xe với mặt đờng Vì để đánh giá khả bị trợt quay bánh xe ta dựng thêm đồ thị lực bám P = f(v) P = mG = 0,683 10114, 63 9,81 0,70 = 47439,24 (N) Đồ thị đờng nằm ngang song song với trục hoành Cân công suất ô tô a/ Phơng trình cân công suất Phơng trình cân công suất bánh xe chủ động NK = Nc - Nt = Nf + Nw Ni + Nj Công suất động phát bánh xe chủ động NK = Nc - Nt = Nc t = 0,89 Nc - Công suất tiêu hao cho lực cản đờng N = Nf Ni = G.f v cos Gv sin - Công suất tiêu hao cho lực cản không khí Sv : Nguyn Tin Tun Lp CKễTễ A K 42 Trang 15 Thit k mụn hc Lớ thuyt ễtụ Gvhd : Pgs-Ts Cao Trng Hin Nw = WV3 - Công suất tiêu hao tăng tốc Nj = G j v j g Trong : j : Gia tốc ô tô v : Vận tốc chuyển động ô tô j : Hệ số kể ảnh hởng khối lợng quay g : Gia tốc trọng trờng b Đồ thị cân công suất * Dựng đồ thị công suất kéo NK = f(v) NK = Nct Theo Lay Decman ta có : n e NK = 0,89 Nemax a. n N n + b e nN ne c (KW) n N (1) NKi = f(vi) NKi : Công suất kéo động phát bánh xe chủ động ô tô chuyển động cấp số i hộp số vi : Vận tốc tơng ứng với số vòng quay trục khuỷu động ô tô chuyển động cấp số i hộp số 2c b 60i o i i vi = (2) Dựa vào công thức (1) (2) thiết lập bảng giá trị trung gian để xây dựng đồ thị NKi nc v/p Ne (KW) V1(m/s) V2 (m/s) V3(m/s) 640 9.2 0,6 0,96 1,6 960 29.68 0,86 1,434 2,4 1280 43.25 1,15 1,91 3,2 Sv : Nguyn Tin Tun 1600 57.52 1,43 2,4 1920 71.79 1,72 2,87 4,8 2240 85.36 3,35 5,58 2560 97.56 2,3 3,82 6,4 Bảng 2880 3200 99.13 101.6 2,6 2,86 4,3 4,8 7,2 Lp CKễTễ A K 42 Trang 16 Thit k mụn hc Lớ thuyt ễtụ Gvhd : Pgs-Ts Cao Trng Hin V4(m/s) 2,67 5,34 6,68 8,02 9,36 V5(m/s) 6,77 10,15 13,53 16,91 20,29 23,68 NK (KW) 18 30,6 44,57 59,3 74 87,9 Dựa vào bảng dựng đồ thị NKi = f(vi) 10,69 27,06 100,57 12,03 27.78 110,98 13,4 33,83 100,75 Dựng đồ thị công suất cản Nc = Nf + Nw = Gf cos v + Wv3 Nc = v (Gf + Wv2) 10-3 (KW) Từ ta có bảng sau : Bảng 2,6 1,22 V (m/s) Ne (N) 4,3 2,2 7,2 4,48 12,03 11,3 27.78 99.13 Ta dựng đợc đồ thị NKi = f(v) Ne = f(v) Gọi đồ thị cân công suất ô tô Dựa vào đồ thị ta đánh giá mức độ dự trữ công suất (để tăng tốc vợt dốc) ô tô cấp số truyền khác hộp số Nhân tố động lực học ô tô a Nhân tố động lực học D= PK PW M c i ti t = w.v G rb G Trong : D : Nhân tố động lực học ô tô Pw : Lực cản không khí PK : Lực kéo tiếp tuyến bánh xe chủ động iti : Tỷ số truyền hệ thống truyền lực tay số i hộp số Nhân tố động lực học bị giới hạn điều kiện bám bánh xe D = P PW G m G wv = G Để ô tô chuyển động không bị trợt D D Sv : Nguyn Tin Tun Lp CKễTễ A K 42 Trang 17 Thit k mụn hc Lớ thuyt ễtụ Gvhd : Pgs-Ts Cao Trng Hin b Xây dựng đồ thị nhân tố động lực học D = f(v) * Đồ thị nhân tố động lực học ô tô số truyền khác hộp số Di = f(vi) Di = vi = M e i ti t wv G rb 2c b 60i o i i Thiết lập bảng giá trị trung gian Ta có bảng giá trị trung gian Di tay số khác theo tốc độ chuyển động ô tô nc (v/p) 640 960 1920 2240 2560 Bảng 2880 1280 1600 Mc (N.m) 420,25 475,6 52,0 553,13 575,3 586,12 586,56 575,4 V1 (m/s) 0,6 0,86 1,15 1,43 1,72 D1 0,217 0,245 0,268 0,285 0,2965 0,302 0,3022 0,296 V2 (m/s) 0,96 1,434 1,91 2,4 2,87 3,82 D2 0,130 0,147 0,160 0,1706 0,177 0,1806 0,1807 0,177 V3 (m/s) 1,6 2,4 3,2 4,8 5,58 6,4 7,2 D3 0,078 0,088 0,096 0,102 0,106 0,108 0,107 0,1054 V4 (m/s) 2,67 5,34 6,68 8,02 9,36 10,69 12,03 D4 0,046 0,052 0,057 0,06 0,062 0,063 0,062 0,06 V5 (m/s) 6,77 10,15 13,53 16,91 20,29 23,68 27,06 27.78 D5 0,036 0,038 0,042 0,048 0,049 0,05 0,049 0,0486 2,3 3,35 2,6 4,3 * Đồ thị D = f(v) Sv : Nguyn Tin Tun Lp CKễTễ A K 42 Trang 18 Thit k mụn hc Lớ thuyt ễtụ Gvhd : Pgs-Ts Cao Trng Hin 0,683.0,75.99224,52 3,12.v m..G wv D = = 145286,1 G Ta có bảng giá trị trung gian D Bảng v (m/s) D 2,6 0,350 4,3 0,349 7,2 0,348 12,03 0,3467 27.78 0,3298 v2 Dựng đờng hệ số cản lăn f = fo + 1500 Bảng v (m/s) F 2,6 0,030 4,3 0,030 7,2 0,031 12,03 0,033 27.78 0,0486 Dựa vào đồ thị nhân tố động lực học để xác định thông số đặc trng cho hoạt động ô tô (Các tiêu đánh giá chất lợng kéo ô tô) Xác định gia tốc, thời gian tăng tốc, quãng đờng, vận tốc lớn ô tô độ dốc lớn mà ô tô khắc phục đợc a Xác định vận tốc lớn ô tô - Từ đồ thị cân công suất ô tô đồ thị NK5 cắt đồ thị Pc A, từ A dòng xuống trục hoành ta đợc Vmax = 27.78(m/s) b Độ dốc lớn mà ô tô khắc phục (imax) Khi ô tô chuyển động ổn định (j = 0) imax = Dmax - f Dựa vào đồ thị nhân tố động lực học ô tô xác định đợc độ dốc lớn mà ô tô khắc phục đợc tay số Bảng 10 Số truyền V (m/s) Dmax imax I 2,3 0,3022 0,2722 II 3,82 0,1807 0,1503 Sv : Nguyn Tin Tun III 5,58 0,108 0,078 IV 9,36 0,063 0,033 V 22 0,05 0,02032 Lp CKễTễ A K 42 Trang 19 Thit k mụn hc Lớ thuyt ễtụ Gvhd : Pgs-Ts Cao Trng Hin c Xác định khả tăng tốc ô tô D=+ j g j Ta có j = (D - ) Trong : g j g : Gia tốc trọng trờng j : Hệ số kể đến ảnh hởng khối lợng chuyển động quay j = 1,05 + 0,05 l i2 - tay số I : j1 = 1,44 - tay số II : j2 = 1,284 - tay số III : j3 = 1,19 - tay số IV : j4 = 1,134 - tay số V : j5 = 1,083 j = (D - f) 9,81 (1,05 + 0,05i i2 ) - Khi xe chuyển động với vận tốc v < 22,2 m/s f = fo = 0,03 - Khi xe chuyển động với vận tốc v>22,2m/s v2 f = fo + 1500 Số I Số II V1 (m/s) D1 J1 (m/s) V2 (m/s) D2 J2 (m/s) V3 (m/s) 0,6 0,217 1,3 0,96 0,130 0,764 1,6 0,86 0,245 1,46 1,434 0,147 0,894 2,4 Sv : Nguyn Tin Tun 1,12 0,268 1,62 1,91 0,160 3,2 1,43 0,285 1,74 2,4 0,1706 1,074 1,72 0,296 1,82 2,87 0,177 1,12 4,8 0,302 1,85 3,35 0,1806 1,15 5,58 Bảng 11 2,3 2,6 0,302 0,296 1,853 1,81 3,82 4,3 0,1807 0,177 1,17 1,12 6,4 7,2 Lp CKễTễ A K 42 Trang 20 Thit k mụn hc Lớ thuyt ễtụ Số III D3 J3 (m/s) V4 (m/s) Số IV D4 J4 (m/s) V5 (m/s) Số V D5 f J5 (m/s) 0,078 0,4 2,67 0,046 0,14 6,77 0,036 0,03 0,055 0,088 0,48 0,052 0,19 10,15 0,038 0,03 0,073 0,096 0,54 5,34 0,057 0,23 13,53 0,042 0,031 0,1 Gvhd : Pgs-Ts Cao Trng Hin 0,102 0,6 6,68 0,06 0,26 16,91 0,048 0,035 0,12 0,106 0,63 8,02 0,062 0,28 20,29 0,049 0,038 0,1 0,108 0,64 9,36 0,063 0,29 23,68 0,05 0,041 0,082 0,107 0,635 10,69 0,062 0,28 27,06 0,049 0,0446 0,045 0,1054 0,62 12,03 0,06 0,26 30,55 0,0486 0,486 Từ bảng ta dựng đồ thị jii = f(v) d Xác định thời gian tăng tốc quãng đờng tăng tốc : (*) Xác định thời gian tăng tốc ô tô Từ phơng trình j = dv -> đt = dv dt j Suy : Khoảng thời gian tăng tốc từ v1 -> v2 ô tô : v2 t1,2 = j dv v1 - Dựng hàm số = f(v) (Dựa vào đồ thị j = f(v) j ti : thời gian tăng tốc từ v1 ữ v2 ti = Fi : Với Fi diện tích giới hạn phần đồ thị = f(v) ; v = v1; v = v2 j trục hoành (ov) Suy : Thời gian tăng tốc toàn t= n Fi i =1 n : Số khoảng chia vận tốc (Vmin đến Vmax) (Vì Vmax j = -> = Do tính tới giá trị V = 0,91 Vmax = j 28m/s) Sv : Nguyn Tin Tun Lp CKễTễ A K 42 Trang 21 Thit k mụn hc Lớ thuyt ễtụ - Lập bảng tính gia tốc ngợc V1 (m/s) Số I j (m/s2) 1/j V12(m/) Số II j (m/s2) 1/j V3 (m/s) Số III j (m/s2) 1/j V4 (m/s) Số IV j (m/s2) 1/j V5 (m/s) Số V j (m/s2) 1/j Từ 0,6 1,3 0,77 0,96 0,764 1,31 1,6 0,4 2,5 2,67 0,14 7,14 6,67 0,055 18,18 0,86 1,46 0,68 1,434 0,894 1,12 2,4 0,48 2,08 0,19 5,26 10,15 0,073 13,7 Gvhd : Pgs-Ts Cao Trng Hin j 1,15 1,62 0,62 1,91 1 3,2 0,54 1,85 5,34 0,23 4,35 13,53 0,1 10 1,43 1,74 0,57 2,4 1,074 0,93 0,6 1,7 6,68 0,26 3,85 16,91 0,12 8,33 1,72 1,82 0,55 2,87 1,12 0,89 4,8 0,63 1,59 8,02 0,28 3,57 20,29 0,1 10 1,85 0,54 3,35 1,15 0,87 5,58 0,64 1,56 9,36 0,29 3,45 23,68 0,082 12,2 Bảng 12 3,2 2,6 1,853 1,81 0,54 0,55 3,82 4,3 1,17 1,12 0,855 0,89 6,4 7,2 0,635 0,62 1,57 1,6 1969 12,03 0,28 0,26 3,57 3,85 27,06 30,5 0,045 22,2 = f(v) ta tìm t = f(v) j (Dựa vào đồ thị gia tốc ngợc ) + Quãng đờng tăng tốc t2 ds = v.dt-> s = v dt t1 Từ đồ thị t = f(v) Ta có Si = Fis : với Fis giới hạn đờng t = f(v) ; t = t1; t = t2 trục o.t (trục tung) Quãng đờng tăng tốc từ Vmin ữ Vmax : S= n Fis : n : Số khoảng chia vận tốc i =1 Bảng giá trị thời gian tăng tốc, quãng đờng tăng tốc Sv : Nguyn Tin Tun Lp CKễTễ A K 42 Trang 22 Thit k mụn hc Lớ thuyt ễtụ Gvhd : Pgs-Ts Cao Trng Hin Trong trờng hợp không xét đến mát vận tốc thời gian sang số ta có bảng sau : Xác lập đò thị t=f(v) s=f(v) ,dựa vào đồ thị ta cóbảng sau Bảng 14 V(m/s) 2,6 0,945 T (s) 4,3 2,3625 7,2 6,73 12,03 23,74 27.78 203,74 s(m) Trờng hợp có tính đến mát vận tốc sang số thời gian sang số, ta xác định độ giảm vận tốc chuyển động sang số dựa vào phơng trình chuyển động lăn trơn ô tô; v = .g.tl/i tl: thời gian chuyển số (trong thiết kế không tính phần này) Phần III : Tính toán ổn định chuyển động ô tô i xác định toạ độ trọng tâm ô tô - Xác định khoảng cách a, b Lấy momen điểm A MA = -> G.a a= A - Z2 L = G a Z2 99224,52 L = 3,95 = 2,697 (m) G 139302 b = L - a = 3,95 - 2,697 = 1,253 (m) - Xác định chiều cao trọng tâm hg = Trong : B b L Z1 Z2 hiGi G hi : Chiều cao cụm tổng thành Gi : Khối lợng cụm tổng thành Chiều cao trọng tâm cụm tổng thành Hđc,lh = 1000 (mm) Hnl, aq = 1000 (mm) Hcs = 350 (mm) Htx = 1650 (mm) Sv : Nguyn Tin Tun Lp CKễTễ A K 42 Trang 23 Thit k mụn hc Lớ thuyt ễtụ Gvhd : Pgs-Ts Cao Trng Hin Hct = 420 (mm) Hkx = 1250 (mm) Hcb = 1200 (mm) Hl = 700 (mm) Ht = 1100 (mm) Hcd,hs = 1100 (mm) àĐ Suy : hg = 1,380 (m) = 1380 (mm) Vậy toạ độ trọng tâm ô tô O (a; b; hg) = (2,697 ; 1,253; 1,380) (m) II TíNH TOáN ổn định dọc ô tô Xét lực tác dụng lên xe mặt phẳng dọc xe chuyển động lên dốc G2 G1 G A Pf B a Pf ( b Z1 L Z2 (*) Trờng hợp ô tô quay đầu lên dốc - Góc giới hạn lật ô tô ((l) tg(1 = Đ = 0,908 Suy (L = arctg (0,908) = 42o14' 18'' - Góc dốc giới hạn trợt ((T) (Trong điều kiện phanh xe có hiệu nhất) Sv : Nguyn Tin Tun Lp CKễTễ A K 42 Trang 24 Thit k mụn hc Lớ thuyt ễtụ Gvhd : Pgs-Ts Cao Trng Hin tg(T = ( Đ T = arctg (0,633) = 35o54'41'' Từ ta có L > T Đảm bảo điều kiện ổn định (xe trợt trớc lật) * Trờng hợp ô tô xuống dốc - Góc tới hạn lật ('L) tg'L = a 2,697 = = 1,954 hg 1,38 -> 'L = 69o53' - Góc tới hạn trợt ('T) tg'T = a 2,697 = 0,7 = 0,384 L + .hg 3,95 + 0,7.1,38 Suy 'T = 23o20' Ta có 'L > 'T : Đảm bảo điều kiện ổn định * Trờng hợp ô tô chuyển động đờng Vận tốc giới hạn lật Vghl = G.b Ư W.h n Giả sử hw = hg = 1,38 (m) Vghl = 14200.1,253 = 65,65 (m/s) 3,12.1,38 Vghl > Vmax : Đảm bảo điều kiện iii tính toán ổn định ngang ô tô Khi xe chuyển động đờng có góc nghiêng ngang - Góc nghiên đ : Tại xe bị lật đổ tgđ = B 1970 = = 0,72 2hg 2.1380 - Góc nghiêng : Tại xe bị trợt ngang Sv : Nguyn Tin Tun Lp CKễTễ A K 42 Trang 25 Thit k mụn hc Lớ thuyt ễtụ Gvhd : Pgs-Ts Cao Trng Hin tg = y = 0,7 tgđ > tg -> Đảm bảo điều kiện ổn định Khi ô tô quay vòng đờng Bán kính quy vòng tối thiểu ô tô R = 11 (m) - Vận tốc giới hạn lật ngang Vghl = B.g.R = 2hg m 1970.9,81.11 = 8,8 2.1380 s - Vận tốc giới hạn trợt ngang Vght = m = 8,6 s g.R. y = Vghl > Vght : Đảm bảo điều kiện ổn định Khi ô tô quay vòng đờng có góc nghiêng a Khi hớng nghiêng đờng phía với trục quay vòng (Xét góc lật nguy hiểm góc trợt nguy hiểm với chuyển động đờng bằng) - Vận tốc nguy hiểm xe bị lật đổ Vn = g.R (B / 2hg + tg d ) = B / 2hg.tg d 9,81.11(1790 / 2.1380 + 0,72) 1970 / 2.1380.(0,72) m = 17,85 s - Vận tốc nguy hiểm xe bị trợt ngang V = g.R ( y + tg ) y tg = 9,81.11(0,7 + 0,7) = 17,2 0,7.0,7 m s Vn > V : Đảm bảo điều kiện ổn định b Khi hớng nghiêng đờng ngợc phía với trục quay vòng - Vận tốc nguy hiểm xe bị lật Vn = g.R (B / 2hg tg d ) + B / 2hg.tg d Sv : Nguyn Tin Tun Lp CKễTễ A K 42 Trang 26 Thit k mụn hc Lớ thuyt ễtụ Gvhd : Pgs-Ts Cao Trng Hin - Vận tốc nguy hiểm xe bị trợt ngang V = g.R ( y tg ) + y tg Để đảm bảo điều kiện ổn định tgđ < B = 0,72 2hg tg < y = 0,7 đ < 35o29' < 34o59' Vận tốc chuyển động quay vòng xe phải thoả mãn m V< V = 8,6 s Nhận xét Việc tính toán động lực kéo ô tô có ý nghĩa mặt lý thuyết tính tơng đối phép tính , lựa chọn hệ số trình tính toán không xác so với thực tế Trong thực tế , việc nghiên cứu đánh giá chất lợng kéo ôtô đợc thực đờng bệ thử chuyên dùng Tài liệu tham khảo - Lý thuyết ô tô - máy kéo GS.TSKH Nguyễn Hữu Cẩn (chủ biên) NXB Khoa học kỹ thuật 2000 - Kết cấu - tính toán ô tô TS Thái Nguyễn Bạch Liên (Chủ biên) NXB Giao thông vận tải Hà Nội 1984 Sv : Nguyn Tin Tun Lp CKễTễ A K 42 Trang 27 Thit k mụn hc Lớ thuyt ễtụ Gvhd : Pgs-Ts Cao Trng Hin Mục lục Đề mục - Mở đầu - Giới thiệu nội dung - Phần I : Thiết kế tuyến hình - Phần II : Tính toán động lực học kéo - Phần III : Tính toán ổn định chuyển động Trang 24 Hà Nội, 11 - 2004 Sv : Nguyn Tin Tun Lp CKễTễ A K 42 Trang 28 Thit k mụn hc Lớ thuyt ễtụ Sv : Nguyn Tin Tun Gvhd : Pgs-Ts Cao Trng Hin Lp CKễTễ A K 42 Trang 29 [...]... về mặt lý thuyết do tính tơng đối của các phép tính , và sự lựa chọn các hệ số trong quá trình tính toán không chính xác so với thực tế Trong thực tế , việc nghiên cứu đánh giá chất lợng kéo của ôtô đợc thực hiện trên đờng hoặc trên các bệ thử chuyên dùng Tài liệu tham khảo - Lý thuyết ô tô - máy kéo GS.TSKH Nguyễn Hữu Cẩn (chủ biên) NXB Khoa học kỹ thuật 2000 - Kết cấu -... tô ở các cấp số truyền khác nhau của hộp số 3 Nhân tố động lực học của ô tô a Nhân tố động lực học D= 1 PK PW M c i ti t = w.v 2 G rb G Trong đó : D : Nhân tố động lực học của ô tô Pw : Lực cản không khí PK : Lực kéo tiếp tuyến tại bánh xe chủ động iti : Tỷ số truyền của hệ thống truyền lực ở tay số i của hộp số Nhân tố động lực học bị giới hạn bởi điều kiện bám của bánh xe D = P PW G m G... Tin Tun Lp CKễTễ A K 42 Trang 17 Thit k mụn hc Lớ thuyt ễtụ Gvhd : Pgs-Ts Cao Trng Hin b Xây dựng đồ thị nhân tố động lực học D = f(v) * Đồ thị nhân tố động lực học của ô tô ở các số truyền khác nhau của hộp số Di = f(vi) Di = vi = 1 M e i ti t wv 2 G rb 2c b 60i o i i Thiết lập bảng giá trị trung gian Ta có bảng giá trị trung gian của Di ở các tay số khác nhau và theo tốc độ chuyển động của... vận tải Hà Nội 1984 Sv : Nguyn Tin Tun Lp CKễTễ A K 42 Trang 27 Thit k mụn hc Lớ thuyt ễtụ Gvhd : Pgs-Ts Cao Trng Hin Mục lục Đề mục - Mở đầu - Giới thiệu nội dung - Phần I : Thiết kế tuyến hình - Phần II : Tính toán động lực học kéo - Phần III : Tính toán ổn định chuyển động Trang 2 3 4 8 24 Hà Nội, 11 - 2004 Sv : Nguyn Tin Tun Lp CKễTễ A K 42 Trang 28 Thit k mụn hc Lớ thuyt ễtụ Sv : Nguyn Tin Tun... vận tốc khi sang số và thời gian khi sang số, ta có thể xác định độ giảm vận tốc chuyển động khi sang số dựa vào phơng trình chuyển động lăn trơn của ô tô; v = .g.tl/i tl: thời gian chuyển số (trong thiết kế không tính phần này) Phần III : Tính toán ổn định chuyển động của ô tô i xác định toạ độ trọng tâm của ô tô - Xác định khoảng cách a, b Lấy momen đối với điểm A MA = 0 -> G.a a= A - Z2 L = 0 G a... 4,3 0,349 7,2 0,348 12,03 0,3467 27.78 0,3298 v2 Dựng đờng hệ số cản lăn f = fo 1 + 1500 Bảng 9 v (m/s) F 2,6 0,030 4,3 0,030 7,2 0,031 12,03 0,033 27.78 0,0486 Dựa vào đồ thị nhân tố động lực học để xác định các thông số đặc trng cho hoạt động của ô tô (Các chỉ tiêu đánh giá chất lợng kéo của ô tô) 4 Xác định gia tốc, thời gian tăng tốc, quãng đờng, vận tốc lớn nhất của ô tô và độ dốc lớn nhất... thị Pc tại A, từ A dòng xuống trục hoành ta đợc Vmax = 27.78(m/s) b Độ dốc lớn nhất mà ô tô có thể khắc phục (imax) Khi ô tô chuyển động ổn định (j = 0) imax = Dmax - f Dựa vào đồ thị nhân tố động lực học của ô tô xác định đợc độ dốc lớn nhất mà ô tô có thể khắc phục đợc ở mỗi tay số Bảng 10 Số truyền V (m/s) Dmax imax I 2,3 0,3022 0,2722 II 3,82 0,1807 0,1503 Sv : Nguyn Tin Tun III 5,58 0,108 0,078... động khi ô tô chuyển động ở cấp số i của hộp số vi : Vận tốc tơng ứng với số vòng quay trục khuỷu động cơ khi ô tô chuyển động ở cấp số i của hộp số 2c b 60i o i i vi = (2) Dựa vào công thức (1) và (2) thiết lập bảng giá trị trung gian để xây dựng đồ thị NKi nc v/p Ne (KW) V1(m/s) V2 (m/s) V3(m/s) 640 9.2 0,6 0,96 1,6 960 29.68 0,86 1,434 2,4 1280 43.25 1,15 1,91 3,2 Sv : Nguyn Tin Tun 1600 57.52 1,43... số i ii : Tỷ số truyền của cấp số i io : Tỷ số truyền lực chính Vi : Vận tốc chuyển động của ô tô theo số vòng quay của trục khuỷu động cơ khi ô tô chuyển động ở cấp số i Dựa vào biểu thức (2) và (3) thiết lập bảng toạ độ trung gian ne (v/p) Me(N.) V1 (m/s) PK1 (N) V2 (m/s) PK2 (N) V3 (m/s) PK3 (N) V4 (m/s) PK4 (N) VS (m/s) PKS (N) Ne(KW) 460 420,8 0,6 690 475,6 0,86 920 520 1,15 1150 533,1 1,43 1380... CKễTễ A K 42 Trang 14 Thit k mụn hc Lớ thuyt ễtụ Gvhd : Pgs-Ts Cao Trng Hin v2 f = fo 1 + : Chọn fo = 0.03 1500 Ta có Pc = fG + Wv2 Sau khi tính toán ta có bảng sau : W = 3.12 : Hệ số cản khí động học Bảng 4 V (m/s) Pc (N) 2,6 467,4 4,3 507,5 7,2 621,4 12,03 938,7 27.78 3646,36 Từ bảng trên dựng đồ thị Pc = f(v) Từ đồ thị PKi = f(v) Pc = f(v) Ta có thể nhận thấy mức độ dự trữ lực kéo của ô tô ở