Nghiên cứu tính năng động lực học của ô tô TOYOTA INNOVA G’’

Ô tô là phương tiện được sử dụng rộng rãi trong hoạt động kinh tế và xã hội.

MỞ ĐẦU

Ô tô là phương tiện được sử dụng rộng rãi trong hoạt động kinh tế và

xã hội Việc nghiên cứu để nâng cao hiệu quả sử dụng của loại phương tiệnnày luôn là vấn đề được nhiều nhà khoa học quan tâm giải quyết Trongnhững năm gần đây sự phát triển của ngành ô tô có nhiều bước nhảy vọt về kỹthuật và công nghệ, đem lại hiệu quả kinh tế ngày càng cao và an toàn hơncho người sử dụng

Tính chất động lực học của ô tô khi chuyển động là một trong nhữngtính chất rất quan trọng, nó được thể hiện qua đặc tính động lực học, lực kéo,công suất kéo, các lực cản, nhân tố động lực học, thời gian và quãng đườngtăng tốc, vận tốc, gia tốc, khi chuyển động trong điều kiện mặt đường khácnhau hoặc do tác động điều kiện như tăng giảm ga, quay vòng khi phanh.Tính chất động lực học của ô tô ảnh hưởng đến khả năng khởi hành và tăngtốc của ô tô, vận tốc trung bình, năng suất và giá thành vận chuyển, độ êm dịu

và tính an toàn trong chuyển động Việc tính toán chính xác các chỉ tiêu đánhgiá tính động lực học của ô tô là một vấn đề rất khó thực hiện Vì các chỉ tiêunày phụ thuốc vào nhiều yếu tố, trong đó có yếu tố ngẫu nhiên

Cùng với sự phát triển nhanh của ngành công nghệ thông tin và cácthiết bị, phần mềm nghiên cứu ngày càng chính xác hơn, nên nhiều bài toánđược giải quyết một cách nhanh chóng với độ chính xác cao giúp cho quátrình tính toán, thiết kế và chế tạo được thuận lợi và chính xác hơn rất nhiềutạo điều kiện thuận lợi cho ngành công nghiệp ô tô ngày càng phát triển vàđảm bảo được các yêu cầu của người sử dụng Và ngày nay cũng đã có nhiềuthiết bị và phương pháp thực nghiệm để có thể kiểm tra chất lượng và tìnhtrạng kỹ thuật của xe trong quá trình sử dụng rất thuận tiện và đảm bảo độchính xác cao giúp cho việc hiệu chỉnh thiết kế và chọn chế độ sử dụng chocác loại xe ô tô có hiệu quả

Từ những yêu cầu đó, Dưới sự hướng dẫn giúp đỡ của thầy cô giáo tôi

hoàn thành đề tài: “Nghiên cứu tính năng động lực học của ô tô TOYOTA

INNOVA G’’ Với mục đích góp phần xây dựng cơ sở khoa học cho việc lực

chọn chế độ sử dụng hợp lý và đánh giá khả năng sử dụng

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU1.1 VÀI NÉT VỀ TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN THỊ TRƯỜNG Ô TÔ VIỆT NAM

Hiện nay trên thế giới ngành công nghiệp ô tô đang phát triển mạnh

mẽ, đáp ứng đủ nhu cầu của con người và xã hội Hiện nay khoảng ba phần tư

số lượng ô tô được sản xuất chủ yếu tại Bắc Mỹ Tây Âu và Nhật Bản Và ởViệt Nam một số công ty của các nước đó cũng đã đầu tư xây dựng nhà máylắp ráp tại Việt Nam như nhà máy ô tô Ford ở Hải Dương, công ty ô tôToyota Việt Nam…

Cùng với sự phát triển kinh tế, nên nhu cầu sử dụng ô tô ở nước ta ngàycàng tăng Ôtô trở thành phương tiện đi lại và chuyên dụng phục vụ chongành kinh tế, thể thao giải trí quốc phòng an ninh… Hiện nay có khoảng trên

34 doanh nghiệp sản xuất lắp ráp ôtô trong nước Và nhiều hãng ô tô nướcngoài đang thăm dò ý định xây dựng dây chuyền lắp ráp tại Việt Nam

Công việc sản xuất ôtô trong nước hiện nay của chúng ta cũng chỉ dừnglại ở công việc hàn, sơn, sản xuất một số linh kiện phụ tùng như ácquy, ghế,đèn trần, tay nắm cửa, lốp…Nên tỷ lệ nội địa vẫn còn thấp

Theo ước tính của bộ công nghiệp nhu cầu về ô tô của Việt Nam đếnkhoảng 2020 là khoảng 239000 chiếc

Và theo các nhà sản xuất ô tô nước ngoài thì một xe ô tô khoảng 24000đến 30000 linh kiện nên không thể một công ty nào có thể sản xuất được hết

cả nên phải phát triển các cơ sở sản xuất linh kiện phụ tùng

Vì vậy chúng ta cần xúc tiến công cuộc sản xuất ô tô trong nước haysản xuất phụ tùng linh kiện để đáp ứng được nhu cầu nội địa hoá ngành côngnghiệp ô tô trong tương lai tới

1.2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ Ô TÔ

Ôtô là loại xe tự hành để chở hành hoá hoặc hành khách trên các loạiđường bộ Ngoài ra, trên ôtô có thể được trang bị các loại máy công tác đểthực hiện các công việc chuyên dùng như cứu hoả, cứu thương, nâng chuyển,

… Phạm vi của ô tô là rất rộng trên nhiều lĩnh vực kinh tế quốc phòng anninh…

1.2.1 Phân loại ôtô

Hiện nay trên thế giới có rất nhiều chủng loại tuỳ thuộc vào mục đích

sử dụng khác nhau nên kết cấu các loại xe cũng khác nhau để nhằm phù hợpvới công việc Ta có thể phân loại ôtô theo những cách sau đây:

Theo công dụng:

Xe ôtô con là xe có sức chở người đến 9 người

Xe ôtô khách là loại xe chỉ dùng để chở người trên 10 người

Xe ôtô tải là loại xe chỉ dùng để chở hàng hoá, sức chở vài trăm kg trởlên Và xe có rơmooc cũng được xếp vào loại xe này

Xe chuyên dùng là xe có thiết bị và trang bị đặc biệt và trang bị nhữngthiết bị chuyên dùng để đáp ứng một hay một vài mục địch nào đó

xe này có hai hay nhiều cầu chủ động

Theo dạng nhiêu liệu tiêu thụ:

Xe ôtô dùng nhiêu liệu xăng

Xe ôtô dùng nhiên liệu diezel

Xe ôtô dùng khí gas

Xe ôtô dùng điện, hay các nguồn năng lượng khác như năng lượng mặt trời…

1.2.2 Cấu tạo chính của ôtô

Cấu tạo Ôtô bộ phận chính có chức năng giống nhau Các bộ phận và hệthống chính của ôtô máy kéo gồm: Động cơ, hệ thống truyền lực (Ly hợp,hộp số, truyền lực cacđăng, cầu chủ động), hệ thống di động, hệ thống treo, hệthống điều khiển gồm hệ thống lái và hệ thống phanh, trang bị điện và cáctrang bị làm việc khác

+ Động cơ là nguồn động lực trên ôtô máy kéo Hiện nay động cơ đốt

trong dùng nhiên liệu lỏng hoặc nhiên liệu khí được sử dụng chủ yếu trên ôtô.Động cơ là một bộ phận quan trọng của ôtô dùng để tạo ra nguồn năng lượngcho xe hoạt động và có thể truyền một phần hoặc toàn bộ công suất của động

cơ đến bộ phận làm việc của máy công tác liên kết với chúng

+ Hệ thống truyền lực (HTTL) là tổ hợp của một loạt các cơ cấu và hệ

thống nhằm truyền mômen quay từ trục khuỷu động cơ đến bánh chủ độngcủa ôtô, máy kéo HTTL còn có tác dụng nhằm biến đổi về trị số và chiều củamômen quay truyền, cho phép ôtô dừng tại chỗ lâu dài mà động cơ vẫn làmviệc Phụ thuộc vào đặc điểm cấu tạo của xe máy cụ thể mà trong hệ thốngtruyền lực của ôtô có thể có một hai hay nhiều cầu chủ động

Cầu chủ động là tổ hợp của các cụm máy và cơ cấu cho phép các bánh chủ

động quay với tốc độ khác nhau để bảo đảm các bánh lăn êm dịu trên mặtđường không bằng phẳng hay khi đi vào đường vòng, nó còn làm tăng tỷ sốtruyền chung cho hệ thống truyền lực và liên kết bánh xe với khung máy

Truyền lực cacđăng dùng để truyền mômen từ hộp số hay hộp phân phối đến

các cầu chủ động của ôtô máy kéo, hoặc từ truyền lực chính đến các bánh xechủ động trên cùng một cầu khi các bánh xe treo độc lập với nhau Truyền lựccacđăng cho phép các trục của các bộ phận máy được truyền động không nằm

trong cùng một mặt phẳng và có thể dịch chuyển tương đối với nhau trongmột giới hạn nhất định.

+ Hệ thống di động của ô tô gồm các bánh xe với lốp đàn hồi , hệ

thống di động là bộ phận trực tiếp tiếp xúc với mặt đường, nó nhận mômenchủ động từ động cơ qua hệ thống truyền lực và biến mômen chủ động thànhlực kéo tiếp tuyến hay còn gọi là lực chủ động để làm ôtô chuyển động

+ Hệ thống treo là tổ hợp của một số các chi tiết và phần tử đàn hồi,

liên kết giữa bộ phận di động với khung xe, nhằm giúp cho khung xe được êmdịu trong khi bộ phận di động luôn chịu tác động của các lực va đập do mấp

mô mặt đường khi chuyển động

+ Hệ thống điều khiển gồm một loạt các cơ cấu và hệ thống nhằm điều

khiển ôtô theo các hướng và chiều cần thiết, đồng thời giúp ôtô chuyển động

ổn định không trượt lê sang trái hay phải Ngoài ra hệ thống điều khiển còncho phép ôtô giảm tốc độ chuyển động hoặc dừng lại nhanh chóng khi gặp sự

cố khẩn cấp

+ Trang bị điện là tổ hợp của hàng loạt bộ phận, thiết bị điện nhằm

đảm bảo giúp cho ôtô làm việc ổn định, tin cậy, tăng tính tiện nghi, thuận lợicho người lái, hành khách và an toàn lao động Trang bị điện là một hệ thốngrất phức tạp nó có thể được phân ra hai hệ thống là hệ thống nguồn điện và hệthống các thiết bị tiêu thụ điện Hệ thống nguồn điện dùng tạo ra nguồn nănglượng điện để cung cấp cho các phụ tải (các thiết bị dùng điện) Hệ thống cácthiết bị phụ tải là tổ hợp của tất cả các thiết bị có trên ôtô dùng năng lượngđiện như hệ thống đốt cháy, hệ thống khởi động, hệ thống chiếu sáng, tínhiệu, hệ thống điều khiển bao gồm cả máy tính điện tử điều khiển động cơ vàđiều khiển thân xe cùng các rơle hay các bộ phận chấp hành đi theo máy tính,

do tính phức tạp của trang bị điện, nên phần này được trình bày trong một tàiliệu riêng

+ Trang bị làm việc là tổ hợp của nhiều thiết bị, bộ phận giúp cho ôtô

máy kéo và xe chuyên dụng thực hiện các công việc một cách thuận tiện vàđạt hiệu quả cao Sau đây chúng ta tìm hiểu đại cương về sự bố trí các bộphận chính trên ôtô máy kéo.

1.3 KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC

Hệ thống truyền lực là tổ hợp của một loạt các cơ cấu và hệ thốngnhằm truyền mômen quay từ trục khuỷu động cơ đến bánh chủ động của ôtô,máy kéo Hệ thống truyền lực còn có tác dụng nhằm biến đổi về trị số vàchiều của mômen quay truyền, cho phép ôtô dừng tại chỗ lâu dài mà động cơvẫn làm việc Dựa vào nguyên tắc hoạt động, hệ thống truyền lực được chiara: hệ thống truyền lực cơ khí, hệ thống truyền lực thủy lực, hệ thống truyềnlực phân cấp và không phân cấp Trước khi đi vào xây dựng đặc tính động lựchọc của ô tô dùng truyền động cơ khí, hãy tìm hiểu về hệ thống truyền lực cơhọc

- Đối với hệ thống truyền lực không phân cấp thì sử dụng các bộtruyền động ma sát như: bộ truyền động đai, bộ biến tốc ma sát

- Những bộ phận chính trong truyền lực cơ khí bao gồm: ly hợp, hộp

số, truyền lực trung gian (các đăng), truyền lực chính, hộp vi sai, các bán trục:

1.3.1 Ly hợp ma sát

Ly hợp là một bộ phận trong hệ thống truyền lực của ôtô Ly hợp dùng

để truyền mômen quay từ trục khuỷu động cơ đến trục sơ cấp hộp số, chophép cắt nhanh động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực và nối động cơ vào hệthống truyền lực một cách êm dịu Nó còn có tác dụng như một bộ phận antoàn ngăn ngừa cho động cơ không bị quá tải

Cấu tạo gồm các bộ phận chính sau:

Hinh 1.1 Ly hợp của ô tô TOYOTA

Ly hợp nằm giữa động cơ và hộp số chính Chức năng của ly hợp trong

hệ thống truyền lực của ô tô, máy kéo là:

- Có khả năng đóng, ngắt mạch truyền lực từ động cơ tới bánh xe chủđộng Đảm bảo việc đóng, ngắt êm dịu nhằm giảm tải trọng động và thực hiệnquá trình đóng, ngắt một cách nhanh chóng

- Khi chịu tải quá lớn ly hợp đóng vai trò như một cơ cấu an toàn nhằmtránh quá tải cho hệ thống truyền lực và động cơ

- Khi có hiện tượng cộng hưởng (rung động lớn) ly hợp có khả năngdập tắt chấn động để nâng cao chất lượng truyền động.

Ly hợp ma sát được dùng nhiều trên ô tô, máy kéo là loại ly hợp mộtđĩa hoặc hai đĩa ma sát và là loại thường xuyên đóng do lực ép của các lò xo,

ép các đĩa ép cùng khối đĩa ma sát vào bề mặt của bánh đà, để truyền mô men

từ bánh đà (liên kết cứng với vỏ ly hợp, rănh trong vỏ ly hợp ăn khớp với vấuđĩa ép (chủ động)) sang đĩa ma sát nối then hoa với trục sơ cấp hộp số (phần

bị động)

Tuy nhiên quá trình cắt, nối ly hợp vẫn còn hiện tượng gây ồn, nếutrượt kéo dài sẽ phát sinh nhiệt và hao mòn nhanh chính vì những nhượcđiểm còn tồn tại, nên đã có những giải pháp khắc phục [2]

Hình 1.2 Hộp số trên xe TOYOTA INNOVA

Cấu tạo thì hầu hết các hộp số cơ đều có điểm chung là có một cặpbánh răng luôn luôn ăn khớp để truyền mô men quay từ trục sơ cấp đến trụctrung gian Trên trục sơ cấp có bố trí bánh răng liền trục của cặp bánh răngluôn luôn ăn khớp đó, và ở đầu có vành răng để gài số truyền thẳng (i=1)

Trên ôtô con và ôtô vận tải người ta cũng thường dùng hộp số hai hoặc

ba trục Trên hình 1.3.3 ta xét hộp số ba trục gồm trục sơ cấp, trục thứ cấp vàtrục trung gian Trục trung gian luôn quay nhờ nhận chuyển động từ trục thứcấp xuống, các bánh răng trên trục trung gian luôn quay làm các bánh răngtrên trục thứ cấp quay, các bánh răng trên trục thứ cấp quay trơn trên trục Khithực hiện gài số qua cơ cấu gài số bộ hòa động tốc được lắp then hoa trên trụcthứ cấp được gài vào bánh răng đang quay làm trục thứ cấp quay theo, bộ gàiđồng tốc gài vào các bánh răng ta được các số truyền tương ứng Như trênhình 1.3.3 ta có 5 số tiến và một số lùi R

Hình 1.3 Sơ đồ động học của hộp số

Hộp số cơ có ưu điểm là kết cấu đơn giản, hiệu suất truyền cao (=0.9

0.95), khối lượng nhỏ Tuy nhiên hộp số cơ còn có nhược điểm là gây ồnkhi làm việc, khó sang số đòi hỏi sự khéo léo của người vận hành điều khiểnkhi sang số Muốn gài số, người vận hành phải điều khiển sao cho các bánhrăng cần gài với nhau phải được quay cùng một tốc độ, có như vậy để tránhcác đầu răng không bị vấp vào nhau Để tạo điều kiện cho việc sang số dễdàng, trên hộp số được trang bị các bộ đồng tốc Các bộ đồng tốc thường có

còn êm dịu nữa Mặt khác việc ứng dụng giải pháp này làm cho cấu tạo hộp

số thêm phức tạp đây cũng là nhược điểm cần được khắc phục

1.3.3 Truyền động các đăng

Cacđăng và khớp nối là cơ cấu nối và truyền dẫn mômen Nó đượcdùng để truyền mômen xoắn giữa các cụm truyền lực không cố định, trục củacác bộ phận này không nằm trên cùng một đường thẳng mà thường cắt nhaudưới một góc α thay đổi và luôn bị chuyển dịch vị trí tương đối với nhau (đặcbiệt là theo phương thẳng đứng: Như hộp số và cầu xe) Sự dịch chuyển vị trítương đối này đòi hỏi cacđăng phải có khả năng thay đổi chiều dài

Nhiệm vụ của cacđăng để nối hộp số với cầu xe, dùng để nối cầu xe vớibánh chủ động có hệ thống treo độc lập Ngoài ra cacđăng còn thường đượcdùng để truyền mômen xoắn đến các bánh dẫn hướng là chủ động, đến các bộphận làm việc của máy công tác, đến các trang bị làm việc phụ trợ trên ôtômáy kéo và xe chuyên dụng Khi cần truyền mômen với khoảng cách lớn,thân trục cacđăng có thể được tạo nên bởi hai phần: Một phần gắn lên thân xe,phần còn lại nối với cầu xe Giữa các đoạn thân có thể có khớp nối và ổ đỡ

Bộ truyền cacđăng phải thỏa mãn các yêu cầu sau: Quá trình truyềnmômen xoắn giữa các bộ phận máy không có dao động tốc độ góc, không gâynên va đập và tải trọng động lớn do mômen quán tính Các trục cacđăng phảiđảm bảo quay đều, không gây nên cộng hưởng Hiệu suất bộ truyền phải caokhi góc lệch giữa hai trục là lớn Kết cấu bộ truyền gọn nhẹ, thuận tiện khichăm sóc bảo dưỡng trong sử dụng

Hình1.4 Cấu tạo và sơ đồ nguyên lý cacđăng có trạc chữ thập

a) Cấu tạo ; b) Sơ đồ nguyên lý.

1.3.4 Truyền lực chính và vi sai

Hình 1.5 Cấu tạo của bộ truyền lực chính và bộ vi sai

Cầu chủ động của ôtô và máy kéo bánh bao gồm truyền lực chính (còn gọi làtruyền lực trung tâm) và visai Cả hai cơ cấu này thường đặt trong hộp vỏ cầu.Đối với ôtô vỏ cầu thường được đặt trên dầm cầu và nó là một phần của dầmcầu Ở hệ thống treo độc lập, vỏ cầu là một khối riêng gắn chặt với khung,dầm ngang sàn xe hay liền khối với hộp số và động cơ.

Truyền lực chính có chức năng

- Đảm nhận tỷ số truyền lớn, tăng mômen quay cho bánh chủ động, tạonên số vòng quay tối ưu cho chuyển động của xe trong khoảng tốc độ của xeyêu cầu;

- Tạo nên chiều quay thích hợp giữa bánh xe và HTTL, khi động cơ bốtrí dọc, truyền lực chính thay đổi chiều quay trục bị động vuông góc với chiềuquay trục khuỷu nên thường dùng bộ truyền bánh răng nón

Vi sai có nhiệm vụ:

- Thực hiện sự sai lệch tốc độ quay giữa các trục bánh xe trên cùng mộtcầu khi chuyển động trên đường vòng hay đường không bằng phẳng, bảo đảm

dễ dàng điều khiển hướng chuyển động và không mài mòn lốp xe;

- Hạn chế sự trượt quay ở bánh xe, khi chênh lệch tốc độ góc giữa cácbánh xe trên cùng một cầu, tạo điều kiện tận dụng lực bám và nâng cao tínhkinh tế nhiên liệu

1.4 MỤC ĐÍCH, NHIỆM VỤ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1.4.1 Mục đích

Khảo sát tính năng động lực học của xe ôtô TOYOTA INNOVA G ởcác số truyền, tốc độ, độ dốc khác nhau Từ đó tìm ra các hệ số làm việc hợp

lý của xe khi chuyển động trong các điều kiện khác nhau

Đồng thời cũng cơ sở giúp cho người sử dụng lựa chọn chế độ sử dụnghợp lý để nâng cao năng suất của xe và cũng để hỗ trợ cho việc tổ chức khaithác loại xe này đạt hiệu quả cao hơn

1.4.2 Nhiệm vụ

Để đạt được những mục tiêu đó trong đề tài đã thực hiện những nhiệm vụchính sau đây:

 Tìm hiểu tổng quan về động lực học ô tô

 Tìm hiểu về đặc điểm và đặc tính kỹ thuật của đối tượng khảo sát

 Xây dựng các đường đặt tính động lực học của ô tô với việc sử dụngphần mềm Matlab

 Sử dụng đường đặt tính động lực học để xác định các thông số khác

 Đánh giá tính năng động lực học của loại xe này

1.4.3 Phương pháp nghiên cứu

Chất lượng động lực học của ô tô thường được đánh giá theo khả năngkhởi hành và tăng tốc với các tải trọng khác nhau, ở các số truyền khác nhau

và trong những điều kiện đường xá khác nhau Những khả năng này thườngđược thể hiện trên đường đặc tính động lực học của ô tô

Để xây dựng đường đặc tính động lực học có thể thực hiện theo haiphương pháp sau:

Đường đặc tính động lực học được xây dựng theo các số liệu khảonghiệm xe trên đường và thường được gọi là đường đặc tính thực nghiệm

Đường đặc tính động lực học xây dựng trên cơ sở đường đặc tính động

cơ và sử dụng các công thức toán học để tính các chỉ tiêu động lực học vàthường được gọi là đường đặc tính lý thuyết

Đối với phương pháp thứ nhất để đo được trực tiếp các thông số đòi hỏiphải có các thiết bị hiện đại, đặc biệt là phải có khả năng đo được các tín hiệuthay đổi theo thời gian với tần số cao và phải có khả năng ghi lại quá trìnhdiễn biến của các thông số

Đối với phương pháp thứ hai đòi hỏi phải có đường đặc tính động cơhoặc một số thông số kết cấu của xe và một số thông số về điều kiện sử dụng.Phương pháp này có ưu điểm nổi bật là tuy có nhiều bài toán phức tạp nhưng

bằng việc ứng dụng các phần mềm tin học mà cụ thể ở đây là phần mềmmatlab các bai toán này có thể được giải quyết một cách nhanh chóng hơn với

độ chính xác cao Thêm vào đó khi sử dụng phương pháp này dễ đặt raphương án khảo sát ảnh hưởng của tường thông số Nhược điểm của phươngpháp này là độ chính xác không cao bằng phương pháp thứ nhất

Do điều kiện và khả năng không cho phép nên trong khóa luận tốtnghiệp này em đã lựa chọn nghiên cứu theo phương pháp thứ hai

1.5 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

Xuất phát từ điều kiện thực tế, căn cứ vào những vấn đề đã nêu ở trên

đề tài chọn nghiên cứu phương pháp và tiến hành xây dựng đặc tính động lực

học của ô tô TOYOTA INNOVA G với hệ thống truyền lực cơ học Thông

số kỹ thuật của xe được thể hiện qua bảng 1.1

Hình ảnh của xe TOYOTA INNOVA G

Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật của xe TOYOTA INNOVA G

Đường kính xy lanh x Hành trình piston (mm) 83 x 83.1

Công suất cực đại (kW/vòng/phút) 96 / 6000

Mô men xoắn cực đại (Nm/vòng/phút) 165 / 4000

Hệ thống cung cấp nhiên liệu Phun xăng điện tử

Dung tích thùng nhiên liệu (L) 55

Chiều rộng cơ sở trước và sau (mm) 1510 / 1510

Bán kính vòng quay tối thiểu (mm) 5400

Khoảng sáng gầm xe tối thiểu (mm) 191

Trọng lượng không tải (kg) 1530 - 1550

Trọng lượng toàn tải (kg) 2130

Chương 2

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 LỰC VÀ MÔ MEN TÁC DỤNG LÊN Ô TÔ KHI CHUYỂN ĐỘNG

2.1.1 Các đường đặc tính của động cơ

Các tính chất động lực học của ô tô liên quan nhiều đến tính toán thiết

kế, chế tạo và sử dụng ô tô

Động cơ đặt trên các xe ô tô chủ yếu là động cơ đốt trong loại piston.Các chỉ tiêu năng lượng và tính kinh tế thể hiện rõ trên đường đặc tính làmviệc của nó Đặc tính làm việc của động cơ chi phối đặc điểm cấu tạo và khảnăng làm việc của nó.Vì vậy cần phải nắm vững các đường đặc tính của động

cơ để cho việc giải quyết vấn đề cơ bản trong lý thuyết ô tô như nghiên cứucác tính năng kéo và tính năng động lực học của ô tô

Đường đặc tính của động cơ chia làm hai loại: Đường đặc tính tốc độ

và đường đặc tính tải trọng

a Đường đặc tính tốc độ

Đường đặc tính tốc độ là đồ thị biểu diễn mối quan hệ phụ thuộc củacông suất hiệu dụng Ne, mô men quay Me, chi phí nhiên liệu giờ GT và chi phínhiên liệu riêng ge (chí phí nhiên để sản sinh ra một đơn vị công suất hiệudụng) theo số vòng quay n hoặc theo tốc độ góc ω của trục khuỷu

Các loại động cơ điezel lắp trên ô tô đều có bộ điều tốc (máy điềuchỉnh tốc độ) để duy trì tốc độ quay của trục khuỷu khi tải trọng ngoài (mômen cản MC) thay đổi Đường đặc tính tốc độ của động cơ Diezel phụ thuộcrất lớn vào đặc tính của bộ điều tốc, do đó nó còn gọi là đường đặc tính tựđiều chỉnh

Có 2 loại đường đặc tính tự điều chỉnh

- Đường đặc tính tốc độ ngoài gọi là đường đặc tính ngoài

- Đường đặc tính cục bộ

Các đường đặc tính của động cơ nhận được bằng cách khảo nghiệmtrên các thiết bị chuyên dùng.

Đuờng đặc tính ngoài của động cơ nhận được khi khảo nghiệm động cơ

ở chế độ cung cấp nhiên liệu cực đại, tức là khi đặt tay thuớc nhiên liệu (ởđộng cơ diezel) ở vị trí cực đại hoặc mở buớm ga hoàn toàn (ở động cơ xăng).Nếu tay thước nhiên liệu hoặc bướm ga đặt ở vị trí trung gian sẽ nhận đuợcđường đặc tính cục bộ Như vậy ở các động cơ lắp bộ điều tốc đa chế độ (máyđiều chỉnh mọi chế độ) sẽ có đường đặc tính ngoài và đường đặc tính cục bộtùy thuộc vào vị trí tay ga

Qua đó ta thấy rằng, ở chế độ tốc độ nn công suất động cơ đạt giá trịcực đại Nemax và chi phí nhiên liệu riêng đạt giá trị cực tiểu gemax, khi đó động

cơ làm việc có hiệu quả nhất và được gọi là chế độ làm việc danh nghĩa hoặcchế độ làm việc định mức Ở chế độ này các chỉ tiểu của động cơ cũng có têngọi tương ứng: Công suất định mức Nm= Nemax , mô men quay định mức Mn và

Ở nhánh quá tải mô men quay vẫn tiếp tục tăng nhưng chậm và sau khiđạt giá trị cực đại Mmax nếu tải trọng tiếp tục tăng lên mô men động cơ sẽgiảm xuống rồi ngừng quay Do vậy động cơ chỉ có thể hoạt động được vớitải trọng Mc < Mmax tương ứng với tốc độ quay n > nM.

Trên hình 2.1 là đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ xăng khikhông có bộ phận hạn chế số vòng quay (a) và khi có bộ phận hạn chế sốvòng quay (b) Để đánh giá khả năng khắc phục hiện tượng quá tải hay còngọi là khả năng thích ứng của động cơ đối với sự tăng tải, người ta đưa ra hệ

số thích ứng theo mô men quay và được xác định

ax

m M

n

M k

M



(2.1)Trong đó : Mmax là mô men quay cựcđại của động cơ

Mn là mô men quay định mức của động cơ

Hình 2.1 Đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ xăng

a - Không có hạn chế số vòng quay; b - có hạn chế số vòng quay.

Động cơ nào có hệ số thích ứng càng lớn thì khả năng khắc phục hiệntượng quá tải càng tốt Ở các động cơ diezel thông thường kM =1.1÷ 1.25, còn

ở động cơ xăng kM = 1.1 ÷ 1.35

Ô tô thường làm việc với tải trọng thay đổi ngẫu nhiên, trong phạm virộng nhiều khi người lái không kịp trở phản xạ để điều chỉnh ga hoặc thay số

truyền và dẫn đến bị chết máy Do vậy chỉ nên sử dụng công suất động cơ nhỏhơn công suất định mức và tất nhiên chỉ cho phép làm việc lâu dài ở nhánh tựđiều chỉnh Mức độ sử dụng công suất động cơ được đánh giá bởi hệ số sửdụng tải trọng:

c n

M

M

Trong đó: Mc là mô men cản đặt trên trục khuỷu ;

Mn là mô men quay định mức của động cơ;

Đường đặc tính tốc độ ngoài được sử dụng như một tài liệu kỹ thuật đểđánh giá tính năng kinh tế -kỹ thuật của động cơ Trong lý thuyết ô tô thường

sử dụng để tính toán tính năng kéo và tính năng động lực học

Việc xây dựng chính xác đường đặc tính của động cơ chỉ có thể tiếnhành bằng thực nghiệm Tuy nhiên nếu chấp nhận độ chính xác tương đốicũng có thể chấp nhận phương pháp giải tích kết hợp một số công thức hoặcthực nghiệm Một trong những công thức hay được sử dụng là công thứcS.R.Lay Đecman, dạng như sau:

- a, b, c là các hệ số thực nghiệm được chọn theo loại động cơ; ở động

cơ xăng a = b = c = 1; ở động cơ diezel 4 kỳ a=0,50,7; b=1,51,3; c=1;

Giá trị của mô men quay được xác định theo công thức :

4 e e

10 N

M =1,047.n

Như vậy, nhờ sử dụng các công thức (2.3), (2.4) ta có thể xây dựngđược một cách gần đúng các đường cong Ne = f(n) và Me = f(n)

b Đường đặc tính tải trọng

Đường đặc tính tải trọng là đồ thị biểu diễn mối quan hệ của công suấthiệu dụng Ne, số vòng quay của trục khuỷu và chi phí nhiên liệu giờ GT với

mô men quay của động cơ Me, thể hiện trên hình 2.2

Hình 2.2 Đường đặc tính tải trọng của động cơ

Về bản chất của các mối liên hệ giữa các thông số và cách xây dựngcác mối quan hệ đó hoàn toàn giống như đã phân tính trên đường đặc tính tốc

độ Nhưng đường đặc tính tải trọng sẽ thuận lợi hơn cho một số vấn đề nghiêncứu, nhất là khi nghiên cứu các tính năng kéo của ô tô Vì nhánh điều chỉnhtrong đường đặc tính tải trọng (tương ứng với khoảng thay đổi mô men từ 0đến Mn) có thể bố trí được rộng hơn so với nhánh điều chỉnh ở đường đặc tínhtốc độ (trong khoảng nn – nck) Nhờ đó khi xác định giá trị của các thông số

trên đồ thị sẽ chính xác hơn Tuy nhiên, để đánh giá tính năng kinh tế kỷ thuậtcủa động cơ thì đường đặc tính tốc độ thể hiện đầy đủ hơn, dễ so sánh giữacác động cơ với nhau thông qua chí phí nhiên liệu riêng ge.

2.1.2 Mô men chủ động

Khi ô tô làm việc công suất và mô men quay của động cơ được truyềnqua hệ thống truyền lực rồi đến các bánh xe chủ động để tạo ra sự chuyểnđộng tịnh tiến của ô tô Trên hình 2.3 được trình bày sơ đồ đơn giản của hệthống truyền lực ô tô gồm ly hợp chính 2, hộp số 3, truyền lực chính 4 và hộp

vi sai 5

Hình 2.3 Sơ đồ động học hệ thống truyền lực của ô tô

1- động cơ; 2-ly hợp ;3-hộpsố; 4-truyền lực chính;

Mô men quay do động cơ truyền đến các bánh chủ động được gọi là mômen chủ động và thường được ký hiệu là Mk

Giá trị của mô men quay Mk phụ thuộc vào mô men quay của động cơ

Me, tỷ số truyền i và hiệu suất ηm của hệ thống truyền lực Ngoài ra còn phụm của hệ thống truyền lực Ngoài ra còn phụthuộc vào chế độ chuyển động của ô tô

- Khi ô tô chuyển động ổn định :

Mk = Me.i.ηm của hệ thống truyền lực Ngoài ra còn phụm (2.5)

Trong đó: Me là mô men quay của động cơ, Nm

i, ηm của hệ thống truyền lực Ngoài ra còn phụm tỷ số truyền và hiệu suât của hệ thống truyền lực,

- Khi ô tô chuyển động không ổn định:

Mối liên hệ giữa gia tốc tịnh tiến của xe và gia tốc góc của bánh xe chủđộng có thể được biễu diển qua biểu thức:

M’k= Mk+ Mak (2.7)

Trong đó: Mk là mô men chủ động của ôtô khi chuyển động ổn định

2.1.3 Các lực tác dụng lên ôtô

a Lực kéo tiếp tuyến và lực bám

Quá trình tác động tương hỗ giữa bánh xe với mặt đường hoặc đấtxảy ra rất phức tạp, song về nguyên lý làm việc của bánh xe chủ động có thểbiểu diễn như hình 2.4

Hinh 2.4 Sơ đồ nguyên lý làm việc của bánh xe chủ động

Dưới tác dụng của mô men chủ động Mk bánh xe tác động lên mặtđường một lực tiếp tuyến, ngược lại mặt đường tác dụng lên bánh xe mộtphản lực tiếp tuyến Pk cùng chiều chuyển động với ô tô, có tác dụng làm chomáy chuyển động

Do vậy phản lực tiếp tuyến Pk được gọi là lực kéo tiếp tuyến, đôi khicòn được gọi là lực chủ động

Về bản chất, lực kéo tiếp tuyến là phản lực của mặt đường tác dụng lênbánh xe do mô men chủ động gây ra, có chiều cùng với chiều chuyển độngcủa ô tô Giá trị lực kéo tiếp tuyến khi ô tô chuyển động ổn định được xácđịnh theo công thức:

.

k e m k

Trong đó: Mk là mô men chủ động, Nm

Me là mô men quay của động cơ, Nm

i, ηm của hệ thống truyền lực Ngoài ra còn phụm là tỷ số truyền và hiệu suất cơ học của hệ thống truyền lực

rk – bán kính bánh xe chủ động

Qua đó ta thấy rằng, lực kéo tiếp tuyến sẽ đạt giá trị cực đại Pkmax khi sửdụng số truyền có tỷ số lớn nhất i = imax và mô men quay động cơ đạt giá trịlớn nhất Me=Mmax, nghĩa là:

ax ax

em m m k

Trong đó: M’k là mô men chủ động khi chuyển động không ổn định, Nm

Mak là mô men các lực quán tính tiếp tuyến của các chi tiết chuyểnđộng quay không đều trong hệ thống truyền lực và trong động cơ, Nm

Pk, Pk’ là lực kéo tiếp tuyến khi chuyển động ổn định và khi chuyểnđộng không ổn định, N

Trong công thức (2.10) ak

k

M

r lấy dấu dương khi chuyển động chậm dần

và lấy dấu âm khi chuyển động nhanh dần

b Lực bám và hệ số bám

Như phân tích ở trên, sự xuất hiện lực kéo tiếp tuyến Pk là do kết quảcủa tác động tương hỗ giữa bánh xe và mặt đường Do đó giá trị lớn nhất củalực kéo tiếp tuyến không chỉ phụ thuộc vào khả năng cung cấp mô men quay

từ động cơ mà còn phụ thuộc vào khả năng bám của bánh xe với đất hoặc mặtđường Khi bánh xe không còn khả năng bám sẽ xẩy ra hiện tượng trượt quayhoàn toàn, lúc đó trị số của giá trị lực kéo tiếp tuyến sẽ đạt giá trị cực đại

Giá trị cực đại của lực kéo tiếp tuyến theo khả năng bám của bánh xeđược gọi là lực bám Pφ nghĩa là:

P = Pφ kmax

Về bản chất, lực bám được tạo thành bởi hai thành phần chính: lực masát giữa bánh xe và mặt đường; sức chống cắt của đất được sinh ra do tácđộng của các mấu bám Khi chuyển động trên đường cứng, lực bám được tạothành do các lực ma sát, còn khi chuyển động trên đất nền mềm lực bám đượctạo thành do lực cản ma sát, và lực chống cắt của đất Do vậy lực bám sẽ phụthuộc vào đặc điểm cấu tạo của bánh xe, tính chất mặt đường và tải trọngpháp tuyến Khi chuyển động trên mặt đường nằm ngang (hình2.4) tải trọngpháp tuyến Gk là phần trọng lượng ô tô tác dụng lên bánh xe bao gồm cả trọnglượng bản thân của bánh xe Tải trọng pháp tuyến Gk sẽ được cân bằng vớiphản lực pháp tuyến Zk của mặt đường

Thực nghiệm cũng đã khẳng định rằng, lực bám phụ thuộc rất lớn vàotải trọng pháp tuyến và có mối quan hệ tỷ lệ thuận Do đó mối quan hệ nàythường hay được sử dụng khi nghiên cứu khả năng bám của bánh xe

Tỷ số giữa lực bám Pφ và trọng pháp tuyến Gk được gọi là hệ số bám

và thường được ký hiệu là φ:

Hệ số bám là một thông số quan trọng dùng để đánh giá tính chất bámcủa ô tô Nó phụ thuộc vào kết cấu của hệ thống di động và trạng thái mặtđường Do tính chất phức tạp và đa dạng của điều kiện sử dụng ô tô cũng như

sự phức tạp của các mối quan hệ giữa hệ số bám và các yếu tố ảnh hưởng chonên giá trị của hệ số bám chỉ được xác định bằng thực nghiệm và độ chínhxác của các số liệu chỉ mang tính chất tương đối

Trên cơ sở công thức (2.11) ta có thể viết:

Hình 2.5 Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô

Do phụ thuộc đồng thời vào nhiều yếu tố nên việc xác định mức độ tiêuhao năng lượng của từng thành phần riêng là rất khó khăn Bởi vậy người taqui tất cả các thành phần tiêu hao năng lượng cho quá trình lăn của bánh xethành một lực cản và gọi là lực cản lăn

Như vậy có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến lực cản lăn của ô tô Thựcnghiệm đã chứng tỏ rằng phản lực pháp tuyến của mặt đường là yếu tố ảnhhưởng lớn nhất Do đó có thể xác định lực cản lăn theo phản lực pháp tuyến Zhoặc theo trọng lượng của máy G, sự ảnh hưởng của các yếu tố còn lại đượcquy thành một hệ số f và có thể viết :

Z -phản lực pháp tuyến, NG- trọng lượng của ô tô, kG

α - độ dốc mặt đường;

Z= G.cosα;

Biểu thức (2.15) có thể viết lại một cách tổng quát hơn:

c Lực cản không khí

Khi ô tô chuyển động sẽ làm di chuyển các bộ phận không khí baoquanh xe, làm xuất hiện các dòng khí xoáy phía sau và hình thành một lựccản gọi là lực cản không khí Lực cản không khí chủ yếu phụ thuộc vào tốc độchuyển động, hình dáng bề mặt chắn gió phía trước Giá trị của lực cản khôngkhí có thể xác định theo công thức thực nghiệm:

và có tác dụng hỗ trợ cho sự chuyển động của ô tô Ngược lại khi chuyển

động nhanh dần, lực quán tính sẽ chống lại sự chuyển động và gọi là lực cảnquán tính.

Giá trị của lực quán tính có thể xác xem như tạo thành bởi hai thành phần:

P = P + Pj j' j'' (2.19)

Trong đó: Pj’ lực cản quán tính tịnh tiến, N

P’’j lực cản quán tính do sự ảnh hưởng của các chi tiếtchuyển động quay không đều trên ô tô gây ra, N

Lực quán tính tịnh tiến Pj’ có thể xác định theo công thức:

G

P = j

Trong đó: j- gia tốc tịnh tiến của ô tô, m/s2

G- trọng lượng của ô tô, kGg- gia tốc trọng trường, m/s2Thành phần lực quán tính Pj’’ được xác định theo công thức:

Thay các giá trị Mak và Man vào (2.21), sau đó thay các giá trị của Pj’ vàP’’j vào (1.19) ta sẽ nhận được lực cản quán tính chung của ô tô.

và trong động cơ của ô tô

Để phân tích đánh giá tính chất kéo và tính chất động lực học của ô tôngười ta thường dựa vào đồ thị cân bằng lực kéo và đồ thị cân bằng công suất

a Phương trình cân bằng lực kéo

Xét trường hợp tổng quát khi ô tô chuyển động với tốc độ không

ổn định trên dốc

w

P P P P P (2.25)Trong đó: Pk - lực kéo tiếp tuyến;

Pf - lực cản lăn: P f f G c  osa ; (2.26)

δa -hế số tính đến sự ảnh hưởng của các khối quay trên ô tô,

j, g –gia tốc của ô tô và gia tốc trọng trường,Trong phương trình (2.25), sử dụng dấu (+) hoặc (-) trước Pα là tuỳthuộc vào xe chuyển động lên hoặc xuống dốc, còn Pj là tuỳ thuộc chuyểnđộng nhanh hoặc chậm dần

Phương trình (2.25) có thể viết lại dưới dạng khai triển:

2 w

P = P + Pwk f

w

k

M i P

Các quan hệ trên còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố sử dụng khác nên khó

có thế biểu diễn đầy đủ bằng các biểu thức toán học, và do vậy người tathường biểu diễn chúng bằng đồ thị

Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa lực kéo tiếp tuyến Pk và các thànhphần lực cản của ô tô phụ thuộc vào vận tốc chuyển động v và được gọi là đồthị cân bằng lực kéo

Trước hết ta xét trường hợp đơn giản với giả thiết ô tô không bị trượt

σ = 0 và hệ số cản lăn không phụ thuộc vào vận tốc f = const Dạng đồ thị cânbằng lực kéo được minh hoạ trên hình 2.6

Hình 2.6 Đồ thị cân bằng lực kéo khi độ trượt δ = 0

Trình tự xây dựng:

 Xây dựng đường cong lực kéo tiếp tuyến P k =f(v)

- Thay ωe vào công thức (2.35) để tính vận tốc thực tế v

- Cặp giá trị Pk, v vừa tính được xác định một điểm của đồ thị Pk=f(v).Bằng cách như vậy ta sẽ xác định được nhiều điểm ứng với các trị sốkhác nhau của Me và xây dựng được các đường cong Pk=f(v) cho từng sốtruyền Trên đồ thị 2.6 minh hoạ cho 3 số truyền với các ký hiệu Pk1 ,Pk2, Pk3

 Xây dựng đường lực cản mặt đường P ψ = f(v)

Vì đã giả thiết f= const nên với mỗi góc dốc α xác định lực cản Pψfα làđại lượng không đổi P= const , trên đồ thị được biểu thị bằng đường thẳngsong song với trục hoành Giá trị của Pψfα được xác định theo (2.32)

Khi lên dốc (α > 0) : P  f cos   sin G a P f P

Khi α =0: Pψfα = Pf = f.Ga

 Xây dựng đường lực cản tổng cộng

 

P P f v

- Khi lên dốc: P P  f cos   sin G a W.v 2

- Khi α = 0 : P P f G. a  W.v 2

Nhận xét :

Qua đồ thị cân bằng lực kéo ta có thể rút ra một số nhận xét: Dạng củacác đường cong Pk = f(v) tương tự như dạng đường cong Me =f(ωe) Ở một sốtruyền giá trị cực đại cảu lực kéo tiếp tuyến Pkmax sẽ tương ứng với mô menquay của động cơ Memax

Vận tốc tưng ứng với giá trị Pkmax được gọi là vận tốc gối hạn vk

Nếu vận tốc nhỏ hơn vận tốc giới hạn v < vk lực kéo tiếp tuyến Pk sẽgiảm do mô men quay động cơ giảm

Cần lưu ý là khi v < vk động cơ không tự trở lại trạng thái cân bằng mômen quay do đó tốc độ quay sẽ giảm dần cho đến khi dừng máy, nghĩa làkhông thể sử dụng vận tốc v < vk

Điểm cắt nhau của đường lực cản tổng cộngP k P f v  và đường lựckéo tiếp tuyến Pk = f(v) chính là điểm cân bằng lực kéo khi chuyển động ổnđịnh, khi đó vận tốc đạt giá trị cực đại v = vmax Trên hình 2.6 điểm B ứng vớitrường hợp chuyển động trên đường nằm ngang và điểm A với khi lên dốc

Ở mỗi số truyền, khi v < vmax đường cong Pmax nằm trên đường cong

P +Pw nghĩa là dư lực kéo

Hiệu số Pk – ( Pψfα + Pw) = Pd được gọi là lực kéo dư

Phần lực kéo dư dung để tạo ra khả năng tăng tốc và để khắc phục lựccản dốc với độ dốc lớn hơn, tức tạo ra khả năng vượt dốc Như vậy vùng cókhả năng tăng tốc là ( vk - vmax )

Khi v= vmax thì lực kéo dư đạt giá trị lớn nhất Pd = Pdmax và khả năngtăng tốc sẽ lớn nhất

Khi v = vmax thì Pd = 0 và không còn khả năng tăng tốc hoặc vượt độdốc lớn hơn Khi đó muốn vượt độ dốc lớn hơn phải chuyển về làm việc ở sốtruyền thấp hơn.

Ở điều kiện làm việc xác định, tức là lực cản mặt đường đã được xácđịnh, nếu muốn giảm tốc độ chuyển động đều ta có thể giảm ga Khi đó động

sẽ làm việc với đường đặc tính riêng phần, đường cong Me =f(ωe) sẽ thấp hơn

so với trường hợp cung cấp nhiêu liệu cực đại Điểm cân bằng B’ trên đồ thị

là một ví dụ khi làm việc ở số truyền 3, lúc đó xe chuyển động đều với

v0 < vmax

Lực kéo tiếp tuyến lớn nhất Pkmax không chỉ phụ thuộc vào mô menquay cực đại của động cơ và tỷ số truyền trong hệ thống truyền lực mà còn bịgiới hạn bởi điều kiện bám Pkmax = Pφ Như vậy lực kéo tiếp tuyến chỉ có thểphát huy ở vùng giá trị Pk < Pφ

2.2.2 Cân bằng công suất

Phương trình hoặc đồ thị cân bằng lực kéo chỉ đánh giá được tính chấtkéo và tính chất động lực học của ô tô vận chuyển Để đánh giá chỉ tiêu nănglượng ta cần xem xét sự cân bằng công suất khi liên hợp máy làm việc cácđiều kiện chuyển động khác nhau

2.2.2.1 Phương trình cân bằng công suất

Từ phương trình cân bằng lực kéo (2.20) có thể suy ra phương trình cânbằng công suất bằng cách nhân hai vế của phương trình với vận tốc v:

Ne – công suất hiệu dụng của động cơ, kW

ηm của hệ thống truyền lực Ngoài ra còn phụ - hiệu suất cơ học trong hệ thong truyền lực,m

Nψfα -công suất hao tổn do lực cản mặt đường, kW

Nj – công suất hao tổn do lực cản quán tính, kW

N w – công suất hao tổn do lực cản không khí, kW

2.2.2.2 Đồ thị cân bằng công suất kéo

Phân tích tương tự như khi xây dựng đồ thị cân bằng lực kéo ta sẽ nhậnđược đồ thị cân bằng công suất kéo và được minh hoạ trên hình 2.7 trên đócòn biểu thị sự phụ thuộc của công suất hiệu dụng Ne của động cơ vào tốc độchuyển động v

Trình tự xây dựng

Cho giá trị Ne tính theo công thức (2.38)

Từ đường cong Ne =f(ωe) xác định tốc độ quay ωe ứng với Ne đã cho,sau đó sử dụng công thức (2.36) tính vận tốc v

Cặp giá trị Ne, v xác định một điểm trên đồ thị Xây dựng nhiều điểm

và nối lại ta được toàn bộ đường cong Ne =f(v) của số truyền đã cho

Bằng cách như vậy sẽ xây dựng được các đường cong Ne = f(v) cho các

số truyền khác nhau.

Hình 2.7 Đồ thị cân bằng công suất

Các đường cong Nk = f(v) cũng được xây dụng tương tự vì tỷ lệ thuận

với Ne theo biểu thức (Nk = Ne ηm của hệ thống truyền lực Ngoài ra còn phụ ).m

Các thành phần công suất để khắc phục các thành phần lực cản đượcxây dựng dựa trên các công thức tính toán tương ứng sau đây:

Đường cong N + Nψfα w = f v cắt đường cong công suất N  k tại điểm

A Đó chính là điểm cân bằng công suất, nghĩa là khi ô tô chuyển động đều và

sẽ nhận được vận tốc chuyển động cực đại vmax vì không còn công suất dự trữ

để tăng tốc

Nếu vận tốc nhỏ hơn vận tốc cực đại v < vmax thì công suất cản tổngcộng (N + N ) < Nψfα w k, nghĩa là còn dữ trữ một phần công suất để tăng tốchoặc khắc phục góc dốc lớn hơn

Phần công suất dữ trữ còn được gọi là công suất dư Nd

Nếu độ dốc càng tăng, công suất chi phí cho lực cản mặt đường cànglớn, điểm cắt nhau giữa đường công suất cản tổng cộng (Nψfα + Nω) và đườngcong công suất kéo Nk sẽ lùi sang bên trái.

2.3 NHÂN TỐ ĐỘNG LỰC HỌC VÀ ĐẶC TÍNH ĐỘNG LỰC HỌC

2.3.1 Nhân tố động lực học ô tô

Phương trình cân bằng lực kéo và phương trình cân bằng công suất cóthể sử dụng để phân tích đánh giá tính chất động lực học của một loại ô tô vậnchuyển cụ thể Nhưng không thể sử dụng các phương trình đó để đánh giá sosánh các tính chất động lực học của các ô tô vận chuyển khác nhau vì các ô tôkhác nhau sẽ có trọng lượng khác nhau và đặc tính kỹ thuật của các loại ô tôcũng có thể khác nhau Do vậy đánh giá so sánh tính chất động lực học củaôtô vận chuyển khác nhau người ta sử dụng một thông số đặc trưng tính chấtđộng lực học không có thứ nguyên, thông số đó là nhân tố động lực học

Nhân tố động lực học là tỷ số giữa phần lực kéo tiếp tuyến sau khi đãtrừ đi lực cản không khí (Pk - Pw) và trọng lượng toàn bộ Ga của ô tô vận chuyển Nếu ký hiệu nhân tố động lực học là D ta có :

Khi ô tô chuyển động đều (j = 0) thì nhân tố động lực học tính bằng hệ

số cản chung của mặt đường: