bài tập lớn ô tô 1

bài tập

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC LÝ THUYẾT ÔTÔ ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN SỨC KÉO ÔTÔ KHÁCH Giáo viên hướng dẫn : Phạm Hữu Truyền Sinh viên thực hiện: Trần Văn Hóa Lớp: ĐH- CN ÔTÔ K5A Vinh, tháng 3 năm 2013 1 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa s: 3 Trng i hc s phm k thut vinh Khoa c khớ ng lc ******** Bi tp ln Mụn hc lý thuyt ụ tụ H tờn sinh viờn: Trn Vn Húa Lp:DHCN ễTễ K5A Khúa:2010-2014 Tờn bi tp: TNH TON SC KẫO ễ Tễ KHCH I. S LIU CHO TRC : - S hnh khỏch: 10 - Tc ln nht: V max = 105 km/h - H s cn ln ca mt ng: f = 0,017 - dc ca mt ng 0 13= II. NI DUNG CN HON THNH 1/ Xõy dng c tớnh ngoi ng c. - )(nefN e = - )(nefM e = 2/ Xỏc nh t s truyn h thng truyn lc. - Xỏc nh t s truyn ca truyn lc chớnh ( 0 i ) - Xỏc nh t s truyn ca hp s chớnh ( h i ) 3/ Tớnh toỏn ch tiờu ng lc hc ca ụtụ - Tớnh toỏn ch tiờu v cụng sut ( k N ) - Tớnh toỏn ch tiờu v lc kộo ( k P ) - Tớnh toỏn nhõn t ng lc hc khi y ti (D) v ti thay i ( x D ) - Tớnh toỏn kh nng tng tc ca ụtụ: + Gia tc (j) + thi gian tng tc (t) + Qung ng tng tc (s) III. BN V: 1/ th c tớnh tc ngoi ca ng c. 2/ Cỏc th; Cõn bng cụng sut, cõn bng lc kộo, nhõn t ng lc hc, gia tc v gia tc ngc, thi gian tng tc, qung ng tng tc. 3/ Tt c cỏc th u biu th trờn t giy k ụ ly kh 0 A Ngy giao : // 2012 Ngy hon thnh: ./ / 2013 Duyt b mụn Giỏo viờn hng dn Phm Hu Truyn 2 | P a g e Bài tập lớn ôtô sv: trn Vn Húa Nhận xét , đánh giá bài tập lớn Giáo viên hướng dẫn: Kết quả đánh giá: 3 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa Giáo viên chấm: lời nói đầu Ôtô ngày càng được sử dụng rộng rãi ở nước ta như một phương tiện di lại cá nhân cũng như vận chuyển hành khách, hàng hoá rất phổ biến. Sự gia tăng nhanh chóng số lượng ôtô trong xã hội, đặc biệt là các loại ôtô đời mới đang kéo theo nhu cầu đào tạo rất lớn về nguồn nhân lực phục vụ trong nghành công nghiệp ôtô nhất là trong lĩnh vực thiết kế. Sau khi học xong giáo trình ‘‘ Lý thuyết ôtô -máy kéo ’’ chúng em được tổ bộ môn giao nhiệm vụ làm bài tập lớn môn học. Vì bước đầu làm quen với công việc tính toán, thiết kế ôtô nên không tránh khỏi những bỡ ngỡ và vướng mắc. Nhưng với sự quan tâm, động viên, giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của thầy giáo trưởng khoa Phạm hữu truyền , cùng giáo viên giảng dạy và các thầy giáo trong khoa nên chúng em đã cố gắng hết sức để hoàn thành bài tập lớn trong thời gian được giao. Qua bài tập lớn này giúp sinh viên chúng em nắm được phương pháp thiết kế tính toán ôtô mới như : chọn công suất của động cơ, xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ, xác định tỷ số truyền và thành lập đồ thị cần thiết để đánh giá chất lượng động lực học của ôtô máy kéo, đánh giá các chỉ tiêu của ôtô-máy kéo sao cho năng suất là cao nhất với giá thành thấp nhất. Đảm bảo khả năng làm việc ở các loại đường khác nhau, các điều kiện công tác khác nhau. Vì thế nó rất thiết thực với sinh viên nghành công nghệ kỹ thuật ôtô Tuy nhiên trong quá trình thực hiện dù đã cố gắng rất nhiều không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy chúng em rất mong nhận được sự quan tâm đóng góp ý kiến của các thầy, các 4 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa bạn để em có thể hoàn thiện bài tập lớn của mình hơn và cũng qua đó rút ra được những kinh nghiệm qúi giá cho bản thân nhằm phục vụ tốt cho quá trình học tập và công tác sau này. Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên thực hiện TRẦN VĂN HÓA A: THUYẾT MINH B: TÍNH TOÁN SỨC KÉO ÔTÔ I: CÁC THÔNG TIN CHO TRƯỚC 1) Loại ôtô Từ yêu cầu số hành khách là 10. Thì số chỗ ngồi trên ô tô phải đảm bảo chở được 10 khách 1 lái xe và 1 phụ tải. Nên ta chọn ô tô chở khách có số chỗ ngồi 20 = n , số chỗ đứng 27 = n ( và chọn loại ô tô 24× : cầu chủ động sau có 4 bánh xe). 2) Tải trọng chuyên chở - gồm 47 người và hành lý. 3) Tốc độ lớn nhất của ôtô max V ở số truyền cao: - max V hkm /105 = (≈ )/17,29 sm 4) Hệ số cản của mặt đường Ψ tương ứng với vận tốc cao nhất 017,0==Ψ f (lúc này xe đang chạy trên đường bằng) 5) Hệ số cản lớn nhất của mặt đương mà ô tô có thể khắc phục được ở số I là 248,013017,0017,0 0 ≈+=+=+=Ψ tgtgxif 6) Loại động cơ: Động cơ xăng loại không hạn chế vòng quay. 7) Loại hệ thống truyền lực: một cầu chủ động phía sau. II CÁC THÔNG SỐ CHỌN: 1) Trọng lượng bản thân ô tô: o G - Dựa vào các thông số kỹ thuật ô tô khách ta có với mẫu xe có 20 chỗ ngồi, 27 chỗ đứng ta xác định được kgG o 4340= . 2) Hệ số cản không khí k, diện tích chính diện của ôtô và nhân tố của không khí W . - Đây là loại xe khách và dựa vào thông số kích thước của mẫu ôtô đã chọn ở trên, nên diện tích của chính diện (F) được tính theo biểu thức gần đúng sau: 2 32,58,2.9,1. mHBF === 5 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa Trong đó: )9,1(1900 mmmB == :chiều rộng cơ sở của ôtô )8,2(2800 mmmH == :chiều cao lớn nhất của ôtô - Dựa vào mẫu xe đã chọn ta tìm được hệ số cản của không khí )/(03,0 22 mkgSk = . - Từ đây ta xác định được nhân tố cản không khí: )/(1596,032,5.03,0. 22 mkgSFKW === 3) Phân bố tải trọng lên các cầu xe ( ở trạng thái tĩnh, đầy tải) - Đây là ô tô khách nên có thể chọn phân bố trọng lượng lên cầu trước và cầu sau như sau: - cầu trước: GG %97,38 1 = - cầu sau: GG %03,61 2 = (G: khối lượng của ô tô khi đầy tải) 4) Hiệu suất cơ khí của hệ thống truyền lực : t η - Để đánh giá sự tổn thất năng lượng trong hệ thống truyền lực người ta dùng hiệu suất trong hệ thống truyền lực )( t η là tỉ số giữa công bánh xe chủ động và công suất hữu ích của động cơ, thường được xác định bằng công thức thực nghiệm. Khi tính toán ta chọn theo loại xe như sau: đối với xe khách thì 85,08,0 ÷= t η ⇒ nên ta chọn 85,0= t η (theo mẫu xe đã có) III TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN 1) Xác định trọng lượng toàn bộ ôtô G (khi đầy tải) - Đối với ôtô chở khách được xác định như sau: hln GGnhGG ++= . 0 Trong đó: : 0 G trọng lượng bản thân ôtô : h G khối lượng của một hành khách : h n số lượng hành khách kể cả lái xe và phụ xe. : hl G khối lượng hành lý. Ta có quy định mỗi hành khách được 15kg hành lý => kgnG hhl 70515.4715. === Với ;4340 0 kgG = kgvàGn hh 6047 == Ta tính được trọng lượng toàn bộ ôtô khi đầy tải: kgG 786570560.474340 =++= 2) Chọn lốp: 6 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa * Xác định tải trọng tác dụng lên một bánh xe ôtô. - Ta có phân bố tải trọng lên các cầu như sau: kgGG 30657865%.97,38%97,38 1 === kgGG 48007865%.03,61%03,61 1 === - Dựa vào tải trọng phân bố : 1 G và 2 G sẽ xác định được tải trọng tác dụng lên một lốp xe dựa theo biểu thức sau: bi i bi n G G = Trong đó : bi G trọng lượng đặt lên một bánh xe (kg) : i G trọng lượng của ôtô phần bố lên dầm cầu thứ )(kgi : bi n số bánh xe ở đầu cầu dầm cầu thứ i chịu tải. - Từ đó ta có: Đối với bánh xe trước: kg n G G b b 5,1532 2 3065 1 1 1 === Đối với bánh xe sau: kg n G G b b 1200 4 4800 2 2 2 === * Chọn lốp dựa trên tải trọng tác dụng lên một bánh xe cầu trước và cầu sau ta dựa vào bảng I: “kích thước lốp theo tải trọng và áp suất” ta chọn lốp như sau: - đối với bánh xe trước: có kích thước lốp : B-d: 9-20 (insơ) - đối với bánh xe sau có kích thước lốp : B-d: 8,25-20 (insơ) Trong đó: - B: bề rộng của lốp (insơ) - d: đường kính của vành bánh xe (insơ) Từ đó xác định được bán kính thiết kế theo công thức sau: =       += 4,25 2 0 d Br → với bánh trước: mmr 6,4824,25) 2 20 9( 01 =+= → với bánh sau: mmr 55,4634,25) 2 20 25,8( 02 =+= - vì cầu sau là cầu chủ động nên ta xác định được bán kính làm việc trung bình của ôtô cho bánh xe sau và lấy giá trị này cho các công thức tính toán sau: Ta có λ . 0 rr b = Trong đó- : 0 r bán kính thiết kế: 020 rr = 7 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa - λ :hệ số tính đến sự biến dạng của lốp, phụ thuộc vào loại lốp. - với xe chọn được thì lốp dùng trên xe là lốp có áp suất thấp nên 935,093,0 ÷= λ ⇒ ta chọn 93.0 0 = λ ⇒ mmr b 43193,0.55,463 ≈= Vậy bán kính làm việc của ôtô là )(431,0 mr b = . 3) Xây dựng đặc tính ngoài của động cơ. a) Xác định công suất cực đại của động cơ. * Xác định công suất cực đại của động cơ ứng với vận tốc cực đại của ôtô. - Khi ôtô chuyển động trên mặt đường có hệ số cản tổng cộng thì công suất ứng với vận tốc cực đại được xác định theo công thức: [ ] 3 maxmax . 1 VkFVG n N t v += ψ ; (w) Trong đó: : t n hiệu suất của hệ thống truyền lực. :G trọng lượng của toàn bộ ôtô khi đầy tải (kg) : max V vận tốc lớn nhất của ôtô )/( sm W=K.F :nhân tố cản không khí( 22 / mNS ) ψ : hệ số cản tổng cộng của mặt đường ở vận tốc lớn nhất. - Khi ô tô chuyển động với vận tốc lớn nhất là lúc ôtô đang chuyển động trên đường bằng, nghĩa là 017,00 ==+=⇒= ftgf αψα - Vậy công suất của động cơ ứng với vận tốc cực đại còn được xác định theo công thức sau:       += 3500 . 270 1 3 maxmax VkFVG n N t v ψ [mã lực (ml)] với ;][kgG ;f= ψ [ ] ;/ max hkmV [ ] 22 /. mkgSFkW = - Thay các số liệu ứng với các đơn vị ta được: [ ] ml n N t v 28,123 3500 105.1596,0 270 105.017,0.78651 3 ≈       += - Để các thiết bị như máy nén khí, máy phát điện, điều hòa…. Cùng làm việc khi ôtô chuyển động với vận tốc tối đa thì công suất chọn phải lớn hơn công thức tính trên khoảng (10-30%). Như vậy, công suất chọn ứng với vận tốc cực đại sẽ đươc tính theo công thức sau: ta chọn lớn hơn 15% và ta dùng công suất này để chọn động cơ 8 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa Ta có: [ ] ml VWVG n N t v       += 3500 . 270 1 %115 3 maxmax ψ [ ] ml77,14128,123.%115 ≈ * Xác định công suất cực đại của động cơ. - Ta dựa vào công thúc thực nghiệm của SR.Lây Decman. [ ] ml n n c n n b n n aNN N e N e N e ee                 −         −= 32 max . Trong đó: - maxe N : công suất cực đại của đông cơ [ ] ml - e n : số vòng quay của trục khuỷu ứng với từng giá trị công suất [ ] phútvòng / . - : N n số vòng quay của trục khuỷu ứng với công suất cực đại [ ] phútvòng / . - :,, cba các hệ số thực nghiệm của SR .LâyDécman. - Ta có: khi ve NN = thì maxee nn = và maxe N sẽ được tính theo công thức sau: 3 max 2 maxmax max .         −         + = N e N e N e v e n n c n n b n n a N N Ta đặt N e n n max = λ thì ta có 32 max . λλλ cba N N v e ++ = - Vì động cơ được chọn là động cơ xăng không có bộ phận hạn chế số vòng quay nên ta dựa vào tài liệu hướng dẫn chọn được: ;1=== cba giá trị λ nằm từ : →÷ 3,11,1 ta chọn 1,1= λ - Từ đây ta có: [ ] ml cba N N v e 92,125 1,11,11,1 28,123 . 3232 max ≈ −+ = ++ = λλλ b) Xây đựng đường đặc tính ngoài của động cơ. * Phương trình đặc tính ngoài của động cơ. - Phương trình công suất ứng với từng giá trị số vòng quay của trục khuỷu động cơ được viết theo công thức thực nghiệm của SR.LâyDecman: ( ) [ ] ml n n c n n b n n aNnfN N e N e N e eee                 −         +== 32 max . 9 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa - Phương trình mômen xoắn ứng với từng giá trị số vòng quay của trục khuỷu động cơ được viết theo công thức: [ ] mkg n n c n n n n MM N e N e N e ee 32 max                 −         += Ta có [ ] mkg n N g N g M e e e e e . 30 . 1 . 1 maxmax max πω == [ ] mg gn n c n n b n n a n N M N e N e N e e e e . 1 . 30 32 max                 −         +=→ π Trong đó maxe N : công suất cực đại của động cơ [ ] W [ ] ;/: phútvòngn e g : gia tốc trọng trường. Hoặc : e M còn được tính theo công thức sau: e e e n N M .162,7= Trong đó: [ ] mlN e : [ ] phútvòngn e /: [ ] mkgM e .: * Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ. - Đường đặc tính của động cơ nhận được bằng cách thí nghiệm động cơ trên bể thử, khi cho động cơ làm việc ở chế độ cung cấp nhiên liệu cực đại, tức là mở bướm ga hoàn toàn ta sẽ nhận được đường đặc tính ngoài của động cơ, nếu bướm ga mở ở các vị trí khác nhau sẽ cho ta các đường đặc tính cục bộ. Như vậy đối với mỗi lại động cơ sẽ có một đường đặc tính ngoài, nhưng vô số đường đặc tính cục bộ. Khi không có đường đặc tính tốc độ ngoài bằng thực nghiệm, ta có thể xác định đường đặc tính nói trên nhờ công thức thực nghiệm của SR.LaayDecman. * Đường biểu diễn công suất của động cơ: ( ) [ ] 3'2'' max . λλλ cbaNnfN eee −+== Trong đó : - maxe N , N n : công suất lớn nhất của động cơ và hộp số vòng quay tương ứng. - :, ee nN công suất và vòng quay ở một điểm trên đường đặc tính ngoài động cơ. - :,, cba hệ số thực nghiệm của RS.Lây Déc man. - : ' N e n n = λ các đại lượng Ne nn , đã biết. 10 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa . 3. 71 6. 41 11. 04 19 .09 29. 21 24.83 9.45 0.32 9.77 10 80 5.56 9. 61 16.55 28.64 45. 71 38.85 14 .18 1. 07 15 .25 14 40 7. 41 12. 81 22.07 38 .18 62.46 53.09 18 . 91 2.54. 10 80 14 40 18 00 216 0 2520 2880 3240 3600 3960 Số 1: V1 Số 2: V2 Số 3: V3 Số4: V4 3. 71 5.56 7. 41 9.27 11 .12 12 .97 14 .83 16 .68 18 .54 20.39 6. 41 9. 61 12.81