Bài tập lớn Lý thuyết ô tô Tính toán sức kéo ô tô có hệ thống truyền lực cơ khí (ĐH SPKT Vinh)

Họ tên sinh viên: Nguyễn Tuấn Anh - Chọn động cơ và xây dựng đặc tính ngoài động cơ - Xác định tỷ số truyền của cầu chủ động - Xác định các tỷ số truyền trong hộp số - Xây dựng đồ thị câ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

BÀI TẬP LỚN MƠN HỌC

LÝ THUYẾT Ơ TƠ

CÓ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC CƠ KHÍ

GVHD : HỒNG VĂN THỨC SVTH : NGUYỄN TUẤN ANH

Lớp:ĐH CNKT ƠTƠ K7

Họ tên sinh viên: Nguyễn Tuấn Anh

- Chọn động cơ và xây dựng đặc tính ngoài động cơ

- Xác định tỷ số truyền của cầu chủ động

- Xác định các tỷ số truyền trong hộp số

- Xây dựng đồ thị cân bằng công suất của ô tô

- Xây dựng đồ thị cân bằng lực kéo

- Xây dựng đồ thị đặc tính động lực của ô tô

- Xây dựng đồ thị đặc tính tăng tốc của ô tô

*Phần bản vẽ: Các đồ thị được vẽ trên giấy Ao bằng phần mền matlap hoặc

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 giảng viên giảng dạy và các thầy giáo trong khoa nên chúng em đã cố gắng 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 những 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 nhưng 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 bạn để em có thể hoàn thiện bài tập lớn của mình hơn và qua đó em cũng rút ra được những kinh nghiệm qúy 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 :

Nguyễn Tuấn Anh

Nhận xét và đánh giá của giảng viên hướng dẫn

Kết quả đánh giá:

Giảng viên chấm

A/ NHỮNG THÔNG SỐ BAN ĐẦU VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH CHỌN:

I Những dữ liệu cho theo thiết kế phác thảo:

Loại xe : Xe tải nhẹ Mitsubisi Canter 4x2

Loại hệ thống truyền lực : Cơ khí

Loại động cơ : Động cơ Diesel 4D34 – 2AT5

- 4 xylanh thẳng hàng, phun nhiên liệu trực tiếp, làm mát

- Chiều rộng cơ sở của ô tô B=1.39(m)

- Chiều cao toàn bộ của ô tô H=2.055 (m)

Cỡ lốp:

- Trước: 7.00R16 12PR

- Sau: 7.00R16 12PR

II Những thông số chọn và tính chọn:

1 Trọng lượng không tải của ô tô (tự trọng hay trọng lượng

thiết kế ) Hệ số khai thác KG:

KG = Gc/G0 Với:

+ Gc: tải trọng chuyên chở

+ Go: tự trọng của ô tô

Hệ số khai thác KG được tra theo bảng 1.3 tài liệu tính toán sức kéo ô tô máy kéo

=> Chọn KG =1

1500

1500 1

c o G

G G K

2 Tính chọn trọng lượng toàn bộ của ô tô

Trọng lượng xe đầy tải: Ga = Go + A.n + Gc

3 Sự phân bố tải trọng động của ô tô ra các trục bánh xe

khi đầy tải

Ta sử dụng xe có một cầu chủ động(cầu sau)

Ta chọn :

m1 = 0,35 => G1 = Ga m1 = 1113(N)

m2 = 0,65 => G2 = Ga m2 = 2067(N)

4 Hệ số dạng khí động học K, nhân tố cản khí động học W

và diện tích cản chính diện F

Nhân tố cản khí động học: W=K.F

Hệ số dạng khí động học K được tra theo bảng 1.3 tài liệu tính toán sức kéo ô tô máy kéo => Chọn K = 0,7 NS2/m4

Diện tích cản chính diện F:

F = m B H Trong đó:

B - Chiều rộng cơ sở của ô tô (m)

H - Chiều cao toàn bộ của ô tô (m)

m - Hệ số điền đầy, chọn theo loại ô tô:

+ Đối với ô tô tải nặng và ô tô bus: m = 1,00-1,10

+ Đối với ô tô con và ô tô tải nhẹ: m = 0,90  0,95=> Chọn m=0.9

Từ các xe tham khảo ta chọn:

B=1.39(m) H=2.055 (m)

=> F = 0.9*1.39*2.055=2,5708(m2)

=> W = K F = 0,7*2,5708 = 1,8 (NS2/m2)

5 Hiệu suất của hệ thống truyền lực, được chọn theo loại ôtô

- Đối với ô tô con và tải nhẹ: t = 0,85  0,90

- Đối với ô tô tải nặng và khách: t = 0,83  0,85

- Đối với ô tô nhiều cầu chủ động: t = 0,75  0,80

=> Chọn   0, 85

6 Tính chọn lốp xe:

Ta chọn cầu trước có 2 bánh, cầu sau có 4 bánh

Trọng lượng được đặt lên mỗi bánh xe:

m1 = 0,35 => G1 = Ga m1 = 1113(N)

m2 = 0,65 => G2 = Ga m2 = 2067(N) Từ đó, ta chọn lốp như sau:

7.00R16 12PR cho cầu trước

7.00R16 12PR cho cầu sau

+ Các thông số hình học bánh xe cầu trước và sau:

16 2.54 406, 4( )

406, 4 ( ) 7 25.4 381( )

1 Xác định NVmax của động cơ ở chế độ vận tốc cực đại Vmax

của ô tô

[3180.0, 47 0, 7.2, 5708.( ) ] 0,85 3, 6 3.6

a) Chọn động cơ:

Do yêu cầu sử dụng xe tải có tải trọng lớn nên ta chọn

động cơ diesel có buồng cháy thống nhất cho quá trình tính toán

b) Xây dựng đường đặc tính ngoài lý tưởng

* Điểm có tọa độ ứng với vận tốc cực đại:

Theo xe tham khảo, ta chọn sơ bộ các thông số sau:

Tỉ số truyền cầu chủ động : 45 0.36 6.11

Tỉ số truyền tăng ; iht = 0,7

Số vòng quay động cơ ứng với vận tốc cực đại của ô tô:

max

30 30.6,11.30, 56

.0, 7 3468( / ) 0, 36

* Điểm có toạ độ ứng với công suất cực đại:

Leidecman:

Nemax = NV/[a(nV/nN)+b(nV/nN)2-c(nV/nN)3] (kW) Trong đó:

+ nN là số vòng quay động cơ ứng với công suất cực đại (Nemax)

Vì động cơ sử dụng là động cơ diesel, nên theo lý thuyết, ta có:

nN = nV = 3468 (v/p) + Các hệ số a=0.5 ; b=1.5 ; c=1 khi chọn động cơ diesel có buồng cháy thống nhất

=> Nemax = Nvmax = 114,16(kW)

* Điểm bắt đầu làm việc của bộ điều tốc: nemax = nV + 300 =

3768 (v/p)

* Điểm có số vòng quay chạy không tải: n = 600 v/p

* Xây dựng đường đặc tính ngoài lý tưởng cho động cơ:

Vẽ các đồ thị Ne = f(ne)

Me = f(ne,Ne) Với:

4

3768( / )

0, 5; 1, 5; 1 114160( )

10

Đồ thị đường đặc tính ngồi của động cơ

C TÍNH CHỌN TỈ SỐ TRUYỀN CỦA CẦU CHỦ ĐỘNG

i0 =

max

30

.

V i i

r n pc ht

b v



;

max

3768( / )

0, 36( ) 110( / )

0, 7 3768.0, 36

6,11 110

30 .

30 .0, 7

3, 6

v b

ht

v b o

D XÁC ĐỊNH TỈ SỐ TRUYỀN CỦA HỘP SỐ:

1 Tỉ số truyền ở tay số 1:

Tỉ số truyền của hộp số được xác định bắt đầu từ số 1, phải thỏa mãn hai điều kiện sau: Lực kéo tiếp tuyến lớn

nhất ở bánh xe chủ động phải thắng được lực cản tổng

cộng lớn nhất của đường và lực kéo này phải thỏa mãn điều kiện bám:

G r

max 0

.

b h

1

0, 05 0, 42 0, 47 291377( )

3180.0, 47.0, 36 3180.0, 9.0, 6.0, 36

2 Tỉ số truyền các tay số trung gian:

Theo yêu cầu sử dụng đối với xe tải nặng, ta chọn hộp số có 5 số tới, một số lùi, tỷ số truyền phân bố theo cấp số điều hoà

3 Tay số lùi:

Tỷ số truyền của hộp số lùi trong thường được chọn như sau :

iL = (1,2-1 3)ihI

 iL = 1,25ihI = 1,25.3,4 = 4,25

E XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT:

1 Phương trình cân bằng công suất của ô tô

Ne = Nt + Nf  Ni + N  Nj Trong đó:

+ Ne - công suất phát ra của động cơ + Nt = Ne (1 – t) - công suất tiêu hao do ma sát trong hệ thống truyền lực

+ N f = GfVcos /1000 - công suất tiêu hao để thắng lực cản lăn(kW)

+ Ni = GVsins /1000 - công suất tiêu hao để thắng lực cản dốc(kW)

+ N = KFV3 /1000 - công suất tiêu hao để thắng lực cản không khí(kW)

+ Nj = (G/g) i.J.V/1000 - công suất tiêu hao để thắng lực cản quán tính(kW).( i =1,05+0,05i2

hi ,J là gia tốc của ơ tơ )

Gia tốc ơtơ ( j )

1,7-2,0 0,25-0,5

Trong điều kiện đường bằng, xe chạy ổn định, không kéo moóc và không trích công suất, sự cân bằng công suất được tính:

Vi = vận tốc ở tay số có tỉ số truyền ihi

Bảng chế độ vận tốc tại các tay số :

0 10000 20000 30000 40000 50000 60000

F XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÂN BẰNG LỰC KÉO:

1 Phương trình cân bằng lực kéo của ô tô

G

j 



 (N) - lực cản tăng tốc

Pm =n.Q. (N) - lực kéo ở moóc kéo

Trong đĩ : n : số lượng kéo moĩc theo ơ tơ

Q : trọng lượng tồn bộ của một moĩc  :hệ số cản tổng cộng của đường

Lực kéo bánh xe chủ động PK được tính:

b

t pc o h e

C i M r

i i i M

r

i

i 

(N) : hằng số tính toán Điều kiện chuyển động: Xe chạy trên đường bằng(  0), đầy tải, không kéo moóc, không trích công suất

.

e h o t k

b

P P P P

M i i P

G XÂY DỰNG ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH ĐỘNG LỰC HỌC:

Nhân tố động lực học được tính theo công thức sau:

Khi ơ tơ chuyển động đều ,nghhiax là gia tốc của nĩ j=o thì giá trị của nhân tố

động lưc học bằng hệ số cản tổng cộng của mặt đường, nghĩa là D 

Bảng v, D:

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45

Đồ thị nhân tố động lực học:

H XÂY DỰNG ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH TĂNG TỐC:

1 Đồ thị gia tốc của ô tô

Gia tốc của ô tô khi chuyển động không ổn định được tính như sau:

g = 9,8 (m/s2) là gia tốc trọng trường

I là hệ số tính đến ảnh hưởng của các

khối lượng quay, Khi tính gia tốc trên đường bằng (đường không có độ dốc, i=0);  = f

i: hệ số tính đến ảnh hưởng của các khối lượng quay, có thể tính theo công thức kinh nghiệm: i = 1,05 + a 2

h

i Chọn a = 0,05 => 2

2 Đồ thị thời gian và quãng đường tăng tốc của ô tô

Quãng đường tăng tốc của ôtô được tính theo công thức:

Các giá trị Si được tính như sau:

C A F F S

C A F

S1   1 ; 2  (  1   2) .

C A F F

F

S n  (  1  2    n) .

Trong đó: C - tỉ lệ xích của thời gian tăng tốc (s/m)

Bảng 1.14

2,8 Khoảng  ti

 F1+  F 2+  F3+

Vc =.g.tc/i ; (m/s)

tc - thời gian chuyển số:

ôtô có động cơ xăng: tc =

Sc = Vc.tc , (m)

Vđ: vận tốc ở khi bắt đầu chuyển số (m/s), Thời gian tăng tốc ở ô tô con hiện đại là (10  15) giây,

xe buýt và tải là (2540) giây

Quãng đường tăng tốc của ô tô đời mới khoảng

t

II I

Đồ thị t và S có tính

đến sự giảm tốc độ chuyển động

khi sang số

S

III

-202468101214