Bài tập lớn lý thuyết ô tô (ô tô tải 3,5 tấn)

Bài tập lớn lý thuyết ô tô (ô tô tải 3,5 tấn) Loại ô tô : Ô tô tải 3,5 tấn Vận tốc lớn nhất: Vmax =105 kmh = 29 ms Động cơ dùng trên ô tô : Diezel Hệ số cản lớn nhất của đường mà ô tô có thể khắc phục max = 0,25 Xe tham khảo: Xe tải Huyndai 3,5 tấn HD72

NỘI DUNG BÀI TẬP LỚN I CÁC THÔNG SỐ CHO TRƯỚC - Loại ô tô : Ô tô tải 3,5 - Vận tốc lớn nhất: Vmax =105 km/h = 29 m/s - Động dùng ô tô : Diezel - Hệ số cản lớn của đường mà ô tô có thể khắc phục Ψmax = 0,25 *Xe tham khảo: Xe tải Huyndai 3,5 HD72 -Kích thước bao ngoài : L0 x B0 x H0 = 7275 x 2170 x 2355 (mm) -Tự trọng: 3570 (Kg) -Tải trọng: 3500 (Kg) -Chiều dài sở: 4235 (mm) -Số chỗ ngồi: chỗ - Công thức bánh xe × - cầu sau chủ động II NHỮNG THÔNG SỐ TÍNH CHỌN 1.1 Trọng lượng xe: -G = G0 + A.n0 + Ge Trong đó : -G0: Trọng lượng thân của xe -Ge: Tải trọng của xe lớn -A: Trọng lượng của người -n0: Số chỗ ngồi cabin Thay số => G = 3570+ 3.55 + 3500 = 7235 (kG) = 72350 (N) 1.2 Phân bố tải trọng lên trục: Ta sử dụng xe có cầu chủ động : Chọn: +Hệ số phân bố tải trọng lên bánh xe cầu trước (m1): m1 = G1 = 0,35 ⇒ G1 = G.m1 = 72350.0,35 = 25323( N ) G +Hệ số phân bố tải trọng lên các bánh xe cầu sau (m2): Page m1 = G2 = 0,65 ⇒ G = G.m = 72350.0,65 = 47027( N ) G * Nhân tố cản không khí: (W) -Chọn hệ số cản không khí: K = 0,7( N, s2 ) m4 -Diện tích cản chính diện (F): F = B H Trong đó: +B: chiều rộng sở của ô tô +H: chiều cao lớn của ô tô F = 2,17.2,355 = 5,1(m ) ⇒ W = K F = 0,7.5,1 = 3,57( *Hiệu suất hệ thống truyền lực: η tl = 0,85 *Tính toán chọn lốp xe: Ta chọn cầu trước bánh ,cầu sau bánh Trọng lượng đặt lên mỗi bánh là: G1 25323 = = 12661,5 N 2 G 47027 = = = 11756,8 N 4 Gb1 = Gb Từ đó ta chọn lốp sau : 7,50R 16 – 12 PR Các thông số hình học kích thước lốp xe: Page N s ) m2 d )( mm) rk = λ.r0 (mm) r0 = ( B + Trong đó: + r0: là bán kính bánh xe thiết kế λ + : là hệ số biến dạng của lốp +rk: là bàn kính làm việc trung bình của xe Thay số: 16   r0 =  7,5 + 25,4 = 394(mm) 2  rk = 0,93.394 ≈ 366(mm) III Chọn động – xây dựng đường đặc tính Công suất của động ô tô tương ứng với tốc độ cực đại Vmax = 29(m/s) -Hệ số cản tổng cộng của đường tương ứng với vận tốc lớn nhất: Ψv max = f v max = f o (1 +  Vmax 29   ≈ 0,03 ) = 0,02.1 + 1500 1500   -Công suất của động ô tô tương ứng với tốc độ cực đại: N ev G.Ψv max Vmax + K F Vmax = ( KW ) η tl Trong đó: +G: Trọng lượng toàn bộ của ô tô +Vmax: Vận tốc lớn của ô tô +Ψmax: Hệ số cản tổng cộng của đường tương ứng với tốc độ lớn Vmax Page ( +W =3,57 N s ) m2 Thay số: ⇒ N ev = 72350.0,03.29 + 0.7.5,1.29 = 176486(W ) ≈ 176,486( KW ) 0,85 Xây dựng đường đặc tính ngoài: Công suất cực đại là: N e ma x = N ev n  n  n a V + b V  − c  V  nN  nN   nN  Với động điezel nên ta chọn: nV n = 1; và a = 0,5; b = 1,5; c = 1; e nN nN N e max = N ev = 176,486( KW ) Theo thông số ta chọn của loại xe tải Huyndai 3,5 ta có: n N = 3200(v / p) ⇒ n N = nV = 3200(v / p) *Xây dựng đường đặc tính ngoài cho động : Vẽ các đồ thị Ne = f(ne) Me = f(ne) Ta có bảng: ne (v/p) ne nN λ Ne (KW) Me (N.m) 640 0,2 0,15 26,83 400,34 960 0,3 0,26 45,53 453,01 1280 0,4 0,38 66,36 495,16 1600 0,5 0,50 88,24 526,76 Page 1920 0,6 0,62 110,13 547,83 2240 0,7 0,74 130,95 558,37 2560 0,8 0,85 149,66 558,37 2880 0,9 0,94 165,19 547,83 3200 1 176,49 526,76 IV XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC Chọn tỷ số truyền của truyền lực Xác định i0: Thỏa mãn Vmax = 0,377 nV rk (m / s) ihn i0 i fc ⇒ i0 = 0,377 nv rk Vmax ihn i fc Với +ihn: Tỷ số truyền của hộp số chính số truyền thẳng ihn = +ifc: Tỷ số truyền của hộp số phụ và hộp phân phối (không có hộp số phụ và hộp phân phối) +nv: Số vòng quay của trục khuỷu tương ứng Vmax (nv = nN = 3200) (v/p) +rk: Bán kính làm việc trung bình của bánh xe io = 0,377 nv rk 0,377.3200.0,366 = ≈ 4,2 105 Vmax ihn i fc Xác định tỷ số truyền tay số của hộp số ( số tiến số lùi) a Tỉ số truyền tay số 1: Tỉ số truyền tay số phải thỏa mãn : Pψ max ≤ Pk max ≤ Pϕ ⇔ G ψ max rk M e max io η tl ≤ ih1 ≤ G2 ϕ rk M e max io η tl Trong đó: + G = 72350(N): Trọng lượng toàn bộ của ô tô Page +G2 = 47027 (N) : Tải trọng nên các bánh xe cầu sau η tl + =0,85 : Hiệu suất truyền lực +i0 = 4,2 : Tỉ số truyền chín +rk =0,366(m) :Bán kính làm việc trung bình của bánh xe ϕ + =0,5 : hệ số bám đường lầy lội ψ max = 0,25 : + hệ số cản tổng cộng lớn của đường + M e max = 558,3666 (N.m): momem xoắn cực đại của động Thay số: 72350.0,25.0,366 47027.0,5.0,366 ≤ i h1 ≤ 558,3666.4,2.0,85 558,3666.4,2.0,85 ⇔ 3.32 ≤ i h1 ≤ 4,32 ⇒ ⇒ ih1 = b Tỉ số truyền của tay số trung gian Tỉ số truyền trung gian hộp số ô tô được chọn theo quy luật cấp số nhân Trị số truyền trung gian được xác định theo công thức : ihn = ( n −1) ihn1−m Trong đó :+ n: số cặp số tiến của hộp số + m: chỉ số truyền tính Vậy ta có các tay số trung gian là: ih1 ih2 ih3 ih4 ih5 2,8 1,4 c.Tay số lùi: Ta có: Page iR = (1,2÷1,3)ih1 => Chọn iR= 1,2.ih1=1,2.4=4,8 V XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT: Điều kiện chuyển động :Xe không có mooc, xe chạy đường bằng ,đầy tải,ta có phương trình cân bằng công suất là: Nk = N f ± Ni + N w ± N j Trong đó: +Nk: công suất kéo bánh xe chủ động +Nf: công suất tiêu hao cho cản lăn +Ni: công suấ tiêu hao cho cản lên dốc +Nw: công suất tiêu hao cho cản không khí +Nj: công suất tiêu hao cho lực cản quán tính tăng tốc  n  ne   ne   e  − c   N k = N e η tl = N e max η tl a + b n n  n N  N  N   Xác định vận tốc của xe tại các tay số theo công thức sau : Vi = 0,105 rk ne (m / s) io ihm Ta có bảng: ne (v/p) Ne (N.m) V1 (m/s) Nk1 (W) V2 (m/s) Nk2 (W) V3 (m/s) Nk3 (W) V4 640 960 1280 1600 1920 2240 2560 2880 3200 26830 45530 66360 88240 110130 130950 149660 165190 176490 1,46 2,20 2,93 3,66 4,39 5,12 5,86 6,59 7,32 22802 38703 56405 75007 93608 111310 127211 140412 150013 2,09 3,14 4,18 5,23 6,27 7,32 8,37 9,41 10,46 22802 38703 56405 75007 93608 111310 127211 140412 150013 2,93 4,39 5,86 7,32 8,78 10,25 11,71 13,18 14,64 22802 38703 56405 75007 93608 111310 127211 140412 150013 Page (m/s) Nk4 (W) V5 (m/s) Nk5 (W) 4,18 6,27 8,37 10,46 12,55 14,64 16,73 18,82 20,91 22802 38703 56405 75007 93608 111310 127211 140412 150013 5,86 8,78 11,71 14,64 17,57 20,50 23,42 26,35 29,28 22802 38703 56405 75007 93608 111310 127211 140412 150013 *Xây dựng đồ thị công suất cản Công suất cản : N c = N f + N w = G f cosα V + W V ⇒ N c = V ( G f + W V ).10 − ( KW ) –Xét ô tô chuyển động đều đường bằng: f = f o (1 + V 1500 ) f = fo V < 22,2 V ≥ 22,2 (m/s) (m/s) Ta có bảng V(m/s) 7,32 10,46 14,64 20,91 29,28 Nc(W) 11992 19214 32386 62922 153167 VI XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÂN BẰNG LỰC KÉO : Công thức: Page Pki = M e ihm i0 ηtl (N ) rk Vi = 0,105 rk ne (m / s ) io ihm Pk = Pf + Pw + Pj f = f o (1 + V 1500 ) + Khi f = fo + Khi V < 22,2 V ≥ 22,2 (m/s) (m/s) Trong đó: +Pk: lực kéo bánh xe chủ động +Pf : lực cản lăn +Pw: lực cản không khí +Pj : lực cản quán tính Bảng v, ne, Me, Pk của các tay số : n (v/p) 640 960 1280 1600 1920 2240 2560 2880 3200 400,34 453,01 495,16 526,76 547,83 558,37 558,37 547,83 526,76 1,46 2,20 2,93 3,66 4,39 5,12 5,86 6,59 7,32 Pk1 (N) 15619,76 17674,99 19319,17 20552,31 21374,41 1785,45 21785,45 21374,41 20552,31 V2 (m/s) 2,09 3,14 4,18 5,23 6,27 7,32 8,37 9,41 10,46 Pk2 (N) 10933,83 12372,49 13523,42 14386,62 14962,08 15249,82 5249,82 14962,08 14386,62 V3 (m/s) 2,93 4,39 5,86 7,32 8,78 10,25 11,71 13,18 14,64 Me (N.m ) V1 (m/s) Page Pk3 (N) 7809,88 8837,49 9659,59 10276,16 10687,20 10892,73 10892,73 10687,20 10276,16 V4 (m/s) 4,18 6,27 8,37 10,46 12,55 14,64 16,73 18,82 20,91 Pk4 (N) 5466,92 6186,25 6761,71 7193,31 7481,04 7624,91 7624,91 7481,04 7193,31 v5 (m/s) 5,86 8,78 11,71 14,64 17,57 20,50 23,42 26,35 29,28 Pk5 (N) 3904,94 4418,75 4829,79 5138,08 5343,60 5446,36 5446,36 5343,60 5138,08 *Lực cản Pc = Pf + Pw Trong đó: + Lực cản lăn + Lực cản không khí Ta có bảng sau: V(m/s) 7,32 10,457 14,64 20,914 29,28 Pc (N) 1447 1638,3 1837,4 2212,2 3008,5 5231,1 VII XÂY DỰNG ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH ĐỘNG LỰC HỌC Nhân tố động lực học được tính theo công thức : Pki − Pw Pki − K F V Di = = G G Trong đó : +G : Trọng lượng toàn bộ ô tô +Pki :Lực kéo +Pw :Lực cản gió Bảng giá trị trung gian của Di các tay số khác và theo tốc độ chuyển động của ôtô Page 10 V1 (m/s) D1 V2 (m/s) D2 V3 (m/s) D3 V4 (m/s) D4 V5 (m/s) D5 1,46 2,20 2,93 3,66 4,39 5,12 5,86 6,59 7,32 0,216 0,244 0,267 0,283 0,294 0,300 0,299 0,293 0,281 2,09 3,14 4,18 5,23 6,27 7,32 8,37 9,41 10,46 0,151 0,171 0,186 0,197 0,205 0,208 0,207 0,202 0,193 2,93 4,39 5,86 7,32 8,78 10,25 11,71 13,18 14,64 0,108 0,121 0,132 0,139 0,144 0,145 0,144 0,139 0,131 4,18 6,27 8,37 10,46 12,55 14,64 16,73 18,82 20,91 0,075 0,084 0,090 0,094 0,096 0,095 0,092 0,086 0,078 5,86 8,78 11,71 14,64 17,57 20,50 23,42 26,35 29,28 0,052 0,057 0,060 0,060 0,059 0,055 0,048 0,040 0,029 -Tính f: f = f o (1 + V 1500 + ) Khi f = fo + Khi V < 22,2 V ≥ 22,2 (m/s) (m/s) Ta có bảng: V(m/s) 7,32 10,46 14,64 20,91 29,28 f 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,03 VIII XÂY DỰNG ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH TĂNG TỐC Gia tốc của ô tô chuyển động không ổn định được tính sau : j j = ( D − f ) g (m / s ) δj δ j = 1.05 + 0.04.ihm Ta có bảng: Page 11 Tay số ihi 2,8 1,4 δj 1,69 1,364 1,21 1,128 1,09 Với: Vi = 0,105 rk ne (m / s) io ihm Bảng: V1 (m/s) 1,46 2,20 2,93 3,66 4,39 5,12 5,86 6,59 7,32 J1 V2 (m/s) 1,135 1,299 1,430 1,527 1,592 1,623 1,620 1,585 1,516 2,09 3,14 4,18 5,23 6,27 7,32 8,37 9,41 10,46 J2 V3 (m/s) 0,941 1,082 1,193 1,276 1,329 1,352 1,346 1,311 1,247 2,93 4,39 5,86 7,32 8,78 10,25 11,71 13,18 14,64 J3 V4 (m/s) 0,709 0,820 0,906 0,967 1,004 1,015 1,003 0,965 0,903 4,18 6,27 8,37 10,46 12,55 14,64 16,73 18,82 20,91 J4 V5 (m/s) 0,475 0,552 0,608 0,643 0,657 0,650 0,622 0,572 0,502 5,86 8,78 11,71 14,64 17,57 20,50 23,42 26,35 J5 0,290 0,335 0,360 0,364 0,347 0,311 0,164 0,086 29,28 0,012 IX XÂY DỰNG ĐỒ THỊ THỜI GIAN VÀ QUÃNG ĐƯỜNG TĂNG TỐC dv J= ⇒ dt = dv ⇒ t = dt J Page 12 v2 ∫ J dv v1 Tính gần theo công thức: ( t vi −v j = t= 1 + )( v j − vi ) Ji J j ∆Vi  1 dV ≈ ∆ t ≈ ∑ J ∑ J + J ∫v J i ( n +1)  in v2 S=     (v j + vi ).t vi −v j Trong thực tế,đối với hệ thống truyền lực của ô tô với hộp số có cấp, thời gian chuyển từ số thấp lên số cao xảy hiện tượng giảm vận tốc của ô tô một khoảng Δv: ∆v = ψ g tss δi Trong đó : tss : Thời gian sang số, chọn ứng với lần chuyển số ts1 =1(s); ts2 =0,8(s); ts3 =0,6(s); ts4 =0,5(s) * Tay số V1 (m/s) 1,46 J1 (m/s2) 1,135 1/J1 (s2/m) 0,881 t1 (s) S1 (m) 2,2 1,299 0,770 0,604 1,105 2,93 1,430 0,699 1,142 1,377 3,66 1,527 0,655 1,637 1,632 4,39 1,592 0,628 2,107 1,890 5,12 1,623 0,616 2,562 2,167 5,86 1,620 0,617 3,014 2,478 6,59 1,585 0,631 3,471 2,842 7,32 1,516 0,660 3,943 3,285 Page 13 * Tay số V2 (m/s) 7,02 J2 (m/s2) 1,352 1/J2 (s2/m) 0,740 t2 (s) 4,943 S2 (m) 10,605 8,37 1,346 0,743 5,718 6,079 9,41 1,311 0,763 6,505 6,997 10,46 1,247 0,802 7,323 8,128 V3 (m/s) 10,25 J3 (m/s2) 1,015 1/J3 (s2/m) 0,985 t3 (s) 8,123 S3 (m) 16,326 11,71 1,003 0,997 9,574 15,932 13,18 0,965 1,036 11,063 18,525 14,64 0,903 1,108 12,632 21,828 V4 (m/s) 14,54 J4 (m/s2) 0,650 1/J4 (s2/m) 1,539 t4 (s) 13,232 S4 (m) 30,612 16,73 0,622 1,609 16,523 51,620 18,82 0,573 1,747 20,033 62,393 20,91 0,502 1,991 23,941 77,636 V5 (m/s) 20,41 J5 (m/s2) 0,311 1/J5 (s2/m) 3,219 t5 (s) 24,441 S5 (m) 89,933 23,42 0,164 6,110 38,099 299,927 26,35 0,086 11,595 64,019 645,108 * Tay số * Tay số * Tay số Page 14 Page 15 [...]... Page 12 v2 1 ∫ J dv v1 Tính gần đúng theo công thức: ( t vi −v j = t= 1 1 + )( v j − vi ) Ji J j 2 ∆Vi  1 1 1 dV ≈ ∆ t ≈ ∑ J ∑ 2 J + J ∫v J i ( n +1)  in 1 v2 S=     (v j + vi ).t vi −v j 2 Trong thực tế,đối với hệ thống truyền lực của ô tô với hộp số có cấp, thời gian chuyển từ số thấp lên số cao xảy ra hiện tượng giảm vận tốc của ô tô một khoảng Δv: ∆v = ψ g tss δi Trong đó... 1500 + ) Khi f = fo + Khi V < 22,2 V ≥ 22,2 (m/s) (m/s) Ta có bảng: V(m/s) 0 7,32 10,46 14,64 20,91 29,28 f 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,03 VIII XÂY DỰNG ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH TĂNG TỐC Gia tốc của ô tô khi chuyển ô ng không ổn định được tính như sau : j j = ( D − f ) g (m / s 2 ) δj 2 δ j = 1.05 + 0.04.ihm Ta có bảng: Page 11 Tay số ihi 1 4 2 2,8 3 2 4 1,4 5 1 δj 1,69 1,364 1,21 1,128 1,09 Với: Vi = 0,105 ...   -Công suất của ô ng ô tô tương ứng với tốc ô cực đại: N ev G.Ψv max Vmax + K F Vmax = ( KW ) η tl Trong đó: +G: Trọng lượng toàn bộ của ô tô +Vmax: Vận tốc lớn của ô tô +Ψmax:... tố cản không khí: (W) -Chọn hệ số cản không khí: K = 0,7( N, s2 ) m4 -Diện tích cản chính diện (F): F = B H Trong đó: +B: chiều rộng sở của ô tô +H: chiều cao lớn của ô tô F = 2,17.2,355... thực tế,đối với hệ thống truyền lực của ô tô với hộp số có cấp, thời gian chuyển từ số thấp lên số cao xảy hiện tượng giảm vận tốc của ô tô một khoảng Δv: ∆v = ψ g tss δi Trong đó