bài tập lớn lí thuyết oto xe ford ranger

CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH ÔTÔ1.1.Xác định các kích thước cơ bản của xe. Các kích thước cơ bản:STTThông sốKý hiệuKích thướcĐơn vị1Chiều dài toàn bộL05362mm2Chiều rộng toàn bộB01860mm3Chiều cao toàn bộH01848mm4Chiều dài cơ sởL3220mm5Khoảng sáng gầm xeH1200mm6Vận tốc tối đaVmax180Kmh1.2.Các thông số thiết kế, thông số chọn và tính chọn:1.2.1. Thông số theo thiết kế phác thảo:Loại động cơ: Tubor Diesel 3.2l i5 TDCiDung tích xilanh:Vxl = 3198 (cc)Công suất tối đa:Pmax = 200 (147KW) 300nN = 3000 (vòngphút)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CNKT Ô TÔ

BỘ MÔN LÝ THUYẾT Ô TÔ

❧ ✪ ❧

-BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT ÔTÔ

Tên đề tài: Tính toán sức kéo ô tô

Loại ô tô: Xe bán tải 2 cầu chủ động Tải trọng/Số chỗ ngồi: 5 chỗ ngồi

Vận tốc chuyển động cực đại: 180 Km/h

Hệ số cản tổng cộng của đường lớn nhất: Ψmax = 0,04max = 0,04

Xe tham khảo: Ford Ranger Wildtrak 3.2L 4×4 AT

Nhóm thực hiện : Nhóm 13 Lớp: CNKT Ô TÔ 3

Lời Nói Đầu

Lý thuyết ôtô là một trong những môn cơ sở then chốt của chuyên ngành

cơ khí ôtô có liên quan đến các tính chất khai thác để đảm bảo tính an toàn, ổn định và hiệu quả trong quá trình sử dụng Các tính chất bao gồm: động lực học kéo, tính kinh tế nhiên liệu, động lực học phanh, tính ổn định , cơ động, êm dịu…

Bài Tập lớn môn học Lý thuyết ôtô là một phần của môn học, với việc vận dụng những kiến thức đã học về các chỉ tiêu đánh giá khả năng kéo của ôtô để vận dụng để tính toán sức kéo và động lực học kéo, xác định các thong số cơ bản của động cơ hay hệ thống truyền lực của một loại ôtô cụ thể Qua đó, biết được một số thống số kỹ thuật, trạng thái, tính năng cũng như khả năng làm việc vủa ôtô khi kéo, từ đó hiểu được nội dung, ý nghĩa của bài tập và góp phần vào việc củng cố nâng cao kiến thức phục vụ cho các môn học tiếp theo và bổ sung thêm vào vốn kiến thức phục vụ cho công việc sau này.

Nội dung bài tập lớn gồm 2 chương :

- CHƯƠNG 1 : THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH ÔTÔ

- CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN SỨC KÉO ÔTÔ

Nội dung bài tập lớn được hoàn thành dưới sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Anh Ngọc

Nhóm thực hiện

Nhóm 13

Mục lục

CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH ÔTÔ 1

1.1.Xác định các kích thước cơ bản của xe 1

1.2.Các thông số thiết kế, thông số chọn và tính chọn: 1

1.2.1 Thông số theo thiết kế phác thảo: 1

1.2.3 Thông số tính chọn : 2

1.3.Xác định trọng lượng và phân bố trọng lượng lên ô tô 3

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN SỨC KÉO 4

2.1 Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ 4

2.2 Xác định tỷ số truyền của hệ thống truyền lực 6

2.2.1 Tỷ số truyền của truyền lực chính 7

2.2.2 Tỷ số truyền của hộp số 7

2.2.2.1 Tỷ số truyền của tay số 1 7

2.2.2.2 Tỷ số truyền của các tay số trung gian 8

2.2.2.3 Tỷ số truyền của các tay số 9

2.3.Xây dựng đồ thị 9

2.3.1.Phương trình cân bằng lực kéo và đồ thị cân bằng lực kéo của ôtô 9

2.3.2.Phương trình cân bằng công suất và đồ thị cân bằng công suất của ôtô 12

2.3.3.Đồ thị nhân tố động lực học 14

2.3.4.Xác định khả năng tăng tốc của ôtô – xây dựng đồ thị gia tốc 17

2.3.5.Xây dựng đồ thị thời gian tăng tốc – quãng đường tăng tốc 19

2.3.5.1 Xây dựng đồ thị gia tốc ngược 19

2.3.5.2.Cách tính thời gian tăng tốc – quãng đường tăng tốc của ôtô 21

2.3.5.3 Lập bảng tính giá trị thời gian tăng tốc – quãng đường tăng tốc của ôtô 23

2.3.5.4 Vẽ đồ thị thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc 25

KẾT LUẬN 26

-CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH ÔTÔ

1.1.Xác định các kích thước cơ bản của xe.

Các kích thước cơ bản:

1.2.Các thông số thiết kế, thông số chọn và tính chọn:

1.2.1 Thông số theo thiết kế phác thảo:

– Loại động cơ: Tubor Diesel 3.2l i5 TDCi

– Dung tích xilanh: Vxl = 3198 (cc)

– Công suất tối đa: Pmax = 200 (147KW) / 300

-Mômen xoắn tối đa: Mmax = 470 (N.m)

- Công thức bánh xe: 4x2

1.3.Xác định trọng lượng và phân bố trọng lượng lên ô tô.

Xe Ford Ranger Wildtrak 3.2L 4×4 AT 5 chỗ :

- Vậy trọng lượng toàn bộ của xe: G = 2640 (kG)= 25872 (N)

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN SỨC KÉO

2.1 Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ

- Các đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ là những đường cong biểu diễn

sự phụ thuộc của các đại lượng công suất, mômen và suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ theo số vòng quay của trục khuỷu động cơ Các đường đặc tính này gồm:

● Hiệu suất truyền lực: ƞ tl = 0,8

- Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngoài:

+ Tính công suất của động cơ ở số vòng quay khác nhau: (sử dụng công thức ledeman)

(1) → Ne = (Ne)max [a λ+b λ2−c λ3] (kW)

Trong đó :

ứng

nhau :

Me = 9550.N e[Kw]

n e[v / p] (N.m) + Lập bảng:

- Các thông số nN; Ne ; Me đã có công thức tính

- Cho λ = n e

- Kết quả tính được ghi ở bảng:

Bảng 1:Bảng thể hiện mômen và công suất động cơ

Sau khi tính toán và xử lí số liệu ta xây dựng được đường đặc tính ngoài với

phục các lực cản chuyển động Để chọn động cơ đặt trên ô tô, cần tăngthêm phần công khắc phục các lực cản phụ, quạt gió, máy nén khí … Vìvật phải chọn công suất lớn nhất là :

2.2 Xác định tỷ số truyền của hệ thống truyền lực

- Tỉ số truyền của hệ thống truyền lực :

itl = i0 ih ic ip

+ i0 – tỷ số truyền của truyền lực chính

+ ih – tỷ số truyền của hộp số + ic – tỷ số truyền của truyền lực cuối cùng + ip – tỷ số truyền của hộp số phụ

2.2.1 Tỷ số truyền của truyền lực chính.

- Được xác định theo điều kiện đảm bảo ôtô chuyển động với vận tốc lớn nhất ở tay số cao nhất của hộp số

- Ta có:

i0 = 0,105 . r bx n emax

i hc i pc v max

⇨ i0 = 0,105 0,3643.30001.1.50 = 2,29

2.2.2 Tỷ số truyền của hộp số.

2.2.2.1 Tỷ số truyền của tay số 1.

– Tỷ số truyền của tay số 1 được xác định trên cơ sở đẩm bảo khắc phục được lực cản lớn nhất của mặt đường mà bánh xe chủ động không bị trượt quay trong mọi điều kiện chuyển động

– Theo điều kiện chuyển động, ta có:

Pk max ≥Pψ max + PW

+ φ – hệ số bám của mặt đường (chọn φ = 0,8 : đườngtốt)

⇨ i h 1 ≤ 1.14229,6.0,8 0,3643

2.2.2.2 Tỷ số truyền của các tay số trung gian.

+ ih1 – tỷ sô truyền của tay số 1 (ih1 = 3)

+ ihn - tỷ số truyền của tay số cuối cùng trong hộp số (ih6 = 1)

+ Tỷ số truyền của tay số 2: ih2 = i h 1

Kiểm tra tỷ số truyền của tay số lùi theo điều kiện bám:

2.2.2.3 Tỷ số truyền của các tay số

Tỷ số truyền tương ứng với từng tay số được thể hiện ở bảng sau:

Tỷ số

2.3.Xây dựng đồ thị.

2.3.1.Phương trình cân bằng lực kéo và đồ thị cân bằng lực kéo của ôtô.

+ Pf – lực cản lăn Pf = G.f.cos α = G.f (do α = 0)

+ P – lực cản lên dốc P = G.sin α= 0 (do α = 0)

+ Pj – lực quán tính (xuất hiện khi xe chuyển động không ổn định)

Pj = G g.δ j.j + Pw – lực cản không khí Pw = K.F.v2

- Vận tốc ứng với mỗi tay số

Bảng 3 Giá trị lực cản ứng với mỗi tay số

Tổng lực kéo của ôtô phải nhỏ hơn lực bám giữa bánh xe và mặt đường:

0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 0.0

2000.0 4000.0 6000.0 8000.0 10000.0 12000.0 14000.0 16000.0

+ Tổng lực kéo của ôtô phải nhỏ hơn lực bám giữa bánh xe và mặt đường:

2.3.2.Phương trình cân bằng công suất và đồ thị cân bằng công suất của ôtô

Trên đồ thị Nk = f(v), dựng đồ thị Nctheo bảng trên:

chuyển động v của ôtô khi đủ tải và động cơ làm việc ở đường đặc tính tốc độ ngoài, D = f(v)

- Lập bảng thể hiện mối quan hệ giữa D và v ở từng tay số:

Nhân tố động học theo điều kiện bám được xác định như sau :

`Bảng 7 Nhân tố động lực học theo điều kiện bám

+ Dạng của dồ thị nhân tố động lực học D = f(v) tương tự như dạng đồ thị

+ Khi chuyển động ở vùng tốc độ v > vth i (tốc độ vth i ứng với Di max ở từng tay số) thì ôtô chuyển động ổn định, vì trong trường hợp này thì sức cản chuyển động tăng, tốc độ ôtô giảm và nhân tố động lực học D tăng

tay số của ôtô

- Vùng chuyển động không trượt của ôtô:

+ Cũng tương tự như lực kéo, nhân tố động lực học cũng bị giới hạn bởi điều kiện bám của các bánh xe chủ động với mặt đường

+ Dφ = P φ−P w

G = mk 2. φ Gφ G−K F v2 + Để ôtô chuyển động không bị trượt quay thì nhân tố động lực học D phải thoả mãn điều kiện sau :

Ψ ≤ D ≤ Dφ

giới hạn nhất định có thể dùng đường đặc tính cục bộ của động cơ để chống trượt quay nếu điều kiện khai thác thực tế xảy ra

2.3.4.Xác định khả năng tăng tốc của ôtô – xây dựng đồ thị gia tốc

+ f, i – hệ số cản lăn và độ dốc của đường;

+ ji – gia tốc của ôtô ở tay số thứ i

+ δ j là hệ số kể đến ảnh hưởng của các khối lượng chuyển động quay

δ j = 1+0.05(1+ihi²)

Bảng 8 Hệ số kể đến ảnh hưởng của các khối lượng chuyển động quay

Khi ô tô chuyển động với vận tốc v>22 m/s thì f=f0.(1+1500v ² )

0.1207 09

0.0911 59

0.0681 18

1.2758 37

1.0816906 62

0.8632 87

0.6547 01

0.4732 33 4.97 6.54 8.62 11.3

4

14.9 2

0.2376 96

0.1801 52

0.1358 27

0.1018 29

0.0747 89

1.4549 49

1.2354870 58

0.9867 52

0.7464 24

0.5326 68 6.63 8.73 11.5 15.12 19.89 0.259456 0.1963 0.147404 0.109476 0.07859 1.597114 1.356286842 1.081301 0.812165 0.5665298.29 10.9

1

14.3

24.8 7

0.2755 62

0.2080 43

0.1554 49

0.1141 01

0.0795 1

1.7023 39

1.4441370 34

1.1470 02

0.8519 25

0.5196 21 9.95 13.0

9

17.2

5

22.6 8

29.8 4

0.2860 14

0.2153 79

0.1599 51

0.1157 04

0.0775 68

1.7706 25

1.4990173 37

1.1837 66

0.8214 84

0.4780 93 11.6 15.27 20.12 26.45 34.81 0.290817 0.218308 0.160923 0.114296 0.072755 1.802003 1.520927753 1.191702 0.793453 0.40659113.2

6

17.4

30.2 3

39.7 9

0.2899 62

0.2168 29

0.1583 49

0.1098 55

0.0650 56

1.7964 15

1.5098686 12

1.1274 81

0.7368 63

0.3048 97

Từ kết quả bảng tính, xây dựng đồ thị j = f(v):

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2

hợp trượt và bướm ga mở dần dần

2.3.5.Xây dựng đồ thị thời gian tăng tốc – quãng đường tăng tốc

2.3.5.1 Xây dựng đồ thị gia tốc ngược

- Biểu thức xác định thời gian tăng tốc:

+ ti = Fi – với Fi là phần diện tích giới hạn bởi phần đồ thị 1j = f(v); v = v1 ;

i=1 n

F i

n – số khoảng chia vận tốc (vmin → vmax)

- (vì tại j = 0 → 1j = ∞ Do đó, chỉ tính tới giá trị v = 0,95vmax = 47,5 (m/s)

Từ kết quả bảng tính, dựng đồ thị 1j = f(v):

0 1 2 3 4 5 6 7

Từ đồ thị 1/j ta có thể tìm được các giao điểm bằng việc tính vận tốc

−K F V2) (2)

a) Thời gian tăng tốc

Dựa vào hình dáng của đồ thị gia tốc ngược ta có thời điểm chuyển từ số thấp

Tính gần đúng theo công thức:

t1 ; t = t2 và trục tung đồ thị thời gian tăng tốc.

- Có xét đến sự mất mát tốc độ và thời gian khi chuyển số

+ Sự mất mát về tốc độ khi chuyển số sẽ phụ thuộc vào trình độ người lái, kết cấu của hộp số và loại động cơ đặt trên ôtô

+ Động cơ xăng, người lái có trình độ cao, thời gian chuyển số từ 0,5s đến2s

(Với người lái có trình độ kém thì thời gian chuyển số có thể cao hơn từ

25 ÷ 40%)

- Tính toán sự mất mát tốc độ trong thời gian chuyển số (giả thiết: người lái xe

có trình độ thấp và thời gian chuyển số giữa các tay số là khác nhau):

+ δj = 1 + 0,05.[1 + (i hi)2.(ip)2]

Từ công thức trên ta có bảng sau:

Bảng 11 Độ giảm vận tốc khi sang số

Bảng 12: thời gian và quãng đường tăng tốc

2.3.5.4 Vẽ đồ thị thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc.

0 1000

KẾT LUẬN

Qua bài tập lớn này, chúng em đã biết tính toán được tỉ số truyền, sức kéo của ôtô Và thấy được ảnh hưởng của nhân tố động lực học tới khả năng tăng tốc của xe Trên đây chỉ là tính toán dựa trên cơ sở lí thuyết và lựa chọn các hệ sô nên số liệu có tính tương đối, không chính xác so với thực tế Trong thực tế, việcđánh giá các thông số của ôtô được thực hiện trên đường hoặc trên bệ thử chuyêndùng