Xây dựng quy trình tính toán đánh giá tính năng động lực học và tính kinh tế nhiên liệu ô tô trong quá trình thiết kế

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LÊ DUY CƯƠNG XÂY DỰNG QUY TRÌNH TÍNH TỐN, ĐÁNH GIÁ TÍNH NĂNG ĐỘNG LỰC HỌC VÀ TÍNH KINH TẾ NHIÊN LIỆU Ơ TƠ TRONG Q TRÌNH THIẾT KẾ Chun ngành KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC LUẬN VĂNTHẠC SỸ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS NGUYỄN TRỌNG HOAN Hà Nội- Năm 2013 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan tồn luận văn cơng trình nghiên cứu riêng tơi hướng dẫn PGS TS Nguyễn Trọng Hoan Các số liệu, trích dẫn nêu luận văn có nguồn gốc rõ ràng, kết luận văn trung thực Hà Nội, ngày 03 tháng 01 năm 2013 HỌC VIÊN Lê Duy Cương MỤC LỤC Trang TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .9 LỜI NÓI ĐẦU 10 Chương 1:TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 12 1.1.Sự phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam 12 1.2.Vấn đề nghiên cứu 14 1.3.Mục đích, nội dung phương pháp nghiên cứu luận văn .14 1.3.1.Mục đích luận văn 14 1.3.2.Nội dung luận văn 15 1.3.3.Phương pháp nghiên cứu 15 Chương 2:QUY TRÌNH TÍNH TỐN TÍNH NĂNG ĐỘNG LỰC HỌCVÀ TÍNH KINH TẾ NHIÊN LIỆU Ô TÔ 16 2.1.Các thông số xác định tính động lực học tính kinh tế nhiên liệu ô tô 16 2.1.1.Lực kéo tiếp tuyến 16 2.1.2.Phương trình cân lực kéo tơ 17 2.1.3.Dự trữ lực kéo đường .18 2.1.4.Lượng tiêu hao nhiên liệu 18 2.2.Các lực cản chuyển động ô tô 21 2.2.1.Lực cản lên dốc 23 2.2.2.Lực quán tính 23 2.2.3.Lực cản khơng khí 25 2.2.4.Lực cản lăn .27 2.2.5.Lực cản hệ thống truyền lực 33 2.2.6.Lực cản học động lực cản truyền dẫn trang bị phụ .37 2.3.Đặc tính tốc độ ngồi động cơng suất 39 2.4.Quy trình tính tốn tính động lực học tính kinh tế nhiên liệu tơ 43 2.4.1.Đặc tính động lực kéo 43 2.4.2.Độ dốc lớn vượt 44 2.4.3.Gia tốc lớn 44 2.4.4.Thời gian quãng đường tăng tốc 46 2.4.5.Lượng tiêu hao nhiên liệu 47 2.4.6.Tổng hợp cơng thức tính tốn 47 Chương 3:CÁC GIẢI PHÁP CẢI THIỆNTÍNH NĂNG ĐỘNG LỰC HỌC VÀ TÍNH KINH TẾ NHIÊN LIỆU 49 3.1.Tính tốn tính động lực học tiêu hao nhiên liệu 49 3.1.1.Nhiệm vụ tính tốn 49 3.1.2.Phương pháp tính tốn .49 3.1.3.Lựa chọn xe tính tốn 53 3.1.4.Các thông số tra cứu 56 3.1.5.Kết tính tốn 59 3.2.Các yếu tố ảnh hưởng đến tính động lực học tiêu hao nhiên liệu ô tô 61 3.2.1.Ảnh hưởng áp suất thị xi lanh động 61 3.2.2.Ảnh hưởng dung tích cơng tác xi lanh động 63 3.2.3.Ảnh hưởng trọng lượng thân ô tô .65 3.2.4.Ảnh hưởng hệ số khí động học tô 67 3.2.5.Ảnh hưởng hệ số cản lăn lốp xe 68 3.3.Các giải pháp cải thiện tính động lực học tính kinh tế nhiên liệu ô tô 69 3.3.1.Tăng áp suất thị xi lanh động .69 3.3.2.Tăng dung tích cơng tác xi lanh động 70 3.3.3.Giảm trọng lượng thân ô tô .70 3.3.4.Giảm hệ số khí động học tơ 71 3.3.5.Giảm hệ số cản lăn lốp xe 71 KẾT LUẬN .72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU Ký hiệu đơn vị Ý nghĩa Pk N Lực kéo tiếp tuyến Mk Nm Mô men xoắn bánh xe chủ động (mô men kéo) rk m Bán kính lăn bánh xe Me Nm Mơ men xoắn hiệu dụng động Ne HP Công suất hiệu dụng động Mi Nm Mô men xoắn thị động Pi Pa Áp suất thị trung bình xi lanh động i Vh Số xi lanh lít uTP Dung tích công tác xi lanh Tỷ số truyền hệ thống truyền lực PTP N Lực cản hệ thống truyền lực Pm N Lực cản học tổng cộng động Pf N Lực cản lăn lốp xe Pw N Lực cản khơng khí P N Lực cản dốc Pj N Lực quán tính Qs lít/100 km Lượng tiêu hao nhiên liệu theo đường ρ Tỷ trọng nhiên liệu g kg/m3 g N · 100km Mức tiêu hao nhiên liệu thị Gtd kg Khối lượng tương đương Jk kg·m2 Mơ men qn tính bánh xe JTP kg·m2 Mơ men qn tính phần tử quay hệ thống truyền lực Jdc kg·m2 Mơ men qn tính phần tử quay trongđộng γk kg/m3 Khối lượng riêng trung bình bánh xe nB γTP Số lượng moay bánh xe chủ động kg/m3 Khối lượng riêng trung bình phần tử quay hệ thống truyền lực J0 kg·m2 Mơmen qn tính phần tử chuyển động tịnh tiến động γdc kg/m3 Khối lượng riêng trung bình phần tử chuyển động quay động Hệ số khí động học tơ Cx F m2 Diện tích cản diện tơ B kg/m3 Tỷ trọng khơng khí Ga kG Trọng lượng thân ô tô GM kG Trọng lượng thân ô tô phân bổlên cầu chủ động g m/s2 Gia tốc trọng trường k Hệ số tính tới tổn thất tốc độ lốp µf Hệ số tính tới tổn thất tốc độ mơ men xoắn V km/h f Vận tốc ô tô Hệ số cản lăn lốp xe chế độ bị động tốc độ gần không ∆y g/chu kỳ ∆R PTPO Lượngcấp nhiên liệu theo chu kỳ Đại lượng tính tới kết cấu vật liệu chế tạo lốp xe N Lực cản hệ thống truyền lực ô tô chuyển động với vận tốc gần không PTPO Đại lượng tính tới sức cản ma sát cụm tổng thành hệ thống truyền lực tốc độ gần không a Hệ số đặc trưng cho tổn thất tốc độ hệ thống truyền lực, chủ yếu tổn thất cản thủy lực μ Hệ số tính tới sức cản hệ thống truyền lực, truyền mô men xoắn cặp truyền bánh cặp truyền đăng P Pa Áp lực tiêu hao chống lại lực cản học động tốc độ gần không P Pa Áp lực tiêu hao chống lại lực cản truyền dẫn thiết bị phụ tốc độ gần khơng P ·S Rad Hệ số tính tới cường độ tăng lực cản học động P ·S Rad Hệ số tính tới cường độ tăng lực cản truyền dẫn thiết bị phụ tốc độ động tăng α % Độ dốc đường j m/s2 Gia tốc ô tô t s Thời gian tăng tốc to s Thời gian để đạt tần số quay nhỏ trục khuỷu tnep s Thời gian chuyển số nnep s Số lần chuyển số ω rad/giây (s-1) Vận tốc góc quay trục khuỷu n vòng /phút bm bτ tốc độ động tăng Số vòng quay trục khuỷu DANH MỤC CÁC BẢNG TT Tên bảng Trang Bảng Trị số gis 21 Bảng Trị số γTP 24 Bảng Trị số j0 γdc 25 Bảng Hệ số Cx xe tải 26 Bảng Hệ số Cx xe 27 Bảng Trị số ∆Rf, μfvà k 31 Bảng Trị số đại lượngPTPO a 37 Bảng Các hệ số μ0 μ 37 Bảng Công thức trị số P , bm, P , bτ 39 Bảng 10 Trị số pi max 41 Bảng 11 Trị số t0 tnep 46 Bảng 12 Các cơng thức tính tốn lực cản chuyển động, mô men 47 xoắn công suất hiệu dụng động Bảng 13 Nhiệm vụ tính tốn 49 Bảng 14 Các thơng số kỹ thuật cần thiết cho tính tốn xe 54 Bảng 15 Các thông số tra cứu 56 Bảng 16 Kết tính tốn 59 Bảng 17 Kết Me, Ne thay đổi giá trị Pimax 61 Bảng 18 Kết Me, Ne , Qs thay đổi giá trị Vh ô tô 63 Bảng 19 Kết Me, Ne , Qs thay đổi giá trị Vh ô tô tải 63 Bảng 20 Kết t, Qs thay đổi giá trị Ga ô tô 65 Bảng 21 Kết t, Qs thay đổi giá trị Ga ô tô tải 66 Bảng 22 Kết Qs thay đổi giá trị Cx 67 Bảng 23 Kết Qs thay đổi giá trị f 68 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ TT Tên hình vẽ, đồ thị Trang Hình Sơ đồ nguyên lý làm việc bánh xe chủ động 16 Hình Sự phụ thuộc gis vào pi ω 20 Hình Sơ đồ tổng quát lực tác dụng lên ô tơ 22 Hình Cấu tạo chung lốp tơ 29 Hình Các dạng hoa mắt lốp 30 Hình Ảnh hưởng tải trọng áp suất lốp xe tới hệ số f 30 Hình Ảnh hưởng yếu tố thiết kế tới hệ số cản lăn f 31 Hình Các kích thước hình học lốp 32 Hình Cấu trúc lực cản hệ thống truyền lực 34 Hình 10 Sự phụ thuộc a PTPO vào nhiệt độ dầu 35 Hình 11 Sự biến đổi đại lượng a PTPO 35 Hình 12 Sự phụ thuộc đại lượng pm bm 38 Hình 13 Sự phụ thuộc gis, Mi ∆y vào ω 40 Hình 14 Đặc tính động lực kéo xe tơ 43 Hình 15 Ảnh hưởng Pimax đến Me 62 Hình 16 Ảnh hưởng Pimax đến Ne 62 Hình 17 Ảnh hưởng Vh đến Me 64 Hình 18 Ảnh hưởng Vh đến Ne 64 Hình 19 Ảnh hưởng Vh đến Qs 65 Hình 20 Ảnh hưởng Ga đến t 66 Hình 21 Ảnh hưởng Ga đến Qs 67 Hình 22 Ảnh hưởng Cx đến Qs 68 Hình 23 Ảnh hưởng f đến Qs 69 LỜI NĨIĐẦU Ơ tơ phương tiện giao thơng đường quan trọng mạng lưới giao thông quốc gia, đặc biệt quốc gia đông dân nước ta nhu cầu vận tải tơ ln nhu cầu cấp thiết Trong nhiều năm trở lại đây, ngành công nghiệp ô tô quốc gia phát triển ổn định, nhu cầu nước thỏa mãn, họ mở rộng thị trường sang nước phát triển, với nhiều phương thức khác (như: bán sản phẩm hồn chỉnh, chuyển giao cơng nghệ lắp ráp, bán phụ tùng linh kiện).Trước phát triển ngành công nghiệp ô tô giới, ngành công nghiệp ô tô Việt Nam thừa hưởng công nghệ tiên tiến, chủ động xây dựng mục tiêu, chiến lược phù hợp với điều kiện nước, đồng thời nhanh chóng hịa nhập vào thị trường đáp ứng yêu cầu kỹ thuật quốc tế Để đảm bảo cho phát triển ngành công nghiệp ô tơ kiến thức thiết kế chế tạo ô tô không ngừng cải tiến, có nhiều cơng trình nghiên cứu sở lý thuyết để thiết kế chế tạo ô tô, có sở lý thuyết phương pháp tính tốn tính động lực học tính kinh tế nhiên liệu ô tô, nhằm đáp ứng mức cao tính chất vận tải tơ Nâng cao tính kinh tế sử dụng nhiên liệu đặc tính động lực học ô tô nhiệm vụ quan trọng Giải vấn đề cho phép giảm giá thành vận chuyển, tiết kiệm nguồn lượng giảm thiểu ô nhiễm môi trường.Để giải nhiệm vụ đặt trình thiết kế người ta sử dụng phương pháp lý thuyết để xác định mức tiêu hao nhiên liệu tính động lực học ô tô Như vậy, tạo phương pháp tính tốn xác nhiệm vụ cấp yếu Giải nhiệm vụ tạo điều kiện giảm thời gian chi phí cho cơng việc hướng tới tối ưu hố thơng số ô tô Trước nhu cầu thực tế trên, tác giả lựa chọn đề tài “Xây dựng quy trình tính tốn, đánh giá tính động lực học tính kinh tế nhiên liệu tơ q trình thiết kế”.Phạm vi nghiên cứu tính động lực học tính kinh tế nhiên liệu tơ rộng thời gian nghiên cứu cho luận văn có hạn, 10 19 Mức tiêu hao nhiên liệu thị trung bình 20 Tỷ trọng nhiên liệu gis [g/N.100 5,8 5,8 4,5 4,5 0,76 0,76 0,84 0,84 km] kg/m3 ρ Bảng 3.1.5 Kết tính tốn Bảng 16: Stt I Thông số Ký hiệu Đơn vị Mockvic- Mercedes- Hyundai - Kamaz 2141 C200 Mighty -4310 Các phần tử cân lực Mô Bánh xe Jk kg·m2 0,9 0,95 2,927 26,481 men Hệ thống truyền lực JTP kg·m2 0,35 0,669 2,0489 79,444 Động Jdc kg·m2 0,12 0,13 0,426 2,574 V km/h quán tính Vận tốc tay số 90 60 Khối lượng tương đương Gtd kG 1290,1 1536,9 3041 15954 Lực cản không khí Pw N 342,41 471,44 432,41 1013,4 Lực cản lăn Pf N 123,49 131,2 417,78 1589,1 Lực cản hệ thống truyền lực PTP N 29,624 35,45 53,006 494,51 59 Lực cản động Pm N 320,52 200,81 1246,5 3543,4 Lực cản dốc Pα N 367,5 442,47 281,26 1470 V km/h Vận tốc tay số 120 80 Khối lượng tương đương Gtd kG 1280,9 1532,7 2979,5 15587 Lực cản khơng khí Pw N 608,72 838,11 768,73 1801,7 Lực cản lăn Pf N 129,41 131,9 418,39 1644,3 Lực cản hệ thống truyền lực PTP N 42,197 51,629 70,406 627,96 Lực cản động P m N 252,48 180,72 908,45 2014 II Công suất hiệu dụng Ne HP 84,57 87,211 190,79 258,41 III Thời gian tăng tốc IV Thời gian tăng tốc tay số Vận tốc từ (80-120) t s Tiêu hao nhiên liệu (ở tay số 4) 21,824 19,42 Với vân tốc 90 km/h Vận tốc từ (60-80) 22,14 29,307 Với vân tốc 60 km/h Tiêu hao nhiên liệu đường Qs lít/100km 6,2277 6,4 11,51 35,574 Tiêu hao nhiên liệu leo dốc Qs lít/100km 9,0323 9,17 15,58 43,449 V Tiêu hao nhiên liệu (ở tay số 5) Với vân tốc 120 km/h Với vân tốc 80 km/h Tiêu hao nhiên liệu đường Qs lít/100km 7,8397 9,78 13,023 32,34 Tiêu hao nhiên liệu leo dốc Qs lít/100km 10,6443 12,5 13,11 40,22 60 3.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính động lực học tiêu hao nhiên liệu tơ Trong phần tính tốn khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến tính động lực học tiêu hao nhiên liệu ô tô, ta sử dụng phần mềm matlab để tính tốn vẽ đồ thị, sử dụng câu lệnh viết phần tính tốncác tiêu tính động lực học tính kinh tế nhiên liệu tơ (các cơng thức tính tốn chương 2, điểm 2.3.7), cửa sổcửa sổ Command window Workspace window, ta nhập thay đổi biến yếu tố ảnh hưởng đếncác tiêu tính động lực học tính kinh tế nhiên liệu ô tô, cho chương trình chạy, ta nhận kết sau: 3.1.1 Ảnh hưởng áp suất thị xi lanh động -4310 Kamaz - Mighty Hyundai -C200 Mercedes 2141 Mockvic- -4310 Kamaz - Mighty Ne (HP) Hyundai Me (Nm) -C200 Công suất hiệu dụng Mercedes Mô men xoắn hiệu dụng 2141 Mockvic- Pimax(MPa) Bảng 17: Kết Me, Ne thay đổi giá trị Pimax 1,00 87,40 94,91 169,62 599,89 68,46 70,96 82,13 222,13 1,05 93,82 101,70 182,09 640,71 73,49 76,04 88,17 237,25 1,10 100,25 108,49 194,55 681,54 78,53 81,12 94,20 252,36 1,15 106,68 115,28 207,02 722,36 83,56 86,19 100,24 267,48 1,20 113,10 122,07 219,48 763,18 88,59 91,27 106,28 282,60 1,25 119,53 128,85 231,95 804,01 93,63 96,34 112,31 297,71 61 Mockvic-2141 120 120 Me (Nm) Me (Nm) 110 100 90 80 1.1 1.2 1.3 Pimax (MPa) Hyundai - Mighty 90 1.4 1.1 1.2 1.3 Pimax (MPa) Kamaz-4310 1.4 1.1 1.2 1.3 Pimax (MPa) 1.4 900 800 Me (Nm) 220 Me (Nm) 110 100 240 200 180 160 Mercedes-C200 130 700 600 1.1 1.2 1.3 Pimax (MPa) 500 1.4 Hình 15: Ảnh hưởng Pimax đến Me Mockvic-2141 100 Ne (HP) Ne (HP) 90 80 70 60 120 1.1 1.2 1.3 Pimax (MPa) Hyundai - Mighty 80 1.1 1.2 1.3 Pimax (MPa) Kamaz-4310 1.4 1.1 1.2 1.3 Pimax (MPa) 1.4 300 280 Ne (HP) Ne (HP) 90 70 1.4 110 100 90 80 Mercedes-C200 100 260 240 1.1 1.2 1.3 Pimax (MPa) 220 1.4 Hình 16: Ảnh hưởng củaPimax đến Ne 62 3.1.2 Ảnh hưởng dung tích cơng tác xi lanh động - Đối với ô tô con: Bảng 18:Kết Me, Ne , Qs thay đổi giá trị Vh Qs(lít/100km) Me(Nm) Ne (HP) Vh(m ) (V = 90 km/h) Mockvic- Mercedes- Mockvic- Mercedes- Mockvic- Mercedes- 2141 C200 2141 C200 2141 C200 0,0002 51,43 52,52 40,29 39,27 4,99 5,62 0,0003 77 78,74 60,31 58,87 5,53 5,93 0,0004 101,86 104,34 79,79 78,02 6,08 6,24 0,0005 125,97 129,26 98,67 96,64 6,66 6,56 0,0006 149,3 153,47 116,95 114,75 7,25 6,89 0,0007 171,84 176,96 134,6 132,31 7,87 7,22 - Đối với ô tô tải: Bảng 19:Kết Me, Ne , Qs thay đổi giá trị Vh Me(Nm) Vh(m3) Qs(lít/100km) Ne(HP) (V = 60 km/h) Hyundai - Kamaz Hyundai - Kamaz Hyundai - Kamaz Mighty -4310 Mighty -4310 Mighty -4310 0,0007 336,21 370,36 162,80 137,14 10,44 25,83 0,0008 382,72 422,92 185,32 156,6 11,30 27,16 0,0009 428,53 474,72 207,50 175,78 12,19 28,55 0,001 473,60 525,74 229,33 194,67 13,14 30 0,002 882,72 989,53 427,43 366,41 25,25 48,1 0,003 1213,8 1364,3 587,75 505,17 42,48 73,18 63 Mockvic-2141 150 100 50 Me (Nm) 500 Vh (m3) 100 1500 1000 150 50 -4 Vh (m3) x 10 Hyundai - Mighty 1500 Me (Nm) Mercedes-C200 200 Me (Nm) Me (Nm) 200 Vh (m3) Kamaz-4310 -4 x 10 1000 500 Vh (m3) -3 x 10 -3 x 10 Hình 17: Ảnh hưởngcủa Vhđến Me Mockvic-2141 140 Mercedes-C200 150 Ne (HP) Ne (HP) 120 100 80 100 50 60 40 -4 Vh (m3) x 10 Hyundai - Mighty 600 600 Vh (m3) Kamaz-4310 -4 x 10 500 Ne (HP) Ne (HP) 500 400 300 200 100 400 300 200 Vh (m3) 100 Vh (m3) -3 x 10 Hình 18 Ảnh hưởngcủa Vhđến Ne 64 -3 x 10 Mockvic-2141 4 40 30 20 10 Vh (m3) 6.5 5.5 80 Qs (Lit/100km) Qs (Lit/100km) -4 Vh (m3) x 10 Hyundai - Mighty 50 Mercedes-C200 7.5 Qs (Lit/100km) Qs (Lit/100km) Vh (m3) Kamaz-4310 -4 x 10 60 40 20 Vh (m3) -3 x 10 -3 x 10 Hình 19: Ảnh hưởngcủa Vhđến Qs 3.1.3 Ảnh hưởng trọng lượng thân ô tô - Đối với ô tô con: Bảng 20:Kết t, Qs thay đổi giá trị Ga Ga (kG) t (s) Qs(lít/100km) V = (80-120) km/h V = 90km/h Mockvic- Mercedes- 2141 C200 Mockvic- 2141 Mercedes-C200 1000 17,65 13,10 6,04 6,07 1200 20,99 15,61 6,19 6,20 1400 24,3 18,11 6,33 6,33 1600 27,59 20,60 6,48 6,46 1800 30,86 23,07 6,63 6,59 2000 34,1 25,53 6,78 6,71 65 - Đối với ô tô tải: Bảng 21:Kết t, Qs thay đổi giá trị Ga Hyundai - Mighty Kamaz -4310 Ga t (s) Qs(lít/100km) Ga t (s) Qs(lít/100km) (kG) V = (60-80) V = 60 km/h (kG) V = (60-80) V = 60 km/h km/h km/h 1500 12,43 10,47 13000 25,81 34,40 2000 16,06 10,85 14000 27,57 34,98 2500 19,59 11,23 15000 29,30 35,57 3000 23,02 11,61 16000 31,02 36,15 3500 26,36 11,99 17000 32,72 36,74 4000 29,62 12,37 18000 34,40 37,33 35 Mockvic-2141 30 25 t (s) t (s) 30 25 20 15 1000 30 Mercedes-C200 20 15 1500 Ga (kG) Hyundai - Mighty 10 1000 2000 35 1500 Ga (kG) Kamaz-4310 2000 1.4 1.6 Ga (kG) 1.8 t (s) t (s) 25 20 30 15 10 1000 2000 3000 Ga (kG) 4000 25 1.2 Hình 20: Ảnh hưởngcủa Ga đến t 66 x 10 Mockvic-2141 6.6 6.4 6.2 1000 1500 Ga (kG) Hyundai - Mighty 12.5 6.6 6.4 6.2 38 12 11.5 11 10.5 10 1000 Mercedes-C200 1000 2000 Qs (lit/100km) Qs (lit/100km) 6.8 Qs (lit/100km) Qs (lit/100km) 6.8 2000 3000 Ga (kG) 2000 1.4 1.6 Ga (kG) 1.8 37 36 35 34 1.2 4000 1500 Ga (kG) Kamaz-4310 x 10 Hình 21: Ảnh hưởngcủa Gađến Qs 3.1.4 Ảnh hưởng hệ số khí động học tơ Bảng 22:Kết Qs thay đổi giá trị Cx Cx Qs(lít/100km) (Trên đường Tiêu hao nhiên liệu Qs(lít/100km) bằng, vận tốc 90 km/h) (Trên đường bằng, vận tốc 60 km/h) Mockvic- Mercedes- 2141 C200 Hyundai - Mighty Kamaz -4310 0,3 5,32 4,96 10,14 31,16 0,5 6,56 6,54 10,92 32,35 0,7 7,81 8,12 11,71 33,53 0,9 9,05 9,69 12,49 34,71 1,1 10,29 11,27 13,27 35,89 1,3 11,53 12,85 14,06 37,08 67 Mockvic-2141 10 Qs (lit/100km) 13 12 11 0.5 10 0.5 Cx Kamaz-4310 1.5 0.5 1.5 38 14 10 12 1.5 Cx Hyundai - Mighty 15 Qs (lit/100km) 0.5 Mercedes-C200 14 Qs (lit/100km) Qs (lit/100km) 12 36 34 32 30 1.5 Cx Cx Hình 22: Ảnh hưởngcủa Cxcủa đến Qs 3.1.5 Ảnh hưởng hệ số cản lăn lốp xe Bảng 23:Kết Qs thay đổi giá trị f Tiêu hao nhiên liệu Qs(lít/100km) (Trên đường bằng, vận tốc 90 f km/h) Mockvic- 2141 Mercedes-C200 Tiêu hao nhiên liệu Qs(lít/100km) (Trên đường bằng, vận tốc 60 km/h) Hyundai Mighty Kamaz - 4310 0,005 5,79 6,02 10,12 31,06 0,010 6,28 6,61 10,90 35,29 0,015 6,74 7,19 11,68 39,52 0,020 7,24 7,77 12,46 43,75 0,025 7,73 8,36 13,24 47.98 0,030 8,21 8,94 14,02 52,21 68 Mockvic-2141 0.02 Qs (lit/100km) 13 12 11 0.01 0.02 0.01 0.01 55 14 10 0.03 f00 Hyundai - Mighty 15 Qs (lit/100km) 0.01 Mercedes-C200 Qs (lit/100km) Qs (lit/100km) 0.03 50 45 40 35 30 0.03 0.02 f00 Kamaz-4310 f00 0.02 0.03 f00 Hình 23:Ảnh hưởngcủa đến Qs 3.2 Các giải pháp cải thiện tính động lực học tính kinh tế nhiên liệu tơ 3.2.1 Tăng áp suất thị xi lanh động Từ kết Me, Ne thay đổi giá trị Pimax (bảng 17, hình 16) ta thấy áp suất thị trung bình lớn xi lanh động Pimaxcó ảnh hưởng đến cơng suất hiệu dụng động Ne, tăng áp suất thị trung bình lớn xi lanh động Pimax cơng suất động tăng, để tăng Pimax, sử dụng số biện pháp sau: - Cải thiện trình làm việc động dẫn tới tăng Pimaxvà công suất động cơtăng, làm giảm lượng tiêu hao nhiên liệu,do cần tạo nên hỗn hợp nhiên liệu - khơng khí tối ưu chất lượngđốt cháy Nói cách khác, nhiên liệu đốt cháy tốt, hết phần biến đổi thành cơng lớn 69 Ví dụ, cơng việc tạo hỗn hợp cải thiện với số lượng nhiên liệu đốt áp suất thị trung bình xi lanh động cơpi tăng lên giscũng giảm xuống - Từ công thức (19)ta thấy, giảm tổn thất học động (pm0 bp) cơng suất hiệu dụng động tăng mức tiêu hao nhiên liệu giảm 3.2.2 Tăng dung tích công tác xi lanh động - Từ kết quảNe , thay đổi giá trị Vh(công thức (18), (19), bảng 18, bảng 19, hình 18) ta thấy: tăng dung tích cơng tác xi lanh Vhthì cơng suất hiệu dụng động tăng lên Muốn sử dụng cấu hình cho buồng đốt, cho hệ thống nạp xả, sử dụng lượng cao trình phun, tăng số lượng xupap, phun trực tiếp động xăng, tăng áp học tăng áp cộng hưởng , sử dụng hợp lý lượng nhiệt nhận được: tăng chiều dài hành trình động cơ, thay hệ thống làm mát chất lỏng hệ thống làm mát mỡ, giữ nhiệt cho phần tử động lớp đệm gốm (Ceramic), tạo thiết bị động lực kiểu tuabin phức hợp Tuy nhiên theo kết quảQs (bảng 18,19, hình 19), tăngdung tích cơng tác xi lanh Vhcần phải tính tốn cân đối cách hợp lý, tăngVh làm tăng lượng tiêu hao nhiên liệu ô tô 3.2.3 Giảm trọng lượng thân ô tô Từ kết quảt,Qs (bảng 20,21, hình 20,hình 21), thay đổi trọng lượng thân tơ thời gian tăng tốc tiêu hao nhiên liệu ô tô giảm, cụ thể muốn giảm thời gian tăng tốc tiêu hao nhiên liệu tơ, phải giảm trọng lượng thân ô tô Ga Để trọng lượng thân tơcó thể sử dụng số biện pháp sau: Hoàn thiện kết cấu với việc đảm bảogiới hạn cho phép vật liệu để giảm thấp chi phí vật liệu yêu cầu cho chi tiết phận Sử dụng vật liệu phi kim loại, hợp kim nhẹ, hợp kim có độ bền cao, vật liệu compozit , như: thân máy, nắp máy động sử dụng vật liệu hợp 70 kim nhôm; kết cấu khung xương, vỏ cầu xe chế tạo thép định hình thay thép tấm, gang đúc; sử dụng nhíp có tiết diện parabol Hình dạng chi tiết hợp lý có lượng dư nhỏ Tối ưu hóa cơng việc đồng hóa chế tạo mẫu khác Hồn thiện công nghệ chế tạo Sử dụng vật liệu nhẹ để chế tạo hệ thống, tổng thành ô tô, như: 3.2.4 Giảm hệ số khí động học tơ Từ công thức 16 ta thấy, lực cản chuyển động tơ có ảnh hưởng lớn đến lượng tiêu hao nhiên liệu ô tô, nhân tố quan trọng ảnh hưởng tới lực cản khơng khí dó hệ số khí động học tơ Từ kết tính tốn bảng 22 đồ thị hình 22, ta thấy tăng Cx lượng tiêu hao nhiên liệu Qs cúng tăng theo, muốn giảm Cx để giảm Qs ta sử dụng số biện pháp sau: Thay đổi hình dáng buồng lái, thân xe để tạo dáng khí động tốt như: Giảm góc nghiêng kính chắn gió phía trước nâng cao phần đuôi xe; mắt tiếp xúc vỏ xe sơn bóng 3.2.5 Giảm hệ số cản lăn lốp xe Một nhân tố quan trọng ảnh hưởng tới lực cản lăn hệ số cản lăn lốp xe Từ kết tính tốn bảng 23 đồ thị hình 23, ta thấy tăng f lượng tiêu hao nhiên liệu Qs cúng tăng theo, muốn giảm f để giảm Qs ta sử dụng số biện pháp sau: Theo công thức 13, Hệ số cản lăn lốp xe phụ thuộc nhiều vào bán kính lăn bánh xe, biến dạng lốp có ảnh hưởng nhiều tới bán kính lăn bánh xe, điều có nghĩa, biến dạng lốp có ảnh hưởng tới vật liệu chế tạo lốp xe, để giảm biến dạng lốp, ngày lớp mành chế tạo sợi kim loại (steel), sợi mành kim loại có ưu điểm là: tránh tượng đốt nóng cục lốp, truyền nhiệt nhanh môi trường, hạn chế giãn nở kích thước lốp Như vậy, Trong chương tác giả tính tốn, khảo sátvà đề xuất số giải pháp cải thiện tính động lực học tính kinh tế nhiên liệu tơ 71 KẾT LUẬN Thơng qua việc nghiên cứu, tìm hiểu thông số liên quan tới tiêu tính động lực học tính kinh tế nhiên liệu ô tô, bước đầu tác giả xây dựng quy trình tính tốn tính động lực học tính kinh tế nhiên liệu tơ Vận dụng quy trình tác giả sử dụng phần mềm matlab để tính tốn tiêu tính động lực học tính kinh tế nhiên liệu cho số ô tô cụ thể khảo sátmột số yếu tố ảnh hưởng đến tiêuvề tính động lực học tiêu hao nhiên liệu ô tô, từ nghiên cứu, đề xuất giải pháp cải thiện tính động lực học tính kinh tế nhiên liệu ô tô Tuy nhiên khuôn khổ giới hạn, đề tài chưa có khả thực hết tiêu tính động lực học tính kinh tế nhiên liệu tơ, trường hợp tính tốn, khảo sát chưa đủ để đánh giá cách tổng thể, đồng thời cần phải có thực nghiệm để kiểm chứng kết tính tốn./ 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Giáo dục Cộng hoà liên bang Nga - Viện khí cụ tin học quốc gia Matxcơva - Trường đại học kỹ thuật quốc gia Matxcơva “MAMI”, (2000), Phương pháp tính tốn đặc tính kéo – tốc độ tính kinh tế nhiên liệu tơ q trình thiết kế, Matxcơva Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng, (2005), Lý thuyết ô tô máy kéo, nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội Nguyễn Khắc Trai, (2006), Cơ sở thiết kế ô tô, Hà Nội Nguyễn Khắc Trai, Nguyễn Trọng Hoan, Hồ Hữu Hải, Phạm Huy Hường, Nguyễn Văn Chương, Trịnh Minh Hồng, Kết cấu tơ, nhà xuất Bách khoa Hà Nội Nguyễn Khắc Trai (1997) Tính điều khiển quỹ đạo chuyển động ôtô, Nhà xuất Giao thơng Vận tải Nguyễn Hồng Hải, Nguyễn Việt Anh, (2006), Lập trình Matlab ứng dụng, nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội Quyết định số 175/2002/QĐ-TTg ngày 03 tháng 12 năm 2002 Thủ tướng Chính phủ, phê duyệt Chiến lược phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đến năm 2010, tầm nhìn tới năm 2020 Quyết định số 177/2004/QĐ-TTg ngày 05 tháng 10 năm 2004 Thủ tướng Chính phủ, việc phê duyệt Quy hoạch phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đến năm 2010, tầm nhìn đến 2020 Quyết định số 10/2009/QĐ-TTg ngày 16/01/2009 Thủ tướng Chính phủ, chế hỗ trợ phát triển sản xuất sản phẩm khí trọng điểm danh mục sản phẩm khí trọng điểm, danh mục dự án đầu tư sản xuất sản phẩm khí trọng điểm giai đoạn từ năm 2009 đến năm 2015 10 Cục Đăng kiểm Việt Nam, tổng hợp số liệu phương tiện giao thông nước 73 ... 15 Chương 2 :QUY TRÌNH TÍNH TỐN TÍNH NĂNG ĐỘNG LỰC HỌCVÀ TÍNH KINH TẾ NHIÊN LIỆU Ô TÔ 16 2.1.Các thông số xác định tính động lực học tính kinh tế nhiên liệu ô tô 16 2.1.1 .Lực kéo tiếp... cứu, tìm hiểu tiêu đánh giá tính động lực học tính kinh tế nhiên liệu tơ, từ xây dựng quy trình tính tốn, đánh giá tính động lực học tính kinh tế nhiên liệu tơ q trình thiết kế, nhằm giảm 14 thời... tơ, từ xây dựng quy trình tính tốn tính động lực học tiêu hao nhiên liệu ô tô 48 Chương CÁC GIẢI PHÁP CẢI THIỆN TÍNH NĂNG ĐỘNG LỰC HỌC VÀ TÍNH KINH TẾ NHIÊN LIỆU 3.1 Tính tốn tính động lực học tiêu