Bài tập lớn Lý thuyết ô tô - Xe Dongfeng 2.5 tấn

BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT ÔTÔ Sinh viên : Nguyễn Tiến Dũng MSV : 0902499 Nhóm : Lớp : Cơ khí ơtơ B – K50 GVHD : PGS TS Cao Trọng Hiền LỜI NÓI ĐẦU Ở nước cũng vậy, Giao thơng vận tải ln chiếm vị trí quan trọng kinh tế quốc dân Tùy thuộc vào mức độ phát triển kinh tế, vào yêu cầu thị trường mà có khác biệt ngành vận tải Trong kinh tế thị trường nước ta vận tải tơ, vận tải đường sắt, đường biển, đường song hình thành hệ thống vận tải chung đất nước Vận tải ô tô phận tách rời khỏi hệ thống Hiện nay, vận tải tô ngành phát triển kinh tế quốc dân, bao gồm vận tải hành khách vận tải hàng hóa Vận tải tơ chiếm tỷ trọng lớn, phù hợp với điều kiện kinh tế, điều kiện địa lý xã hội nước ta Từ số lượng tơ cũng phát triển theo mà theo nhu cầu tăng việc tính tốn đến chất lượng kéo , tính tốn tún hình, bố trí động đạt tối ưu giảm giá thành vận tải Nhiệm vụ - mục đích : Tính tốn sức kéo tơ nhằm mục đích tính tốn thông số động , hệ thống truyền lực xác định tiêu đánh giá chất lượng kéo nhằm đảm bảo cho tốc độ chủ động ô tô lớn ô tô chuyển động đường ô tô chuyển động đường có sức cản lớn Những thơng số tính tốn : cơng suất cực đại Mmax, số vịng quay trục khuỷu , thể tích làm việc động cơ, tỉ số truyền hộp số hộp số phụ (nếu có) , tỉ số truyền truyền lực Tính tốn sức kéo tơ để kiểm nghiệm sức kéo tính kinh tế thiết kế tơ Khi thiết kế ô tô người thiết kế phải chọnt trước thông số xác định thông số (i n , io ) thơng số chọn trước dựa sở thực nghiệm xe tham khảo tương tự kỹ thuật trạng thái tính làm việc tơ để từ thiết kế tơ hồn thiện Chương I : Giới thiệu loại xe chọn để tính tốn Tên xe Loại xe Xuất xứ Dẫn động Kích thước (mm) Dài Rộng Cao Chiều dài sở Số chỗ ngồi Trọng lượng không tải Động Loại Tốc độ cực đại (km/h) Công suất cực đại Momen xoắn cực đại (Nm / rpm) Trang thiết bị khác Hộp số Lốp Số cửa Vành mâm xe Hệ thống phanh DONGFENG 2.5 Xe tải Việt Nam 4x2 4890 2030 2500 2500 6645 xylanh thẳng hàng, đơng diesel 75 62Kw/3200 vịng/phút 210Nm/2200 vòng/phút cấp 8,25 -16 Đúc hợp kim Chống bó cứng ABS Chương II : Lựa chọn thơng số kỹ thuật tuyến hình xe 2.1 Các thông số kỹ thuật _ Loại xe : ôtô tải _ Vận tốc cực đại : 75 km/h = 20,83 m/s _ Hệ số cản : ψmax = 0,35 _ Hệ số cản lăn (Vmax): f = 0,026 = ψv _ Diện tích cản : F = Ho.B = 2,5.1,83= 4,575 ) _ Hệ số cản không khí : K = 0,65 (daN/) _ Hiệu suất hệ thống truyền lực : ηtl = 0,85 _ Tải trọng : Gt = (m1 + m2).n (N) m1 : 55kg - trọng lượng người ( theo tiêu chuẩn VN) m2 : 15kg - trọng lượng hành lý phép mang theo người n : Số chỗ ngồi (tính lái) Ta có: Gt = ( 55 + 15 ).3 =210 (kg)  G = Go + Gt + Ge= 6645 + 210 +2500= 9355 (kg) Ta có phân bố tải trọng lên trục ( động đặt trước ) + Trục trước (35%) : Z1 = 9355.35% = 3274,25 (kg) + Trục sau (65%) : Z2 = 9355.65% = 6080,75 (kg) _ Chọn lốp : + Lốp trước chịu tải : Gb1 = = 1337,125 (kg) + Lốp sau chịu tải  Lốp : (8,25 – 16) : Gb2 = =3040,375 (kg) Bán kính bánh xe : rd = 0.413 (m) 2.2 Lựa chọn động - Công suất cần thiết nhằm đảm bảo cho ôtô chuyển động đạt tốc độ cực đại Nev = (GψvVmax + KFmax) (W) Trong : ηtl - hiệu suất hệ thống truyền lực ηtl = 0,85 K - hệ số cản khơng khí K = 0,65 (daN/) F - diện tích cản diện F = 4,575 ψv = 0,026 - Hệ số cản tổng cộng đường ô tô tốc độ vmax Thay số ta có : Nev = (9355.9.81.0,026.20,83 + 0,65.4,575.) = 90092,53 (W) Nev ≈ 90,092 KW - Công suất lớn động Nemax = Trong : Nemax = Nev aλ + bλ2  cλ3 a, b, c hệ số thực nghiệm, chọn a = 0,5 b = 1,5 c = n   e max n n nemax tốc độ quay lớn trục khuỷu động Chọn λ = 0,9 nN = 2500 (v/p) Thay số ta có : Nemax = = 96,25 (KW) - Tính cơng suất động tốc độ quay khác nhau: Sử dụng phương pháp Lây – Đécman � �n N e  N e max � a � e n � � �N � �ne � �ne �� � b � � c � �� � �nN � �nN �� � Trong đó: Ne, Me, ne – cơng suất, mơmen, số vòng quay động ứng với điểm đồ thị đặc tính ngồi Nemax, nN – cơng suất cực đại động số vịng quay ứng với - Tính mơmen xoắn trục khuỷu ứng với số vòng quay: Me =  Kết tính ghi bảng sau : ne (Vịng / phút) 0,2nN = 500 0,3 nN = 750 0,4 nN = 1000 0,5 nN = 1250 0,6 nN = 1500 0,7 nN = 1750 0,8 nN = 2000 0,9 nN = 2250 1,0 nN = 2500 Ne (KW) 14,63 24,8 36,19 48,13 60,06 71,42 81,62 90,09 96,25 Xây dựng đường đặc tính ngồi 2.3 Tính tỷ số truyền hệ thống truyền lực 2.3.1 Xác định tỷ số truyền truyền lực Me (Nm) 279.4 315,8 345,6 367,7 382,4 389,8 389,7 382,4 367,7 Tỷ số truyền truyền lực io xác định từ điều kiện đảm bảo tốc độ chuyển động cực đại cho số truyền cao hộp số, xác định : i o  0,105 rK ne max ihc vmax Trong đó: ihc – Tỉ số truyền tay số cao hộp số ihc = 0,75 rK – Bán kính động học bánh xe Coi : rk = rd = rbx = 0,413 (m) Thay số: io = 0,105 = 6,2 2.3.2 Xác định số cấp tỷ số truyền hộp số : - Chọn hộp số tiến + lùi - Xác định tỷ số truyền tay số - Tỉ số truyền tay số xác định sở đảm bảo lực kéo cực đại phát bánh xe chủ động ô tô khắc phục sức cản lớn đường - Phương trình cân lực kéo: Pk max  P max  Pw � M emax io i h1.η tl  G.ψ max rd Khi ô tô chuyển động tay số vận tốc ô tô nhỏ nên bỏ qua lực cản khơng khí (Pw=0) Trong đó: ih1 – Tỉ số truyền tay số PKmax – Lực kéo lớn động phát bánh xe chủ động Pψmax – Lực cản lớn đường Pw – Lực cản khơng khí Ψmax - Hệ số cản tổng cộng lớn mặt đường Chọn Ψmax = 0,35 rđ - Bán kính động lực học bánh xe Thay số ta có: ih1 ≥ = 6,2 - Kiểm tra điều kiện trượt quay bánh xe chủ động ô tô: PK max �P ۣ M emax i o i h1.η tl rd mKi Z  Ơ tơ có cầu sau chủ động: Z  r m ih1 �  x d K M e max io tl Trong đó: Pφ – Lực bám bánh xe chủ động với mặt đường mKi – Hệ số phân bố lại tải trọng kéo lên cầu chủ động Chọn mKi = 0,65 Zφ – Tải trọng phân bố lên cầu chủ động trạng thái tĩnh φ – Hệ số bám Chọn φ = 0,7 Thay số: ih1 ≤ = 8,07  Thỏa mãn điều kiện : chọn ih1 = 6,5 2.3.3 Xác định tỷ số truyền tay số trung gian - Chọn hệ thống tỷ số truyền số trung gian hộp số theo cấp số nhân Công thức xác định : ik = Trong : n : Số cấp số hộp số thiết kế K : Số thứ tự số truyền Ta tính được: -Tỷ số truyền Cấp số II : iII = = = 4,1 -Tỷ số truyền Cấp số III : iIII = = = 2,5 -Tỷ số truyền Cấp số IV : ik = = = 1,6 -Tỷ số truyền Cấp số V : iV = 0,75 chọn -Tỷ số truyền tay số lùi ihr = (1,2 ÷ 1,3)ih1 => ihr = 1,2.6,5 = 7,8 Ta tính tỷ số truyền tay số : Tay số Tỷ số 6,5 4,1 truyền (Tay số tay số truyền thẳng) 2,5 1,6 0,75 Số lùi 7,8 2.4 Xác định chi tiêu đánh giá chất lượng kéo: 2.4.1 Dựng đồ thị cân lực kéo * Lực kéo PK: Pki  M Ki M e io i hi ηtl  (N) rd rd vi = ωe rk 2.π.n e rk = (m/s) i o i hi 60.i o i hi Trong đó: PKi – Lực kéo ứng với tay số i vi – Vận tốc ô tô ứng với tay số theo số vòng quay trục khuỷu ne (v/f) Me (Nm) 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 279,4 315,8 345,6 367,7 382,4 389,8 389,7 382,4 367,7 ne (v/f) Me (Nm) 500 750 1000 1250 1500 1750 279,4 315,8 345,6 367,7 382,4 389,8 Tay số V1 (m/s) 0,54 0,8 1,1 1,3 1,6 1,9 2,1 2,4 2,7 Pk1 (N) 23173,9 26193,1 28665,0 30497,4 31716,8 32331,7 32329,7 31716,8 30497,4 Tay số V4 Pk4 (m/s) (N) 2,2 5704,4 3,3 6447,5 4,4 7056,0 5,4 7507,1 6,5 7807,2 7,6 7958,6 Tay số V2 (m/s) 0,85 1,3 1,7 2,1 2,6 3,0 3,4 3,8 4,3 Pk2 (N) 14617,4 16521,8 18081,0 19236,8 20005,9 20393,8 20392,6 20005,9 19236,8 Tay số V5 Pk5 (m/s) (N) 4,6 846,1 7,0 3022,3 9,3 3307,5 11,6 3518,9 13,9 3659,6 16,3 3730,6 Tay số V3 (m/s) 1,4 2,1 2,8 3,5 4,2 4,9 5,6 6,3 7,0 Pk3 (N) 8913,1 10074,3 11025,0 11729,8 12198,8 12435,3 12434,5 12198,8 11729,8 2000 2250 2500 389,7 382,4 367,7 8,7 9,8 10,9 7958,1 7807,2 7507,1 18,6 20,9 23.2 3730,4 3659,6 3518,9 * Lực cản Pc: Pc = Pw + Pf Trong đó: Pw - Lực cản lăn Pw = K.F.v K – Hệ số cản khí động học K = 0,65 F – Diện tích cản diện F = 4,575 (m2) Pf - Lực cản không khí Pf = G.f Có: - = G.fo nếu v < 22 m/s - = G.fi nếu v > 22m/s fi =f + Kf Trong : -f hệ số cản v < 22m/s -Kf hệ số tác động =7 - Nếu v >22m/s chọn f = 0,026 fo – hệ số cản lăn ứng với v ≤ 22 m/s fo = 0,02 Lập bảng : V (m/s) 0,54 12 15 Pf (kg) 187,1 187,1 187,1 187,1 187,1 187,1 Pw (kg) 0,867 26,763 107,055 240,873 428,220 669,094 Pc (kg) 187,967 213,863 294,133 427,973 615,320 856,194 18 20,5 23,2 187,1 187,1 287,5 963,495 1249,718 1600,591 1150,595 1436,818 1787,691 Đồ thị cân lực kéo : 2.4.2 Dựng đồ thị cân công suất * Đồ thị công suất kéo NK: N k = N e ηtl Lập bảng: ne (v/f) 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 Ne (kw) 14,6 24,8 38,2 48,1 60,1 71,4 81,6 90,1 96,3 Nk (kw) 12,41 21,08 32,47 40,89 51,09 60,69 69,36 76,59 81,86 * Đồ thị công suất cản Nc Nc = Nf + Nw = G.f.v + K.F.v3 Trong đó: Nf - Cơng suất tiêu hao dư Lập bảng: V (m/s) 0,54 12 15 18 20,5 Pc (N) 1843,9 2097.9 2885,4 4198,4 6036,3 8399,3 11287,3 14095,2 Nc (w) 1289,2 7281,8 15304,7 24809,9 36538,6 51231,9 69630,9 88328,9 23,2 17537,2 112485,6 Đồ thi cân công suất 2.4.3 Dựng Đồ thị nhân tố động lực học * Nhân tố động lực học Di: D= Pkω P j =f+i+δ G g j Di = Trong : -iti = ihi.ipi.io.ic tỷ số truyền hệ thống truyền lực tay số i Lập bảng : ne T.số1 V1 D1 T.số2 V2 D2 T.số3 V3 D3 T.số4 V4 D4 T.số5 V5 D5 500 0,54 750 0,8 1000 1,1 1250 1,3 1500 1,6 1750 1,9 2000 2,1 2250 2,4 2500 2,7 0,85 1,3 1,7 2,1 2,6 3,0 3,4 3,8 4,3 1,4 2,1 2,8 3,5 4,2 4,9 5,6 6,3 7,0 2,2 3,3 4,4 5,4 6,5 7,6 8,7 9,8 10,9 4,6 7,0 9,3 11,6 13,5 16,3 18,6 20,9 23,2 Đồ thị nhân tố động lực học 2.4.4 Gia tốc ô tô: * Dựng đồ thị gia tốc ji = Df g (m/s ) δj Trong đó: ji – Gia tốc tơ tay số thứ i δj – Hệ số kể đến ảnh hưởng khối lượng chuyển động quay  j  1, 05  0, 05ihi2 Tay số 1: δj = 3,1 Tay số 4: δj = 1,2 Tay số 2: δj = 2,1 Tay số 5: δj = 1,1 Tay số 3: δj = 1,4 g – Gia tốc trọng trường g = 9,81 m/s2 Có: fi =f + Kf Trong : -f hệ số cản v < 22m/s -Kf hệ số tác động =7 - Nếu v >22m/s chọn f = 0,026 Lập bảng : ne T.số1 V1 j1 T.số2 V2 j2 T.số3 V3 j3 T.số4 V4 j4 T.số5 V5 j5 500 0,54 750 0,8 1000 1,1 1250 1,3 1500 1,6 1750 1,9 2000 2,1 2250 2,4 2500 2,7 0,85 1,3 1,7 2,1 2,6 3,0 3,4 3,8 4,3 1,4 2,1 2,8 3,5 4,2 4,9 5,6 6,3 7,0 2,2 3,3 4,4 5,4 6,5 7,6 8,7 9,8 10,9 4,6 7,0 9,3 11,6 13,5 16,3 18,6 20,9 23,2 Đồ thị gia tốc 2.4.5 Đồ thị thời gian quãng đường tăng tốc * Công thức: j= dv � dt = dv dt j � t V1  V2  V2 �j dv V1 ds  v.dt t2 �s � v.dt t1 V Xây dựng đồ thị j : ne Tay số Tay số Tay số Tay số Tay số V1 j1 1/j1 V2 j2 1/j2 V3 j3 1/j3 V4 j4 1/j4 V5 j5 1/j5 500 0,54 750 0,8 1000 1,1 1250 1,3 1500 1,6 1750 1,9 2000 2,1 2250 2,4 2500 2,7 0,85 1,3 1,7 2,1 2,6 3,0 3,4 3,8 4,3 1,4 2,1 2,8 3,5 4,2 4,9 5,6 6,3 7,0 2,2 3,3 4,4 5,4 6,5 7,6 8,7 9,8 10,9 4,6 7,0 9,3 11,6 13,5 16,3 18,6 20,9 23,2 V j Từ đồ thị ta tìm t = f(v) Từ đồ thị t = f(v) ta có Si = Fis với Fis giới hạn đường t = f(v); t = t1; t = t2 trục tung n Quãng đường tăng tốc từ vmin - vmax là: Đồ thị gia tốc ngược Tay số V1 1/j1 S  �Fis i 1 t s Tay số V2 1/j2 t s Tay số V3 1/j3 t s Tay số V4 1/j4 t s Tay số V5 1/j5 t s Tay số V6 1/j6 t s 4,9 4,54 7,9 2,32 11,8 1,42 15,7 1,02 19,7 0,81 23,6 0,69 27,6 0,625 31,5 0,57 ... đại phát bánh xe chủ động ô tô khắc phục sức cản lớn đường - Phương trình cân lực kéo: Pk max  P max  Pw � M emax io i h1.η tl  G.ψ max rd Khi ô tô chuyển động tay số vận tốc ô tô nhỏ nên bỏ... tiêu đánh giá chất lượng kéo nhằm đảm bảo cho tốc độ chủ động ô tô lớn ô tô chuyển động đường ô tô chuyển động đường có sức cản lớn Những thơng số tính tốn : cơng suất cực đại Mmax, số vịng quay... kéo tính kinh tế thiết kế ô tô Khi thiết kế ô tô người thiết kế phải chọnt trước thông số xác định thông số (i n , io ) thơng số chọn trước dựa sở thực nghiệm xe tham khảo tương tự kỹ thuật