c. Phân loại theo cấp tỷ số truyền của HTTL
3.1.3Trình tự tính toán
Để tiến hành nghiên cứu ảnh hƣởng của quy luật điều khiển tỷ số truyền của HTTL vô cấp CVT kiểu dây đai tới mức tiêu thụ nhiên liệu trên ô tô con, tƣơng đƣơng ta cần tính lƣợng nhiên liệu của xe tiêu thụ theo đơn vị tính Ge - lít /100km. Để tính toán đƣợc khối lƣợng Ge,theo công thức (3.4) ở mục 3.1.2, thì ta cần biết tỷ số truyền của HTTL iT. Tuy nhiên, nếu muốn điều khiển CVT theo các quy luật định trƣớc ( các đƣờng 1,2 và 3 trên hình 3.1) thì iT lại là ẩn cần tìm.
Vì vậy trình tự tiến hành tính toán ta sẽ thực hiện các bƣớc
- Tính công suất cần thiết tại bánh xe ở các tốc độ khác nhau sau đó quy về công suất động cơ. Ta sử dụng phƣơng pháp đồ thị dựa trên việc xác định công suất tiêu thụ theo vận tốc: 3 . . . 2 e Cx A V N fGV (3.5) Trong công thức trên, Ne là công suất động cơ (W)
là mật độ không khí( = 1,2 kg/m3) V là vận tốc (m/s)
A là diện tích cản chính diện của xe f hệ số cản lăn
G trọng lƣợng của xe Cx Hệ số cản không khí Sử dụng mối quan hệ :
Công thức thể hiện mối quan hệ giữa mô men Me với vận tốc động cơ ne tƣơng ứng với giá trị công suất Nei ( hoặc Vi)
- Xác định suất tiêu hao nhiên liệu và tỷ số truyền khi điều khiển động cơ đáp ứng đƣợc công suất của xe và đảm bảo suất tiêu hao nhiên liệu là nhỏ nhất.
- Xác định suất tiêu hao nhiên liệu và tỷ số truyền khi điều khiển động cơ đáp ứng đƣợc công suất của xe và lực kéo phát huy tại bánh xe là lớn nhất.
- Xác định suất tiêu hao nhiên liệu và tỷ số truyền khi điều khiển động cơ đáp ứng đƣợc công suất của xe đồng thời cân đối đƣợc cả hai tiêu chí đảm bảo lực kéo và suất tiêu hao nhiên liệu thích hợp (Phƣơng án dung hòa)
a. Xác định suất tiêu hao nhiên liệu và tỷ số truyền khi điều khiển động cơ đáp ứng được công suất của xe và đảm bảo suất tiêu hao nhiên liệu là nhỏ nhất.
Ta tính công suất của động cơ ứng với các giá trị vận tốc khác nhau của xe. Để động cơ có thể làm việc với một mức công suất nhất định, ta có thể điều khiển động cơ làm việc ở nhiều chế độ. Mỗi chế độ sẽ có suất tiêu hao nhiên liệu, tốc độ vòng tua, mô men khác nhau. Với một yêu cầu công suất của bánh xe để tìm đƣợc chế độ làm việc của động cơ có suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất ta tiến hành nhƣ sau.
Hình 3.2: Đặc tính động cơ trong trƣờng hợp tính toán cho suất nhiên liệu nhỏ nhất.
Nhƣ trên hình đồ thị đặc tính, đƣờng công suất của động cơ với giá trị Ne=20kW, ta tìm đƣợc điểm cắt A của đƣờng công suất này với đƣờng suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất(đƣờng in đậm) theo đặc tính động cơ của xe tham khảo. Điểm A nằm trong vùng tiêu hao nhiên liệu ge= 265(g/kWh). Từ điểm A giao cắt này, ta kẻ đƣờng thẳng cắt đƣờng thẳng của trục tung, từ đó ta tìm đƣợc giá trị tƣơng ứng của tốc độ vòng tua động cơ ne.
Áp dụng công thức (3.4), ta tìm đƣợc Ge- là lƣợng nhiên liệu tiêu thụ cho 100km mà xe chạy trên đƣờng.
Với giá trị tốc độ động cơ ne tìm đƣợc trên hình 3.1, ta sẽ tìm đƣợc tỉ số truyền tƣơng ứng iT theo công thức:
Trong đó, ta có thể tính nbx theo : .60 2 bx bx n (3.8) Mà ωbx ta có thể tính theo: bx bx bx V r (3.9) Từ công thức 3.7, ta tìm ra iT cho từng trƣờng hợp cụ thể.
b. Xác định suất tiêu hao nhiên liệu và tỷ số truyền khi điều khiển động cơ đáp ứng được công suất của xe và lực kéo phát huy tại bánh xe là lớn nhất.
Với phƣơng pháp tƣơng tự, nhƣ đã trình bày theo phƣơng án xác định suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất, ta cũng xác định đƣợc giá trị giao cắt của đƣờng công suất động cơ với đƣờng đặc tính phát huy tối đa lực kéo tại các bánh xe. Đƣờng số 2 đƣợc in đậm trên hình.
Hình 3.3: Đặc tính động cơ trong trƣờng hợp tính toán để phát huy lực kéo tối đa.
Ví dụ với hình vẽ đặc tính trên hình, ta tìm thấy điểm B là giao của đƣờng công suất của động cơ tại Ne=20kW với đƣờng phát huy lực kéo tối đa tại các bánh xe(2).Cùng với yêu cầu mức công suất 20kW, ta thấy B nằm trong vùng tiêu hao nhiên liệu ge=425 g/kWh. Từ B, ta cũng tìm đƣợc giá trị tƣơng ứng của tốc độ vòng tua ne động cơ. Sử dụng công thức tƣơng tự mục a, ta tính toán đƣợc lƣợng nhiên liệu tiêu thụ Ge và tỷ số truyền iT tƣơng ứng.
c. - Xác định suất tiêu hao nhiên liệu và tỷ số truyền khi điều khiển động cơ đáp ứng được công suất của xe đồng thời cân đối được cả hai tiêu chí đảm bảo lực kéo và suất tiêu hao nhiên liệu thích hợp (Phương án dung hòa)
Vận dụng phƣơng pháp tƣơng tự, với đƣờng đặc tính thiết kế theo giải pháp dung hòa, vừa đáp ứng đƣợc công suất đầu ra tại bánh xe, vừa đảm bảo suất tiêu hao nhiên liệu hợp lí trên hình vẽ đƣợc in đậm, ta tìm giao điểm C của nó với đƣờng công suất tại giá trị ne=20kW. Tại vị trí của điểm C, ta có thể tra ra đƣợc suất tiêu hao nhiên liệu ge= 270g/kWh.Sử dụng công thức tƣơng tự mục a, ta tính toán đƣợc lƣợng nhiên liệu tiêu thụ Ge và tỷ số truyền iT tƣơng ứng.
Hình 3.4: Đặc tính động cơ trong trƣờng hợp tính toán phƣơng án dung hòa.