Chúng ta vẽ cho trường hợp:
Hộp số có ba số truyền, xe chuyển động ổn định (j = 0) và khơng kéo rơmóc, tức là:
Pk = Pe. ƞ = Pe− Pt = Pf + Pω
+ Vẽ các đường biểu thị công suất Pe dựa vào:
- Đường đặc tính ngồi của động cơ: để có mối quan hệ Pe = f(ne). -Cơng thức tính vận tốc chuyển động của xe ở các số truyền:
v =πnerb 30in
-Từ hai mối quan hệ trên, ta nhận được: Pe = f(v).
+Vẽ các đường biểu thị công suất Pki ở các tay số dựa vào:
+ Vẽ các đường biểu thị các công suất cản chuyển động dựa vào các công thức: + Đường công suất cản của mặtđường: Pf = G. f. v
Nếu f = const thì Pf là đường thẳng phụ thuộc vào v. Nếu f ≠ const thì Pf là đường cong phụ thuộc vào f,α, v.
- Đường cơng suất cản khơng khí: Pω = Wv3. Vì vậy đường biểu thị Pω là đường cong bậc ba theo vận tốc v.
- Đường cong (Pf+Pω) là tổng của các giá trị Pf và Pω tương ứng.
3.3.4 Ứng dụng của đồ thị cân bằng công suất
Ứng với các vận tốc khác nhau thì tung độ nằm giữa đường cong (Pf+Pω) và đường cong Pk là công suất dự trữ, được gọi là công suất dư Pd dùng để: leo dốc, tăng tốc, kéo rơmóc...
Tại điểm A: Pd = 0, xe khơng cịn khả năng tăng tốc, leo dốc... Chiếu điểm A xuống trục hành, ta được vmax của xe ở loại đường đã cho.
Lưu ý: vận tốc lớn nhất của xe chỉ đạt được khi xe chuyển động đều trên đường nằm ngang, đồng thời bướm ga mở tối đa (hoặc thanh răng bơm cao áp đã kéo hết) và đang ở tay số cao nhất của hộp số.
Nếu muốn ôtô chuyển động ổn định (đều) trên một loại đường nào đó với vận tốc v nhỏ hơn vmax thì cần đóng bớt bướm ga lại (hoặc trả thanh kéo nhiên liệu về), mặt khác có thể phải chuyển về tay số thấp hơn của hộp số.
3.4 Xác định thơng số động lực học chuyển động thẳng bằng tính tốn
Tại phần này, ta sẽ xác định các thông số vmax , jmax , imax thơng qua tính tốn.
Trong phần này, ta thừa nhận rằng, ô tô chỉ đạt tốc độ cực đại khi xe chạy trên đường nằm ngang (α=0), ổn định (j=0) và công suất cực đại (bướm ga mở hoàn toàn hoặc thanh răng bơm cao áp đã kéo hết cỡ), xe làm việc ở tay số cuối cùng.
Dựa vào phương trình cân bằng lực:
Fkv = Ff+ Fω = G. f + 0,63. Cx. vmax2 . S
Với Fkv = Memax.itln.ηtl r
Trong đó itln là tỉ số truyền tay số cuối cùng của hộp số.
Vậy từ đó ta suy ra được vmax = √
Memaxitln .ηtl
𝑟 −G.f
0,63.Cx.S (m/s)
Hoặc có thể tính bằng cách xây dựng sau:
Fk. vmax = Pemax. ηtl
⇒ Fk =Pemax.ηtl
vmax
Từ đây, ta có Pemax.ηtl
vmax = G. f + 0,63. CxS. vmax2
⇒ 0,63. CxS. vmax3 + G. f. vmax− Pemax.ηtl = 0
Giải phương trình bậc 3 ta có được vmax.
3.4.2 Góc dốc lớn nhất (αmax) hay độ dốc lớn nhất (imax)
Khi xác định độ dốc lớn nhất, ta thừa nhận xe có mơmen xoắn cực đại Memax.,tay số 1, tốc độ leo dốc thấp, nên ta có Fω=0, lực qn tính Fj = 0, không kéo rơ mooc (Fm = 0)
Fkmaxi = Ff+ Fimax
Tức là :
Fkmax =Memax. itlmaxηtl
r = G. f. cosαmax+ G. sinαmax
Mặt khác ta có
cosαmax = 1
√1+tg2αmax
sinαmax = tgαmax √1 + tg2αmax
Đặt imax = tgαmax
Thay vào phương trình trên ta được
Fkmax = G. ( f
√1 + imax2 + imax
√1 + imax2 ) = G.(f + imax) √1 + imax2
Tiếp tục biến đổi ta được phương trình bậc 2 đối với độ dốc lớn nhất imax
(Fkmax2 − G2) imax2 − 2G2f. imax + (Fkmax2 − G2f2) = 0
Giải phương trình trên ta được
imax =G
2. f + Fkmax√G2(1 + f2) − Fkmax2
Với Fkmax =Memax.itlmaxI .ηtl 𝑟
3.4.3 Gia tốc quán tính cực đại (jmax)
Để ô tô đạt được gia tốc cực đại, động cơ làm việc ở tay số 1, mômen xoắn động cơ cực đại Memax, trên đường bằng phẳng, ô tô chuyển động ở tốc độ thấp nên lực cản khơng khí khơng đáng kể 𝐹𝜔 = 0
Ta có:
Fkj = Ff + Fjmax Memax. itlmaxI . ηtl
r = G. f + m. δj. jmax
Từ đây, suy ra gia tốc cực đại jmax:
jmax =Memax. itlmax
I . ηtl 𝑟. m. δj −
g. f δj
3.5 Các đặc tính tăng tốc của ơ tơ
3.5.1 Xác định khả năng khởi hành và tăng tốc cho ô tô
Chúng ta xét một ơ tơ có khối lượng m, diện tích cản gió tổng cộng là S, hệ số cản khơng khí Cx, chuyển động trên đường có α,, hệ số cản lăn là f, ô tô chịu tác dụng bởi lực kéo tại các bánh xe chủ động là Fk. Bài toán đặt ra ở đây là xác định chuyển động của ơ tơ đó: biến thiên gia tốc, tốc độ, quãng đường theo thời gian-j(t), v(t), S(t).
Khi giải bài tốn này chúng ta vẫn sử dụng các phương trình cân bằng lực, trong đó lực cản qn tính được biểu thị thông qua gia tốc j.
Fk = Ff+ Fω+ Fj
Hình 3.4: Đặc tính tốc độ của gia tốc Từ đó, gia tốc được xác định: j = Fk−Ff−Fω