Các thông số tính toán cùng với trình tự thực hiện như sau:
6.3.1. Trọng lượng toàn bộ
* Đối với ô tô du lịch và ô tô khách:
) G (G . n G
G o p l Eq. 6-1
* Đối với ô tô tải:
Q ) G (G . n G
G o p l Eq. 6-2
Trong đó: Go- Trọng lượng bản thân ô tô Gp- Trọng lượng một người.
Gl- Trọng lượng hành lý cho mỗi người.
n - Số người chở, kể cả người lái.
Q - Tải trọng định mức của ô tô tải.
6.3.2. Cỡ lốp
Từ kết quả tính toán trọng lượng toàn bộ của ô tô và hệ số phân bố tải trọng trên các trục bánh xe đã chọn, có thể xác định được tải trọng hướng kính tác dụng lên từng bánh xe trên các trục bánh, cũng như tải trọng lớn nhất trong số các lốp xe. Thông thường, lốp xe ô tô trên tất cả các trục bánh có cùng một cỡ.
Lốp xe được xác định căn cứ vào:
o Loại lốp;
o Phạm vi sử dụng;
o Vận tốc lớn nhất của ô tô;
o Tải trọng hướng kính (tĩnh) tác dụng lên lốp;
Biên soạn: TS. Phan Minh Đức – Bộ môn Ô tô, khoa Cơ khí Giao thông 72 Cỡ lốp được chọn, thông thường là loại có cỡ nhỏ hơn cả trong tất cả các cỡ thỏa mãn các tiêu chí trên. Sau khi chọn cỡ lốp xe cụ thể, có thể xác định các thông số liên quan khác của lốp xe, như bán kính thiết kế.
6.3.3. Chọn động cơ và xây dựng đặc tính ngoài
- Công suất cần thiết của động cơ để ô tô duy trì tốc độ cực đại Vmax:
+ Từ yêu cầu vận tốc lớn nhất Vmax khi ô tô mang đủ tải định mức Q, công suất kéo cần thiết tại các bánh xe chủ động được xác định bởi:
drag R
TV P P
P Eq. 6-3
3max w
max R
TV .V
A.2 . C V . G . f) (f
P Eq. 6-4
Với f là lượng dự trữ để ô tô đảm bảo duy trì vận tốc Vmax. Đối với ô tô du lịch, f = 0
Đối với ô tô khách và tải, thông thường: f = (0,0050,015).
Như vậy, ô tô du lịch chỉ có thể đạt vận tốc lớn nhất trên đường bằng.
+ Công suất cần thiết tại bánh đà của động cơ để tạo ra được công suất kéo PTV tại bánh xe chủ động được xác định bởi:
t TV eV
P P
Eq. 6-5
- Công suất yêu cầu của động cơ:
Công suất lớn nhất cần thiết của động cơ được xác định bởi:
c.
- b.
+ a.
. P k
=
P 3
P e 2
P e P
e ac eV max e,
3n 2n
n eV ac
max
e, a. +b. -c.
P . k
=
P Eq. 6-6
Với kac > 1, là hệ số tính đến công suất dẫn động các trang bị trên động cơ như: máy nén không khí, máy nén môi chất làm lạnh, bơm nước và quạt gió làm mát động cơ, máy phát điện ...vv Đối với các ô tô thông thường, lượng công suất này có thể chiếm khoảng 10-20% công suất lớn nhất của động cơ.
- Chọn động cơ:
Động cơ được chọn dựa vào 2 điều kiện:
+ Số vòng quay cực đại (chọn);
+ Công suất đáp ứng giá trị yêu cầu Pe,max.
Công suất của động cơ được chọn không quá lớn so với công suất yêu cầu Pe,max nhằm đảm bảo tính kinh tế.
Sau khi chọn động cơ, các số liệu liên quan đến động cơ sẽ được xác định, ví dụ: số vòng quay lớn nhất, công suất lớn nhất, số vòng quay ổn định nhỏ nhất. Nếu có số liệu thực nghiệm về đặc tính ngoài của động cơ được chọn thì có thể số hóa để phục vụ cho việc tính toán tiếp theo. Trong trường hợp không có số liệu thực nghiệm về đặc tính ngoài, đặc tính ngoài của động cơ được xác định gần đúng:
a. +b. -c.
. P
=
Pe e,max n n2 n3 Eq. 6-7
e e e
T P
Eq. 6-8
Công suất kéo, mô men kéo, và lực kéo tại các bánh xe chủ động:
t e
T P .
P Eq. 6-9
t t e
T T .i .
T Eq. 6-10
dyn T
T r
F T Eq. 6-11
6.3.4. Tỷ số truyền của số truyền cao nhất của hộp số Có hai phương án cho số truyền cao nhất:
- Phương án số truyền “thẳng”: Tỷ số truyền số cao nhất ihn = 1.
- Phương án số truyền “tăng”: Tỷ số truyền số cao nhất ihn < 1. Giá trị của nó được chọn trong khoảng 0,75-0,85.
Đối với ô tô tải và ô tô khách, tải trọng thay đổi trong phạm vi khá lớn. Để có thể sử dụng tốt công suất động cơ khi ô tô chạy non hoặc không tải, phương án số truyền tăng có thể được sử dụng. Khi đó, ô tô có thể chạy được với vận tốc cao hơn. Tuy nhiên, việc tính chọn động cơ vẫn được thực hiện ứng với vận
Biên soạn: TS. Phan Minh Đức – Bộ môn Ô tô, khoa Cơ khí Giao thông 74 tốc lớn nhất yêu cầu Vmax, ô tô hoạt động đúng tải định mức và hoạt động ở số truyền kế cuối (số truyền thẳng).
Đối với ô tô du lịch, phương án số truyền tăng cũng có thể được chọn với mục đích giảm số vòng quay lớn nhất của động cơ. Do đó, tuổi thọ động cơ tăng cũng như giảm các yêu cầu khắt khe về dao động. Trái lại với ô tô tải và khách, nếu chọn số truyền tăng thì việc tính chọn công suất động cơ được thực hiện khi ô tô hoạt động ở số cao nhất.
6.3.5. Tỷ số truyền của truyền lực chính
Tỷ số truyền io của truyền lực chính được xác định từ điều kiện đảm bảo vận tốc lớn nhất Vmax theo yêu cầu.
# Đối với ô tô du lịch, ô tô thể thao:
dyn max n , h
max e,
o .r
V . i i
Eq. 6-12
# Đối với ô tô tải, ô tô khách:
- Nếu số cao nhất của hộp số là số truyền “thẳng”:
dyn max n , h
max e,
o .r
V . i i
Eq. 6-13
- Nếu số cao nhất của hộp số là số truyền “tăng”:
dyn max 1 n , h
max e,
o .r
V . i i
Eq. 6-14
Trong các công thức trên, ih,n là tỷ số truyền số cao nhất của hộp số.
6.3.6. Tỷ số truyền của số truyền thấp nhất của hộp số
Tỷ số truyền của số thấp nhất của hộp số được xác định để đảm bảo đồng thời 3 điều kiện: thắng sức cản yêu cầu, đủ bám, và ô tô có thể di chuyển chậm.
- Thắng sức cản lớn nhấtmax theo yêu cầu:
Điều kiện thắng sức cản lớn nhất, viết dưới dạng phương trình cân bằng lực trong trường hợp tổng quát như sau:
x sm, 2 w
max x
l v i i,
T .V F
A.2 . C .
G a ).
m m . (e '
F Eq. 6-15
Nếu ô tô chuyển động đều, không kéo móc, và bỏ qua ảnh hưởng của lực cản không khí thì:
max 1
,
T G .
F hay max
dyn t h1 o max ,
e G .
r . i . i .
M
t o max , e
dyn max
h1 M .i .
r . . G
i
Eq. 6-16
- Đảm bảo đủ bám cho các bánh xe chủ động:
. Z
FT,1 x hay M r.i .i . x .Z
dyn t h1 o max , e
t o max , e
dyn x
h1 M .i .
r . Z .
i
Eq. 6-17
Với Z là tổng phản lực pháp tuyến tại các bánh xe chủ động.
- Đảm bảo cho ô tô có khả năng di chuyển chậm:
Để cơ động trong điều kiện địa hình xấu, ô tô phải có khả năng hoạt động với vận tốc nhỏ nhất Vmin không quá 3-5 km/h.
min o
dyn min e,
h1 i .V
r .
i
Eq. 6-18
Ở đây e,min là tốc độ góc nhỏ nhất của động cơ khi động cơ hoạt động ổn định đầy tải.
6.3.7. Số cấp của hộp số và tỷ số truyền các số trung gian Số cấp của hộp số được xác định phụ thuộc vào các yếu tố:
- Loại và công dụng của ô tô;
- Giá trị khoảng tỷ số truyền ki= ih1/ ihn;
Nói chung,tăng số cấp hộp số sẽ tăng được mức độ sử dụng công suất động cơ, tăng tính kinh tế nhiên liệu, tốc độ trung bình và bởi vậy, tăng năng suất và giảm giá thành vận chuyển. Tuy vậy tăng số cấp sẽ làm phức tạp kết cấu và quá trình điều khiển, tăng kích thước và giá thành hộp số.
Biên soạn: TS. Phan Minh Đức – Bộ môn Ô tô, khoa Cơ khí Giao thông 76 Tỷ số truyền các tay số trung gian:
Hộp số ít cấp (số số truyền tiến không quá 6):
Trong đa số trường hợp, tỷ số truyền các tay số trung gian được xác định theo qui luật cấp số nhân để đảm bảo cho động cơ làm việc ở chế độ như nhau khi tăng tốc ô tôở các tay số khác nhau.
Khi số cấp của hộp số ít, có thể xác định tỷ số truyền của các tay số trung gian theo qui luật cấp số điều hoà hay tính theo cả hai qui luật rồi chọn giá trị trung bình. Khi tính theo cấp số điều hoà, khoảng biến thiên tốc độ ở các tay số khi xe tăng tốc đều bằng nhau và bước ở các số truyền cao sẽ nhỏ hơn khá nhiều so với ở các số truyền thấp.
Hộp số nhiều cấp (số số truyền tiến hơn 6):
Hộp số nhiều cấp thường gồm hộp số chính và một hộp số phụ bố trí chung trong một cụm. Do đó dãy tỷ số truyền của hộp số nhiều cấp được xác định bởi:
- Qui luật phân phối tỷ số truyền của hộp số chính;
- Quan hệ vị trí cũng như sự phân phối khoảng tỷ số truyền giữa hộp số chính và hộp số phụ.
Có 2 phương án xây dựng dãy tỷ số truyền của hộp số nhiều cấp: a/ Hộp số phụ đặt trước hộp số chính và b/ hộp số phụ đặt sau hộp số chính. Tuỳ theo yêu cầu và điều kiện làm việc cụ thể của ô tô mà chọn phương án phù hợp.
6.3.8. Xác định các chỉ tiêu động lực và kinh tế nhiên liệu của ô tô Tiến hành xây dựng các đồ thị cân bằng công suất, cân bằng lực kéo, đặc tính động lực, gia tốc, thời gian và quãng đường tăng tốc, tiêu hao nhiên liệu của ô tô.
Chương
7 TÍNH KINH TẾ NHIÊN LIỆU CỦA Ô TÔ
Tiêu hao nhiên liệu của ô tô được đánh giá bằng thể tích (hoặc khối lượng) nhiên liệu tiêu hao cho 100 km đường chạy, hoặc cho một đơn vị thời gian, hoặc một đơn vị công vận chuyển (Tấn.Km).