BÀI TÂP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ INNOVA

BÀI TÂP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ INNOVA STT Thông số Ký hiệu Kích thước Đơn vị 1 Chiều dài toàn bộ L0 3660 mm 2 Chiều rộng toàn bộ B0 1600 mm 3 Chiều cao toàn bộ H0 1520 mm 4 Chiều dài cơ sở L 2455 mm 5 Khoảng sáng gầm xe H1 160 mm 6 Tỷ số truyền của tay số lần lượt là ih1, ih2, ih3, ih4, ihl 3.052.1 1.4513.66 1.2. Các thông số thiết kế, thông số chọn và tính chọn: Thông số theo thiết kế phác thảo: • Loại động cơ: 3NRVE (1.2L) • Dung tích công tác: Vc = 1197 (cc) • Công suất tối đa: Nemax = 87 (mã lực) = 65 KW • Tại số vòng quay: nN = 6000 (vph) • Mômen xoắn tối đa: Memax = 108 (N.m) • Tại số vòng quay: 4200 (vph) • Vận tốc lớn nhất: Vmax = 150 (kmh) = 41,67 (ms) • Hệ thống truyền lực: Động cơ đặt trước, cầu trước chủ động. • Hộp số tự động 4 cấp. Thông số chọn: • Trọng lượng bản thân: 965 kg

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ

1

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 THÔNG SỐ BAN ĐẦU VÀ THÔNG SỐ CHỌN 4

1.1 Xác định các kích thước cơ bản của xe 4

1.2 Các thông số thiết kế, thông số chọn và tính chọn: 4

1.3 Xác định trọng lượng và phân bố trọng lượng lên ô tô 5

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN SỨC KÉO CÓ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC CƠ KHÍ 7

2.1 Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ 7

2.2 Xác định tỉ số truyền của hệ thống truyền lực 10

2.2.1 Tỷ số truyền của truyền lực chính 10

2.2.2 Tỷ số truyền của hộp số 10

2.3 Xây dựng đồ thị 12

2.3.1 Phương trình cân bằng lực kéo và đồ thị cân bằng lực kéo của ôtô 12 2.3.2 Phương trình cân bằng công suất và đồ thị cân bằng công suất của ô tô 14

2.3.3 Đồ thị nhân tố động lực học 17

2.3.4 Xác định khả năng tăng tốc của ô tô – xây dựng đồ thị gia tốc 18

2.3.5 Lập Đồ thị thời gian tăng tốc của ô tô 21

KẾT LUẬN 24

Tài Liệu Tham khảo 25

2

LỜI MỞ ĐẦU

Lý thuyết ô tô là một trong những môn cơ sở then chốt của chuyên ngành

cơ khí ô tô có liên quan đến các tính chất khai thác để đảm bảo tính an toàn, ổn định và hiệu quả trong quá trình sử dụng Các tính chất bao gồm: động lực học kéo, tính kinh tế nhiên liệu, động lực học phanh, tính ổn định, cơ động, êm dịu…

Bài Tập lớn Lý thuyết ô tô là một phần của môn học, với việc vận dụng những kiến thức đã học về các chỉ tiêu đánh giá khả năng kéo của ô tô để vận dụng để tính toán sức kéo và động lực học kéo, xác định các thông số cơ bản của động cơ hay hệ thống truyền lực của một loại ô tô cụ thể Qua đó, biết được một

số thông số kỹ thuật, trạng thái, tính năng cũng như khả năng làm việc của ô tô khi kéo, từ đó hiểu được nội dung, ý nghĩa của bài tập và góp phần vào việc củng

cố, nâng cao kiến thức phục vụ cho các môn học tiếp theo và bổ sung thêm vào vốn kiến thức phục vụ cho công việc sau này

Nội dung bài tập lớn được hoàn thành dưới sự hướng dẫn của thầy Chu Đức Hùng - Giảng viên khoa Công nghệ Ô tô, trường Đại học Công nghiệp Hà Nội

Nhóm sinh viên thực hiện

Nhóm 2

4

CHƯƠNG 1 THÔNG SỐ BAN ĐẦU VÀ THÔNG SỐ CHỌN

1.1 Xác định các kích thước cơ bản của xe

Các kích thước cơ bản:

3.05-2.1-1.2 Các thông số thiết kế, thông số chọn và tính chọn:

Thông số theo thiết kế phác thảo:

• Loại động cơ: 3NR-VE (1.2L)

• Hiệu suất truyền lực: 𝜂𝑡𝑙 = 0,85 (đối với xe con chọn ƞ𝑡𝑙 = 0,85 ÷ 0,90)

• Hệ số cản không khí: K = 0,2 (NS 2 /m4) (xe có mui)

• Hệ số cản lăn khi V<22 m/s là f0 = 0,02 (Đường tốt)

• i = 19 o Do ô tô có 1 cầu chủ động

KH15: kiểu vân lốp

⇒ 𝐻

𝐵 = 65% ⇒ 𝐻 = 175 65% = 113,75 (𝑚𝑚) Bán kính thiết kế của bánh xe:

r0 = 113,75 + 14

2 25,4 = 291,55 (mm) = 0,2916 (m) Bán kính động học và bán kính động lực học của bánh xe:

Vậy trọng lượng toàn bộ của xe: G = 1565(kG)= 15650 (N)

Phân bố trọng lượng: xe con tải trọng tác dụng lên cầu trước (G1) chiếm từ (55% ÷ 65%)G Chọn G1 = 50%G

G1 = 50% 1565 = 782,5(kG) = 7825(N)

G2 = 50%.1565 = 782,5 (kG) = 7825 (N)

Vậy G1 = 7825 (N); G2 = 7825 (N)

7

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN SỨC KÉO CÓ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC CƠ KHÍ

2.1 Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ

Các đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ là những đường cong biểu diễn

sự phụ thuộc của các đại lượng công suất, mômen và suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ theo số vòng quay của trục khuỷu động cơ Các đường đặc tính này gồm: + Đường công suất: Ne = f(ne)

+ Đường mômen xoắn : Me = f(ne)

+ Đường suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ : ge = f(ne)

8

K – hệ số cản khí động học (chọn K = 0,2)

F: diện tích cản chính diện

Hiệu suất truyền lực: ƞ𝑡𝑙 = 0,85 (đối với xe con chọn ƞ𝑡𝑙 = 0,85 ÷ 0,90)

Hệ số cản tổng cộng của đường: 𝜓𝑚𝑎𝑥 = 𝑓max + i = 0,387

→ NeVmax = 1

0,85 × [15650 × 0,043 × 41,67 + 0,2 × 1,714 × (41,67)3] = 62170 (W) = 62170 (kW)

Vậy công suất động cơ chọn với vận tốc cực đại là: (115%-120%)Nev = 65 (kW) Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngoài:

+ Tính công suất của động cơ ở số vòng quay khác nhau:

(sử dụng công thức Laydecman)

(1) → Ne = (Ne)max [a λ + b λ2− c λ3] (kW)

Trong đó : - Ne max, nN : công suất cực đại của động cơ và số vòng quay tương ứng

- Ne, ne : công suất và số vòng quay ở 1 thời điểm trên đường đặc tính + Tính mômen xoắn của trục khuỷu động cơ ứng với số vòng quay ne khác nhau :

Me = 9550.Ne [kW]

ne [v/p] (N.m) + Lập bảng:

9

Sau khi tính toán và xử lí số liệu ta xây dựng được đường đặc tính ngoài với Công suất Ne (kW) và Mômen xoắn Me (N.m):

0 10 20 30 40 50 60 70

nN (v/f)

Me (N.m)

Ne (kW)

10

2.2 Xác định tỉ số truyền của hệ thống truyền lực

Tỉ số truyền của hệ thống truyền lực :

itl = i0 ih ic ip

Trong đó : + itl – tỷ số truyền của HTTL

+ i0 – tỷ số truyền của truyền lực chính

+ ih – tỷ số truyền của hộp số

+ ic – tỷ số truyền của truyền lực cuối cùng

+ ip – tỷ số truyền của hộp số phụ

Thông thường, chọn ic = 1; ip = 1

2.2.1 Tỷ số truyền của truyền lực chính

- Được xác định theo điều kiện đảm bảo ô tô chuyển động với vận tốc lớn nhất ở tay số cao nhất của hộp số

- Ta có: i0 = 0,105 rbx nv

ihc.ipc.Vmax Trong đó: + rbx = 0,2741 (m)

+ ne max – số vòng quay của động cơ khi ô tô đạt tốc độ lớn nhất + vmax = 150 (km/h) – tốc độ lớn nhất của ô tô

+ ihc = 1 – tỷ số truyền của tay số cao nhất trong hộp số + ipc = 1 – tỷ số truyền của hộp phân phối chính

i0 = 0,105.0,2741×6600

1×1×41,67 = 4,56

2.2.2 Tỷ số truyền của hộp số

a/ Tỷ số truyền của tay số 1

Tỷ số truyền của tay số 1 được xác định trên cơ sở đảm bảo khắc phục được lực cản lớn nhất của mặt đường mà bánh xe chủ động không bị trượt quay trong mọi điều kiện chuyển động

Theo điều kiện chuyển động, ta có:

Pk max ≥Pψ max + PW

11

Pk max – lực kéo lớn nhất của động cơ

Pψ max – lực cản tổng cộng của đường

+ Gφ – tải trọng tác dụng lên cầu chủ động (Gφ = G2)

+ φ – hệ số bám của mặt đường (chọn φ = 0,8 : đường tốt)

+ rk – bán kính động học của xe

ih1 ≤ 1∗7825∗0,8∗0,2741

129,32∗4,56∗0,85 = 3,42 (5)

Từ (4) và (5) Chọn ih1 = 3,4

b/ Tỷ số truyền của các tay số trung gian

Chọn hệ thống tỷ số truyền của các cấp số trong hộp số theo “cấp số nhân”

Công bội được xác định theo biểu thức:

q = √𝑖𝑖ℎ1

ℎ𝑛

𝑛−1

Trong đó: + n – số cấp trong hộp số (n = 4)

12

+ ih1 – tỷ số truyền của tay số 1 (ih1 = 3,4)

+ ihn - tỷ số truyền của tay số cuối cùng trong hộp số (ih4 =1)

Từ hai công thức trên, ta xác định được tỷ số truyền ở các tay số:

+ Tỷ số truyền của tay số 2: ih2 = 𝑖ℎ1

Tỷ số truyền của tay số lùi: ihl = 1,2.ih1 = 1,2 3,4 = 4,08

c/ Tỷ số truyền của các tay số

Tỷ số truyền tương ứng với từng tay số được thể hiện ở bảng sau:

Bảng 2 Tỷ số truyền tương ứng với từng tay số

2.3 Xây dựng đồ thị

2.3.1 Phương trình cân bằng lực kéo và đồ thị cân bằng lực kéo của ôtô

Phương trình cân bằng lực kéo của ôtô:

13

+ Pi – lực cản lên dốc Pi = G.sin 𝛼 = 0 (do 𝛼 = 0)

+ Pj – lực quán tính (xuất hiện khi xe chuyển động không ổn định)

7.09 112.77 600.00 1.11 5421.85 1.66 3619.88 2.52 2391.99 3.77 1594.66 15.08 120.01 1200.00 2.22 5769.94 3.33 3852.28 5.03 2545.56 7.55 1697.04 23.60 125.18 1800.00 3.33 6018.50 4.99 4018.24 7.55 2655.22 11.32 1770.15 32.24 128.28 2400.00 4.44 6167.55 6.65 4117.75 10.07 2720.98 15.10 1813.98 40.63 129.32 3000.00 5.55 6217.55 8.31 4151.13 12.58 2743.04 18.87 1828.69 48.36 128.28 3600.00 6.66 6167.55 9.98 4117.75 15.10 2720.98 22.65 1813.98 55.06 125.18 4200.00 7.77 6018.50 11.64 4018.24 17.62 2655.22 26.42 1770.15 60.32 120.01 4800.00 8.88 5769.94 13.30 3852.28 20.13 2545.56 30.20 1697.04 63.77 112.76 5400.00 9.99 5421.37 14.97 3619.56 22.65 2391.78 33.97 1594.52 65.00 103.45 6000.00 11.10 4973.75 16.63 3320.71 25.17 2194.30 37.75 1462.87 63.64 92.07 6600.00 12.21 4426.62 18.29 2955.42 27.68 1952.92 41.52 1301.95

Bảng 3 Giá trị lực cản ứng với mỗi tay số

Tổng lực kéo của ô tô phải nhỏ hơn lực bám giữa bánh xe và mặt đường:

Trên đồ thị Nk = f(v), dựng đồ thị 𝑁𝑐 theo bảng trên:

– Xét ô tô chuyển động trên đường bằng:

𝑁𝑐 = Nf + Nw ➔ 𝑁𝑐 = G.f.v +K.F.v 3 – Lập bảng tính 𝑁𝑐

17

2.3.3 Đồ thị nhân tố động lực học

- Nhân tố động lực học là tỷ số giữa hiệu số của lực kéo tiếp tuyến Pk và lực

cản không khí Pw với trọng lượng toàn bộ của ô tô Tỷ số này được ký hiệu

- Đồ thị nhân tố động lực học thể hiện mối quan hệ giữa D với tốc độ chuyển

động v của ô tô khi đủ tải và động cơ làm việc ở đường đặc tính tốc độ ngoài,

Bảng 7 Nhân tố động lực học theo điều kiện bám

Dựa vào kết quả bảng tính, dựng đồ thị nhân tố động lực học của ô tô

2.3.4 Xác định khả năng tăng tốc của ô tô – xây dựng đồ thị gia tốc

19

Trong đó: + Di – giá trị nhân tố động lực học ở tay số thứ i tương ứng với tốc

độ vi đã biết từ đồ thị D = f(v);

+ f, i – hệ số cản lăn và độ dốc của đường;

+ ji – gia tốc của ô tô ở tay số thứ i

+ δj là hệ số kể đến ảnh hưởng của các khối lượng chuyển động quay

𝛿𝐽 = 1.03 + 0.05(𝑖ℎ𝑖²)

Ta có:

Bảng 8 Hệ số kể đến ảnh hưởng của các khối lượng chuyển động quay

Khi ô tô chuyển động với vận tốc v < 22 (m/s) thì f = f0

Khi ô tô chuyển động với vận tốc v > 22 (m/s) thì f = f0 × (1+ v²

1500) Lập bảng tính toán các giá trị ji theo vi ứng với từng tay số

1.11 0.35 0.020 2.01 1.66 0.23 0.020 1.61 2.52 0.15 0.020 1.14 3.77 0.10 0.020 0.74 2.22 0.37 0.020 2.13 3.33 0.25 0.020 1.72 5.03 0.16 0.020 1.22 7.55 0.11 0.021 0.78 3.33 0.38 0.020 2.22 4.99 0.26 0.020 1.80 7.55 0.17 0.021 1.27 11.32 0.11 0.022 0.80 4.44 0.39 0.020 2.28 6.65 0.26 0.021 1.84 10.07 0.17 0.021 1.29 15.10 0.11 0.023 0.80 5.55 0.40 0.020 2.30 8.31 0.26 0.021 1.85 12.58 0.17 0.022 1.28 18.87 0.11 0.025 0.76 6.66 0.39 0.021 2.28 9.98 0.26 0.021 1.82 15.10 0.17 0.023 1.25 22.65 0.10 0.027 0.71 7.77 0.38 0.021 2.22 11.64 0.25 0.022 1.77 17.62 0.16 0.024 1.19 26.42 0.10 0.029 0.62 8.88 0.37 0.021 2.12 13.30 0.24 0.022 1.67 20.13 0.15 0.025 1.10 30.20 0.09 0.032 0.51 9.99 0.35 0.021 1.98 14.97 0.23 0.023 1.55 22.65 0.14 0.027 0.98 33.97 0.08 0.035 0.37 11.1 0.32 0.022 1.80 16.63 0.21 0.024 1.39 25.17 0.13 0.028 0.84 37.75 0.06 0.039 0.21 12.2 0.28 0.022 1.59 18.29 0.18 0.024 1.20 27.68 0.11 0.030 0.67 41.52 0.05 0.043 0.02

Bảng 9 Giá trị gia tốc ứng với mỗi tay số

Từ kết quả bảng tính, xây dựng đồ thị j = f(v)

21

Từ các thông số ta lập được bảng

2.3.5 Lập Đồ thị thời gian tăng tốc của ô tô

a Thời gian tăng tốc

Dựa vào hình dáng của đồ thị gia tốc ngược ta có thời điểm chuyển từ số thấp sang số cao là tại Vmax của từng tay số

1

22

Từ đồ thị t = f(v)

Ta có : Si = 𝐹𝑠𝑖 – với 𝐹𝑠𝑖 phần diện tích giới hạn bởi các đường t = f(v); t = t1;

t = t2 và trục tung đồ thị thời gian tăng tốc

 Quãng đường tăng tốc từ vmin ÷ vmax :

- Có xét đến sự mất mát tốc độ và thời gian khi chuyển số

+ Sự mất mát về tốc độ khi chuyển số sẽ phụ thuộc vào trình độ người lái, kết cấu của hộp số và loại động cơ đặt trên ô tô

+ Động cơ xăng, người lái có trình độ cao, thời gian chuyển số từ 0,5s đến

2s (Với người lái có trình độ kém thì thời gian chuyển số có thể cao hơn từ 25 ÷

40%)

- Tính toán sự mất mát tốc độ trong thời gian chuyển số (giả thiết: người lái

xe có trình độ thấp và thời gian chuyển số giữa các tay số là khác nhau):

Δv = 𝑗 ∗ ∆𝑡 = 𝑓∗𝑔

𝛿𝑗 ∗ ∆𝑡 +𝐾∗𝐹∗𝑉2∗𝑔

𝐺∗𝛿𝑗 ∗ ∆𝑡 (m/s) Trong đó: + f – hệ số cản lăn của đường f = f0∗ (1 + 𝑉2

1500) + g – gia tốc trọng trường (g = 9,8 [m/s2])

+ ∆t – thời gian chuyển số [s]

24

KẾT LUẬN

Việc tính toán động lực học kéo của ô tô chỉ có ý nghĩa về mặt lý thuyết do tính tương đối của phép tính và sự lựa chọn các hệ số trong quá trình tính toán không chính xác so với thực tế Trong thực tế, việc đánh giá chất lượng kéo của ô

tô được thực hiện trên đường hoặc trên bệ thử chuyên dùng

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

25

Tài Liệu Tham khảo

Giáo trình lý thuyết ô tô trường Đại học CNHN của TS Nguyễn Hữu Cần

https://www.xeoto.com.vn/toyota/wigo/1.2-g-at-v1256

https://www.zigwheels.ph/new-cars/toyota/wigo/specifications?fbclid=IwAR00OTZaxXdoC7ur3muaLPaWkXxh-vGJ_D5vY1WN2JpRFqvJtc0goESK-Lc

https://www.topgear.com.ph/buyers-

guide/cars/toyota/wigo?fbclid=IwAR0WSHBC5VnO2-YGU7U2mbmgjrjHrUv99eJUTf_v7Wi5WrZQJryOT3iOces