Đồ án lý thuyết ô tô GVHD:

Đồ án lý thuyết ô tô Đồ án lý thuyết ô tô GVHD Nguyễn Quang Anh BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN LÝ THUYẾT Ô TÔ Đề tài Tính toán và xây dựng đồ thị động lực học của xe MAZ 516B Họ và tên sinh viên Lớp Mã Sinh Viên Giảng viên hướng dẫn Hà nội, năm 2021 MỤC LỤC MỤC LỤC 2 MỞ ĐẦU 4 Thông số xe 5 I Đường đặc tính tốc độ của động cơ 6 1 Khái niệm 6 2 Công thức tính 6 3 Kết quả tính và đồ thị 7 4 Ứng dụng 7 II Đồ thị cân bằng công suất của ô tô 8.

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN

LÝ THUYẾT Ô TÔ

Đề tài: Tính toán và xây dựng đồ thị động lực học của xe MAZ 516B

Họ và tên sinh viên :

Giảng viên hướng dẫn :

Hà nội, năm 2021

MỤC LỤC

MỤC LỤC 2

MỞ ĐẦU 4

Thông số xe 5

I Đường đặc tính tốc độ của động cơ 6

1 Khái niệm 6

2 Công thức tính 6

3 Kết quả tính và đồ thị 7

4 Ứng dụng 7

II Đồ thị cân bằng công suất của ô tô 8

1 Khái niệm 8

2 Công thức tính 8

3 Kết quả tính và đồ thị 10

4 Ứng dụng 11

III Đồ thị cân bằng lực kéo 11

1 Khái niệm 11

2 Công thức tính 11

3 Kết quả tính 12

4 Ứng dụng 14

IV Đồ thị nhân tố động lực học 14

1 Khái niệm 14

2 Công thức tính: 14

3 Nhân tố động lực học ô tô ứng vói trọng lượng bất kì 15

4 Kết quả tính 16

5 Ứng dụng 17

V Đồ thị gia tốc 17

1 Khái niệm 17

2 Công thức tính 18

3 Bảng số liệu và đồ thị 18

4 Ứng dụng 19

VI Đồ thị gia tốc ngược 19

1 Khái niệm 19

2 Công thức tính 19

3 Bảng số liệu và đồ thị 20

4 Ứng dụng 21

VII Xác định thời gian của ôtô 21

1 Xác định thời gian tăng tốc 21

2 Thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc của ôtô có xét đến sự mất mát tốc độ và thời gian khi chuyển số 22

3 Bảng số liệu và đồ thị 22

VIII Quãng đường tăng tốc của ô tô 24

1 Quãng đường tăng tốc 24

2 Bảng số liệu và đồ thị 25

KẾT LUẬN 28

TÀI LIỆU THAM KHẢO 29

MỞ ĐẦU

Trong thời đại đất đang trên con đường Công nghiệp hóa - Hiện đại hóa , từngbước phát triển đất nước Trong xu thế thời đại khoa học kỹ thuật của thế giớingày càng phát triển Để hòa chung với sự phát triển đó đất nước ta đã có chủtrương phát triển một số nghành mũi nhọn , trong đó có nghành Cơ Khí ĐộngLực Để thực hiện được chủ trương đó đòi hỏi đất nước phải có một đội ngũ cán

bộ , công nhân kỹ thuật có trình độ tay nghề cao

Nắm bắt điều đó trường Đại học công nghệ giao thông vận tải không ngừngphát triển và nâng cao chất lượng đào tạo đội ngũ cán bộ , công nhân có tay nghềcao và số lượng đông đảo

Sau khi học xong giáo trình “ Lý thuyết ô tô ” chúng em được thầy giáo bộmôn giao đồ án môn học , vì bước đầu làm quen với việc tính toán thiết kế ô tô nênkhông thể tránh khỏi những bỡ ngỡ và khó khăn Nhưng nhờ có sự quan tâm vàhướng dẫn tận tình của thầy nên em đã có gắng hết sức hoàn thành đồ án môn họctrong thời gian được giao Đồ án này là một điều kiện rất tốt cho chúng em xâuchuỗi kiến thức đã được học tại trường , bước đầu đi sát vào thực tế , làm quen vớicông việc tính toán thiết kế ô tô , nắm được phương pháp tính toán thiết kế ô tô

Để hoàn thành tốt , khắc phục những hạn chế và thiếu sót chúng em rất mongđược sự đóng góp ý kiến , sự giúp đỡ của Thầy và các bạn để sau này ra trường bắttay vào công việc , quá trình công tác chúng em được hoàn thành một cách tốt nhất

Sinh viên thực hiện

Thông số xe cơ bản MAZ 516B

Số liệu đồ án

Khối lượng toàn bộ của xe G a (kg) 23700 kg

Khối lượng không tải G 0 (kg) 9050 kg

I Đường đặc tính tốc độ của động cơ

1 Khái niệm

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 ; mô men và suất tiêu hao nhiên liệu củađộng cơ theo số vòng quay của trục khuỷu động cơ Các đường đặc tính này gồm :

- Đường công suất Ne = f(ne)

- Đường mô men xoắn Me = f(ne)

- Đường ất tiêu hao nhiên liệu của động cơ ge = f(ne)

Me

Phương trình lực kéo của ôtô có thể biểu diễn bằng đồ thị Chúng ta xây dựng quan

hệ giữa lực kéo phát ra tại bánh xe chủ động P k và các lực chuyển động phụ thuộc vào

vận tốc chuyển động của ôtô v, nghĩa là: P = f(v)

rb : bán kính làm việc trung bình của bánh xe (m) ; rb = λ ro

i t : tỉ số truyền của hệ thống truyền lực; i t = i 0 i hn i pc

ηtt : hiệu suất của hệ thống truyền lực

chọn ηtt = 0,85 ( bảng 1-2 lý thuyết ô tô máy kéo)

P f = f.G.cosα : lực cản lăn

P ω = w.v 2 : lực cản không khí

Trong đó :

w: là nhân tố cản môi trường chọn w=1,8 (Ns 2 /m 2 ),

v: là các giá trị vận tốc tại các thời điểm của tay số cao nhất

Xét ô tô chuyển động trên mặt đường nằm ngang (α =0) và không có móc kéo thìphương trình cân bằng lực kéo dược biểu thị như sau : P k = P f +P ω +P j

Lực kéo và vận tốc Các lực cản và tổng cản :

Lực cản lăn chọn hệ số cản lăn f = 0,015 với v > 22 m/s Với vận tốc v ≥ 22 m/s f = f0(1+ v0

2

1500 ) Công suất cản của lực bám :

P φ= mG aφ Trong đó : m là hệ số phân bố tải trọng với xe 4x2 lấy m = 0,7

G atrọng lượng toàn tải

φ hệ số bám lấy = 0,7 (đường khô, sạch)

Pφ = 0,7.10.9050=63350 (N)

Xây dựng đường công suất cản tổng cộng:

+Khi v≤ 22,2(m/s) thì Pf là một đường thẳng nằm ngang

Pf + Pw

- Xác định vận tốc lớn nhất của ô tô ở các tay số

- Xác định độ dốc lớn nhất mà ô tô có thể vượt qua được ở tay số và vậntốc cho trước

- Nghiên cứu chế độ cân bằng lực ở các loại đường có f và i khác nhau

- Lựa chọn chế độ chuyển động hợp lý của ô tô trên loại đường cho trước

IV Đồ thị cân bằng công suất.

Trong đó : N k – Công suất phát ra tại bánh xe chủ động (kw)

N f – công suất tiêu hao cho cản lăn của các bánh xe (kw)

N f = f Ga cos α v1000 : α=0 0 ;(kw)

F - hệ số cản lăn của đường

Ga = 9050 (kg)

N ω–công suất tiêu hao cho lực cản không khí (kw)

N j – công suất tiêu hao cho lức cản của tăng tốc (kw)

169,4 7

Hình 4 Đồ thị cân bằng công suất

Công suất của các phần lực cản.

4.Ứng dụng đồ thị.

- Dùng để xác định trị số các thành phần của công suất cản ở các tay số khác nhau với các số truyền khác nhau, xác định công suất dự trữ ở các tốc độ khác nhau, ở các số truyền khác nhau.

- Dựa vào công suất dự trữ kết hợp với các đồ thị cân bằng lực kéo, đồ thị nhân tố động lực học, đồ thị tăng tốc của ô tô để giải quyết bài toán về động lực học và động lực học của ô tô như tìm khả năng tăng tốc, leo dốc, móc kéo của ô tô, tìm tốc độ lớn nhất của ô tô trên mỗi loại đường, tìm được số truyền hợp lý.

1 Khái niệm

Đồ thi nhân tố động lực học là đồ thị biểu thị tỉ số lực kéo tiếp tuyến Pk trừ

đi lực cản không khí chia cho trọng lượng toàn bộ của ôtô

2 Công thức tính:

D = P k−P w

G (4.1)Trong đó: G= Ga.10

D - nhân tố động lực học

Pk - lực kéo tiếp tuyến

Ga- khối lượng toàn tải

it - tỉ số truyền của hệ thốn truyền lực

ηtt- hiệu suất của hệ thốn truyền lực chính

rb - bán kính làm việc trung bình của bánh xe

W - nhân tố cản của môi trường không khí

Công thức tính: D X G X=D G (4.2)Hay D X=D G

G X (4.3)Trong đó:

G X– trọng lượng mới của xe

D X− ¿nhân tố động lực học ô tô ứng với trọng lượng mới G- trọng lượng ô tô khi đầy tải

D- nhân tố động lực học ô tô tương ứng khi đầy tảiDựng đồ thị tia tgα=D D

x

=G x

G (4.4) Như vậy ứng với mỗi tia trên đồ thị tương ứng với mỗi trọng lượng

Gx nào đấy được tính ra phần trăm so với trọng lượng Gx của ô tô khi đầy tải

Khi G=Gx thì tgα=1 lúc này tia tạo với trục hoành 1 góc 45 độ, α

>45 ứng với Gx>G là khu vực quá tải, khi α<45 ứng với Gx<G là khu vực non tải

Hình 4.2 Đồ thị nhân tố động lực học

5.Ứng dụng

- Tìm loại đường mà ôtô có thể hoạt động được ở một số truyền nào

đó khi biêt vận tốc chuyển động và tải trọng trên xe

- Xác định hệ số cản lớn nhất của đường mà ôtô có thể vượt quađược Ψmax ở từng tay số truyền ứng với tải trọng đã biết

- Tìm số truyền thích hợp và tốc độ chuyển động của ôtô, khi biết sứccản của đường và tải trọng của ôtô

- So sánh đặc tính động lực của các loại ô tô khác nhau

1 Khái niệm

Trong quá trình chuyển động của ô tô thì thời gian chuyển động đều chỉ

chiếm một phần rất nhỏ qua thống kê thời gian chuyển động đều chỉ

chiếm khoảng 15% thời gian chuyển động có gia tốc chiếm khoảng (30÷

45%) thời gian lăn trơn và phanh chiếm (30÷40%) tổng thời gian chuyểnđộng của ô tô.

- Dùng đồ thị để xác định thời gian và quãng đường tăng tốc của ôtô.

1 Khái niệm

Thời gian và quãng đường tăng tốc của ôtô là những thông số quan trọng đểđánh giá chất lượng động lực học của ôtô Ta sử dụng đồ thị gia tốc của ôtô để xácđịnh thời gian tăng tốc của ôtô

+) ti = Fi với Fi là phần diện tích giới hạn bởi phần đồ thị

1

j = f(v); v = v1; v = v2 là trục hoành của đồ thị của gia tốc ngược

⇒Thời gian tăng tốc toàn bột i=∑

i=1

n

F i

+) n là số khoảng chia vận tốc (vmin vmax)

+) Vì tại j = 0 →1J=∞ Do đó chỉ tính tới giá trị v = 0,95.vmax = 0,95.52 = 49,4(m/s)

- Từ đồ thị J= f(v), dựng đồ thị 1J = f(v)

- Lập bảng tính giá trị 1J theo

Hình 5.2 Đồ thị gia tốc ngược

4 Ứng dụng

Dùng để xác định thời gian và quãng đường tăng tốc của ôtô

1.1.Đồ thị xác định thời gian tăng tốc.

1.1.1.Khái niệm.

Thời gian và quãng đường tăng tốc là hai chỉ tiêu quan trọng để đánh giá tính chất động

lực học của ô tô máy kéo.

Hai chỉ tiêu trên có thể được xác định dựa trên đồ thị gia tốc j = f(v) của ô tô máy kéo.

1.1.2.Công thức tính.

Từ biểu thức: J = dv dt ⇒dt = 1J .dv

Thời gian tăng tốc của ô tô từ tốc độ v 1 đến tốc độ v 2 sẽ là:

Trong đó: t i là thời gian tăng tốc từ v 1 đến v 2

t i = F i với F i là phần diện tích giới hạn bởi phần đồ thị

1J =f(v); v = v 1 ; v = v 2 là trục hoành của đồ thị của gia tốc ngược.

⇒Thời gian tăng tốc toàn bộ t i=∑

Để tiến hành xác định thời gian tăng tốc theo phương pháp tích phân bằng đồ thị, ta cần xây dựng đường cong gia tốc nghịch 1/j = f(v) cho từng số truyền cao nhất của hộp số.Phần diện tích được giới hạn bởi đường cong 1/j, trục hoành và hại đoạn tung độ tương ứng với khoảng biến thiên vận tốc dv biểu thị thời gian tăng tốc của ô tô Tổng cộng tất cả các vận tốc này ta được thời gian tăng tốc từ vận tốc v 1 đến v 2 và xây dựng được đồ thị thời gian tăng tốc phụ thuộc vào vận tốc chuyển động t = f(v).

Giả sử ô tô tăng tốc từ tốc độ v 1 đến v 2 như đồ thị thì ô tô thì cần có 1 khoảng thời gian xác định bằng diện tích abcd

1.1.3.Bảng kết quả sau tính toán và đồ thị thời gian tăng tốc của ô tô.

Giống như cách tính thời gian tăng tốc chúng ta cũng có thể tính được quãng đường thông qua diện tích :S abcd

1.2.3.Bảng thông số sau tính toán và đồ thị quãng đường tăng tốc của ô tô.

+ Xác định quãng đường sau khi ô tô tăng tốc

1.3 Đồ thị quãng đường và thời gian tăng tốc của ôtô.

Độ biến thiên vận tốc khi chuyển số: ∆v=9,3.t l ѱ

Trong đó: t l – thời gian chuyển số, chọn t l = 1s

Ѱ – hệ số cản tổng cộng của đường

Quãng đường đi được trong thời gian chuyển số: ∆S=(v-4,7t l ѱ)t l

Trong đó: v - vận tốc tại thời điểm bắt đầu chuyển số

1.3.1.Bảng số liệu tính toán:

1 Bảng số liệu và đồ thị

17,75 8,22 63,97 1050,13

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 0.00

10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00

0.00 200.00 400.00 600.00 800.00 1000.00 1200.00 1400.00 1600.00

t(s) s(m)

Hình 7 Đồ thị Quãng đường và thời gian tăng tốc của ô tô trên từng tay số

1.3.2.Ứng dụng đồ thị.

Xác định thời gian và quãng đường tăng tốc của ô tô theo đồ thị tuy đơn giản nhưng thiếu chính xác , mặc dù có kể cả sự giảm vận tốc khi chuyển số Vì vậy nó chỉ có giá trị trong phạm vi lý thuyết ô tô, còn trong thực tế người ta phải kiểm nghiệm lại bằng các thí nghiệm với ô tô chuyển động trên đường

KẾT LUẬN

Đồ án môn học đã giúp em hiểu được một số vấn đề:

- Các thông số cơ bản của động cơ.

- Chất lượng động lực học cần thiết trong các điều kiện sử dụng khác nhau.

- Xác định được chế độ làm việc thích hợp nhất cho ô tô.

- Xác định được chỉ tiêu đánh giá chất lượng kéo của ô tô như:

+ Vận tốc lớn nhất.

+ Lực cản của các loại đường mà xe có thể khắc phục được.

+ Gia tốc lớn nhất của ô tô.

+ Quãng đường và thời gian tăng tốc của xe khi đạt giá trị max

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Lê Thị Vàng (2001), Hướng dẫn bài tập lớn môn học Lý thuyết ô tô máy kéo,

Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

[2]. Nguyễn Hữu Cẩn (2008), Lý thuyết ô tô máy kéo, NXB KHKT.

[3]. Ngô Hắc Hùng (2003), Lý thuyết ô tô, NXB Giao thông Vận tải.