Đồ án lý thuyết ô tô1

MỤC LỤC MỤC LỤC 1 LỜI NÓI ĐẦU 2 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỒ ÁN 3 I Những dữ liệu cho theo thiết kế phác thảo 3 II Những thông số chọn và tính chọn 3 CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN SỨC KÉO CỦA Ô TÔ 4 A CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGOÀI CỦA ĐỘNG CƠ 4 B TÍNH CHỌN TỈ SỐ TRUYỀN CỦA CẦU CHỦ ĐỘNG 7 C XÁC ĐỊNH TỈ SỐ TRUYỀN CỦA HỘP SỐ 7 D XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT CỦA Ô TÔ 9 E XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÂN BẰNG LỰC KÉO 14 F XÂY DỰNG ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH ĐỘNG LỰC HỌC 18 G XÂY DỰNG ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH TĂNG TỐC.

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

LỜI NÓI ĐẦU 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỒ ÁN 3

I/ Những dữ liệu cho theo thiết kế phác thảo 3

II/ Những thông số chọn và tính chọn 3

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN SỨC KÉO CỦA Ô TÔ 4

A/ CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGOÀI CỦA ĐỘNG CƠ 4

B/ TÍNH CHỌN TỈ SỐ TRUYỀN CỦA CẦU CHỦ ĐỘNG 7

C/ XÁC ĐỊNH TỈ SỐ TRUYỀN CỦA HỘP SỐ 7

D/ XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT CỦA Ô TÔ 9

E XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÂN BẰNG LỰC KÉO: 14

F/ XÂY DỰNG ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH ĐỘNG LỰC HỌC: 18

G/ XÂY DỰNG ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH TĂNG TỐC CỦA Ô TÔ 20

CHƯƠNG 3 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 26

TÀI LIỆU KHAM KHẢO 27

LỜI NÓI ĐẦU

Trong thời đại đất nước đang trên con đường công nghiệp hóa hiện đại hóa, từng bước phát triển đất nước Trong xu thế cảu thời đại khoa học kỹ thuật cảu thế giới ngày một phát triển cao Để hòa chúng với sự phát triển đó, đất nước ta đã có chủ trương phát triển một số ngành mũi nhọn, trong đó

có ngành cơ khí Để thực hiện được chủ trương đó đòi hỏi đất nước cần phải có cán bộ, công nhân

kỹ thuật có trình độ, tay nghề cao

Khi đang là sinh viên trong trường Đại Học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải, chúng em được thực hiện một bài tập lớn :” Tinh toán động lực học ô tô” Đây là một điều kiện tốt cho chúng em có cơ hội xâu chuỗi kiến thức mà chúng emđã được học tại trường

Trong quá trình tính toán chúng em đã được sự quan tâm chỉ dẫn, sự giúp ddwox nhiệt tình của giáo viên hướng vẫn bộ môn là thầy Vũ Thế Truyền Tuy vậy vẫn không thể tránh khỏi những hạn chế thiết sót trong quá trình tính toán

Để hoàn thành tốt và khắc phục những hạn chế và thiếu sót, chúng em rất mong sự đống góp ý kiến,

sự giúp đỡ của thầy giáo bộ môn

Em xin chân thành cảm ơn

Thái Nguyên ngày 20 tháng 4 năm 2017

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Quốc Hưng

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỒ ÁN

NHỮNG THÔNG SỐ BAN ĐẦU VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH CHỌN

I/ Những dữ liệu cho theo thiết kế phác thảo

+ Loại xe : Xe tải nhẹ Mitsubisi Canter 4x2

+ Loại hệ thống truyền lực : Cơ khí

+ Loại động cơ : Động cơ Diesel 4D34 – 2AT5

4 xylanh thẳng hàng, phun nhiên liệu trực tiếp, làm mát bằng nước.+ D x S : (mm)

Theo bảng 1.2 ta có KG = 1

 Go = GC = 1600 (kg)

2 Hệ số cản lăn

f = fo (1 + v2/1500) = (1 + v2/1500) = 0,02.(1 + 30,562/1500)

= 0.033

3 Hệ số dạng khi động học K, nhân tố cản khi động học W và diện tích cản chính diện F

Chọn tham khảo xe Misubishi Canter 4.7 LW

F = m B H = 1 1,87 2,055 =3,84 m2

B – Chiều rộng cơ sở của ô tô (m)

H – Chiều cao toàn bộ của ô tô (m)

m – Hệ số điền đầy

4 Hiệu suất của hệ thống truyền lực, chọn theo loại tô tô

ηt = 0,9

5 Tính chọn trọng lượng toàn bộ của ô tô và chọn lốp xe

Trọng lượng xe đầy tải: G = Go + A.n + Gh

= 1600 + 3.65 + 1600 = 3395 (kg)Tính chọn lốp xe và bán kính làm việc trung bình:

Gb = Gi/nbi Chọn kích thước lốp: 7R16 12PR

ro = (B + d/2) 25,4 = ( 7 + 16/2) 25,4 = 381 (mm) = 0,381 (m)

Chọn lốp có áp suất thấp, hệ số biến dạng: λ = 0,93

rb = λ ro = 0,93 0,381 = 0,35 (m)

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN SỨC KÉO CỦA Ô TÔ

A/ CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGOÀI CỦA ĐỘNG CƠ

1 Xác định NVmax của động cơ ở chế độ vận tốc cực đại Vmax của ô tô:

NVmax = (G.ᴪVmax Vmax + K.F.Vmax3) / (1000.ηt)

Trong đó: ѱmax = fmax + imax = 0,04 + 0,3 = 0,34

G- Tổng trọng lượng của ô tô 3395 (kg)Vmax - vận tốc lớn nhất của ô tô 110 (km/h) = 30,56 (m/s)

K – hệ số cản khí động học, chọn K = 0,6 (Ns2/m2)

F – Diện tích cản chính diện F= 1,87 2,055 =3,84 m2 ηt – Hiệu suất của hệ thống truyền lực, ηt = 0,9

f – hệ số cản lăn của đường ( f = 0.033)NVmax = (3395 0,34 30,56 + 0,6 3,84 30,563)/ (1000.0,9) = 112,26 (kW)

Đây là công suất thỏa mãn điều kiện khi thiết kế nhưng khi lắp trên ô tô có thêm các bộ phận khác, mặt khác để tăng khả năng thắng sức cản đột xuất trong quá trình chuyển động thì ta phải chọn công suất cao hơn 15 – 20% so với công suất trong quá trình tính toán nên ta chọn:

NV = 112,26 + 112,26.20% = 134,7 (kW)

2 Chọn động cơ và xây dựng đường đặc tính ngoài của cộng cơ

a Xây dựng đường đặc tính ngoài lý tưởng

Nemax = NV/[a.(nV/nN) + b(nV/nN)2 – c(nV/nN)3] (kW)

Trong đó: Nemax và nN là công suất cực đại và số vòng quay tương ứng

+ Ne, ne – Công suất và số vòng quay ở 1 điểm trên đường đặc tính của động cơ và khi đó nN = nV

Ne = Nemax [a(ne/nN) + b(ne/nN)2 - c(ne/nN)3]

K = a(ne/nN) + b(ne/nN)2 - c(ne/nN)3

λ = ; Các đại lượng ne, nN đã biết

- Tính momen xoắn của trục khuỷu động cơ ứng với vòng quay

Me = (N.m)

Ta thành lập được bảng tính các giá trị ( Me, Ne, ne/nN, K) dựa vào số vòng quay của ne

Ne Me

Đồ thị đường đặc tính ngoài của động cơ

B/ TÍNH CHỌN TỈ SỐ TRUYỀN CỦA CẦU CHỦ ĐỘNG

i0 =

rb = 0,34 (m) – Bán kính động lực học của bánh xe (m)

ihn = 1 – Tỷ số truyền của tay số cao nhất

Vmax = 30,56 m/s – Vận tốc lớn nhất của ô tô

nV – Số vòng quay của ô tô khi đạt tốc độ lớn nhất

ipc = 1 – Tỷ số truyền của hộp ố phụ ở số cao

 i0 = = 3,48

C/ XÁC ĐỊNH TỈ SỐ TRUYỀN CỦA HỘP SỐ

1 Tỉ số truyền của hộp số ở tay số 1 (ih1)

- Tỉ số truyền ở tay số 1 được xác định trên cơ sở đảm bảo khắc phục sức cản lớn nhất của mặt đường mà xe không bị trượt :

PKmax > Pѱmax

Do đó ih1 được xác định theo điều kiện cản của truyển động

ih1 =

Trong đó:

+ Ga = 0,4.G = 0,4.3395 = 1358 (kg) Tải trọng phân bố lên cầu trước

+ = fmax + imax = 0,04 + 0,3 = 0,34 là hệ số cản của đường

xe chủ động) PKmax < P

ih1 ≤

Trong đó: = 06 ÷ 0,8 Hệ số bám cực đại giữa lốp và đường

Chọn = 0,6+ Gb = 0,6.G = 0,6.3395 = 2037(kg): Tải trọng phân bố lên cầu sau

+ m: Hệ số phân bố tải trọng lên cầu chủ động

m = 1,1 ÷ 1,2 Cầu chủ động trước chọn m = 1,1Thay số vào ta có:

1,16 ≤ = 3,386

 Thỏa mãn điều kiện Vậy ta chọn ih1 = 1,16

2 Tỉ số truyền của các tay số trung gian

Ta xác định tỷ số truyền ở tay số trung gian theo phương pháp cấp số nhân:

1 1

hm

n m n

h

ih2 =

3 4 1

i

= 1,12 ih3 =

2 4 1

i

= 1,08 ih4 = 4 i1

≥ ipt ≥ Trong đó: = f + tg (29 ÷ 32o) = 0.033+ tg29o = 0,6

= 0,2 ÷ 0,4 Hệ số bám trên đường lầy lội

 ≥ ipt ≥

 4,76 ≥ 4,4 ≥ 2,05 => Thỏa mãn điều kiện

Vận tốc nhỏ nhất của ô tô khi gài số phụ thấp:

Vmin = = = 1,19 (m/s)

 Thỏa mãn Vmin = ( 0,83 ÷ 1,39) (m/s)

D/ XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT CỦA Ô TÔ

1 Phương trình cân bằng công suất của ô tô

Ne = Nr + Nf + NW  Ni  Nj + Nmk + N0Trong đó:

+ Ne - công suất phát ra của động cơ

+ Nr = Ne (1 – t) - công suất tiêu hao do ma sát trong hệ thống truyền lực.+ Nf = GfVcos /1000 - công suất tiêu hao để thắng lực cản lăn(kW).+ Ni = GVsins /1000 - công suất tiêu hao để thắng lực cản dốc(kW).+ N = KFV3 /1000 - công suất tiêu hao để thắng lực cản không khí(kW)

+ Nj = (G/g) i.J.V/1000 - công suất tiêu hao để thắng lực cản quán tính(kW).

( i =1,05+0,05i2 hi ,J là gia tốc của ô tô )

+ NmK = PmK.V/1000 - công suất tiêu hao để thắng lực cản ở moóc kéo, kW

+ N0 = 0,1047 M0 n0 – công suất tiêu hao do các bộ phận thu công suất, kW

Trong điều kiện đường bằng, xe chạy ổn định, không kéo moóc và không trích công suất, sự cân bằng công suất được tính:

Ne = Nr + Nf + NW + Nd = Nf + NK Trong đó:

+ Nd = N0Ni Nj+ NmK là công suất dự dùng để leo dốc, truyền công suất ô tô làm việc ở các giá trị này

+ NK: Công suất kéo của ô tô ở bánh xe chủ động được tính :

NK = Ne – Nr = Ne t = Nf + N + Nd Xác định vận tốc của xe tại các tay số theo công thức sau:

Đồ thị cân bằng công suất

E XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÂN BẰNG LỰC KÉO:

1 Phương trình cân bằng lực kéo của ô tô

PK = Pf Pi + P Pj + PmTrong đó: Pf = f.G.cos (N) - lực cản lăn

Trong đó : n : số lượng kéo moóc theo ô tô

Q : trọng lượng toàn bộ của một moóc  :hệ số cản tổng cộng của đường

Lực kéo bánh xe chủ động PK được tính:

PK = (N) C1 = (N) : hằng số tính toán Điều kiện chuyển động: Xe chạy trên đường bằng(  ), đầy tải, không kéo moóc, không trích 0công suất

21,05 0,05

Pf + Pw

* Tay số 1:

Pk1 3499.84 3960.31 4328.71 4605.03 4789.28 4881.36 4881.36 4789.28 4605.03Pω1 63.99 143.79 255.47 399.02 575.17 782.59 1021.88 1293.04 1597.29

* Tay số 2:

Pk2 3379.15 3823.75 4179.44 4446.24 4624.13 4713.03 4713.03 4624.13 4446.24Pω2 68.43 154.17 274.24 428.03 616.66 839.64 1095.96 1387.5 1713.38

* Tay số 3:

Pk3 3258.47 3687.18 4030.18 4287.44 4458.99 4544.71 4544.71 4458.99 4287.44Pω3 73.81 165.68 294.72 460.66 663.51 902.35 1178.87 1492.31 1842.64

* Tay số 4:

Pk4 3137.78 3550.62 3880.91 4128.65 4293.84 4376.39 4376.39 4293.84 4128.65Pω4 79.39 178.83 318.1 496.52 715.31 972.98 1271.3 1609.45 1986.07

* Tay số 5:

Pk5 3017.1 3414.06 3731.64 3969.85 4128.69 4208.07 4208.07 4128.69 3969.85Pω5 86.01 193.32 344.05 537.23 773.27 1053.17 1375.08 1739.87 2148.92

Đồ thị đặc tính động lực học D

G/ XÂY DỰNG ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH TĂNG TỐC CỦA Ô TÔ

1 Đồ thị gia tốc của ô tô

Gia tốc của ô tô khi chuyển động không ổn định được tính như sau:

(Trong đó : D là nhân tố động lực học  là hệ số cản tổng cộng của mặt đường

g = 9,8 (m/s2) là gia tốc trọng trường

I là hệ số tính đến ảnh hưởng của các khối lượng quay,

Khi tính gia tốc trên đường bằng (đường không có độ dốc, i=0);  = f

i: hệ số tính đến ảnh hưởng của các khối lượng quay, có thể tính theo công thức kinh nghiệm: i = 1,05 + a

Chọn a = 0,05 => i 1, 05 0,05 i h2

Vì D là hàm số của vận tốc, nên j cũng là một hàm tương tự, ở các số truyền khác nhau Theo từng vận tốc, ta lập được bảng tính toán Từ các số liệu của bảng này, lập đồ thị gia tốc j = f(V) và gia tốc ngược 1/j = f (V), đồ thị gia tốc ngược sẽ dùng để tính thời gian và quãng đường tăng tốc

Đồ thị gia tốc của ô tô

Đồ thị gia tốc ngược

2 Đồ thị thời gian và quãng đường tăng tốc

a) Thời gian tăng tốc được tính

F1+F2+F3+

F4+ F5Thời gian tăng tốc t

16,36 ÷ 19,79

19,79 ÷ 23,49 23,49 ÷ 27,5

10,53 ÷ 16,36

16,36 ÷ 19,79

19,79 ÷ 23,49

23,49 ÷ 27,5

- Xác định sơ bộ các thong số kết cấu cảu ô tô

- Xác định được chế độ hợp lý nhất của ô tô

- Xác định tính năng động lực học ô tô ở các chế dộ khác nhau

- Xác định tốc độ ô tô ở từng vùng tay số khác nhau

- Xác định được thời gian quãng đường tang tốc của ô tô

- Do việc nghiên cứu tinhs toán chất động lực học cảu xe chỉ trên phương diện lý thuyết vì vậy cần phải được kiểm nghiệm bằng phương pháp thực nghiệm

- Tiếp tục nghiên cứu và hoàn thiện tính năng động lực học các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, mở rộng phương án nghiên cứu đến các ảnh hưởng khác

TÀI LIỆU KHAM KHẢO

-Sách, giáo trình chính:

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

- Sách tham khảo:

Cao Trọng Hiền, Đào Mạnh Hùng (2010), Lý thuyết ô tô , NXB GTVT

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

Reza N.Jazar (2008), Vehicle Dynamics Theory and Application, Springer Science + Business

Media LLC