BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ ĐỀ TÀI TÌM HIỂU XE Ô TÔ TOYOTA CAMRY 3.5Q 2011

- mg : trọng lượng của xe trong trường hợp không tải.Khi xe đứng yên, ta có - Tổng phản lực của mặt đường tác dụng lên bánh xe trước cân bằng với - Tổng phản lực của mặt đường tác dụng l

Giảng viên hướng dẫn: TS TRẦN HỮU NHÂN Sinh viên thực hiện Mã số sinh viên Điểm số

Thành phố Hồ Chí Minh – 2021

KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG

BÁO CÁO KẾT QUẢ LÀM VIỆC NHÓM VÀ BẢNG ĐIỂM

Môn: LÝ THUYẾT Ô TÔ (MSMH: TR2021)

Nhóm/Lớp: L02 Tên nhóm: 4 HK 211 Năm học 2021-2022

Đề tài

TÌM HIỂU XE Ô TÔ TOYOTA CAMRY 3.5Q 2011

ST

Họ và tên nhóm trưởng: Tô Nguyễn Trường Toàn, Số ĐT: 0905772612 Email: toan.toaek19@hcmut.edu.vn

MỤC LỤC

Trang

PHẦN 1 THÔNG SỐ KỸ THUẬT YÊU CẦU 3

PHẦN 2 NỘI DUNG TÍNH TOÁN 6

1 Tình toán kiểm tra động học 6

1.1 Trường hợp xe không tải 6

1.1.1 Xác định tọa độ trọng tâm xe 6

1.1.2 Tính ổn định dọc của ô tô 7

1.1.3 Bán kính quay vòng 12

1.1.4 Tính ổn định ngang của ô tô 13

1.2 Trường hợp xe toàn tải 19

1.2.1 Xác định tọa độ trọng tâm xe 19

1.2.2 Tính ổn định dọc của ô tô 20

1.2.3 Bán kính quay vòng 25

1.2.4 Tính ổn định ngang của ô tô 26

2 Tính toán kiểm tra động lực học 31

2.1 Tính toán động lực kéo của động cơ 31

2.1.1 Thông số hệ thống động lực học 31

2.1.2 Mô hình toán học cho hệ thống độc lực học 32

2.1.3 Tính toán động cơ 33

Đồ thị đường đặc tính ngoài của động cơ 34

Đồ thị lực kéo theo từng tay số 37

2.2 Tính toán kiểm tra động lực học phanh 37

2.2.1 Trường hợp xe không tải 39

2.2.2 Trường hợp xe toàn tải 40

2.2.3 Gia tốc khi phanh xe 40

2.2.4 Thời gian phanh 40

2.2.5 Quãng đường phanh 41

TÀI LIỆU THAM KHẢO 42

PHẦN 1 THÔNG SỐ KỸ THUẬT YÊU CẦU

- Lên trục trước:

- Lên trục giữa, sau

20 Dự trữ hành trình ở vận tốc

206,78 tại 6200vòng/phút

n1=3.3, n2=2.21, n3=1.52, n4=1.2, n5=0.88, n6=0.6, n lùi=3.7 Dẫn động cầu trước 4x2

PHẦN 2 NỘI DUNG TÍNH TOÁN

1 Tính toán kiểm tra động học

1.1 Trường hợp xe không tải (m=1570 kg)

Các thông số của xe

- mg : trọng lượng của xe trong trường hợp không tải.

Khi xe đứng yên, ta có

- Tổng phản lực của mặt đường tác dụng lên bánh xe trước cân bằng với

- Tổng phản lực của mặt đường tác dụng lên bánh xe sau cân bằng với

−2 Fz 1 L+mg a2=0

→ a2=2 F z 1 L

mg =

7848.2775 1570.9,81 ≈1414 (mm)

2 F z 2 L−mg a1=0

→ a1=2 F z 2 L

mg =

7553,7.2775 1570.9,81 ≈1361(mm)

1.1.2 Tính ổn định dọc của ô tô

a Góc giới hạn khi ô tô quay đầu lên dốc

Sơ đồ phân tích lực xe đứng yên, quay đầu lên dốc, phanh bánh trước (trường hợp không tải)

Trong đó:

- mg: trọng lượng của xe trong trường hợp không tải.

 Fx1 = 12 mgsinϕ (1)

∑⃗F z=0 => 2Fz1 + 2Fz2 – mgcosϕ = 0

 2Fz1 = mgcosϕ - 2Fz2 (2)

∑M y /C=0=> 2Fz2a2 – 2Fz1a1 – 2Fx1h = 0 (3)

Thế (1), (2) vào (3) => 2Fz2a2 – (mgcosϕ - 2Fz2)a1 – mghsinϕ = 0

b Góc giới hạn khi ô tô quay đầu xuống dốc

Sơ đồ phân tích lực xe đứng yên, quay đầu xuống dốc, phanh bánh trước (trường hợp toàn tải)

Trong đó:

- mg: trọng lượng xe trong trường hợp không tải.

Thế (1), (2) vào (3) => 2Fz2a2 – (mgcosϕ - 2Fz2)a1 + mghsinϕ = 0

Dựa vào sơ đồ ta có:

(R min+W )2+(l + g )2=R max2

Trong đó

- l: chiều dài cơ sở (mm )

1.1.4 Tính ổn định ngang của ô tô

a Ổn định ngang khi xe đứng yên trên đường nghiêng ngang

¿ >ϕ M=57,77 °

Vậy góc giới hạn để xe đứng yên ở trường hợp không tải trên đường nghiêng ngang là 38,66 °

 Thỏa QCVN 09 :2015/BGTVT

b Ổn định ngang khi xe chuyển động trên đường bằng, xe chuyển động thẳng đều

c Ổn định ngang khi xe chuyển động trên đường bằng, xe vào cua ở bán

Giả sử xe đang quay vòng tối đa về bên trái theo hình vẽ

F z 2= 1

2mg−F z 1 = 12mg - (12.

mg b 2 b1+b 2−

h w

<=> v2=gR b2

h

=> v = √gR b2

h =√9,81.5,5.785495 =9,2501m/s=33,3005 km/h

Vậy vận tốc nguy hiểm xe lật đổ khi quay vòng là9,2501 m/s hay 33,3005 km/h

1.2 Trường hợp xe toàn tải (m=2050 kg )

Các thông số của xe

1.2.1 Xác định toạ độ trọng tâm xe

Sơ đồ phân tích lực trường hợp xe đứng yên (toàn tải)

Trong đó

- a1: khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu trước.

Khi xe đứng yên, ta có

- Tổng phản lực của mặt đường tác dụng lên bánh xe trước cân bằng với

- Tổng phản lực của mặt đường tác dụng lên bánh xe sau cân bằng với

−2 Fz 1 L+mg a2=0

→ a2=2 F z 1 L

mg =

10987,2.2775 2050.9,81 ≈1516 (mm)

2 F z 2 L−mg a1=0

→ a1=2 F z 2 L

mg =

9123,3.2775 2050.9,81 ≈ 1259(mm)

1.2.2 Tính ổn định dọc của ô tô

a Góc giới hạn khi ô tô quay đầu lên dốc

Sơ đồ phân tích lực xe đứng yên, quay đầu lên dốc, phanh bánh trước (trường hợp toàn tải)

Trong đó:

- mg: trọng lượng của xe trong trường hợp toàn tải

∑⃗F z=0 => 2Fz1 + 2Fz2 – mgcosϕ = 0

 2Fz1 = mgcosϕ - 2Fz2 (2)

∑M y /C=0=> 2Fz2a2 – 2Fz1a1 – 2Fx1h = 0 (3)

Thế (1), (2) vào (3) => 2Fz2a2 – (mgcosϕ - 2Fz2)a1 – mghsinϕ = 0

Theo điều kiện lật : xe bắt đầu lật khi Fz1 = 0

"Trong điều kiện đầy tải và đường khô, khi chuyển động theo chiền tiến xe phảivượt được dốc có độ dốc 20% (12% đối với xe khách nối toa) Khi thử vượt dốc,

b Góc giới hạn khi ô tô quay đầu xuống dốc

Sơ đồ phân tích lực xe đứng yên, quay đầu xuống dốc, phanh bánh trước (trường hợp toàn tải)

1 QCVN 09:2015/BGTVT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường

đối với xe ô tô Truy cập từ https://www.mt.gov.vn/Images/FileVanBan/_QCVN09.signed.pdf

Trong đó:

- mg: trọng lượng xe trong trường hợp toàn tải

∑⃗F z=0 => 2Fz1 + 2Fz2 - mgcosϕ = 0

 2Fz1 = mgcosϕ – 2Fz2 (2)

∑M y /C=0=> 2Fz2a2 – 2Fz1a1 + 2Fx1h = 0 (3)

Thế (1), (2) vào (3) => 2Fz2a2 – (mgcosϕ - 2Fz2)a1 + mghsinϕ = 0

Theo điều kiện lật : xe bắt đầu lật khi Fz2 = 0

Bán kính quay vòng không phụ thuộc vào tọa độ trọng tâm xe, cho nên xe ở chế

độ không tải hay toàn tải đều có chung một giá trị bán kính ngoài vòng quay nhỏnhất và không gian cần thiết để quay Do đó theo mục 1.1.3:

R max=8226,93(mm)

∆ R=2726,93(mm)

1.2.4 Tính ổn định ngang của ô tô

a Ổn định ngang khi xe đứng yên trên đường nghiêng ngang

Với:

1 =b2=785 mm

μ y= 0,8

h=615 mm

Theo điều kiện trượt :F y 1=μ F z 1 F y 2=μ F z 2

¿ >ϕ M=51,92 °

Vậy góc giới hạn để xe đứng yên ở trường hợp toàn tải trên đường nghiêng ngang là 38,66 °

b Ổn định ngang khi xe chuyển động trên đường bằng, xe chuyển động thẳng đều

Giả sử xe đang quay vòng tối đa về bên trái theo hình vẽ.

b1+b2 (4)

h w

2 Tính toán kiểm tra động lực học

2.1Tính toán động lực học kéo của động cơ

2.1.2 Mô hình toán học cho hệ thống động lực học

Biểu thức công suất động cơ:

Biểu thức tốc độ góc của bánh xe chủ động theo tốc độ động cơ:

2.1.3 Tính toán cho động cơ

P e=0,3185 ωe+ 4,9054.10−4P2ω e2−7,5553.10−7P3ω e3(11).

T e=0,3185+4,9054 10−4ω e−7,5553.10−7P3ω e2(12)

Từ biểu thức (11) và (12) ta xây dựng được đồ thị đường đặc tính ngoài của

động cơ

Hình 1: Đồ thị đường đặc tính ngoài của động cơ.

2 )

Lực kéo tiếp tuyến của bánh xe chủ động của ô tô dùng để khắc phục lực cản: lực cản lăn, lực cản móc kéo, lực cản khí động lực học, lực quán tính, lực cản do

Froll là lực cản lăn: Froll = mg f0

Từ phương trình trên ta vẽ được đồ thị cân bằng lực kéo:

Hình 2: Đồ thị cân bằng lực kéo.

2.2Tính toán kiểm tra động lực học phanh

Trong đó

- l : chiều dài cơ sở Với l=a1+a2

Theo điều kiện trượt : F x 1=μ F z 1 F x 2=μ F z 2

2.2.3 Gia tốc khi phanh xe

Ta có : F x ≤ μ F z≤ ¿ma≤ μmg

¿ >a M=μg=0,8.9,81=7,848 m/s2

2.2.4 Thời gian phanh

Ta có : Thời gian phanh từ 50km/h về 0km/h

v=v0−at

¿ >t= v0

a M=

50 3,6.7,848≈ 1,77 s

2.2.5 Quãng đường phanh

Ta có : Quãng đường phanh từ 50km/h về 0km/h

Do 12,29(m)≤ 20(m) nên thỏa QCVN 09:2015

Bảng Hiệu quả phanh theo tiêu chuẩn QCVN 09:2015

1 Reza N Jazar, Vehicle Dynmics: Theory and Application

2 Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng an toàn kỹ thuật và bảo vệ môitrường đối với xe ô tô (QCVN 09:2015/BGTVT)