Xác định số cấp và tỷ số truyền các số trung gian của hộp Cân bằng công suất của ô tô; Cân bằng lực kéo của ô tô; Nhân tố động lực của ô tô khi đầy tải và khi tải trọng thay đổi; Thời gi
Trang 1ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG
-BÀI TẬP MÔN HỌC
LÝ THUYẾT Ô TÔ
Sinh viên thực hiện:Nguyễn Văn Nhân
Giảng viên phụ trách lớp học phần: TS.Nguyễn Việt Hải
Đà Nẵng – 2022
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Trang 2-o0o -BÀI TẬP MÔN HỌC LÝ THUYẾT Ô TÔ
Nhiệm vụ: TÍNH TOÁN SỨC KÉO Ô TÔ
1 Số liệu cho trước:
Sức cản lớn nhất của đường ô tô vượt được: 0.28
Lắp động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu: diesel
2 Yêu cầu:
2.1 Các nội dung chính thuyết minh và tính toán:
Xác định trọng lượng bản thân, trọng lượng toàn bộ và phân bố trọng lượng ô
tô Tính chọn lốp
Tính chọn động cơ và xây dựng đặc tính tốc độ của động
cơ Xác định tỷ số truyền của truyền lực chính
Xác định tỷ số truyền của số cao nhất của hộp số
Xác định số cấp và tỷ số truyền các số trung gian của hộp
Cân bằng công suất của ô tô;
Cân bằng lực kéo của ô tô;
Nhân tố động lực của ô tô khi đầy tải và khi tải trọng thay
đổi; Thời gian và quãng đường tăng tốc của ô tô
2.3 Hình thức: Theo mẫu quy định của Bộ môn.
Đà Nẵng, ngày 15 tháng 12 năm 2022Giảng viên phụ trách lớp học phần
Nguyễn Việt Hải
MỤC LỤC
2
Trang 31 Giới thiệu chung, nhiệm vụ tính toán thiết kế………4
1.1 Giới thiệu chung……… 4
1.2 Nhiệm vụ tính toán thiết kế……… 4
2 Tính toán thiết kế sức kéo………4
2.1 Xác định trọng lượng bản thân, trọng lượng toàn bộ, phân bố trọng lượng ô tô ……….4
2.2.1 Trọng lượng bản thân, trọng lượng toàn bộ………4
2.2 Tính chọn lốp……… 5
2.2.1 Xác định tải trọng thẳng đứng tĩnh của bánh xe bị động……… 5
2.2.2 Xác định chọn lốp xe……….6
2.3 Tính chọn động cơ và xây dựng đặc tính tốc độ của động cơ………6
2.4 Xác định tỉ số truyền của truyền lực chính………9
2.5 Xác định tỉ số truyền của số cao nhất của hộp số ………10
2.6 Xác định số cấp và tỉ số truyền các số trung gian của hộp số………11
2.7 Xác định trục bánh xe chủ động………12
2.8 Xây dựng các đồ thị cân bằng công suất, cân bằng lực, hệ số nhân tố động lực khi đầy tải và khi tải trọng thay đổi, đồ thị gia tốc………12
3
Trang 4Bài tập môn học Lý thuyết ô tô
1 Giới thiệu chung, nhiệm vụ tính toán thiết kế 1.1 Giới thiệu chung.
Tính toán sức kéo ôtô nhằm mục đích xác định các thông số cơ bản của động cơ, của
hệ thống truyền lực để đảm bảo chất lượng động lực học cần thiết của chúng trongcác điều kiện sử dụng khác nhau, phù hợp với các điều kiện đã cho của xe tải Từ đó
để xác định các chỉ tiêu để đánh giá chất lượng kéo của xe tải.Từ đó để xác định chỉtiêu đánh giá chất lượng kéo của xe tải như vận tốc lớn nhất, gia tốc lớn nhất,…Cácchỉ tiêu có thể tìm được khi giải phương trình chuyển động của xe tải
Vì kiến thức còn hạn chế vì vậy báo cáo sẽ có nhiều thiếu xót mong nhận sự đóng góp
ý kiến của thầy cô để báo cáo ngày hoàn chỉnh hơn
1.2 Nhiệm vụ tính toán thiết kế.
Xác định trọng lượng bản thân, trọng lượng toàn bộ và phân bố trọng lượng ô tô
-Tính chọn lốp
Tính chọn động cơ và xây dựng đặc tính tốc độ của động cơ
-Xác định tỷ số truyền của truyền lực chính
- Xác định tỷ số truyền của số cao nhất của hộp số.
- Xác định số cấp và tỷ số truyền các số trung gian của hộp số Xác định trục bánh xe
chủ động
- Xây dựng các đồ thị cân bằng công suất, cân bằng lực, hệ số nhân tố động lực khi
đầy tải và khi tải trọng thay đổi, đồ thị gia tốc
2 Tính toán thiết kế sức kéo
2.1 Xác định trọng lượng bản thân, trọng lượng toàn bộ, phân bố trọng lượng ô tô
2.1.1 Trọng lượng bản thân, trọng lượng toàn bộ.
2.1.1.1 Xác định trọng lượng xe tải.
- Dựa theo theo yêu cầu của đề là loại ôtô tải có tải trọng định mức là Q = 2500 kg,
ta chọn số liệu tham khảo của xe Huyndai Mighty N250
- Có trọng lượng xe là :Go = 1900 kg
- Các kích thước cơ bản:
4
Trang 5Bài tập môn học Lý thuyết ô tô
- Theo yêu cầu đề số người chở là n = 3 người kể cả người lái
- Chọn trọng lượng của bản thân là Gp = 60 Kg
- Ta chọn trọng lượng hành lí mỗi người là G1 = 25 Kg
2.1.1.3 Trọng lượng toàn bộ.
- Vậy trọng lượng toàn bộ của xe: G = 4655kg = 45649.95 N
2.1.1.4 Dự kiến phân bộ trọng lượng lên trục xe tải.
- Ta chọn hệ số phân bố tải trọng lên trục 2 là : - m2 = 0,71
+ Tải trọng phân bố cầu trước : Z1 = 0,29 G = 0,29 4655 = 1349.9 (Kg)
+ Tải trọng phân bố cầu sau : Z2 = 0,71 G = 0,71 4655 = 3305.05 (Kg)
Trang 6Bài tập môn học Lý thuyết ô tôTrong đó : Gb1 là tải trọng thẳng đứng tĩnh của bánh xe bị động.
+ 5.50 là độ rộng trung bình tiếp xúc của lốp xe với mặt đường (inch) (= 139.7mm )+ R13 là đường kính lazang (inch) (= 330.2mm )
Bán kính thiết kế của bánh xe:
Trang 7Bài tập môn học Lý thuyết ô tô
- Tên động cơ: D4CB,euro IV
- Công suất: 130 kW/ 3800 v/p
- Momen xoắn, tốc độ quay: 255 Nm/ 2000 v/p
b Xây dựng đường đặc tính tốc độ 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)
Hiệu suất truyền lực: ƞ tl = 0,82
Hệ số cản tổng cộng của đường: ψ max = 0,28
7
Trang 8Bài tập môn học Lý thuyết ô tô
- Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngoài:
+ Tính công suất của động cơ ở số vòng quay khác nhau: (sử dụng công thức
ledeman)
(1) → Ne = (Ne)max [a λ+ b λ2 − c λ3 ] (kW) Trong đó : - Ne max và nN – công suất cực đại của động cơ và số vòng quay tương
ứng
- Ne và ne : công suất và số vòng quay ở 1 thời điểm trên đường đặc
tính
Đối với động cơ diesel 4 kỳ a=0.5;b=1.5;c=1
+ Tính mômen xoắn của trục khuỷu động cơ ứng với số vòng quay ne khác nhau :
Trang 9Bài tập môn học Lý thuyết ô tô
Bảng 1:Bảng thể hiện mômen và công suất động cơ
Sau khi tính toán và xử lí số liệu ta xây dựng được đường đặc tính ngoài với Côngsuất Ne(KW) và Mômen xoắn Me(N.m):
350
120 300
100 250
80 200
Hình 1 Đồ thị đường đặc tính ngoài của động cơ
2.4 Xác định tỷ số truyền của truyền lực chính
Được xác định theo điều kiện đảm bảo cho ô tô chuyển động với vận tốc lớn nhất ở tay số cao nhất của hộp số, được xác định theo công thức:
Trang 109
Trang 11Bài tập môn học Lý thuyết ô tô
+ nemax = 3800 v/p: số vòng quay của trục khuỷu khi ô tô đạt vận tốc cực đại
+ ihn = 1: Tỷ số truyền của tay số cao nhất trong hộp số
+ ifc = 1: Tỷ số truyền của hộp phân phối chính +
2.5 Xác định tỷ số truyền của số cao nhất của hộp số
– Tỷ số truyền của tay số 1 được xác định trên cơ sở đẩm 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
Pk max – lực kéo lớn nhất của động cơ
Pψ max – lực cản tổng cộng của đường
ℎ1 ∗i
0 ∗η tl
Trang 12Bài tập môn học Lý thuyết ô tô
i ℎ1 ≤ m k ∗ G
φ ∗ ∗ φ ∗ ∗ r k
M e max i0 ƞ tl
Trong đó: + mk – hệ số lại tải trọng (mk =1,2)
+ Gφ – tải trọng tác dụng lên cầu chủ động
+ φ – hệ số bám của mặt đường (chọn φ = 0,8 : đường tốt)
2.6 Xác định số cấp và tỷ số truyền các số trung gian của hộp số
– 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:
n −1 i ℎ1
Trong đó: + n – số cấp trong hộp số (n = 6)
+ ih1 – tỷ sô truyền của tay số 1 (ih1 = 0.83)
+ ihn - tỷ số truyền của tay số cuối cùng trong hộp số (ih6 = 1)
1 = 0.96– Tỷ số truyền của tay số thứ i trong hộp số được xác định theo công thức sau:
ihi =
i
ℎ(i −1)
q
Trong đó: ihi – tỷ số truyền của tay số thứ i trong hộp số (i = 1; 2;…; n-1)
– Từ hai công thức trên, ta xác định được tỷ số truyền ở các tay số:
+ Tỷ số truyền của tay số 2:
+ Tỷ số truyền của tay số 3:
+ Tỷ số truyền của tay số 4:
+ Tỷ số truyền của tay số 5:
+ Tỷ số truyền của tay số 6:
– Tỷ số truyền của tay số lùi:
q 5 − 1
ih6 = 1
ihl = 1,2∗ih1 = 1,2∗0.83 = 0.996 (5)Kiểm tra tỷ số truyền của tay số lùi theo điều kiện bám:
P k lùi ≤ Pφ = mk.Gφ.φ
r k
Trang 13 i ℎl ≤ m k G φ φ r k
M emax i0 ƞ tl
11
Trang 14Bài tập môn học Lý thuyết ô tô
= 0.83
4 05.2242∗ 3.314 ∗ 0,82
Từ (5) + (6) → ihl =0.83
Tỷ số truyền tương ứng với từng tay số được thể hiện ở bảng sau:
a Phương trình cân bằng công suất và đồ thị cân bằng công suất của ôtô Phương
trình cân bằng công suất tại bánh xe chủ động:
Nk = Nf + Ni + Nj + NωTrong đó: Nk – công suất kéo ở bánh xe chủ động, được xác định theo
công thức:Nk = Ne – Nt = Ne.ɳt
Nf – công suất tiêu hao cho cản lăn
Ni – công suất tiêu hao cho lực cản lên dốc
Nj – công suất tiêu hao do lực cản quán tính khi tăng tốc
Nω – công suất tiêu hao cho cản không khí
- Công suất truyền đến các bánh xe chủ động khi kéo ở tay số thứ I được xác
Trang 15Bài tập môn học Lý thuyết ô tô
Bảng 2 Công suất của ô tô
Trên đồ thị Nk = f(v), dựng đồ thị ∑ N c theo bảng trên:
Trang 16Bài tập môn học Lý thuyết ô tô
Đồ thị cân bằng công suất của ô tô
140 120
80
Nk2 Nk3 60
Nk4 Nk5 40
Nk6 Nc 20
m/s
Hình 2 Đồ thị cân bằng công suất của ôtô
b Phương trình cân bằng lực kéo và đồ thị cân bằng lực kéo của ôtô.
- Phương trình cân bằng lực kéo của ô tô:
Pk = Pf + Pi + Pj + PωTrong đó: + Pk – lực kéo tiếp tuyến ở bánh xe chủ động
Trang 17Pf = G.f
cos α = G.f(do α =0) + Pi– lực cảnlên dốc
Lập bảng tính Pk theo công thức (a),(b) với từng tỉ số truyền
Bảng 4.Giá trị lực kéo ứng với mỗi tay số
Trang 18- Xét ô tô chuyển động trên đường bằng và không có gió Pc = fG + KFv²
Tổng lực kéo của ôtô phải nhỏ hơn lực bám giữa bánh xe và mặt đường:
15
Trang 19Bài tập môn học Lý thuyết ô tô
Pφ = z2.mk2.φTrong đó:
+ m k2 – hệ số phân bố lại tải trọng ở cầu sau( cầu sau chủ động m
- Nhân tố động lực học là tỷ số giữa hiệu số của lực kéo tiếp tuyến Pk và lực cản không khí Pω
với trọng lượng toàn bộ của ô tô Tỷ số này được ký hiệu là “D”:
P k − P w
P k −P ω
P i + P j + P f G ( f + i)+
G j δ j
Trang 20G r bx
v =2 π . n e r
bxi60 i0 i ℎi
16
Trang 21Bài tập môn học Lý thuyết ô tô
- Đồ thị nhân tố động lực học thể hiện mối quan hệ giữa D với tốc độ chuyển động v của ôtô khi
đủ tải và động cơ làm việc ở đường đặc tính tốc độ ngoài, D = f(v)
Tay số 1 Tay số 2 Tay số 3 Tay số 4 Tay số 5 Tay số 6
tố động lực học
Bảng 7 Nhân tố động lực học theo điều kiện bám
17
Trang 22Bài tập môn học Lý thuyết ô tô
+ f, i – hệ số cản lăn và độ dốc của đường
+ ji – gia tốc của ôtô ở tay số thứ i
+ δ j là hệ số kể đến ảnh hưởng của các khối lượng chuyển động quay
dj 1.208366605 1.221838764 1.236456992 1.252318784 1.269529931 1.28820522
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
Trang 2318
Trang 24Bài tập môn học Lý thuyết ô tô Khi ô tô chuyển động với
vận tốc v>22 m/s thì f=f0*(1+ 1500v² )
14.37 16.42 Tay
- Lập bảng tính toán các giá trị ji theo vi ứng với từng tay số:
Bảng 9 Giá trị gia tốc ứng với mỗi tay số
- Từ kết quả bảng tính, xây dựng đồ thị j = f(v):
Trang 2519
Trang 26Bài tập môn học Lý thuyết ô tô
j3 j4 0.200
j5 j6 0.100
3 Kết luận, tổng hợp kết quả tính toán thiết kế:
Bảng - Tính năng kỹ thuật ô tô
Trang 2720
Trang 28Bài tập môn học Lý thuyết ô tô
- Nhãn hiệu, kiểu:
- Số vòng quay ở chế độ phát công suất lớn nhất: [v/ph] 3800
Bảng - Các thông số đã chọn để tính toán sức kéo ô tô
Thông số Đơn vị Khoảng giá trịthường gặp Giá trịchọn Tài liệu tham khảo
Về kích thước ô tô, liên quan tính lực cản khí động:
[1]
[1]
Về phân bố trọng lượng ô tô:
Trang 2921
Trang 30Bài tập môn học Lý thuyết ô tô
[2]
Về lốp xe:
Về hệ thống truyền lực:
Về dẫn động các trang thiết bị phụ của động cơ, ô tô:
TÀI LIỆU THAM KHẢO
22