ĐỒ ÁN LÝ THUYẾT Ô TÔ Camry 3 0 2004

LỜI NÓI ĐẦU Trong thời đại đất nước đang trên còn đường phát triển Công nghiệp hóa – Hiện đại hóa, từng bước phát triển đất nước.Trong xu thế của thời đại khoa học kỹ thuật của thế giới ngày một phát triển cao. Để hòa chung với sự phát triển đó đất nước ta đã có chủ chương phát triển một số ngành mũi nhọn, trong đó đòi hỏi đất nước cần có đội ngũ cán bộ, công nhân kỹ thuật, kỹ sư có trình độ, tay nghề cao. Nắm bắt được điều đó trường Đại học Công nghệ GTVT đã không ngừng phát triển nâng cao chất lượng đào tạo đội ngũ cán bộ, công nhân có tay nghề và trình độ cao mà còn đào tạo với số lượng đông đảo.

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 4

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU ĐỒ ÁN 5

1.1 Đường đặc tính ngoài của động cơ đốt trong 5

1.2 Đồ thị cân bằng lực kéo 5

1.3 Đồ thị nhân tố động lực học 5

1.4 Đồ thị cân bằng công suất 5

1.5 Đồ thị gia tốc 5

1.6 Đồ thị gia tốc ngược của ô tô 6

1.7 Đồ thị xác định thời gian tăng tốc của ô tô 6

1.8 Đồ thị thời gian và quãng đường tăng tốc ô tô 6

1.9 Đồ thị quãng đường tăng tốc của ô tô 6

CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC 8

2.1 Đường đặc tính ngoài của động cơ đốt trong 8

2.1.1 Khái niệm 8

2.1.2: Công thức tính 10

2.1.3 Bảng số liệu và đồ thị 10

2.1.4 Ứng dụng của đồ thị 10

2.2 Đồ thị cân bằng lực kéo 11

2.2.1 Khái niệm 11

2.2.2 Công thức tính 11

2.2.3 Bảng thông số tính toán và đồ thị 12

2.2.4 Ứng dụng đồ thị 14

2.3 Đồ thị nhân tố động lực học 14

2.3.1 Khái niệm 14

2.3.2 Đồ thị 14

2.3.3 Bảng số liệu tính toán và vẽ đồ thị 15

2.3.4 Ứng dụng của đồ thị 17

2.4 Đồ thị cân bằng công suất 17

2.4.1 Khái niệm 17

2.4.2 Xây dựng đồ thị cân bằng công suất: 17

2.4.3 Bảng số liệu tính toán và vẽ đồ thị 17

2.4.4 Ứng dụng đồ thị 19

2.5 Đồ thị gia tốc 20

2.5.1 Khái niệm 20

2.5.2 Công thức tính 20

2.5.3 Bảng số liệu và đồ thị 20

2.5.4 Ứng dụng đồ thị 21

2.6 Đồ thị gia tốc ngược 22

2.6.1 Khái niệm 22

2.6.2 Công thức tính 22

2.6.3 Bảng giá trị sau tính toán và đồ thị 22

2.6.4 Ứng dụng đồ thị 23

2.7 Đồ thị xác định thời gian và quãng đường tăng tốc của ô tô 23

2.7.1 Đồ thị xác định thời gian tăng tốc 23

2.7.1.1 Khái niệm 23

2.7.1.3 Bảng kết quả sau tính toán và đồ thị 24

2.7.1.4 Ứng dụng đồ thị: Xác định thời gian tăng tốc của ô tô 25

2.7.2 Đồ thị xác định quãng đường tăng tốc của ô tô 25

2.7.2.1 Khái niệm 25

2.7.2.2 Công thức tính 25

2.7.2.3 Bảng thông số sau tính toán và đồ thị 26

2.7.2.4 Ứng dụng đồ thị 27

2.7.3 Đồ thị quãng đường và thời gian tăng tốc của ôtô 27

2.7.3.1 Công thức tính 27

2.7.3.2 Ta có bảng số liệu : 27

2.7.3.3 Đồ thị 29

2.7.3.4 Ứng dụng đồ thị : 29

KẾT LUẬN 30

Tài liệu tham khảo: 31

LỜI NÓI ĐẦU

Trong thời đại đất nước đang trên còn đường phát triển Công nghiệp hóa –Hiện đại hóa, từng bước phát triển đất nước.Trong xu thế của thời đại khoa học kỹthuật của thế giới ngày một phát triển cao Để hòa chung với sự phát triển đó đấtnước ta đã có chủ chương phát triển một số ngành mũi nhọn, trong đó đòi hỏi đấtnước cần có đội ngũ cán bộ, công nhân kỹ thuật, kỹ sư có trình độ, tay nghề cao Nắm bắt được điều đó trường Đại học Công nghệ GTVT đã không ngừng pháttriển nâng cao chất lượng đào tạo đội ngũ cán bộ, công nhân có tay nghề và trình

độ cao mà còn đào tạo với số lượng đông đảo

Khi đang là một sinh viên trong trường chúng em đước thực hiện rất nhiều đồ

án trong đó có “ Đồ án Lý thuyết ô tô” Đây là một điều kiện rất tốt cho chúng em

xâu chuỗi lại những kiến thức mà chúng em đã đước học học tại trường, bước đầutiếp xúc làm quen với công việc tính toán thiết kế ô tô

Trong quá trình tính toán chúng em đã được sự quan tâm chỉ dẫn, sự giúp đỡ nhiệttình của giảng viên hướng dẫn bộ môn Tuy vậy nhưng không thể tránh khỏi nhữnghạn chế, thiếu sót trong quá trình thực hiện tính toán trong đồ án

Để hoành thành tốt, khắc phục những hạn chế và thiếu sót chúng em rất mong

được sự góp ý kiến, sự giúp đỡ tận tình của giảng viên Trần Ngọc Vũ và các bạn

để sau này khi ra trường bắt tay vào công việc, quá trình công tác của chúng emđược thành công một cách tốt nhất

Em xin chân thành cảm ơn !

Sinh viên thực hiện

Giang

Nguyễn Văn Giang

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU ĐỒ ÁN

Đối tượng nghiên cứu :

Tính toán và xây dựng đồ thị động lực học của xe Camry 3.0-2004

Mục tiêu nghiên cứu: Nhằm hiểu biết, tìm hiểu một cách khoa học về thông số kỹ

thuật ô tô để từ đó vận dụng vào tính toán đồ án môn học lý thuyết ô tô, trong bảo

BẢNG THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA ÔTÔ

(Camry 3.0-2004)

2.1.2 Công thức tính

- Các điều kiện cho trước:

+ Loại động cơ : Xăng

+ Công suất có ích lớn nhất: Nemax = 212 (HP) = 158,2 (KW)

+ Số vòng quay khi đạt công suất có ích lớn nhất(Nemax ): nN = 5800 (v/p)

+ Mômen xoắn có ích lớn nhất: M emax = 30 (KGm) = 30 x 9,81 = 294,3 (Nm)

+ Số vòng quay đạt mômen xoắn có ích lớn nhất: nM = 4400 (v/p)

 Nemax , nN – là công suất cực đại của động cơ và số vòng quay ứng với nó

 a , b , c – là các hệ số thực nghiệm, với động cơ xăng 4 kỳ : a=b=c=1 + Tính Me : sau khi tính được Ne , ta áp dụng công thức:

215 là bề rộng (B) của lốp (mm)

55 là tỉ lệ % giữa H (độ dày) và B( bề rộng)

R là cấu trúc của lốp ( Radian)

17 là đường kính (d) của vành bánh xe (inch) = 432 (mm)

Trong đó :

i0 : tỉ số truyền lực chính

ihn : tỉ số truyền của hộp số ở số truyền cao nhất

ipc : tỉ số truyền ở hộp của hộp số phụ hay hộp số phân phối ở số cao

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 00

20 40 60 80 100 120 140

00 50 100 150 200 250 300 350

Đồ thị đường đặc tính ngoài của động cơ

ηt : hiệu suất của hệ thống truyền lực

chọn ηtl =0,9 (bảng 1.4 Bài giảng lý thuyết ô tô)

Xét ô tô chuyển động trên mặt đường nằm ngang (α =0) và không có mooc kéo thì phương trình cân bằng lực kéo dược biểu thị như sau :

Bảng 2.Giá trị lực kéo ứng với mỗi tay số

- Tổng lực kéo của ôtô phải nhỏ hơn lực bám giữa bánh xe và mặt đường:

Pϕ

Pc Pk5

Hình 2: Đồ thị cân bằng lực kéo 2.2.4 Ứng dụng đồ thị

- Sử dụng đồ thị cân bằng lực kéo của ô tô có thể xác định được các chỉ

- Xác định vmax

- Vượt độ dốc

- Xác định lực cản ( hay hệ số cản lăn ứng với vận tốc chuyển động của ô

tô ứng với mỗi vận tốc của ô tô ta có một hệ số cản lăn khác nhau )

Pk : Lực kéo tiếp tuyến tại bánh xe chủ động

itl : Tỷ số truyền của hệ thống truyền lực

- Nhân tố động lực học bị giới hạn bởi điều kiện bám của bánh xe:

D =

Trong đó: Dφ : là nhân tố động lực học của ô tô theo điều kiện bám

G : là tải trọng toàn bộ của ô tô

Pφ : là lực cản của không khí

Để ô tô chuyển động không bị trượt: D  D 

2.3.2 Đồ thị

Dựng hệ trục tọa độ Đề- các vuông góc

+ Trục tung biểu diễn các trị số nhân tố động lực học D

+ Trục hoành biểu diễn vận tốc của ô tô

+ Trên đồ thị biểu diễn đường cong D1 , D2 , D3 , D4 , D5 ứng với các tay số 1, 2, 3,

4, 5

+ Trên đồ thị biểu diễn đường thẳng f = 0,015 đã chọn

+ Đường Dφ là đường biểu diễn nhân tố động lực học theo điều kiện bám, là đườngsong song với trục hoành

Các giá trị của Dφ được xác định theo công thức:

- Đồ thị tia nhân tố động lực học khi tải trọng thay đổi

- Những đường đặc tính động lực học của ô tô lập ra ở góc phần tư bên phảicủa đồ thị tương ứng với trường hợp ô tô có tải trọng đầy, còn góc phần tưbên trái của đồ thị, ta vạch từ gốc toạ độ nhưng tia làm với trục hoành cácgóc  khác nhau mà :

tg = D/ Dx = Gx/G ;Như vậy mỗi tia ứng với một tải trọng Gx nào đó tính ra phần trăm so với tải trọngđầy của ô tô

Trong trường hợp Gx = G thì tg = 1, lúc này tia làm với trục hoành một góc

= 450, các tia có  > 450 ứng với Gx > G (khu vực quá tải), các tia có  < 450 ứngvới Gx < G (khu vực chưa quá tải)

- Nhân tố động học theo điều kiện bám được xác định như sau :

2

w k .

P P m G K F V D

Trong đó: Dφ : là nhân tố động lực học của ô tô theo điều kiện bám

G : là tải trọng toàn bộ của ô tô

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20

f

Dϕ

D5

% quá tải

- Xác định vận tốc lớn nhất của ô tô v max, giá trị này có đước khi ô tôchuyển động ở số truyền cao nhất của hộp số và động cơ làm việc ở chế

- Dùng đồ thị để giải các bài toán về động lức học của ô tô

2.4 Đồ thị cân bằng công suất

Bảng 6: Công suất kéo các tay số

Trên đồ thị Nk = f(v), dựng đồ thị ∑N c theo bảng trên:

– Xét ôtô chuyển động trên đường bằng:

∑N c = Nf + Nw

 ∑N c = G.f.v +K.F.v3 – Lập bảng tính ∑N c

Bảng 7: Công cản của ô tô ứng với mỗi tay số

0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.000.00

- 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 độkhác 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 vềđộng 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 truyề hợp lý

2.5 Đồ thị gia tốc

2.5.1 Khái niệm

Trong quá trình chuyển động của ô tô thì thời gian chuyển động đều chỉ chiếmmột 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 vàphanh chiếm (30÷40%) tổng thời gian chuyển động của ô tô

δ i– hệ số tính đến ảnh hưởng của các khối lượng vận động quay;

Hệ số δ i có thể xác định theo công thức kinh nghiệm sau :

δ i= 1,05 + 0,05 i hi2

D - Nhân tố động lực học của ô tô

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

0 0.4 1 0.01 6 2.2 9 18.5 1 0.2 2 0.01 8 1.5 7 28.4 0 0.1 3 0.02 3 0.8 9 36.8 2 0.0 8 0.02 9 0.4 1 46.1 6 0.03 0.03 6 0.07 12.0

-4 0.4 1 0.01 6 2.2 8 20.8 2 0.2 2 0.01 9 1.5 4 31.9 5 0.1 2 0.02 5 0.8 1 41.4 3 0.0 6 0.03 2 0.2 8 51.9 3 0.01 0.04 2 0.28 13.5

- Dùng đồ thị này để xác định thời gian và quãng đường tăng tốc của ô tô

2.6 Đồ thị gia tốc ngược

2.6.1 Khái niệm

Thời gian và quãng đường tăng tốc của ôtô là những thông số quan trọng

để đánh giá chất lượng động lực học của ôtô Ta sử dụng đồ thị gia tốccủa ôtô để xác định 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

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

- Lập bảng tính giá trị 1Jtheo v

2.6.3 Bảng giá trị sau tính toán và đồ thị

Bảng 9 Giá trị 1/j ứng với từng tay số

- Dùng để xác định: + Quãng đường tăng tốc

+ Thời gian tăng tốc

2.7 Đồ thị xác định thời gian và quãng đường tăng tốc của ô tô

2.7.1 Đồ thị xác định thời gian tăng tốc

+) 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 bộ t i=∑

i=1

n

F i

Vì tích phân này không giải được bằng phương pháp giải tích do đó không có quan

hệ phụ thuộc chính xác về giải tích giữa gia tốc và vận tốc chuyển động v củachúng Nhưng tích phân này có thể giải bằng đồ thị dựa vào đồ thị của ô tô j = f(v)

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 nhấtcủa hộp số.Phần diện tích được giới hạn bởi đường cong 1/j, trục hoành và hạiđoạn tung độ tương ứng với khoảng biến thiên vận tốc dv biểu thị thời gian tăngtốc của ô tô Tổng cộng tất cả các vận tốc này ta được thời gian tăng tốc từ vận tốc

v1 đến v2 và xây dựng được đồ thị thờigian tăng tốc phụ thuộc vào vận tốc chuyểnđộng t = f(v) Giả sử ô tô tăng tốc từ tốc độ v1 đến v2 như đồ thị thì ô tô thì cần có 1khoảng thời gian xác định bằng S abcd

2.7.1.3 Bảng kết quả sau tính toán và đồ thị

40.39 9.52 104.68 3926.25

Bảng 10: Quãng đường và Thời gian khi ô tô tăng tốc

Hình 7: Đồ thị thời gian tăng tốc của ô tô

2.7.1.4 Ứng dụng đồ thị: Xác định thời gian tăng tốc của ô tô.

2.7.2 Đồ thị xác định quãng đường tăng tốc của ô tô

Vì tích phân này không giải được bằng phương pháp giải tích do đó không có quan

hệ

phụ thuộc chính xác về giải tích giữa gia tốc và vận tốc chuyển động v của chúng Nhưng tích phân này có thể giải bằng đồ thị dựa vào đồ thị của ô tô j = f(v)

Giống như cách tính thời gian tăng tốc chúng ta cũng có thể tính được quãng

đường thông qua diện tích :S abcd

2.7.2.3 Bảng thông số sau tính toán và đồ thị

2.7.2.4 Ứng dụng đồ thị

+ Xác định quãng đường sau khi ô tô tăng tốc

2.7.3 Đồ thị quãng đường và thời gian tăng tốc của ôtô

Chọn ∆t = 1(s) Thời gian để tăng từ vận tốc trước(vt) đến vận tốc sau(vs):

đồ thị thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc khi sang số

v(m/s)

s(m)

t(s) t

KẾT LUẬN

Qua môn “ Đồ án Lý thuyết ô tô” đã giúp em hiểu được thêm một số vấn đề như:

- 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:

- Giáo trình lý thuyết ô tô – Ngô Khắc Hùng

- Lý thuyết ô tô, máy kéo – Nguyễn Hữu Cẩn

- BÀI GIẢNG LÝ THUYẾT Ô TÔ – Thầy Đỗ Thành Phương