Bài tập lớn lý thuyết ô tô tên đề tài tính toán sức kéo ô tô

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN CƠ KHÍ Ô TÔ    BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ Tên đề tài Tính toán sức kéo ô tô Loại ô tô Xe tải Tải trọng/Số chỗ ngồi 3 Vận tốc chuyển động cực đại[.]

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

Hệ số cản tổng cộng của đường lớn nhất: max = 0,55

Xe tham khảo: Huyndai HD65

Sinh viên: Hà Ngọc Anh Quân Lớp: Cơ khí ô tô 4

Hệ Chính quy Khóa: 60 Người hướng dẫn: GV Vũ Văn Tấn

Hà Nội 2022

Mục lục 2

Lời nói đầu 3

Chương 1:THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH Ô TÔ 1.1 Xác định các kích thước cơ bản của xe 4

1.2 Các thông số thiết kế ,thông số chọn và tính toán 4

1.2.1 Thông số theo thiết kế 4

1.2.2 Thông số chọn 5

1.2.3 Thông số tính chọn 5

1.2.4 Xác định trọng lượng và phân bố trọng lượng lên ô tô 6

Chương 2:TÍNH TOÁN SỨC KÉO 2.1 Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ 7

2.2 Xác định tỉ số truyền của hệ thống truyền lực 8

2.2.1 Tỉ số truyền của truyền của truyền của truyền lực chính 9

2.2.2 Tỉ số truyền các tay số của hộp số 10

2.3 Xây dựng đồ thị 12

2.3.1 Phương trình cân bằng lực kéo và đồ thị cân bằng lực kéo của ô tô 12

2.3.2 Phương trình cân bằng công suất và đồ thị cân bằng công suất của ô tô 15

2.3.3 Đồ thị nhân tố động lực học 17

2.3.4 Xác định khả năng tang tốc của ô tô-xây dựng đồ thị gia tốc 19

2.3.5 Xây dựng đồ thị thời gian tăng tốc-quãng đường tăng tốc 21

KẾT LUẬN 27

Tài liệu tham khảo 28

2

Lời Nói Đầu

BTL môn hoc Lý thuyêt Ô tô la môt phân cua môn hoc "Lý thuyêt ô tô",bằng cách vân dung caclý luân, cac nôi dung cua môn hoc đê tiên hanh tinh toan sức keo, đông lưc hoc keo cua môt ô tô.Tinh toan sức keo cua ô tô nhăm xac đinh cac thông sô cơ ban cua ô tô: Công suât đông cơ,cac thông sô cua hê thông truyên lưc nhăm đam bao chât lương keo cân thiêt cua ô tô

Tinh toan sức keo cho ta biêt môt sô thông sô kỹ thuât, trang thai, tinh năng va kha nănglam viêc cua ô tô, nhăm muc đich phuc vu cho qua trinh vân hanh khai thac ô tô co hiêu qua,đam bao tinh năng kinh tê - kỹ thuât tôi ưu

Nôi dung cua Bài tập lớn gôm 2 phân :

Chương 1:THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH Ô TÔ

Chương 2:TÍNH TOÁN SỨC KÉO

Mẫu xe tham khảo: Xe Tải HUYNDAI HD65

Nôi dung Bài Tập Lớn đươc hoan thanh dươi sư hương dẫn cua Thây Vũ Văn Tấn Bô

môn Cơ Khi Ôtô-Đai Hoc Giao Thông Vân Tai

Sinh viên thực hiên

Hà Ngọc Anh Quân

3

Chương 1 : THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH Ô TÔ 1.1 Xác định các kích thước cơ bản của xe:

Bốn hình chiếu cơ bản của xe Huyndai HD65-2,5 tấn

1.2 Các thông số thiết kế,thông số chọn và tính chọn:

1.2.1 Thông số theo thiết kế

a)Thông số theo thiết kế phác thảo:

- Hê thông truyên lưc cơ khi

- Loai ô tô : Ô tô tai 2 câu

- Số vòng quay ứ́ng với công suất cực đại nN = 2900 (vòng/phút )

-Vận tốc chuyển dộng cực đại :130km/h

-Hệ số cản tổng cộng của đường lớn nhất:Ψmax=0,55

- Sô người cho phép chở (kể cả lái xe) : 03

- Đông cơ bô tri đăng trươc phia trong cabin, dẫn đông câu sau chu đông (F-R)

- Công thức banh xe 4 2 - câu sau chu đông

- Trong lương ban thân: Go = 2905 kg

- Trong tai của ô tô : Ge = 2500 (kg)

Kí hiệu lốp:7.00R16 ⇒Ta có :B=7.0 (inch) ;d=16 (inch)

rbx : Bán kinh lam viêc trung binh cua banh xe

5

r bx = = 0,945.( 16

2 +7,0).2,54 = 36,0045(cm) = 0,36 (m)Diên tich can chinh diên F = B1 x H0 =1,665.3.020 =

5.0283(m2) 1.2.4: Xác định trọng lượng và phân bố trọng lượng

lên ô tô Trọng lượng xe:

G=G0+ne Gh +G e

Trong đó: G0 :Trọng lượng bản thân của xe

G e:Tải trọng của xe lớn nhất

G h :Trọng lượng trung bình của 1 người

n e :Số chỗ ngồi trong cabin

G=2905+3.55+2500=5570(KG)=54641,7(N)

Xác định phân bố tải trọng lên các trục :

-Khi xe không tải:

Chương 2: TÍNH TOÁN SỨC KÉO 2.1 Xây dự̣ng đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ

2.1.1 Xác định động cơ theo điều kiện cản chuyển động ( chuyển động với vmax):

G : Trọng lượng toàn bộ của ô tô (N)

Ψv:hệ số cản tổng cộng (Ψv=¿ f+i=f vì đang xét ô tô chuyển động trên đường không có độ dốc)

Vmax : Tốc độ chuyển động lớn nhất của ô tô (m/s)

K : Hệ số cản của không khí (Ns2/m4)

F : Diện tích cản chính diện của ô tô (m2) : Hiệu suất của hệ thống truyền lựcThay số vào ta có :

Với động cơ diesel : =1.

Trong đo : a, b, c la cac hê sô thưc nghiêm

Thay vào ta được Nev = Nemax

1.00 2900 764.36 232.11

8

Hình 2.1 Đồ thị đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ

800.00 700.00

200.00 600.00

500.00

150.00

400.00

100.00 300.00

200.00

50.00 100.00

(v/p)

2.2 Xác định tỉ số truyền của hệ thống truyền lự̣c

2.2.1 Tỷ số truyền của truyền lực chính :

ipc : Tỷ số truyền của tay số cao của hộp số phụ hoặc hộp phân phối

Do ở đây không có hộp số phụ hay hộp phân phối nên ta lấy ipc = 1

nemax = nN = 2900 (vg/ph)

rbx : Bán kinh lam viêc trung binh cua banh xe

0,36.2900

⇒io =0,105 1.1 36,11 = 3,035

2.2.2 Xác định tỉ số truyền các tay số của hộp số:

Hộp số chính gồm 05 số tới và 01 số lù̀i, dẫ̃n động cơ khí

a)Tỉ số truyền của tay số 1

Tỉ số truyền của tay số 1 được xác định trên cơ sở đảm bảo khắc phục được lực cản lớn nhất cản 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

Trong đó: Pk max – lực kéo lớn nhất của động cơ

Pψ max – lực cản tổng cộng của đường

-Trong đó :Ψmax=0,55 hệ số cản tổng cộng lớn nhất của mặt đường đã cho

M emax:momen xoắn cực đại của động cơ,N.m G :trọng lượng của toàn bộ ô tô N

րtl:hiệu suất truyền lực: րtl=0,85

io:tỉ số truyền của truyền lực chính

b)Tỉ số truyền tại các tay số trung gian

- Chon hê thông ty sô truyên cua cac câp sô trong hôp sô theo câp sô nhân

- Công thức xac đinh

Trong đo : n : Sô câp sô cua hôp sô thiêt kê

: tỉ số truyền của tay số 1 :tỉ số truyền của tay số cuối cù̀ng (ở đây là số 5 ).chọn =1

- Ty sô truyên cua câp sô IV

Bang 2.2 Tỉ số truyền tại các tay số

2.3: Xây dự̣ng đồ thị.

2.3.1 Phương trình cân bằng lực kéo và đồ thị cân bằng lực kéo

Phương trinh cân băng lưc keo:

PK = Pf + Pi + P + Pj + Pm

- PK : Lưc keo tiêp truyên ơ banh xe chu đông

- Pf : Lưc can lăn : Pf = f G cos

- Pi : Lưc can lên dôc : Pi = G sin

- P : Lưc can không khi : P = K.F.V2

- Pj : Lưc can quan tinh (xuât hiên khi xe chuyên đông không ôn đinh)

- : Goc dôc cua đương

12

- i = tg : đô dôc cua đương

- f : Hê sô can lăn cua đương

P = Pf + Pi = G (f cossin ) G (f i) = G = f i : Hê sô can tông công cua đương

* Xet trương hơp xe chuyên đông ôn đinh không keo

mooc PK = Pf Pi + P = P + P

Đô thi cân băng lưc keo cua ô tô:

a Dưng đô thi lưc keo :

PKi =

Vi =

Trong đo : PKi : Lưc keo tương ứng ơ câp sô i

ihi : Ty sô truyên cua câp sô i

io : Ty sô truyên lưc chinh

V i : Vân tôc chuyên đông cua ô tô theo sô vong quay cua truc khuyu đông cơ khi ô tô chuyên đông ơ câp sô i

Bảng 2.3: Giá trị lự̣c kéo ứng với từng tay số

Ne(kW

Me(N.m) ne(v/ Tay số 1 Tay số 2 Tay số 3 Tay số 4 Tay số 5

14.86 489.19 290 0.655 19280.4 1.003 12591.9 1.535 8223.99 2.350 5370.48 3.600 3505.54 35.28 580.92 580 1.309 22895.5 2.006 14952.9 3.069 9765.98 4.700 6377.44 7.201 4162.82 59.88 657.35 870 1.964 25908.1 3.009 16920.3 4.604 11050.98 7.050 7216.58 10.801 4710.56 87.27 718.50 1160 2.618 28318.2 4.012 18494.3 6.139 12078.98 9.401 7887.89 14.402 5148.75 116.06 764.36 1450 3.273 30125.7 5.014 19674.8 7.673 12849.98 11.751 8391.37 18.002 5477.40 144.84 794.94 1740 3.928 31330.7 6.017 20461.8 9.208 13363.98 14.101 8727.03 21.602 5696.49 172.23 810.22 2030 4.582 31933.2 7.020 20855.3 10.743 13620.98 16.451 8894.86 25.203 5806.04

13

196.83 810.22 2320 5.237 31933.2 8.023 20855.3 12.278 13620.98 18.801 8894.86 28.803 5806.04 217.25 794.94 2610 5.892 31330.7 9.026 20461.8 13.812 13363.98 21.151 8727.03 32.404 5696.49 232.11 764.36 2900 6.546 30125.7 10.029 19674.8 15.347 12849.98 23.501 8391.37 36.004 5477.40

Viêc sử dung lưc keo cua ô tô con bi giơi han bơi kha năng bam cua banh xe vơi măt

đương Vi vây đê đanh gia kha năng bi trươt quay cua banh xe ta dưng thêm đô thi lưc bam

P = z2.m

k2 =38249,19.1,2.0,8=36719,22 (N)-Trong đó:

- Dựng đồ thị Pk =f(v) và Pφ=f(v).Ta có đồ thị cân bằng lực kéo:

Hình 2.2: Đồ thị cân bằng lự̣c kéo

14

40000.0 35000.0 30000.0 25000.0 20000.0 15000.0 10000.0 5000.0 0.0

Trục tung biểu diễn Pk , Pf , Pw Trục hoành biểu diễn v(m/s)

Dạng đồ thị lực kéo của ô tô Pki=f(v) tương tự dạng đường cong Me=f(ne) của đường đặc tính tốc

độ ngoài của động cơ

Khoảng cách giới hạn giữa các đường cong kéo Pki và đường cong tổng lực cản là lực kéo dư

(Pkd) dù̀ng để tăng tốc hoặc leo dốc

Tổng lực kéo của ô tô phải nhỏ hơn lực bám giữa các bánh xe và mặt đường theo bảng

Vận tốc lớn nhất là giao điểm của lực cản và ở tay số lớn nhất

2.3.2 Phương trình cân bằng công suất và đồ thị cân bằng công suất

Phương trinh cân băng công suât tai banh xe chu đông

Ne :Công suất đã xác định ở trên

րtl:hiệu suất truyền lực

Bảng giá trị công suất ứ́ng với vận tốc tại các tay số

15

Nc= G.f V + K.F.V3 (kW) –Xét ô tô chuyển động trên đường bằng.

Từ đo ta co bang sau :

Bảng 2.6: Công cản của ô tô ứng với từng tay số

250.00 200.00 150.00 100.00 50.00

0.00

(m/s)

5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000 40.000 0.000

( K W )

NK1(KW) NK2(KW) NK3(KW) NK4(KW) NK5(KW) Nc(kW)

2.3.3.Nhân tố động lực học

Trong đo : D : Nhân tô đông lưc hoc cua ô tô

P : Lưc can không khi

PK : Lưc keo tiêp tuyên tai banh xe chu đông

itl : Ty sô truyên cua hê thông truyên lưcNhân tô đông lưc hoc bi giơi han bơi điêu kiên bam cua banh xe

D = f(V)

* Đô thi nhân tô đông lưc hoc cua ô tô ơ cac sô truyên khac nhau cua hôp sô Di = f(Vi)

Di =

Vi =

Thiêt lâp bang gia tri trung gian

Ta co bang gia tri trung gian cua ơ cac tay sô khac nhau va theo tôc đô chuyên đông

f 0.015 0.015 0.015 0.015 0.021 0.028

Hình 2.4: Đồ thị nhân tố động lự̣c học ô tô

0.800 0.700 0.600 0.500 0.400 0.300 0.200 0.100 -

- 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000

(m/s)

40.000 35.000

Trong đo : g : Gia tôc trong trương

: Hê sô kê đên anh hương cua cac khôi lương chuyên đông quay

Do chọn ip = 1 nên ta có : = 1 + 0,05.( 1+ ihi 2 )

19

- ơ tay sô II : =1,695

- ơ tay sô III : = 1,325

- ơ tay sô IV : = 1,167

- ơ tay sô V : j5 = 1,1

Bảng 2.9: Hệ số kể đến ảnh hưởng của các khối lượng chuyển động quay

- Khi xe chuyên đông vơi vân tôc V < 22,2 m/s thi f = fo = 0,015

- Khi xe chuyên đông vơi vân tôc V > 22,2m/s thi f = fo .-Lập bảng tính toán các giá trị j i theo v iứ́ng với từ̀ng tay số

Bảng 2.10: Giá trị gia tốc ứng với mỗi tay số

V5 3.600 7.201 10.801 14.402 18.002 21.602 25.203 28.803 32.404 36.004

Từ̀ kết quả tính ta xây dựng đồ thị j = f(v):

Hình 2.5: Đồ thị gia tốc của ô tô

2.500 2.000 1.500 1.000 0.500

Gia tốc cực đại của ô tô lớn nhất ở tay số một và giảm dần đến tay số cuối cù̀ng

Tốc độ nhỏ nhất của ô tô là vmin= (m/s) tương ứ́ng với số vòng quay ổn định nhỏ nhất của động

cơ nmin= (vòng/phút)

Trong khoảng vận tốc từ̀ 0 đến vmin ô tô bắt đầu khởi hành khi đó , ly hợp trượt và bướm ga mở

dần dần

Ở tốc độ vmax= (m/s) thì jv=0,lúc đó xe không còn khả năng tăng tốc

2.3.5.Xác định thời gian tăng tốc – quãng đường tăng tốc

2.3.5.1.Xây dựng đồ thị gia tốc ngược

⇒v2 cua ô tô la :Suy ra : Khoang thơi gian tăng tôc từ v1

21

t1,2 = dv [1]

- Dưng ham sô = f(V) (Dưa vao đô thi : j = f(V) ) ti : la thơi gian tăng tôc từ v1 v2

ti = : Vơi la diên tich giơi han bơi phân đô thi = f(V) ; V = v1; V = v2 va truc

Suy ra : Thơi gian tăng tôc toan bô

t =

n : Sô khoang chia vân tôc (Vmin đên Vmax)

(Vi tai Vmax thì j = 0 ⇒ = Do đo chi tinh tơi gia tri V = 0,95.Vmax = 34,3m/s)

- Lâp bang tinh gia tôc ngươc 1/j :

Bảng 2.11: Giá trị 1/J ứng với từng tay số

Biểu đồ gia tốc ngược:

1/j1 1/j2 1/j3 1/j4 1/j5

2.3.5.2.Cách tính thời gian tăng tốc-quãng đường tăng tốc của ô tô

Xác định Vimax theo phương pháp giải tích:

Từ̀ đồ thị 1/j ta có thể tìm được các giao điểm bằng việc tính vận tốc tại thời điểm chuyển số(Vmax)

23

2.3.5.3 Thời gian tăng tốc

Dựa vào hình dáng của đồ thị gia tốc ngược ta có thời điểm chuyển từ̀ số thấp sang số cao là tại

Vmax của từ̀ng tay số

Tính gần đúng theo công thứ́c:

24

Ta có : Si = F s i – với F s i phần diện tích giới hạn bởi các đường t = f(v) ; t = t1 ;

t = t2 và trục tung đồ thị thời gian tăng tốc

n

=>Quãng đường tăng tốc từ̀ vmin÷vmax : S=∑ F S i

i=1

2.3.5.5 Lập bảng tính giá trị thời gian tăng tốc – quãng đường tăng tốc của

ôtô - Có xét đến sự mất mát tốc độ và thời gian khi chuyển số

Sự mất mát về tốc độ khi chuyển số sẽ phụ thuộc vào trình độ người lái, kết cấu của hộp số và

loại động cơ đặt trên ôtô

Người lái có trình độ cao, thời gian chuyển số từ̀ 0,5s đến 3s

(Với người lái có trình độ kém thì thời gian chuyển số có thể cao hơn từ̀ 25 ÷ 40%)

- Tính toán sự mất mát tốc độ trong thời gian chuyển số (giả thiết: người lái xe có trình độ thấp

và thời gian chuyển số giữa các tay số là khác nhau):

Bảng 2.12:Độ giảm vận tốc khi sang số

25

34.300 0.000 54.763 1826.429

Hình 2.7 : Đồ thị thời gian và quãng đường tăng tốc.

1800 50

Thực tế để thiết kế ô tô phải trải qua rất nhiều khâu thử̉ nghiệm và hàng trăm kỹ̃ sư cù̀ngnhau nghiên cứ́u Mặt đường cũng không phải lúc nào cũng hoàn hảo lên thực tế hiện tượng trượtcũng khó tránh khỏi, hay khả năng tăng tốc cũng vậy vì đây là xét toàn tải

Em xin trân thành cảm ơn sự quan tâm giúp đỡ của các thầy ,cô giáo trong quá trình làmbài tập và giảng dạy đã tận tâm giúp đỡ , theo sát chúng em suốt học kì qua

Cảm ơn thầy cô đã theo dõi

27

Tài liệu tham khảo :

[1.] NGUYỄN HỮU CẨN(chủ biên),DƯ QUỐC THỊNH, PHẠM MINH THÁI,NGUYỄN VĂNTÀI, LÊ THỊ VÀNG Lý́ thuyết ô tô máy kéo Nhà xuất bản Khoa học và kỹ̃ thuật

[2.] PGS TS CAO TRỌNG HIỀN (chủ biên), PGS TS ĐÀO MẠNH HÙNG Lý́ thuyết ô tô Nhà xuất bản Trường Đại học Giao thông vận tải, Hà Nội 2010.s

[3.]Trang wed tham khảo về thông số xe mẫ̃u:

https://hyundainamphat.com.vn/xe-tai-hyundai-hd65.html

28