(Tiểu luận) bài tập lớn lý thuyết ô tô đề tài tính toán sức kéo ô tô

LỜI NÓI ĐBULý thuyết ô tô là một trong những môn cơ sở then chốt của chuyên ngành cơ khí ôtô có liên quan đến các tính chất khai thác để đảm bảo tính an toàn, ổn định và hiệu quả trong q

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN

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 con 1 cầu Tải trọng/Số chỗ ngồi: 5 Vận tốc chuyển động cực đại: 190 Km/h

Hệ số cản tổng cộng của đường lớn nhất: max = 0.4 

Xe tham khảo: Kia-cerato forte EX 1.6 MT 2009

Sinh viên:

Người hướng dẫn: GV Lê Ngọc Định

LỜI NÓI ĐBU

Lý thuyết ô tô là một trong những môn cơ sở then chốt của chuyên ngành cơ khí ôtô có liên quan đến các tính chất khai thác để đảm bảo tính an toàn, ổn định

và hiệu quả trong quá trình sử dụng Các tính chất bao gồm: động lực học kéo, tính kinh tế nhiên liệu, động lực học phanh, tính ổn định , cơ động, êm dịu… Bài tập lớn môn học Lý thuyết ô tô là một phần của môn học, với việc vận dụng những kiến thức đã học về các chỉ tiêu đánh giá khả năng kéo của ôtô để vận dụng để tính toán sức kéo và động lực học kéo, xác định các thong số cơ bản của động cơ hay hệ thống truyền lực của một loại ôtô cụ thể Qua đó, biết được một số thống số kỹ thuật, trạng thái, tính năng cũng như khả năng làm việc vủa ôtô khi kéo, từ đó hiểu được nội dung, ý nghĩa của bài tập và góp phần vào việc củng cố, nâng cao kiến thức phục vụ cho các môn học tiếp theo và bổ sung thêm vào vốn kiến thức phục vụ cho công việc sau này.

Nội dung bài tập lớn gồm 2 chương :

- CHƯƠNG 1 : THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH ÔTÔ

- CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN SỨC KÉO Ô TÔ

Nội dung bài tập lớn được hoàn thành dưới sự hướng dẫn của thầy Lê Ngọc Định

Sinh viên thực hiện

CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH ÔTÔ

1.1 Xác đ nh ị các kích th ướ cơ b n c ả c a ủ xe.

- Các kích thước cơ bản:

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

a) Thông số theo thiết kế phác thảo:

– Loại động cơ: động cơ xăng, 4 xylanh thẳng hàng.

– Bán kính bánh xe :

Lốp xe có kí hiệu: 215/45R17 => { 215: Bề rộng của lốp (mm) 45: tỷ lệ H

(%) B 17: Đường kính trong của lốp(inch)

G = G + n.(G + G )0 n hl

 G = 1236 + 5.(60 + 25) = 1661 (kG)

- Phân bố trọng lượng: xe con tải trọng tác dụng lên cầu trước (G ) chiếm từ (55%1

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN SỨC KÉO

2.1 Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngoài 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: N = f(n )e e

+ Đường mômen xoắn : M = f(n )e e

+ Đường suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ : g = f(n )e e

Đặt với động cơ xăng không hạn chế tốc độ có (λ = 1,1 ÷ 1,2).

105 (kW)

- Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngoài:

+ Tính công suất của động cơ ở số vòng quay khác nhau: (sử dụng công thức laydecman)

(1) → N = (Ne e)max [𝑎 λ + 𝑏 λ − 𝑐 λ2 3] (kW)

Trong đó :

- Ne và n – công suất cực đại của động cơ và số vòng quay tương ứngmax N

- Ne và n : công suất và số vòng quay ở 1 thời điểm trên đường đặc tínhe

+ Tính mômen xoắn của trục khuỷu động cơ ứng với số vòng quay n khác nhau :e+ Lập bảng:

- Các thông số n =6200 (vòng/ phút); N ; M tính theo công thức như trênN e e

-

Với λ = 0,2; 0,3;0,323;0,339;….; 1,07;1,1;1,15.

- Kết quả tính được ghi ở bảng:

Bảng 1: Giá trị momen, công suất tương ứng với số vòng quay của động cơ

Sau khi tính toán và xử lí số liệu ta xây dựng được đường đặc tính ngoài với Công suất N (kW) và Mômen xoắn Me e(N.m):

- Nhận xét :

- Trị số công suất Nemax ở trên chỉ là phần công suất động cơ dùng để khắc phục các lực cản chuyển động Để chọn động cơ đặt trên ô tô, cần tăng thêm phần công khắc phục các lực cản phụ, quạt gió, máy nén khí … Vì vậy phải chọn công suất lớn nhất là :

Nemax = 1,1*Nemax = 1,1*105 = 115,5 (N.m)

2.2 Xác định tỷ số truyền của hệ thống truyền lực

- Tỉ số truyền của hệ thống truyền lực :

itl = i i0 hi

Trong đó : + i – tỷ số truyền của HTTLtl

+ i – tỷ số truyền của truyền lực chính0+ i – tỷ số truyền của hộp sốhi

2.2.1 Phân phối tỷ số truyền của hệ thống truyền lực

+ Memax = 202,4 –Momen xoắn cực đại của động cơ (N.m)

+ 𝜂 𝑡𝑙 =0,85 – Hiệu suất truyền lực

16610*0,4*0,298

- Tỷ số truyền tai số cuối cùng:

Trong đó: + r = 0,298– Bán kính làm việc của bánh xe (m)bx

+ n =6000 – số vòng quay của động cơ tại V (vòng/ phút)V max+ v = 52,78 (m/s) – tốc độ lớn nhất của ôtômax

1, 28

 1, 28 9 

7,

03

– Tỷ số truyền của tay số thứ i trong hộp số được xác định theo công thức sau:

Trong đó: i – tỷ số truyền của tay số thứ của HTTL (i = 1; 2;…; n-1)tln– Từ hai công thức trên, ta xác định được tỷ số truyền ở các tay số: + Tỷ số truyền của tay số 1: ih1 = 𝑖𝑡𝑙1 = 11,5 = 3,4

Pkmax ≤ Pφ = mk.G φφ

 𝑀 𝑒𝑚𝑎𝑥 𝑖 0 𝑖 ℎ1 𝜂 𝑡𝑙

≤ m G φk φ

𝑟 𝑏𝑥 Trong đó: + m – hệ số phân bố lại tải trọng trên cầu chủ độngk

Cầu trước chủ động nên chọn m = 0,9k

+ G – tải trọng tác dụng lên cầu chủ động; G = 10392 Nφ φ+ φ – hệ số bám của mặt đường (chọn φ = 0,8 : đường tốt) + r – bán kính của bánh xebx

 Pkmax < mk Gφ φ ; Thỏa mãn điều kiện bám

– Tỷ số truyền của tay số lùi: i = 1,1hl .ih1 = 1,1 3,42= 3,7 (1) Kiểm tra tỷ số truyền của tay số lùi theo điều kiện bám:

i

2.3.1 Phương trình cân bằng lực kéo và đồ thị cân bằng lực kéo của ôtô.

- Phương trình cân bằng lực kéo của ôtô:

Pk = P + P + P + Pf i j wTrong đó: + P – lực kéo tiếp tuyến ở bánh xe chủ độngk

ki

+ P – lực cản lănf P = G.f.f cos 𝛼 = G.f (do = 0) 𝛼

+ P – lực cản lên dốci P = G.i sin 𝛼 = 0 (do = 0) 𝛼

+ P – lực quán tính (xuất hiện khi xe chuyển động không ổn định)j

Bảng 2 Lực kéo của ô tô tương ứng với các tay số

3,2531 6418,156 4,1178 5070,299 5,2125 4005,501 6,5982 3164,319 8,3522 2499,79 10,5725 1974,8175,0105 6712,253 6,3425 5302,634 8,0285 4189,045 10,16283309,317 12,8644 2614,338 16,2842 2065,3095,2610 6743,658 6,6596 5327,443 8,4299 4208,644 10,6709 3324,8 13,5076 2626,569 17,0984 2074,9725,5116 6772,436 6,9767 5350,178 8,8314 4226,604 11,17903338,988 14,1508 2637,778 17,9126 2083,8275,7621 6798,59 7,2938 5370,84 9,2328 4242,927 11,68723351,883 14,7940 2647,965 18,7268 2091,8746,0126 6822,119 7,6110 5389,427 9,6342 4257,611 12,19533363,483 15,4372 2657,129 19,5410 2099,1146,2631 6843,023 7,9281 5405,941 10,03564270,656 12,70353373,789 16,0805 2665,271 20,3552 2105,5456,5137 6861,301 8,2452 5420,381 10,43714282,064 13,21163382,801 16,7237 2672,39 21,1694 2111,176,7642 6876,955 8,5623 5432,747 10,83854291,833 13,71973390,519 17,3669 2678,487 21,9836 2115,9867,0147 6889,983 8,8795 5443,04 11,23994299,964 14,22793396,942 18,0101 2683,561 22,7978 2119,9957,2652 6900,386 9,1966 5451,258 11,64134306,457 14,73603402,071 18,6533 2687,613 23,6120 2123,1967,5158 6908,165 9,5137 5457,403 12,04284311,311 15,24413405,906 19,2966 2690,642 24,4262 2125,5897,7663 6913,318 9,8308 5461,474 12,44424314,527 15,75233408,447 19,9398 2692,649 25,2404 2127,1758,0168 6915,846 10,1480 5463,471 12,8456 4316,104 16,2604 3409,693 20,5830 2693,634 26,0546 2127,9528,2673 6915,748 10,4651 5463,394 13,2470 4316,044 16,7686 3409,645 21,2262 2693,596 26,8689 2127,9238,5179 6913,026 10,7822 5461,243 13,6485 4314,345 17,2767 3408,303 21,8694 2692,536 27,6831 2127,0858,7684 6907,679 11,0993 5457,019 14,0499 4311,008 17,7848 3405,667 22,5126 2690,453 28,4973 2125,449,0189 6899,706 11,4164 5450,721 14,4513 4306,032 18,2930 3401,736 23,1559 2687,348 29,3115 2122,9879,2694 6889,109 11,7336 5442,349 14,8528 4299,418 18,8011 3396,511 23,7991 2683,221 30,1257 2119,7269,5200 6875,886 12,0507 5431,903 15,2542 4291,166 19,30933389,992 24,4423 2678,07 30,9399 2115,6579,7705 6860,039 12,3678 5419,384 15,6556 4281,276 19,8174 3382,179 25,0855 2671,898 31,7541 2110,78110,0210 6841,566 12,6849 5404,79 16,0570 4269,747 20,32553373,071 25,72872664,703 32,5683 2105,09710,2715 6820,468 13,0021 5388,123 16,4585 4256,58 20,8337 3362,669 26,3720 2656,486 33,3825 2098,60610,5221 6796,745 13,3192 5369,382 16,8599 4241,775 21,34183350,973 27,01522647,246 34,1967 2091,30610,7726 6770,397 13,6363 5348,567 17,2613 4225,331 21,84993337,983 27,65842636,984 35,0109 2083,19911,0231 6741,424 13,9534 5325,678 17,6627 4207,25 22,3581 3323,698 28,3016 2625,699 35,8251 2074,28411,2736 6709,825 14,2706 5300,716 18,0642 4187,529 22,8662 3308,12 28,94482613,392 36,6393 2064,56211,5242 6675,602 14,5877 5273,68 18,4656 4166,171 23,37443291,246 29,58802600,062 37,4536 2054,03111,7747 6638,753 14,9048 5244,57 18,8670 4143,174 23,88253273,079 30,2313 2585,71 38,2678 2042,69312,0252 6599,28 15,2219 5213,386 19,2684 4118,539 24,39063253,618 30,87452570,336 39,0820 2030,54812,2757 6557,181 15,5391 5180,128 19,6699 4092,266 24,89883232,862 31,51772553,939 39,8962 2017,59412,5263 6512,45715,85618 5144,797 20,0713 4064,354 25,40693210,812 32,16092536,519 40,7104 2003,83312,7768 6465,108 16,1733 5107,391 20,4727 4034,804 25,91503187,468 32,80412518,078 41,5246 1989,26413,0273 6415,134 16,4904 5067,912 20,8741 4003,616 26,42323162,829 33,44742498,613 42,3388 1973,88713,2778 6362,535 16,8075 5026,359 21,2756 3970,789 26,93133136,896 34,09062478,127 43,1530 1957,70313,5284 6307,311 17,1247 4982,732 21,6770 3936,325 27,43953109,669 34,73382456,618 43,9672 1940,71113,7789 6249,462 17,4418 4937,032 22,0784 3900,221 27,94763081,148 35,37702434,086 44,7814 1922,91114,0294 6188,987 17,7589 4889,258 22,4798 3862,48 28,45573051,333 36,020232410,532 45,5956 1904,30414,2799 6125,888 18,0760 4839,409 22,8813 3823,1 28,96393020,223 36,66345 2385,956 46,4098 1884,88914,5305 6060,163 18,3932 4787,487 23,2827 3782,082 29,47202987,819 37,30672360,357 47,2240 1864,66614,7810 5991,813 18,7103 4733,492 23,6841 3739,426 29,98022954,121 37,94992333,735 48,0383 1843,63515,0315 5920,839 19,0274 4677,422 24,0855 3695,131 30,48832919,128 38,59312306,092 48,8525 1821,79715,2821 5847,239 19,3445 4619,279 24,4870 3649,198 30,9964 2882,842 39,2363 2277,425 49,6667 1799,1515,5326 5771,014 19,6617 4559,061 24,8884 3601,627 31,50462845,261 39,87952247,737 50,4809 1775,69715,7831 5692,164 19,9788 4496,77 25,2898 3552,418 32,01272806,386 40,52282217,026 51,2951 1751,43516,0336 5610,689 20,2959 4432,406 25,6912 3501,57 32,5208 2766,216 41,1660 2185,292 52,1093 1726,36616,2842 5526,588 20,6130 4365,967 26,0927 3449,084 33,02902724,753 41,80922152,536 52,9235 1700,48916,5347 5439,86320,93015 4297,454 26,4941 3394,96 33,53712681,995 42,45242118,758

Trong đó: + m – hệ số phân bố lại tải trọng trên cầu chủ động k

Cầu trước chủ động nên chọn m = 0,9k

+ G =10392 N– tải trọng tác dụng lên cầu chủ động.φ

+ φ – hệ số bám của mặt đường (Đường tốt chọn φ = 0,8)

 Khoảng cách từ Pf+P đến Pki là lực kéo dư để khắc phục các lực cản khác ω

2.3.2 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 = N + N + N + Nf i j W (tr 57) – Công suất truyền đến các bánh xe chủ động khi kéo ở tay số thứ I được xác định theo công thức:

Nki = Ne ŋ𝑡𝑙(𝑣ớ𝑖 𝑣 = 0,103 𝑟𝑏𝑥.𝑛𝑒

𝑖 𝑖0 ℎ𝑖.𝑖𝑝𝑐.

– Lập bảng và tính toán các giá trị N và v tương ứng như trong bảng:ki i

Bảng 4 Công suất của ô tô tương ứng với các tay số

3,2531 20,87873 4,1178 20,87873 5,2125 20,87873 6,5982 20,87873 8,3522 20,87873 10,572520,878735,0105 33,6318 6,3425 33,6318 8,0285 33,6318 10,1628 33,6318 12,8644 33,6318 16,2842 33,63185,2610 35,47861 6,6596 35,47861 8,4299 35,47861 10,6709 35,47861 13,5076 35,47861 17,0984 35,478615,5116 37,32669 6,9767 37,32669 8,8314 37,32669 11,1790 37,32669 14,1508 37,32669 17,9126 37,326695,7621 39,17405 7,2938 39,17405 9,2328 39,17405 11,6872 39,17405 14,7940 39,17405 18,7268 39,174056,0126 41,01874 7,6110 41,01874 9,6342 41,01874 12,1953 41,01874 15,4372 41,01874 19,5410 41,018746,2631 42,85878 7,9281 42,85878 10,0356 42,85878 12,7035 42,85878 16,0805 42,85878 20,3552 42,858786,5137 44,69219 8,2452 44,69219 10,4371 44,69219 13,2116 44,69219 16,7237 44,69219 21,1694 44,692196,7642 46,51701 8,5623 46,51701 10,8385 46,51701 13,7197 46,51701 17,3669 46,51701 21,9836 46,517017,0147 48,33125 8,8795 48,33125 11,2399 48,33125 14,2279 48,33125 18,0101 48,33125 22,7978 48,331257,2652 50,13295 9,1966 50,13295 11,6413 50,13295 14,7360 50,13295 18,6533 50,13295 23,6120 50,132957,5158 51,92013 9,5137 51,92013 12,0428 51,92013 15,2441 51,92013 19,2966 51,92013 24,4262 51,920137,7663 53,69082 9,8308 53,69082 12,4442 53,69082 15,7523 53,69082 19,9398 53,69082 25,2404 53,690828,0168 55,44305 10,1480 55,44305 12,8456 55,44305 16,2604 55,44305 20,5830 55,44305 26,0546 55,443058,2673 57,17484 10,4651 57,17484 13,2470 57,17484 16,7686 57,17484 21,2262 57,17484 26,8689 57,174848,5179 58,88422 10,7822 58,88422 13,6485 58,88422 17,2767 58,88422 21,8694 58,88422 27,6831 58,884228,7684 60,56922 11,0993 60,56922 14,0499 60,56922 17,7848 60,56922 22,5126 60,56922 28,4973 60,569229,0189 62,22787 11,4164 62,22787 14,4513 62,22787 18,2930 62,22787 23,1559 62,22787 29,3115 62,227879,2694 63,85819 11,7336 63,85819 14,8528 63,85819 18,8011 63,85819 23,7991 63,85819 30,1257 63,858199,5200 65,45821 12,0507 65,45821 15,2542 65,45821 19,3093 65,45821 24,4423 65,45821 30,9399 65,458219,7705 67,02595 12,3678 67,02595 15,6556 67,02595 19,8174 67,02595 25,0855 67,02595 31,7541 67,0259510,0210 68,55945 12,6849 68,55945 16,0570 68,55945 20,3255 68,55945 25,728768,55945 32,568368,5594510,2715 70,05673 13,0021 70,05673 16,4585 70,05673 20,8337 70,05673 26,372070,05673 33,382570,0567310,5221 71,51581 13,3192 71,51581 16,8599 71,51581 21,3418 71,51581 27,015271,51581 34,196771,5158110,7726 72,93473 13,6363 72,93473 17,2613 72,93473 21,8499 72,93473 27,658472,93473 35,010972,9347311,0231 74,31151 13,9534 74,31151 17,6627 74,31151 22,3581 74,31151 28,301674,31151 35,825174,3115111,2736 75,64418 14,2706 75,64418 18,0642 75,64418 22,8662 75,64418 28,944875,64418 36,639375,6441811,5242 76,93077 14,5877 76,93077 18,4656 76,93077 23,3744 76,93077 29,588076,93077 37,453676,9307711,7747 78,1693 14,9048 78,1693 18,8670 78,1693 23,8825 78,1693 30,2313 78,1693 38,2678 78,169312,0252 79,35779 15,2219 79,35779 19,2684 79,35779 24,3906 79,35779 30,874579,35779 39,082079,3577912,2757 80,49429 15,5391 80,49429 19,6699 80,49429 24,8988 80,49429 31,517780,49429 39,896280,4942912,5263 81,57681 15,8561881,57681 20,0713 81,57681 25,4069 81,57681 32,160981,57681 40,710481,5768112,7768 82,60338 16,1733 82,60338 20,4727 82,60338 25,9150 82,60338 32,804182,60338 41,524682,6033813,0273 83,57202 16,4904 83,57202 20,8741 83,57202 26,4232 83,57202 33,447483,57202 42,338883,5720213,2778 84,48077 16,8075 84,48077 21,2756 84,48077 26,9313 84,48077 34,090684,48077 43,153084,4807713,5284 85,32766 17,1247 85,32766 21,6770 85,32766 27,4395 85,32766 34,733885,32766 43,967285,3276613,7789 86,1107 17,4418 86,1107 22,0784 86,1107 27,9476 86,1107 35,3770 86,1107 44,7814 86,110714,0294 86,82793 17,7589 86,82793 22,4798 86,82793 28,4557 86,8279336,02023 86,82793 45,5956 86,8279314,2799 87,47737 18,0760 87,47737 22,8813 87,47737 28,9639 87,4773736,66345 87,47737 46,4098 87,4773714,5305 88,05705 18,3932 88,05705 23,2827 88,05705 29,4720 88,05705 37,306788,05705 47,224088,0570514,7810 88,565 18,7103 88,565 23,6841 88,565 29,9802 88,565 37,9499 88,565 48,0383 88,56515,0315 88,99924 19,0274 88,99924 24,0855 88,99924 30,4883 88,99924 38,593188,99924 48,852588,9992415,2821 89,3578 19,3445 89,3578 24,4870 89,3578 30,9964 89,3578 39,2363 89,3578 49,6667 89,357815,5326 89,63871 19,6617 89,63871 24,8884 89,63871 31,5046 89,63871 39,879589,63871 50,480989,6387115,7831 89,84 19,9788 89,84 25,2898 89,84 32,0127 89,84 40,5228 89,84 51,2951 89,8416,0336 89,95969 20,2959 89,95969 25,6912 89,95969 32,5208 89,95969 41,166089,95969 52,109389,9596916,2842 89,99581 20,6130 89,99581 26,0927 89,99581 33,0290 89,99581 41,809289,99581 52,923589,9958116,5347 89,94638 20,9301589,94638 26,4941 89,94638 33,5371 89,94638 42,452489,94638

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

– Xét ôtô chuyển động trên đường bằng:

𝑔 𝑗