BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT ÔTÔ 1 : TÍNH TOÁN SỨC KÉO ÔTÔ TẢI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC Ô TÔ 1 Họ tên sinh viên:…………….. Lớp: ĐHTC – Công nghệ ô tô Khoá: 2 Tên bài tập: TÍNH TOÁN SỨC KÉO Ô TÔ VẬN TẢI I. SỐ LIỆU CHO TRƯỚC: Số chỗ ngồi: 02 Tốc độ lớn nhất: Vmax = 75 kmh Tải trọng: 2500 Kg Hệ số cản lăn của mặt đường: f = 0,025 Độ dốc của mặt đường i= 0,25 Loại động cơ xăng không tăng áp Loại động cơ: Xăng II. NỘI DUNG CẦN HOÀN THÀNH: Chọn động cơ và xây dựng đặc tính ngoài động cơ. Xác định tỷ số truyền của truyền lực chính và các tỷ số truyền trong hộp số. Lập đồ thị cân bằng công suất của ô tô. Lập đồ thị cân bằng lực kéo. Lập đồ thị đặc tính động lực của ô tô. Lập đồ thị gia tốc của ô tô. Lập đồ thị thời gian tăng tốc của ô tô. Lập đường đặc tính kinh tế của ô tô. III. BẢN VẼ: Đồ thị công suất, lực kéo, đặc tính động lực học và đồ thị tia, đồ thị gia tốc, đồ thị thời gian tăng tốc, đường đặc tính kinh tế củ ô tô. Các đồ thị được vẽ trên giấy kẻ ô ly bản A0. Ngày giao đề: …………………… 2009 Ngày hoàn thành: …………...….. 2009

TR¦êNG §¹I HäC S¦ PH¹M Kü THUËT VINH

§Æng V¨n H¶o L¬ng §×nh Dòng TrÇn §×nh HiÖp

Tªn bµi tËp:

tÝnh to¸n søc kÐo « t« vËn t¶i

I sè liÖu cho tríc:

- Số chỗ ngồi: 02

- Tốc độ lớn nhất: Vmax = 75 km/h

- Tải trọng: 2500 Kg

- Hệ số cản lăn của mặt đờng: f = 0,025

- Độ dốc của mặt đờng i= 0,25

- Loại động cơ xăng không tăng áp

- Loại động cơ: Xăng

II Nội dung cần hoàn thành:

- Chọn động cơ và xây dựng đặc tính ngoài động cơ

- Xác định tỷ số truyền của truyền lực chính và các tỷ số truyền trong hộp số

- Lập đồ thị cân bằng công suất của ô tô

- Lập đồ thị cân bằng lực kéo

- Lập đồ thị đặc tính động lực của ô tô

- Lập đồ thị gia tốc của ô tô

- Lập đồ thị thời gian tăng tốc của ô tô

- Lập đờng đặc tính kinh tế của ô tô

III bản vẽ:

Đồ thị công suất, lực kéo, đặc tính động lực học và đồ thị tia, đồ thị gia tốc,

đồ thị thời gian tăng tốc, đờng đặc tính kinh tế củ ô tô

Các đồ thị đợc vẽ trên giấy kẻ ô ly bản A0.

Ngày giao đề: ……… …… / / 2009

Ngày hoàn thành: ………… … / / 2009

Duyệt bộ môn giáo viên hớng dẫn Phạm Hữu Truyền NHậN xét , đánh giá bài tập lớn Giáo viên hớng dẫn:

Kết quả đánh giá:

Giáo viên chấm:

LờI NóI ĐầU

Trong thời đại đất nớc đang trên con đờng CNH – Công nghệ ô tô HĐH, từng bớc phát triển đất nớc 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 nớc ta đã có chủ trơng phát triển một số ngành công nghiệp mũi nhọn, trong đó có ngành cơ khí Động Lực

Để thc hiện đợc chủ trơng đó đòi hỏi đất nớc cần phải có một đội ngũ cán bộ, công nhân kỹ thuật có trình độ và tay nghề cao

Hiểu rõ điều đó trờng ĐHSPKT Vinh không ngừng phát triển và nâng cao chất l-ợng đào tạo đội ngũ cán bộ, công nhân có tay nghề và trình độ cao mà còn đào tạo với số lợng đông đảo đáp ứng nhu cầu nguồn nhân lực cho đất nớc

Khi đang còn là một sinh viên trong trờng chúng em đợc phân công thực hiện đề tài “Tính toán sức kéo ôtô vận tải” Đây là một điều kiện rất tốt cho chúng em có cơ hội xâu chuỗi kiến thức mà chúng em đã đợc học tại tr-ờng, bớc đầu đi sát vào thực tế sản xuất, làm quen với công việc tính toán thiết kế

ôtô

Trong quá trình tính toán chúng em đã đợc sự quan tâm chỉ dẫn, sự giúp đỡ nhiệt tình của giáo viên hơng dẫn và các thầy cô giáo trong khoa cơ khí động lực Tuy vậy nhng không thể trách khỏi những hạn chế, thiếu sót trong quá trình tính toán

Để hoàn thành tốt, khắc phục đợc những hạn chế và thiếu sót đó chúng em rất mong đơc sự đóng góp ý kiến, sự giúp đỡ của các thầy cô giáo và các bạn để sau này ra trờng bắt tay vào công việc, trong quá trình công tác chúng em hoàn thành công việc một cách tốt nhất

Em xin chân thành cảm ơn !

Vinh, ngày 10 tháng 06 năm 2009

Sinh viên thực hiện

A: Phần thuyết minh

B: Trình tự tính toán:

I Xác định toàn bộ trọng lợng ôtô:

Đây là loại xe ôtô vận tải chuyên chở hàng hoá lu thông trên các loại đờng

có tính chất khác nhau nên ta áp dụng công thức tính toán khối lợng toàn bộ xe

nh sau:

G = G0 + ncGn + GhTrong đó: G0 : Trọng lợng bản thân ôtô

II Chọn lốp

Đối với loại xe này trọng lợng đặt lên các bánh xe là 5340 kg ở ôtô vận tải tảitrọng phân bố ra cầu trớc 30%.G = 1602 kg và cầu sau là 70%.G = 3738 kg Nh vậy khối lợng đặt vào cầu sau lớn hơn nhiều so với cầu trớc nên lốp sau sẽ chịu tải lớn hơn lốp trớc nên ta chọn theo lốp sau cho toàn bộ lốp

- Ký hiệu lốp : B - d là 7,5 - 20

- Xe dùng 6 bánh và 1 bánh dự phòng

- Lốp rỗng

- Bề rộng của lốp : 7,5 (inch)

III Xác định công suất cực đại của động cơ:

Xác định công suất của động cơ ứng với tốc độ cực đại của động cơ (Nev)

Nev = 1

t

 (

3 max max

 v : Hệ số cản tổng cộng của đờng khi xe chuyển động ở

VmaxCác thông số lựa chọn:

a Hiệu suất truyền lực chính (t)

Để đánh giá sự tổn thất năng lợng trong hệ thống truyền lực ngời ta dùng hiệu suấttrong hệ thống truyền lực (t) là tỷ số giữa công bánh xe chủ động và công suất hữu ích của động cơ, thờng đợc xác định bằng công thức thực nghiệm Khi tính toán ta chọn theo loại xe nh sau:

Đối với xe ôtô tải: F = B0.H0 (m2)

Trong đó: B0 : Chiều rộng cơ sở của ôtô (m)

H0 : Chiều cao toàn bộ của ôtô (m)

75 376 , 3 065 , 0 9 , 0

a = b = c = 1

Đối với động cơ xăng có bộ phận hạn chế số vòng quay: = 0,8 - 0,9

926 , 51

3



Vì công suất của động cơ đem thử trong điều kiện thí nghiệm còn thiếu các

bộ phận nh: Bộ tiêu âm, quạt gió, bình lọc không khí và các trang bị khác còn khi lắp trên ô tô thì lại có thêm các bộ phận kể trên Mặt khác để tăng khả năng thắng lực cản đột xuất trong quá trình chuyển động ta phải chọn công suất của động cơ lắp trên ô tô ta phải chọn động cơ có công suất cao hơn 15  20 % tức động cơ phải

có công suất Nmax = 65 kw

trên cơ sở tính toán đợc công suất Nev đảm bảo đợc tốc độ Vmax khi ô tô chạy trên đờng có hệ số cản lăn f hơn nữa đối với ô tô vận tải không yêu cầu có tốc độ cao nh ô tô du lịch, ô tô đua mà chủ yếu là yêu cầu có năng suất và tính kinh tế cao nên ta chọn động cơ xăng có bộ phận hạn chế số vòng quay

IV Xác định tỷ số truyền của truyền lực chính

Tỷ số truyền lực chính (i0) đợc xác định đảm bảo tốc độ chuyển động cực đại của ôtô ở số truyền cao nhất trong hộp số (i0 ) đợc xác định theo công thức:

ihn: Tỷ số truyền cao nhất trong hộp số

Vmax: Vận tốc lớn nhất của ôtô (km/h)

Trong đó: r0: Bán kính thiết kế của bánh xe

: Hệ số kể đến sự biến dạng của lốp đối với lốp có áp xuất cao

Ta chọn: = 0,950

Mà: r0=

2

d B



 .25,4 (mm)

Với: B: Là bề rộng của lốp (inch)

Thay vào (*) ta có bán kính làm việc trung bình của bánh xe:

) = 6,7(Do xe không có hộp số phụ nên ta không tính ipc)

V Xác định tỷ số truyền của hộp số:

a Xác định tỷ số truyền của tay số 1:

Tỷ số truyền của tay số 1 đợc xác định dựa trên cơ sở đảm bảo khắc phục đợc sức cản lớn nhất của mặt đờng mà không bị trợt:

Memax: Mô men xoắn cực đại của động cơ

i0 : Tỷ số truyền của truyền lực chính

ipc : Tỷ số truyền số truyền cao của hộp số phụ

tl : Hiệu suất truyền lực

Các thông số đã cho: Memax = 20,5 (kg.m)

Các thông số lựa chọn:  max = f + i =0,025 + 0,25 = 0,275

tl = 0,9

 = 20 , 5 6 , 7 0 , 9 5,28

4445 , 0 275 , 0 5340



(Do xe không có hộp số phụ nên ta không tính ipc)

Mặt khác lực kéo cực đại của ôtô bị hạn chế bởi điều kiện bám cho nên khi tính

ihl xong ta phải kiểm tra lại theo điều kiện bám:

 



Trong đó: mp: Hệ số phân bố lại tải trọng lên cầu chủ động khi truyền lực kéo

Đối với cầu trớc: mp=0,8 - 0,9

Đối với cầu sau: Gb2= 3738 (kg)

: Hệ số bám cực đại giữa lốp với đờng

 

 = 20 , 5 6 , 7 0 , 9

9 , 0 4445 , 0 8 , 0 3738

= 9,67

Đảm bảo yêu cầu

b Tỷ số truyền trung gian.

phơng pháp phân phối theo cấp số nhân

Công bội đợc xác định theo biểu thức:

ihn : Tỷ số truyền tay số cuối cùng trong hộp số

Tỷ số truyền của tay số thứ i đợc xác định theo công thức sau:

Trong đó: ihi : Tỷ số truyền tay số thứ i trong hộp số (i=2,3 n-1)

Tỷ số truyền của tay số thứ 2 là:

i2= 3 , 034 74

, 1

28 , 5



Tỷ số truyền của tay số thứ 3 là:

i3 = 1 , 74 74

, 1

28 , 5

Trong đó: ihl- tỷ số truyền tay số 1

Đối với xe này ta chọn tỷ số truyền số lùi nh sau:

il = 1,3.5,28 = 6,864

Chú ý: Khi chọn tỷ số truyền số lùi ta phải kiểm tra lại điều kiện bám

VI: Xây dựng đờng đặc tính ngoài của động cơ xăng không có bộ phận hạn chế số vòng quay.

v

KFV G V

 ) ta đã tính đợc Nev= 51,926 (kw).công suất này đợc biểu diễn ở điểm A trên đồ thị (hình 1) nghĩa là tơng ứng với sốvòng quay nv của động cơ và số vòng quay nv (tốc độ vòng quay trục của khuỷu

động cơ khi đạt tốc độ lớn nhất) là 3500 (v/ph) Vị trí điểm A nằm bên phải vị trí

điểm B Điểm B là điểm ứng với công suất cực đại của động cơ Nmax = 52,931(kw)

động cơ sẽ có một đờng đặc tính ngoài nhng sẽ có rất nhiều đờng đặc tính cục bộ

Khi không có đờng đặc tính tốc độ ngoài bằng thực nghiệm, ta có thể xây dựng đờng đặc tính nói trên nhờ công thức thực nghiệm của S.R.Lây Đecman Công suất tại số vòng quay ne của động cơ:

Trong đó: Ne: Công suất hữu ích của động cơ

ne: Số vòng quay của trục khuỷu

Nmax: Công suất có ích cực đại

nN: Số vòng quay ứng với công suất cực đại

a , b , c: Các hệ số thực nghiệm đợc chọn theo từng loại động cơ

H.1 Đồ thị đờng đặc tính ngoài của động cơ

VII Xây dựng đồ thị cân bằng công suất:

Để phân tích tính chất động lực học của ôtô ngo i mài m ối tương quan về lực ta

có thể sử dụng mối tương quan về công suất giữa công suất kéo ở bánh xe chủ động v công suài m ất cuả lực cản chuyển động

Trong trường hợp tổng quát phương trình cân bằng công suất:

o mk j i f

cos 270

.V G f P

N f  f 

3500

.F V3

K

N 

270

sin V 

. i v j

j f

G

270

.V P

mk 

2 , 716

. 0

0 0

N M

N 

Từ các số liệu trên ta xây dựng đợc bảng số liệu sau:

TT nemin ne2 ne3 ne4 ne5 ne6 ne7 ne8 ne9 ne10 nemax

85.544 49.163

28.195 16.202

H2 Đồ thị cân bằng công suất

VIII Xây dựng đồ thị cân bằng lực kéo:

Trong trờng hợp tổng quát phơng trình cân bằng lực kéo của ô tô nh sau:

m j i

.

V F K

P  : Lực cản không khí

 sin

k k

r

n i i M r

M





e bx

h h e

n i i N P

.

2 ,

ne: Số vong quay của động cơ ứng với Ne

i0: Tỷ số truyền của truyền lực chính

ih: Tỷ số truyền của hộp số tuỳ từng tay số tính toán

h

bx e i

i

r n

13

.

2

V F K f G P P

Trong đó: G: Trọng lợng toàn bộ của ô tô

f: Hệ số cản lăn của lốp và đờngK: Hệ số cản khí động học

F: Diện tích cản chính diện của ô tô

V: Vận tốc chuyển động của ô tô

Các giá tri lực cản đợc thể hiện ở bảng sau: (Bảng 2)

TT K F G f V Pf = G.f Pw = K.F.V/13 Pf +P

tgα = G

G

D x

 x D

Trong đó:

α: Góc nghiêng của các tia ứng với số phần trăm tải trọng sử dụng tính

từ trục ho nh.ài m

D: Nhân tố động lực của xe khi chở tải đầy

Dx: Nhân tố động lực của xe khi tải trọng thay đổi

G: Trọng lượng của to n bài m ộ xe khi chở tải đầy ( gồm trọng lượng thiết kế G0 v trài m ọng lượng chở h ng theo ài m định mức Ge) G = 5340(kg)

Gx: Trọng lượng to n bài m ộ của ôtô khi chở với tải trọng thay đổi ( gồm trọng lợng thiết kế Go=2710 v trài m ọng lượng h ng thài m ực thế chất lên Gex=2500)

Ta đem chất tải lên xe theo số phần trăm tải trọng định mức Ge, ta sẽ xác định được trọng lượng to n bài m ộ của xe với trọng lượng chở h ng thài m ực tế Gx từ đó ta tínhđược góc α tương ứng với số phân trăm tải trọng nói trên

Gex (KG) G = Go+Ge Gx=Go+Gex

tg =