bai tap lon cong nghe o to

Tính toán chỉ tiêu động lực học của ôtô.- Tính toán chỉ tiêu về công suất Nk - Tính toán chỉ tiêu về lực kéo Pk - Tính toán nhân tố động lực học khi đầy tải D và tải thay đổi Dx - Tính t

TR¦êNG §¹I HäC S¦ PH¹M Kü THUËT VINH

KHOA C¥ KHÝ §éNG LùC

BµI TËP LíN M¤N HäC

lý thuyÕt ¤T¤ 1

§Ò TµI: TÝNH TO¸N SøC KÐO ¤T¤ t¶i

3 Tính toán chỉ tiêu động lực học của ôtô.

- Tính toán chỉ tiêu về công suất (Nk)

- Tính toán chỉ tiêu về lực kéo (Pk)

- Tính toán nhân tố động lực học khi đầy tải (D) và tải thay đổi (Dx)

- Tính toán khả năng tăng tốc của ôtô:

+ Gia tốc (j)+ Thời gian tăng tốc (t)+ Quảng đờng tăng tốc (s)III bản vẽ:

1 Đồ thị đặc tính tốc độ ngoài của động cơ

2 Các đồ thị: Cân bằng công suất,cân bằng lực kéo, nhân tố động lực học, gia tốc và gia tốc ngợc, thời gian tăng tốc, quảng đờng tăng tốc

3 Tất cả các đồ thị đều đợc biểu thị trên tờ giấy kẻ ly khổ A0

Ngày giao đề: 19/04/ 2010

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 - HĐH, từng bớc phát triễn

đất nớc Trong xu thế của thời đại khoa học kỹ thuật của thế giới ngày một phát triễn cao Để hòa chung với sự phát triễn đó đất nớc ta đã có chủ trơng phát trễn 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 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

l-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 trờng, 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

A: Phần thuyết minh

B: Trình tự tính toán:

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

Đối với loại xe này trọng lợng đặt lên các bánh xe là 5905 kg ở ôtô vận tải tải trọng phân bố ra cầu trớc 30%.G = 1771 kg và cầu sau là 70%.G = 4134 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 8,25 - 20

- Xe dùng 6 bánh và 1 bánh dự phòng

- Lốp rỗng

- Bề rộng của lốp : 8,25 (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 (Nv)

Nv = ( f w)

t

N

N + η

Để đánh giá sự tổn thất năng lợng trong hệ thống truyền lực ngời ta dùng hiệu suất trong hệ thống truyền lực (ηt) 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)

Ta chọn các thông số là: B0 = 1,630 (m)

H0 = 2,200(m)

80 02 , 0 5905 9 0

= 71,713(ml) Căn cứ vào loại động cơ để tìm công suất cực đại của nó:

Nemax= 2 3

ev

λ + λ − λ (kw)Trong đó: a , b , c: Là các hệ số thực nghiệm, đối với động cơ xăng ta chọn

713 , 71

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 ữ 20 % tức động cơ phải có công suất '

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:

ax

0

ax

0,377.

.

bx em

h m

r n i

ih: Tỷ số truyền cao nhất của hộp số

Vmax: Vận tốc lớn nhất của ôtô (km/h)

Thông số cho trớc: Vmax= 80 (km/h)

Thông số lựa chọn: ih=1

Khi tính toán sức kéo mà đối tợng nghiên cứu không phải là bánh xe thì ta có thể coi gần đúng: rbx= rd=rb= λr0 (*)

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

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

Ta chọn: λ= 0,935

Mà: r0=

2

d B

Vậy: i 0 4 , 473

80

2560 37084 , 0 377 ,

=

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

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:

m bx hI

em t

G r i

Memax: Mô men xoắn cực đại của động cơ

i0 : Tỷ số truyền của truyền lực chính

ηt : Hiệu suất truyền lực

m bx hI

em t

G r i

37084 , 0 5905 227 , 0

= 5,82(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:

ax 0

.

b bx hI

em t

G r i

M i

ϕ η

≤

Trong đú: i0 : tỷ số truyền của truyền lực chớnh (i0=4,473)

r bx:Bỏn kớnh lăn của bỏnh xe

G: Trọng lượng toàn tải của ụtụ

M emax:Mụmen xoắn cực đại của động cơ

So sỏnh giỏ trị M e ở bảng I ta cú M emax=21,62 (m.l)

G b :Trọng lượng bỏm G b= m.G2

+ G2:Trọng lượng tĩnh tỏc dụng cầu chủ động ( cầu sau)

G2= 3750 kg (chọn theo xe tham khảo)

+ m: Hệ số phõn bố tải trọng m = 1,1ữ1,2

Ta chọn m = 1,2

ϕ:Hệ số cản của đường cú thể chọn trong khoảng

ϕ=0,6ữ 0,8 ta chọn ϕ=0,6

ηt= 0,9 Hiệu suất truyền lực.

Vậy ta kiểm tra điều kiện bám:

ax 0

.

b bx hI

em t

G r i

2 , 1 37084 , 0 3750 6 , 0

= 11,59

Ta thấy i hI= 5,82 <11,59 thỏa món điều kiện vậy ta chọn i hI= 5,82

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:

75 3 55 , 1

82 , 5

i

Tỷ số truyền của tay số thứ 3 là:

42 , 2 55 , 1

82 , 5

1 , 56

55 , 1

82 , 5

Trong đó: ihl- tỷ số truyền tay số 1

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

il = 1,3.5,82 = 7,56

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 có bộ phận hạn chế số vòng quay.

3500 270

v

KFV +Gψ V ) ta đã tính đợc N

v= 71,713 (ml) công suất này đợc biểu diễn trên đồ thị sẽ tơng ứng với số vòng 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 2560 (v/ph) Tại vị trí công suất cực đại của động cơ Nemax = 77,276(ml) có số vòng quay tơng ứng là nN = 3200 (v/ph)

Đờng đặc tính của động cơ nhận đợc bằng cách thí nghiệm động cơ trên bệ thử, khi cho động cơ làm việc ở chế độ cung cấp nhiên liệu cực đại, tức là mở bớm

ga hoàn toàn ta sẽ nhận đợc đờng đặc tính ngoài của động cơ, nếu bớm ga mở ở các vị trí khác nhau sẽ cho ta các đờng đặc tính cục bộ Nh vậy ứng với mỗi loại

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

Nemax: 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

Bảng 1: Mối quan hệ N M e, e theo n e.

Ta biết số vòng quay ở chỗ hạn chế n0 ứng với tốc độ cực đại của ôtô vmax

Ta tìm nN nh sau:

Từ nN=

9,08

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 mà 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 suà ất cuả lực cản chuyển động

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

K

N = N f + Nω ± N i ± N j+ N m

Trong đó :

N K: Công suất kéo ở bánh xe chủ động, được xác định

Theo công thức :N K =N e−N r =N e tη

với : N e :công suất có ích của động cơ

N r :công suất tiêu hao cho tổn thất cơ khí

N m: Công suất tiêu hao cho lực cản kéo moóc

1Ta đang xét với xe không kéo moóc nên N m=0

Vây công thức có thể viết lại như sau :

N K = N f +Nω ± N j ± N i

Tuy nhiên trong phương trình cân bằng công suất trên ta chỉ cần xác định công suất N K, N f và Nω theo tốc độ của tường tay số của hộp số và để xây dựng được đồ thị cân bằng công suất ta phải tính tốc độ chuyển động của ôtô ở từng tay

số theo số vòng qoay n ecủa động cơ

Công thức tính :

0

0,377.

.

bx e n

hn

r n V

1 1.719 3.437 5.156 6.874 8.593 10.31 12.03 13.75 15.47 17.19 18.9

v2 2.674 5.349 8.023 10.7 13.37 16.05 18.72 21.39 24.07 26.74 29.42 v

3 4.15 8.3 12.45 16.6 20.75 24.9 29.05 33.2 37.35 41.5 45.65 v4 6.453 12.91 19.36 25.81 32.26 38.72 45.17 51.62 58.08 64.53 70.98 v5 10 20 30.01 40.01 50.01 60.01 70.01 80.01 90.02 100 110

Bảng 2: Tốc độ chuyển động V của các tay số theo n e.

Sau khi thành lập được bảng vận tốc V ở từng tay số ta thành lập bảng

tính N K cho từng tay số theo vận tốc của các tay số đó và thành lập bảng tính

K

Nw= v1 3.437 5.156 6.874 8.593 10.31 12.03 13.75 15.47 17.29

1.503

4 2.2553

3.006 7

3.758

6 4.5097 5.262

6.014 4

6.766

7 7.5628 Nf+Nw

2.339

7

3.509 3

4.680

3 5.8481 7.0204

8.188 3

9.356

1 10.528 11.696 Nf+Nw 2.3507 3.5464 4.7681 6.0195 7.3169 8.6588 10.058 11.529 13.068 v3 8.3 12.45 16.6 20.75 24.9 29.05 33.2 37.35 41.5

Nw 0.041

0.138 4

0.328 1

0.640 8

1.107

2 1.7582 2.6245

3.736

9 5.1261 Nf

6.609 8

9.864 9

14.05

1 19.272

Nf 5.646 8.4682 11.28 14.11 16.93 19.758 22.579 25.405 28.226