Bài tập lớn Lý thuyết ô tô: Tính toán sức kéo của ô tô con

Nhằm giúp đỡ cho sinh viên kỹ thuật biết cách tính toán và nắm rõ các công thức và khỏi bỡ ngỡ cho các đồ án môn và đồ án chuyên ngành, đồ án tốt nghiệp cho sau này. Hy vọng bài tập lớn Lý thuyết ô tô Tính toán sức kéo của ô tô con sẽ giúp được phần nào cho các bạn về một ngành công nghiệp ô tô trong tương lai. Mời các bạn cùng tham khảo.

 TRƯỜNG Đ I H C S  PH M KĨ THU T VINHẠ Ọ Ư Ạ Ậ

KHOA C  KHÍ Đ NG L CƠ Ộ Ự

TÍNH TOÁN S C KÉO C A ÔTÔ CONỨ Ủ

c u trầ ước /c u sauầ        42/58%

L I NÓI Đ UỜ Ầ

I. T M QUAN TR NG C A VI C TÍNH TOÁN S C KÉO; Ầ Ọ Ủ Ệ Ứ

Tính toán s c kéo ô tô nh m m c đích xác đ nh các thông s  c  b n c aứ ằ ụ ị ố ơ ả ủ  

đ ng c , c a h  th ng truy n l c đ  đ m b o ch t lộ ơ ủ ệ ố ề ự ể ả ả ấ ượng đ ng l c h c c n thi tộ ự ọ ầ ế  

c a chúng trong các đi u ki n s  d ng khác nhau, phù h p v i các đi u ki n đãủ ề ệ ử ụ ợ ớ ề ệ  cho c a ô tô. T  đó đ  xác đ nh các ch  tiêu đ  đánh giá ch t lủ ừ ể ị ỉ ể ấ ượng kéo c a ô tôủ  

nh  ch  tiêu v n t c l n nh t, góc d c l n nh t c a đư ỉ ậ ố ớ ấ ố ớ ấ ủ ường mà ô tô có th  kh cể ắ  

ph c đụ ược, gia t c l n nh t c a ô tô, quãng đố ớ ấ ủ ường và th i gian tăng t c ng n nh tờ ố ắ ấ  khi đ t v n t c là l n nh t . Các ch  tiêu trên có th  tìm đạ ậ ố ớ ấ ỉ ể ược khi gi i phả ương trình chuy n đ ng c a ô tô b ng phể ộ ủ ằ ương pháp đ  th  ho c phồ ị ặ ương pháp gi i tích.ả

Tài li u tính toán s c kéo ô tô có th  làm tài li u nghiên c u cho nhi u đ iệ ứ ể ệ ứ ề ố  

tượng khác nhau nh : Sinh viên c  khí, th  s a ch a ô tô trong các gara cũng như ơ ợ ử ữ ư 

nh ng ngữ ười có nhu c u khác…ầ

Vì ki n th c còn h n ch  vì v y tài li u không th  không có nh ng sai xót vìế ứ ạ ế ậ ệ ể ữ  

v y mong nh n đậ ậ ược nh ng đóng góp c a th y giáo cũng nh  các b n đ  tài li uữ ủ ầ ư ạ ể ệ  ngày càng được hoàn thi n.ệ

      Sinh viên 

      Nguy n Tu n Anhễ ấ

Ph n Iầ

Xây d ng đự ường đ c tính t c đ  ngoài c a đ ng cặ ố ộ ủ ộ ơ

I . Xác đ nh tr ng lị ọ ượng và s  phân b  tr ng lự ố ọ ượng 

2 .Phân b  t i tr ng lên các c u ố ả ọ ầ

V i xe du l ch :  theo s  li u cho trớ ị ố ệ ước ta có:

+T i tr ng phân b  c u trả ọ ố ầ ước:

     Ch n l p có áp su t cao,h  s  bi n d ng ọ ố ấ ệ ố ế ạ  = 0,95 

       rk =   r0 =  0,95*0.3782  = 0.35 (m)     

II. Xây d ng đự ường đ c tính ngoài c a đ ng cặ ủ ộ ơ

­ Các đường đ c tính t c đ  ngoài c a đ ng c  là nh ng đặ ố ộ ủ ộ ơ ữ ường cong bi uể  

di n s  ph  c a các đ i lễ ự ụ ủ ạ ượng công su t , mô men và su t tiêu hao nhiên li u c aấ ấ ệ ủ  

đ ng c  theo s  vòng quay c a tr c khu u đ ng c  Các độ ơ ố ủ ụ ỷ ộ ơ ường đ c tính này g m :ặ ồ

+ Đường công su t Nấ e = f(ne)

+ Đường mô men xo n Mắ e = f(ne)

+ Đường xu t tiêu hao nhiên li u c a đ ng c  gấ ệ ủ ộ ơ e = f(ne)

1.  Xác đ nh công su t c a đ ng c  theo đi u ki n c n chuy n đ ng ị ấ ủ ộ ơ ề ệ ả ể ộ  

        tl ­ hi u su t c a h  th ng truy n l c: ch n ệ ấ ủ ệ ố ề ự ọ tl= 0,93

 f : là h  s  c n lăn c a đệ ố ả ủ ường (ch n fọ 0 =0,018 v i đớ ường nh aự  

   2 . Xác đ nh công su t c c đ i c a đ ng c ị ấ ự ạ ủ ộ ơ

Công su t l n nh t c a đ ng c :   Nấ ớ ấ ủ ộ ơ emax=  2 3

c b a

N ev

       (kW)Trong đó  a,b,c  là các h  s  th c nghi m ,v i đ ng c  xăng 4 k :ệ ố ự ệ ớ ộ ơ ỳ

Trong đó Ne max và Nn là công su t c c đ i và s  vòng quay tấ ự ạ ố ương  ng.ứ

Ne và ne công su t và s  vòng quay   1 th i đi m trên đấ ố ở ờ ể ường đ c tính ngoài c aặ ủ  

716  (kG.m)

λ| =  là các đ i lạ ượng ne và nn đã bi t ( v i λế ớ | = 0,2; 0,4 … 0,9;1: 1,1)

Đồ th  đ ị ườ ng đ c tính t c đ  ngoài c a đ ng c ặ ố ộ ủ ộ ơ

      ( v  trên gi y Ao k  ly) ẽ ấ ẻ

         Nh n xét ậ  : 

         Tr  s  công su t Nị ố ấ emax   trên ch  là ph n công su t đ ng c  dùng đ  kh cở ỉ ầ ấ ộ ơ ể ắ  

ph c các l c c n chuy n đ ng. Đ  ch n đ ng c  đ t trên ô tô, c n tăng thêmụ ự ả ể ộ ể ọ ộ ơ ặ ầ  

ph n công kh c ph c các s c c n ph , qu t gió, máy nén khí,… Vì v y ph i ch nầ ắ ụ ứ ả ụ ạ ậ ả ọ  công su t l n nh t là:ấ ớ ấ

  T  s  truy n c a h  th ng truy n l c chính trong trỷ ố ề ủ ệ ố ề ự ường h p t ng quát đợ ổ ượ  cxác đ nh theo công th c :ị ứ

it = ih . if . io

Trong đó : ih là t  s  truy n l c chínhỷ ố ề ự

        if là t  s  truy n c a h p s  phỷ ố ề ủ ộ ố ụ

        io là t  s  truy n c a truy n l c chínhỷ ố ề ủ ề ự

i0 được xác đ nh trên c  s  đ m b o t c đ  chuy n đ ng c c đ i c a ô tô ị ơ ở ả ả ố ộ ể ộ ự ạ ủ ở 

s  truy n cao nh t trong h p s ố ề ấ ộ ố

5500 35

0 =1.8

      2. Xác đ nh t  s  truy n c a h p s        ị ỷ ố ề ủ ộ ố

    2.1.Xác đ nh t  s  truy n c a tay s  1 ị ỷ ố ề ủ ố

­ T  s  truy n c a tay s  1 đỷ ố ề ủ ố ược xác đ nh trên c  s  đ m b o kh c ph cị ơ ở ả ả ắ ụ  

đượ ức s c c n l n nh t c a m t đả ớ ấ ủ ặ ường mà bánh xe ch  đ ng không b  trủ ộ ị ượ  tquay trong m i đi u ki n chuy n đ ng.ọ ề ệ ể ộ

­ Theo ĐK chuy n đ ng ta có :ể ộ

       Pkmax   P max +Pw 

   Pkmax : l c kéo l n nh t c a đ ng c  phát ra   bánh xe ch   đ ng.ự ớ ấ ủ ộ ơ ở ủ ộ

   P max: l c c n t ng c ng c a đự ả ổ ộ ủ ường 

   Pw     : l c c n không khí .ự ả

Khi ô tô chuy n đ ng   tay s  I ,v n t c c a ôtô nh  nên b  qua Pể ộ ở ố ậ ố ủ ỏ ỏ w 

V y :  Pậ kmax   P max= max.G 

b

t I e

r

i i

M max.0

max.G      

 suy ra :       iI 

t e

pc b

i M

i r G

0 max max

i i

M max.0

 mk.G .       Theo đi u ki n bám ta có :ề ệ

2.Xác đ nh t  s  truy n c a các tay s  trung gian   ị ỷ ố ề ủ ố

­ Ch n h  th ng t  s  truy n c a các c p s  trong h p s  theo  c p s  nhân.  ọ ệ ố ỷ ố ề ủ ấ ố ộ ố ấ ố     Công b i độ ược xác đ nh theo bi u th c;ị ể ứ

               n 1 1

hn

h

i i q

h n hn

i q

i i

Trong đó: i hI ­  ­ t  s  truy n tay s  th  i trong h p s  (i=2, ,n­1)ỷ ố ề ố ứ ộ ố

T  hai công th c trên ta s  xác đ nh đừ ứ ẽ ị ượ ỷ ốc t  s  truy n   các tay s :ề ở ố

  +T  s  truy n c a tay s  IIỷ ố ề ủ ố

  +T  s  truy n c a tay s  IVlà :ihỷ ố ề ủ ố 4  i(4 1)h1

­T  s  truy n tay s  lùi : iỷ ố ề ố 1= 1,2.ihi= 1,2* 1.50=1.8

Ki m tra t  s  truy n tay s  lùi theo đi u ki n bám Pể ỷ ố ề ố ề ệ kl    P =G .

128.6*1.8*1*0.93  = 1.84

  V y iậ l  1.8 < 1.84  là th a mãn đi u ki n.         ỏ ề ệ

   T  s  truy n tỷ ố ề ương  ng v i t ng tay s  :ứ ớ ừ ố

PH N IIẦ

XÂY D NG Đ  TH  CÁC CH  TIÊU Đ NG L C H C C A Ô TÔỰ Ồ Ị Ỉ Ộ Ự Ọ Ủ

I. Cân b ng công su t c a ô tôằ ấ ủ

     1.  Ph ươ ng trình cân b ng công su t  ằ ấ

Phương trình cân b ng công su t t i bánh xe ch  đ ng ằ ấ ạ ủ ộ

Nk = Nf   N i  N j +Nw 

Công su t c a đ ng c  phát ra t i bánh xe ch  đ ngấ ủ ộ ơ ạ ủ ộ

Nk = Ne – Nr = Ne  t = Ne  t

Nr công su t tiêu hao cho t n th t c  khí trong h  th ng truy n l cấ ổ ấ ơ ệ ố ề ự

t= 0,89 hi u su t truy n l c.ệ ấ ề ự

Nf  công su t tiêu hao cho l c c n lăn. ấ ự ả

Trong đó :     j : gia t c c a ôtô.ố ủ

      v : v n t c chuy n đ ng c a ôtô.ậ ố ể ộ ủ

        j: h  s  k  đ n  nh hệ ố ể ế ả ưởng c a các kh i lủ ố ượng quay

       g : gia t c tr ng trố ọ ường

Tuy nhiên trong phương trình ch  c n xác đ nh thanh ph n ỉ ầ ị ầ Nk ,Nf,Nw

Ta th y đấ ường bi u di n Nể ễ f là đường b c nh t qua gôc t a đ  nên ch  c nậ ấ ọ ộ ỉ ầ  xác đ nh 2 đi m.ị ể

­ Đương bi u di n đ  th  Nể ễ ồ ị w là đường cong 

Trên đ  th , đo n n m gi a Nồ ị ạ ằ ữ k và (Nf + N ) là công su t d  Công su t d  này đ  ấ ư ấ ư ể

kh c ắ ph c các công c n công lên d c, công su t c n tăng t c. ụ ả ố ấ ả ố

II.Xác đ nh ch  tiêu v   l c kéo c a ô tô:ị ỉ ề ự ủ

     1. Ph ươ ng trình cân b ng l c kéo: ằ ự

    Pki = Pf   Pi  Pj + Pw 

Pk : L c kéo ti p tuy n   bánh xe ch  đ ng,    Pự ế ế ở ủ ộ ki =   

b

t I e

r

i i

­ i=tg  :Đ  d c c a độ ố ủ ường 

­ f : H  s  c n lăn c a đệ ố ả ủ ường 

B ng 6: Tính l c kéo P ả ự K  theo t c đ  ô tô ố ộ

 B ng 7:Tính các lo i l c c n theo t c đ  c a ô tôả ạ ự ả ố ộ ủ

    Trong đó :     pki :l c kéo tự ương  ng   c p s  i ứ ở ấ ố

       i   : t  s  truy n c a c p s  iỷ ố ề ủ ấ ố

Me(KG.m) 119.6 124.6 128.6 127.7 119.4 112 103 91.7 Pk1 858.04 893.92 922.61 916.16 856.61 803.51 738.95 657.88

V s  1 ố 37.59 56.39 93.98 112.78 150.37 169.17 187.96 206.76 Pk2 795.12 828.36 854.95 848.97 793.79 744.60 684.76 609.64

V s  2 ố 40.57 60.85 101.42 121.7 162.27 182.55 202.84 223.12 Pk3 737.92 768.77 793.45 787.89 736.68 691.03 635.50 565.78

V s  3 ố 43.71 65.57 109.28 131.14 174.85 196.71 218.56 240.42 Pk4 680.72 709.17 731.94 726.82 697.58 637.46 586.23 521.92

V s  4 ố 47.39 71.08 118.46 142.17 189.54 213.24 236.93       260.62 Pk5 629.23 655.54 676.58 671.85 628.18 589.23 541.90 482.45

V s  5 ố 51.26 76.89 128.16 153.79 205.05 230.68 256.31 289.94 Pk6 572.03 595.94 615.08 610.77 571.07 535.68 492.63 438.59

V s  6 ố 56.39 84.58 140.97 169.17 225.56 253.75 281.94 309.

      i0  :t  s  truy n l c chính.ỷ ố ề ự

        Vi   : v n t c chuy n đ ng c a ô tô theo s  vòng quayậ ố ể ộ ủ ố  

c a tr c khu u đ ng c  khi ôtô chuy n đ ng   c p s  i . ủ ụ ỷ ộ ơ ể ộ ở ấ ố

L c c n lăn Pự ả f được xác đ nh nh  sau :ị ư

V i v ≤ 80 km/h thì f = fớ o = 0,018

Pf = G.f đ  th  là đồ ị ường th ng song song v i tr c hoành.ẳ ớ ụ

V i v ≥ 80km/h thì f = 0,018 (1+) đ  th  có d ng đớ ồ ị ạ ường cong b c 2ậ

2. Đ  th  cân b ng l c kéo c a ô tô ồ ị ằ ự ủ  (v  trên gi y Ao k  ly)ẽ ấ ẻ

Nh n xét: ậ

Tr c tung bi u di n l c Pụ ể ễ ự k, Pf, P  Tr c hoành bi u di n v n t c c a ô tô theoụ ể ễ ậ ố ủ  km/h

* Đường PK6 (l c kéo khi xe ch y   s  truy n 6) c t nhau v i đự ạ ở ố ề ắ ớ ường bi u di n l cể ễ ự  

c n (Pả f, P ) t i A dóng xu ng ta đạ ố ược Vmax =309  km/h

Đ  th  Pồ ị f là đường th ng // v i tr c hoành khi V < 80km/h và là đẳ ớ ụ ường cong b c 2ậ  khi V > 80km/h

­Trong đó : α1 là góc nghiêng bi u th  t  s  gi a t i tr ng c a xe đang tínhể ị ỷ ố ữ ả ọ ủ  

v i kh i lớ ố ượng toàn b  c a xeộ ủ

    ­ Gx : Kh i lố ượng c a ô tô   t I tr ng đang tính Gủ ở ả ọ x = Go + Gex

    ­ Kh i lố ượng c a ô tô   tr ng tháI không t iủ ở ạ ả

     ­ Gex : T i tr ng c a ô tô   tr ng thái đang tínhả ọ ủ ở ạ

     ­ Tr  s  c a αị ố ủ 1 được bi u di n theo các góc th  nguyên ( 0ể ễ ứ 0) khi :

Gx < G suy ra tgα1 < 1 , α1<450 ( non t i)ả

Gx = G suy ra tgα1 =1 , α1= 450 ( đ y t i)ầ ả

Gx > G suy ra tgα1 >1 , α1> 450 ( quá t i)ả

­Đ  th  nhân t  đ ng l c h c Dồ ị ố ộ ự ọ x (cũn g i là đ  th  tia) đọ ồ ị ược bi u di n k tể ễ ế  

h p v i đ  th  D.Ph n bên ph i là đ  th  D khi ô tô ch  đ y t i ,ph n bên trái là đợ ớ ồ ị ầ ả ồ ị ở ầ ả ầ ồ 

th  bi u di n nhân t  đ ng l c h c khi xe ch  t i thay đ i Dị ể ễ ố ộ ự ọ ở ả ổ x  ho c φặ x  ( tr cụ  hoành ) , tr c tung bi u th  nhân t  đ ng l c h c D khi đ y t i.ụ ể ị ố ộ ự ọ ầ ả

­L p b ng giá tr  nhân t  đ ng l c h c ;ậ ả ị ố ộ ự ọ

­ Ta có Di = =( Pki ­ ).  

B ng 8: Tính đ  th  nhân t  D theo tay s ả ồ ị ố ố

V s  1 ố 37.59 56.39 93.98 112.78 150.37 169.17 187.96 206.76 Pk1 858.04 893.92 922.61 916.16 856.61 803.51 738.95 657.88 Pw1 5.22 11.74 32.61 46.96 83.49 105.67 130.45 157.85 D1 0.455 0.470 0.475 0.464 0.412 0.372 0.325 0.267

V s  2 ố 40.57 60.85 101.42 121.7 162.27 182.55 202.84 223.12 Pk2 795.12 828.36 854.95 848.97 793.79 744.60 684.76 609.64 Pw2 6.08 13.67 37.98 54.69 97.22 123.04 151.92 183.81 D2 0.421 0.435 0.436 0.424 0.372 0.331 0.284 0.227

V s  3 ố 43.71 65.57 109.28 131.14 174.85 196.71 218.56 240.42 Pk3 737.92 768.77 793.45 787.89 736.68 691.03 635.50 565.78 Pw3 7.05 15.87 44.09 63.50 112.88 142.87 176.38 213.42 D3 0.390 0.402 0.400 0.386 0.333 0.292 0.245 0.188

V s  4 ố 47.39 71.08 118.46 142.17 189.54 213.24 236.93 260.62 Pk4 680.72 709.17 731.94 726.82 697.58 637.46 586.23 521.92 Pw4 8.29 18.65 51.81 74.63 132.65 167.89 207.27 250.79 D4 0.359 0.368 0.363 0.348 0.301 0.250 0.202 0.145

V s  5 ố 51.26 76.89 128.16 153.79 205.05 230.68 256.31 289.94 Pk5 629.23 655.54 676.58 671.85 628.18 589.23 541.90 482.45 Pw5 9.7 21.83 60.65 87.33 155.24 196.48 242.57 310.39 D5 0.330 0.338 0.328 0.312 0.252 0.209 0.160 0.092

V s  6 ố 56.39 84.58 140.97 169.17 225.56 253.75 281.94 309 Pk6 572.03 595.94 615.08 610.77 571.07 535.68 492.63 438.59 Pw6 11.74 26.41 73.38 105.67 187.85 237.74 293.50 352.55 D6 0.299 0.304 0.289 0.269 0.204 0.159 0.106 0.046

2. Đ  th  nhân t  đ ng l c h c D ồ ị ố ộ ự ọ x  khi t i tr ng thay đ i ả ọ ổ

       (v  trên gi y Ao k  ly) ẽ ấ ẻ

PH N IVẦ

XÁC Đ NH KH  NĂNG TĂNG T C C A Ô TÔỊ Ả Ố Ủ

I.Xác đ nh gia t c c a ô tô :ị ố ủ

1.Bi u th c xác đ nh gia t c  ể ứ ị ố

J = *g ­Khi ô tô chuy n đ ng trên để ộ ường b ng (   = 0 ) suy ra:ằ α

B ng 10: Tính giá tr  c a gia t c theo t  s  truy n và v n t cả ị ủ ố ỷ ố ề ậ ố

­ Đ  th  gia t c ồ ị ố (v  trên gi y Ao k  ly).ẽ ấ ẻ

    2.L p đ  th  xác đ nh gia t c c a ô tôậ ồ ị ị ố ủ

Nh n xét:  Vậ max =  309 km/h

­   t c đ  c a ô tô JỞ ố ộ ủ vmax = 0 vì xe không còn kh  năng tăng t c.ả ố

­ Do  nh h ng c a h  s  ả ưở ủ ệ ố i1 nên j2 (gia t c   tay s  2) > jố ở ố 1 (gia t c   tay s  1). ố ở ố

II. Xác đ nh th i gian tăng t c và quãng đ ị ờ ố ườ ng tăng t c ố

V s  1 ố 37.59 56.39 93.98 112.78 150.37 169.17 187.96 206.76 D1 0.455 0.470 0.475 0.464 0.412 0.372 0.325 0.267

f 0.018 0.018 0.027 0.033 0.045 0.051 0.058 0.066

V s  2 ố 40.57 60.85 101.42 121.7 162.27 182.55 202.84 223.12 D2 0.421 0.435 0.436 0.424 0.372 0.331 0.284 0.227

f 0.018 0.018 0.030 0.035 0.049 0.056 0.064 0.071

V s  3 ố 43.71 65.57 109.28 131.14 174.85 196.71 218.56 240.42 D3 0.390 0.402 0.400 0.386 0.333 0.292 0.245 0.188

f 0.018 0.018 0.032 0.038 0.053 0.062 0.069 0.080

V s  4 ố 47.39 71.08 118.46 142.17 189.54 213.24 236.93 260.62 D4 0.359 0.368 0.363 0.348 0.301 0.250 0.202 0.145

f 0.018 0.018 0.034 0.042 0.059 0.067 0.078 0.088

V s  5 ố 51.26 76.89 128.16 153.79 205.05 230.68 256.31 289.94 D5 0.330 0.338 0.328 0.312 0.252 0.209 0.160 0.092

f 0.018 0.018 0.037 0.046 0.065 0.075 0.086 0.10

V s  6 ố 56.39 84.58 140.97 169.17 225.56 253.75 281.94 309 D6 0.299 0.304 0.289 0.269 0.204 0.159 0.106 0.046

f 0.018 0.020 0.041  0.051 0.072 0.085 0.097 0.1164

1. Bi u th c xác đ nh  th i gian tăng t c ể ứ ị ờ ố

­ B ng giá tr  gia t c ngả ị ố ược

­Đ  th  gia t c ngồ ị ố ượ ( v  trên gi y Ao k  ly ).c   ẽ ấ ẻ

i i i

tbi

V V t

=

4.Quãng đ ườ ng tăng t c c a ô tô ố ủ

1 Bi u th c tính quãng để ứ ường tăng t cố

Áp d ng công th c tính quãng đụ ứ ường :

5. Đ  th  th i gian tăng t c và quáng đ ồ ị ờ ố ườ ng tăng t c  ố ( v  trên gi y Ao k  ly ).ẽ ấ ẻ

b  th  chuyên dùng.ệ ử

***************************************************************