Gíao trình lý thuyết ôtô

Giáo trình học tập

Chuong |: Luc va momen tac dung lén oto-MCT

Bat kỳ ôtô-máy công trình nào cũng có nguôn động lực + duoc øgọi là động cơ Đặc trưng của động cơ là công suất, ký hiệu

la N [KW] và được xác định theo môn học nguyên lý động cơ dot

(rong như sau:

N.=M,*o, [KW]

Trong do: -M, Mo men xoăn có ích của động cơ, [N.m|

- 0, Toc độ øóc truc khuyu cua dong co, [rad/s]

Nguôn công suất này được truyền xuông cho bánh xe chủ động qua

hệ thông truyền đồng <“ Cơ khi

< Điện

=~ Thuy lực

> Hé thong để truyền các đại lượng vật lý (M_ 0.) đến bánh xe chủ động — goi

là hệ thông truyền lực [HT TLỊ

BÁNH XE CHỦ ĐỘNG:

- Chịu trọng lượng ô tô;

- Tương tác với đường - tạo BÁN TRỤC:

nên lực day; Truyền T, n đến các

- Tiếp thu, hấp thụ xung động BXCĐ;

29015 ‘Sa CAC DANG: TL CHÍNH & VI SAI:

- Truyén T, n dén TLChinh; - Tăng T; , `

er / À - Chủ phép thay đổi vị trí - Chuyên hướng 90 độ;

Biến đổi năng lượng, cung BÁNH XE DẦN HƯỚNG:

cấp động năng cho chuyển - Chịu trọng lượng ô tô;

động của ô tô - Tương tác với đường, hấp thụ xung động;

J Chuyển hướng chuyển động.

Tom lai: N=T,*, —>~ Banh xe chu déng ON, =T,.* o,,

Nguôn công suất này được truyện đến bánh xe chủ động, sẽ bị mat mat

do ma sát giữa các chỉ tiết trong HTTL Đề đánh giá sự mất mát đó ta

dùng khái niệm hiệu suất của HTTL được ký hiệu là rị, và được xác định

băng thực nghiệm như sau:

Ô tô có tính cơ động cao 0,80 — 0,85

Xác định mômen và tốc độ góc tại các bánh xe chủ động

(khi ôtô chuyên động ôn định)

Xác định tốc độ góc tại các bánh xe chủ động Theo môn học chi tiết máy

I,— ty sô truyện của hộp sô,

1, — ty sô truyền của truyên lực chính, I,— tý sô truyện của hộp sô phụ (nêu xe có hộp sô phụ)

1 — tý sô truyện của truyền lực cuôi cùng (nêu có)

Vậy: œ, =@œ/i, [rad/s] hoàn toàn xác định

Xác dinh momen va tôc độ øóc tại các bánh xe chủ động

Xac dinh van toc cua oto khi xe chuyén dong On định

Taco V,=V,, = @,,“r,, — hoan toan xac dinh

r,,, — ban kinh dong luc banh xe, [m];

1.2 Luc va momen tác dung lén MCT

1.2.1 Trwong hop may banh lop

°Ổ Xet xe may dang dung yen (N,=0) = hinh ve

Xét xe may chuyén dong déu trén mat phang nam ngang V [m/s]

Xac dinh cac phan luc Z,, Z› G

> Khi banh xe chiu tai trong va lan

trén mat duong cing (hinh vé) = lop bibién ⁄Z⁄ZZZÄ[ƒj 7 ⁄Z⁄⁄⁄

lốp lần lượt tiếp xúc với mặt đường và bị nén “2

lại, các phần tử phía sau của lốp sẽ lân lượt TL

đi ra khỏi khu Vực tiếp xúc và phục hồi lại 3;

trạng thái cũ

Nếu lốp có độ đàn hôi lý tưởng thì năng lượng tiêu hao cho sự biên dạng

của lốp sẽ được trả lại đủ Trên thực tế do ma sát bên trong của các phân

tử lốp, ma sát giữa lốp với mặt đường vv làm cho năng lượng tiêu hao cho sự biên dạng của lốp không được trả lại hoàn toàn

©" Biên thành nhiệt tỏa ra môi trường

Xác định các phản lực:

¢ Phuong trinh can băng lực:

Xy— XK, Z,+Z,

P„ — Lực kéo tiệp tuyên ở bánh xe chủ động, [N]

P; — Lực cản lăn của đường, [N|]

P, - Lực cản không khí, [N]

1.3 Phân tích triển khai các thông số trong quá trình chuyền động

Đặc tính tốc độ của động cơ nhận được từ kết quả thí nghiệm động cơ

Giả sử đo được (M,, ,) (Bang gia tri)

- Loại bỏ các số liệu không tin cậy IEBỀ> sai số thô

- Xap xi ham:

Me = f(ne, œ) Ne=Me.oe

Công thức kinh nghiệm của S.R Lây Đec man đã xây dựng biêu thức quan hệ:

2

Hay viết lại dưới dạng: T,EA;+ A¡x+Azxˆ

Trong đó: M,, — Momen dong co ung voi cong suat cuc dai, [N.m]

On — Tốc độ góc của động cơ ứng với công suất cực đại, [rad/s]

a i _ — max {M.,.*o,,}

O.- Tốc độ góc của động cơ tại thời điểm bất kỳ

a, b, c— Các hăng sô thực nghiệm của S.R Lay Dec man

Các hang sô thực nghiệm của S.R Lay Dec man duoc xác định theo

Động cơ diesel buông cháy thông nhất 0,67; 1,13 -|

Động cơ diesel buông cháy ngăn cách 0,6 ¡ 1,4 -|

Động cơ diesel buông cháy xoáy lốc 0,7 ¡ 1,3 -|

Đường đặc tính của động cơ

Như vậy: N.„„=MVÝoyv

mômen xoăn “ Đặc trưng cho

khả năng quá tải của động cơ

số vòmg quay <” đặc trưng cho vùng làm

việc ôn định của động cơ

Tim M của động cơ ?

Tim M của động cơ ?

2 |

V N V N F bx

Phân tích lực cản lăn: P,= f{Z„+Z„) = fG — khi f Ẩ— P, Á

f tang, giam khi nao?

Ta da biét f =— —>Ff tăng khi áp suất lốp giảm và biên dạng lốp tăng

Pix f giảm khi áp suất lốp tăng —> biến dạng ‡

Băng thực nghiệm người ta chứng minh được rằng:

Đặc biệt, trong trường hợp ôtô chuyền động trên đường bêtông và đường nhựa

tôt, hệ sô cản lăn còn có thê xác định theo công thức:

Đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ diezel

- Nomar : Công suất cực đại độngcơ

= May : Mô men xoắn cực đại của động cơ

- Man : Mô men định mức ( danh nghĩa)

- Tụ : Tốc độ động cơ ứng với N,

- Tụ : Tốc độ động cơ ứng với M,

- Nomar : Tốc độ lớn nhất của động co diesel

- (".„„„ + nu) : Vùng tốc độ ứng với nhánh điêu chỉnh

Đường đặc tính tốc độ ngoài của động co 1a dudng biéu thi mdi quan hệ giữa công suất và mômen hữu ích với số vòng quay của trục

khuyu, khi mở hoàn toàn bướm xăng hoặc kéo hết thanh răng của bộ

phận cung cấp nhiên liệu của động cơ diezel

Xét ô tô chuyền động trên đường dốc

Lap phuong trinh can bang:

= Gif COS Og, + SIN Og ch Po

= GW + Fe, Với: Y- (f COS Qoy + sin Cor ) - Là hệ sô cản tông cộng của đường

= Py + Po Py, = G*y - Lực cản tông cộng của đường

ep PP, =P, +P,

Xét ôtô chuyền động không ồn định

Luc bam

—> Sự liên kết bánh xe và mặt đường

—> Sự bám dính bê mặt Hình 3-24 -> Sự bám cơ học

* Sư bám dính bê mặt (surface adhesion) dựa vào liên kết các phân tử giữa

cao su và nhấp nhô nhỏ trên mặt đường —> Sự bám này chiêm phân ưu thể trong hai cơ chế, đôi với loại đường khô, nhưng sẽ giảm đáng kế khi mặt đường ưới

* Sự bám cơ học (hysteresis friction) tạo nên do sự biên dạng đàn hôi của lốp

xe tai v1 tri nhap nho trén duong, hoac do su can truot lốp xe của nhấp nhô trên đường khi cạnh mâu bám trên vân lốp xe chạm vào nhấp nho Su bam co hoc khong bi anh

hưởng bởi trạng thái khô-ướt của đường

Như vậy, trên đường ướt, bánh xe có liên kết bám cơ học tốt sẽ có tính cơ động cao hơn

Chuong 3 Động lực học tông quát của ôtô

2.1 Phương trình chuyển động của ôtô: —> Là phương trình chuyên động viết theo

Nhìn vào đồ thị tatháy PIN] A

Tại điểm A (vi tri can bằng)

Ứng với vận tốc V, ( vi tri cung

câp nhiên liệu < 100%) có x% ga

nào đó đề cho:

Pu, = Pr + Pụ Khi tăng tốc từ V„ —>V

Phương trình chuyên động của ô tô đường dốc

Néu déc tiép tuc tang thi V tiép tuc giảm Giảm đến mức mà P;

vừa tiếp tuyên với đường cong lực kéo Tốc độ cuối cùng tại đó

là V„ mà động cơ vẫn còn làm việc 6n định —> về số thập đề

tiếp tục lên dốc

3.2 Quy luật phân bố tỷ số truyền cho ô tô

Cơ sở: Khi lùi số phải ôn định tốc độ nhỏ nhất

Giả thiết: Khi sang số thì tốc độ xe = tốc độ trước đó của xe

V6i q=—® = 1.6 -1.7 Động cơ xăng

Ons = 1.4 - 1.6 Động cơ diezel

inn = 1 Gay la so Direct

i,, — dworc xac dinh tir diéu kiện được xác định từ điêu kiện độ dốc lớn nhất của đường mà xe có thể vượt qua được

Nếu gọi œ là góc dốc lớn nhất của đường, từ phương trình cân bằng

1M Lemax

Chu y:

n phai lam tron thanh n°

[= ON,

eT oy Tt

Nếu tăng n lên > q\ thì Oy —>|@o] gan @ hơn thì có 2 van dé loi:

-Su dung tot cong suat dong co

- Liêu hao nhiên liệu nhỏ

-> n càng nhiêu càng tốt

Xe con > 5 số

Xe tai > 20 sé

Khi q Ỷ 0 thi n> ( Hép sé vé cap) > Bién mé thủy lực

Nhận xét: - Trong vùng tốc độ thấp thường phù hợp với các loại xe tải

nặng và xe máy công trình —> rât nhiêu số

- Trong vung tốc độ cao thường phù hợp với các loại xe du lịch, xe con —

rat it so — không phù hợp.

Đề sử dụng phù hợp hơn với các xe du lịch va xe con thì ta dùng hộp số phân

bô theo quy luật điêu hòa

Nguyên ly:

VÂmax(n) — Vmax(n-D — Vmax(n—D — Vmax(n-2) — Vmax(n-2) — Vmax(n-3)

= one — ial ar —c=const

2.3 Động lực học kéo của máy bánh lốp 2.3.1 Cân băng lực kéo

—> Dé xe - máy có thê chuyền động được, lực kéo tiếp tuyên tại các bánh xe chủ động phải thỏa mãn đông thời 2 điêu kiện:

a Thắng tật cả các lực cản

b.Thõa mãn điều kiện bám của bánh xe chủ động

IIBmm> ° <p.<?,

Các phương trình trên có thê được biêu thị dưới dạng đô thị - gọi là đồ fhị cân băng lực

kéo Ung với môi sô truyền của hộp sô có gia tri tỷ sô truyên I„„ quan hệ giữa vận tôc

tinh tién cua 0 to (V,.) va van toc goc cua truc khuyu @, hay so vong quay trục khuỷu

n,, duoc lién hé voi nhau boi:

Ứhx

D6 thi can bang luc

Hình mô tả sự cân băng lực của một ô tô có lắp hộp số 4 cấp, hoạt động với tải định mức, sử dụng động cơ xăng không hạn chế số vòng quay Trên cùng một hệ trục tọa độ OEFV, các đường cong sau đây được

— Duong lực bam P, tai cac banh xe chủ động với mặt đường;

— Duong cong luc can lan P;;

=> Đường cong tông lực cản lăn và lực cản không khí (P, TP.)

e Lực kéo tôi thiểu cân thiết để ô tô chuyên động được;

2.3.2 Can bang cong suat

1 Cân bằng công suất

Tương tự như cân băng lực kéo, xét theo công suất ô tô chỉ có thê chuyên động được khi công suất kéo tại bánh xe chủ động thang tong công suất tât cả các lực cản tác dụng vào ô tô

Nhân hai về của phương trình với vận tốc V, ta nhận được phương trình

cân băng công suât:

=> Pycan* VS Pyy*V

<_> Nụ¿>N Dean

Đô thị cần băng công suât