Bài Tập Lớn Thiết kế ô tô

Bài tập Tính toán kiểm nghiệm Động học , Động lực học ô tô. Xác định tọa độ trọng tâm xe, tính ổn định dọc của ô tô, tính ổn định ngang của ô tô, động học quay vòng, động lực học kéo, động lực học phanh.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG

 BÁO CÁO TIỂU LUẬN

MÔN HỌC LÝ THUYẾT Ô TÔ

Giảng viên hướng dẫn : Trần Hữu Nhân Sinh viên thực hiện :

Đào Anh Kiệt 1711656

Đỗ Bảo Anh Khoa 1711762

Nguyễn Văn Quang 1712790

Tp Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2019

1

Mục lục

Chương 1 CÁC THÔNG SỐ CỦA XE 3

1.1 Chọn xe: Xe tải Hyundai 2.5 tấn Mighty N250SL 3

1.2 Kích thước, khối lượng 3

1.3 Động cơ 3

1.4 Hộp số và vi sai 4

1.5 Bánh xe 4

Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5

2.1 Động lực học động cơ 5

2.2 Mô hình toán học mô tả lực kéo động cơ theo tốc độ của xe 5

Chương 3 TÍNH TOÁN VÀ PHƯƠNG TRÌNH KẾT QUẢ 7

3.1 Tính toán kiểm tra động học 7

3.1.1 Xác định tọa độ trọng tâm xe 7

3.1.2 Tính ổn định dọc của ô tô 8

3.1.3 Tính ổn định ngang của ô tô 11

3.1.4 Động học quay vòng 14

3.2 Tính toán kiểm tra động lực học 15

3.2.1 Động lực học kéo của xe 15

3.2.2 Động lực học phanh 18

TÀI LIỆU THAM KHẢO 21

Chương 1 CÁC THÔNG SỐ CỦA XE1.1 Chọn xe: Xe tải Hyundai Mighty N250SL 2.5 Tấn

1.2 Kích thước, khối lượng:

Bảng 1.1 Các thông số kích thước của động cơ Huyndai

ngang của dầm dọc (cao x Rộng

x dầy): U185x65x6mm; vật liệu thép SAPH440 Tải trọng

cho phép 5750 kg

Bảng 1.2 Các thông số khối lượng của động cơ Huyndai

4 Phân bố tải trọng lên trục bánh

xe trước/sau (không tải) 1360/540 kg

5 Khả năng chịu tải lớn nhất cầu

trước và sau

2000/3200 kg

3

1.3 Động cơ:

- Hiệu suất truyền động : 0.9

Hình 1.3 Các thông số kỹ thuật của động cơ Huyndai

2 Loại nhiên liệu, số kỳ, số xylanh và

7 Công suất định mức/ số vòng quay 130 PS tại 3800 vòng/phút

Trong đó: P e : Công suất động cơ [kW].

❑e : Tốc độ góc của động cơ [rad/s]

P M : Công suất cực đại tại số vòng quay ❑M [kW]

T e : Momen xoắn của động cơ tại số vòng quay ❑e [N.m]

P1, P2, P3 : Các hệ số đa thức phân loại động cơ

Ta tìm các hệ số đa thức phân loại động cơ bằng cách:

- Theo các thông số của xe ta có công suất cực đại tại số vòng quay ❑M Thế vào phương trình (1) ta được phương trình đầu tiên:

- Từ 3 phương trình trên ta tìm được các hệ số P 1, P2 và P 3 Từ đó vẽ đường đặc tính

ngoài của động cơ

2.2 Mô hình toán học mô tả lực kéo động cơ theo tốc độ của xe

- Tỷ số truyền hệ thống truyền động:

n = ng.nd

Trong đó: n : Tỷ số truyền của hệ thống truyền động

ng : Tỷ số truyền của hộp số

nd : Tỷ số truyền của vi sai

- Hiệu suất truyền động:  < 1 (thường  0.9)

5

 Pe > Pw

 Pw = Pe

Với: P e : Công suất động cơ [kW]

Pw : Công suất giảm do hệ thống truyền động [kW]

- Theo quan hệ tỷ số truyền:

Với ❑e : Vận tốc góc của bánh xe [rad/s]

- Quan hệ giữa lực kéo tại từng tay số theo vận tốc:

Chương 3 TÍNH TOÁN VÀ PHƯƠNG TRÌNH KẾT QUẢ

3.1 Tính toán kiểm tra động học:

3.1.1 Xác định tọa độ trọng tâm xe:

Gọi O tại vị trí tiếp điểm của bánh xe sau với mặt đường là gốc tọa độ

Khoảng cánh từ O tới trọng tâm theo phương x là a2 Ta có a 2 được tính theo công thức:

a2= m1.l

m1+m2

Trong đó:

m1 : khối lượng cầu trước chịu tải [kg]

m2 : khối lượng cầu sau chịu tải [kg]

l : chiều dài cơ sở [mm]

w1=w2=w

2

Trong đó :

w1 : khoảng cách từ tâm bánh trái đến trọng tâm [mm]

w2 : khoảng cách từ tâm bánh phải đến trọng tâm [mm]

w : chiều rộng cơ sở của xe [mm]

Ta có chiều rộng cơ sở của bánh xe trước là : w =1485 [mm].

Suy ra khoảng cách từ trọng tâm đến cầu trước là:

a1=l−a2=3310−2369.3=940.7(mm)

Chiều cao trọng tâm xe theo phương Oz được tính như sau:

hg = Σ G G i h gi

0

Trong đó: Gi : Trọng lượng các thành phần (cabin, động cơ, hộp số,…) [kg]

hgi : Chiều cao trọng tâm các thành phần trọng lượng [mm]

Đối với xe tải nhỏ (2.53.5 tấn) chiều cao trọng tâm thường nằm trong khoảng

Trong đó: Gi - Trọng lượng các thành phần (cabin, động cơ, hộp số,…) [kg]

hgi - Chiều cao trọng tâm các thành phần trọng lượng [mm]

Đối với xe tải nhỏ (2.53.5 tấn) chiều cao trọng tâm thường nằm trong khoảng h g

= 0.91.2(m) m) Ta chọn hg = 1 (m) m) = 1000 (m) mm).

3.1.2 Tính ổn định dọc của ô tô

 Tìm góc giới hạn khi xe quay đầu lên dốc :

Điều kiện cân bằng của xe :

Trong đó:

a1 - Khoảng cách từ trọng tâm C đến tâm cầu trước [mm]

a2 - Khoảng cách từ trọng tâm C đến tâm cầu sau [mm]

l - Chiều dài cơ sở [mm]

Từ hai kết quả trên, ta chọn góc giới hạn là : θ max=38.66

 Tìm góc giới hạn khi xe quay đầu xuống dốc :

Trong đó:

a1 - Khoảng cách từ trọng tâm C đến tâm cầu trước [mm]

a2 - Khoảng cách từ trọng tâm C đến tâm cầu sau [mm]

l - Chiều dài cơ sở [mm]

l = a1 + a2

h - Khoảng cách từ trọng tâm C đến mặt đường [mm].

 - Góc nghiêng của dốc [độ]

C

Điều kiện cân bằng của xe :

11

↔ θ maxl=43.25°

Từ hai kết quả trên, ta chọn góc giới hạn là : θ max=38.66 °

3.1.3 Tính ổn định ngang của ô tô:

 Ổn định của xe khi đứng yên trên đường nghiêng ngang

Gọi điểm tiếp xúc của bánh xe trái với mặt đường là A

Trong đó:

w1 - Khoảng cách từ trọng tâm C đến tâm bánh xe trái cầu trước [mm]

w2 - Khoảng cách từ trọng tâm C đến tâm bánh xe phải cầu trước [mm]

w - Chiều rộng cơ sở cầu trước [mm]

w = w1 + w2

h - Khoảng cách từ trọng tâm C đến mặt đường [mm].

 - Góc nghiêng của dốc [độ]

Phân tích lực ta có :

 Ổn định của xe khi di chuyển trên đường bằng :

Trong đó:

w1 - Khoảng cách từ trọng tâm C đến tâm bánh xe trái cầu trước [mm]

w2 - Khoảng cách từ trọng tâm C đến tâm bánh xe phải cầu trước [mm]

w - Chiều rộng cơ sở cầu trước [mm]

w = w1 + w2

h - Khoảng cách từ trọng tâm C đến mặt đường [mm].

 - Góc nghiêng của dốc [độ]

↔ v lật=√gwR 2 h =√9.81× 1485× 6.4 2 ×1000 =6.8 (

m

s )

3.1.4 Động học quay vòng

Trong đó: A : Chiều dài đầu xe [mm].

Vậy, hành lang quay vòng của ô tô là:

ng=input( 'Nhap ty so truyen trong hop so: ' );

% ma tran ng can nhap:[ 4.478 2.248 1.364 1 0.823 0.676] ;

19

Fx=(n*nd*ng(i)./Rw).*(P1+P2*We+P3*(We).^2); plot(vx,Fx)

Trong đó:

a1 - Khoảng cách từ trọng tâm C đến tâm cầu trước [mm]

a2 - Khoảng cách từ trọng tâm C đến tâm cầu sau [mm]

l - Chiều dài cơ sở [mm]

 S = 12.29 m (thõa tiêu chuẩn QCVN 09:2015)

Bảng 1.5 Hiệu quả phanh chính khi thử đầy tải

Tài liệu tham khảm

[1] Reza N Jazar, Vehicle Dynmics: Theory and Application

[2] Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường đối

với xe ô tô (QCVN 09:2015/BGTVT)

23