BTL Lý thuyết oto: Tính toán sức kéo oto

BTL Lý thuyết oto: Tính toán sức kéo oto

Trường Đại học Bách khoa TP.Hồ Chí Minh

Khoa kỹ thuật Giao thông Bộ môn Ôtô – Máy động lực

 

Bài tập lớn: môn học Lý thuyết ôtô

Tính toán sức kéo ôtô

GVHD : Ngô Xuân Ngát

Sinh viên : Nguyễn Vũ Quang

MSSV : G0102093 Lớp : GT01OTO2

I NHỮNG THÔNG SỐ BAN ĐẦU VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH CHỌN 1.1 Những dữ kiện ban đầu

- Chủng loại ôtô: xe tải

- Tải trọng: 1500 kg

- Vân tốc vmax = 115 km/h = 31,94 m/s

- Hệ số ma sát lăn: fmin = 0,02

fmax = 0,04

- Độ dốc: imax = 0,25

1.2 Những thông số chọn và tính chọn

1.2.1 Trọng lượng của ôtô

- Trọng lượng không tải G0:

N K

G G G

G K

G

t t

0







 Với: G0 : tự trọng của ôtô

Gt : tải trọng chuyên chở Chọn : KG = 1,05

- Trọng lượng tải toàn bộ của ôtô:

Ga = G0+(A.n)+Gtu

Với: n: số chổ ngồi trong buồng lái

Gtu : tải trọng chuyên chở định mức A= 55kg : trọng lượng trung bình của 1 hành khách

=> Ga= 97235,79 N

- Sự phân bố tải trọng các cầu:

Cầu trước: m1 = 0,3 Cầu sau : m2 = 0,7

1.2.2 Hệ số cản khí động học:

- Diện tích cản chính diện: F = 3 m2

- Hệ số dạng khí động học K= 0,7 Ns2/m4

- Nhân tố cản không khí W = K.F = 2,1 Ns2/m2

1.2.3 Hiệu suất của hệ thống truyền lực

Ôtô tải: t = 0,85

1.2.4 Tính chọn lốp

Trọng lượng đặt lên bánh xe

n

G G

b

2

74 , 29170

1

Chọn lốp có kí hiệu: 240 – 508P (8.25R20) có:

Số lớp bố: 10

2 / 3 , 6 235

10 70

cm kg p

ô l t â su áp B

mm d













n

G G

b

4

05 , 68065

2

Chọn lốp có kí hiệu: 240 – 508 (8.25-20) có:

số lớp bố:12

2 / 0 , 6 235

10 72

cm kg p

ô l t â su áp B

mm d













- Bán kính tĩnh bánh xe (bán kính thiết kế)

ro = 457

- Bán kính lăn bánh xe

rb = .ro = 0,95.457 = 434,15 mm

II CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGOÀI 2.1 Xác định công suất lớn nhất của động cơ ở chế độ vận tốc cực đại

- Khi ôtô đạt được vmax trong điều kiện

vmax = 100 km/h = 27,78 m/s

Độ dốc i = 0,01

Ma sát lăn nhỏ nhất fmin = 0.02

- Công suất của ôtô

t

a t

w

N





1

.

max min

max



Nvmax = 145,12 KW

2.2 Chọn động cơ và xây dựng đường đặt tính ngoài

2.2.1 Chọn động cơ:

Động cơ Diesel có bộ điều tốc

Buồng cháy xoáy lốc

2.2.2 Xây dựng đường đặt tính ngoài lý tưởng

- Điểm có toạ độ ứng với vận tốc cực đại của ôtô (NVmax, nV)

 ht pc

b

o

r

v i

2

60 max



 nv = 4004,22 KW

Tỉ số truyền cầu chủ động 0 2,65b

r A

i   = 6,55 với A = 40

Tỉ số truyền hộp số ứng với vmax: iht = 0,75

Xe không có hộp số phụ ipc = 1

- Điểm có tọa độ ứng với công suất cực đại của ôtô (Nmax, nN)

Công thức Leidecman:

W K n

n c n

n b n

n a

N N

N

V N

V N

V

V

3 2

max































Với động cơ Diesel: nN = nV = 4393 vòng/ phút Buồng cháy xoáy lốc: a = 0,6; b = 1,4; c = 1,0

- Điểm bắt đầu làm việc của bộ điều tốc động cơ Diesel

nemax = nv + (300-500) = 4500 v/p

- Điểm có số vòng quay chạy không tải của động cơ

nemin = 600 v/p

- Tiến hành vẽ đồ thị

Ne = K.Nemax

3

N e 2

N

e N

e

n

n c n

n b.

n

n a.

1 K































e

.n 2.

60.Ne Me





0.00 100.00 200.00 300.00 400.00 500.00 600.00

n(vg/ph)

- Hệ số thích ứng của động cơ: 1,15

55 , 461

95 , 540 M

Me K

N

max

- Hệ số đàn hồi của động cơ: 0.636

16 , 3003

1 , 1911 n

n K

N

M

2.3 Chọn động cơ và xác định đường đặt tính ngoài

- Chọn động cơ phù hợp có đường đặt tính ngoài phù hợp với đường đặt

tính ngoài vừa tính toán

- Lấy đường đặt tính ngoài thực tế theo đường đặt tính ngoài tính toán

III TÍNH VÀ CHỌN TỈ SỐ TRUYỀN CỦA CẦU CHỦ ĐỘNG

- Theo công thức:

55 , 6 i i

1 v 60

r n 2 i

ht pc max

b V



























 

- Chọn tỉ số truyền cầu chủ động i o = 6,55

IV XÁC ĐỊNH TỈ SỐ TRUYỀN CỦA HỘP SỐ

Chọn hộp số có 5 số tới

1 số lùi 4.1 Tỉ số truyền của hộp số ở tay số 1

- Theo điều kiện cần: lực kéo tiếp tuyến ở bánh xe chủ động thắng được lực cản tổng cộng của đường

22 , 4 η i Me

r G

i

G r

η i i Me

P P

t o max

b max a h1

max a b

t h1 o max

max kmax



























 

29 , 0 25 , 0 04 , 0

imax

max max     

- Theo điều kiện đủ: lực kéo tiếp tuyến này phải nhỏ hơn lực bám

33 , 7 η i Me

r G i

G r

η i i Me

P P

t o max

b h1

b

t h1 o max

max kmax



































G = G2 = m2 G2 = 81678 N

- Chọn ih1 = 6

4.2 Tỉ số truyền các tay số trung gian

- Chọn phân bố theo cấp số nhân

- Tỷ số truyền tay số 2: ih2 = 3,3

- Tỉ số truyền tay số 3: ih3 = 1,82

- Tỉ số truyền tay số 4: ih4 = 1

- Tỉ số truyền tay số tăng: iht = 0,75

- Tay số lùi:

Chọn i R i h11 , 2  1 , 3 6

V XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT CỦA ÔTÔ

- Phương trình cân bằng công suất

Nk = Nf  Ni + Nw  Nj + Nm

Nk = t.Ne

Ne : Tính theo công thức Leidecman theo giả thiết như trên

- Trong điều kiện đường bằng xe chạy ổn định, trên đường bằng không kéo móoc

Nk = Nf + Nw

min a

f v.G f

N 

Nw = W.v3

- Đồ thị cân bằng công suất

n e (v/p) 546.03819.041092.061365.071638.091911.102184.122457.132730.153003.16

V h1 (m/s) 0.63 0.95 1.26 1.58 1.89 2.21 2.53 2.84 3.16 3.47

Nf1 (Kw) 2.39 3.59 4.79 5.98 7.18 8.38 9.57 10.77 11.97 13.16

Nw1 (Kw) 0.00 0.00 0.00 0.01 0.01 0.02 0.03 0.05 0.07 0.09

V h2 (m/s) 1.15 1.72 2.29 2.87 3.44 4.02 4.59 5.16 5.74 6.31

Nf2 (Kw) 4.35 6.52 8.70 10.87 13.05 15.22 17.39 19.57 21.74 23.92

Nw2 (Kw) 0.00 0.01 0.03 0.05 0.09 0.14 0.20 0.29 0.40 0.53

V h3 (m/s) 2.08 3.13 4.17 5.21 6.25 7.30 8.34 9.38 10.42 11.47

Nf3 (kw) 7.90 11.85 15.80 19.76 23.71 27.66 31.61 35.56 39.51 43.46

Nw3 (Kw) 0.02 0.06 0.15 0.30 0.51 0.82 1.22 1.73 2.38 3.17

V h4 (m/s) 3.79 5.68 7.58 9.47 11.36 13.26 15.15 17.05 18.94 20.84

Nf4 (kw) 14.36 21.54 28.72 35.90 43.08 50.26 57.44 64.62 71.80 78.98

Nw4 (Kw) 0.11 0.39 0.91 1.78 3.08 4.89 7.31 10.40 14.27 18.99

V ht (m/s) 5.05 7.58 10.10 12.63 15.15 17.68 20.20 22.73 25.25 27.78

Nft (kw) 19.15 28.72 38.29 47.86 57.44 67.01 76.58 86.15 95.73 105.30

Nwt (Kw) 0.27 0.91 2.16 4.23 7.31 11.60 17.32 24.66 33.83 45.02

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

140.00

160.00

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00

V(m/s)

Trong thực tế chuyển động trên đường thì ôtô chỉ có thể đạt được tới vận

tốc Vmax mà tại đó có sự cân bằng công suất Nk = Nf + Nw

VI XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÂN BẰNG LỰC KÉO CỦA ÔTÔ

- Phương trình cân bằng công suất

Pk = Pf  Pi + Pw  Pj + Pm

- Trong điều kiện ôtô chuyển động trên đường bằng, không kéo moóc

Pk = Pf + Pw

b

t o h

.η i Me.i

P 

Pf = Ga.fmin

Pw = W.v2

e

.n 2.

60.Ne Me





Pw 0.84 1.88 3.35 5.23 7.53 10.25 13.39 16.95 20.93 25.32

0.00 5000.00 10000.00

15000.00

20000.00

25000.00

30000.00

35000.00

40000.00

45000.00

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00

V(m/s)

Trong thực tế chuyển động trên đường thì ôtô chỉ có thể đạt được tới vận

tốc Vmax mà tại đó có sự cân bằng công suất Nk = Nf + Nw

VII XÂY DỰNG ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA ÔTÔ

- Từ công thức tính nhân tố động lực:

a

f d a

w k

G

P P G

P P

D   

V h1 (m/s)0.63140.94701.26271.5784 1.8941 2.2098 2.5255 2.8411 3.1568 3.4725

V h2 (m/s)1.14731.72092.29452.8682 3.4418 4.0154 4.5891 5.1627 5.7363 6.3100

D2 0.18160.20100.21610.2269 0.2333 0.2353 0.2331 0.2265 0.2155 0.2002

V h3 (m/s)2.08473.12714.16945.2118 6.2542 7.2965 8.3389 9.381210.423611.4659

V h4 (m/s)3.78825.68237.57649.470511.364513.258615.152717.046818.940920.8350

V ht (m/s) 6.31 9.47 12.63 15.78 18.94 22.10 25.25 28.41 31.57 34.73

- Đồ thị tia : góc nghiêng của tia ứng với số % tải trọng

a

x

x G

G D

D

Gx = Go+Gtx

0.0000 0.1000 0.2000 0.3000 0.4000 0.5000 0.6000 0.7000

V(m/s)

8.1 Đồ thị gia tốc của ôtô

- Gia tốc của ôtô được tính

 

i

g D

j









Tính trên đường bằng và tốt  fmin  0 , 02

Hệ số tính đến ảnh hưởng khối lượng quay

2

a 03 ,

i   i



a = 0.05

1 = 2,83

2 = 1,58

3 = 1,2

4 = 1,08

5 = 1,06

V 0.6314 0.9470 1.2627 1.5784 1.8941 2.2098 2.5255 2.8411 3.1568 3.4725

J 1 0.1388 0.2613 0.3566 0.4246 0.4654 0.4789 0.4652 0.4242 0.3560 0.2605

V h2 1.1473 1.7209 2.2945 2.8682 3.4418 4.0154 4.5891 5.1627 5.7363 6.3100

J 2 -0.6751 -0.5541 -0.4602 -0.3932 -0.3533 -0.3404 -0.3546 -0.3957 -0.4639 -0.5591

V h3 2.0847 3.1271 4.1694 5.2118 6.2542 7.2965 8.3389 9.3812 10.4236 11.4659

J 3 -1.5608 -1.4738 -1.4068 -1.3597 -1.3325 -1.3252 -1.3379 -1.3705 -1.4230 -1.4954

V h4 3.7882 5.6823 7.5764 9.4705 11.3645 13.2586 15.1527 17.0468 18.9409 20.8350

J 4 -2.1373 -2.0873 -2.0506 -2.0272 -2.0171 -2.0203 -2.0368 -2.0666 -2.1097 -2.1661

V ht 6.31 9.47 12.63 15.78 18.94 22.10 25.25 28.41 31.57 34.73

J t -2.3141 -2.2831 -2.2652 -2.2604 -2.2687 -2.2901 -2.3246 -2.3721 -2.4328 -2.5066

-3.0000

-2.5000

-2.0000

-1.5000

-1.0000

-0.5000

0.0000

0.5000

1.0000