BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MƠN CƠ KHÍ Ơ TƠ
------    ------

BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ơ TƠ
Tên đề tài: Tính tốn sức kéo ô tô
Loại ô tô: Xe khách
Tải trọng/Số chỗ ngồi: 16
Vận tốc chuyển động cực đại: 200 Km/h
Hệ số cản tổng cộng của đường lớn nhất: max = 0.45
Xe tham khảo: Toyota Hiace 2.7L 4x2
Sinh viên: Nguyễn Văn Tuân
Lớp: KSTN cơ khí ơ tơ
Hệ: Chính quy

Khóa: 59

GV hướng dẫn: Vũ Văn Tấn

Hà Nội 2021


Mục lụ

Mục lục............................................................................................................................... 1
Lời Nói Đầu........................................................................................................................ 2
CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH ƠTƠ..................................................................3
1.1.Xác định các kích thước cơ bản của xe........................................................3
1.2.Các thơng số thiết kế, thơng số chọn và tính chọn:......................................4
1.3.Xác định trọng lượng và phân bố trọng lượng lên ơ tơ.................................5

CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN SỨC KÉO...............................................................................7
2.1 Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngồi của động cơ....................................7
2.2 Xác định tỷ số truyền của hệ thống truyền lực...........................................11
2.2.1. Tỷ số truyền của truyền lực chính.....................................................................11
2.2.2, Tỷ số truyền của hộp số....................................................................................11
2.3.Xây dựng đồ thị.........................................................................................14
2.3.1.Phương trình cân bằng lực kéo và đồ thị cân bằng lực kéo của ơtơ..................14
2.3.2.Phương trình cân bằng công suất và đồ thị cân bằng công suất của ôtô..........16
2.3.3.Đồ thị nhân tố động lực học..............................................................................18
2.3.4.Xác định khả năng tăng tốc của ôtô – xây dựng đồ thị gia tốc..........................20
2.3.5.Xây dựng đồ thị thời gian tăng tốc – quãng đường tăng tốc.............................22
2.3.5.1. Xây dựng đồ thị gia tốc ngược...................................................................23
2.3.5.2.Cách tính thời gian tăng tốc – quãng đường tăng tốc của ơtơ....................24
2.3.5.3. Lập bảng tính giá trị thời gian tăng tốc – quãng đường tăng tốc của ôtô. 26
2.3.5.4. Vẽ đồ thị thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc...............................29


KẾT LUẬN......................................................................................................................30

Lời Nói Đầu
Lý thuyết ơtơ là một trong những mơn cơ sở then chốt của chun ngành cơ khí ơtơ
có liên quan đến các tính chất khai thác để đảm bảo tính an tồn, ổn định và hiệu quả
trong q trình sử dụng. Các tính chất bao gồm: động lực học kéo, tính kinh tế nhiên liệu,
động lực học phanh, tính ổn định , cơ động, êm dịu…
Bài tập lớn môn học “Lý thuyết ôtô” là một phần của môn học, với việc vận dụng
những kiến thức đã học về các chỉ tiêu đánh giá khả năng kéo của ơtơ để vận dụng để
tính tốn sức kéo và động lực học kéo, xác định các thong số cơ bản của động cơ hay hệ
thống truyền lực của một loại ôtô cụ thể. Qua đó, biết được một số thống số kỹ thuật,
trạng thái, tính năng cũng như khả năng làm việc vủa ơtơ khi kéo, từ đó hiểu được nội
dung, ý nghĩa của bài tập và góp phần vào việc củng cố nâng cao kiến thức phục vụ cho

các môn học tiếp theo và bổ sung thêm vào vốn kiến thức phục vụ cho công việc sau này.
Nội dung bài tập lớn gồm 2 chương :
-

CHƯƠNG 1 : THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH ƠTƠ
CHƯƠNG 2 : TÍNH TỐN SỨC KÉO Ô TÔ

Nội dung bài tập lớn được hoàn thành dưới sự hướng dẫn của thầy VŨ VĂN TẤN. Bộ
môn cơ khí ơtơ – Đại học Giao Thơng Vận Tải.
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Văn Tuân


CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH ƠTƠ
1.1.Xác định các kích thước cơ bản của xe.
– Ba hình chiếu của xe Toyota Hiace.

– Các kích thước cơ bản:
Thơng số

Ký hiệu

Kích thước

Đơn vị

Chiều dài toàn bộ

L0

5380

mm

Chiều rộng toàn bộ

B0

1880

mm

Chiều cao toàn bộ

H0

2285

mm

Chiều dài cơ sở

L

3110

mm

Vết bánh trước

B1

1655

mm

Vết bánh sau

B2

1650

mm

Khoảng sáng gầm xe

H1

185

mm

Góc thốt trước

γ1

14

Độ

Góc thốt sau

γ2

14

Độ

Vận tốc tối đa

Vmax

200

km/h


1.2.Các thơng số thiết kế, thơng số chọn và tính chọn:
a)

Thông số theo thiết kế phác thảo:
Loại động cơ: động cơ xăng 2TR-FE, 4 xylanh thẳng hàng: dual VVT-i
Dung tích công tác: Vc = 2694 (cc)
Công suất tối đa: Pmax = 149 (mã lực) = 111 (kW)
nN = 4800 ()
Mômen xoắn tối đa: Mmax = 241 (N.m) tại 3800 vòng/phút
Vận tốc lớn nhất: vmax = 200 (km/h) = 55,56 (m/s)
Hệ thống truyền lực:

–

–
–
–
–
–
–

+ Động cơ đặt trước, cầu sau chủ động
+ Hộp số sàn 5 cấp
b) Thông số chọn:
– Trọng lượng bản thân: 2075 kg
– Trọng lượng hành khách: 60 kg/người
– Trọng lượng hành lí: 20 kg/người
– Hiệu suất truyền lực:
– Hệ số cản khơng khí: K=0,25
– Hệ số cản lăn khi V<22 m/s là
c) Thơng số tính chọn :
- Hệ số cản mặt đường tương ứng với Vmax
-

Bán kính bánh xe :

Có kí hiệu: 195/R15 =>

 Bán kính thiết kế của bánh xe:
r0 = 136,5 + . 25,4 = 327 (mm)

 Bán kính động học và bán kính động lực học của bánh xe:
rb = rk = λ.r0
Với λ: hệ số kể đến biến dạng lốp (λ=0,930,95)

Chọn lốp có áp suất cao λ = 0,94


→ rb = rk = 0,94327 = 307,38 (mm).
-

Diện tích cản chính diện:
F = 0,78.B0.H0 = 0,78.1880.2285= 3351 3,351

-

Cơng thức bánh xe: 4x2

1.3.Xác định trọng lượng và phân bố trọng lượng lên ô tô.
-

Xe Toyota Hiace 16 chỗ:
+ Tự trọng (trọng lượng bản thân): G0 = 2075 (kg)
+ Tải trọng (hàng hoá, hành lý, ...): Gh = 20 (kg)

→ Trọng lượng:

G = G0 + n.(A + Gh)

-

-

+ G0 – tự trọng
+ n – số người (n = 16)

+ A – khối lượng người
+ Gh – khối lượng hành lý

 G = 2075+ 16.(60 + 20) = 3355 (kg)
Vậy trọng lượng toàn bộ của xe: G = 3355 (kg) = 32912,55 (N)
Phân bố trọng lượng: Chọn tải trọng cầu trước G1 chiếm 55% tổng tải trọng
 G1 = 55%.3355 = 1845,25(kg) =18101,9 (N)
 G2 = (1 – 55%).3355 = 1509,75(kg) =14810,6 (N)
Vậy G1 = 18101,9 (N); G2 = 14810,6 (N).
CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN SỨC KÉO

2.1 Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngồi của động cơ
-

Các đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ là những đường cong biểu diễn sự phụ
thuộc của các đại lượng công suất, mômen và suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ
theo số vòng quay của trục khuỷu động cơ. Các đường đặc tính này gồm:
+ Đường công suất: Ne = f(ne)
+ Đường mômen xoắn : Me = f(ne)
+ Đường suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ : ge = f(ne)


-

Ne = (Ne)max .

-

Đặt λ = . với động cơ xăng khơng hạn chế tốc độ có (λ = 1,1 ÷ 1,2).
→

(CT 1-3 GT ) (1)

Chọn λ = 1,1 (đối với động cơ xăng)
(Ne)max = =
(2)
+ Động cơ xăng : a = b = c =1 ( a, b, c là các hệ số thực nghiệm)
+ vmax = 200 () => vmax = 200. = 55,56 ()
+ Nev = .
(CT 3-5 , tr 102)
 G = 3355 (kg) =32912,55 (N)
 vmax = 55,56 () > 22 (). Vậy hệ số cản lăn f được tính:
= = 0,04586
 K:hệ số cản khí động học ( chọn K = 0,25)
 F: diện tích cản chính diện : F= 3,351
 Hiệu suất truyền lực: = 0,9 (tr 15)
 Hệ số cản tổng cộng của đường: = 0,45
 → Nev = 252824,63 (W) = 252,82 (kW)


-

Vậy công suất động cơ của theo điều kiện cản chuyển động:
Nev = 252,82 (kW)

-

Công suất cực đại của động cơ:
(2) → Nemax = 258,24(kW)

-

Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngồi:
+ Tính cơng suất của động cơ ở số vịng quay khác nhau: (sử dụng cơng thức
ledeman)
(1) → Ne = (Ne)max . (kW)


Trong đó : - Ne max và nN – cơng suất cực đại của động cơ và số vòng quay
tương ứng
- Ne và ne : cơng suất và số vịng quay ở 1 thời điểm trên đường
đặc tính
+ Tính mơmen xoắn của trục khuỷu động cơ ứng với số vòng quay ne khác nhau :
Me = 9550.
(N.m)
+ Lập bảng:
- Các thơng số nN; Ne ; Me đã có cơng thức tính
- Cho λ = với λ = 0,1; 0,2; 0,3; ….; 1,1
λ.= λ.4800
- Kết quả tính được ghi ở bảng:
Bảng 1:Bảng thể hiện mômen và công suất động cơ
λ
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80

0.90
1.00
1.10

ne (v/f)
480
960
1440
1920
2400
2880
3360
3840
4320
4800
5280

Me (N.m)
560.03
596.00
621.69
637.10
642.24
637.10
621.69
596.00
560.03
513.79
457.27

Ne (kW)
28.15
59.91
93.74
128.09
161.40
192.13
218.73
239.65
253.33
258.24
252.82

Sau khi tính tốn và xử lí số liệu ta xây dựng được đường đặc tính ngồi với Cơng
suất Ne(kW) và Mômen xoắn Me(N.m):


Đồ thị đường đặc tính ngồi của động cơ
700.00

300.00

600.00

250.00

500.00

200.00

400.00

150.00

300.00

100.00

200.00

50.00

100.00
0.00

Ne (kW)
Me (N.m)

0

1000

2000

3000

4000

5000

0.00
6000

vịng/phút

Hình 1. Đồ thị đường đặc tính tốc độ ngồi của động cơ

-

Nhận xét :
 Trị số Me max xác định theo công thức Laydecman như sau :
Xuất phát từ công thức
Me=


 Memax
 Memax = 0,642516 kN.m= 642,516 N.m
(với )
 Trị số công suất Nemax ở trên chỉ là phần công suất động cơ dùng để khác phục các
lực cản chuyển động. Để chọn động cơ đặt trên ô tô, cần tăng thêm phần công khắc
phục các lực cản phụ, quạt gió, máy nén khí … Vì vật phải chọn công suất lớn nhất
là :


Nemax = 1,1*Nemax = 1,1*258,24 = 284,064 (kW)
2.2 Xác định tỷ số truyền của hệ thống truyền lực
-

-

Tỉ số truyền của hệ thống truyền lực :
itl = i0 . ih . ic . ip
Trong đó : + itl – tỷ số truyền của HTTL
+ i0 – tỷ số truyền của truyền lực chính
+ ih – tỷ số truyền của hộp số
+ ic – tỷ số truyền của truyền lực cuối cùng
+ ip – tỷ số truyền của hộp số phụ
Thông thường, chọn ic = 1; ip = 1

2.2.1. Tỷ số truyền của truyền lực chính.
- Được xác định theo điều kiện đảm bảo ôtô chuyển động với vận tốc lớn nhất ở
tay số cao nhất của hộp số.
- Ta có:
i0 = 0,105
(CT3-8,tr104)
Trong đó:
+ rbx = 0,30738 (m)
+ nemax – số vịng quay của động cơ khi ơtơ đạt tốc độ lớn nhất
+ vmax = 200 (km/h) – tốc độ lớn nhất của ôtô
+ ihc = 1 – tỷ số truyền của tay số cao nhất trong hộp số
+ ipc = 1– tỷ số truyền của hộp phân phối chính
 i0 = 0,105. = 2,788
2.2.2. Tỷ số truyền của hộp số.
a. Tỷ số truyền của tay số 1.
– Tỷ số truyền của tay số 1 được xác định trên cơ sở đẩm bảo khắc phục được
lực cản lớn nhất của mặt đường mà bánh xe chủ động không bị trượt quay
trong mọi điều kiện chuyển động.
– Theo điều kiện chuyển động, ta có:
Pk max Pψ max + PW
 Pk max – lực kéo lớn nhất của động cơ

 Pψ max – lực cản tổng cộng của đường
 PW – lực cản khơng khí
– Khi ơtơ chuyển động ở tay số 1 thì vận tốc nhỏ nên có thể bỏ qua lực cản
khơng khí PW = 0
– Vậy : Pk max


-

 ψmax*G

(Me max = 642,516 [N.m] (CT 3-9,tr106)
 = 2,75
(3)
Mặt khác, Pk max còn bị giới hạn bởi điều kiện bám giữa bánh xe với mặt
đường:
Pk max Pφ
 mkGφφ

Trong đó:

+ mk – hệ số lại tải trọng (mk =1,3)

+ Gφ – tải trọng tác dụng lên cầu chủ động
+ φ – hệ số bám của mặt đường (chọn φ = 0,8 : đường tốt)
+ rk – bán kính động học của xe
 = 2,94
(4)
 Từ (3) và (4) => 2,75 2,94
 Chọn tỷ số truyền tay số 1:

b. Tỷ số truyền của các tay số trung gian.
–
–

–

–
–

Chọn hệ thống tỷ số truyền của các cấp số trong hộp số theo ‘cấp số nhân’
Công bội được xác định theo biểu thức:
q=
(CT 3-14,tr108)
Trong đó: + n – số cấp trong hộp số (n = 5)
+ ih1 – tỷ sô truyền của tay số 1 (ih1 = 2,8)
+ ihn - tỷ số truyền của tay số cuối cùng trong hộp số (ih5 = 1)

q = = 1,294
Tỷ số truyền của tay số thứ i trong hộp số được xác định theo công thức sau:
ihi = =
Trong đó: ihi – tỷ số truyền của tay số thứ i trong hộp số (i = 1; 2;…; n-1)
Tỷ số truyền của tay số lùi phải thỏa mãn điều kiện bám:
Pφ = mk.Gφ.φ

mk.Gφ.φ

= 2,94
=> Chọn ihl =

c. Tỷ số truyền của các tay số

Tỷ số truyền tương ứng với từng tay số được thể hiện ở bảng sau:
Tay số

1

2

3

4

5

Lùi


Tỷ số
truyền

2.800

2.165

1.673

1.294

1.000

2.800

2.3.Xây dựng đồ thị.
2.3.1.Phương trình cân bằng lực kéo và đồ thị cân bằng lực kéo của ơtơ.
-

Phương trình cân bằng lực kéo của ôtô:
Pk = Pf + Pi + Pj + Pw (CT 1-46,tr49)
Trong đó: + Pk – lực kéo tiếp tuyến ở bánh xe chủ động
Pki = = (CT 1-52,tr52)
(a)
+ Pf – lực cản lăn
Pf = G.f. = G.f (do = 0)
+ Pi – lực cản lên dốc
Pi = G.
= 0 (do = 0)
+ Pj – lực qn tính (xuất hiện khi xe chuyển động khơng ổn định)
Pj = ..j
+ Pw – lực cản khơng khí
Pw = K.F.v2
- Vận tốc ứng với mỗi tay số
(b)
Lập bảng tính Pk theo công thức (a),(b) với từng tỉ số truyền

Tay số 1
V1
Pk1

Tay số 2
V2
Pk2

Tay số 3
V3
Pk3

Tay số 4
V4
Pk4

Tay số 5
V5
Pk5

1.98

12800.59

2.57

9895.56

3.32

7649.81

4.30

5913.73

5.56

4571.64

3.97
5.95
7.94
9.92
11.91
13.89
15.88
17.86
19.85
21.83

13622.64
14209.82
14562.13
14679.57
14562.13
14209.82
13622.64
12800.59
11743.66
10451.85

5.13
7.70
10.27
12.84
15.40

17.97
20.54
23.10
25.67
28.24

10531.05
10984.98
11257.33
11348.12
11257.33
10984.98
10531.05
9895.56
9078.49
8079.86

6.64
9.96
13.28
16.60
19.92
23.25
26.57
29.89
33.21
36.53

8141.09
8491.99

8702.54
8772.72
8702.54
8491.99
8141.09
7649.81
7018.18
6246.18

8.59
12.89
17.18
21.48
25.77
30.07
34.36
38.66
42.96
47.25

6293.51
6564.78
6727.54
6781.80
6727.54
6564.78
6293.51
5913.73
5425.44
4828.64

11.11
16.67
22.23
27.78
33.34
38.90
44.45
50.01
55.57
61.12

4865.23
5074.94
5200.76
5242.70
5200.76
5074.94
4865.23
4571.64
4194.16
3732.81

Bảng 2.Giá trị lực kéo ứng với mỗi tay số


Phương trình cân bằng lực cản Pc.
Pc= Pf + Pw
Xét ô tô chuyển động trên đường bằng và không có gió
Pc = fG + KFv²

(trang 52)

f  f 0 khi v 22 m/s
f  f0 

f 0 .V 2
1500

Với f 0  0, 015  0,02 ta chọn

Tổng lực kéo của ôtô phải nhỏ hơn lực bám giữa bánh xe và mặt đường:
Pφ = z2.mk2.φ
Trong đó:
+ mk2 – hệ số phân bố lại tải trọng ở cầu sau
Chọn mk2 = 1,3
+ Gφ – tải trọng tác dụng lên cầu chủ động.
+ φ – hệ số bám của mặt đường (chọn φ = 0,8)
Pφ = z2.mk2.φ =14810,6.1,3.0,8= 15403,024 N

Bảng 3. Giá trị lực cản ứng với mỗi tay số
Vận tốc m/s
Pc
Pϕ

0.00
21.83
28.24
36.53
47.25

61.12
493.69
892.91
1424.15
2050.65
3098.99
4853.19
15403.024 15403.024 15403.024 15403.024 15403.024 15403.024

Dựng đồ thị Pk =f(v) và P=f(v):


Đồ thị cân bằng lực kéo
18000.00
Pk1
Pk2
Pk3
Pk4
Pk5
Pk6
Pc
Pϕ

16000.00
14000.00
12000.00
10000.00
8000.00
6000.00
4000.00

2000.00
0.00
0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

Hình 2. Đồ thị cân bằng lực kéo



Nhận xét:
Trục tung biểu diễn Pk , Pf , Pw . Trục hoành biểu diễn v (m/s)
Dạng đồ thị lực kéo của ôtô Pki = f(v) tương tự dạng đường cong Me = f(ne) của

đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ.

Khoảng giới hạn giữa các đường cong kéo Pki và đường cong tổng lực cản là lực
kéo dư (Pkd) dùng để tăng tốc hoặc leo dốc.


Tổng lực kéo của ôtô phải nhỏ hơn lực bám giữa bánh xe và mặt đường:
2.3.2.Phương trình cân bằng cơng suất và đồ thị cân bằng cơng suất của ơtơ
–
–

Phương trình cân bằng công suất tại bánh xe chủ động:
Nk = N f + N i + N j + N W
(tr 57)
Công suất truyền đến các bánh xe chủ động khi kéo ở tay số thứ I được xác định

theo cơng thức:
–

Nki = Ne.
(tr 57)
Lập bảng và tính tốn các giá trị Nki và vi tương ứng:
Bảng 4: Giá trị công suất ứng với từng vận tốc tại các tay số

ne(v/f)
480
960

Ne(kW)
28.15
59.91

V1
1.98
3.97

V2
2.57
5.13

V3
3.32
6.64

V4
4.30
8.59

V5
5.56
11.11

Nk(kW)
25.33
53.92


1440
1920
2400
2880
3360
3840
4320
4800

5280

93.74
128.09
161.40
192.13
218.73
239.65
253.33
258.24
252.82

5.95
7.94
9.92
11.91
13.89
15.88
17.86
19.85
21.83

7.70
10.27
12.84
15.40
17.97
20.54
23.10
25.67

28.24

9.96
13.28
16.60
19.92
23.25
26.57
29.89
33.21
36.53

12.89
17.18
21.48
25.77
30.07
34.36
38.66
42.96
47.25

16.67
22.23
27.78
33.34
38.90
44.45
50.01
55.57

61.12

84.37
115.28
145.26
172.92
196.86
215.68
228.00
232.42
227.54

Trên đồ thị Nk = f(v), dựng đồ thị theo bảng trên:
–
–

Xét ôtô chuyển động trên đường bằng:
= Nf + Nw

= G.f.v +K.F.v3 (CT 1-61,tr 57)
Lập bảng tính
V(m/s)
Nc(kW)

0
0

21.83
41.66

28.24
61.49

36.53
95.97

47.25
159.70

61.12
283.57

Bảng 5. Giá trị công suất cản của ô tô ứng với mỗi tay số

Đồ thị cân bằng cơng suất của ơtơ
300.00
250.00

Nk1
Nk2
Nk3
Nk4
Nk5
Nc

200.00
150.00
100.00
50.00
0.00

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

Hình 3. Đồ thị cân bằng công suất của ôtô

70.00


2.3.3.Đồ thị nhân tố động lực học.
Nhân tố động lực học là tỷ số giữa hiệu số của lực kéo tiếp tuyến Pk và lực cản
khơng khí Pw với trọng lượng tồn bộ của ơtơ. Tỷ số này được ký hiệu là “D”
D = = = = f + i + . (CT 1-56,tr55)
-Xây dựng đồ thị
Di = (- KFv²) (CT 1-57,tr55)

-

Đồ thị nhân tố động lực học thể hiện mối quan hệ giữa D với tốc độ chuyển động v

của ôtô khi đủ tải và động cơ làm việc ở đường đặc tính tốc độ ngồi, D = f(v)
Lập bảng thể hiện mối quan hệ giữa D và v ở từng tay số:

ne(v/f)
480
960
1440
1920
2400
2880
3360
3840
4320
4800
5280

Tay số 1
V1
D1
1.98 0.39
3.97 0.41
5.95 0.43
7.94 0.44
9.92 0.44
11.91 0.44
13.89 0.43
15.88 0.41
17.86 0.38
19.85 0.35
21.83 0.31

Tay số 2
V2
D2
2.57 0.30
5.13 0.32
7.70 0.33
10.27 0.34
12.84 0.34
15.40 0.34
17.97 0.33
20.54 0.31
23.10 0.29
25.67 0.26
28.24 0.23

Tay số 3
V3
D3
3.32 0.23
6.64 0.25
9.96 0.26
13.28 0.26
16.60 0.26
19.92 0.25
23.25 0.24
26.57 0.23
29.89 0.21
33.21 0.19
36.53 0.16

Tay số 4
V4
D4
4.30 0.18
8.59 0.19
12.89 0.20
17.18 0.20
21.48 0.19
25.77 0.19
30.07 0.18
34.36 0.16
38.66 0.14
42.96 0.12
47.25 0.09

Tay số 5
V5
D5
5.56 0.14
11.11 0.14
16.67 0.15
22.23 0.15
27.78 0.14
33.34 0.13
38.90 0.12
44.45 0.10
50.01 0.08
55.57 0.05
61.12 0.02

Me(N.m)
560.03
596.00
621.69
637.10
642.24
637.10
621.69
596.00
560.03
513.79
457.27

Bảng 6: Giá trị nhân tố động lực học
Nhân tố động học theo điều kiện bám được xác định như sau :
D 

P  Pw
G



mk . .G  K .F .V 2
G

(CT 1-58, tr 56)
V(m/s)
Dφ
f

0.00
0.4680
0.0150

21.83
0.4559
0.0198

28.24
0.4477
0.0230

36.53
0.4340
0.0283

47.25
0.4112
0.0373

Bảng 7. Nhân tố động lực học theo điều kiện bám

61.12
0.3729
0.0524


Dựa vào kết quả bảng tính, dựng đồ thị nhân tố động lực học của ơtơ
Hình 4. Đồ thị nhân tố động lực học ơtơ

0.50
0.45
0.40
0.35
0.30
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
0.00
0.00

D1
D2
D3
D4
D5
Dϕ
f
10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

m/s

Hình 4. Đồ thị nhân tố động lực học ôtô


Nhận xét:
Dạng của dồ thị nhân tố động lực học D = f(v) tương tự như dạng đồ thị lực kéo P k

= f(v); nhưng ở những vân tốc lớn thì đường cong dốc hơn.

Khi chuyển động ở vùng tốc độ v > vth i (tốc độ vth i ứng với Di max ở từng tay số) thì
ơtơ chuyển động ổn định, vì trong trường hợp này thì sức cản chuyển động tăng, tốc độ
ơtơ giảm và nhân tố động lực học D tăng. Ngược lại, vùng tốc độ v < vth i là vùng làm việc
không ổn định ở từng tay số của ôtô.

Giá trị nhân tố động lực học cực đại D1 max ở tay số thấp nhất biểu thị khả năng khắc
phục sức cản chuyển động lơn nhất của đường: D1 max = ψmax
Vùng chuyển động không trượt của ôtô:

Cũng tương tự như lực kéo, nhân tố động lực học cũng bị giới hạn bởi điều kiện
bám của các bánh xe chủ động với mặt đường.

Nhân tố động học theo điều kiện bám Dφ được xác định như sau:
Dφ = = (CT 1-8,tr56)


Để ôtô chuyển động khơng bị trượt quay thì nhân tố động lực học D phải thoả

mãn điều kiện sau :


Ψ D Dφ
Vùng giới hạn giữa đường cong Dφ và đường cong Ψ trên đồ thị nhân tố động lực

học là vùng thoả mãn điều kiện trên. Khi D > Dφ trong giới hạn nhất định có thể dùng


đường đặc tính cục bộ của động cơ để chống trượt quay nếu điều kiện khai thác thực tế
xảy ra.
2.3.4.Xác định khả năng tăng tốc của ôtô – xây dựng đồ thị gia tốc
-

Biểu thức tính gia tốc :
J = .g (CT 1-64,tr59)
Khi ôtô chuyển động trên đường bằng (i = 0) thì:

Ji = .g (CT 1-65,tr59)
Trong đó:
+ Di – giá trị nhân tố động lực học ở tay số thứ i tương ứng với tốc độ

-

vi đã biết từ đồ thị D = f(v);
+ f, i – hệ số cản lăn và độ dốc của đường;
+ ji – gia tốc của ôtô ở tay số thứ i.
+ là hệ số kể đến ảnh hưởng của các khối lượng chuyển động quay

= 1+0.05(1+ihi²) (CT 1-37,tr41)
ta có:
Tay số
δJ

1
1.44

2
1.28

3
1.19

4
1.13

5
1.10

Bảng 8. Hệ số kể đến ảnh hưởng của các khối lượng chuyển động quay
Khi ô tô chuyển động với vận tốc v<22 m/s thì f=f0
Khi ơ tơ chuyển động với vận tốc v>22 m/s thì f=f0*(1+)
-

Tay
số 1

Tay
số 2

Tay
số 3

Lập bảng tính tốn các giá trị ji theo vi ứng với từng tay số:
V1
D1
f1
j1
V2
D2
f2
j2
V3
D3
f3
j3

1.98 3.97 5.95
0.39 0.41 0.43
0.015 0.015 0.015
2.54 2.71 2.83
2.57 5.13 7.70
0.30 0.32 0.33
0.015 0.015 0.015
2.18 2.32 2.42
3.32 6.64 9.96
0.23 0.25 0.26
0.015 0.015 0.015
1.79 1.91 1.98

7.94
0.44
0.015
2.90
10.27
0.34
0.015
2.48
13.28
0.26
0.015
2.02

9.92
0.44
0.015
2.92
12.84
0.34
0.015
2.49
16.60
0.26
0.015
2.02

11.91
0.44
0.015

2.88
15.40
0.34
0.015
2.45
19.92
0.25
0.015
1.97

13.89
0.43
0.015
2.80
17.97
0.33
0.015
2.37
23.25
0.24
0.020
1.85

15.88
0.41
0.015
2.67
20.54
0.31
0.015

2.25
26.57
0.23
0.022
1.71

17.86
0.38
0.015
2.49
23.10
0.29
0.020
2.04
29.89
0.21
0.024
1.53

19.85
0.35
0.015
2.26
25.67
0.26
0.022
1.81
33.21
0.19
0.026

1.31

21.83
0.31
0.015
1.98
28.24
0.23
0.023
1.54
36.53
0.16
0.028
1.05


V4
D4
f4
j4
V5
D5
f5
J5

Tay
số 4

Tay
số 5

4.30 8.59 12.89 17.18 21.48
0.18 0.19 0.20
0.20
0.19
0.015 0.015 0.015 0.015 0.015
1.42 1.51 1.56
1.57
1.55
5.56 11.11 16.67 22.2266 27.78
0.14 0.14 0.15
0.15
0.14
0.015 0.015 0.015 0.020 0.023
1.10 1.16 1.18
1.12
1.04

25.77
0.19
0.022
1.44
33.34
0.13
0.026
0.92

30.07
0.18
0.024

1.32
38.90
0.12
0.030
0.76

34.36
0.16
0.027
1.16
44.45
0.10
0.035
0.56

38.66
0.14
0.030
0.97
50.01
0.08
0.040
0.31

42.96
0.12
0.033
0.73
55.57
0.05

0.046
0.03

Bảng 9. Giá trị gia tốc ứng với mỗi tay số
Từ kết quả bảng tính, xây dựng đồ thị j = f(v):

Đồ thị gia tốc ơtơ
3.50
3.00

m/s2

2.50

j1
j2
j3
j4
j5

2.00
1.50
1.00
0.50
0.00
0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

m/s

Hình 5. Đồ thị gia tốc ơtơ



Nhận xét:
Gia tốc cực đại của ôtô lớn nhất ở tay số một và giảm dần đến tay số cuối cùng.
Tốc độ nhỏ nhất của ôtô vmin = 3,32 (m/s) tương ứng với số vòng quay ổn định nhỏ

nhất của động cơ nmin = 480 (vòng/phút).

Trong khoảng vận tốc từ 0 đến vmin ôtô bắt đầu khởi hành, khi đó, li hợp trượt và
bướm ga mở dần dần.
+ Ở tốc độ vmax = 55,56 (m/s) thì jv = 0, lúc đó xe khơng còn khả năng tăng tốc.
2.3.5.Xây dựng đồ thị thời gian tăng tốc – quãng đường tăng tốc
2.3.5.1. Xây dựng đồ thị gia tốc ngược

47.25

0.09
0.037
0.45
61.12
0.02
0.052
-0.30


Bảng 10. Giá trị 1/j ứng với từng tay số
Tay số 1
V1
1/j1
1.98
0.39
3.97
0.37
5.95
0.35
7.94
0.35
9.92
0.34
11.91
0.35
13.89
0.36
15.88
0.37
17.86

0.40
19.85
0.44
21.83
0.51

Tay số 2
V2
1/j2
2.57
0.46
5.13
0.43
7.70
0.41
10.27
0.40
12.84
0.40
15.40
0.41
17.97
0.42
20.54
0.44
23.10
0.49
25.67
0.55
28.24

0.65

Tay số 3
V3
1/j3
3.32
0.56
6.64
0.52
9.96
0.50
13.28
0.50
16.60
0.50
19.92
0.51
23.25
0.54
26.57
0.59
29.89
0.65
33.21
0.76
36.53
0.95

Tay số 4
V4

1/j4
4.30
0.70
8.59
0.66
12.89
0.64
17.18
0.64
21.48
0.64
25.77
0.70
30.07
0.76
34.36
0.86
38.66
1.03
42.96
1.37
47.25
2.20

Tay số 5
V5
1/j5
5.56
0.91
11.11

0.86
16.67
0.85
22.23
0.89
27.78
0.96
33.34
1.08
38.90
1.31
44.45
1.79
50.01
3.18
55.57 33.33
61.12

Từ kết quả bảng tính, dựng đồ thị = f(v):
Đồ thị gia tốc ngược
3.50
3.00
2.50

1/j1
1/j2
1/j3
1/j4
1/j5

2.00
1.50
1.00
0.50
0.00
0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

m/s

Hình 6. Đồ thị gia tốc ngược
2.3.5.2.Cách tính thời gian tăng tốc – quãng đường tăng tốc của ôtô

-

a. Thời gian tăng tốc
Từ CT:
J = → dt = .dv
Thời gian tăng tốc của ôtô từ tốc độ v1 đến tốc độ v2 sẽ là:
t = .dv
(CT 1-66,tr61)

60.00


Vậy ∆ =)
 Thời gian tăng tốc:

t=∆

b. Quãng đường tăng tốc
Từ CT:
= ds = v.dt
Xét quãng đường đi được của ô tô khi tăng tốc từ v1 đến v2
=>
Vậy ∆ =
Quãng đường tăng tốc: S= ∆
2.3.5.3. Lập bảng tính giá trị thời gian tăng tốc – quãng đường tăng tốc của ôtô
- Khi xét đến sự mất mát tốc độ và thời gian khi chuyển số.
+ Sự mất mát về tốc độ khi chuyển số sẽ phụ thuộc vào trình độ người lái, kết cấu
của hộp số và loại động cơ đặt trên ơtơ.
- Tính tốn sự mất mát tốc độ trong thời gian chuyển số (giả thiết: người lái xe có trình
độ thấp và thời gian chuyển số giữa các tay số là khác nhau):
∆V =
(m/s)
Trong đó: + f – hệ số cản lăn của đường f = f0
+ g – gia tốc trọng trường (g = 9,81 [m/s2])
+ t – thời gian chuyển số [s]
+ δj = 1 + 0,05.[1 + ()2.(ip)2]
Từ cơng thức trên ta có bảng sau:

số 1 → số 2
số 2 → số 3
số 3 → số 4
số 4 → số 5

δj

Δt (s)

Δv (m/s)

1.44
1.28
1.19
1.13

Thời gian chuyển số ở
giữa các tay số được
chọn: ∆t = 2(s)

0.369129064
0.661057627
1.027265152
1.629566844

Bảng 11. Độ giảm vận tốc khi sang số

- Lập bảng:
Bảng 12: Thời gian và quãng đường tăng tốc
V (m/s)

1/j

t (s)

S (m)


0.00

0.000

0.0000

0.0000

1.98

0.393

0.3902

0.3871

3.97

0.369

1.1463

3.4124

5.95

0.353

1.8631

9.2434

7.94

0.345

2.5563

17.7559

9.92

0.343

3.2392

28.9274

11.91

0.347

3.9237

42.8270

13.89

0.357

4.6220

59.6212

15.88

0.375

5.3478

79.5961

17.86

0.402

6.1181

103.2033

19.85

0.443

6.9565

131.1497

21.83

0.506

7.8983

164.5796

21.46

0.506

9.8983

214.2493

25.67

0.551

12.1244

285.7208

28.24

0.647

13.6629

368.2788

27.58

0.647

15.6629

437.1153

33.21

0.762

19.6311

596.6334

36.53

0.952

22.4767

783.7115

35.50

0.952

24.4767

881.5153

42.96

1.369

33.1263

1299.4923

47.25

2.199

40.7892

1839.7489

45.62

2.199

42.7892

1986.9952

50.01

3.183

54.5959

2610.5533

55.57

33.330

156.0396

8237.0544

58.06

60.264

306.0966

1654.5261


2.3.5.4. Vẽ đồ thị thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc.

Đồ thị thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc
180.0000

9000.0000

160.0000

8000.0000

140.0000

7000.0000

120.0000

6000.0000

100.0000

5000.0000

80.0000

4000.0000

60.0000

3000.0000

40.0000

2000.0000

20.0000

1000.0000

0.0000
0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

m/s

0.0000
60.00
t (s)
S (m)

Hình 7. Đồ thị thời gian và qng đường tăng tốc

KẾT LUẬN
Việc tính tốn động lực học kéo của ơtơ chỉ có ý nghĩa về mặt lý thuyết do tính
tương đối của phép tính và sự lựa chọn các hệ số trong q trình tính tốn khơng chính
xác so với thực tế. Trong thực tế, việc đánh giá chất lượng kéo của ôtô được thực hiện
trên đường hoặc trên bệ thử chuyên dùng.