Bài Tập Lớn LÝ THUYẾT Ô TÔ pdf

BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ơ TƠ GVHD: LÊ BÁ KHANG
BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT ÔTÔ
SVTH:VÕ VĂN CHINH Page 1
BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ơ TƠ GVHD: LÊ BÁ KHANG
TÍNH TOÁN SỨC KÉO Ô TÔ CÓ HỆ
THỐNG TRUYỀN LỰC CƠ KHÍ
A.Trọng lượng không tải của ô tô (tự trọng hay trọng lượng thiết kế )
Hệ số khai thác K
G
:
K
G
= G
c
/G
0
Với:
+ G
c
: tải trọng chuyên chở.
+ G
o
: tự trọng của ô tô.
Hệ số khai thác K
G
được tra theo bảng 1.3 tài liệu tính toán sức kéo ô tô máy kéo.
1. Tính chọn trọng lượng toàn bộ của ô tô.
Trọng lượng xe đầy tải: G
a
= G
o

+ A.n + G
c
Trong đó:
+ A là trọng lượng trung bình của 1 hành khách. Ta chọn A=65(Kg)
+ n là số chỗ ngồi. Ở đây n=3(người)
 G
a
= G
o
+ A.n + G
c
= 4510+ 65*3 + 5000 = 9705(Kg)
2. Sự phân bố tải trọng động của ô tô ra các trục bánh xe khi đầy tải.
Ta sử dụng xe có một cầu chủ động(cầu sau).
Ta chọn :
m
1
= 0,35 => G
1
= G
a
. m
1
= 3396.75(N)
m
2
= 0,65 => G
2
= G
a

. m
2
= 6308.25(N)
3. Hệ số dạng khí động học K, nhân tố cản khí động học W và diện tích cản chính
diện F.
Nhân tố cản khí động học: W=K.F
Hệ số dạng khí động học K được tra theo bảng 1.3 tài liệu tính toán sức kéo ô tô máy kéo
=> Chọn K = 0,7 NS
2
/m
4
Diện tích cản chính diện F:
F = m. B . H
Trong đó:
B - Chiều rộng cơ sở của ô tô (m)
H - Chiều cao toàn bộ của ô tô (m)
m - Hệ số điền đầy, chọn theo loại ô tô:
+ Đối với ô tô tải nặng và ô tô bus: m = 1,00-1,10.
+ Đối với ô tô con và ô tô tải nhẹ: m = 0,90 ÷ 0,95=> Chọn m=0.9.
Từ các xe tham khảo ta chọn:
B=2.3(m)
H=2.56 (m)
=> F = 0.9*2.3*2.56=5.2992(m
2
)
SVTH:VÕ VĂN CHINH Page 2
BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ơ TƠ GVHD: LÊ BÁ KHANG
=> W = K . F = 0,7*5.2992=3.70944(NS
2
/m

2
).
5. Hiệu suất của hệ thống truyền lực, được chọn theo loại ôtô
- Đối với ô tô con và tải nhẹ: η
t
= 0,85 ÷ 0,90
=> Chọn
850,=η
.
6. Tính chọn lốp xe:
Ta chọn cầu trước có 2 bánh, cầu sau có 4 bánh.
Trọng lượng được đặt lên mỗi bánh xe:
m
1
= 0,35 => G
1
= G
a
. m
1
= 3396.75(N)
m
2
= 0,65 => G
2
= G
a
. m
2
= 6308.25(N)

Từ đó, ta chọn lốp như sau:
B=8.25 d=20
+ Các thông số hình học bánh xe cầu trước và sau:
1.2.4. Tính chọn lốp
Trọng lượng đặt lên bánh xe
-
N
n
G
G
b
b
375.1698
2
75.3396
1
1
===
Lốp có kí hiệu: (8.25R20) có:

N
n
G
G
b
b
06.1577
4
25.6308
2

2
===
Lốp có kí hiệu: (8.25-20) có

2
/0,6
20
25,8
cmkgpơltâsp
inchB
Inchd
=
′′
=
=
- Bán kính tĩnh bánh xe (bán kính thiết kế)

mm
d
Br 55,4634,25).
2
20
25,8(4,25).
2
(
0
=+=+=
- Bán kính lăn bánh xe
r
b

= λ.r
o
= 0,95.463,55 = 440,3 mm
B CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGỒI
2.1. Xác định cơng suất lớn nhất của động cơ ở chế độ vận tốc cực đại
- Khi ơtơ đạt được v
max
trong điều kiện
v
max
= 100 km/h = 27,78 m/s
Độ dốc i = 0,01
Ma sát lăn nhỏ nhất f
min
= 0.02
- Cơng suất của ơtơ
N
vmax
=90 KW
a) Chọn động cơ:
SVTH:VÕ VĂN CHINH Page 3
BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ơ TƠ GVHD: LÊ BÁ KHANG
Do yêu cầu sử dụng xe tải có tải trọng lớn nên ta chọn động cơ diesel có buồng cháy xốy
lốc cho quá trình tính toán.
B Xây dựng đường đặt tính ngồi lý tưởng
- Điểm có toạ độ ứng với vận tốc cực đại của ơtơ (N
Vmax
, n
V
)

⇒n
v
= 2800 v/ph
Tỉ số truyền cầu chủ động
6
ii
1
.
v60
rn2
i
htpcmax
bV
o
=








⋅⋅
⋅⋅⋅
=
π
,3
Tỉ số truyền hộp số ứng với v
max

: i
ht
= 0,742
Xe khơng có hộp số phụ i
pc
= 1
- Điểm có tọa độ ứng với cơng suất cực đại của ơtơ (N
max
, n
N
)
Cơng thức Leidecman:

WK
n
n
c
n
n
b
n
n
a
N
N
N
V
N
V
N

V
V
e
90
.
32
max
max
=








−








+
=
Với động cơ Diesel: n
N

= n
V
= 2800 vòng/ phút
Buồng cháy xốy lốc: a = 1,7; b = 1,3; c = 1,0
- Điểm bắt đầu làm việc của bộ điều tốc động cơ Diesel
n
emax
= n
v
+ (840) =3640 v/p
- Điểm có số vòng quay chạy khơng tải của động cơ
n
emin
= 560 v/p
- Tiến hành vẽ đồ thị
Ne = K.Ne
max
kW

e
e
e
n
N
M
047,1
10
4
=
(N.m)

3
N
e
2
N
e
N
e
n
n
c
n
n
b.
n
n
a.k








−









+=
* Xây dựng đường đặc tính ngoài lý tưởng cho động cơ:
Vẽ các đồ thò N
e
= f(n
e
)
M
e
= f(n
e
,N
e
)
Bảng n
e
, K , N
e
, M
e
:
SVTH:VÕ VĂN CHINH Page 4
BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ơ TƠ GVHD: LÊ BÁ KHANG

Đồ thò:

3. Chọn động cơ và xác đònh đường đặc tính ngoài thực tế
C. TÍNH CHỌN TỈ SỐ TRUYỀN CỦA CẦU CHỦ ĐỘNG
i
0
=
max
30
.
Vii
rn
pcht
bv
π
=6,3
D. XÁC ĐỊNH TỈ SỐ TRUYỀN CỦA HỘP SỐ:
1 . Tỉ số truyền ở tay số 1:
SVTH:VÕ VĂN CHINH Page 5
BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ơ TƠ GVHD: LÊ BÁ KHANG
Tỉ số truyền của hộp số được xác đònh bắt đầu từ số 1, phải thỏa mãn hai điều kiện sau:
Lực kéo tiếp tuyến lớn nhất ở bánh xe chủ động phải thắng được lực cản tổng cộng lớn
nhất của đường và lực kéo này phải thỏa mãn điều kiện bám:
max 1
max
. . .
.
e c h t
a
b
M i i
G

r
η
ψ
≥
Hay:
max
max 0
. .
. . .
a b
hl
e pc t
G r
i
M i i
ψ
η
≥
Lực kéo tiếp tuyến này cũng phải thỏa mãn điều kiện bám (tránh hiện tượng trượt quay
của bánh xe chủ động) P
Kmax
< P
ϕ
1
max 0
. . .
. . .
b
h
e pc t

r m G
M i i
i
φ
φ
η
≤
2 . Tỉ số truyền các tay số trung gian:
Theo yêu cầu sử dụng đối với xe tải nặng,
hộp số có 5 số tới, một số lùi, tỉ số truyền phân bố theo cấp số điều hoà.
Vậy ta có các tay số sau:
i
h1
= 5,591; i
h2
= 2,87; i
h3
= 1,607; i
h4
= 1; i
h5
= 0,742
3 . Tay số lùi:
Ta chọn: i
R
= i
h1
= 5.045
E. XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT:
1. Phương trình cân bằng công suất của ô tô

N
e
= N
r
+ N
f

±
N
i
+ N
W

±
N
j
+ N
mk
+ N
0

Trong đó:
+ N
e
- công suất của động cơ
+ N
r
= N
e
(1 – η

t
) - công suất tiêu hao do ma sát trong hệ thống truyền lực.
+ N
f
= fGVcosα /1000 - công suất tiêu hao để thắng lực cản lăn(kW).
+ N
i
= GVsinsα /1000 - công suất tiêu hao để thắng lực cản dốc(kW).
+ N
W
= KFV
3
/1000 - công suất tiêu hao để thắng lực cản không khí(kW).
+ N
j
= (G/g) δ
i
.J.V/1000 - công suất tiêu hao để thắng lực cản quán tính(kW).
+ N
mK
=P
mk
.V/1000 - công suất tiêu hao để thắng lực cản ở moóc kéo(kW).
+ N
0
= 0,1047.M
0
. n
0
/1000 - công suất tiêu hao do các bộ phận thu công suất(kW).

Trong điều kiện đường bằng, xe chạy ổn đònh, không kéo moóc và không trích công suất,
sự cân bằng công suất được tính:
N
e
= N
r
+ N
f
+ N
W
+ N
d
= N
f
+ N
K
Trong đó:
+ N
d
= N
0
±
N
i
±
N
j
+ N
mK
là công suất dự dùng để leo dốc, truyền công suất ô tô làm

việc ở các giá trò này.
+ N
K
: Công suất kéo của ô tô ở bánh xe chủ động được tính :
N
K
= N
e
– N
r
= N
e
. η
t
= N
f
+ N
W
+ N
d

Xác đònh vận tốc của xe tại các tay số theo công thức sau:
SVTH:VÕ VĂN CHINH Page 6
BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ơ TƠ GVHD: LÊ BÁ KHANG
V
i
= 2πn
e
r
b

/ (60i
t
) = 0,1047
pchi
eb
iii
nr

.
0
(m/s)
V
i
= vận tốc ở tay số có tỉ số truyền i
hi
Bảng chế độ vận tốc tại các tay số :
Bảng n
e
, N
e
, N
k
, N
fi
, N
wi
, N
ji
:
* Tay số 1 :

Tay số 2:
SVTH:VÕ VĂN CHINH Page 7
BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ GVHD: LÊ BÁ KHANG
* Tay soá 3 :
* Tay soá 4:
SVTH:VÕ VĂN CHINH Page 8
BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ GVHD: LÊ BÁ KHANG
* Tay soá 5:
SVTH:VÕ VĂN CHINH Page 9
BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ơ TƠ GVHD: LÊ BÁ KHANG
F. XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÂN BẰNG LỰC KÉO:
1. Phương trình cân bằng lực kéo của ô tô
P
K
= P
f

±
P
i
+ P
W

±
P
j
+ P
mK
Trong đó: P
f

= f.G.cosα (N) - lực cản lăn.
P
W
=K.F.V
2
(N) - lực cản gió.
P
i
= G.sinα (N) - lực cản lên dốc.
P
j
=
j
g
G
j
⋅δ⋅
(N) - lực cản tăng tốc.
P
mK
(N) - lực kéo ở moóc kéo.
Lực kéo bánh xe chủ động P
K
được tính:
P
K
=
1he
b
tpcohe

C.i.M
r
.i.i.i.M
=
η
(N)
C
1
=
b
tpco
r
.i.i η
(N) - hằng số tính toán
Điều kiện chuyển động: Xe chạy trên đường bằng(
0
α
=
), đầy tải, không kéo moóc,
không trích công suất.
. . .
k f w d
e h o t
k
b
P P P P
M i i
P
r
η

= + +
=

δ
i
= 1,02+
2
02.0
h
i
SVTH:VÕ VĂN CHINH Page 10
BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ơ TƠ GVHD: LÊ BÁ KHANG
Lực

kéo dư P
d
=
±
P
i

±
P
j

±
P
mK
dùng để leo dốc, tăng tốc và kéo moóc.
Bảng v , M

e
, P
k
, P
f
, P
w
, P
d
* Tay số 1:
* Tay số 2:
* Tay số 3:
SVTH:VÕ VĂN CHINH Page 11
BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ GVHD: LÊ BÁ KHANG
* Tay soá 4:
* Tay soá 5:
SVTH:VÕ VĂN CHINH Page 12
BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ơ TƠ GVHD: LÊ BÁ KHANG
G. XÂY DỰNG ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH ĐỘNG LỰC HỌC:
Nhân tố động lực học được tính theo công thức sau:
a
wk
G
PP
D
−
=
Bảng v, D:
SVTH:VÕ VĂN CHINH Page 13
BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ơ TƠ GVHD: LÊ BÁ KHANG

2. Đồ thò nhân tố động lực học:
Khi ô tô chuyển động với tải trọng thay đổi, đặc tính động lực học cũng sẽ thay đổi, có
thể áp dụng đồ thò tia để khảo sát, đồ thò tia này được xây dựng về phía bên trái đồ thò D,
các tia có góc nghiêng ở góc tọa độ với:
SVTH:VÕ VĂN CHINH Page 14
BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ơ TƠ GVHD: LÊ BÁ KHANG
tgα =
x
D
D
=
G
G
x
;
α - góc nghiêng của tia ứng với số phần trăm tải trọng sử dụng so với tải đònh mức của
xe.
D và D
x
- nhân tố động lực học của ô tô ở tải đònh mức G
t
và ở tải G
tx
.
G
x
- trọng lượng toàn bộ của ô tô ở tải G
tx
: G
x

= G
o
+ G
tx
.
G
tx
- tải trọng của ô tô.
Các góc tia:
H. XÂY DỰNG ĐỒ THỊ ĐẠT TÍNH TĂNG TỐC:
1. Đồ thò gia tốc của ô tô
Gia tốc của ô tô khi chuyển động không ổn đònh được tính như sau:

( ).
i
g
j D
ψ
δ
= −
(thêm giải thích các số liệu ,chọn
ψ
= f min)
Khi tính gia tốc trên đường bằng (đường không có độ dốc, i=0); ψ = f.
δ
i
: hệ số tính đến ảnh hưởng của các khối lượng quay, có thể tính theo công thức kinh
nghiệm: δ
i
= 1,02 + a.

2
h
i

Chọn a = 0,02 =>δ
i
= 1,02+
2
02.0
h
i
Vì D là hàm số của vận tốc, nên j cũng là một hàm tương tự, ở các số truyền khác nhau.
Theo từng vận tốc, ta lập được bảng tính toán. Từ các số liệu của bảng này, lập đồ thò gia
tốc j = f(V) và gia tốc ngược 1/j = f (V), đồ thò gia tốc ngược sẽ dùng để tính thời gian và
quãng đường tăng tốc.
Bảng v , D , j , 1/j:
SVTH:VÕ VĂN CHINH Page 15
BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ GVHD: LÊ BÁ KHANG
* Tay soá 1
* Tay soá 2:
* Tay soá 3
* Tay soá 4:
* Tay soá 5:
SVTH:VÕ VĂN CHINH Page 16
BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ơ TƠ GVHD: LÊ BÁ KHANG
2. Đồ thò thời gian và quãng đường tăng tốc của ô tô
Quãng đường tăng tốc của ôtô được tính theo công thức:
S =
∫
n

1
V
V
dt.V

Kết quả tính được đưa vào bảng 1.13. Từ kết quả này vẽ đồ thò t = f(V) hình1.8.
Sử dụng đồ thò t = f(V) và dùng phương pháp tích phân đồ thò hình 1.8, tính phần diện tích
∆
F giữa đường cong và khoảng tung độ
∆
t
i
tương ứng với
∆
V
i
và lập bảng 1.14.
Các giá trò S
i
được tính như sau:
CAFFSCAFS .).(;
21211
∆+∆=∆=

CAFFFS
nn
.) (
21
∆++∆+∆=

Trong đó: C - tỉ lệ xích của thời gian tăng tốc (s/mm).
Bảng 1.14
Khoảng
∆
V
i
m/s 1,4 ÷ 2,8 2,8 ÷ 5,6 5,6 ÷ 14 14÷28 28÷54
Khoảng
∆
t
i
(giây)
∆
t
1
∆
t
2
∆
t
3
∆
F
i
(mm
2)
∆
F
1

∆
F
2
∆
F
3
Σ
∆
F
i
(mm
2
)
∆
F
1
∆
F
1
+
∆
F
2
SVTH:VÕ VĂN CHINH Page 17
BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ơ TƠ GVHD: LÊ BÁ KHANG
S (m) S
1
S
2
S

3
… S
n
Khoảng
∆
V
i
m/s 1,4 ÷ 2,8 2,8 ÷ 5,6 5,6 ÷ 14 14÷28 28÷54
Khoảng
∆
t
i
(giây)
∆
F
i
(mm
2)
2.1 4.2 9.8
21 41
Σ
∆
F
i
(mm
2
)
2.1 6.3 16.1
37.1 78.1
S (m) S

1
S
2
S
3
… S
n
Sau đó theo bảng 1.14 lập đồ thò S = f(V) từ V
0
đến 0,9 V
max
như hình 1.8.
Trong thực tế có sự ảnh hưởng của thời gian chuyển số giữa các số truyền đến quá trình tăng
tốc, vì vậy đồ thò thực tế của thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc có dạng như hình 1.9,
với ∆V
c
là tốc độ giảm vận tốc chuyển động khi sang số.
∆V
c
= ψ.g.t
c
/δ
i
; (m/s)
t
c
- thời gian chuyển số:
ôtô có động cơ xăng: t
c
= (0,5 ÷1,5) s;

ô tô có động cơ Diesel: t
c
= (1,0 ÷ 4) s
g = 9,81 m/s
2
- gia tốc trọng trường;
Ψ - hệ số cản tổng cộng của đường;
Quãng đường xe chạy được trong thời
gian chuyển số được tính:
S
c
=
∆
V
c
.t
c
, (m)
V
đ
: vận tốc ở khi bắt đầu chuyển số
(m/s),
Thời gian tăng tốc ở ô tô con hiện đại
là (10 ÷ 15) giây, xe buýt và tải là
(25÷40) giây.
Quãng đường tăng tốc của ô tô đời mới khoảng (400÷900) m.
SVTH:VÕ VĂN CHINH Page 18
V (m/s)
∆
V

c
0
0,9 V
max
t (s)
S (m)
V
IV
t
II
I
Hình 1.9: Đồ thò t và S có tính
đến sự giảm tốc độ chuyển động
khi sang số
S
III
BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ GVHD: LÊ BÁ KHANG
SVTH:VÕ VĂN CHINH Page 19