Tính toán và xây dựng đồ thị động lực học của xe HUYNDAI STAREX JUMBO
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (282.88 KB, 26 trang )
Đồ án lý thuyết ơ tơ
GVHD:
MỤC LỤC
Lời nói đầu ..................................................................................................................................2
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU ĐỒ ÁN..................................................................................3
1.1.Đối tượng nghiên cứu :................................................................................................ 3
1.2. Phạm vi nghiên cứu :.................................................................................................. 3
1.2.1. Đường đặc tính ngoài của động cơ đốt trong............................................................3
1.2.2. Đồ thị cân bằng lực kéo............................................................................................3
1.2.3. Đồ thị nhân tố động lực học.....................................................................................3
1.2.4. Đồ thị cân bằng công suất........................................................................................3
1.2.5. Đồ thị gia tốc............................................................................................................3
1.2.6. Đồ thị gia tốc ngược của ô tô....................................................................................3
1.2.7. Đồ thị xác định thời gian tăng tốc của ô tô...............................................................4
1.2.8. Đồ thị thời gian và quãng đường tăng tốc ô tô..........................................................4
1.2.9. Đồ thị quãng đường tăng tốc của ô tô.......................................................................4
1.3. Mục tiêu nghiên cứu....................................................................................................4
CHƯƠNG II : TÍNH TỐN ĐỘNG LỰC HỌC................................................................6
2.1. Đường đặc tính ngồi của động cơ đốt trong...............................................................6
2.2. Đồ thị cân bằng lực kéo...............................................................................................8
2.3. Đồ thị nhân tố động lực học......................................................................................11
2.4. Đồ thị cân bằng công suất.........................................................................................13
2.5. Đồ thị gia tốc.............................................................................................................15
2.6. Đồ thị gia tốc ngược..................................................................................................17
2.7. Đồ thị xác định thời gian và quãng đường tăng tốc của ô tô......................................19
2.7.1.Đồ thị xác định thời gian tăng tốc............................................................................19
2.7.2. Đồ thị xác định quãng đường tăng tốc của ô tô......................................................21
2.8. Đồ thị quãng đường và thời gian tăng tốc của ôtô.....................................................22
CHƯƠNG III : KẾT LUẬN..............................................................................................
25
Tài liệu tham khảo:........................................................................................................... 26
SVTH:
1
Lớp:
Đồ án lý thuyết ơ tơ
GVHD:
Lời nói đầu
Trong thời đại đất nước đang trên cịn đường phát triển Cơng nghiệp hóa – Hiện đại hóa,
từng bước phát triển đất nước. Trong xu thế của thời đại khoa học kỹ thuật của thế giới
ngày một phát triển cao. Để hòa chung với sự phát triển đó đất nước ta đã có chủ chương
phát triển một số ngành mũi nhọn, trong đó địi hỏi đất nước cần có đội ngũ cán bộ, cơng
nhân kỹ thuật, kỹ sư có trình độ, tay nghề cao.
Nắm bắt được điều đó trường Đại học Cơng Nghệ GTVT đã không ngừng phát triển nâng
cao chất lượng đào tạo đội ngũ cán bộ, cơng nhân có tay nghề và trình độ cao mà cịn đào
tạo với số lượng đông đảo.
Khi đang là một sinh viên trong trường chúng em đước thực hiện rất nhiều đồ án trong đó
có “ Đồ án lý thuyết ô tô”. Đây là một điều kiện rất tốt cho chúng em xâu chuỗi lại những
kiến thức mà chúng em đã được học tại trường, bước đầu tiếp xúc làm quen với cơng việc
tính tốn thiết kế ơ tơ.
Trong q trình tính tốn chúng em đã được sự quan tâm chỉ dẫn, sự giúp đỡ nhiệt tình
của giáo viên hướng dẫn bộ mơn. Tuy vậy nhưng khơng thể tránh khỏi những hạn chế,
thiếu sót trong q trình thực hiện tính tốn trong đồ án
Để hồn thành tốt, khắc phục những hạn chế và thiếu sót chúng em rất mong được sự góp
ý kiến, sự giúp đỡ của Thầy và các bạn để sau này khi ra trường bắt tay vào cơng việc,
q trình cơng tác của chúng em được thành công một cách tốt nhất.
Em xin chân thành cảm ơn !
Sinh viên thực hiện
SVTH:
2
Lớp:
Đồ án lý thuyết ô tô
GVHD:
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU ĐỒ ÁN
1.1.Đối tượng nghiên cứu :
Tính tốn và xây dựng đồ thị động lực học của xe HUYNDAI STAREX JUMBO
1.2. Phạm vi nghiên cứu :
1.2.1. Đường đặc tính ngồi của động cơ đốt trong
+ Khái niệm
+ Tính tốn
+ Vẽ đồ thị
+ Nêu ứng dụng của đồ thị
1.2.2. Đồ thị cân bằng lực kéo
+ Khái niệm
+ Tính tốn
+ Vẽ đồ thị
+ Nêu ứng dụng của đồ thị
1.2.3. Đồ thị nhân tố động lực học
+ Khái niệm
+ Tính tốn
+ Vẽ đồ thị
+ Nêu ứng dụng của đồ thị
1.2.4. Đồ thị cân bằng công suất
+ Khái niệm
+ Tính tốn
+ Vẽ đồ thị
+ Nêu ứng dụng của đồ thị
1.2.5. Đồ thị gia tốc
+ Khái niệm
+ Tính tốn
+ Vẽ đồ thị
+ Nêu ứng dụng của đồ thị
SVTH:
3
Lớp:
Đồ án lý thuyết ô tô
GVHD:
1.2.6. Đồ thị gia tốc ngược của ơ tơ
+ Khái niệm
+ Tính tốn
+ Vẽ đồ thị
+ Nêu ứng dụng của đồ thị
1.2.7. Đồ thị xác định thời gian tăng tốc của ô tô
+ Khái niệm
+ Tính tốn
+ Vẽ đồ thị
+ Nêu ứng dụng của đồ thị
1.2.8. Đồ thị thời gian và quãng đường tăng tốc ơ tơ
+ Khái niệm
+ Tính tốn
+ Vẽ đồ thị
+ Nêu ứng dụng của đồ thị
1.2.9. Đồ thị quãng đường tăng tốc của ơ tơ
+ Khái niệm
+ Tính tốn
+ Vẽ đồ thị
+ Nêu ứng dụng của đồ thị
1.3. Mục tiêu nghiên cứu: Nhằm hiểu biết, tìm hiểu một cách khoa học về thơng số kỹ
thuật ơ tơ để từ đó vận dụng vào tính tốn đồ án mơn học lý thuyết ô tô, trong bảo dưỡng,
khai thác, chẩn đoán kĩ thuật để nâng cao hiệu quả động của ô tô
SVTH:
4
Lớp:
Đồ án lý thuyết ơ tơ
GVHD:
BẢNG THƠNG SỐ CƠ BẢN CỦA XE HUYNDAI STAREX JUMBO
SỐ LIỆU ĐỒ ÁN
Đại lượng
Giá trị
Đơn vị
Khối lượng khơng tải (G0)
1960
kg
Khối lượng tồn tải (Ga)
2545
kg
Cơng suất Nemax
140
hp
Tốc độ quay nN
4000
v/p
Momen Memax
18,5
kGm
Tốc độ quay nM
2000
v/p
Vận tốc vmax
170
km/h
Tỉ số truyền ih1
4,217
Tỉ số truyền ih2
2,283
Tỉ số truyền ih3
1,414
Tỉ số truyền ih4
1,00
Tỉ số truyền ih5
0,814
Truyền lực chính i0
4,222
Chiều rộng B
1800
mm
Chiều cao H
1945
mm
Kí hiệu lốp
195R14-6PR
SVTH:
5
Lớp:
Đồ án lý thuyết ô tô
GVHD:
Loại động cơ
Xăng
Công thức bánh xe
4×2
CHƯƠNG II : TÍNH TỐN ĐỘNG LỰC HỌC
2.1. Đường đặc tính ngồi của động cơ đốt trong
2.1.1. Khái niệm
Đường đặc tính ngồi của động cơ là những đường biểu thị mối quan hệ giữa cơng suất
có ích (Ne), mơ men xoắn có ích (Me), tiêu hao nhiên liệu trọng một giờ (G t), công suất
tiêu hao nhiên liệu riêng (ge) theo số vòng quay của trục khuỷu động cơ (n e, khi bướm ga
( đối với động cơ xăng) mở hoàn toàn hoặc thanh răng ( đối với động cơ điezel) của bơm
ga cao áp ở vị trí cung cấp nhiên liệu lớn nhất.
2.1.2. Cơng thức tính :
Nemax = 140 hp = 104,3 kw
vmax =170 km/h = 47,22 m/s
Trong đó:
+ Ne, ne – cơng suất hữu ích của động cơ và số vòng quay của trục khuỷu ứng với một
điểm bất kì của đồ thị đặc tính ngồi. Đối với động cơ xăng: a=b=c=1
Đối với ô tô dùng động cơ xăng : a = b = 1 , và loại :
-
Khơng có bộ phận hạn chế số vịng quay : = 1,1 1,3
-
Có bộ phận hạn chế số vịng quay : = 0,8 0,9
Chọn : = 1,1
ne = .nN
+ Nmax, nN – cơng suất có ích cực đại và số vịng quay ứng với cơng suất nói trên
+ a, b,c - các hệ số thực nghiệm: a= b=c = 1
+ Cho các giá trị ne khác nhau, dựa vào công thức Lây Đecman sẽ tính được cơng suất Ne
tương ứng và từ đó vẽ được đồ thị Ne=f(ne).
SVTH:
6
Lớp:
Đồ án lý thuyết ơ tơ
GVHD:
+ Có các giá trị Ne và ne có thể tính được các giá trị mơmen xoắn Me của động cơ theo
cơng thức:
Trong đó : Me – mơ men xoắn của động cơ
Trong đó :
v- vận tốc (m/s)
rb – bán kính làm việc trung bình của bánh xe (m)
rb = λ. ro
ro – bán kính thiết kế của bánh xe
λ – hệ số kể đến sự biến dạng của lốp, còn phụ thuộc vào loại lốp:
lốp áp suất thấp : λ = 0,930 ÷ 0,935
lốp áp suất cao: λ = 0,945 ÷ 0,950
= > rb = λ. r0 = 0,93 . 372,8 = 346,704 (mm) =0,346704(m)
it - tỉ số truyền của hệ thống truyền lực
it = i0 . ihn .ipc
trong đó :
i0 : tỉ số truyền lực chính
ihn : tỉ số truyền của hộp số
ipc : tỉ số truyền của hộp số phụ
= = = 4471,995(v/p)
2.1.3. Bảng số liệu : kết quả tính tốn và đồ thị đường đặc tính ngồi của động cơ
SVTH:
ne(v/p)
Ne(kW)
Me(Nm)
400
11,369
271,46
800
24,198
288,89
1200
37,861
301,34
1600
51,733
308,82
2000
65,188
311,31
2400
77,599
308,82
2800
88,342
301,34
3200
96,79
7
288,89
Lớp:
Đồ án lý thuyết ô tô
GVHD:
3600
102,32
271,46
320
120
310
10 0
30 0
80
290
60
280
40
270
20
260
250
0
50 0
10 0 0
150 0
20 0 0
250 0
30 0 0
350 0
0
40 0 0
Hình 1.Đồ thị đường đặc tính ngồi của động cơ.
2.1.4. Ứng dụng của đồ thị
Dựa vào đồ thị ta có thể biết được :
-
Công suất lớn nhất
-
Mô men xoắn lớn nhất
-
Vận tốc lớn nhất
2.2. Đồ thị cân bằng lực kéo
2.2.1. Khái niệm:
Phương trình cân bằng lực kéo: Pk =Pf ±Pi ± Pj + Pω
Trong đó:
Pk - lực kéo tiếp tuyến phát ra ở bánh xe chủ động
Pf - lực cản lăn
Pi - lực cản dốc
Pj - lực cản quán tính
SVTH:
8
Lớp:
Đồ án lý thuyết ơ tơ
GVHD:
Phương trình lực kéo của ôtô có thể biểu diễn bằng đồ thị .Chúng ta xây dựng quan hệ
giữa lực kéo phát ra tại bánh xe chủ động Pk và các lực chuyển động phụ thuộc vào vận
tốc chuyển động của ôtô v, nghĩa là: P = f(v)
2.2.2. Cơng thức tính:
PK
M k M e .it .t
G
f .G.cos G.sin . j. i K .F .v 2 n. .Q
rb
rb
g
Trong đo :
Pk : lưc keo têp tuyên ơ banh xe chu đông
Mk : momen xoăn ơ banh xe chu đông
rb : ban kinh lam viêc cua banh xe chu đ ông
ηt : hiêu suât cua hê thông truyên lưc
chọn ηt = 0,85 ( bảng 1-2 lý thuyêt ô tô may keo)
Pf = f.G.cosα : lực cản lăn
Pω = w.v2.: lực cản khơng khí
Trong đó :
w: là nhân tố cản mơi trường chọn w = 0,7 (Ns2/m2),
v: là các giá trị vận tốc tại các thời điểm của tay số cao nhất
G. j. i
Pj = g : lực cản quán tính của ô tô khi chuyển động tăng tốc
δi = 1,05 + 0,05.i2hi : hệ số kể đến ảnh hưởng khối lượng chuyển động quay của ôtô
Pm = n.ψ.Q : lực cản móc kéo
n- số móc kéo
Q- trọng lượng móc kéo
Xét ô tô chuyển động trên mặt đường nằm ngang (α =0) và khơng có móc kéo thì
phương trình cân bằng lực kéo dược biểu thị như sau :
Pk = Pf +Pω +Pj
SVTH:
9
Lớp:
Đồ án lý thuyết ơ tơ
GVHD:
2.2.3. Bảng thơng số tính toán và đồ thị cân bằng lực kéo
Lực kéo và vận tốc
ne
(v/p)
v1
(m/s)
400
0,805 12000,85
12771,5
1,61
5
13322,0
2,415
4
13652,3
3,22
4
13762,4
4,025
4
13652,3
4,83
4
13322,0
5,635
4
12771,5
6,44
5
800
1200
1600
2000
2400
2800
3200
3600
4000
4471,99
5
Pk1
(N)
v2
(m/s)
1,50
6
3,01
2
4,51
8
6,02
4
7,53
9,03
6
10,5
4
12,0
5
13,5
5
15,0
6
7,245 12000,85
8,05
9
11009,95
9557,49
4
Pk2
(N)
6414,88
6826,84
7121,1
7297,66
v3
(m/s)
2,43
1
4,86
3
7,29
4
9,72
6
Pk3
(N)
3973,12
4228,28
4410,53
4519,88
7356,51 12,16 4556,33
14,5
7297,66
9
4519,88
7121,1
17,02 4410,53
19,4
6826,84
5
4228,28
6414,88 21,88 3973,12
24,3
5885,21
1
3645,07
16,84 5108,82 27,18
3164,2
v4
(m/s)
3,43
8
Pk4
(N)
v5
(m/s)
4,224
2809,85
2990,2
8,447
6,876
9
10,3
12,67
1
3119,19
13,7 3196,5
16,89
5
2
17,1
21,12
9
3222,3
20,6 3196,5
25,34
3
2
24,0
29,57
7
3119,19
2990,2
33,79
27,5
9
30,9
38,01
4
2809,85
34,3 2577,8
42,24
8
4
38,4 2237,7
47,22
4
6
Pk5
(N)
2287,2
1
2434,1
2539,0
2
2601,9
7
2622,9
5
2601,9
7
2539,0
2
2434,1
2287,2
1
2098,3
6
1821,5
4
Các lực cản và tổng cản :
Lực cản lăn chọn hệ số cản lăn f = 0,015 với v < 22 m/s
Với vận tốc v ≥ 22 m/s
f = (1+ )
Công suất cản của lực bám :
= mφ
Trong đó : m là hệ số phân bố tải trọng với xe 4x2 lấy m = 0,9
trọng lượng toàn tải
φ hệ số bám = 0,7
Pφ = 0,9.2545.9,81.0,7= 13981,212 (N)
v5(m/s)
4,22
8,45
12,67
SVTH:
Pf(N)
374,50
374,50
374,50
Pw(N)
12,49
49,95
112,39
10
Pf+Pw(N)
386,98
424,45
486,88
Pφ(N)
13981,21
13981,21
13981,21
Lớp:
Đồ án lý thuyết ơ tơ
16,89
21,12
25,34
29,57
33,79
38,01
42,24
47,22
GVHD:
374,50
374,50
534,83
592,73
659,54
735,25
819,87
931,18
199,80
312,18
449,54
611,88
799,18
1011,47
1248,73
1560,81
574,29
686,68
984,37
1204,61
1458,72
1746,72
2068,60
2491,99
13981,21
13981,21
13981,21
13981,21
13981,21
13981,21
13981,21
13981,21
16000
Pk1
14000
Pk2
12000
Pk3
10000
Pk4
8000
Pk5
Pf
6000
Pf+P
w
4000
Pφ
2000
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Hình 2. Đồ thị cân bằn lực kéo
2.2.4. Ứng dụng đồ thị :
- Sử dụng đồ thị cân bằng lực kéo của ơ tơ có thể xác định được các chỉ tiêu động lực học
của ô tô khi chuyển động ổn định.
- Xác định vmax
- Vượt độ dốc
- Xác định lực cản ( hay hệ số cản lăn ứng với vận tốc chuyển động của ô tô ứng với mỗi
vận tốc của ô tô ta có một hệ số cản lăn khác nhau )
2.3. Đồ thị nhân tố động lực học
SVTH:
11
Lớp:
Đồ án lý thuyết ô tô
GVHD:
2.3.1. Khái niệm: Nhân tố động lực học của ô tô là tỷ số giữa lực kéo tiếp tuyến P k trừ đi
lực cản không
Nhân tố động lực học của ô tô là tỷ số giữa lực kéo tiếp tuyến P k trừ đi lực cản khơng khí
Pw và chia cho trọng lượng tồn bộ của ô tô Ga , tỷ số này ký hiệu là D.
2.3.2. Cơng thức tính : Nhân tố động lực học :
D = =. ;
Trong đó : G- trọng lượng tồn tải của ơ tơ Ga = 2545 (kg)
Pk- Lực kéo tiếp tuyến tại các bánh xe chủ động
P- Lực cản khơng khí
2.3.3.Bảng số liệu tính tốn và vẽ đồ thị nhân tố động lực học
ne
(v/p)
v1
(m/s
)
400
0,8
800
1,61
1200
2,41
1600
3,22
2000
4,02
2400
4,83
2800
5,63
3200
6,44
3600
7,24
4000
8,05
4471,99
5
9
Pw1
(N)
0,45
4
1,81
4
4,08
2
7,25
7
11,34
16,3
3
22,2
3
29,0
3
36,7
4
45,3
6
56,6
9
D1
0,48
1
0,51
1
0,53
3
0,54
7
0,55
1
0,54
6
0,53
3
0,51
0,47
9
0,43
9
0,38
1
v2
(m/s)
Pw2
(N)
1,50
6
3,01
2
4,51
8
6,02
4
1,58
7
7,53
9,03
6
10,5
4
12,0
5
13,5
5
15,0
6
16,8
4
6,35
14,2
9
25,4
39,6
9
57,1
5
77,7
9
101,
6
128,
6
158,
7
198,
4
D2
0,25
7
0,27
3
0,28
5
0,29
1
0,29
3
0,29
0,28
2
0,26
9
0,25
2
0,22
9
0,19
7
v3
(m/s)
Pw3
(N)
2,43
1
4,86
3
7,29
4
9,72
6
12,1
6
14,5
9
17,0
2
19,4
5
21,8
8
24,3
1
27,1
8
4,138
3
16,55
3
37,24
4
66,21
2
103,4
6
148,9
8
202,7
7
264,8
5
335,2
413,8
3
517,2
5
D3
0,15
9
0,16
9
0,17
5
0,17
8
0,17
8
0,17
5
0,16
9
0,15
9
0,14
6
0,12
9
0,10
6
v4
(m/s)
Pw4
(N)
D4
3,43
8
6,87
6
10,3
1
13,7
5
17,1
9
20,6
3
24,0
7
8,27
4
0,112
27,5
30,9
4
34,3
8
38,4
4
33,1
74,4
7
132,
4
206,
9
297,
9
405,
4
529,
5
670,
2
827,
4
1034
0,11
8
0,12
2
0,12
3
0,12
1
0,116
0,10
9
0,09
9
0,08
6
0,07
0,04
8
v5
(m/s)
Pw5
(N)
4,22
4
8,44
7
12,6
7
16,8
9
21,1
2
25,3
4
29,5
7
33,7
9
38,0
1
42,2
4
47,2
2
12,48
7
49,94
9
112,39
199,8
312,1
8
449,5
4
611,8
8
799,1
8
1011,
5
1248,
7
1560,
8
D5
0,09
1
0,09
5
0,09
7
0,09
6
0,09
3
0,08
6
0,07
7
0,06
5
0,05
1
0,03
4
0,01
6
Đồ thị tia nhân tố động lực học khi tải trọng thay đổi:
Những đường đặc tính động lực học của ơ tơ lập ra ở góc phần tư bên phải của đồ thị
tương ứng với trường hợp ơ tơ có tải trọng đầy, cịn góc phần tư bên trái của đồ thị, ta
vạch từ gốc toạ độ nhưng tia làm với trục hồnh các góc khác nhau mà : tg = = ;
Như vậy mỗi tia ứng với một tải trọng Gx nào đó tính ra phần trăm so với tải trọng đầy
của ơ tơ.
Trong trường hợp Gx = G thì tg = 1, lúc này tia làm với trục hồnh một góc = 450, các
tia có > 450 ứng với Gx> G (khu vực quá tải), các tia có < 450 ứng với Gx< G (khu vực
chưa quá tải).
SVTH:
12
Lớp:
Đồ án lý thuyết ơ tơ
GVHD:
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0
10
20
30
40
50
60
Hình 3. Đồ thị nhân tố động lực học
2.3.4. Ứng dụng của đồ thị
- Xác định nhân tố động lực học của ô tô
- Xác định vận tốc lớn nhất của ô tô , giá trị này có đước khi ơ tơ chuyển động ở số
truyền cao nhất của hộp số và động cơ làm việc ở chế độ toàn tải.
- Trị số D phụ thuộc vào các thông số kết cấu của ô tô mà ở đồ thị lức kéo không biểu thị
được để xác định cho mỗi ô tô cụ thể.
- Khi ô tơ chuyển động ở số thấp ( có lớn hơn nhỏ ) sẽ có nhân tố động lực học lớn hơn
ở số cao ( có nhỏ hơn nhưng lại lớn )
- Dùng đồ thị để giải các bài toán về động lức học của ô tô
2.4. Đồ thị cân bằng cơng suất
2.4.1. Khái niệm
Ta có thể biểu diễn các giá trị đã tính tốn được của phương trình cân bằng cơng suất của
ơ tơ trên đồ thị có tọa độ N-v
2.4.2. Cơng thức tính :
=.= ± + ± +
Nk= Pk.v/1000 ;
Trong đó :
v =
Nk – Cơng suất phát ra tại bánh xe chủ động (kw)
Nf – công suất tiêu hao cho cản lăn của các bánh xe (kw)
Nf = : α=00 ;(kw)
F - hệ số cản lăn của đường
Ga = 2545 (kg)
SVTH:
–cơng suất tiêu hao cho lực cản khơng khí (kw)
13
Lớp:
Đồ án lý thuyết ô tô
GVHD:
– công suất tiêu hao cho lức cản của tăng tốc (kw)
2.4.3.Bảng số liệu tính tốn và đồ thị
ne
(v/p)
v1
(m/s
)
Ne1
(N)
Nk1
(N)
400
0,8
11,37
9,66
24,1
9
37,8
5
51,7
2
65,1
7
77,5
7
88,3
1
96,7
6
102,
3
104,
3
101,
2
20,5
6
32,1
7
43,9
6
55,3
9
65,9
4
75,0
7
82,2
5
86,9
4
88,6
3
86,0
1
800
1,61
1200
2,41
1600
3,22
2000
4,02
2400
4,83
2800
5,63
3200
6,44
3600
7,24
4000
8,05
4471,99
5
9
v2
(m/s)
Ne2
(N)
1,50
6
3,01
2
4,51
8
6,02
4
11,3
7
24,1
9
37,8
5
51,7
2
65,1
7
77,5
7
88,3
1
96,7
6
102,
3
104,
3
101,
2
7,53
9,03
6
10,5
4
12,0
5
13,5
5
15,0
6
16,8
4
Nk2
(N)
9,66
20,5
6
32,1
7
43,9
6
55,3
9
65,9
4
75,0
7
82,2
5
86,9
4
88,6
3
86,0
1
v3
(m/s)
Ne3
(N)
Nk3
(N)
2,43
1
4,86
3
7,29
4
9,72
6
12,1
6
14,5
9
17,0
2
19,4
5
21,8
8
24,3
1
27,1
8
11,36
5
9,66
24,19
37,84
9
51,71
6
65,16
7
77,57
4
88,31
4
96,76
102,2
9
104,2
7
101,1
9
20,5
6
32,1
7
43,9
6
55,3
9
65,9
4
75,0
7
82,2
5
86,9
4
88,6
3
86,0
1
v4
(m/s)
3,43
8
6,87
6
10,3
1
13,7
5
17,1
9
20,6
3
24,0
7
27,5
30,9
4
34,3
8
38,4
4
Ne4
(N)
Nk4
(N)
11,37
9,66
24,1
9
37,8
5
51,7
2
65,1
7
77,5
7
88,3
1
96,7
6
102,
3
104,
3
101,
2
20,5
6
32,1
7
43,9
6
55,3
9
65,9
4
75,0
7
82,2
5
86,9
4
88,6
3
86,0
1
v5
(m/s)
Ne5
(N)
Nk5
(N)
4,22
4
8,44
7
12,6
7
16,8
9
21,1
2
25,3
4
29,5
7
33,7
9
38,0
1
42,2
4
47,2
2
11,36
5
9,66
24,19
37,84
9
51,71
6
65,16
7
77,57
4
88,31
4
96,76
102,2
9
104,2
7
101,1
9
20,5
6
32,1
7
43,9
6
55,3
9
65,9
4
75,0
7
82,2
5
86,9
4
88,6
3
86,0
1
Cơng suất của các thành phần lực cản
v5 (m/s)
4,224
8,447
12,67
16,89
21,12
25,34
29,57
33,79
SVTH:
Nf (kw)
1,582
3,163
4,745
6,327
7,909
9,49
11,07
12,65
Nw (kw)
0,0527
0,4219
1,424
3,3755
6,5927
11,392
18,09
27,004
14
Nf+Nw (kw)
1,634
3,585
6,169
9,702
14,5
20,88
29,16
39,66
Lớp:
Đồ án lý thuyết ơ tơ
GVHD:
38,01
42,24
47,22
14,24
15,82
17,68
38,448
52,741
73,701
52,68
68,56
91,39
120
100
80
60
40
20
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Hình 4. Đồ thị cân bằng công suất
2.4.4. Ứng dụng đồ thị
- Dùng để xác định trị số các thành phần của công suất cản ở các tay số khác nhau với các
số truyền khác nhau, xác định công suất dự trữ ở các tốc độ khác nhau, ở các số truyền
khác nhau.
- Dựa vào công suất dự trữ kết hợp với các đồ thị cân bằng lực kéo, đồ thị nhân tố động
lực học, đồ thị tăng tốc của ô tô. . . để giải quyết bài toán về động lực học và động lực
học của ơ tơ như tìm khả năng tăng tốc, leo dốc, móc kéo của ơ tơ, tìm tốc độ lớn nhất
của ơ tơ trên mỗi loại đường, tìm được số truyền hợp lý.
SVTH:
15
Lớp:
Đồ án lý thuyết ô tô
GVHD:
2.5. Đồ thị gia tốc
2.5.1. Khái niệm
Trong q trình chuyển động của ơ tơ thì thời gian chuyển động đều chỉ chiếm một phần
rất nhỏ qua thống kê thời gian chuyển động đều chỉ chiếm khoảng 15% thời gian chuyển
động có gia tốc chiếm khoảng (3045%) thời gian lăn trơn và phanh chiếm (3040%) tổng
thời gian chuyển động của ơ tơ.
2.5.2. Cơng thức tính :
D=
=>J = ( D- ψ ).
Trong đó : J – Trị số của gia tốc
- Hệ số cản tổng cộng của mặt đường
– hệ số tính đến ảnh hưởng của các khối lượng vận động quay;
Hệ số có thể xác định theo công thức kinh nghiệm sau :
= 1,05 + 0,05
D - Nhân tố động lực học của ô tô.
2.5.3. Bảng số liệu và đồ thị gia tốc
v1
(m/s)
0,80
5
(m/s2)
v2
(m/s)
D2
(m/s2)
v3
(m/s)
D3
(m/s2)
v4
(m/s)
D4
(m/s2)
v5
(m/s)
D5
J5
(m/s2)
0,481
2,33
1,506
0,257
1,81
2,431
0,159
1,23
3,438
0,112
0,87
4,224
0,091
0,6893
1,61
0,511
2,48
3,012
0,273
1,93
4,863
0,169
1,31
6,876
0,118
0,92
8,447
0,095
0,729
2,41
5
0,533
2,59
4,518
0,285
2,02
7,294
0,175
1,37
10,31
0,122
0,95
12,67
0,097
0,7445
3,22
0,547
2,66
6,024
0,291
2,07
9,726
0,178
1,39
13,75
0,123
0,96
16,89
0,096
0,7356
4,02
5
0,551
2,68
7,53
0,293
2,08
12,16
0,178
1,39
17,19
0,121
0,94
21,12
0,093
0,7024
4,83
0,546
2,66
9,036
0,29
2,06
14,59
0,175
1,37
20,63
0,116
0,9
25,34
0,086
0,645
5,63
5
0,533
2,59
10,54
0,282
2
17,02
0,169
1,31
24,07
0,109
0,84
29,57
0,077
0,5633
6,44
0,51
2,48
12,05
0,269
1,9
19,45
0,159
1,23
27,5
0,099
0,75
33,79
0,065
0,4572
7,24
5
0,479
2,32
13,55
0,252
1,77
21,88
0,146
1,12
30,94
0,086
0,63
38,01
0,051
0,3269
8,05
0,439
2,12
15,06
0,229
1,6
24,31
0,129
0,98
34,38
0,07
0,49
42,24
0,034
0,1724
9
0,381
1,83
16,84
0,197
1,36
27,18
0,106
0,78
38,44
0,048
0,3
47,22
0,016
0,009
D1
SVTH:
J1
J2
J3
16
J4
Lớp:
Đồ án lý thuyết ơ tơ
GVHD:
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Hình 5. Đồ thị gia tốc
2.5.4. Ứng dụng đồ thị
- Dùng đồ thị để xác định gia tốc của ô tô ở một tốc độ nào đó ở tỉ số truyền đã cho
- Dùng để xác định thời điểm sang số hợp lý ( thời điểm đổi tay số truyền khi tăng tốc)
để đảm bảo độ giảm tốc độ là nhỏ nhất và thời gian đổi số truyền là ngắn nhất và đạt tốc
độ cao nhất, nhanh nhất ở các số truyền sau ( b,c,d)
- Dùng đồ thị này để xác định thời gian và quãng đường tăng tốc của ô tô
2.6. Đồ thị gia tốc ngược
2.6.1.Khái niệm:
Thời gian và quãng đường tăng tốc của ôtô là những thông số quan trọng để đánh giá chất
lượng động lực học của ôtô. Ta sử dụng đồ thị gia tốc của ôtô để xác định thời gian tăng
tốc của ơtơ.
2.6.2. Cơng thức tính:
- Từ biểu thức: J = dt = dv
- Thời gian tăng tốc của ô tô từ tốc độ v1 đến tốc độ v2 sẽ là:
ti = .dv
Trong đó: ti là thời gian tăng tốc từ v1 đến v2
ti = Fi với Fi là phần diện tích giới hạn bởi phần đồ thị
= f (v) ; v = v1 ; v = v2 là trục hồnh của đồ thị của gia tốc ngược.
Ta chỉ tính tới giá trị v = 0,9.vmax = 0,9.47,22 = 42,498 (m/s)
Từ đồ thị J= f(v), dựng đồ thị = f(v)
Lập bảng tính giá trị theo v
SVTH:
17
Lớp:
Đồ án lý thuyết ô tô
GVHD:
2.6.3. Bảng giá trị sau tính tốn và đồ thị gia tốc ngược
ne
(v/p)
400
v1
(m/s)
0,805
1/j1
(s2/m)
0,43
v2
(m/s)
1,506
1/j2
v3
2
(s /m) (m/s)
0,552 2,43
1/j3
(s2/m)
0,814
v4
(m/s)
3,438
1/j4
(s2/m)
1,15
v5
(m/s)
4,224
1/j5
(s2/m)
1,451
800
1,61
0,403
3,012
0,517
4,86
0,763
6,876
1,08
8,447
1,372
1200
2,415
0,386
4,518
0,495
7,29
0,732
10,31
1,05
12,67
1,343
1600
3,22
0,376
6,024
0,484
9,73
0,717
13,75
1,04
16,89
1,359
2000
4,025
0,373
7,53
0,48
12,2
0,718
17,19
1,06
21,12
1,424
2400
4,83
0,377
9,036
0,486
14,6
0,732
20,63
1,11
25,34
1,55
2800
5,635
0,386
10,54
0,5
17
0,763
24,07
1,2
29,57
1,775
3200
6,44
0,404
12,05
0,525
19,5
0,815
27,5
1,34
33,79
2,187
3600
7,245
0,431
13,55
0,564
21,9
0,897
30,94
1,59
38,01
3,059
4000
8,05
0,472
15,06
0,623
24,3
1,024
34,38
2,03
42,24
5,802
4471,995
9
0,547
16,84
0,735
27,2
1,288
38,44
3,38
47,22
-24,2
SVTH:
18
Lớp:
Đồ án lý thuyết ơ tơ
GVHD:
7
6
5
4
3
2
1
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Hình 6. Đồ thị gia tốc ngược
2.6.4. Ứng dụng đồ thị
- Dùng để xác định: + Quãng đường tăng tốc
+ Thời gian tăng tốc
2.7. Đồ thị xác định thời gian và quãng đường tăng tốc của ô tô
2.7.1.Đồ thị xác định thời gian tăng tốc
2.7.1.1. Khái niệm
Thời gian và quãng đường tăng tốc là hai chỉ tiêu quan trọng để đánh giá tính chất động
lực học của ơ tơ máy kéo.
Hai chỉ tiêu trên có thể được xác định dựa trên đồ thị gia tốc j = f(v) của ô tô máy kéo.
2.7.1.2. Công thức tính
Từ biểu thức: J = dt = dv
Thời gian tăng tốc của ô tô từ tốc độ v1 đến tốc độ v2 sẽ là:
ti = .dv
Trong đó: ti là thời gian tăng tốc từ v1 đến v2
ti = Fi với Fi là phần diện tích giới hạn bởi phần đồ thị
SVTH:
= f(v); v = v1; v = v2 là trục hoành của đồ thị của gia tốc ngược.
19
Lớp:
Đồ án lý thuyết ơ tơ
GVHD:
Thời gian tăng tốc tồn bộ
Vì tích phân này khơng giải được bằng phương pháp giải tích do đó khơng có quan hệ
phụ thuộc chính xác về giải tích giữa gia tốc và vận tốc chuyển động v của chúng. Nhưng
tích phân này có thể giải bằng đồ thị dựa vào đồ thị của ô tô j = f(v)
Để tiến hành xác định thời gian tăng tốc theo phương pháp tích phân bằng đồ thị, ta cần
xây dựng đường cong gia tốc nghịch 1/j = f(v) cho từng số truyền cao nhất của hộp
số.Phần diện tích được giới hạn bởi đường cong 1/j, trục hồnh và hại đoạn tung độ
tương ứng với khoảng biến thiên vận tốc dv biểu thị thời gian tăng tốc của ô tô. Tổng
cộng tất cả các vận tốc này ta được thời gian tăng tốc từ vận tốc v1 đến v2 và xây dựng
được đồ thị thời gian tăng tốc phụ thuộc vào vận tốc chuyển động t = f(v).
Giả sử ô tô tăng tốc từ tốc độ v1 đến v2 như đồ thị thì ơ tơ thì cần có 1 khoảng thời gian
xác định bằng diện tích abcd.
1/j5
7
6
5
4
3
2
1
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Hình 7a. Đồ thị gia tốc ngược 1/j5
2.7.1.3.Bảng kết quả sau tính tốn và đồ thị thời gian tăng tốc của ơ tô
ne (v/p)
400
800
1200
1600
2000
SVTH:
1/j5 (s2/m)
1,451
1,372
1,343
1,359
1,424
v5 (m/s)
4,224
8,447
12,67
16,89
21,12
20
t (s)
0
5,96
11,69
17,4
23,28
Lớp:
Đồ án lý thuyết ơ tơ
GVHD:
2400
2800
3200
3600
4000
4471,995
25,34
29,57
33,79
38,01
42,24
47,22
1,55
1,775
2,187
3,059
5,802
-24,23
29,56
36,58
44,95
56,03
74,74
28,82
t(s)
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Hình 7b. Đồ thị thời gian tăng tốc của ô tô
2.7.1.4. Ứng dụng đồ thị
+ Xác định thời gian tăng tốc lớn nhất của ô tô
+ Xác định vận tốc lớn nhất của ô tô
2.7.2. Đồ thị xác định quãng đường tăng tốc của ô tô
2.7.2.1. Khái niệm
Đồ thị quãng đường tăng tốc của ô tô là đồ thị biểu hiện quãng đường ô tô đi được sau
khoảng thời gian tăng tốc t và vận tốc chuyển động của ơ tơ
2.7.2.2. Cơng thức tính
Từ biểu thức v = dS/dt, suy ra : dS = vdt
Quãng đường tăng tốc của ô tô S từ vận tốc v1 đến v2 sẽ là:
S=
Vì tích phân này khơng giải được bằng phương pháp giải tích do đó khơng có quan hệ
phụ thuộc chính xác về giải tích giữa gia tốc và vận tốc chuyển động v của chúng. Nhưng
tích phân này có thể giải bằng đồ thị dựa vào đồ thị của ô tô j = f(v).
SVTH:
21
Lớp:
Đồ án lý thuyết ơ tơ
GVHD:
Giống như cách tính thời gian tăng tốc chúng ta cũng có thể tính được qng đường
thơng qua diện tích :
2.7.2.3.Bảng thơng số sau tính tốn và đồ thị qng đường tăng tốc của ơ tơ
ne (v/p)
400
800
1200
1600
2000
2400
2800
3200
3600
4000
4471,995
1/j5 (s2/m)
1,451
1,372
1,343
1,359
1,424
1,55
1,775
2,187
3,059
5,802
-24,23
v5 (m/s)
4,224
8,447
12,67
16,89
21,12
25,34
29,57
33,79
38,01
42,24
47,22
t(s)
0
5,96
11,69
17,4
23,28
29,56
36,58
44,95
56,03
74,74
28,82
S(m)
0
37,76
98,3
182,7
294,4
440,3
633,1
898,2
1296
2047
-7,381
S(m)
2500
2000
1500
1000
500
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Hình 8. Đồ thị qng đường tăng tốc của ôtô
2.7.2.4. Ứng dụng đồ thị
+ Xác định quãng đường sau khi ô tô tăng tốc
SVTH:
22
Lớp:
Đồ án lý thuyết ô tô
GVHD:
2.8. Đồ thị quãng đường và thời gian tăng tốc của ôtô
Độ biến thiên vận tốc khi chuyển số: ∆v=.g.tc/i
Trong đó: tl – thời gian chuyển số, chọn tl = 1s
Ѱ – hệ số cản tổng cộng của đường
Quãng đường đi được trong thời gian chuyển số: ∆S = (v-4,7tl.ѱ)tl
Trong đó: v - vận tốc tại thời điểm bắt đầu chuyển số
2.8.1. Bảng số liệu tính tốn :
SVTH:
V (m/s)
1/j (s2/m)
t (s)
S (m)
0,805
1,6099
2,4149
3,2199
4,0248
4,8298
5,6348
6,4398
7,2447
8,0497
8,9995
8,8873
9,0355
10,541
12,047
13,553
15,059
16,836
16,708
17,02
19,451
21,883
24,314
27,183
27,049
27,504
30,942
34,38
38,437
38,301
42,236
0,43
0,403
0,386
0,376
0,373
0,377
0,386
0,404
0,431
0,472
0,547
0,547
0,486
0,5
0,525
0,564
0,623
0,735
0,735
0,763
0,815
0,897
1,024
1,288
1,288
1,342
1,586
2,035
3,377
3,377
5,802
0
0,335
0,652
0,959
1,261
1,563
1,87
2,188
2,524
2,887
3,371
4,371
4,447
5,19
5,962
6,782
7,676
8,883
9,883
10,12
12,04
14,12
16,45
19,77
20,77
21,37
26,4
32,63
43,6
44,6
62,66
0
0,4045
1,313
2,7023
4,5673
6,9184
9,7828
13,208
17,267
22,076
28,733
39,088
39,853
50,798
67,333
86,811
109,82
141,67
165,76
170,61
219,49
291,77
380,05
509,07
563,23
582,87
771,54
1065,6
1587,5
1711,3
2523,2
23
Lớp:
Đồ án lý thuyết ô tô
GVHD:
δi
số 1 → số 2
số 2 → số 3
số 3 → số 4
số 4 → số 5
1,3106
1,1499
1,1
1,0831
Δt (s)
Δv (m/s)
vimax (m/s)
Thời gian chuyển số ở
giữa các tay số được
chọn: ∆t = 1(s)
0,112276
0,12796
0,133773
0,135856
8,99
16,83
27,18
38,43
3000
70
60
2500
50
2000
40
1500
30
1000
20
500
0
10
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0
45
Đồ thị 9. Đồ thị thờigian và qng đường tăng tốc của ơ tơ có kể đến sự giảm tốc độ
khi chuyển số
2.8.2. Ứng dụng đồ thị :
SVTH:
24
Lớp:
Đồ án lý thuyết ô tô
GVHD:
Xác định thời gian và quãng đường tăng tốc của ô tô theo đồ thị tuy đơn giản nhưng thiếu
chính xác , mặc dù có kể cả sự giảm vận tốc khi chuyển số. Vì vậy nó chỉ có giá trị trong
phạm vi lý thuyết ô tô, còn trong thực tế người ta phải kiểm nghiệm lại bằng các thí
nghiệm với ơ tơ chuyển động trên đường.
CHƯƠNG III : KẾT LUẬN
Đồ án môn học đã giúp em hiểu được một số vấn đề:
- Các thông số cơ bản của động cơ.
- Chất lượng động lực học cần thiết trong các điều kiện sử dụng khác nhau.
- Xác định được chế độ làm việc thích hợp nhất cho ô tô.
- Xác định được chỉ tiêu đánh giá chất lượng kéo của ô tô như:
+ Vận tốc lớn nhất.
+ Lực cản của các loại đường mà xe có thể khắc phục được.
+ Gia tốc lớn nhất của ô tô.
+ Quãng đường và thời gian tăng tốc của xe khi đạt giá trị max...
SVTH:
25
Lớp:
