Slide Đồ Án Lí Thuyết Ô Tô.pptx

DECEMBER
2023

TOY
FORTUNER

NHÓM 4

ĐỒ ÁN


KHOA CƠ KHÍ
BỘ MƠN CƠ KHÍ Ơ TƠ

BÀI TẬP LỚN LÝ
THUYẾT Ô TÔ

T OYO TA F O RT U N E R
2017 V4x2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN

Tên đề tài: Tính tốn sức kéo ơ tơ
Loại ơ tơ: Xe con 1 cầu Tải trọng/Số chỗ ngồi: 7
Vận tốc chuyển động cực đại: 180 Km/h
Hệ số cản tổng cộng của đường lớn nhất: Tmax = 0.4
Xe tham khảo: Toyota Fortuner 2017 V4x2
Sinh viên: TRẦN ĐỨC LONG

NGUYỄN PHI KHA
TRẦN QUANG LỢI

TRƯƠNG THIÊN LONG
Hệ: Chính quy
Người hướng dẫn: Thầy Lê Ngọc Định

P O RT O F O L I O

VÕ HUỲNH TIÊU KHÔI


Thành viên nhóm
Nguyễn Phi Kha

Võ Huỳnh Tiêu Khơi

Mã sinh viên: 27211349468

Mã sinh viên: 27211339884

Trần Đức Long
Mã sinh viên: 28212306398

Trương Thiên Long
Mã sinh viên: 27211336689

Trần Quang Lợi
Mã sinh viên: 27211335715


LỜI NĨI ĐẦU

Lý thuyết ơ tơ 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 ô tô 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 ôtô 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.


HOME

ABOUT

SERVICES

CARS

Toyota Fortuner
2017
V4x2

NỘI DUNG THUYẾT TRÌNH
CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH Ơ TƠ

CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN SỨC KÉO Ơ TƠ


CHƯƠNG 1
Thiết kế tuyến hình ơ tơ


HOME
CHƯƠNG 1 : THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH Ơ TƠ
1.1. Xác định kích thước của xe
- Các kích thước cơ bản

-Các hình chiếu của xe Toyota Fortuner 2017 V 4x2

ABOUT

SERVICES

CARS

STT

Thơng số

Kí hiệu

Kích thước

Đơn vị

1

Chiều dài tồn bộ

L0

4,795

mm

2

Chiều rộng tồn bộ

B0

1,855

mm

3

Chiều cao toàn bộ

H0

1,835

mm

4

Chiều dài cơ sở

L

2,745

mm

5

Vết bánh trước

B1

1,540

mm

6

Vết bánh sau

B2

1,540

mm

7

Khoảng sáng gầm xe

H1

225

mm

8

Vận tốc tối đa

Vmax

180km/h

mm

9

Góc thốt trước

Y1

29

Độ

10

Góc thốt sau

Y2

25

Độ


HOME
CHƯƠNG 1 : THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH Ơ TƠ
1.2. Các thơng số thiết kế , thơng số chọn và tính chọn :
a) Thông số theo thiết kế phát thảo:

-

-

ABOUT

SERVICES

CARS

Loại động cơ: động cơ xăng, 4 xi lanh thẳng hàng, Dual VVT-i
Dung tích cộng tác: từ 2.7 đến 4.0 lít
Cơng suất tối đa: Pmax = 110(148)/3400
nN = 3400

Mômen xoắn tối đa: 4.000 vòng/phút
Vận tốc lớn nhất : 180km/h
Hệ thống truyền lực:
+ Động cơ đặt trước, cầu trước chủ động
+ Hộp số tự động 6 cấp
c) Thơng số tính chọn :

b) Thơng số chọn:
Trọng lượng bản thân:
1,875tấn
Trọng lượng hành khách: 7 người (60kg/ người )
Trọng lượng hành lí:
20kg/người
Hiệu suất truyền lực:
ptl = 0.85
Hệ số khí động học:
C=
Hệ số cản khơng khí:
K=0,25

- Bán kính bánh xe :
45% H = 265 X 45% = 119.25 (mm)
Bán kính thiết kế của bánh xe:
r = d + H = 17.25,4+119.25 = 551,05(mm)
= 0.551(m)
Bán kính động học và bán kính động lực học của bánh xe:
rbx = rk = X.r0
rbx = rk = 0,94. 551.05 = 0,518(m).
Diện tích cản chính diện:
F = X.B0.H0

F= 0,75.1,855.1,835= 2.553 (m2)


HOME

ABOUT

SERVICES

CARS

CHƯƠNG 1 : THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH Ơ TƠ
1.3.Xác định trọng lượng và phân bố trọng lượng trên ô tô
Xe Toyota Fortuner 2017V 4x2 7chỗ chỗ:
+ Tự trọng (trọng lượng bản thân): G0 =1875(kG)
+ Tải trọng (hàng hoá, hành lý, ...): Gh = 20 (kG)
+ G0 - tự trọng
+ n - số người (n = 5)
+ Gn - khối lượng người
+ Ghl - khối lượng hành lý
-Phân bố trọng lượng: xe con tải trọng tác dụng lên cầu trước
(G1) chiếm từ (55%- 60%)G
-Chọn G1 = 60%G
G1 = 60% . 24350= 14610 (N)
G2 = (1 - 0,60).24350 =9740 (N)
Vậy G1=14610 (N) ;G2= 9740 (N)

Trọng lượng:ng lượng:ng:

G - Go + n.(Gn + Ghi)

G = 1875+7.(60 + 20) = 2435 (kG)
-Vậy trọng lượng toàn bộ của xe: G = 2435 (kG)=24350 (N)



HOME

ABOUT

SERVICES

CARS

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 ngồi 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 cơng suất: Ne = f(ne)
+ Đường mômen xoắn : Me = f(ne)
2
3
ne
𝑛𝑒
𝑛𝑒
𝑁𝑒𝑚𝑎𝑥 . 𝑎.
+𝑏
−𝐶 .
+ Đường suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ : ge = f(ne)
nN

𝑛𝑁
𝑛𝑁

[

( )

- Đặt ⅄ = . với động cơ xăng khơng hạn chế tốc độ có (⅄= 1,1 ÷1,2).
Chọn ⅄=1,1 ( đối với động cơ xăng )
+ Động cơ xăng : a = b = c = 1 ( a, b, c là các hệ số thực nghiệm )
+ Vmax =180 ( km/h )
Vmax= 180*1000/3600= 50 (m/s)
(CT 3-5 , tr 102)
Nev = 171,8 (KW)






( )]

Trọng lượng toàn bộ của xe : G = 24350(N)
Hệ số cản lăn: f = 0,043
Hệ số cản khơng khí: K= 0.25
Diện tích cản chính diện : F= 3,0(m2)
Hiệu suất truyền lực: ptỉ = 0.85

 Hệ số cản tổng cộng của đường: max = 0,4.

HOME

ABOUT

SERVICES

CARS

CHƯƠNG 2 : TÍNH TỐN SỨC KÉO

- Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngồi:

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

+ Tính cơng xuất của động cơ với số vòng quay khác nhau ( sử dụng
công thức laydecman)

Công xuất cực đại của động cơ ở.

(1) Ne = (Ne)max . [a.⅄ +b. ⅄² - c.⅄³ ] (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 :
( N.m)
Lập bảng :
- Các thông số Nn= 5200 (vịng/ phút); Ne ; Me tính
theo cơng thức như trên
- Cho λ = 𝑛𝑒
𝑛𝑁
với λ = 0,2; 0,3;0,323;0,339;….;
1,07;1,1;1,15.


HOME

ABOUT

SERVICES

CARS

CHƯƠNG 2 : TÍNH TỐN SỨC KÉO
2.2. Tỷ số truyền của hộp số.
a. Tỷ số truyền của tay số
–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
- Vậy : Pk max = (𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥.𝑖𝑜.𝑖ℎ1 . 𝜂𝑡𝑙)/𝑟𝑏𝑥1 . 𝜂𝑡𝑙)/𝑟𝑏𝑥)/𝑟𝑏𝑥

- Mặt khác, Pk max còn bị giới hạn bởi điều kiện bám giữa bánh xe với
mặt đường :
Pk max Pφ = mk.Gφ.φ
Trong đó :
+ mk – hệ số lại tải trọng (mk =1)
+ 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 = 3,047 (4)
Chọn ih1 = 3


HOME
CHƯƠNG 2 : TÍNH TỐN SỨC KÉO
2.2. Tỷ số truyền của hộp số.
b. Tỷ số truyền của các tay số trung gian.
q = √(n-2&ihI)
Trong đó:
+ n : số cấp trong hộp số (n = 6)
+ ih1: tỷ sô truyền của tay số 1 (ih1 = 3)
+ ihn : tỷ số truyền của tay số cuối cùng trong hộp số
(ih6 = 1)
Kiểm tra tỷ số truyền của tay số lùi theo điều kiện bám:
Pφ = mk.Gφ.φ
 = 3,047 (6)

–Từ (5) + (6) → ihl = 3

ABOUT

SERVICES

CARS

Trong đó: ihi – tỷ số truyền của tay số thứ i trong hộp số (i = 1; 2;…; n-1)
–Từ hai công thức trên, ta xác định được tỷ số truyền ở các tay số:
+ Tỷ số truyền của tay số 2: ih2 = 2,28
+ Tỷ số truyền của tay số 3: ih3 = 1,73
Tỷ số truyền của tay số 4: ih4 = 1,316
–Tỷ số truyền của tay số thứ i trong hộp số được xác định theo công thức sau:
rk – bán kính động học của xe
+ Tỷ số truyền của tay số 5: ih5 = 1
–Tỷ số truyền của tay số lùi: ihl = 1,2ih1 = 1,23 = 3,6 (5)


HOME

ABOUT

SERVICES

CARS

CHƯƠNG 2 : TÍNH TỐN SỨC KÉO
2.3.Xây dựng đồ thị.
2.3.1.Phương trình cân bằng lực kéo và đồ thị cân bằng lực kéo của ôtô.

Tỷ số truyền tương ứng với từng tay số được thể hiện ở bảng sau:
- 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
+ Pf – lực cản lăn
Pf = G.f. = G.f (do = 0)
+ Pi – lực cản lên dốc
Pi = G. = 0 (do = 0)
+ Pj – lực quán tính (xuất hiện khi xe chuyển động không ổn
định
+ Pw – lực cản khơng khí
Pw = K.F.v2
- Vận tốc ứng với mỗi tay số


HOME

ABOUT

SERVICES

CARS

CHƯƠNG 2 : TÍNH TỐN SỨC KÉO
2.3.Xây dựng đồ thị.
2.3.2.Phương trình cân bằng cơng suất và đồ thị cân bằng cơng suất của ơtơ
Lập bảng tính Pk theo cơng thức (a),(b) với từng tỉ số truyền

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
– Lập bảng tính
v( m\s)
Nc(Kn)

0
0

21.98
16.2

23.3
19.2

32.97
53.9

46.63
151.8

ne
600
1200
1800
2400
3000
3600
4200

4800
5400
6000
6600

ne/nN
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1.1

Ne
8.7006
18.518
28.975
39.591
49.888
59.387
67.609
74.074
78.305
79.822
78.145

Nk
8
18
28
38
47
56
64
70
74
76
74

v1
1.83
3.66
5.50
7.33
9.16
10.99
12.82
14.65
16.49
18.32
20.15

v2
1.94
3.88

5.83
7.77
9.71
11.65
13.59
15.53
17.48
19.42
21.36

v3
2.75
5.50
8.24
10.99
13.47
16.49
19.23
21.98
24.73
27.48
30.22

v4
3.89
7.77
11.66
15.54
19.43
23.32

27.20
31.09
34.98
38.86
42.75

v5
5.50
10.99
16.49
21.98
27.48
32.97
38.47
34.96
49.46
54.95
60.45


HOME

ABOUT

SERVICES

CARS

CHƯƠNG 2 : TÍNH TỐN SỨC KÉO
2.3.Xây dựng đồ thị.

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 = (Pk-Pω)/G)/G
-Xây dựng đồ thị
Dφ=(Pφ-Pω)/G)/G=(m.φ.Gφ-W.v2)/G

- Lập bảng thể hiện mối quan hệ giữa D và v ở từng tay số

- 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)

ne
Me
V1
600.00 138.5 1.83

V2
1.94

V3
2.75

V4
3.89

V5 D1 D2 D3 D4

6 0.38 0.29 0.22 0.17

D5
0.13

1200.00 147.4 3.66

3.88

5.50

7.77

11 0.40 0.31 0.23 0.18

0.13

1800.00 153.7 5.50

5.89

8.24 11.66 16 0.42 0.32 0.24 0.18

0.14

2400.00 157.5 7.33

7.77

10.9 15.54 22 0.43 0.33 0.25 0.19

0.14

3000.00 158.8 9.16

9.71 13.74 19.43 27 0.43 0.33 025 0.19

0.14

3600.00 157.5 10.99 11.65 16.49 23.32 33 0.43 0.33 0.25 0.19

0.14

4200.00 153.7 12.82 13.59 19.23 27.20 38 0.42 0.32 0.24 0.18

0.14

4800.00 147.4 14.65 15.53 21.98 31.09 44 0.04 0.30 0.23 0.18

0.13

5400.00 138.5 16.49 17.48 24.73 34.98 49 0.38 0.29 0.22 0.16

0.12

6000.00 127.6 18.32 19.42 27.48 38.86 55 0.35 0.26 0.20 0.15

0.11

6600.00 113.0 20.15 21.36 30.22 42.75 60 0.31 0.23 0.18 0.13

0.10


HOME

ABOUT

SERVICES

CARS

CHƯƠNG 2 : TÍNH TỐN SỨC KÉO
2.3.Xây dựng đồ thị.
2.3.3.Đồ thị nhân tố động lực học.
Nhân tố động học theo điều kiện bám được xác định như sau :

Dựa vào kết quả bảng tính ,dựng đồ thị nhân tố động lực học của ô tô
V( m/s)

0

21.98

23.3

32.97

46.63

D

0.5

0.512

0.510

0.491

0.455

f

0.015

0.020

0.020

0.026

0.037


HOME

ABOUT

SERVICES

CARS

CHƯƠNG 2 : TÍNH TỐN SỨC KÉO
2.3.Xây dựng đồ thị.
2.3.3.Đồ thị nhân tố động lực học.
Nhận xét:
+Dạng của dồ thị nhân tố động lực học D = f(v) tương tự như dạng đồ thị lực kéo Pk = 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=(Pφ-Pω)/G)/G=(m.φ.Gφ-W.v2)/G
+Để ôtô chuyển động khơng bị trượt quay thì nhân tố động lực học D phải thoả mãn điều kiện sau :
Dφ>D>ψ
+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 hạnnhất định c ó thể dùng đường đặc tính cục bộ của động cơ để
chống trượt quay nếu điều kiện khai thác thực tế xảy ra


HOME

ABOUT

SERVICES

CARS

CHƯƠNG 2 : TÍNH TỐN SỨC KÉO
2.3.Xây dựng đồ thị.
2.3.4.Xác định khả năng tăng tốc của ôtô – xây dựng đồ thị gia tốc
- Biểu thức tính gia tốc :
J = (Di-f-i)/δi.gi.g
- Khi ôtô chuyển động trên đường bằng (a = 0) thì:
Ji = (Di-f)/δi.gi.g

Ta có :
Tay số

1
1.50

2
1.31

3
1.20

4
1.14

5
1.10

Khi ơ tơ 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+)
- Lập bảng tính tốn các giá trị ji theo vi ứng với từng tay số:

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