bài tập lớn lý thuyết ô tô tên đề tài tính toán sức kéo của ô tô

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>BỘ MƠN CƠ KHÍ Ơ TƠ ….……… </b>

<b>BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ </b>

<b>TÊN ĐỀ TÀI : Tính tốn sức kéo của ơ tơ </b>

<i><b>Loại ô tô: Xe con Tải trọng/ Số chỗ ngồi: 5 Vận tốc chuyển động cực đại: 190 km/h= 52,78m/s </b></i>

<i><b>Hệ số cản tổng cộng của đường lớn nhất : 𝝍</b></i>_𝒎𝒂𝒙<i><b>= 0,4 Xe tham khảo : KIA K3-2014 </b></i>

<b>Sinh viên : PHẠM VĂN TIẾN </b>

<b>Lớp: Kỹ thuật ô tô 2 k62 - Msv: 211302338 Hệ : Chính quy Khố : K62 GV hướng dẫn : Tạ Thị Thanh Huyền </b>

<b>Hà Nội 2024 </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

MỤC LỤC ... 1

LỜI NÓI ĐẦU ... 2

CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH CỦA OTO ... 4

1.1.Xác định các kích thước cơ bản của ô tô thiết kế ... 4

1.2 Các thông số thiết kế, thông số chọn và tính chọn ... 5

1.3.Xác định trọng lượng và phân phố của trọng lượng lên ô tô ... 6

1.4.Chọn lốp xe tham khảo ... 7

CHƯƠNG 2 TÍNH TỐN SỨC KÉO ... 7

2.1.Tính tốn và xây dựng đường đặc tính tốc độ ngồi của động cơ ... 7

2.2.Tính tốn thơng số của hệ thống truyền lực ... 10

2.2.1.Xác định tỉ số truyền lực lớn nhất và nhỏ nhất của hộp số ... 10

2.2.2.Xác định tỉ số truyền lực chính và tỉ số truyền của các tay số...12

2.3. Xây dựng đồ thị (cân bằng công suất, lực kéo, nhân tố động lực học, gia tốc , thời gian, quãng đường) ... 13

2.3.1 Đồ thị cân bằng lực kéo và phương trình cân bằng lực kéo ... 13

2.3.2.Phương trình cân bằng cơng suất và đồ thị cân bằng công suất của ô tô ... 15

2.3.3.Đồ thị nhân tố động lực học ... 17

2.3.4. Xác định khả năng tăng tốc của ô tô - xây dựng đồ thị gia tốc ... 20

2.3.5. Đồ thị thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc của ô tô ... 23

<i>2.3.5.1. Thời gian tăng tốc ... 23 </i>

<i>2.3.5.2 Quãng đường tăng tốc ... 24 </i>

2.3.6. Các chỉ tiêu đánh giá động lực học của ô tô ... 27

<i>2.3.6.1. Xác định khả năng vượt dốc ... 27 </i>

<i>2.3.6.2. Xác định khả năng tăng tốc, thời gian gia tốc của xe ... 28 </i>

KẾT LUẬN ... 29

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

+Lý thuyết ô tô là một trong những môn cơ sở then chốt của chun ngành cơ khí ơ tơ 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 lựuc học kéo, tính kinh tế nhiên liệu, động lực học phanh, tính ổn định, cơ động, êm dịu.

+Bài tập lớn môn Lý thuyết ô tô là một phân của môn học, với việc vận dụng những kiến thức đã được học về các chỉ tiêu đánh giá khả năng kéo của ô tô để vận dụng để tính tốn sức kéo động lực học kéo, xác định các thông số cơ bản của động cơ hay hệ thống truyền lực của một ô tơ cụ thể. Qua đó biết được các thơng số kỹ thuật, trạng thái, tính năng cũng như khả năng làm việc của ô tô 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 cho công việc sau này

+Nội dung bài tập lướn gồm 2 chương:

-CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH Ơ TƠ -CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN SỨC KÉO CỦA Ơ TƠ

-Nội dung bài tập lớn được hồn thành nhừo sự hướng dẫn của cô Tạ Thị Thanh Huyền. Bộ mơn cơ khí ơ tơ- Đại học Giao Thơng Vận Tải

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

Hình 1.1 Tuyến hình của ơ tơ KIA K3

Hình 1.2 Bố trí chung hệ thống truyền lực trên ơ tơ Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

STT Thơng số Kí hiệu Kích thước Đơn vị

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

<i>b )Thông số chọn </i>

-Trọng lượng của bản thân 𝐺_𝑜=1160 (kg) -Số chỗ ngồi : 5 chỗ

-Trọng lượng của hành khách : 𝐺_ℎ= 65 (kg/người) -Trọng lượng của hành lí : 𝐺_ℎ𝑙= 20 (kg/người) -Hiệu suất truyền lực 𝜂_𝑡𝑙= 0,9

-Vậy trọng lượng toàn bộ của xe là G = 1585 (kg)= 15850 (N)

-Phân bố trọng lượng; Xe con tải trọng tác dụng lên cầu trước (𝐺₁) chiếm từ

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

-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 vịng quay của trục khuỷu động cơ.Các đường đặc tính này bao gồm:

+ Đường công suất : 𝑁_𝑒=f(𝑛_𝑒) +Đường mô men xoắn : 𝑀_𝑒= f(𝑛_𝑒)

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

+Công suất của động cơ được xác định

𝑁_𝑒=𝑁_𝑚𝑎𝑥. (𝑎𝜆 + 𝑏𝜆²− 𝑐𝜆³) +Trong đó Chọn a=b=c=1 ( động cơ xăng)

𝜆 = ^𝑛<small>𝑒𝑚𝑎𝑥</small>

<small>𝑛𝑁</small> chọn 𝜆 =1,1 - Để tính được cơng suất của động cơ ta cần tính

+ Cơng suất cần thiết của động cơ: 𝑁_𝑒 +Công suất cực đại của động cơ: 𝑁_{𝑒𝑚𝑎𝑥} - Công suất cần thiết của động cơ

<small>𝑛</small>_𝑡𝑙 ( G𝜓_𝑣. 𝑉_𝑚𝑎𝑥+KF𝑉_𝑚𝑎𝑥<small>3</small> ) [𝑊] +𝑛_𝑡𝑙: hiệu suất truyền lực

+𝜓_𝑣: hệ số cản tổng cộng của đường (𝜓_𝑣 =f+i=f ) Đang xét ô tô chuyển động trên đường khong có dốc

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

-Vậy mômen lớn nhất của động cơ là 𝑀_{𝑒𝑚𝑎𝑥}= 204 (N.m) -Công suất lớn nhất của động cơ là 𝑁_{𝑒𝑚𝑎𝑥}= 107,77 (KW )

Bảng 2.1 thể hiện giá trị mômen và công suất của động cơ

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

791,68 98,2 124

Sau khi tính tốn ta xây dựng đường đặc tính ngồi của động cơ với giá trị của cơng suất Ne(Kw) và mô men Me(Nm) ứng với mỗi giá trị của

𝜔_𝑒𝑉(rad/s)

Hình 2.1 Đồ thị đường đặc tính ngoài của động cơ

-Tỉ số truyền nhỏ nhất của HTTL: Xác định tỉ số truyền nhỏ nhất của HTTL đảm bảo ô tô chuyển động với tốc độ lớn nhất ở tay số cuối cùng

𝑣_𝑚𝑎𝑥 =^𝑟<small>𝑏𝑥.𝜔</small>_𝑒𝑉

<small>𝑖0.𝑖ℎ𝑛</small> ⇒ 𝑖_{𝑡𝑙𝑚𝑖𝑛} =^𝑟<small>𝑏𝑥.𝜔</small>_𝑒𝑉

<small>𝑣𝑚𝑎𝑥</small> = ^{0,29 . 725,7}

<small>52,78</small> ≈ 4

<b>-Lựa chọn cấp số trong hộp số: Số cấp số của hộp số phụ thuộc vào công </b>

suất riêng và điều kiện khai thác của ô tô. Thực nghiệm cho thấy số cấp số của hộp số chình thường không lớn hơn 6. Nếu cần nhiều cấp số hơn phải sử dụng tổ hợp: HSC+HSP

<small>Rad/s </small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

-Tỉ số truyền lực lớn nhất của HTTL: Xác định tỉ số truyền lực lớn nhất đảm bảo ô tô khắc phục được sức cản của đường mà không bị trượt.

- 𝑖_{𝑡𝑙𝑚𝑎𝑥}: tỷ số tay truyền của tay số 1

- 𝑖_{𝑡𝑙𝑚𝑖𝑛}: tỷ số truyền của tay số cuối cùng trong hộp số ( 𝑖_{𝑡𝑙𝑚𝑖𝑛} = 4)

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

*Kiểm tra điều kiện trượt quay khi ô tô chuyển động 𝑃_{𝑘𝑚𝑎𝑥} = ^𝑀<small>𝑒𝑚𝑎𝑥 . 𝑖0 . 𝑖ℎ1 . 𝜂𝑡𝑙</small>

<small>𝑟</small>_𝑏 ≤ 𝑚_𝑘. 𝐺_𝜑. 𝜑 + 𝑚_𝑘 -hệ số lại tải trọng ( với cầu chủ động 𝑚_𝑘 = 0,9) + 𝐺_𝜑 -Tải trọng tác dụng lên cầu chủ động

- Bảng 2.3.1 Giá trị lực kéo tại các tay số

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

+ Nhận xét:

- Trục tung biểu diễn 𝑃_𝑘, 𝑃_𝑓, 𝑃_𝑤. Trục hoành biểu diễn v(m/s) - Dạng đồ thị lực kéo của ô tô 𝑃_𝑘𝑖 = f(v) tương tự dạng đường cong : 𝑀_𝑒 = f(𝑛_𝑒) của đường đặc tính tốc độ ngồi của động cơ.

- Khoảng giới hạn giữa đường cong kéo 𝑃_𝑘𝑖 và đường cong tổng lực cản là lực kéo dư (𝑃_𝑘𝑑) dùng để tăng tốc hoặc leo dốc.

- Tổng lực kéo của ô tô phải nhỏ hơn lực bám giữa bánh xe và mặt đường. - Vận tốc lớn nhất là giao điểm của lực cản và lực ở tay số lớn nhất.

<i><b>Ta có cơng suất kéo của ô tô: </b></i>

N

m/s

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

- Ta có cơng suất dự trữ N

<small>d</small>

= N

<small>k</small>

– N

<small>c</small>

dùng để đánh giá khả năng tăng tốc lớn nhất, khả năng vượt dốc lớn nhất và khả năng kéo mc cực đại của ơ

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

Bảng 2.3.2.2 Giá trị công suất cản của ơ tơ

Hình 2.3.2.1 Đồ thị cân bằng công suất

Nhân tố động lực học là tỉ số giữa hiệu số của lực kéo tiếp tuyến 𝑃_𝑘 và lực cản khơng khí 𝑃_𝜔 với trọng lượng tồn bộ của ơ tơ. Tỷ số nạy được kí hiệu là D

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

Đồ thị nhân tố động lực học thể hiện mối quan hệ giữa D và tốc độ chuyển động V của ô tô khi đủ tải và động cơ làm việc ở đường đặc tính tốc độ ngoài,

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

Bảng 2.3.3.2 Nhân tố động lực theo điều kiện bám

-Dạng của đồ thị nhân tố động lực học 𝐷 = 𝑓(𝑣) tương tự như dạng đồ thị 𝑃_𝑘 = 𝑓(𝑣); nhưng ở những vận tốc lớn thì đường cong dốc hơn.

-Khi chuyển động ở cùng tốc độ 𝑣 > 𝑣_𝑡ℎ𝑖 (tốc độ 𝑣_𝑡ℎ𝑖 ứng với 𝐷_{𝑖𝑚𝑎𝑥} ở từng tay số) thì ơ tơ chuyển động ổn định, vì trong trường hợp này thì sức cản chuyển động tăng, tốc độ ô tô giảm và nhân tố động lực học D tăng. Ngược lại, vùng tốc độ 𝑣 < 𝑣_𝑡ℎ𝑖 là vùng làm việc không ổn định của tay số của ô tô.

m/s

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

-Giá trị nhân tố động lực học cực đại 𝐷_{1𝑚𝑎𝑥} ở tay số thấp nhất biểu thị khả năng khắc phục sức cản chuyển động lớn nhất của duong: 𝐷_{1𝑚𝑎𝑥} = 𝜓_𝑚𝑎𝑥

-Cũng tương tự như lục 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 lực học theo điều kiện bám 𝐷_𝜑 được xác định như sau 𝐷_𝜑 =^𝑃^𝜑 ^{− 𝑃}^𝜔

𝑚_𝑘2. 𝐺_𝜑. 𝜑 − 𝐾𝐹. 𝑣<small>2</small>

-Để ô tơ chuyển động khơng bị trượt quay thì nhân tố động lực học D phải thỏa mãn điều kiện sau:

𝜓 ≤ 𝐷 ≤ 𝐷_𝜑

-Vùng giới hạn giữa duong cong 𝐷_𝜑 và đường cong 𝜓 trên đồ thị nhân tố động lực học là vùng thỏa mãn điều kiện trên. Khi 𝐷 > 𝐷_𝜑 trong giới hạn nhất định có thể dùng đường cong đặc tính cục bộ của động cơ để chống trượt quay nếu ddieuf kiện khai thác thực tế xảy ra.

+𝑓, 𝑖 − hệ số cản lăn và độ dốc của đường +𝐽_𝑖 −gia tốc của ô tô ở tay số thứ i

+𝛿_𝑗 −hệ số kể đến ảnh hưởng của các khối lượng chuyển động quay

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

+Do ảnh hưởng của 𝛿_𝑗 mà 𝑗₂ (gia tốc ở tay số 2)> 𝑗₁(gia tốc ở tay số 1) Hình 2.3.4.1 Đồ thị gia tốc của ô tô

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

- Vận tốc chuyển số: vận tốc chuyển số từ tay số i sang số i +1 là ở vận tốc số i tưng ứng với



<i>_e</i>_max

- Độ giảm vận tốc khi chuyển số:

-Khi chuyển só, ly hợp ngắt động cơ với khỏi hệ thống truyền lực dẫn đến

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

+Ta xác định thời gian tăng tốc t chính bằng diện tích của hình thang giới hạn bởi hàm dưới dấu tích phân ¹

<i>j</i> trong khoảng tốc độ từ

<i>v</i>

₁

<i>v</i>

₂

+Ta có công thức như sau: +Ta chọn giá trị tban đầu : t =0

𝑡_𝑖 là thời gian chuyển số ở tay số trước 𝑡_𝑖+1là thời gian chuyển số ở tay số sau

+Ta có qng đường tăng tốc của ơ tô từ v<small>1 </small>đến v<small>2</small> là

- 𝑆_𝑖+1 ∶ là quãng đường chuyển số ở tay số sau

- 𝑣_𝑖+1: là vận tốc ở tay số sau, là đáy lớn của hình thang

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

- 𝑣_𝑖:là vận tốc ở tay số trước, là đáy nhỏ của hình thang - 𝑡_𝑖+1 là thời gian chuyển số ở tay số sau

- 𝑡_𝑖 ∶là thời gian chuyển số ở tay số trước - 𝑆_𝑖 là quãng đường chuyển số ở tay số sau

Ta có bảng giá trị sự mất mát vận tốc khi chuyển số:

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

+ Trong quá trình tính tốn thời gian tăng tốc và qng đường tăng tốc, không kể đến sự mất mát vận tốc trong quá trình chuyển số, vì vậy đường cong T và S là đường liên tục.

+ Khi có kể đến sự mất mát vận tốc và thời gian chuyển số (kí hiệu là

<i>Δvc và tc) đường T và S sẽ không cong liên tục mà bị gãy khúc ở những </i>

đoạn chuyển số. Thời gian chuyển số phụ thuộc vào trình độ người lái ,

<small>m/s </small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

kết cấu của hộp số và loại động cơ. Qua thực nghiệm, có thể xác định

<i>được tc, Δvcc, và ΔSc và biểu diễn trên đồ thị T, S - v. </i>

Áp dụng phương trình cân bằng lực kéo:

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

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

</div>