Dương Anh Chưởng - Đồ Án Lý Thuyết Ô Tô - 71Dcot24.Docx

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (265.21 KB, 28 trang )

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

Trường Đại học Công nghệ GTVTKhoa Cơ khí

ĐỒ ÁN

LÝ THUYẾT Ơ TƠ

Tính tốn và xây dựng đồ thị động lực học của xe ZAZ968

Hà nội , ngày 15 tháng 9 năm 2022

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

MỤC LỤC

LỜI NĨI ĐẦU...2

I. Đường đặc tính ngồi của động cơ đốt trong...4

1. Khái niệm...4

2. Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngồi...5

II. Đồ thị cân bằng lực kéo...7

VI. Đồ thị gia tốc ngược...19

1. Xây dựng đồ thị gia tốc ngược...19

2. Kết quả tính và đồ thị...20

VII. Xác định thời gian và quãng đường tăng tốc của ô tô máy kéo...22

1. Xác định thời gian tăng tốc của ô tô...22

2. Xác định quãng đường tăng tốc của ô tô...25

KẾT LUẬN...28

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

LỜI NĨI ĐẦU

Lý thuyết ơtơ là một trong những môn cơ sở then chốt của chuyên ngành cơkhí ơtơ có liên quan đến các tính chất khai thác để đẩm bảo tính an tồn, ổn định vàhiệu quả trong q trình sử dụng. Các tính chất bao gồm: động lực học kéo, tínhkinh tế nhiên liệu, động lực học phanh, tính ổn định, cơ động, êm dịu…

Đồ án môn học Lý thuyết ôtô là một phần của môn học, với việc vận dụngnhững kiến thức đã học về các chỉ tiêu đánh giá khả năng kéo của ơ tơ để vận dụngđể tính tốn sức kéo và động lực học kéo, xác định các thông số cơ bản của độngcơ hay hệ thống truyền lực của một loại ơ tơ cụ thể. Qua đó, biết được một sốthơng số kỹ tht, trạng thái, tính năng cũng như khả năng làm việc của ơ tơ khíkéo, từ đó hiểu được nội dung, ý nghĩa của bài tập và góp phần vào việc củng cốnâng cao kiến thức phục vụ cho các môn học tiếp theo và bổ sung thêm vào vốnkiến thức phục vụ cho công việc sau này.

Nội dung Đồ án môn học Lý thuyết ô tơ được hồn thành dưới sự hướng dẫn của Thầy Bùi Hải Triều. Bộ mơn Cơ Khí Ơtơ - Đại học Công nghệ GTVT. Tuy đã cố gắng rất nhiều nhưng vì thời gian thiết kế và tính tốn ngắn nên khơng thể tránh khỏi sai sót. Mong thầy giáo và các bạn đóng góp ý kiến để em rút ra kinh nghiệm cho mình,cũng như hiểu đúng về mơn học.

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA LOẠI XE : ZAZ968

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

I. Đường đặc tính ngồi của động cơ đốt trong

1. Khái niệm

- Đường đặc tính tốc độ của động cơ: là đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa công suất có ích (Ne), momen xoắn có ích (Me), mức tiêu hao nhiên liệu trong 1 giờ (GT) và suất tiêu hao nhiên liệu ge theo số vòng quay trục khuỷu của động cơ (ne).

- Có 2 loại đường đặc tính tốc độ của trong cơ:

+ Đường đặc tính cục bộ: đường đặc tính tốc độ của động cơ khi bướm ga (đối

với động cơ xăng) hay đặt thanh răng của bơm cao áp (đối với động cơ diesel) ở vị trí cung cấp nhiên liệu bất kì.

+ Đường đặc tính ngồi của động cơ: đường đặc tính tốc độ của động cơ khi

bướm ga (đối với động cơ xăng) hay đặt thanh răng của bơm cao áp (đối với động cơ diesel) ở vị trí cung cấp nhiên liệu lớn nhất.

2. Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngồi - Cơng suất có ích của động cơ :

Ne = Nmax.

[

a.ne

nN+b .

(

ne

nN

)

2−c .

(

ne

nN

)

3

]

=> Tính cơng suất của động cơ ở số vịng quay khác nhau :

Trong đó :

+ Động cơ xăng : a = b = c = 1 ( a, b, c là các hệ số thực nghiệm)

+ Nmax : công suất cực đại của động cơ, Nmax = 40 (mã lực) = 29,44 (kW)+ nN : tốc độ vòng quay, nN = 4300 (v/p)

+ ne : số vòng quay trục khuỷu động cơ (v/p)+ Ne = λ*nnN = λ *n 4300 Chọn : λ = 0,1 – 1,2

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

Bảng 1 : Bảng thể hiện momen và công suất động cơm

Từ bảng giá trị trên ta có biểu đồ sau :

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

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Hình 1 : Dường đặc tính ngồi của động cơ

- Đồ thị cân bằng lực kéo: là đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa lực kéo tiếp tuyến

ở các tay số (Pki), các lực cản chuyển động (Pcản) theo vận tốc ở các tay số.2. Xây dựng đồ thị cân bằng lực kéo

- Kí hiệu lốp: 6,15 – 13

=> Lốp áp suất thấp, trong đó+ Bề rộng của lốp : B = 6,15 (inch)

+ Đường kính trong của lốp : d = 13 (inch)

=> Bán kính thiết kế bánh xe :

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

Me.it. ηt

rb =f . G. cosαα ±G . sαinα ±G

g. j. δj± K . F . v2+n .ψ. Qv=2 π nerb

Trong đó :

+ Pk : lực kéo tiếp tuyến tại các bánh xe chủ động(N)

+ ne : số vòng quay của trục khuỷu động cơ ( v/p)3. Kết quả tính tốn và đồ thị

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

+ Nếu v ¿ 22,2 (m/s) thì pψ là một đường cong bậc 2 ta áp dụng công thức + Pψ = Pf = f. G. cosα = G.f (vì xe chuyển động trên đường ngang nên α = 0)

G: trọng lượng tồn tải của xe (N).

vì V ≥ 22,2 (m/s) thì ta phải chọn hệ số cản lăn bằng hệ số cản thực nghiệmf = f0.(1 + v2/1500)

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

Pk1Pk2Pk3Pk4Pf + PwPf

Hình 2 : Đồ thị cân bằng lực kéo

4 . Ứng dụng của đồ thị

- Xác định được vmax trên đoạn đường đã chọn.

- Xác định được lực kéo dư ( Pk dư) khi ô tô sử dụng tay số nhất định với vận tốcxác định, với Pk dư dùng để tăng tốc vượt dốc thêm tải.

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

- Xác định được tay số cần thiết và vận tốc mà ô tô đạt được khi biết điều kiệnchuyển động của ô tô.

- Xác định được vùng làm việc của ô tô mà các bánh xe không vị trượt quay.

III. Đồ thị nhân tố động lực học của ôtô

1. Khái niệm

- Đồ thị nhân tố động lực học của ô tô: biểu diễn mối quan hệ giữa nhân tố động

học của ô tô khi sử dụng các tay số khác nhau với vận tốc chuyển động của ôtô.2. Xây dựng đồ thị

- Cơng thức tính :

G =

(

Me. it.ηtrb −Wv

)

. 1G

Trong đó: D : Nhân tố động lực học của ơ tơPω : Lực cản khơng khí (N)

Pk : Lực kéo lần lượt ở các tay số (N)itl : Tỷ số truyền hệ thống truyền lựcG : Trọng lượng của xe

3. Kết quả tính tốn và đồ thị

- Sau khi tính tốn ta được bảng số liệu sau :

Me( N/m)

1 1,54 0,23 2,31 0,15 3,260,1

6 1,720,4

3 3,08 0,24 4,63 0,16 6,520,1

1290 107,5

1 2,570,4

5 4,61 0,25 6,94 0,17 9,780,1

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

7622150 111,0

6 4,290,4

7 7,69 0,26 11,57 0,17 16,300,1

16,4720,7947,0793,452580 110,1

7 5,150,4

6 9,23 0,26 13,88 0,17 19,560,1

134,573010 107,5

1 6,010,4

5 10,76 0,25 16,20 0,16 22,820,1

183,163440 103,0

6 6,860,4

3 12,30 0,24 18,51 0,15 26,080,0

1 13,84 0,22 20,82 0,14 29,340,0

7 15,38 0,20 23,14 0,12 32,600,0

3 16,92 0,18 25,45 0,10 35,860,0

452,30516067,5210,30 0,2

8 18,45 0,15 27,77 0,08 39,120,0

Bảng 3.1 : Bảng các thông số động lực học ở từng tay số

*n Đồ thị tia nhân tố động lực học khi tải trọng thay đổi

Những đường đặc tính động lực học của ơtơ lập ở góc phần tư bên phải tươngứng với những trường hợp xe đầy tải (tải định mức).

Còn góc phần tư bên trái của đồ thị,ta vạch từ gốc toạ độ nhưng tia làm vớitrục hồnh các góc  khác nhau mà:

tg = D/ Dx = Gx/G ;

trọng đầy của ơ tơ.

= 450, các tia có  > 450 ứng với Gx > G (khu vực quá tải), các tia có  < 450 ứngvới Gx < G (khu vực chưa quá tải).

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

Hình 3. Đồ thị nhân tố động lực học của ô tô

4. Ứng dụng của đồ thị

- Dựng đồ thị để giải các bài toán về động lực học của ô tô như: + Xác định vận tốc lớn nhất vmax của ô tô.

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

+ Xác định vận tốc giới hạn của ô tô khi sử dụng từng tay số.

+ Xác định độ dốc lớn nhất của đường mà ô tô khắc phục được khi sử dụng taysố nào đó:

2. Xây dựng đồ thị cân bằng công suất, công suất cản- Công thức tính :

Nki=Pki. vivi=2 π .ne. rb

+ rb : Bán kính làm việc bánh xe3. Kết quả tính và đồ thị

- Sau khi tính tốn, ta có bảng số liệu sau :

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

Bảng 4.1. Bảng số liệu công suất ở từng vận tốc của mỗi tay số

- Xây dựng công suất cản tổng cộng:

+ Nψ = Pf .v = f.G.cosα.v = G.f .v (vì xe chuyển động trên đường ngang nên α= 0) G : trọng lượng tồn tải của xe (N).

vì V ≥ 22,2 (m/s) thì ta phải chọn hệ số cản lăn bằng hệ số cản thực nghiệmf = f0.(1 + v2/1500)

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

+ Các đường cong Nk1, Nk2, Nk3, Nk4 là các đường cong bậc hai ứng với các taysố: 1, 2, 3, 4

+ Ngồi ra cịn đường Nψ , ( Nf ) , ( Nω + Nψ )

Hình 4. Đồ thị cân bằng cơng suất của ơ tô

4 . Ứng dụng của đồ thị

- Dùng đẻ xác định trị số các thành phần của công suất cản ở các tay số khácnhau với các số truyền khác nhau, xác định công suất dự trữ ở các tốc độ khácnhau, 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 tốcđộ lớn nhất của ô tô trên mỗi loại đường, tìm được số truyề hợp lý .

V. Đồ thị gia tốc

1. Khái niệm

- Là đường biểu diễn sự tăng giảm vận tốc của ô tô trên các loại đường nhất định.

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

2. Xây dựng đồ thị gia tốc- Cơng thức tính :

D=Ψ +δig. j

dt=( D−Ψ ).gδi

- Sau khi tính tốn ta có bảng số liệu sau :

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

Hình 5. Đồ thị gia tốc của ô tô

+ Dùng đồ thị này để xác định thời gian và quãng đường tăng tốc của ô tô.

VI. Đồ thị gia tốc ngược

1. Xây dựng đồ thị gia tốc ngược.- Từ công thức: j=dv

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

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

J = f(v); v = v1; v = v2 là trục hoành của đồ thị của gia tốc ngược.

⇒Thời gian tăng tốc toàn bộ ti=

∑

+) n là số khoảng chia vận tốc (vmin vmax)

+) Vì tại j = 0 → 1J =∞. Do đó chỉ tính tới giá trị v = 0,95.vmax = 0,95.32.222 =30,6109 (m/s)

- Từ đồ thị J= f(v), dựng đồ thị 1J = f(v)2. Kết quả tính và đồ thị

- Sau khi tính tốn ta có bảng số liệu sau :

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

Bảng 6. Bảng thông số gia tốc ngược của ô tô

- Từ bảng số liệu trên, ta có đồ thị gia tốc ngược :

</div>Trang 22<div class="page_container" data-page="22">

Hình 6. Đồ thị gia tốc ngược của ô tô

4 . Ứng dụng :

- Dùng để xác định thời gian và quãng đường tăng tốc của ôtô .

VII. Xác định thời gian và quãng đường tăng tốc của ô tô máy kéo

- Thời gian và quãng đường tăng tốc là hai chỉ tiêu quan trọng để đánh giá tínhchất động lực học của ô tô máy kéo.

- Hai chỉ tiêu trên có thể được xác định dựa trên đồ thị gia tốc j=f (v ) của ô tômáy kéo.

1. Xác định thời gian tăng tốc của ô tô- Từ công thức: j=dv

jdv

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

Suy ra: khoảng thời gian tăng tốc từ v1 → v2 của ô tô là:

định thời gian tăng tốc theo phương pháp tích phân bằng đồ thị, ta cần xây dựngđường cong gia tốc nghịch 1j=f (v) cho từng số truyền.

- Phần diện tích giới hạn bởi đường cong 1j, trục hoành và hai đoạn tung độ tươngứng với khoảng biến thiên vận tốc dv biểu thị thời gian tăng tốc của ô tô máy kéo.Tổng cộng tất cả các vận tốc này ta được thời gian tăng tốc từ vận tốc v1 đến v2 vàxây dựng được đồ thị thời gian tăng tốc phụ thuộc vào vận tốc chuyển động t=f (v ).- Trong q trình tính tốn và xây dựng đồ thị, ta cần lưu ý rằng:

+ Tại vận tốc lớn nhất của ôtô vmax gia tốc j = 0 và do đó 1/j = 0, vì vậy khi lậpđồ thị và trong tính tốn ta chỉ lấy giá trị vận tốc của ô tô khoảng 0,95vmax.

+ Tại vận tốc nhỏ nhất của ôtô vmin lấy trị số t = 0.

Đối với hệ thống truyền lực của ô tô với hộp số có cấp, thời gian chuyển từ sốthấp lên số cao có xảy ra hiện tượng giảm vận tốc của ôtô một khoảng ∆v. Trị sốgiảm vận tốc ∆v có thể xác định nhờ phương trình chuyển động lăn không trượtcủa ôtô máy kéo với thời gian chuyển số là tc :

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

Hình 7a. Đồ thị thời gian tăng tốc

2. Xác định quãng đường tăng tốc của ô tô

- Sau khi đã lập được đồ thị biểu diễn mối quan hệ phụ thuộc giữa thời gian tăngtốc ( t ) và vận tốc chuyển động của ơtơ ( v ), ta có thể xác định được quãng đườngtăng tốc của xe đi được ứng với thời gian tăng tốc.

Chúng ta lấy một phần nào đó diện tích tương ứng với khoảng biến thiên thờigian dt, phần diện tích được giới hạn bởi đường cong thời gian tăng tốc, trục tungvà hai hoành độ tương ứng với độ biến thiên thời gian dt, sẽ biểu thị quãng đườngtăng tốc của ôtô máy kéo. Tổng cộng tất cả các diện tích này lại, ta được quãng

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

đường tăng tốc của ô tô máy kéo từ vận tốc v1 đến v2 và xây dựng được đồ thịquãng đường tăng tốc của ôtô phụ thuộc vào vận tốc chuyển động của chúng

S=f (v).

- Ta có bảng số liệu :

Hình 7b. Đồ thị quãng đường tăng tốc

=> Đồ thị thời gian và quãng đường tăng tốc của ô tô

</div>Trang 27<div class="page_container" data-page="27">

t (s) s (m)

Trong đó : t - thời gian tăng tốc

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

s - quãng đường tăng tốc

KẾT LUẬN

Theo yêu cầu của đồ án tính tốn sức kéo của ơtơ con với một số thông số chotrước nhất định, em đã xây dưng được đường đặc tính ngồi, các chỉ tiêu công suất,lực kéo, thời gian tăng tốc, quãng đường tăng tốc theo yêu cầu của đề tài đượcgiao.

Tuy nhiên trong đồ án mới chỉ xác định được chỉ tiêu cụ thể của một thông sốxe nhất đinh, một loại đường nhất định, chưa áp dụng cho các trường hợp khác.Dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy Chu Văn Huỳnh , sự trao đổi với các bạntrong nhóm làm đồ án, em đã hồn thành đồ án theo thời gian quy định. Mặc dùbản thân cũng cố gắng tìm đọc nghiên cứu tỉ mỉ các tài liệu tham khảo tuy vậycũng không thể tránh được những thiếu sót em mong thầy đóng góp ý kiến để emrút ra kinh nghiệm cho những đồ án sắp tới.

</div>