tính toán sức kéo ôtô khách

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC
LÝ THUYẾT ÔTÔ
ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN SỨC KÉO ÔTÔ KHÁCH
Giáo viên hướng dẫn : Phạm Hữu Truyền
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Hóa
Lớp: ĐH- CN ÔTÔ K5A
Vinh, tháng 3 năm 2013
1 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
1 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
1 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
s: 3
Trng i hc s phm k thut vinh
Khoa c khớ ng lc
********
Bi tp ln
Mụn hc lý thuyt ụ tụ
H tờn sinh viờn: Trn Vn Húa
Lp:DHCN ễTễ K5A Khúa:2010-2014
Tờn bi tp: TNH TON SC KẫO ễ Tễ KHCH
I. S LI U CHO TR C :
- S hnh khỏch: 10
- Tc ln nht: V
max
= 105 km/h
- H s cn ln ca mt ng: f = 0,017
- dc ca mt ng

0
13=

II. NI DUNG CN HON THNH
1/ Xõy dng c tớnh ngoi ng c.
-
)(nefN
e
=
-
)(nefM
e
=

2/ Xỏc nh t s truyn h thng truyn lc.
- Xỏc nh t s truyn ca truyn lc chớnh (
0
i
)
- Xỏc nh t s truyn ca hp s chớnh (
h
i
)
3/ Tớnh toỏn ch tiờu ng lc hc ca ụtụ
- Tớnh toỏn ch tiờu v cụng sut (
k
N
)
- Tớnh toỏn ch tiờu v lc kộo (
k

P
)
- Tớnh toỏn nhõn t ng lc hc khi y ti (D) v ti thay i (
x
D
)
- Tớnh toỏn kh nng tng tc ca ụtụ:
+ Gia tc (j)
+ thi gian tng tc (t)
+ Qung ng tng tc (s)
III. BN V:
1/ th c tớnh tc ngoi ca ng c.
2/ Cỏc th; Cõn bng cụng sut, cõn bng lc kộo, nhõn t ng lc
hc, gia tc v gia tc ngc, thi gian tng tc, qung ng tng tc.
2 | P a g e
Bài tập lớn ôtô sv: trn Vn Húa
2 | P a g e
Bài tập lớn ôtô sv: trn Vn Húa
2 | P a g e
Bài tập lớn ôtô sv: trn Vn Húa
3/ Tất cả các đồ thị đều biểu thị trên tờ giấy kẻ ô ly khổ
0
A
Ngày giao đề: ………………/……/ 2012
Ngày hoàn thành: …………./ … / 2013
Duyệt bộ môn Giáo viên hướng dẫn
Phạm Hữu Truyền
3 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
3 | P a g e

Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
3 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
Nhận xét , đánh giá bài t ập lớn
Giáo viên hướng dẫn:
Kết quả đánh giá:
Giáo viên chấm:
4 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
4 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
4 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
lờ i nói đ ầu
Ôtô ngày càng được sử dụng rộng rãi ở nước ta như một phương tiện di lại cá
nhân cũng như vận chuyển hành khách, hàng hoá rất phổ biến. Sự gia tăng
nhanh chóng số lượng ôtô trong xã hội, đặc biệt là các loại ôtô đời mới đang kéo
theo nhu cầu đào tạo rất lớn về nguồn nhân lực phục vụ trong nghành công
nghiệp ôtô nhất là trong lĩnh vực thiết kế.
Sau khi học xong giáo trình ‘‘ Lý thuyết ôtô -máy kéo ’’ chúng em được
tổ bộ môn giao nhiệm vụ làm bài tập lớn môn học. Vì bước đầu làm quen với
công việc tính toán, thiết kế ôtô nên không tránh khỏi những bỡ ngỡ và vướng
mắc. Nhưng với sự quan tâm, động viên, giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của thầy
giáo trưởng khoa Phạm hữu truyền , cùng giáo viên giảng dạy và các thầy giáo
trong khoa nên chúng em đã cố gắng hết sức để hoàn thành bài tập lớn trong
thời gian được giao. Qua bài tập lớn này giúp sinh viên chúng em nắm được
phương pháp thiết kế tính toán ôtô mới như : chọn công suất của động cơ, xây
dựng đường đặc tính ngoài của động cơ, xác định tỷ số truyền và thành lập đồ
thị cần thiết để đánh giá chất lượng động lực học của ôtô máy kéo, đánh giá các
chỉ tiêu của ôtô-máy kéo sao cho năng suất là cao nhất với giá thành thấp nhất.

5 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
5 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
5 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
Đảm bảo khả năng làm việc ở các loại đường khác nhau, các điều kiện công tác
khác nhau. Vì thế nó rất thiết thực với sinh viên nghành công nghệ kỹ thuật ôtô
Tuy nhiên trong quá trình thực hiện dù đã cố gắng rất nhiều không tránh
khỏi những thiếu sót. Vì vậy chúng em rất mong nhận được sự quan tâm đóng
góp ý kiến của các thầy, các bạn để em có thể hoàn thiện bài tập lớn của mình
hơn và cũng qua đó rút ra được những kinh nghiệm qúi giá cho bản thân nhằm
phục vụ tốt cho quá trình học tập và công tác sau này.
Em xin chân thành cảm ơn !
Sinh viên thực hiện
TRẦN VĂN HÓA
A: THUYẾT MINH
B: TÍNH TOÁN SỨC KÉO ÔTÔ
I: CÁC THÔNG TIN CHO TRƯỚC
1) Loại ôtô
Từ yêu cầu số hành khách là 10. Thì số chỗ ngồi trên ô tô phải đảm bảo chở
được 10 khách 1 lái xe và 1 phụ tải. Nên ta chọn ô tô chở khách có số chỗ ngồi
20
=
n
, số chỗ đứng
27
=
n
( và chọn loại ô tô

24×
: cầu chủ động sau có 4 bánh
xe).
2) Tải trọng chuyên chở
- gồm 47 người và hành lý.
3) Tốc độ lớn nhất của ôtô
max
V
ở số truyền cao:
-
max
V

hkm /105=
(≈
)/17,29 sm
4) Hệ số cản của mặt đường
Ψ
tương ứng với vận tốc cao nhất
017,0==Ψ f
(lúc này xe đang chạy trên đường bằng)
6 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
6 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
6 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
5) Hệ số cản lớn nhất của mặt đương mà ô tô có thể khắc phục được ở số
I
là

248,013017,0017,0
0
≈+=+=+=Ψ tgtgxif
6) Loại động cơ: Động cơ xăng loại không hạn chế vòng quay.
7) Loại hệ thống truyền lực: một cầu chủ động phía sau.
II CÁC THÔNG SỐ CHỌN:
1) Trọng lượng bản thân ô tô:
o
G
- Dựa vào các thông số kỹ thuật ô tô khách ta có với mẫu xe có 20 chỗ ngồi, 27
chỗ đứng ta xác định được
kgG
o
4340=
.
2) Hệ số cản không khí k, diện tích chính diện của ôtô và nhân tố của không khí
W
.
- Đây là loại xe khách và dựa vào thông số kích thước của mẫu ôtô đã chọn ở
trên, nên diện tích của chính diện (F) được tính theo biểu thức gần đúng sau:
2
32,58,2.9,1. mHBF ===
Trong đó:
)9,1(1900 mmmB ==
:chiều rộng cơ sở của ôtô

)8,2(2800 mmmH ==
:chiều cao lớn nhất của ôtô
- Dựa vào mẫu xe đã chọn ta tìm được hệ số cản của không khí
)/(03,0

22
mkgSk =
.
- Từ đây ta xác định được nhân tố cản không khí:
)/(1596,032,5.03,0.
22
mkgSFKW ===
3) Phân bố tải trọng lên các cầu xe ( ở trạng thái tĩnh, đầy tải)
- Đây là ô tô khách nên có thể chọn phân bố trọng lượng lên cầu trước và cầu
sau như sau:
- cầu trước:
GG %97,38
1
=

- cầu sau:
GG %03,61
2
=
(G: khối lượng của ô tô khi đầy tải)
7 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
7 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
7 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
4) Hiệu suất cơ khí của hệ thống truyền lực :
t
η
- Để đánh giá sự tổn thất năng lượng trong hệ thống truyền lực người ta dùng

hiệu suất trong hệ thống truyền lực
)(
t
η
là tỉ số giữa công bánh xe chủ động và
công suất hữu ích của động cơ, thường được xác định bằng công thức thực
nghiệm. Khi tính toán ta chọn theo loại xe như sau: đối với xe khách thì
85,08,0 ÷=
t
η
⇒
nên ta chọn
85,0=
t
η
(theo mẫu xe đã có)
III TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN
1) Xác định trọng lượng toàn bộ ôtô
G
(khi đầy tải)
- Đối với ôtô chở khách được xác định như sau:
hln
GGnhGG ++= .
0
Trong đó:
:
0
G
trọng lượng bản thân ôtô

:
h
G
khối lượng của một hành khách

:
h
n
số lượng hành khách kể cả lái xe và phụ xe.
:
hl
G
khối lượng hành lý.
Ta có quy định mỗi hành khách được 15kg hành lý
=>
kgnG
hhl
70515.4715. ===
Với
;4340
0
kgG =

kgvàGn
hh
6047 ==
Ta tính được trọng lượng toàn bộ ôtô khi đầy tải:
kgG 786570560.474340 =++=
2) Chọn lốp:
* Xác định tải trọng tác dụng lên một bánh xe ôtô.

- Ta có phân bố tải trọng lên các cầu như sau:
8 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
8 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
8 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
kgGG 30657865%.97,38%97,38
1
===
kgGG 48007865%.03,61%03,61
1
===
- Dựa vào tải trọng phân bố
:
1
G
và
2
G
sẽ xác định được tải trọng tác dụng lên
một lốp xe dựa theo biểu thức sau:
bi
i
bi
n
G
G =
Trong đó
:

bi
G
trọng lượng đặt lên một bánh xe (kg)
:
i
G
trọng lượng của ôtô phần bố lên dầm cầu thứ
)(kgi
:
bi
n
số bánh xe ở đầu cầu dầm cầu thứ
i
chịu tải.
- Từ đó ta có: Đối với bánh xe trước:

kg
n
G
G
b
b
5,1532
2
3065
1
1
1
===
Đối với bánh xe sau:

kg
n
G
G
b
b
1200
4
4800
2
2
2
===
* Chọn lốp dựa trên tải trọng tác dụng lên một bánh xe cầu trước và cầu sau ta
dựa vào bảng I: “kích thước lốp theo tải trọng và áp suất” ta chọn lốp như sau:
- đối với bánh xe trước: có kích thước lốp : B-d: 9-20 (insơ)
- đối với bánh xe sau có kích thước lốp : B-d: 8,25-20 (insơ)
Trong đó: - B: bề rộng của lốp (insơ)
- d: đường kính của vành bánh xe (insơ)
Từ đó xác định được bán kính thiết kế theo công thức sau:
=






+= 4,25
2

0
d
Br

→
với bánh trước:
mmr 6,4824,25)
2
20
9(
01
=+=
→
với bánh sau:
mmr 55,4634,25)
2
20
25,8(
02
=+=
9 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
9 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
9 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
- vì cầu sau là cầu chủ động nên ta xác định được bán kính làm việc trung bình
của ôtô cho bánh xe sau và lấy giá trị này cho các công thức tính toán sau:
Ta có
λ

.
0
rr
b
=
Trong đó -
:
0
r
bán kính thiết kế:
020
rr =
-
λ
:hệ số tính đến sự biến dạng của lốp, phụ thuộc vào loại
lốp.
- với xe chọn được thì lốp dùng trên xe là lốp có áp suất thấp nên
935,093,0 ÷=
λ
⇒
ta chọn
93.0
0
=
λ
⇒
mmr
b
43193,0.55,463 ≈=
Vậy bán kính làm việc của ôtô là

)(431,0 mr
b
=
.
3) Xây dựng đặc tính ngoài của động cơ.
a) Xác định công suất cực đại của động cơ.
* Xác định công suất cực đại của động cơ ứng với vận tốc cực đại của ôtô.
- Khi ôtô chuyển động trên mặt đường có hệ số cản tổng cộng thì công suất ứng
với vận tốc cực đại được xác định theo công thức:
[ ]
3
maxmax

1
VkFVG
n
N
t
v
+=
ψ
;
(w)
Trong đó:
:
t
n
hiệu suất của hệ thống truyền lực.

:G

trọng lượng của toàn bộ ôtô khi đầy tải (kg)

:
max
V
vận tốc lớn nhất của ôtô
)/( sm
W=K.F :nhân tố cản không khí(
22
/ mNS
)

ψ
: hệ số cản tổng cộng của mặt đường ở vận tốc
lớn nhất.
10 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
10 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
10 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
- Khi ô tô chuyển động với vận tốc lớn nhất là lúc ôtô đang chuyển động trên
đường bằng, nghĩa là
017,00 ==+=⇒= ftgf
αψα
- Vậy công suất của động cơ ứng với vận tốc cực đại còn được xác định theo
công thức sau:







+=
3500
.
270

1
3
maxmax
VkFVG
n
N
t
v
ψ
[mã lực (ml)]
với
;][kgG

;f=
ψ

[ ]
;/
max
hkmV

[ ]

22
/. mkgSFkW =
- Thay các số liệu ứng với các đơn vị ta được:
[ ]
ml
n
N
t
v
28,123
3500
105.1596,0
270
105.017,0.78651
3
≈






+=
- Để các thiết bị như máy nén khí, máy phát điện, điều hòa…. Cùng làm việc khi
ôtô chuyển động với vận tốc tối đa thì công suất chọn phải lớn hơn công thức
tính trên khoảng (10-30%). Như vậy, công suất chọn ứng với vận tốc cực đại
sẽ đươc tính theo công thức sau: ta chọn lớn hơn 15% và ta dùng công suất này
để chọn động cơ
Ta có:
[ ]

ml
VWVG
n
N
t
v






+=
3500
.
270
1
%115
3
maxmax
ψ
[ ]
ml77,14128,123.%115 ≈
* Xác định công suất cực đại của động cơ.
- Ta dựa vào công thúc thực nghiệm của SR.Lây Decman.
[ ]
ml
n
n
c

n
n
b
n
n
aNN
N
e
N
e
N
e
ee
















−









−=
32
max

Trong đó: -
maxe
N
: công suất cực đại của đông cơ
[ ]
ml
-
e
n
: số vòng quay của trục khuỷu ứng với từng giá trị công suất
[ ]
phútvòng /
.
11 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
11 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
11 | P a g e

Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
-
:
N
n
số vòng quay của trục khuỷu ứng với công suất cực đại
[ ]
phútvòng /
.
-
:,, cba
các hệ số thực nghiệm của
SR
.LâyDécman.
- Ta có: khi
ve
NN =
thì
maxee
nn =
và
maxe
N
sẽ được tính theo công thức sau:
3
max
2
maxmax
max









−








+
=
N
e
N
e
N
e
v
e
n
n
c

n
n
b
n
n
a
N
N
Ta đặt
N
e
n
n
max
=
λ
thì ta có
32
max

λλλ
cba
N
N
v
e
++
=
- Vì động cơ được chọn là động cơ xăng không có bộ phận hạn chế số vòng
quay nên ta dựa vào tài liệu hướng dẫn chọn được:

;1=== cba
giá trị
λ
nằm từ :
→÷ 3,11,1
ta chọn
1,1=
λ
- Từ đây ta có:
[ ]
ml
cba
N
N
v
e
92,125
1,11,11,1
28,123

3232
max
≈
−+
=
++
=
λλλ
b) Xây đựng đường đặc tính ngoài của động cơ.
* Phương trình đặc tính ngoài của động cơ.

- Phương trình công suất ứng với từng giá trị số vòng quay của trục khuỷu động
cơ được viết theo công thức thực nghiệm của SR.LâyDecman:
( )
[ ]
ml
n
n
c
n
n
b
n
n
aNnfN
N
e
N
e
N
e
eee

















−








+==
32
max

- Phương trình mômen xoắn ứng với từng giá trị số vòng quay của trục khuỷu
động cơ được viết theo công thức:
[ ]
mkg
n
n
c
n
n
n

n
MM
N
e
N
e
N
e
ee

32
max
















−









+=
Ta có
[ ]
mkg
n
N
g
N
g
M
e
e
e
e
e
.
30
.
1
.
1
maxmax
max

πω
==
12 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
12 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
12 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
[ ]
mg
gn
n
c
n
n
b
n
n
a
n
N
M
N
e
N
e
N
e
e
e

e
.
1

30
32
max
















−









+=→
π
Trong đó
maxe
N
: công suất cực đại của động cơ
[ ]
W

[ ]
;/: phútvòngn
e
g : gia tốc trọng trường.
Hoặc :
e
M
còn được tính theo công thức sau:
e
e
e
n
N
M .162,7=
Trong đó:
[ ]
mlN
e
:

[ ]
phútvòngn
e
/:

[ ]
mkgM
e
.:
* Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ.
- Đường đặc tính của động cơ nhận được bằng cách thí nghiệm động cơ trên bể
thử, khi cho động cơ làm việc ở chế độ cung cấp nhiên liệu cực đại, tức là mở
bướm ga hoàn toàn ta sẽ nhận được đường đặc tính ngoài của động cơ, nếu
bướm ga mở ở các vị trí khác nhau sẽ cho ta các đường đặc tính cục bộ. Như
vậy đối với mỗi lại động cơ sẽ có một đường đặc tính ngoài, nhưng vô số
đường đặc tính cục bộ.
Khi không có đường đặc tính tốc độ ngoài bằng thực nghiệm, ta có thể xác
định đường đặc tính nói trên nhờ công thức thực nghiệm của
SR.LaayDecman.
* Đường biểu diễn công suất của động cơ:
( )
[ ]
3'2''
max

λλλ
cbaNnfN
eee
−+==

Trong đó :
-
maxe
N
,
N
n
: công suất lớn nhất của động cơ và hộp số vòng quay tương ứng.
-
:,
ee
nN
công suất và vòng quay ở một điểm trên đường đặc tính ngoài động
cơ.
13 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
13 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
13 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
-
:,, cba
hệ số thực nghiệm của RS.Lây Déc man.
-
:
'
N
e
n
n

=
λ
các đại lượng
Ne
nn ,
đã biết.
- Để động cơ có thể hoạt động ổn định ở số vòng quay
mine
N
ta lấy
NeNeNeNe
nnnnnnnN
λ
====
maxmin
;; 4,0;3,0;2,0
với
Ne
nn 1,11,1
max
=⇒=
λ
- Đối với ô tô chở khách, dùng động cơ xăng dựa vào mẫu xe đã chọn ta có được
số vòng quay tương ứng với công suất nhất là:
[ ]
phútvòngn
N
/3600=
- Trong khi lập bảng lập tỷ số
1,1 ;3,0;2,0=

N
e
n
n
sau đó tính sẵn biểu thức trong
ngoặc
[ ]
của công thức trên để việc tính
e
N
tiên lợi và nhanh.
Đặt:
[ ]
3'2'/

λλλ
cbaA −+=
ANN
ee
.
max
=⇒
* Đường biểu diễn mô men xoắn của động cơ
( )
[ ]
mkg
n
N
nfM
e

e
ee
12,716==
(các đại lượng
e
N
và
e
n
đã có giải thích ở trên)
- Lập bảng quan hệ
e
N
và
e
M
theo
e
n
để vẽ đồ thị đặc tính ngoài động cơ, với
các thông số
[ ]
cvN
e
92,125
max
=
[ ]
phútvòngn
N

/3600=
Bảng : I
ne(v/ph) 720 1080 1440 1800 2160 2520 2880 3240 3600 3960
A 0.232 0.363 0.496 0.625 0.744 0.847 0.928 0.981 1 0.979
λ'=n
e
/n
N
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1
N
e
(ml) 29.21 45.71 62.46 78.70 93.68 106.65 116.85 123.53 125.92 123.28
M
e
(kg.m) 29.06 30.31 31.06 31.31 31.06 30.31 29.06 27.31 25.05 22.30
* Vẽ đồ thị đặc tính ngoài:
- Dựa vào các giá trị
eee
MNn ,,
trong bảng quan hệ ta vẽ đồ thị
( )
( )
eeee
nfMnfN
21
; ==
14 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
14 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa

14 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
720 1080 1440 1800 2160 2520 2880 3240 3600 3960
31.31
(ml) Ne
(KGm) Me
n
e
(v/f)
Ne
Me
N
max
M
max
125.92
A
B
123.28
C
0
Hình 1: Đồ thị đặc tính ngoài của ô tô khách
15 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
15 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
15 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
- Ta có công suất ứng với vận tốc lớn nhất tính theo công thức:







+=
3500
.
270
.
.
1
3
maxmax
VkFVG
N
v
ψ
η
ta tính được
[ ]
cvN
v
28,123=
. Công suất này được
biểu diễn ở điểm A trên đồ thị ( hình 1) nghĩa là tương ứng với số vòng quay
lớn nhất của động cơ
[ ]
phútvòngn
e

/3960
max
=
. Vị trí điểm A nằm bên phải vị trí
điểm B. Điểm B là điểm ứng với công suất cực đại của động cơ
[ ]
cvN
e
92,125
max
=
có số vòng quay tương ứng là
[ ]
phútvòngn
N
/3600=
Số vòng quay tại
720
min
=
e
n
của trục khuỷu là số vòng quay nhỏ nhất mà động
cơ có thể làm việc ở chế độ toàn tải. Khi tăng số vòng mômen và công suất của
động cơ tăng lên. Mômen xoắn đạt giá trị cực đại
[ ]
mkgM .31,31
max
=
ở số

vòng quay
[ ]
phútvòngn
M
/1800=
và công suất đạt giá trị cực đại
[ ]
cvN 92,125
max
=
, ở số vòng quay
[ ]
phútvòngn
N
/3600=
. Động cơ ôtô chủ yếu
làm việc trong vùng
NM
nn −
.
Khi tăng số vòng quay của trục khuỷu lớn hơn giá trị
N
n
thì công suất sẽ giảm,
chủ yếu là do sự nạp hỗn hợp khí kém đi và do tăng tổn thất ma sát trong động
cơ. Ngoài ra khi tăng số vòng quay sẽ làm tăng tải trọng động cơ gây hao mòn
nhanh các chi tiết động cơ.
16 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
16 | P a g e

Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
16 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
→
chọn động cơ thực tế: để đáp ứng các điều kiện hoạt động thực tế ta cần
chọn động cơ thực tế vì trong một nhóm động cơ đốt trong sử dụng cùng loại
nhiên liệu nên có cùng công suất định mức
( )
eN
N
nhưng số vòng định mức
( )
eN
n
lại khác nhau thì việc chọn động cơ nào để lắp lên ôtô thiết kế cùng công
suất định mức N
eN
cần phải dựa trên số vòng quay n
eN
. Đối với ô tô khách thì
chọn động cơ có số vòng quay
( )
eN
n
được lấy giá trị nhỏ:
⇒
chọn động cơ có
công suất cực đại :
[ ]
cv126

.
Có số vòng quay
[ ]
phútvòngn
eN
/3600=
4) Xác định tỷ số truyền của hệ thống truyền lực:
Tỷ số truyền của hệ thống truyền lực trong trường hợp tổng quát được xác
định theo công thức sau:
ofht
iiii =
Trong đó:
h
i
: tỉ số truyền của hộp số chính
f
i
: tỉ số truyền của hốp số phụ hoặc hộp phân phối
o
i
: tỉ số truyền của truyền lực chính
- xe khách một cầu chủ động, truyền lực chính loại đơn thì:
1=
f
i
a) Xác định tỉ số truyền của truyền lực chính
( )
o
i
- Tỉ số truyền của truyền lực chính

o
i
được xác định từ điều kiện đảm bảo cho ô
tô đạt tốc độ lớn nhất được xác định theo công thức:
maxmax
max
max
max

377,0
30
.
60
2
vii
nr
Vii
nr
Vii
nr
i
hnfc
vb
fchn
e
fchn
eo
o
b
≈==

π
π
trong đó:
b
r
:bán kính làm việc trung bình của bánh xe
[ ]
m
17 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
17 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
17 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
maxe
n
: số vòng quay của trục khuỷu động cơ , ứng với vận tốc
lớn
nhất của ôtô
[ ]
phútvòng /

hn
i
: tỉ số truyền của hộp số chính. Vì xe ta chọn
hn
i
là số
truyền
thẳng

→
1=
hn
i
fc
i
: tỉ số truyền của hộp số phụ, lấy
fc
i
=1.
max
V
: vân tốc lớn nhất của ôtô
[ ]
hkm /
.
- Thay các giá trị tương ứng vào biểu thức trên:
[ ] [ ] [ ]
hkmVphútvòngnmr
eb
/105;/3960;431,0
maxmax
===
128,6
105.1.1
3960.431,0.377,0
≈=⇒
o
i
b) Xác định tỉ số truyền của hộp số chính.

* xác định tỉ số truyền ở số 1 của hộp số.
- ở tỉ số truyền số 1 của hộp số ôtô phải vượt qua
)( if +=
ψψ
Số 1 có tỉ số truyền cao nhất trong dãy số của hộp số, tốc độ tương ứng là
chậm nhất (khoảng 3
÷
5
hkm /
), ôtô phải di chuyển ở loại đường có hệ số cản
lăn (
f
) đã cho và phải vượt qua được độ dốc (
i
).
Như vậy, cần chọn lực kéo tiếp tuyến ở bánh xe chủ động của ôtô để có thể
khắc phục được lực cản tổng cộng
if +=
ψ
trên và để ôtô chuyển động ổn
định thì lực kéo tiếp tuyến ở các bánh xe chủ động phải thõa mãn điều kiện:
2
maxmaxmaxmax
VFkGPPP
kk
+≥⇔≥
ψ
ψ
18 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa

18 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
18 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
- Do tốc độ nhỏ (3
÷
5
hkm /
), có thể bỏ qua lực cản không khí và điều kiện của
lực kéo của số 1 có thể viết:
G
r
iiiM
GP
b
tfcohIe
k
.

.
max
max
maxmax
ψ
η
ψ
≥⇔≥
tfcoe
b
hI

iiM
rG
i
η
ψ


max
max
≥⇔
Trong đó:
:
max
ψ
hệ số cản cực đại mà ôtô có thể khắc phục được với

248,013017,013
maxmax
≈+=+=⇒=
oo
tgif
ψα
:G
khối lượng toàn bộ ôtô
[ ]
kg
maxe
M
: mômen xoắn cực đại
[ ] [ ]

mkgMmkg
e
.31,31,.
max
=
b
r
: bán kính của bánh xe [
m
]
:
t
η
hiệu suất của hệ thống truyền lực.
- Thay các số liệu đã tìm được:
mrkgG
b
431,0);(7865 ==
15,5
85,0.1.128,6.31,31
431,0.7865.248,0
==
hI
i
- Ở số truyền số 1 của hộp số, lực kéo tiếp tuyến lớn nhất phát ra ở các bánh xe
chủ động của ôtô bị hạn chế bởi điểu kiện bám và được thể hiện:
ϕ
η
ϕϕ
.

max
max
G
r
iiiM
PP
b
tpcohIe
k
≤⇔≤
tfcoe
b
hI
iiM
rG
i
η
ϕ
ϕ


max
≤⇒
trong đó:
:
ϕ
G
trọng lượng bám của cầu chủ động, là trọng lượng thẳng
đứng

với mắt đường tiếp xúc với bánh xe.
Ta có:
kggG 4800
2
==
ϕ
19 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
19 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
19 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
-
:
ϕ
hệ số bán dọc từ hệ số cản lăn đã cho
017,0=f
ta tra bảng thì tìm được xe
được thử nghiệm trên đường nhựa bê tông tốt
⇒
từ đó dựa vào loại đường tìm
được ta chọn được hệ số bán kính dọc theo điều kiện mặt đường khô theo tài
liệu hướng dẫn là
7,0=
ϕ
.
88,8
85,0.1.128,6.31,31
431,0.4800.7,0
==⇒

hI
i
Vậy ta có thể chọn tỉ số truyền
hI
i
trong khoảng
88.815,5 ≤≤
hI
i
Và ta chọn theo điều kiện khắc phục lực cản
15,5=⇒
hI
i
* Xác định tỉ số truyền các số truyền trung gian hộp số.
- Muốn chọn hộp số truyền cho hộp số cần dựa vào chủng loại ôtô, động cơ,
phạm vi sử dụng của nó. Dựa vào loại xe đã chọn, ta chọn ôtô có 4 cấp số tiến
và một số lùi.
- Ta tiến hành chọn hệ thống tỉ số truyền trung gian theo cấp số nhân.
+ chọn tỉ số truyền ở số cao nhất (số 4) là số truyền thẳng
1
4
=
h
i
⇒
tiến hành tính các số truyền trung gian. Khi xác định được tỉ số truyền số 1
và số cuối cùng, trị số truyền trung gian được xác định theo công thức:
1−
−
=

n
mn
hIhm
ii
trong đó: n: là số cấp số tiến của hộp số
m: là chỉ số ở số truyền đang trang tính,
32:
÷
m
với hộp số của chúng ta có 4 cấp số truyền nên ta có: n=4
- tay số 1:
15,5=
hI
i
- tay số 2:
98,215,5
3
2
≈=
hII
i
- tay số 3:
73,115,5
3
1
==
hIII
i
20 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa

20 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
20 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
- tay số 4:
1=
hIV
i
* Xác định tỉ số truyền của số lùi.
Trong hộp số trường được bố trí một tỉ số truyền số lùi (kí hiệu
L
i
). Tỉ số của tỉ
số truyền số lùi được chọn lớn hơn tỉ số truyền số 1:
hIL
ii )3,12,1( ÷=
Chọn
44,615,5.25,1.25,1 ===
hIL
ii
- Kiểm tra lại điều kiện chuyển động ổn định ở tốc độ nhỏ nhất:
]/[

377,0
min
min
hkm
iii
rn
V

pchIo
be
=
Trong đó:
mrphútvòngn
be
431,0;]/[720
min
==
1;15,5;128,6
1
===
phIo
iii
hkmV /7,3
1.15,5.128,6
431,0.720.377,0
min
==⇒
- Vận tốc nhỏ nhất của ôtô khi chuyển động ổn định là
hkmV /53
min
÷=

min
V⇒
thỏa mãn điều kiện chuyển động ổn định khi chuyển động ở số thấp.
5) Tính toán chỉ tiêu về công suất.
a) Tính toán chỉ tiêu về công suất.
* Phương trình cân bằng công suất.

Trường hợp ôtô khách làm việc tổng quát trên dốc nghiêng ngang.
jifk
NNNNN ±±+=
ω

trong đó:
:
k
N
công suất kéo ở bánh xe chủ động, được xác định theo
công thức:
tetek
NNNN
η
.=−=

với
t
η
: hiệu suất truyền lực
:
e
N
công suất của động cơ
21 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
21 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
21 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa

:
t
N
công suất tiêu hao cho tổn thất cơ khí trong hệ
thống truyền lực
-
:
f
N
công suất tiêu hao cho cản lăn:
ml
V
fGN
f
][
270
.cos.
α
=

-
:
ω
N
công suất tiêu hao cho cản không khí:
ml
VFk
N ][
3500

3
=
ω
-
:
i
N
công suất tiêu hao cho lực cản lên dốc:
270
.sin.
V
GN
i
α
=
[ml]
-
:
j
N
công suất tiêu hao do lực cản quán tính khi tăng tốc:
][
270
ml
V
jS
g
G
N
ij

=
- Thay trị số của các đại lượng vào công thức tổng quát ( phương trình cân bằng
công suất) ta tìm được phương trình này. Tuy nhiên trong phương trình này chỉ
cần xác định thành phần công suất
ω
NNN
fk
,,
theo vận tốc của từng số truyền
của hộp số.
- Để xây đựng đồ thị cân bằng công suất ta cần lập bảng chế độ vận tốc dựa trên
công thức gần đúng sau:
)/(

377,0
hkm
iii
nr
V
hifoo
eb
i
=
với
15,5;431,0
1
==
hb
imr
98,2;1;128,6

2
===
hfo
iii
1;73,1
43
==
hh
ii
22 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
22 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
22 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa

Bảng II: Bảng chế độ vận tốc theo các số truyền biến thên từ
maxmin ee
nn →
* Xây dựng đồ thị cân bằng công suất:
- Ta có trị số của đường biểu diễn công suất
k
N
là như nhau ở mọi số truyền.
Bởi vì công suất kéo của các tay số tại bánh xe chủ động chỉ phụ thuộc vào
hiệu suất truyền lực
),(
t
η
mà

const
t
=
η
- Đường biểu diễn công suất cản:
Ta xây dựng công suất cản tại tay số 4, khi xe chuyển động trên đường bằng và
ổn định không có gia tốc. Nghĩa là
0,0 == j
α
Khi đó:






+=+=
3500270
.)(
3
44
444
VFkV
fGNNN
fc
ω
trong đó:
4c
N
: công suất tiêu hao cho lực cản tổng cộng ở tay số

4
:
4
ω
N
công suất tiêu hao cho lực cản không khí ở tay số
4
:
4f
N
công suất tiêu hao cho lực cản ở tay số 4
- Lập bảng tính công suất của ôtô:
Với
]/[1596,0.;017,0];[7865
22
mkgSFkWfkgG ====
và
85,0=
t
η


Bảng III
n
e
(v/ph) V
1h
(km/h) V
2h
(km/h) V

3h
(km/h) V
4h
(km/h) Ne(ml) Nk(ml) Nf4(ml) N
4
ω
(ml) Nc(ml)
720 3.71 6.41 11.04 19.09 29.21 24.83 9.45 0.32 9.77
1080 5.56 9.61 16.55 28.64 45.71 38.85 14.18 1.07 15.25
1440 7.41 12.81 22.07 38.18 62.46 53.09 18.91 2.54 21.45
1800 9.27 16.02 27.59 47.73 78.70 66.90 23.64 4.96 28.59
2160 11.12 19.22 33.11 57.27 93.68 79.63 28.36 8.57 36.93
2520 12.97 22.42 38.62 66.82 106.65 90.66 33.09 13.60 46.69
2880 14.83 25.63 44.14 76.36 116.85 99.33 37.82 20.31 58.12
23 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
23 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
23 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
3240 16.68 28.83 49.66 85.91 123.53 105.00 42.54 28.91 71.46
3600 18.54 32.03 55.18 95.46 125.92 107.03 47.27 39.66 86.93
3960 20.39 35.24 60.69 105.00 123.28 104.78 52.00 52.79 104.79
* Vẽ đồ thị cân bằng công suất của ôtô
- Từ bảng số liệu đã tính được ở trên ta sẽ vẽ được đồ thị cân bằng công suất.


Hình 2: Đồ thị cân bằng công suất
- Đồ thị được xây dựng trên trục tọa độ Đề các, trục hoành thể hiện giá trị của
vận tốc

)(V
. Trục tung thể hiện các giá trị:
4
,,
fce
NNN
và
4321 kkkkk
NNNNN ====
.
24 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
24 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
24 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
- Trên đồ thị vừa xây dựng được nằm giữa
k
N
và
e
N
là công suất dư của ôtô,
công suất dư này để ôtô có thể khắc phục các công suất cản sau:
+, công suất cản lên dốc.
+, công suất cản tăng tốc.
- Giả sử khi ôtô chuyển động ở tay số 4 mà
ck
NN =
4

ta chiếu điểm giao nhau
giữa hai đường này xuống trục hoành ta được vận tốc lớn nhất của ôtô:
./105
max
hkmVV ==
tại thời điểm này ôtô không còn khả năng tăng tốc hoặc khắc phục độ dốc hơn
được nữa.
- Khi
⇒>
cki
NN
ta xác định được công suất dư của ôtô ở các tay số:
ckidi
NNN −=
.
Ví dụ: ở tay số 4, tại vận tốc V= 85.91 (km/h) ta có N
k
= 105 (ml); N
c
= 71.46
(ml)
⇒
ta xác định được
54.3346,71105 =−=−=
ckd
NNN
)(ml
Từ đây ta có thể xác định dược độ dốc mà ô tô có thể vượt qua khi chuyển động
với vận tốc này:
VG

NV
GNN
d
id
.
270.
sin
270
.sin. =⇒==
αα
o
77,00134,0
91,85.7865
270.54,33
sin ≈⇒==⇒
αα
b) Tính toán chỉ tiêu về lực kéo
).(
k
P
* phương trình cân bằng lực kéo.
- Phương trình cân bằng lực kéo của ôtô khi chuyển động tổng quát trên dốc với
đầy dủ các thành phần lực cản (trừ
m
P
) được biểu diễn như sau:
jifk
PPPPP ±±+=
ω
25 | P a g e

Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
25 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
25 | P a g e
Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa