Tính chọn động cơ và tỉ số truyền của hệ thống truyền lực cho ô tô

Phạm Văn Nghĩa
LỜI NÓI ĐẦU
Môn học “ Lý Thuyết ôtô ” chiếm vị trí rất quan trọng trong
chuyên nghành đào tạo kỹ thuật ôtô.
Chính vì vậy, qua thời gian học tập môn lý thuyết ôtô do thầy
giáo bộ môn giảng dậy chúng em đã học, tìm hiểu và hoàn
thành bài tập lớn thầy giao cho nhóm. Thời gian học và làm bài
tập chúng em đã hoàn thiện hơn các tính toán về chuyên môn
của ôtô. Sau đây là phần trình bày những bước làm trong bài
tập :
- Tính chọn động cơ
- Tính tỉ số truyền của hệ thống truyền lực
- Lập bản và xây dựng các đồ thị về :
+ Đ
ồ thị đặc tính ngoài động cơ
+ Đồ thị cân bằng lực kéo
+ Đồ thị gia tốc của xe
+ Đồ thị thời gian, quãng đường tăng tốc
Chúng em chân thành cảm ơn những hướng dẫn tận tình của
thầy trong quá trình hoàn thành bài tập này.
Trong quá trình tính toán không tránh khỏi những sơ suất,
mong thầy và các bạn đọc góp ý để hoàn thiện hơn lần sau.
1
Phạm Văn Nghĩa
2
Phạm Văn Nghĩa
Đơn vị tính toán theo hệ si:
- Vận tố góc (ω) :
- Số vòng quay (n) :
- Gia tốc (j) :

- Lực,trọng lượng :
- Áp suất :



- Mômen quay :
- Công suất : hoặc
- Vận tốc :
3
Phạm Văn Nghĩa

CÁC THÔNG SỐ :
1. Các thông số cho trước của bài tập :
- loại ôtô : ôtô tải
- tốc độ lớn nhất V
max
: 155
- hệ số cản của mặt đường tương ứng với vận tốc cao nhất :
ψ
max
= 0,4
- Loại động cơ dùng trên ôtô : Diezen
- Trọng lượng toàn bộ ôtô : 2850 [kg]
- Bán kính lốp trung bình : r
b
= 0,33 [m]
- Công thức bánh xe : 4 ∗ 2
2. Các thông số chọn tương ứng:
- Hệ số cản khí động : k = 0,6

- Diện tích cản chính diện của ôtô : F = 3

- Hiệu suất truyền đối với ôtô tải có lực truyền chính một cấp :
η
t
= 0,89
- Hệ số bám : ϕ = 0,8
- Hệ số cản lăn : f
0
= 0,015
- Tỉ số truyền ở số cao nhất : i = 0,75
- T
c
= 2
4
Phạm Văn Nghĩa
- Vận tốc nhỏ nhất của ôtô ứng với số vòng quay nhỏ nhất của động
cơ: V
min
= 4
- Độ dốc của đường : sinα = 0,005
- Gia tốc trọng trường : g = 10

- Hệ số xét đến phần công suất dẫn động của bộ phận trên ôtô :
k
p
= 1,13
- Khoảng cách giữa 2 tỉ số truyền liên tiếp ở số thấp : q = 1.5
- Khoảng cách giữa 2 tỉ số truyền liên tiếp ở số cao : q = 1.3
- Ta chọn động cơ diezen 4 kỳ có buồng cháy xoáy lốc nên ta chọn

hệ số : a = 0,7 ; b = 1,3 ; c = 1
- Động cơ Diesel nên ta chọn: λ
v
= 0,8 (có bộ hạn chế số vòng quay)

I .TÍNH CHỌN LỐP XE :
Xác định tải trọng tác dụng lên từng bánh xe
Xe tải 4 bánh có: G = 2850 kg
5
Phạm Văn Nghĩa
Bán kính bánh xe: R
b
= 0,33 m
⇒ G
L
= = 712,5 kg
So sánh G
L
với [G
L
] trong sổ tay ô tô
Ta có: G
L
≤ [G
L
] = 790 kg
Ký hiệu lốp xe
260 ÷ 508P (9,00 R20)
Kiều vân mặt lốp y
Khối lượng kg (không quá) 60

Tiêu chuẩn số lượng lốp 12
Ký hiệu vành bánh 178 -508
Kích thước
(không quá) mm
khi áp suất tối đa
Khôn
g tải
Đường kính ngoài
1020 ± 10
Chiều rông mặt cắt 262
Có tải trọng
476 ± 5
Tải trọng tối đa
cho phép và áp
suất tương ứng
Tải trọng 2050
Áp suất kG/cm
2
6,5
Áp suất tối thiểu
cho phép và tải
trọng cho phép ở
Áp suất kG/cm
2
2,1
Tải trọng kg 790
6
Phạm Văn Nghĩa
II : TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ :
1. Xác định công suất cần thiết của động cơ ứng với vận tốc V

max
N
kv
= N
ψ
+ N
ω
= ψ
v
.G.V
max
+ k.F.
3
axm
V


ψ
v
= f
v
.cosα + sinα
f
v
= f
o
.( 1 +
2
1500
v

) = 0,015.( 1 +
2
43,05
1500
) = 0,033
đối với xe tải thường : sinα ∼ α mà sinα = i (i: độ dốc của đường,i = 5
0
/
00
)
sinα = 0,005 ⇒ α = arcsin(0,005) = 0,000500002
⇔ cosα = 0,999987499
ψ
v
=0,033.0,999987499 + 0,005 = 0,038
N
kv
= 0,038.43,05 + 3.0,6.(43,0)
2
=190235.56 W
Công suất lớn nhất của động :
7
Phạm Văn Nghĩa

( )
( )
'
ax
2 3
2 3

.
242895,25W
0,7.0,8 1,3.0,8 0,8 .0,89
kv
em
v v v t
kv
a b c
λ λ λ η
=
+ −
Ν
= =
+ −
Ν
Ν
Công suất lớn nhất của động cơ :
N
emax
=k
p
.
'
axem
Ν
= 1,13.242895,25 =274471,63 W
Kiểu động cơ : Đongfeng DFL3251GJBAX
Model DFL3251GJBAX
Động cơ Cummin L375
Kiểu động cơ 4 kỳ,tăng áp, 6 xi lanh thẳng hàng

Loại nhiên liệu Diesel
Thể tích làm việc 8900 cm
3
Công suất cực đại 275 Kw
Số vòng quay lớn nhất 2200 v/p
Số vòng quay nhỏ nhất 600 v/p
Mômen xoắn cực đại 1400 Nm
8
Phạm Văn Nghĩa
III: TÍNH TỶ SỐ TRUYỀN CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC :
1).Xác định tỷ số truyền của hệ thống truyền lực chính theo điều kiện sau.
Động cơ chạy với số vòng quay n
emax
và hộp số ở số lớn nhất : V
max
ax
.
ax
.
b em
c
t
R
m b b
t
V R
ω
ω
= =
“C” - chỉ số cao nhất của hệ thống truyền lực

I
0
= R
b
.π

N
emax
= 2200.0,8 = 1760 (v/p)
I
0
= = 1.89
Vậy tỷ số truyền của hệ thống truyền lực chính: i
0
= 1,89
2). Xác định tỷ số truyền của số thấp nhất của hộp số: i
h1
• Xác định tỷ số truyền dựa trên 3 điều kiện
9
Phạm Văn Nghĩa
 Điều kiện 1 theo tổng lực cản
ax
ax
m
k m
p p p
ψ ω
> +
V
max

<< → P
ψ
max
bỏ qua
max
max
max 1 0
max
. .
.
ki
e h t
b
p p
i i
G
R
ψ
η
ψ
≥
Μ
≥

max
1
max 0
. .
0,4.28500.0,33
1,7

. . 1200.2,05.0,89
b
h
e t
G R
i
i
ψ
η
≥ = =
Μ
 Điều kiện 2 theo điều kiện bám
max
ki
p p
ϕ
≤
max 1 0
1
max 0
. . .
.
. .
0,8.28500.0,33
3,4
. . 1200.2,05.0,89
e h t
b
b
h

e t
i i
G
R
G R
i
i
η
ϕ
ϕ
η
Μ
≤
≤ = =
Μ
 Điều kiện 3
Ô tô có tính cơ động cao khi đi qua đường chật hẹp
10
Phạm Văn Nghĩa
min
min
min
1 0
min
1
min 0
. .
.
30. .
. .

0,33.3,14.600
9,1
. .30 1,1.2,05.30
b e
b b
h
b e
h
R n
V R
i i
R n
i
V i
π
ω
π
= =
≤ = =
V
min
= 1,1 (m/s)
N
emin
= 600 (v/p)
Ta có :
1,7 ≤ i
h1
≤ 3,4 và không được vượt quá giá trị 9,1
chọn: i

h1
= 3,4
Vậy tỷ số truyên của số thấp nhất: i
h1
= 3,4
3). Xác định tỷ số truyền cao nhất của hộp số: i
hn
đối với xe tải có số truyên tăng (i<1).ta chọn i
hn
= 0,75 tức là n
ra
> n
vào
4). Xác định số cấp hộp số (n) và tỷ số truyền các số trung gian: i
hk
≤ n ≤ với k
D
=

= 4,53
q - Khoảng cách giửa 2 tỷ số truyền liên tiếp ở số truyên thấp q= 1,5
q - Khoảng cách giủa 2 tỷ số truyền liên tiếp ở số cao q = 1,3
= = 3,75
11
Phạm Văn Nghĩa
= = 5,73
⇒ 3,72 ≤ n ≤ 5,75
Chọn n =5,75. làm tròn đến số nguyên n = 5 ta có n < 6
⇒ hộp số có 1 hộp số chính
Vậy hộp số có 5 cấp số : i

k1
, i
h2
, i
h3
, i
h4
, i
h5
12
Phạm Văn Nghĩa
Ta có :

=
q

=
q

=
q

=
q
Nhân vế với vế ta được:
=
q (∗)
(i
h5
= i

hn
)
ln 2 vế (∗) ta được:
ln = (n-1) lnq
ln = 4 lnq
lnq = 0,38
⇒ q = e
0,38
=1.46
Ta có tỷ số truyền của các số trung gian:
• i
k1
= 3,4
13
Phạm Văn Nghĩa
• i
h2
=

= = 2,32
• i
h3
=

= = 1,59
• i
h4
=

= = 1,09

• i
h5
= 0,75

14
Phạm Văn Nghĩa

V : BIỂU DIỂN CÁC ĐỒ THỊ
1). Đồ thị đặc tính ngoài của động cơ :
Lập bảng:

i
n
e
M
e
N
e
0.1 220 977.4191083 22506.704
0.2 440 1096.616561 50502.848
0.3 660 1191.974522 82341.6
0.4 880 1263.492994 116376.128
0.5 1100 1311.171975 150959.6
0.6 1320 1335.011465 184445.184
0.7 1540 1335.011465 215186.048
0.8 1760 1311.171975 241535.36
15
Phạm Văn Nghĩa
VII : Đồ thị cân bằng lực kéo: P
k

Lập bảng
λ
i
i
h1
i
h2
i
h3
i
h4
i
h5

16
Phạm Văn Nghĩa
V
1
P
k1
V
2
P
k2
V
3
P
k3
V
4

P
k4
V
5
P
k5
0.
1
1.188
8
1684437
0 1.7347 11493806 2.5421 7877220
3.708
2 5400107 5.3892 3715670
0.
2 2.3776
1889856
2 3.4695 12895489
5.084
2 8837857 7.4164 6058657
10.77
8 4168800
0.
3 3.5664 20541915
5.204
2 14016836 7.6263 9606366 11.125 6585496
16.16
8 4531305
0.
4 4.7552

2177443
0 6.9389 14857846
10.16
8
1018274
8
14.83
3 6980626 21.557 4803183
0.
5 5.944 22596107
8.673
6 15418520 12.71
1056700
3
18.54
1 7244046 26.946 4984435
0.
6
7.132
8
2300694
5
10.40
8 15698857 15.253
1075913
0 22.249 7375756 32.335 5075061
0.
7
8.321
6

2300694
5 12.143 15698857 17.795
1075913
0 25.957 7375756 37.725 5075061
0.
8 9.5104 22596107
13.87
8 15418520
20.33
7
1056700
3 29.665 7244046 43.114 4984435
17