Chọn động cơ và xây dựng đường đăc tính ngoài

THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …





…
NHẬN XÉT , ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN :
Kết quả đánh giá :











GIÁO VIÊN BẢO VỆ :
Kết quả đánh giá :

1
THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …





…
PHẦN I:
XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGOÀI
I/ Xác định trọng lượng toàn bộ của ôtô:
Ta đang tính với ôtô tải chuyên chở hàng hóa nên trọng lượng toàn bộ của ôtô
được xác định như sau:

0
.
n hh
G G n G G= + +

Trong đó:
:
o
G
Tự trọng của ôtô.

:n

G
: Tự trọng môt người.

hh
G
:Trọng lượng hàng hóa chuyên chở.

:n
Số chổ ngồi trong buồng lái.
Đối với xe tải ta đang xét: n=3 người (1 lái 2 phụ)

0
4300
75
5000
n
hh
G kg
G kg
G kg
=
=
=
Vậy ta có: G = 4300 + 5000 + 75.3 = 9525 (kg)

II/ Chọn động cơ và xây dựng đường đăc tính ngoài
Theo đầu đề bài ta đã biết được loại ôtô, tải trọng và tôc độ
max
V
của xe khi chạy

trên đường nằm ngang có hệ số cản lăn f . Ta thấy rằng ôtô chỉ đạt được
axm
V

khi chạy trên đường bằng tốt và không kéo moóc hoăc truyền công suât cho thiết
bị phụ khi đó công suất động cơ phát sinh ra là:
1
v f
t
N N N
ω
η
 
= +
 ÷
 
2
THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …





…

3
ax ax
. . . .
1
.

270 3500
m m
t
G f V K F V
η
 
= +
 ÷
 
(1)
Ở đây : G=9525 kg , trọng lượng toàn tải.
f = 0,024 - Hệ số cẳn lăn của đường.
V
max
= 95km/h-Tốc độ cực đại của ôtô ở tay số truyền
thẳng khi chạy trên đường tốt , nằm ngang.
K - Hệ số cản không khí
+ Đối với ôtô tải : K = 0,05 0,07 KG.
2
gy
/
4
m
Ta chọn K = 0,07KG.
2 4
gy m
(thông số chọn).
F - Diện tích cản chính diện tính theo
2
m

.
+ Việc xác định diên tích cản chính diện gặp nhiều khó khăn ,
để đơn giản người ta dùng công thưc tính gần đúng sau :
F = m.B.
0
H
(
2
m
)
m - Hệ số điền đầy diên tích cản không khí.
Đối với ôtô tải m = 1.
B - Chiều rộng cơ sở của xe : B = 1,8 m.
H - Chiều cao toàn bộ của xe :H = 2,35 m.
Do đó : F = 2,35.1,8 = 4,23(
2
m
).

t
η
- Hiệu suất truyền lực . Đối với ôtô tải

t
η
= 0.8 - 0.85 và ta chọn
t
η
= 0.85
Từ các thông số đã có trên thay vào công thưc (1) ta có :

3
1 9525.0,024.95 0,07.4,23.95
.
0.85 270 3500
v
N
 
= +
 ÷
 
=179,9165 (m.l)
Công suất tính theo công thức (1) chỉ thỏa mản điều kiện đầu đề thiết kế đã cho.
Ta dùng giá trị này để tính toán các phần sau và trên cơ sở đó để xây dựng các đồ thị.
Nhưng nếu ta căn cứ vào giá trị công suất đó để chọn động cơ là chưa đủ. Vì công
3
THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …





…
suất động cơ đem thử trong điều kiện thí nghiệm thiếu các bộ phận: tiêu âm, quạt gió,
bình lọc không khí và các bộ phân khác
Nhưng khi lắp trên ôtô thì các bộ phận trên lại có mặt và mặt khác để tăng khản năng
thắng lực cản đột xuất trong quá trình chuyển động thì công suất của động cơ đặt trên
ôtô phải lơn hơn công suất tính theo công thức (1) tư15%-20%. Ở đây ta chọn công
suất đặt trên ôtô lớn hơn 20%
Vậy công suất động cơ được chọn đặt trên ôtô sẽ la :

'
0,2.
v v v
N N N= +

=179,9615 +0,2.179,9615
= 215,9538 (m.l)
III/ Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ xăng có hạn chế số vòng qoay.
Ôtô ta đang xét là ôtô tải đặt động cơ xăng có hạn chế số vòng qoay. Đối với ôtô
tải không yêu cầu tốc độ lớn như ôtô du lịch mà chủ yếu là yêu cầu
năng suất và tính kinh tế cao, theo đường đặc tính ngoài của động cơ thì suất tiêu hao
nhiên liệu nhỏ nhất ứng với chổ công suất không phải là cực đại mà là điểm dưới chổ
công suất cưc đại
axm
N
. Như vậy để đạt được năng suất cao giá thành hạ thì ôtô tải
đặt động cơ xăng thường có bộ phận hạn chế số vòng qoay.
Ở ôtô có bộ phận hạn chế số vòng qoay thì tốc độ lớn nhất
axm
V
của ôtô sẻ ứng
với số vòng qoay
V
n
ở chổ hạn chế .
Theo đầu đề thiết kế ta chọn
N
n
=3200 v/f ứng với công suất cưc đại

axm
N

Muốn tìm
v
n
ta có biểu thức xác định như sau :
(0,8 0,9).
v N
n n= ÷
Ta chọn
0,9.
v N
n n=
và với
v
N
đã tính từ công thức (1) ta xác định công suất cực
đại
axm
N
theo biểu thức sau :


ax
2 3
v
m
v v v
N N N

N
N
n n n
n n n
=
 
   
 ÷
+ −
 ÷  ÷
 ÷
   
 
4
THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …





…

2 3
179,9615
0,9 0,9 0,9
=
+ −
= 183,447 (m.l)
Với
3200

N
n =
v/p và tỷ số chọn
0,9.
v N
n n=
ta xác định được số vòng qoay ở chổ
hạn chế (hay ở
axm
V
) là :

0,9. 0,9.3200 2880
v N
n n= = =
(vòng/phút)
Từ các trị số
,
v v
n N
và
,
N N
n N
ta đã xác định được điểm hạn chế số vòng qoay và
điểm có công suất cực đại. Để xác định các điểm khác ta sử dụng công thức thực
nghiệm của S.R.Lây-Đéc-Man sau đây :
2 3
ax
e e e

e m
N N N
n n n
N N a b c
n n n
 
   
 ÷
= + −
 ÷  ÷
 ÷
   
 
Ở đây :

e
n
- Số vòng qoay của động cơ ứng với công suất
e
N
.

N
n
- Số vòng qoay của động cơ ứng với công suất cực đại
axm
N
a,b,c - hằng số thực nghiệm. Đối với đông cơ xăng :
a = b = c = 1 .
Lúc đó :

2 3
ax
.
e e e
e m
N N N
n n n
N N
n n n
 
   
 ÷
= + −
 ÷  ÷
 ÷
   
 
. Mà theo thực nghiệm đối với
động cơ xăng tỷ số
(0,2 1,1).
e
N
n
n
= ÷
Khi xây dựng được đồ thị
( )
e e
N f n=
ta có thể xây dựng đồ thị mômen qoay của

đông cơ theo công thức sau :
716,2.
e
e
e
N
M
n
=
(KG.m)
Để cho đơn gian trong tính toán ta lâp bảng quan hệ
,
e e
N M
theo
e
n
rồi từ đó vẽ đồ
thị đường đặc tính ngoài của đông cơ .

/
e n
n n
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1

e
n
640 960 1280 1600 1920 2240 2560 2880 3200 3520
5
THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …






…

e
N
42.56 66.59 90.99 114.7 136.5 155.4 170.2 180 183.4 201.8

e
M
47.63 49.68 50.91 51.32 50.91 49.68 47.63 44.75 41.06 40.06

Bảng 1: Mối quan hệ
,
e e
N M
theo
e
n
.
Từ các giá trị trong bảng (1)ta vẽ đồ thị đường đặc tính ngoài của động cơ với tỷ lệ
xích trên đồ thị lấy theo bản vẽ giấy A
4
như sau:
+ Đối với vận tốc:
µ
ne

= 35,2
( )
/v ph
mm
- biểu diển theo trục hoành.
6
THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …





…
+ Đối với Mômen xoắn:
µ
Me
= 11,12
( )
.KG m
mm
- biểu diển theo trục tung. .
+ Đối với công suất :
Ne
µ
=
1,987634
.m l
mm
-biểu diển theo trục tung.
ne(v/p)

194,8969
198.7634
48,4895
0

Đồ thị1: Đường đặc tính ngoài của động cơ xăng có hạn chế số vòng qoay
7
THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …





…
PHẦN II :
XÁC ĐỊNH TỶ SỐ TRUYỀN CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN L ỰC.
I/ Xác định tỷ số của truyền lực chính :
0
i
Tỷ số truyền lực chính
0
i
được xác định đảo bảo tốc độ chuyển động cực đại
axm
V

của ôtô khi xe chở với tải trọng định mức thì người lái cho xe chạy ở số truyền cao
nhất của hộp số trên mặt đường bằng. Theo lý thuyết
0
i

được xác định theo công thức
:
ax
0
ax
.
0,377.
.
bx em
h m
r n
i
i V
=
(2)
Ở đây :
0
i
- Tỷ số truyền của truyền lực chính .

h
i
- Tỷ số truyền cao nhất của hộp số.
Do ta đang xét xe có số truyền cao nhất là số truyền thẳng nên i
h
=1.

axm
V
-Vận tốc cực đại của ôtô (đầu đề cho

axm
V
= 95 ( km/h).

axem v
n n=
= 2880 v/p Số vòng qoay của động cơ ưng với
axm
V


bx
r
-Bán kính lăn của bánh xe :
bx
r
=
0
.r
λ
+
0
r
: Bán kính thiết kế của lốp :
0
r
=
( ).25,4
2
d

B +
(mm)
Theo đầu đề thiết kế ta chọn loại lốp có ký hiệu B-d = 9-20 (insơ) . Dựa vào ký
hiệu ta biết được lốp là loại lốp có áp suất thấp nên
(0.93 0,935)
λ
= ÷
.
Ta chọn
λ
= 0,935 , vậy bán kính lăn của bánh xe sẻ là
bx
r
=
λ
.
( ).25,4
2
d
B +
= 0,935.(9 +
20
2
).25,4= 451,231(mm)
= 0,451,231 (m).
Thay các giá trị đã có vào công thức (2) ta có :
8
THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …





…
0
0,451231.2880
0,377.
1.95
i =
= 5,157
II/ Xác định tỷ số truyền ở các tay số trung gian của hôp số.
1 ,Xác định tỷ số truyền của tay số I :
Tỷ số tryền của hộp số bắt đầu được xác định ở tay số trưyền thấp nhất. Tỷ
số truyền
hI
i
được xác định theo điều kiện cần và điều kiện đủ để khắc phục
được lưc cản lớn nhất của đường và bánh xe chủ động không bị qoay trong
điều kiện chuyển động .
- Theo điều kiện khắc phục lực cản lớn nhất :
ax axkm m
P P
ψ
≥

Khai triển hai vế ta được :
ax
ax 0
. .
. .

m bx
hI
em t
G r
i
M i
ψ
η
≥
-Theo điều kiện đảm bảo cho bánh xe chủ động không bị trươt qoay:
axkm
P P
ϕ
≤
Khai triển hai vế ta được :
ax 0
. .
. .
b bx
hI
em t
G r
i
M i
ϕ
η
≤
Mà
hI
i

lại được xác định theo điều kiện cản chuyển động và được kiểm
tra theo điều kiện bám :
ax
ax 0
. .
. .
m bx
hI
em t
G r
i
M i
ψ
η
=
Điều kiên kiểm tra :
ax 0
. .
. .
b bx
hI
em t
G r
i
M i
ϕ
η
≤
Ở đây :

0
i
: tỷ số truyền của truyền lực chính (
0
i
= 5,157).

bx
r
:Bán kính lăn của bánh xe .
9
THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …





…
G: Trọng lượng toàn tải của ôtô.

axem
M
:Mômen xoắn cực đại của động cơ.
So sánh giá trị
e
M
ở bảng I ta có
axem
M

= 51,32 (m.l)

b
G
:Trọng lượng bám
b
G
= m.
2
G
+
2
G
:Trọng lượng tĩnh tác dụng cầu chủ động ( cầu sau).

2
G
= 6950 kg (chọn theo xe tham khảo)
+ m: Hệ số phân bố tải trọng m = 1,1
÷
1,3
Ta chọn m = 1,1.

axm
ψ
:Hệ số cản tổng cộng của đường :
axm
ψ
= f+tg
α

f :Hệ số cản lăn f = 0,024

α
:Độ dốc của đường
α
=15
°
Vậy :
axm
ψ
= 0,024 + tg15
°
= 0,2919

ϕ
:Hệ số cản của đường có thể chọn trong khoảng

ϕ
= 0,6
÷
0,8 ta chọn
ϕ
= 0,6

t
η
=0,85: Hiệu suất truyền lực.
Từ các thông số trên ta có :
hI
i

=
9525.0,2919.0,451231
51,32.5,157.0,85
= 5,577
Và điều kiện kiểm tra:

ax 0
. .
. .
b bx
hI
em t
G r
i
M i
ϕ
η
≤
=
0,6.1,1.6950.0,451231
51,32.5,157.0,85
= 9,21 .

Ta thấy
hI
i
= 5,577< 9,21 thỏa mãn điều kiện vậy ta chọn
hI
i
= 5,577

2, Xác định tỷ số truyền của các tay số trung gian:
Có hai phương pháp xác định tỷ số truyền ở các tay số trung gian:
+ Xác định tỷ số truyền theo cấp số nhân .
+ Xác định tỷ số truyền theo cấp số điều hòa.
Ta chọn phương pháp xác định tỷ số truyền theo cầp số điều hòa .
10
THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …





…
Ta đang tính với xe có 5 tay số, tay số cuối cùng
5h
i
là số truyền thẳng
nên
5h
i
= 1.
3
4
2 1h h
i i=
=
3
4
5,577 3,63=

2
4
3 1h h
i i=
=
2
4
5,577 2,36=
4
4 1h h
i i=
=
4
5,577 1,537=

11
THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …





…
PHẦN III :
XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÁC CHỈ TIÊU ĐỘNG LƯC HỌC CỦA ÔTÔ .
I/ Tính toán chỉ tiêu về công suất .
Phương trình cân bằng công suất tổng quát của ôtô như sau:

K
N

=
f
N
+
N
ω
±
i
N

±

j
N
+
m
N

Trong đó :

K
N
: Công suất kéo ở bánh xe chủ động, được xác định
Theo công thức :
K e r e t
N N N N
η
= − =
.
với :

e
N
:công suất có ích của động cơ.

r
N
:công suất tiêu hao cho tổn thất cơ khí
trong hệ thống truyền lực.

t
η
: Hiệu suất lực (
t
η
=0,85).

f
N
: Công suất tiêu hao cho lực cản lăn.

f
N
=
. .
270
G f V
.

j
N

: Công suất tiêu hao cho lực cản quán tính khi tăng tốc

j
N
=
ij
. . .
270
G V
J
g
δ
.

i
N
:Công suất tiêu hao cho lực cản lên dốc.

i
N
=
3
. .
3500
K F V
.

N
ω
:Công suất tiêu hao cho lực cản không khí.

N
ω
=
3
. .
3500
K F V
.

m
N
: Công suất tiêu hao cho lực cản kéo moóc.
12
THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …





…
Ta đang xét với xe không kéo moóc nên
m
N
=0.
Vây công thức có thể viết lại như sau :

K
N
=

f
N
+
N
ω

±
j
N
±

i
N
.
Tuy nhiên trong phương trình cân bằng công suất trên ta chỉ cần xác định công
suất
K
N
,
f
N
và
N
ω
theo tốc độ của tường tay số của hộp số và để xây dựng được
đồ thị cân bằng công suất ta phải tính tốc độ chuyển động của ôtô ở từng tay số theo
số vòng qoay
e
n
của động cơ .

Công thức tính :
0
.
0,377.
.
bx e
n
hn
r n
V
i i
=
.
Ở đây: Ta đang xét với xe 5 tay số nên n=1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5.

bx
r
: Bán kính lăn của bánh xe
bx
r
=0,451231 (m).

e
n
:Số vòng qoay của động cơ.

0
i
:Tỷ số truyền lực chính
0

i
= 5,157

hn
i
:Tỷ số truyền ở tay số đang xét.
hI
i
= 5,577 ;
2h
i
= 3,629 ;
3h
i
= 2,362 ;
4h
i
= 1,537 ;
5h
i
= 1 .
Để cho đơn giãn ta lập bảng tính V ở các tay số theo
e
n
như sau :
n
e
640 960 1280 1600 1920 2240 2560 2880
V
1

3.784 5.677 7.569 9.461 11.35 13.25 15.14 17.30
V
2
5.816 8.724 11.63 14.54 17.45 20.36 23.26 26.17
V
3
8.938 13.41 17.88 22.35 26.81 31.28 35.75 40.22
V
4
13.74 20.61 27.47 34.34 41.21 48.08 54.95 61.82
V
5
21.11 31.67 42.22 52.38 63.33 73.89 84.44 95.0

Bảng 2: Tốc độ chuyển động V của các tay số theo
e
n
.
Sau khi thành lập được bảng vận tốc V ở từng tay số ta thành lập bảng tính
K
N

cho từng tay số theo vận tốc của các tay số đó và thành lập bảng tính
f
N
,
N
ω
,
f

N
+
N
ω
từ vận tốc
min
V
đến
axm
V
.
Sử dụng công thức tính sau đây để lập bảng
K
N
:
13
THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …





…

K
N
=
e
N
.

t
η
.
Do
1 2 3 4 5
.
K K K K K K e t
N N N N N N N
η
= = = = = =
nên ta lập chung cùng một bảng
Với bảng
e
N
theo vận tốc của từng tay số:
n
e
640 960 1280 1600 1920 2240 2560 2880
V
1
3.784 5.677 7.569 9.461 11.35 13.25 15.14 17.30
V
2
5.816 8.724 11.63 14.54 17.45 20.36 23.26 26.17
V
3
8.938 13.41 17.88 22.35 26.81 31.28 35.75 40.22
V
4
13.74 20.61 27.47 34.34 41.21 48.08 54.95 61.82

V
5
21.11 31.67 42.22 52.38 63.33 73.89 84.44 95.0
e
N
42.56 66.59 90.99 114.7 136.5 155.4 170.2 180
K
N
36.18 56.6 77.34 97.46 116 132.1 144.7 153
Bảng 3:
K
N
,
e
N
theo vận tốc từng tay số.
Sử dụng các công thức tính sau đây để lập bảng tính
f
N
,
N
ω
,
f
N
+
N
ω
theo vận tốc
từ

min
V
đến
axm
V
(
axm
V
vận tốc ở chổ hạn chế số vòng qoay ):

f
N
=
. .
270
G f V
.

N
ω
=
3
. .
3500
K F V
.
f
N
+
N

ω
=
. .
270
G f V
+
3
. .
3500
K F V
.
V
3.784 5.677 5.816 7.569 8.724 8.938 9.461 11.35
f
N
3.204 4.806 4.924 6.408 7.386 7.568 8.01 9.612
N
ω
0.005 0.015 0.017 0.037 0.056 0.06 0.072 0.124
f
N
+
N
ω
3.209 4.822 4.941 6.445 7.442 7.628 8.082 9.736
V
11.63 13.25 13.41 13.74 14.54 15.14 17.03 17.45
f
N
9.848 11.21 11.35 11.63 12.31 12.82 14.42 14.77

N
ω
0.133 0.197 0.204 0.219 0.26 0.293 0.418 0.449
f
N
+
N
ω
9,982 11.41 11.56 11.85 12.57 13.11 14.84 15.22
V
17.88 20.36 20.61 21.11 22.35 23.26 26.17 26.81
f
N
14.14 17.23 17.45 17.87 18.92 19.7 22.16 22.7
N
ω
0.483 0.714 0.74 0.796 0.944 1.065 1.517 1.631
f
N
+
N
ω
15.62 17.95 18.19 18.67 19.92 20.76 23.68 24.33
14
THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …






…
V
27.47 31.42 31.67 34.34 35.75 40.22 41.21 42.22
f
N
23.26 26.49 26.81 29.08 30.27 34.05 34.89 35.75
N
ω
1.754 2.59 2.686 3.426 3.886 5.505 5.921 6.368
f
N
+
N
ω
25.02 29.08 29.5 32.5 34.14 39.56 40.81 42.12
V
48.08 52.78 54.95 61.82 63.33 73.89 84.44 95
f
N
40.71 44.69 46.52 52.34 53.62 62.56 71.5 80.43
N
ω
9.402 12.44 14.03 19.98 21.49 34.13 50.94 72.53
f
N
+
N
ω
50.11 57.12 60.56 72.32 75.11 96.69 122.4 153
Bảng 4: Tính

f
N
,
N
ω
,
f
N
+
N
ω
theo
V
.
Từ các thông số tính toán trên ta vẽ đồ thị cân bằng công suất (hình ).
N
k
(KG.m)
N
k1
N
k2
N
f
N
k3
N
k4
N
k5

N
f
w
N
e
N
e(m.l)
95
0
21,223
31,269
46,069
67,874
v(km/h)

Hình 2 : Đồ thị cân bằng công suất.
II/ Tính toán chỉ tiêu về lực kéo (
K
P
).
Phương trình cân bằng lực kéo của ôtô khi chuyển động tổng quát trên dốc với đấy
đủ các thành phần lực các thành phần lực cản được biểu diễn theo dạng sau:
K
P
=
f
P
+
P
ω

±

i
P

±

j
P
+
mk
P
.
Trong đó:
15
THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …





…

K
P
- Lực kéo tiếp tuyến ở các bánh xe chủ động (kg).

f
P
=

.f G
Lực cản lăn (kg).

P
ω
=
3
. .
.
13
K F V
-Lực cản không khí (kg).

i
P
=
f
.G -Lực cản lên dốc (kg).

j
P
=
ij
. .
G
J
g
δ
-Lực cản tăng tốc (kg).

mk
P
-Lực cản kéo moóc.
Tính lực kéo ở bánh xe chủ động tính theo công thức sau:

K
K
bx
M
P
r
=
=
0
. . .
e h t
bx
M i i
r
η
.

K
P
=
0
716,2. . . .
.
e h t
bx e

N i i
r n
η
.
Ở đây:

k
M
: Mômen xoắn ở bánh xe chủ động (KG.m).

bx
r
:Bán kính lăn của bánh xe chủ động (m).

e
M
:Mômen xắn của trục khuỷu động cơ (KG.m).

e
N
:Công suất động cơ (m.l).

e
n
:Số vòng qoay của động cơ ứng với
e
N
(v/f).

0

i
:Tỷ số truyền của truyền lực chính.

h
i
:Tỷ số truyền ở tay số đang tính toán của hộp số.
Từ các thông số đả tính được ở các phần trên và công thức (II) ta lâp bảng
K
P
theo vận tốc của từng tay số như sau:
n
e
640 960 1280 1600 1920 2240 2560 2880
M
e
47.63 49.68 50.91 51.32 50.91 49.68 47.63 44.75
V
1
3.784 5.677 7.569 9.461 11.35 13.25 15.14 17.30
P
K1
2577 2688 2754 2777 2754 2686 2577 2412
V
2
5.816 8.724 11.63 14.54 17.45 20.36 23.26 26.17
P
k2
1677 1749 1792 1807 1792 1749 1677 1755
V
3

8.938 13.41 17.88 22.35 26.81 31.28 35.75 40.22
16
THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …





…
P
k3
1091 1138 1166 1176 1166 1138 1091 1025
V
4
13.74 20.61 27.47 34.34 41.21 48.08 54.95 61.82
P
k4
709.9 740.5 758.8 764.9 758.8 740.5 709.9 667
V
5
21.11 31.67 42.22 52.38 63.33 73.89 84.44 95.0
P
k5
461.9 481.8 493.7 497.7 493.7 481.8 461.9 434
Bảng

5: P
K
theo vận tốc của các tay số

.
Và sử dụng các công thức sau đây để tính P
f
,P
ω
và P
f
+ P
ω

như sau:
Biểu thức tính lực cản lăn : P
f
= f.G
= 0,024.9525 = 228.6 (kG).
Biểu thức tính lực cản không khí:
2
. .
13
K F V
P
ω
=
Với : V- vận tốc của ôtô từ V
min
đến V
max
.
K-Hệ số cản không khí K= 0,07.
F- Diện tích cản chính diện F= 4,23 m

2
. Để đơn giản trong
tính toán P
ω
,P
ω
+P
f
ta lập bảng tính sau:
V
1
3.784 5.677 7.569 9.461 11.35 13.25 15.14 17.30
P
ω
0.3262 0.734 1.0348 2.0388 2.9353 3.966 5.2192 6.6056
P
f
+P
ω
228.93 229.3 229.9 230.64 231.54 232.6 233.82 235.21
V
2
5.816 8.724 11.63 14.54 17.45 20.36 23.26 26.17
P
ω
0.077 0.1734 0.3082 0.4815 0.6934 0.944 1.2327 1.5602
P
f
+P
ω

228.68 228.77 228.91 229.08 229.29 229.5 229.83 230.16
V
3
8.938 13.41 17.88 22.35 26.81 31.28 35.75 40.22
P
ω
0.182 0.4094 0.7279 1.1373 1.6377 2.229 2.9115 3.6849
P
f
+P
ω
228.78 229.01 229.33 229.74 230.24 230.8 231.51 232.28
V
4
13.74 20.61 27.47 34.34 41.21 48.08 54.95 61.82
P
ω
0.4298 0.967 1.7192 2.6862 3.8681 5.265 6.8767 8.7033
P
f
+P
ω
229.03 229.57 230.32 231.29 232.47 233.9 235.48 237.3
V
5
21.11 31.67 42.22 52.38 63.33 73.89 84.44 95.0
P
ω
1.0151 2.284 4.0605 6.3445 9.1361 12.44 16.242 20.556
P

f
+P
ω
229.62 230.88 232.66 234.94 237.74 241 244.84 249.16
Bảng 6: Các giá tri của P
w
,P
w
+P
f
.
17
THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …





…
100
v
( k m / h)
31,27
21,22 46,07
P
k 1
P
k 2
P
k 3

P
k 4
P
k 5
P
f
P
k1
(KG)
67,87
2108,578
1431,174
971,398
659,322
447,507
219,075
P
f
+Pw
III/ Tính toán nhân tố động lực học khi đầy tải (D) và thay đổi tải(D
x
).
1.Xác định nhân tố động lực họcD khi đầy tải G
e
:
Khi so sánh tính chất động lực học của các loại ôtô khác nhau và với điều kiện
làm việc khác nhau, người ta mong muốn có được các thông số mà nó thể hiện được
tính chất động lực học của ôtô. Bởi vậy cần có các thông số đặc trưng tính chất động
lực học của ôtô mà các chỉ số kết cấu không có mặt trong thông số đó. Thông số đó
là nhân tố động lực học của ôtô.

Nhân tố động lực học của ôtô là tỷ số giữa lực kéo tiếp tuyến P
K
trư đi lực cản
không khí P
ω

và chia cho trọng lượng toàn bộ của ôtô (trọng lượng toàn tải). Tỷ số
này được kí hiệu bằng "D" và có biểu thức tính như sau:
D =
K
P P
G
ω
−
= (
0
x
. . .
e t t
b
M i i
r
η

2
W.
13
V
−
).

1
G
=
.
i
j
g
δ
ψ
±
(III.1).
18
THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …





…
Để duy trì cho ôtô chuyển động trong một thời gian dài cần thỏa mãn điều kiện
sau:
D
ϕ
≥

Nếu tính đến khản năng trượt qoay của bánh xe chủ động trong quá trình làm việc
thì nhân tố động lực họccủng bị giới hạn bởi điều kiện bám của cấc bánh xe chủ động
với mặt đường
Ta có lực kéo tiếp tuyến lớn nhất của các bánh xe chủ động
axKm

P
bị giới hạn theo
điều kiện bám như sau :

P
ϕ

≥

axKm
P

hay : (1.1).
m.
ϕ
.G
ϕ

≥

axKm
P

Và nhân tố động lực học tính theo điều kiện bám như sau:
D
ϕ
=
K
P P
G

ω
−
=
2
. . W.m G V
G
ϕ
ϕ
−
Ở đây:
D
ϕ
: Nhân tố động lực học theo điều kiện bám.
m : Hệ số phân bố tải trọng.
Để cho ôtô chuyển động không bị trượt qoay của bánh xe chủ đọng trong một thời
gian dài thì nhân tố động lực học của ôtô phải thoảmãn điều kiện:
D
ϕ

≥
D (1.2).
Kết hợp điều kiện (1.1) và (1.2) để duy trì cho ôtô chuyển động chúng phải thỏa
mãn điều kiện sau:
D
ϕ

≥
D
ϕ
≥

(1.3).
Vậy giới hạn của đồ thi D là biểu thức (1.3).
Để xây dựng đồ thị D cần phải lập bảng tình các trị số trong phương trình (III.1),
mà trong trường hợp ta đang tính vối xe có 5 tay số thì D phải được tính cho 5 tay số:
D
n
=
Kn n
P P
G
ω
−
Trong đó:
19
THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …





…
n : Tay số dang xét n= 1 5
D
n
: Nhân tố động lực học ứng với tay số đang xét.
P
Kn
:Lực kéo tiếp tuyến ứng với tay số đang xét.
P
wn

:Lực cản không khí ứng với tay số đang xét.
Các giá trị nhân tố động lực học "D" ở các tay số được thể hiện trong bảng ( 7 ),
trong bảng có sử dụng các công thức sau để tính:
K
K
bx
M
P
r
=
=
0
. . .
e h t
bx
M i i
r
η
.
hay:
K
P
=
0
716,2. . . .
.
e h t
bx e
N i i
r n

η
.
2
. .
13
K F V
P
ω
=
và D =
K
P P
G
ω
−
= (
0
x
. . .
e t t
b
M i i
r
η

2
W.
13
V
−

).
1
G

V
1
3.784 5.677 7.569 9.461 11.35 13.25 15.14 17.30
P
K1
2577 2688 2754 2777 2754 2686 2577 2412
P
ω1
0.3262 0.734 1.0348 2.0388 2.9353 3.966 5.2192 6.6056
D
1
0.2705 0.2821 0.289 0.2913 0.2889 0.282 0.27 0.2535
V
2
5.816 8.724 11.63 14.54 17.45 20.36 23.26 26.17
P
K2
1677 1749 1792 1807 1792 1749 1677 1755
P
ω
1
0.077 0.1734 0.3082 0.4815 0.6934 0.944 1.2327 1.5602
D
2
0.176 0.1836 0.1881 0.1896 0.1881 0.184 0.1759 0.1652
V

3
8.938 13.41 17.88 22.35 26.81 31.28 35.75 40.22
P
k3
1091 1138 1166 1176 1166 1138 1091 1025
P
ω
3
0.182 0.4094 0.7279 1.1373 1.6377 2.229 2.9115 3.6849
D
3
0.1145 0.1194 0.1224 0.1233 0.1223 0.119 0.1142 0.1072
V
4
13.74 20.61 27.47 34.34 41.21 48.08 54.95 61.82
P
k4
709.9 740.5 758.8 764.9 758.8 740.5 709.9 667
P
ω
4
0.4298 0.967 1.7192 2.6862 3.8681 5.265 6.8767 8.7033
D
4
0.0745 0.0776 0.0795 0.08 0.0793 0.077 0.0738 0.0619
V
5
21.11 31.67 42.22 52.38 63.33 73.89 84.44 95.0
P
k5

461.9 481.8 493.7 497.7 493.7 481.8 461.9 434
P
ω
5
1.0151 2.284 4.0605 6.3445 9.1361 12.44 16.242 20.556
D
5
0.0484 0.0503 0.0514 0.0516 0.0509 0.049 0.0468 0.0434

20
THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …





…
Bảng 7: Các giá trị nhân tố động lực học D
2. Xác định nhân tố động lực học D
X
khi tảy trọng của ôtô thay đổi:
Ở phần 1 phần này ta đã tính toán nghiên cứu đặc tính động lực học của ôtô tương
ứng với trường hợp ôtô tải đầy. Nhưng trong quá trình sử dụng thực tế, không phải
lúc nào ôtô củng chở tải đầy và trọng lượng hàng hóa củng như hàng khách có thể
thay đổi trong một phạm vi khá lớn. Khi đó biểu thức xác định nhân tố động lực học
của ô tô được xác như sau:
D
x
=
K

x
P P
G
ω
−
.
Từ biểu thức tính (III.1) và biểu thức trên ta nhận xét rằng:
Giá trị nhân tố động lực học cúa otô tỷ lệ nghịch với tỷ trọng lượng toàn bộ của
nó. Diều này cho phép chúng ta xác định nhân tố động lực học của ôtô tương ứng với
tải trọng thay đổi bất kì nào đó theo công thức:
D
x
.G
x
=D.G
hay:
D
x
= D.
x
G
G
.
Ở đây:
G
x
: Tải trọng mới của ôtô.
G
x
= G

0
+ G
ex
G
0
: Tự trọng của otô.
Để thuận lợi cho việc vẽ đồ tkị D
x
ta lập bảng xác định các tia tải ứng với các
góc
α
theo công thức:
tg
α
=
XK
G
G
Trong đó: K- ứng với chỉ số tải trọng (%).
Để cho đơn giản trong tính toán các giá trị của
α
được thể hiện trong bảng sau:
%G 0% 20% 40% 50% 60% 80% 100% 110%
G
X
4525 5525 6525 7025 7525 8525 9525 10025
G
X
/G
e

0.475 0.58 0.685 0.738 0.79 0.895 1 1.053
α
25.412 30.118 34.413 36.41 38.31 41.829 45 46.524
21
THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …





…
%G 120% 130% 140% 150% 160% 170% 180% 190%
G
X
10525 11025 11525 12025 12525 13025 13525 14025
G
X
/G
e
1.105 1.158 1.21 1.263 1.315 1.368 1.42 1.473
α
47.855 49.175 50.427 51.617 52.748 53.823 54.845 55.818
Bảng 8: Các giá trị của góc tia
α

D
1
D
2
D

3
D
4
D
5
120%
0%
100%
50%
20%
40%
60%
90%
80%
140%
D
X
180%
160%
D
V
(km/h)
 
67,874
46,069
31,264
21,223


IV/ Tính toán khản năng tăng tốc của ôtô:

1/Xác định khản năng gia tốc của ôtô:
Nhờ đồ thị nhân tố động lực học D = f(V) ta có thể xác định được sự tăng tốc của
ôtô khi hệ số cản của mặt đường đả biết và khi chuyển động ở một số truyền bất kì
với một vận tốc đả biết.
Từ biểu thức( III.1) khi đả biết được hệ số cản tổng cộng của mặt đường
ψ
, nhân tố
động lực học D ta xác định khản năng tăng tốc như sau:
D =
.
i
j
g
δ
ψ
+

22
THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …





…
Từ đó ta rút ra:
( )
.
j
dv g

j D
dt
ψ
δ
= = −
Khi ôtô chuyển động trên đường bằng (góc dốc
α
= 0) nghĩa là
ψ
=
f
công thức
trên có thể viết :
j
m
=
( )
.
m
im
D f
g
δ
−
(IV.1)
Trong đó : m- Chỉ số ứng với số truyền đang tính m =1
÷
5.
D - Nhân tố động lực học khi ô tô đầy tải.

im
δ
-hệ số kể đến ảnh hưởng của khối lượng qoay.
Được tính theo công thức :
im
δ
=1,04 + a .i
2
hm
.Đối với ôtô tải a nằm trong khoảng
thực nghiệm sau a = 0,05
÷
0,07 và ta chọn a = 0,05 nên ta có:

im
δ
=1,04 + 0,05. i
2
hm

g -

Gia tốc trọng trường (

g =9,81 m/gy
2
)

f -Hệ số cản lăn ( f =0,024).
Để thuận lợi trong tính toán ta lập bảng tính

im
δ
và i
hm
cho các tay số như sau :
Tay số I II III IV V
i
h
5.5785 3.6298 2.3619 1.5368 1
i
2
h
31.119 13.176 5.5785 2.3619 1
im
δ
2.596 1.6988 1.3189 1.1581 1.09
Bảng 9: Giá trị của
im
δ
theo các số.
Từ các thông số
im
δ
ở bảng (9) ta sử dụng công thức tính (IV.1) để lập bảng gia tốc
các tay số :
V
1
3.784 5.677 7.569 9.461 11.35 13.25 15.14 17.30
D
1

-f 0.2465 0.2581 0.265 0.2673 0.2649 0.258 0.246 0.2295
j
1
0.9314 0.9753 1.0015 1.0101 1.0009 0.974 0.9295 0.8672
V
2
5.816 8.724 11.63 14.54 17.45 20.36 23.26 26.17
D
2
-f 0.152 0.1596 0.1641 0.1656 0.1641 0.16 0.1519 0.1412
j
2
0.8777 0.9215 0.9477 0.9563 0.9474 0.921 0.877 0.8155
V
3
8.938 13.41 17.88 22.35 26.81 31.28 35.75 40.22
23
THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …





…
D
3
-f 0.0905 0.0954 0.0984 0.0993 0.0983 0.095 0.0902 0.0832
j
3
0.6732 0.7097 0.7315 0.7385 0.7308 0.708 0.6711 0.6191

V
4
13.74 20.61 27.47 34.34 41.21 48.08 54.95 61.82
D
4
-f 0.0505 0.0536 0.0555 0.056 0.0553 0.053 0.0498 0.0451
j
4
0.4276 0.4544 0.47 0.4746 0.4681 0.451 0.4219 0.3822
V
5
21.11 31.67 42.22 52.38 63.33 73.89 84.44 95.0
D
5
-f 0.0244 0.0263 0.0274 0.0276 0.0269 0.0250 0.0228 0.0194
j
5
0.2195 0.2371 0.2467 0.2483 0.2419 0.2270 0.2951 0.1747
Bang 10: gia toc cac tay so
2/ Xác định thời gian tăng tốc & quảng đường tăng tốc của ô tô:
Nhờ đồ thị nhân tố động lực học của ôtô chúng ta sẻ xác định được sự tăng tốc
của ôtô qua đồ thị
( )j f v=
và củng từ đây ta xác định được thời gian tăng tốc và
quảng đường tăng tốc của chúng. Đây là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng
động lực học của ôtô:
A > Xác định thời gian tăng tốc của ôtô:
Từ biểu thức: j =
dV
dt

;
Ta suy ra:
dt
=
1
.dV
j
;

Vậy thời gian tăng tốc của ô tô từ tốc độ V
1
đến tốc độ V
2
sẻ là:
t =
2
1
1
.
V
V
dV
j
∫
;
Tích phân này không thể giải được bằng phương pháp giải tích, do nó không
có quan hệ phụ thuộc chính xác về giải tích giửa sự tăng gia tốc j và vận tốc chuyển
động của chúng. Nhưng tích phân này có thể giải được bằng phương pháp đồ thị dựa
trên cơ sở đặc tính động lực học hoặc nhờ vào đồ thị gia tốc của ôtô
( )j f v=

. Để
tiến hành xác định thời gian tăng tốc của ôtô theo phương pháp tích phân bằng đồ
thị thì ta cần phải xây dựng được đồ thị đường cong gia tốc ngược ở mổi số truyền
khác nhau, nghỉa là xây dựng được đồ thị
1
j
=
f
(V) ;
24
THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …





…
Trong quá trình tính toán và xây dựng đồ thị, ta cần lưu ý rằng:
+> Tại vận tốc lớn nhất của ô tô V
max
thì giá trị gia tốc j = 0 và do đó
1
j
=
∞
Vi vậy trong tính toán ta chỉ lấy giá trị vận tốc của ô tô trong khoảng từ V
min
đến
0,95.V
max

.
+>Tại vận tốc nhỏ nhất V
min
thì lấy trị số t=0 ;
Phương pháp tích phân bằng đồ thị còn gọi là phương pháp tích phân gần đúng và
được thực hiện theo các bước như sau:
-Xây dựng đồ thi gia tốc ngược bằng cách sử dụng các giá trị gia tốc ở bảng (10) Ta
lập bảng giá trị tính biểu thức
1
m
j
=
f
(V) theo vận tốc của các tay số, (đối với tay số
5 gia trị gia tốc chỉ xét đến 95%V
max
như đả nói ở trên).
Vây các giá trị gia tốc ngược được thể hiện trong bảng sau đây:
V1 3.784 5.677 7.569 9.461 11.35 13.25 15.14 17.30
j1 0.9314 0.9753 1.0015 1.0101 1.0009 0.974 0.9295 0.8672
1/j1 1.0736 1.0253 0.9985 0.99 0.9991 1.027 1.0759 1.1531
V2 5.816 8.724 11.63 14.54 17.45 20.36 23.26 26.17
j2 0.9314 0.9753 1.0015 1.0101 1.0009 0.974 0.9295 0.8672
1/j2 1.1393 1.0852 1.0552 1.0457 1.0555 1.086 1.1402 1.2263
V3 8.938 13.41 17.88 22.35 26.81 31.28 35.75 40.22
j3 0.6732 0.7097 0.7315 0.7385 0.7308 0.708 0.6711 0.6191
1/j3 1.4854 1.409 1.367 1.354 1.3683 1.412 1.4902 1.6153
V4 13.74 20.61 27.47 34.34 41.21 48.08 54.95 61.82
j4 0.4276 0.4544 0.47 0.4746 0.4681 0.451 0.4219 0.3822
1/j4 2.3384 2.2008 2.1275 2.1069 2.1362 2.219 2.3702 2.6165

V5 21.11 31.67 42.22 52.38 63.33 73.89 84.44 95.0
j5 0.2195 0.2371 0.2467 0.2483 0.2419 0.2270 0.2951 0.1747
1/j5 4.5563 4.2178 4.0535 4.0274 4.1339 4.396 4.8759 5.7249
Bang 11: gia tri gia toc nguoc
Sau khi xây dựng bảng giá trị gia tốc ngược và vẽ được đồ thi gia tốc ngược. Ta
chia trên đồ thị gia tốc ngược thành n khoảng đều nhau có vận tốc biến thiên từ V
min
đến 95%V
max
, sau đó ta tính diện tích trên đồ thị gia tốc của các khoảng biến thiên
25