Tính toán sức kéo cho ô tô du lịch (động cơ diezel)

TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI

…..…

Trường ĐHCN Hà Nội
Khoa: CN ô tô

KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ

Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam
Độc lập – tự do - hạnh phúc

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ Ô TÔ
Họ và tên : NGÔ VĂN DÂN
Lớp : ĐL4
Ngành: Cơ Khí Động Lực
1. Đề tài thiết kế : Tính toán sức kéo cho ô tô tải (động cơ Diezel)
2. Các số ban đầu:
• Khối lượng ô tô khi không tải :
Go =2500 kg
• Khối lượng ô tô khi đầy tải
:
G = 5155 kg
• Công suất cực đại của động cơ :
Nemax = 60kw =81,52
• Kích thước lốp(B-d)
:
7,5 – 16(inh)
• Tốc độ tối đa
: Vmax = 82 km/h
• Các thông số hình học của ô tô(kèm theo)

3. Nội dung các phần thiết kế tính toán
a. Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ
b. Xác định tỷ số truyền của hệ thống truyền lực
c. Tính toán các chỉ tiêu động lực học của ô tô.
4. Các bản vẽ và đồ thị (ghi rõ họ tên và kích thước các bản vẽ ):
01 bản vẽ Ao kẻ ly bao gồm
+ Đồ thị đường đặc tính ngoài của động cơ.
+ Các đồ thị : Cân bằng công suất , cân bằng lực kéo đồ thị nhân
tố động lực học, đồ thị gia tốc, đồ thị thời gian gia tốc và quãng
đường tăng tốc.
5. Ngày giao nhiệm vụ thiết kế :
6. Ngày hoàn thành nhiệm vụ :

Khoa, bộ môn

Hà Nội, ngày 10 tháng 08 năm 2012
Giáo viên hướng dẫn thiết kế

LÊ VĂN ANH

GVHD : LÊ VĂN ANH

1

SVTH: NGÔ VĂN DÂN


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………

2


TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI

…..…

KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ

LỜI NÓI ĐẦU
Ngành ô tô hiện nay đang phát triển rất mạnh, nó là một ngành công nghiệp
có vai trò quan trọng trong nền kinh tế của một đất nước .Vì vậy việc đào tạo
kĩ sư trong ngành cũng hết sức quan trọng .Trong khi đó môn học “lý thuyết

ôtô” chiếm vị trí quan trọng trong chương trình đào tạo kỹ sư nghành ôtô máy
kéo. Môn học “lý thuyết ôtô” cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản
thuộc lĩnh vực lý thuyết ôtô liên quan đến sự phát triển của ngành ôtô trong sự
đổi mới của đất nước hiện nay. Đồng thời cũng đề cập đến các vấn đề liên quan
đến sự phát triển kỹ thuật mới của nghành ôtô trên thế giới.
Nhận thấy sự cần thiết của môn học này nên các sinh viên đã được giao
nhiệm vụ làm đồ án môn tính toán thiết kế về “lý thuyết ôtô”.Việc tính toán
thiết kế “lý thuyết ôtô” giúp cho sinh viên hiểu rõ và sâu sắc hơn về ôtô điều đó
đồng nghĩa với việc đảm bảo được sự an toàn khi xe chuyển động, sự tiết kiệm
nhiên liệu hay tính kinh tế khi vận hành xe .
đồ án thiết kế ôtô về “tính toán sức kéo cho ôtô tải” (động cơ diezel)

GVHD : LÊ VĂN ANH

3

SVTH: NGÔ VĂN DÂN


PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ SỨC KÉO CỦA ÔTÔ.
Lịch sử phát triển ngành ôtô máy kéo đã chứng kiến nhiều loại động cơ
khác nhau dùng trên ôtô nhưng hiện nay nguồn động lực chính dùng trên ôtô
vẫn là loại động cơ đốt trong loại piston.
Khi nghiên cứu tính toán sức kéo ôtô người ta nghiên cứu tính toán qua
những phần chính sau:
1* Xây dựng đường đặc tính ngoài động cơ.
- Để xác định lực, momen tác dụng lên các bánh xe chủ động của ôtô cần
phải nghiên cứu đường đặc tính tốc độ của động cơ đốt trong lại piston.
- Đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ là các đồ thị chỉ sự phụ thuộc của
công suất có ích Ne, momen xoắn có ích Me tiêu hao nhiên liệu trong 1 giờ

Gt và xuất tiêu hao nhiên liệu Ge theo số vòng quay n hoặc theo tốc độ góc
trục khuỷu
- Có 2 loại đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ.
Đường đặc tính tốc độ ngoài, gọi tắt là đường đặc tính ngoài động cơ.
Đường đặc tính tốc độ động cơ nhận được bằng cách thí nghiệm động cơ
trên bệ thử.Khi thí nghiệm động cơ trên bệ thử ở chế độ cung cấp nhiên liệu
cực đại tức là mở bướm ga hoàn toàn đối với động cơ xăng hoặc đặt thanh
răng của bơm cao áp ứng với chế độ cấp nhiên liệu hoàn toàn đối với động
cơ diesel. Chúng ta nhận được đường đặc tính ngoài của động cơ.
Đường đặc tính cục bộ thể hiện khi bướm ga hoặc thanh răng ở vị trí
trung gian.
Nên đối với mỗi động cơ đốt trong sẽ có một đường đặc tính tốc độ ngoài
và vô vàn đường đặc tính cục bộ tùy theo vị trí bướm ga hay vị trí của thanh
răng.
2* Nghiên cứu về tỷ số truyền của HTTL
Công suất phát ra của động cơ một phần tiêu hao cho ma sát trong HTTL,
phần còn lại để khắc phục sức cản, khả năng tải, tốc độ cần có của động cơ
khi làm việc.
Ô tô chạy ở các chế độ khác nhau và làm việc ở các chế độ có tính kinh tế
nhiên liệu tốt nhất. khi chạy ở các chế độ và tải khác nhau tức là để ôtô chạy
ổn định ở các chế độ khác nhau chúng ta cần thay đổi tỷ số truyền của
HTTL
4


…..…

TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ

-

Đối với tỷ số truyền của truyền lực chính
Từ công thức nhân tố động lực học D nhận thấy tỷ số truyền i 0 có ảnh
hưởng đến chất lượng động lực học của ôtô và vận tốc của chúng. Khi i 0
tăng thì D tăng nghiã là khắc phục sức cản chuyển động của ôtô cũng tăng
lên. Tuy nhiên khi i0 tăng thi vận tốc lớn nhất của ôtô ở mỗi số truyền bị
giảm xuống dẫn đến số vòng quay trục khuỷu cho một đơn vị quãng đường
chạy tăng lên dẫn đến tiêu hao nhiên liệu tăng lên và giảm tuổi thọ của các
chi tiết động cơ.
Tùy theo loại xe cần chọn thông số i 0 cho thích hợp việc chọn i0 được
nghiên cứu bằng sự cân bằng công suất ôtô và được tính toán ở phần sau khi
tính toán.
- Số lượng số truyền trong hộp số:
Số lượng số truyền trong hộp số ảnh hưởng đến tính chất động lực học
của ôtô. Để tiện khi so sánh 2 loại ôtô có đặc tính động lực học như nhau,
nhưng ôtô thứ nhất với hộp số có 3 số truyền và thứ 2 có 4 số truyền chúng
đều có tỷ số truyền thứ nhất và cuối cùng bằng nhau.
nếu 2 ôtô cùng chuyển động trên cùng một loại đường có hệ số cản tổng như
nhau là φ2 khi đó vận tốc lớn nhất của ôtô có hộp số 3 cấp nhỏ hơn vận tốc
của ôtô có hộp số 4 cấp
- Cần xác định tỷ số truyền của hộp số :
Hộp số đặt trong hệ thống truyền lực của ôtô nhằm đảm bảo khả năng
khắc phục lực cản của mặt đường luôn thay đổi như vậy cần xác định tỷ số
truyền của từng số trong hộp số.
3. Các chỉ tiêu để đánh giá ôtô
Đánh giá ôtô người ta đánh giá qua các chỉ tiêu sau:
* Chỉ tiêu về công suất
Xây dựng phương trình công bằng công suất dạng tổng quát

Ne = N t + N f + Nω ± Ni ± N j
Phương trình cân bằng công suất tại bánh xe chủ động:
Nk = Ne - Nt = N f + Nω ± Ni ± N j
biểu thị dạng khai triển
N

j

G

(1 - η t ) + G.f.v.cosα ± G.v.sinα + W.v 3 ± g . δ i .v.j
Xét trường hợp ôtô chuyển động ổn định trên đường bằng
1
Pt: N e = N t + N f + N ω = (f.G.v + W.v 3 ).
ηt
Ta xây dựng đồ thị công suất dựa trên phương trình này.

N =N
e

e

GVHD : LÊ VĂN ANH

5

SVTH: NGÔ VĂN DÂN


Đồ thị cân bằng công suất động cơ biểu thị mối quan hệ vào vận tốc chuyển

động của ôtô. Ne = f(v) mà số vòng quay trục khuỷu và vận tốc có quan hệ bậc
nhất.
2.π . ne . r b

v=

(m/s)

60.it

Đồ thị biểu thị mối quan hệ giữa công suất phát ra của động cơ và công suất cản
trong quá trình chuyển động.
Dựa vào đồ thị ta có thể nhận biết được vận tốc lớn nhất của ôtô, biết được
thành phần công suất dư từ đó có thể biết được khả năng khắc phục sức cản dốc,
tăng tốc của ôtô………
- Ý nghĩa đồ thị
Đường N f ,( N f + N ω )….., N e ..
biết được vận tốc lớn nhất ôtô đạt được khi ôtô chuyển động đều trên đường
bằng( α = 0 ) và bướm ga mở hết và ở hộp số truyền cao nhất của hộp số.
- Khi muốn ôtô chuyển động đều trên đoạn đường đó với vận tốc vmax nhỏ hơn
thì người lái cần đóng bớt bướm ga và thực hiện chuyển số thấp hơn để
tránh tiêu hao nhiên liệu lãng phí
* Lực kéo ôtô

p

- xây dựng phương trình lực kéo: pk =

f

±

p + pω ± p
i

j

Tương tự như xây dựng phương trình đồ thị cân bằng công suất khi xây dựng
phương trình cân bằng lực kéo trên đường bằng và chuyển động đều ổn định:

p =p
k

f

+

pω

và cũng xây dựng đồ thị dựa trên phương trình này.

M .i .η
r
e

t

t

= f.G + W .v 2

b

Các lý luận tương tự như xây dựng đồ thị cân bằng công suất.
- Ý nghĩa của đồ thị
+ Sử dụng đồ thị cân bằng lực kéo của ôtô có thể xác định được các chỉ tiêu
động lực học của ôtô khi chuyển động ổn định.
+ Xây dựng: Pφ=m.Gφ.φ =f(φ) khi đó đồ thị của Pφ biểu diễn trên cùng
đồ thị của lực kéo
+ Dựa vào đồ thị có thể biết được khu vực ôtô có thể bị trượt quay…….
* Nhân tố động lực học của ôtô D.
- Nhân tố động lực học của ôtô là tỷ số truyền giữa lực kéo tiếp tuyến pk trừ
đi lực cản của không khí

pω

và chia cho trọng lượng toàn bộ của ôtô ký hiệu:

D
D=

p −p

ω

k

G

=[

M .i .η
r
e

t

b

6

t

- W.v2].

1
G


TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI

…..…

KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ

- Để so sánh tính chất động lực học của các loại ôtô khác nhau và ứng với các
điều kiện làm việc của ôtô trên các loại đường khác nhau người ta có thể
biết ngay được các tính chất động lực học của ôtô được đặc trưng bởi các
thông số “D”.
* Xây dựng đồ thị nhân tố động lực học

đồ thị biểu thị mối quan hệ giữa nhân tố động lực học và vận tốc chuyển động
của ôtô D=f(v)
- ý nghĩa của đồ thị.
+ biết được ôtô làm việc chế độ toàn tải khi nào
+ khi nào chuyển động ko bị trượt quay(bánh xe chủ động)……
+vận tốc lớn nhất của ôtô
+ độ
+ sự tăng tốc của ôtô
+thời gian và quãng đường tăng tốc của ôtô
4. Sự cần thiết làm đề tài tính toán sức kéo của ôtô
Mục đích xác định các thông số kết cấu cơ bản của ôtô, để đảm bảo các tính
chất kéo của ôtô. khả ngăng ổn định, chế độ tải thay đổi, lên dốc, vượt trướng
ngại vật….. tính chất đó phải hợp lý, phù hợp với các điều kiện sử dụng, điều
kiện kỹ thuật của ôtô.

GVHD : LÊ VĂN ANH

7

SVTH: NGÔ VĂN DÂN


II. XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH TỐC ĐỘ NGOÀI CỦA ĐÔNG CƠ:
1. Xác định công suất động cơ theo điều kiện cản chuyển động:
a. Hiệu suất của truyền lực chính: (η t )
Để đánh giá sự tổn thất năng lượng trong hệ thống truyền lực người ta dùng hiệu
suất trong quá trình truyền lực(η t) là tỷ số giữa công suất bánh xe chủ động và
công suất hữu ích của động cơ, thường được xác định bằng thực nghiệm. Khi tính
toán sức kéo ta chọn theo loại ô tô như sau:
Đối với ô tô tải và ô tô khách: ηt = 0,85....0,90. Ta chọn theo xe tham khảo:ηt =

0,85
b. Hệ số cản không khí: (K)
Hệ số khí cản động học phụ thuộc vào mật độ không khí, hình dạng chất lượng bề
mặt của ô tô ( KG.s2/m4). K được xác định bằng thực nghiệm:
Ta chọn K= 0,085
c. Diện tích cản chính diện: (F)
Diện tích cản chính điện của ô tô là diện tích hình chiếu của ô tô lên mặt phẳng
vuông góc với trục dọc của xe ô tô (m2). Việc xác định diện tích có nhiều khó
khăn, để đơn giản trong tính toán người ta dùng công thức gần đúng sau:
F = B.H
Trong đó:
- B: Chiều rộng cơ sở của ôtô (m)
- H: Chiều cao lớn nhất của ôtô tính từ mặt đường đến điểm cao nhất của ô tô (m)
Ta chọn các thông số này của xe:
B = 1,96 (m)
H = 3,61 (m)
Vậy ta có: F = B.H = 1,96.3,61 = 7,07 (m 2 )
- Các thông số đã cho:
+ f : Hệ số cản lăn của đường (f = 0.023)
+ Vmax: Là tốc độ cực đại của ôtô ở tay số truyền thẳng khi xe chạy trên
đường tốt, mặt đường nằm ngang ( tính theo km/h)
Vmax = 74 km/h
2 . Xây dựng đồ thị đặc tính tốc độ ngoài của động cơ:
* Đường biểu diễn công suất động cơ:
N e = N e max [a. λ ' + b. λ ' 2 - c. λ ' 3 ](mã lực) (1)
Trong đó:
+ N e max , nN công suất lớn nhất của động cơ và số vòng quay tương ứng:

N
n

N

e max

= 60 kW = 81,52 mã lực;

= 3200 vg/ph;

8


…..…

TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ

Với ωmax số vòng quay lớn nhất ứng với vận tốc lớn nhất. Ô tô tải đặt động cơ
diezel: ωmax = 209 – 272 rad/s
Chọn ωmax = 270 rad/s =>

= 250 rad/s => nv= 270.30/π = 2387,32.

Ta lấy nv= 2400 vg/ph
+ N e , n e công suất và số vòng quay ở một thời điểm trên đường đặc tính động
cơ.
+ a,b,c : các hệ số thực nghiệm, đối với động cơ diezel buồng đơt trực tiếp.
Ta chọn: a = 0,5 ; b = 1,5 ; c = 1 ;
λ' =

n
n

e

=0,2; 0,3; 0,4…..1.

N

Để tính toán công thức (1) được nhanh chóng ta chọn:

[

'2

'3

A = a.λ + b.λ − c.λ
'

]

2

n 
n 
n
= a. e + b. e  − c. e 
nN

 nN 
 nN 

2

n 
n 
n
A = a. e + b. e  − c. e 
nN
 nN 
 nN 

3

3

Ne = Nemax.A (mã lực)
*Đường biểu diễn momen xoắn của động cơ:
M e =716,2.

Trong đó

ne

Ne
ne

N

e

(kGm)
: có thứ nguyên mã lực

: có thứ nguyên số vòng quay/ phút

Ta chọn: Hiệu suất truyền lực
Ta có bảng thông số sau:

η

t

=0,85

Bảng 1: Tính các thông số của động cơ

GVHD : LÊ VĂN ANH

9

SVTH: NGÔ VĂN DÂN


ne

λ' =

n

n

e

N

e

M

(ml)

e

(kGm)

0.2
0.3

800

0,4

1000

0.5

1200

0.6

1400

0.7

1600

0.8

1800

0.9

2000

1

2200
2400

1.1

k

(ml ) =

N .η

N

600

N

e

12.4

14.8

10.54

18.8

17.85

21.99

26.09

24.35

34.68

50.9

26.04

43.26

60.5

27.0

51.42

27.5

58.73

27.32

64.85

26.53

69.27

25.16

71.65

21
30.7
40.8

69.1
76.3
81.5
84.3

Me (kGm)
Ne

Ne

84.3

Me
14,8
12,4

0
600

t

2400

n

e

Phần II. XÁC ĐỊNH TỈ SỐ TRUYỀN CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC

10


TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI

…..…

KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ

Xác định tỷ số truyền của truyền lực chính: ( i 0 )
Theo đầu bài ta có tỷ số truyền của các tay số:
ih1=4,816 ; ih2=2,583 ; ih3=1,457 ; ih4=1 ; ih5=0,761
Tỷ số truyền của hệ thống truyền lực trong trường hợp tổng quát được xác định
theo công thức sau: it= ih. ip io
trong đó:
* ih : tỉ số truyền của hộp số chính.
* i p : tỉ số truyền của hộp số phụ hoặc hộp phân phối
* io : tỉ số truyền của truyền lực chính.
Ta chọn loại xe thiết kế là loại xe có một cầu chủ động, truyền lực chính loại
đơn, xác định tỉ số truyền của truyền lực chính ( io ):
Tỉ số truyền của truyền lực chính io được xác định từ điều kiện đảm bảo cho
ôtô đạt vận tốc lớn nhất, được xác định theo công thức:
.n
r
io = 0,377. . .
i i v
b

p

hn

v
max

Trong đó:
* nv : số vòng quay của động cơ khi ôtô đạt vận tốc lớn nhất(vmax)
* r b : bán kính làm việc trung bình của bánh xe, được xác định theo kích thước
lốp, tính theo (m).
* rb= λ.r0 với r0: bán kính thiết kế của bánh xe
λ: hệ số kể đến sự biến dạng của lốp. Chọn λ = 0,93 với lốp có áp suất thấp
d
2

r 0 = (B+ ).25,4 ⇒ r 0 = (7,5+

15
).25,4 =393,7 (mm) = 0,3937 (m).
2

⇒ rb = 0,93.0,3937=0,348 (m).

Trong đó: bề mặt lốp: B=7,5 (inh)
Đường kính vành bánh xe: d=16 (inh)
* nv : số vòng quay của trục khuỷu động cơ, ứng với vận tốc lớn nhất của ôtô(
vmax ) tính theo vòng/phút.
* ip: tỉ số truyền của hộp số phụ hoặc hộp phân phối.
Đối với xe một cầu chủ động, truyền lực chính loại đơn thì tỉ số truyền:
ip=1
* ihn: tỉ số truyền của hộp số chính ở số truyền thẳng chọn ih=1
* vmax = 74 (km/h): vận tốc lớn nhất của ôtô tính theo km/h.

GVHD : LÊ VĂN ANH

11

SVTH: NGÔ VĂN DÂN


Vậy i0 = 0,377.

= 5,67

Phần II: TNH TOÁN CHỈ TIÊU ĐỘNG LỰC HỌC CỦA ÔTÔ
1. Lập đồ thị cân bằng công suất động cơ
Ta có phương trình cân bằng công suất tổng quát :
Ne = Nr + Nf + N ω ± Ni ± Nj
Trong đó :v
-) Ne công suất của động cơ ( mã lực )

-) Nr = Ne ( 1- η tl ) công suất tiêu hao cho sức cản của gió
Pf .V

f .G.V .cosα
công suất tiêu hao để thắng lực cản (m.l)
270
270
K .F .V 3
-) N ω =
công suất tiêu hao cho sức cản gió
3500

-) Nf =

-) Ni =

=

GV .sin α
công suất tiêu hao cho sức cản lên dốc
270

G δi . jv
(
) công suất tiêu hao cho sức cản tăng tốc
f 270
Mà công suất kéo ở bánh xe chủ động :

-) Nj =

Nk = Ne - Nr = Ne.η tl

Phương trình cân bằng công suất có dạng :
Nk = Nf + Nu ± Ni ± Nj
Công suất dư được tính theo công thức sau :
Na = Nk - N
Muốn lập được đồ thị cân bằng công suất của ôtô ta phải tính tốc độ chuyển động
của ôtô ở các tay số theo số vòng quay của động cơ (n e ) theo công thức sau :
+ Ở tay số 1 : V 1 = 0,377.

rb .ne
i0 .ih1

rb .ne
+ Ở tay số 2 : V 2 = 0,377.

i0 .ih 2
+ Ở tay số 3 : V 3 = 0,377.

rb .ne
i0 .ih 3

12


…..…

TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI

+ Ở tay số 4 : V 4

KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ

rb .ne
= 0,377
i0 .ih 4

+ Ở tay số 5 : V 5 = 0,377.

rb .ne
i0 .ih 5

Trong đó :
- r b : Bán kính lăn của bánh xe
- n e : Số vòng quay của động cơ
Cho ne những giá trị khác nhau từ ( 640 ÷ 3200) vào các công thức trên để tính

đối với mỗi tay số ta thành lập được các bảng tính sau :
Tay số 1 ( V1 ) :
ne
Ne
V1
Nk1
Nf1
Nω1
Nψ 1
600
12.4
2.88
10.54
1.23
0.004
1.234
800
21
3.84
17.85
1.64
0.01
1.65
1000
30.7
4.8
26.1
2.04
0.019
2.059

1200
40.8
5.76
34.68
2.45
0.033
2.483
1400
50.9
6.72
43.26
2.86
0.052
2.912
1600
60.5
7.68
51.42
3.27
0.078
3.348
1800
69.1
8.64
58.73
3.68
0.11
3.79
2000
76.3

9.6
64.85
4.09
0.151
4.241
2200
81.5
10.56
69.27
4.5
0.202
4.702
2400
84.3
11.52
71.65
4.91
0.262
5.172

Tay số 2 ( V2 ) :

ne
600
800
1000

Ne

Nk2

V2

Nf2

Nψ 2

Nω2

12.4
21

5.36
7.15

10.54
17.85

2.28
3.04

0.026
0.062

2.306
3.102

30.7

8.94

26.1

3.81

0.122

3.932

GVHD : LÊ VĂN ANH

13

SVTH: NGÔ VĂN DÂN


1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400

40.8

10.73

34.68

4.57

0.211

4.781

50.9

12.52

43.26

5.33

0.336

5.666

60.5
69.1
76.3
81.5
84.3

14.30
16.09
17.88
19.67
21.46

51.42
58.73
64.85
69.27
71.65

6.09
6.85
7.62
8.38
9.14

0.501
0.714
0.98
1.304
1.694

6.591
7.564
8.6
9.684
10.834

Tay số 3 ( V3 ) :
ne
600
800
1000
1200

1400
1600
1800
2000
2200
2400

Ne

V3
12.4
21

9.51
12.69

10.54
17.85

4.05
5.40

0.147
0.350

4.197
5.75

30.7
40.8

15.86
19.03

26.1
34.68

6.75
8.10

0.684
1.181

7.434
9.281

50.9

22.20

43.26

9.45

1.875

11.325

60.5
69.1

76.3
81.5
84.3

25.37
28.55
31.72
34.89
38.06

51.42
58.73
64.85
69.27
71.65

10.80
12.16
13.51
14.86
16.21

2.799
3.989
5.471
7.281
9.451

13.599
16.149

18.981
22.141
25.661

Tay số 4 (V4 ) :
14


…..…

TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI

Nk4
ne
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400

Ne
12.4
21

KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ

Nf4

Nψ 4

Nω4

V4
13.86
18.48

10.54
17.85

5.90
7.87

0.456
1.081

6.356
8.951

30.7
40.8

23.10
27.72

26.1

34.68

9.84
11.80

2.113
3.651

11.953
15.451

50.9

32.34

43.26

13.77

5.798

19.568

60.5
69.1
76.3
81.5
84.3

36.97

41.59
46.20
50.82
55.45

51.42
58.73
64.85
69.27
71.65

15.75
17.71
19.68
21.64
23.62

8.662
12.332
16.904
22.500
29.227

24.412
30.042
36.584
44.14
52.847

18.23

24.31

10.54
17.85

7.76
10.35

1.038
2.462

8.798
12.812

30.7
40.8

30.39
36.47

26.1
34.68

12.94
15.53

4.811
8.315

17.751

23.845

50.9

42.55

43.26

18.12

13.206

31.326

60.5
69.1
76.3
81.5
84.3

48.63
54.71
60.79
66.87
72.94

51.42
58.73
64.85
69.27

71.65

20.71
23.30
25.89
28.48
31.07

19.715
28.072
38.510
51.260
66.524

40.425
51.372
64.4
79.74
97.594

Tay số 5 (V5 ) :

ne
600
800
1000
1200
1400
1600
1800

2000
2200
2400

Ne
12.4
21

V5

Từ bảng số liệu ta vẽ được đồ thị:

GVHD : LÊ VĂN ANH

15

SVTH: NGÔ VĂN DÂN


Nk (ml)
84.3

Ne1
Nk1

72.94

Ne2
Nk2

Ne4

Ne3
Nk3

Nk4

Ne5
Nk5

12.4
10.54
13.86

38.06

55.45

72.94

V(km)

Đồ thị cân bằng công suất động cơ
2. Lập đồ thị cân bằng sức kéo của ôtô .
Từ lý thuyết ta đã biết phương trình cân bằng lực kéo tổng quát của ôtô như
sau :
Pk = P f + P ω + P i + P j
Trong đó :
+ Pk Là lực kéo tiếp tuyến ở các bánh xe chủ động (kg)
+ Pf = f.G.cosα lực cản lăn ( kg)

+ Pω =

K .F .V 2
lực cản của không khí ( kg)
13

+ Pi = G. sinα lực cản lên dốc ( kg)
G

+ Pj = g .δij lực cản tăng tốc ( kg)
Tính lực kéo ở các bánh xe chủ động theo công thức sau :
M
M .i .i .η
Pk = k = e h 0 t
rb
rb
Ở đây :
+ M k : Là mômen xoắn ở bánh xe chủ động (kg.m)
+ r b : Bán kính lăn của bánh xe chủ động
+ M e : Mômen xoán của trục khuỷu động cơ (g.m)
+ i0 : Tỷ số truyền của truyền lực chính
+ i h : Tỷ số truyền của hộp số tuỳ theo từng tay số tính toán
Thay số vào công thức trên cho từng tay số khác nhau ta thành lập được bảng sau :
Đối với tay truyền số 1:
16


…..…

TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI

ne
Me
600
14.8
800
18.8

Ne
12.4
21

1000

30.7
40.8
50.9
60.5
69.1
76.3
81.5
84.3

21.99
24.35
26.04
27.0
27.5
27.32
26.53

25.16

1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400

V1

KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ

Pk1
Pf1
Pω1
Pψ 1
2.88
857.8
115
0.38
115.38
3.84 1089.6
115
0.68
115.68

4.8
5.76

6.72
7.68
8.64
9.6
10.56
11.52

1274.5
1411.3
1509.3
1564.9
1593.9
1583.5
1537.7
1458.3

115
115
115
115
115
115
115
115

1.063
1.53
2.084
2.72
3.44

4.25
5.15
6.13

116.06
116.53
117.08
117.72
118.45
119.25
120.15
121.13

5.36
7.15
8.94
10.73
12.52
14.30
16.09
17.88
19.67
21.46

529.48
672.59
786.71
871.14
931.6
965.95

983.84
977.4
949.13
900.12

115
115
115
115
115
115
115
115
115
115

1.33
2.36
3.69
5.31
7.23
9.44
11.95
14.76
17.86
21.26

116.33
117.36
118.69

120.31
122.23
124.44
126.95
129.76
132.86
136.26

Đối với tay truyền số 2

14.8
18.8
21.99
24.35
26.04
27.0
27.5
27.32
26.53
25.16

600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200

2400

12.4
21
30.7
40.8
50.9
60.5
69.1
76.3
81.5
84.3

Đối với tay truyền số 3 :
GVHD : LÊ VĂN ANH

17

SVTH: NGÔ VĂN DÂN


14.8
18.8
21.99
24.35
26.04
27.0
27.5
27.32
26.53

25.16

600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400

12.4
21
30.7
40.8
50.9
60.5
69.1
76.3
81.5
84.3

9.51
12.69
15.86
19.03
22.20
25.37

28.55
31.72
34.89
38.06

298.55
379.24
443.59
491.2
525.29
544.66
554.74
551.11
535.17
507.54

115
115
115
115
115
115
115
115
115
115

4.17
7.43
11.61

16.71
22.75
29.71
37.62
46.44
56.18
66.86

119.17
122.43
126.61
131.71
137.75
144.71
152.62
161.44
171.18
181.86

13.86
18.48
23.10
27.72
32.34
36.97
41.59
46.20
50.82
55.45

204.99
260.39
304.57
337.26
360.67
373.97
380.89
378.4
367.46
348.48

115
115
115
115
115
115
115
115
115
115

8.89
15.8
24.6
35.5
48.3
63.08
79.83
98.51

119.2
141.9

123.9
130.8
139.6
150.5
163.3
178.1
194.8
213.5
234.2
256.9

Đối với tay truyền số 4:

14.8
18.8
21.99
24.35
26.04
27.0
27.5
27.32
26.53
25.16

600
800
1000

1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400

12.4
21
30.7
40.8
50.9
60.5
69.1
76.3
81.5
84.3

Đối với tay truyền số 5:

18


…..…

TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI

14.8
18.8

21.99
24.35
26.04
27.0
27.5
27.32
26.53
25.16

600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400

12.4
21
30.7
40.8
50.9
60.5
69.1
76.3
81.5
84.3

18.23
24.31
30.39
36.47
42.55
48.63
54.71
60.79
66.87
72.94

156.08
198.26
231.91
256.79
274.62
284.74
290.01
288.12
279.78
265.34

KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ

115
115
115
115
115

115
115
115
115
115

15.34
27.28
42.63
61.39
83.56
109.15
138.15
170.56
206.38
245.55

130.34
142.28
157.63
176.39
198.56
224.15
253.15
285.56
321.38
360.55

Pk (mã l?c)
1593.9

Pk1

1458.3

983.84

Pk2

Pk3
529.48

Pk4

Pk5

115

Pf + Pw
Pf

21.46

38.06

55.45

72.94

V(km)

Đồ thị cân bằng lực kéo ô tô

3. Lập đồ thị đặc tính động lực của ôtô

GVHD : LÊ VĂN ANH

19

SVTH: NGÔ VĂN DÂN


Chỉ tiêu về lực kéo Pk chưa đánh giá được chất lượng …lực của ôtô nay so
với ôtô khác . Bởi vì hai ôtô cùng có lực kéo Pk như nhau thì ôtô nào có nhân tố
cản không khí bé hơn sẽ có chất lượng động lực tốt hơn và nếu hai ôtô có cùng
nhân tố cản không khí như nhau tải trọng như nhau thì ôtô nào có trọng lượng thiết
kế bé hơn thì ôtô ấy tốt hơn . Vì vậy ta phải tính yếu tố động lực học của ôtô :
M e ih .io .ηtl KFV 2
−
Pk − Pω
rbx
13
D=
=
G
G
Ở đây :
- P k : Lực cản tiếp tuyến ở các bánh xe chủ động ( kg)
- Pω : Lực cản không khí
- Me : Mô men xoắn động cơ lấy theo đặc tính ngoài (kg.m)

- i h : Tỷ số truyền của hộp số ứng với từng cấp số .
- η tl : Hiệu suất của hệ thống truyền lực.
-

io : Tỷ số truyền của hệ thống truyền lực.

- rb : Bán kính bánh xe (m):
- K :Hệ số cản khí động học (KG.s2/m4).
- F : Diện tích cản chính diện (m2).
- V: Vận tốc chuyển động của ô tô (km/h).
- G : Trọng lượng toàn bộ ôtô ( kg)
Tính D=ƒ(v) cho từng tay số ta thành lập bảng sau :
Đối với tay truyền số 1 :
Me
ne
V1
14.8 600
18.8 800
21.99 1000
24.35 1200
26.04 1400
27.0 1600
27.5 1800
27.32 2000
26.53 2200
25.16 2400

Pk1
2.88
3.84

4.8
5.76
6.72
7.68
8.64
9.6
10.56
11.52

Pω1
857.8
1089.6
1274.5
1411.3
1509.3
1564.9
1593.9
1583.5
1537.7
1458.3

20

D1
0.38
0.68
1.063
1.53
2.084
2.72

3.44
4.25
5.15
6.13

0.166
0.211
0.247
0.273
0.292
0.303
0.309
0.306
0.297
0.282


…..…

TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI

Đối với tay truyền số 2 :
Me
ne
V2
600
14.8
800
18.8
21.99 1000

24.35 1200
26.04 1400
27.0 1600
27.5 1800
27.32 2000
26.53 2200
25.16 2400
Đối với tay truyền số 3 :
Me
ne
14.8
600
18.8
800
21.99 1000
24.35 1200
26.04 1400
27.0 1600
27.5 1800
27.32 2000
26.53 2200
25.16 2400

GVHD : LÊ VĂN ANH

KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ

Pk2
5.36
7.15

8.94
10.73
12.52
14.30
16.09
17.88
19.67
21.46

V3
9.51
12.69
15.86
19.03
22.20
25.37
28.55
31.72
34.89
38.06

Pω2
529.48
672.59
786.71
871.14
931.6
965.95
983.84
977.4

949.13
900.12

Pk3

1.33
2.36
3.69
5.31
7.23
9.44
11.95
14.76
17.86
21.26

Pω3
298.55
379.24
443.59
491.2
525.29
544.66
554.74
551.11
535.17
507.54

21

D2
0.102
0.130
0.152
0.168
0.179
0.186
0.189
0.187
0.181
0.170

D3
4.17
7.43
11.61
16.71
22.75
29.71
37.62
46.44
56.18
66.86

0.057
0.072
0.084
0.092
0.097
0.100

0.100
0.098
0.093
0.085

SVTH: NGÔ VĂN DÂN


Đối với tay truyền số 4 :
Me
ne
V4
14.8
600
18.8
800
21.99 1000
24.35 1200
26.04 1400
27.0 1600
27.5 1800
27.32 2000
26.53 2200
25.16 2400

Pk4
13.86
18.48
23.10
27.72

32.34
36.97
41.59
46.20
50.82
55.45

Pω4
204.99
260.39
304.57
337.26
360.67
373.97
380.89
378.4
367.46
348.48

8.89
15.8
24.6
35.5
48.3
63.08
79.83
98.51
119.2
141.9

D4
0.038
0.047
0.054
0.059
0.061
0.060
0.058
0.054
0.048
0.040

Đối với tay truyền số 5 :
ne

Me
14.8
18.8
21.99
24.35
26.04
27.0
27.5
27.32
26.53
25.16

600
800
1000

1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400

V5

Pk5
18.23
24.31
30.39
36.47
42.55
48.63
54.71
60.79
66.87
72.94

156.08
198.26
231.91
256.79
274.62
284.74
290.01
288.12

279.78
265.34

Pω5
D5
15.34
0.027
27.28
0.033
42.63
0.037
61.39
0.038
83.56
0.037
109.15
0.034
138.15
0.029
170.56
0.027
206.38
0.026
245.55
0.025

4. Xây Dựng Đồ Thị Tia
Để xác định đặc tính động lực của xe khi chở với tải trọng thay đổi ta phải lập đồ
thị D tương ứng gọi là (đồ thị tia ) :
D Gx

tgα=
=
Dx G
Trong đó :
- α :là góc nghiêng của tia ứng với số phần trăm tải trọng sử dụng tính từ trục
hoành
- D: nhân tố động lực học của xe khi chở đầy tải
22


TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI

…..…

KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ

- Dx :nhân tố động lực học của xe khi trọng tải thay đổi
- G : trọng lượng của ôtô khi chở tải đầy ( Gồm trọng lượng thiết kế Go và
trọng lượng chở hàng , hành khách theo định mức Ge)
Ở đây : trọng lượng toàn bộ G=5155 (kg)
trọng lượng bản thân Go=2170 (kg)
Gx : trọng lượng của ôtô khi chở với trọng tải thay đổi ( Gồm trọng lượng thiết
kế Go và trọng lượng hàng thực tế chất lên xe Gex )
Ta đem chất tải lên xe theo số phần trăm tải trọng định mức Ge ta sẽ xác định được
trọng lượng của toàn bộ xe với trọng lượng chở hàng thực tế Gx từ đó ta tìm được
góc α tương ứng với số phần trăm tải trọng nói trên .
Ta thành lập bảng sau :
Phần trăm Quy ra
tính theo tải trọng lượng
định mức

Gex (KG)
G=G0+Ge
5155
0%
0
5155
20%
1031
5155
40%
2062
5155
60%
3093
5155
80%
4124
5155
100%
5155
5155
120%
6168
5155
140%
7217
5155
160%
8248
5155

180%
9279

Gx=G0+ Gex
2170
3201
4232
5263
6294
7325
8338
9387
10418
11449

GVHD : LÊ VĂN ANH

23

tg α =

Gx
G

0.4209
0.6213
0.8209
1.0209
1.2209
1.4209

1.6174
1.8209
2.0209
2.2209

α

22.83
31.84
39.38
45.6
50.68
54.87
58.27
61.23
60.67
65.76

SVTH: NGÔ VĂN DÂN


Từ bảng số liệu ta vẽ được đồ thị :

D

100% 120% 140% 180%

0.309

D1

0.282

D2

0.189

D3

0.102

D4
D5

D

2.88

21.46

38.06

55.45

f
V (km/h)

Đồ thị động lực học và đồ thị tia của ô tô
4.1. Lập đồ thị gia tốc của ôtô
Ta đã biết công thức để xác định gia tốc của ôtô :

( Di −ψ ).g
ji =
.
δ ij
Trong đó :
- Di : Nhân tố động lực học của xe ở tay số i
- ψ : Hệ số cản tổng cộng của đường
- g : Gia tốc trọng trường ( g = 9.81 m/s²)
- ihi: Tỷ số truyền ở tay số i .

- δ ij : Hệ số tính đến ảnh hưởng của các khối lượng quay khi tăng tốc

ở tay số i.
Để đơn giản khi tính toán j ta tính với trường hợp xe tăng tốc trên đường
bằng ở các số truyền do đó ψ = ƒ ( i = 0 ) và công thức trên có dạng :
g
ji= ( Di − f )

δ ij

Trị số của hệ số δ có thể dùng công thức kinh nghiệm sau :

δ ij = 1, 04 + a.ihi 2
24


Trêng §Hcn HÀ NỘI
Khoa CN «t«

§å ¸n m«n häc: tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t«

Đối với xe vận tải chọn a =0,05
Từ các công thức trên ta lập bảng các giá trị của gia tốc đối với từng tay số như
sau :
Đối với tay truyền số 1 :
V1
D1
2.88
3.84
4.8
5.76
6.72
7.68
8.64
9.6
10.56
11.52

0.166
0.211
0.247
0.273
0.292
0.303
0.309
0.306
0.297
0.282

2.2

2.2
2.2
2.2
2.2
2.2
2.2
2.2
2.2
2.2

Đối với tay truyền số 2 :
V2
5.36
7.15
8.94
10.73
12.52
14.30
16.09
17.88
19.67
21.46

D2
0.102
0.130
0.152
0.168
0.179
0.186

0.189
0.187
0.181
0.170

δ

δ

J1

1

2

0.637
0.838
0.999
1.115
1.199
1.249
1.275
1.262
1.222
1.155

J2

1.37
1.37

1.37
1.37
1.37
1.37
1.37
1.37
1.37
1.37

0.566
0.766
0.924
1.038
1.117
1.167
1.188
1.174
1.131
1.053

δ

J3
0.290
0.418
0.520
0.589
0.631
0.657

Đối với tay truyền số 3 :
V3
9.51
12.69
15.86
19.03
22.20
25.37
GVHD:Lê Văn Anh

D3
0.057
0.072
0.084
0.092
0.097
0.100
SVTH: Ngô Văn Dân

3

1.15
1.15
1.15
1.15
1.15
1.15