Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ xăng có hạn chế số vòng qoay

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 :
0
0,451231.2880
0,377.
1.95
i =
= 5,157

8
THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …





…
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 .
G: Trọng lượng toàn tải của ôtô.

axem
M
:Mômen xoắn cực đại của động cơ.
9
THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …





…
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 .
Ta đang tính với xe có 5 tay số, tay số cuối cùng
5h
i
là số truyền thẳng
nên
5h
i
= 1.
10
THUYẾT MINH BAÌ TẬP LỚN Ô TÔ …





…
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