LÝ THUYẾT Ô TÔ THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN SỨC KÉO Ô TÔ HINO FF3H (KÈM BẢN VẼ)

Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh

Mở đầu
Thiết kế môn học Lý thuyết Ô tô là một phần của môn học "Lý thuyết các
phơng tiện vận tải đờng bộ", vận dụng các lý luận, các nội dung của môn học để
tiến hành tính toán sức kéo, động lực học kéo của một ô tô.
Tính toán sức kéo của ô tô nhằm xác định các thông số cơ bản của ô tô:
Công suất động cơ, các thông số của hệ thống truyền lực ... nhằm đảm bảo chất
lợng kéo cần thiết của ô tô.
Tính toán sức kéo cho ta biết một số thông số kỹ thuật, trạng thái, tính năng
và khả năng làm việc của ô tô, nhằm mục đích phục vụ cho quá trình vận hành
khai thác ô tô có hiệu quả, đảm bảo tính năng kinh tế - kỹ thuật tối u.
Nội dung của thiết kế gồm 3 phần :
Phần I : Thiết kế tuyến hình
Phần II : Tính toán động lực học kéo
Phần III : Tính toán ổn định chuyển động
Mẫu xe tải HINO FF3H
Nội dung thiết kế đợc hoàn thành dới sự hớng dẫn của PGS.TS

Cao Trọng

Hiền. Bộ môn Cơ Khí Ôtô-Đại Học Giao Thông Vận Tải
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Tiến Tuấn

Sv : Nguyn Tin Tun

Lp CKễTễ A K 42
Trang 3

Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh

Giới thiệu nội dung thiết kế
I - Các thông số cho trớc

- Loại ô tô : Ô tô tải 2 cầu
- Trọng tải hữu ích Ge : 8000 (kg)
- Tốc độ lớn nhất ở số truyền cao : Vmax = 100km/h = 27.78m/s
- Hệ số cản lớn nhất của đờng mà ô tô có thể khắc phục
(ở số I hoặc Dmax)
max = 0.31
- Động cơ dùng trên ô tô diesel
- Hệ thống truyền lực cơ khí
II - Các thông số chọn

- Trọng lợng bản thân Go = 5990 kg
N.s 2
- Nhân tố cản khí động học W = K.F = 3.12 2
m






- Hiệu suất cơ khí của hệ thống truyền lực T = 0.89
(Các thông số chọn dựa trên điều kiện sử dụng
thực tế và trên cơ sở của ô tô mẫu có sẵn)
- Vmax = 27.78 m/s

- Hệ số cản của mặt đờng tơng ứng với Vmax

V max 2
= f = fo 1 +
1500



= 0.03



27.78 2
1 +
1500



= 0.045


III. Các thông số tính toán

- Công suất động cơ
- Tỷ số truyền của hệ thống truyền lực
- Các đại lợng đánh giá chất lợng kéo của ô tô.

Phần I : Thiết kế tuyến hình
Sv : Nguyn Tin Tun

Lp CKễTễ A K 42
Trang 4


Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh

1. Các kích thớc cơ bản của ô tô
- Kích thớc bao ngoài : Lo x Bo x Ho = 6420 x 2420 x 2900 (mm)
- Chiều dài cơ sở L

3780

- Chiều rộng cơ sở B

2380

- Chiều dài trớc L1

1150

- Chiều dài thùng xe

4390

- Chiều rộng thùng xe

2420

- Khoảng cách 2 vệt bánh xe sau 2380
- Góc vát trớc

30o

- Góc vát sau

28o

- Số cầu xe

2

- Lựa chọn tuyến hình theo mẫu
Diện tích cản chính diện F = B x Ho = 2380 x 2900 (mm2)
- Bố trí chung : trình bày trên bản vẽ TKMH01
- Số chỗ ngồi trong ca bin nc = 3
2. Bố trí động cơ và hệ thống truyền lực
- Động cơ bố trí đằng trớc phía trong cabin, dẫn động cầu sau chủ động (FR).
- Công thức bánh xe 4 ì 2 - cầu sau chủ động
- Sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực

BXCĐ

2 Lh
Đc

Hs

1

C

4

3

5

1 : Động cơ
2 : Li hợp
Sv : Nguyn Tin Tun

6

7
3 : Hộp số
Lp CKễTễ A K 42
Trang 5


Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh
4 : Truyền động cac đăng

5 : Truyền lực chính

6 : Vi sai

7 : Nửa trục

3. Trọng lợng xe thiết kế và sự phân bố trọng lợng trên các trục
(3 - 1). Trọng lợng xe thiết kế :

G = G o + nc . G h + G e
Trong đó :

Go : Trọng lợng bản thân của xe
Ge : Tải trọng hữu ích lớn nhất
Gh : Trọng lợng của 1 ngời + hành lý
nc : Số chỗ ngồi trong cabin (nc = 3)

G = 5990+ 3 (55 + 15) + 8000 = 14200 (kg)
(3 - 2) Phân bố tải trọng lên các trục
Khối lợng các cụm tổng thành của ô tô
- Động cơ + li hợp : Gdclh

= 650 (kg)

- Cầu trớc

: Gct

= 300 (kg)

- Cầu sau

: Gcs

= 600 (kg)

- Hộp số

: Ghs

= 100 (kg)

- Thùng xe

: Gtx

= 900 (kg)

- Khung xe

: Gkx

= 750 (kg)

- Ca bin

: GCB

= 500 (kg)

- Hệ thống treo

: GT

= 600 (kg)

- Hệ thống lái

: GL

= 400 (kg)

- Các đăng

: Gcđ

= 150 (kg)

- Bánh xe + lốp

: Gbx

= 75 x 6

- Thùng nhiên liệu : Gnl

= 150 (kg)

- Ac quy

= 70 (kg)

: Gaq

= 450 (kg)

- Nớc làm mát + dầu bôi trơn GLM + BT = 40 (kg)
- Hệ thống khác GHTK = 330 (kg)
- Tải trọng

: Ge

Sv : Nguyn Tin Tun

= 8000 (kg)

Lp CKễTễ A K 42
Trang 6


Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh
Để thuận tiện trong tính toán : quy dẫn khối lợng của các cụm tổng thành
về các nhóm tải trọng Qi (i = 1 ữ 7)
1. Gđc.lh + GHS + GLMBT = 650 + 100 + 40 = 790 (kg)
Q1 = 790 * 9.81 = 7749.9 (N)
2. Gnl +Gaq = 150 + 70 = 220 (kg) Q2 = 220 * 9.81 = 2158.2 (N)
3. GTX + GCĐ = 900 + 150 = 1050 (kg) -> Q3 = 10300.5 (N)
(khi không tảI)
GTX + GCĐ + Gc = 900 + 150 + 8000 = 9050 (kg)
-> Q3 = 88780.5 (N)
(khi toàn tải )
4. GCT +

1
2
2
GT + GBX = 300+ 200+ 450 = 650 (kg)
3
6

6

Q4 = 650 * 9.81 = 6376.5 (N)
5. Gcs +

2
4
2
4
GT + GBX = 600 + 300 + 450 = 1100 (kg)
3
6
3
6

Q5 = 1100* 9.81 = 10791 (N)
6. GKX + GHTK = 750 + 330 = 1080 (kg)
Q6 = 1080*9.81 =10594.8 (N)
7. GCB + GL = 500 + 400 = 900 (kg)
Q7 = 900*9.81 = 8829 (N)
- Trọng lợng Q6 phân bố đều trên toàn bộ chiều dài xe
Ta có :
q6 =

Q6 10594.8
N
=
= 1650.28
Lo
6.42

m

- Sơ đồ hoá tải trọng tác dụng lên ô tô
Gọi Zo1, Zo2 : Phản lực từ đờng tác dụng lên cầu trớc , cầu sau khi không
tải :
Z1, Z2 : Phản lực từ đờng tác dụng lên cầu trớc và cầu sau của ô tô khi toàn
tải
Sv : Nguyn Tin Tun

Lp CKễTễ A K 42
Trang 7


Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh

Sơ đồ tải trọng tác dụng lên ô tô
Q6
Q1 Q7

Q4

Q2

Q3

Q5

150
400

540

A 1000

1165

1150

B

2165

1490

1615

Z1

Z2
3780

Lấy momen tất cả các lực tác dụng đối với điểm A ta có :
mA (QK) = 3.78 Q5 + Q3 (3.78 0.54) + 1 Q2 + 2.165 Q6
Z2 * 3.78 - Q1 * 0.4 0.15 * Q7 = 0
-> Z2 = 99224.52 (N)
G2 = 10114.63 (kg)
G1 = G - G2 = 14200 10114.63 = 4085.37 (kg)
Z1 = G1 . 9.81 = 40036.63 (N)
- Số vòng quay nN = 3200 vòng/phút
ii. xác định công suất của ôtô

- Công suất của động cơ khi ô tô chuyển động với tốc độ cực đại Vmax =
100 km/h = 27.78 m/s
Nv =

1
( * G * Vmax + W * V3max )
T

Trong đó :

(W)

G : Trọng lợng toàn bộ của ô tô (kg)
Vmax : Vận tốc lớn nhất của ô tô (m/s)
: Hệ số cản tổng cộng của đờng
tơng ứng với tốc độ lớn nhất Vmax

Sv : Nguyn Tin Tun

Lp CKễTễ A K 42
Trang 8


Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh
Ta có : = 0.045
W = 3.12
Nv =

1

(0.045 * 14200 * 27.78 + 3.12 * 27.783) = 95101 (W)
0.89

Nv = 95.101 (KW)
- Công suất lớn nhất của động cơ
Nemax =

Nv
a + b2 c3

(W)

Trong đó : a, b, c là các hệ số thực nghiệm
Với động cơ diesel 4k :a = 0.5 ; b = 1.5; c = 1
=

n c max
nN

ncmax : Số vòng quay lớn nhất của trục khuỷu động cơ ứng với Vmax
nN : Số vòng quay của trụch khuỷu động cơ ứng với Ncmax .
Chọn = 0.9

nN = 3200 v/p

Suy ra :
Nemax =

Nv
95.101

=
= 101.6 (KW)
2
3
0.5 * 0.9 + 1.5 * 0.9 0.9
0.936

Vậy Nemax = 101.6 (KW)
- Tính công suất của động cơ ở số vòng quay c khác nhau.
Theo phơng pháp S.R. Laydecman
Ne = Ncmax

2
3





n
n
n
e
e
e
a.
c

+ b
nN

n
n
N
N






- Tính momen xoắn của trục khuỷu động cơ ứng với số vòng quay c khác
nhau.
10 4 N e
Me =
1.047.ne

(N.m)

Lập bảng tính các giá trị trung gian Ne, Me để xây dựng các đờng đặc
tính

Ne = f(ne)
Sv : Nguyn Tin Tun

Lp CKễTễ A K 42
Trang 9


Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh
Me = f(ne)

Bảng giá trị trung gian
Bảng 1
ne/nN
ne (v/p)
Ne (KW)
Me/(N.)

0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
640
960 1280 1600 1920 2240
8.96 28.9 42.1 55.99 69.88 83.08
347.6 354.2
133.7 287.5 314. 334.2

0.8
2560
94.96
354.3

0.9
2880
104.8
347.5

1

3200
133.2
334.2

1
M e max
= K = 1.15
MN
Mcmax = K. MN = 1.15 *347.5 = 399.6 (N.m)
iii. xác định thể tích công tác của động cơ
17.5 * 10 5 * Z * N c max
Vc =
(1)
PeN * N

PCN = 0.5 MPa : áp suất hữu ích trung bình ứng với công suất lớn nhất của
động cơ
Z = 4 (động cơ 4 ky )
Vc =

17.5 * 10 5 * 4 * 101.6
= 4.9(l )
0.5 * 3200

IV. Xác định tỷ số truyền của truyền lực chính

Công thức :
io =

2.b . c max

60.i nr .i pc .Vmax

inn : Tỷ số truyền của hộp số ở số truyền cao nhất
Chọn inn = 0.66
ipc = 1 : Tỷ số truyền của hộp số phụ và hộp phân phối (không có hộp số
phụ và hộp phân phối)
Ncmax = * nN = 0.9 * 3200 = 2880 (v/p)
rb : Bàn kính làm việc trung bình của bánh xe
io =

2 * 2880 * 0.457
= 6.1
60 * 0.66 * 27.78

Sv : Nguyn Tin Tun

Lp CKễTễ A K 42
Trang 10


Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh
1.

V. XáC ĐịNH Tỷ Số TRUềN ở CáC TAY Số CủA HộP Số

1. Tỷ số truyền ở số I :
Khi ô tô chuyển động bình thờng (ổn định) thì lực kéo phải khắc phục đợc
lực cản lớn nhất của mặt đờng.
Pkmax Pmax + Pw
Pkmax : Lực kéo lớn nhất của động cơ phát ra ở bánh xe chủ động

Pmax : Lực cản tổng cộng của đờng
Pw : Lực cản không khí
Khi ô tô chuyển động ở số I, vận tốc của ô tô nhỏ nên bỏ qua Pw.
Vậy : PKmax Pmax = max . G
M c max .i o .i I . t
max G
rb
Suy ra iI

max .G .rb
M c max .i o . t

Mcmax = 399.6 (N.m)
max = 0.33
T = 0.89
iI

0,33 * 11000 * 9,81 * 0.457
= 6.343
399.6 * 6.1 * 0,89

Mặt khác PKmax còn bị giới hạn bởi điều kiện bám giữa bánh xe với mặt đờng.
PKmax P = m . G .
(-)

m c max .i o .i I .à T
mG.
rb

Theo điều kiện bám ta phải có :

iI

mG . .rb
M c max .i o . t

m : Hệ số phân bổ tải trọng ở c ầu sau (cầu chủ động)
Sv : Nguyn Tin Tun

Lp CKễTễ A K 42
Trang 11


Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh
G : Trọng lợng phân bổ ở cầu sau
G = Z2 = 99224.52
: Hệ số bám của mặt đờng, chọn = 0.75
rb : Bán kính làm việc trung bình của bánh xe
G2
10114,63
= 0,683
=
14200
G

m=

Do đó :
iI

0,683.10114,63.9,81.0,75.0,482

= 8.27
661,7.5,2.0,89

Vậy ta chọn iI =7.8
2. Xác định tỷ số truyền của các số trung gian
- Chọn hệ thống tỷ số truyền của các cấp số trong hộp số theo cấp số nhân.
- Công thức xác định
iK =

n 1 i ( n K )
I

Trong đó :

n : Số cấp số của hộp số thiết kế
K : Số thứ tự số truyền

- Tỷ số truyền của cấp số II
iII =

i 3I = 4 7,83 = 4.67

4

- Tỷ số truyền của cấp số III
iIII =

4

i 2I =

7,8 = 2.8

- Tỷ số truyền của cấp số IV
iIII =

4

iI =

4

7,8 = 1.67

- Tỷ số truyền của cấp số V :
iv = 0.66 đã chọn
3. Tỷ số truyền số lùi :
iL = 1.2 . iI = 1.2 * 7.8 = 9.36
Sv : Nguyn Tin Tun

Lp CKễTễ A K 42
Trang 12


Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh
Tỷ số truyền tơng ứng với từng cấp số
Cấp số
Tỷ số truyền

I

7.8

II
4.67

III
2.8

IV
1.67

V
0.66

Bảng 2
Số lùi
9.36

VI. Xác định các chỉ tiêu đánh giá chất lợng kéo của ô tô.

1. Cân bằng lực kéo của ô tô
a. Phơng trình cân bằng lực kéo
PK = Pf + Pi + Pw + Pj + Pm
- PK : Lực kéo tiếp truyền ở bánh xe chủ động
- Pf : Lực cản lăn : Pf = f. G. cos
- Pi : Lực cản lên dốc : Pi = G. sin
- Pw : Lực cản không khí : Pw = WV2
- Pj : Lực cản quán tính (xuất hiện khi xe chuyển động không ổn định)
Pj =

G
j .J
g

- : Góc dốc của đờng
- i = tg : độ dốc của đờng
- f : Hệ số cản lăn của đờng
P = Pf + Pi = G (f . cos sin ) G (f i) = G.
= f i : Hệ số cản tổng cộng của đờng
* Xét trờng hợp xe chuyển động ổn định không kéo moóc
PK = Pf Pi + Pw = P + Pw
b. Đồ thị cân bằng lực kéo của ô tô
(*) Dựng đồ thị lực kéo
PKi =
Vi =

M e .i i .i o . t
rb
2 .n e .rb
60i o i i

Sv : Nguyn Tin Tun

Lp CKễTễ A K 42
Trang 13


Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh
Trong đó :
PKi : Lực kéo tơng ứng ở cấp số i

ii : Tỷ số truyền của cấp số i
io : Tỷ số truyền lực chính
Vi : Vận tốc chuyển động của ô tô theo số vòng quay của trục khuỷu động
cơ khi ô tô chuyển động ở cấp số i
Dựa vào biểu thức (2) và (3) thiết lập bảng toạ độ trung gian.
ne (v/p)
Me(N.)
V1 (m/s)
PK1 (N)
V2 (m/s)
PK2 (N)
V3 (m/s)
PK3 (N)
V4 (m/s)
PK4 (N)
VS (m/s)
PKS (N)
Ne(KW)

460
420,8
0,6

690
475,6
0,86

920
520
1,15

1150
533,1
1,43

1380
575,3
1,72

1610
586,1
2

1840
586,56
2,3

31492,5
0,96
18855,1
1,6
1130,5
2,67
6742,6
6,77
2664,75
20,25

35619
1,434

21325,8
2,4
12786,3
4
7626,14
10,15
3013,9
34,36

38944,3
1,91
23316,6
3,2
1398,0
5,34
8338,08
13,53
3295,3
50,08

41425,5
2,4
24802,2
4
14870,7
6,68
8869,3
16,91
3505,24
66,6

43086
2,87
25796,3
4,8
15466,7
8,02
9224,8
20,29
3645,7
83,12

43896,25
3,35
26281,5
5,58
15757,6
9,36
9398,3
23,68
3714,3
98,8

43929,2
3,82
26301,2
6,4
15769,5
10,69
9405,35

27,06
3717,08
113,00

Bảng 3
2070
2300
575,4 553,13
2,6
2,86
43093,4
4,3
25800,8
7,2
15469,4
12,03
9226,4
27.78
3646,36
124,7

41425,5
4,8
24802,2
8
14870,7
13,4
8869,3
33,85
3505,24

133,2

Đồ thị lực cản
Pc = Pf + Pw = f (ne)
Pc = fG + Wv2

v2
f = fo 1 +
: Chọn fo = 0.03
1500


Ta có Pc = fG + Wv2
Sau khi tính toán ta có bảng sau :
W = 3.12 : Hệ số cản khí động học
Bảng 4
V (m/s)
Pc (N)

2,6
467,4

4,3
507,5

Sv : Nguyn Tin Tun

7,2
621,4

12,03
938,7

27.78
3646,36

Lp CKễTễ A K 42
Trang 14


Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh
Từ bảng trên dựng đồ thị Pc = f(v)
Từ đồ thị

PKi = f(v)
Pc = f(v)

Ta có thể nhận thấy mức độ dự trữ lực kéo của ô tô ở các tay số khác nhau
(sử dụng khi tăng tốc hoặc vợt dốc) .
Việc sử dụng lực kéo của ô tô còn bị giới hạn bởi khả năng bám của bánh
xe với mặt đờng. Vì vậy để đánh giá khả năng bị trợt quay của bánh xe ta dựng
thêm đồ thị lực bám P = f(v)
P = mG. = 0,683 . 10114, 63 . 9,81 . 0,70 = 47439,24 (N)
Đồ thị là đờng nằm ngang song song với trục hoành.

2. Cân bằng công suất của ô tô
a/ Phơng trình cân bằng công suất
Phơng trình cân bằng công suất tại bánh xe chủ động
NK = Nc - Nt = Nf + Nw Ni + Nj
Công suất của động cơ phát ra tại bánh xe chủ động

NK = Nc - Nt = Nc . t = 0,89 Nc
- Công suất tiêu hao cho lực cản của đờng
N = Nf Ni = G.f. v. cos Gv. sin
- Công suất tiêu hao cho lực cản không khí
Nw = WV3
- Công suất tiêu hao khi tăng tốc
Nj =

G
j. v. j
g

Trong đó :

j : Gia tốc của ô tô
v : Vận tốc chuyển động của ô tô
j : Hệ số kể đều ảnh hởng của các khối lợng quay
g : Gia tốc trọng trờng

b. Đồ thị cân bằng công suất
Sv : Nguyn Tin Tun

Lp CKễTễ A K 42
Trang 15


Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh
* Dựng đồ thị công suất kéo NK = f(v)
NK = Nct
Theo Lay Decman ta có :

n
e
NK = 0,89 Nemax a.
n N


n
+ b e

nN

2
3

ne
c
(KW)
n

N

(1)

NKi = f(vi)
NKi : Công suất kéo của động cơ phát ra ở bánh xe chủ động khi ô tô chuyển
động ở cấp số i của hộp số.
vi : Vận tốc tơng ứng với số vòng quay trục khuỷu động cơ khi ô tô chuyển
động ở cấp số i của hộp số
vi =

2c .b
60i o i i

(2)

Dựa vào công thức (1) và (2) thiết lập bảng giá trị trung gian để xây dựng
đồ thị NKi.
nc v/p
640
960
1280 1600 1920 2240
Ne (KW)
9.2
29.68 43.25 57.52 71.79 85.36
V1(m/s)
0,6
0,86
1,15
1,43
1,72
2
V2 (m/s)
0,96 1,434 1,91
2,4
2,87
3,35
V3(m/s)
1,6
2,4
3,2

4
4,8
5,58
V4(m/s)
2,67
4
5,34
6,68
8,02
9,36
V5(m/s)
6,77 10,15 13,53 16,91 20,29 23,68
NK (KW)
18
30,6 44,57 59,3
74
87,9
Dựa vào bảng trên dựng đồ thị NKi = f(vi)

2560
97.56
2,3
3,82
6,4
10,69
27,06
100,57

2880
99.13

2,6
4,3
7,2
12,03
27.78
110,98

Bảng 5
3200
101.6
2,86
4,8
8
13,4
33,83
100,75

Dựng đồ thị công suất cản
Nc = Nf + Nw = Gf . cos . v + Wv3
Nc = v (Gf + Wv2) . 10-3 (KW)
Từ đó ta có bảng sau :
Bảng 6
V (m/s)
Ne (N)

2,6
1,22

4,3
2,2

Sv : Nguyn Tin Tun

7,2
4,48

12,03
11,3

27.78
99.13

Lp CKễTễ A K 42
Trang 16


Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh
Ta dựng đợc đồ thị NKi = f(v)
Ne = f(v)
Gọi là đồ thị cân bằng công suất của ô tô.
Dựa vào đồ thị ta có thể đánh giá mức độ dự trữ công suất (để tăng tốc hoặc
vợt dốc) của ô tô ở các cấp số truyền khác nhau của hộp số.
3. Nhân tố động lực học của ô tô
a. Nhân tố động lực học
D=

1
PK PW M c i ti t
=
w.v 2

G
rb
G

Trong đó :

D : Nhân tố động lực học của ô tô
Pw : Lực cản không khí
PK : Lực kéo tiếp tuyến tại bánh xe chủ động
iti : Tỷ số truyền của hệ thống truyền lực ở tay số i của hộp số

Nhân tố động lực học bị giới hạn bởi điều kiện bám của bánh xe.
D =

P PW
G

m. G wv 2


=
G

Để ô tô chuyển động không bị trợt
D D
b. Xây dựng đồ thị nhân tố động lực học
D = f(v)
* Đồ thị nhân tố động lực học của ô tô ở các số truyền khác nhau của hộp
số
Di = f(vi)
Di =
vi =


1 M e i ti t

wv 2
G rb

2c .b
60i o i i

Thiết lập bảng giá trị trung gian.
Sv : Nguyn Tin Tun

Lp CKễTễ A K 42
Trang 17


Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh
Ta có bảng giá trị trung gian của Di ở các tay số khác nhau và theo tốc độ
chuyển động của ô tô.

nc (v/p)

640

960

1920

2240

Bảng 7
2880

1280

1600

2560

Mc (N.m) 420,25 475,6

52,0

553,13 575,3

586,12 586,56 575,4

V1 (m/s)

0,6

0,86

1,15

1,43

1,72

2

D1

0,217

0,245

0,268

0,285

0,2965 0,302

0,3022 0,296

V2 (m/s)

0,96

1,434

1,91

2,4

2,87

3,82

D2

0,130

0,147

0,160

0,1706 0,177

0,1806 0,1807 0,177

V3 (m/s)

1,6

2,4

3,2

4

4,8

5,58

6,4

7,2

D3

0,078

0,088

0,096

0,102

0,106

0,108

0,107

0,1054

V4 (m/s)

2,67

4

5,34

6,68

8,02

9,36

10,69

12,03

D4

0,046

0,052

0,057

0,06

0,062

0,063

0,062

0,06

V5 (m/s)

6,77

10,15

13,53

16,91

20,29

23,68

27,06

27.78

D5

0,036

0,038

0,042

0,048

0,049

0,05

0,049

0,0486

2,3

3,35

2,6
4,3

* Đồ thị D = f(v)
0,683.0,75.99224,52 3,12.v 2
m..G wv 2
D =
=
145286,1
G
Ta có bảng giá trị trung gian của D
Bảng 8
v (m/s)
D

2,6
0,350

4,3
0,349

7,2
0,348

12,03
0,3467

27.78
0,3298


v2


Dựng đờng hệ số cản lăn f = fo 1 +

1500


Bảng 9
v (m/s)

2,6

4,3

Sv : Nguyn Tin Tun

7,2

12,03

27.78

Lp CKễTễ A K 42
Trang 18


Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh
F

0,030

0,030

0,031

0,033

0,0486

Dựa vào đồ thị nhân tố động lực học để xác định các thông số đặc trng cho
hoạt động của ô tô.
(Các chỉ tiêu đánh giá chất lợng kéo của ô tô).
4. Xác định gia tốc, thời gian tăng tốc, quãng đờng, vận tốc lớn nhất
của ô tô và độ dốc lớn nhất mà ô tô có thể khắc phục đợc.
a. Xác định vận tốc lớn nhất của ô tô

- Từ đồ thị cân bằng công suất của ô tô đồ thị NK5 cắt đồ thị Pc tại A, từ A
dòng xuống trục hoành ta đợc Vmax = 27.78(m/s)
b. Độ dốc lớn nhất mà ô tô có thể khắc phục (imax)
Khi ô tô chuyển động ổn định (j = 0).
imax = Dmax - f
Dựa vào đồ thị nhân tố động lực học của ô tô xác định đợc độ dốc lớn nhất
mà ô tô có thể khắc phục đợc ở mỗi tay số.
Bảng 10
Số truyền
V (m/s)
Dmax
imax

I
2,3
0,3022
0,2722

II
3,82
0,1807
0,1503

III
5,58
0,108
0,078

IV
9,36

0,063
0,033

V
22
0,05
0,02032

c. Xác định khả năng tăng tốc của ô tô
D=+

j
g

j

Ta có j = (D - )
Trong đó :

g
j

g : Gia tốc trọng trờng
j : Hệ số kể đến ảnh hởng của các khối lợng chuyển động

quay
j = 1,05 + 0,05 . l i2
Sv : Nguyn Tin Tun

Lp CKễTễ A K 42

Trang 19


Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh
- ở tay số I : j1 = 1,44
- ở tay số II : j2 = 1,284
- ở tay số III : j3 = 1,19
- ở tay số IV : j4 = 1,134
- ở tay số V : j5 = 1,083
j = (D - f)

9,81
(1,05 + 0,05i i2 )

- Khi xe chuyển động với vận tốc v < 22,2 m/s thì f = fo = 0,03
- Khi xe chuyển động với vận tốc v>22,2m/s

v2


1
+
f = fo

1500


V1 (m/s)
Số I
D1

J1 (m/s)
V2 (m/s)
Số II
D2
J2 (m/s)
V3 (m/s)
Số III D3
J3 (m/s)
V4 (m/s)
Số IV D4
J4 (m/s)
V5 (m/s)
Số V
D5
f
J5 (m/s)

0,6
0,217
1,3
0,96
0,130
0,764
1,6
0,078
0,4
2,67
0,046
0,14
6,77

0,036
0,03
0,055

0,86
0,245
1,46
1,434
0,147
0,894
2,4
0,088
0,48
4
0,052
0,19
10,15
0,038
0,03
0,073

1,12
0,268
1,62
1,91
0,160
1
3,2
0,096
0,54

5,34
0,057
0,23
13,53
0,042
0,031
0,1

1,43
0,285
1,74
2,4
0,1706
1,074
4
0,102
0,6
6,68
0,06
0,26
16,91
0,048
0,035
0,12

1,72
0,296
1,82
2,87
0,177

1,12
4,8
0,106
0,63
8,02
0,062
0,28
20,29
0,049
0,038
0,1

2
0,302
1,85
3,35
0,1806
1,15
5,58
0,108
0,64
9,36
0,063
0,29
23,68
0,05
0,041
0,082

Bảng 11

2,3
2,6
0,302
0,296
1,853
1,81
3,82
4,3
0,1807 0,177
1,17
1,12
6,4
7,2
0,107 0,1054
0,635
0,62
10,69
12,03
0,062
0,06
0,28
0,26
27,06
30,55
0,049 0,0486
0,0446 0,486
0,045
0

Từ bảng trên ta dựng đồ thị jii = f(v)

d. Xác định thời gian tăng tốc và quãng đờng tăng tốc :
(*) Xác định thời gian tăng tốc của ô tô

Sv : Nguyn Tin Tun

Lp CKễTễ A K 42
Trang 20


Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh
Từ phơng trình j =

dv
1
-> đt = .dv
dt
j

Suy ra : Khoảng thời gian tăng tốc từ v1 -> v2 của ô tô là :
v2

t1,2 =

1

j dv

v1

- Dựng hàm số

1
= f(v) (Dựa vào đồ thị j = f(v)
j

ti : là thời gian tăng tốc từ v1 ữ v2
ti = Fi : Với Fi là diện tích giới hạn bởi phần đồ thị

1
= f(v) ; v = v1; v = v2
j

và trục hoành (ov) .
Suy ra : Thời gian tăng tốc toàn bộ
t=

n



Fi

i =1

n : Số khoảng chia vận tốc (Vmin đến Vmax)
(Vì tại Vmax j = 0 ->

1
= . Do đó chỉ tính tới giá trị V = 0,91 Vmax =
j

28m/s).
- Lập bảng tính gia tốc ngợc

V1 (m/s)
Số I
j (m/s2)
1/j
V12(m/)
Số II
j (m/s2)
1/j
V3 (m/s)
Số III j (m/s2)
1/j
V4 (m/s)
Số IV j (m/s2)

0,6
1,3
0,77
0,96
0,764
1,31
1,6
0,4
2,5
2,67
0,14

0,86
1,46
0,68
1,434
0,894
1,12
2,4
0,48
2,08
4
0,19

Sv : Nguyn Tin Tun

1
j
1,15
1,62
0,62
1,91
1
1
3,2
0,54
1,85
5,34
0,23

1,43
1,74

0,57
2,4
1,074
0,93
4
0,6
1,7
6,68
0,26

1,72
1,82
0,55
2,87
1,12
0,89
4,8
0,63
1,59
8,02
0,28

2
1,85
0,54
3,35
1,15
0,87
5,58
0,64

1,56
9,36
0,29

Bảng 12
3,2
2,6
1,853
1,81
0,54
0,55
3,82
4,3
1,17
1,12
0,855
0,89
6,4
7,2
0,635
0,62
1,57
1,6
1969
12,03
0,28
0,26

Lp CKễTễ A K 42
Trang 21

Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh

Số V

1/j
V5 (m/s)
j (m/s2)
1/j

Từ

7,14
6,67
0,055
18,18

5,26
10,15
0,073
13,7

4,35
13,53
0,1
10

3,85
16,91

0,12
8,33

3,57
20,29
0,1
10

3,45
23,68
0,082
12,2

3,57
27,06
0,045
22,2

3,85
30,5
0


1
= f(v) ta tìm t = f(v)
j

(Dựa vào đồ thị gia tốc ngợc )
+ Quãng đờng tăng tốc
t2

ds = v.dt-> s =

v . dt

t1

Từ đồ thị t = f(v)
Ta có Si = Fis : với Fis giới hạn bởi các đờng t = f(v) ; t = t1; t = t2 và trục o.t
(trục tung).
Quãng đờng tăng tốc từ Vmin ữ Vmax là :
S=

n



Fis

: n : Số khoảng chia vận tốc

i =1

Bảng giá trị thời gian tăng tốc, quãng đờng tăng tốc
Trong trờng hợp không xét đến sự mất mát vận tốc và thời gian khi sang số
ta có thể có bảng sau :
Xác lập đò thị t=f(v) và s=f(v) ,dựa vào đồ thị ta cóbảng sau
Bảng 14
V(m/s)

T (s)

2,6
0,945

4,3
2,3625

7,2
6,73

12,03
23,74

27.78
203,74

s(m)
Trờng hợp có tính đến mất mát vận tốc khi sang số và thời gian khi sang số, ta có
thể xác định độ giảm vận tốc chuyển động khi sang số dựa vào phơng trình
chuyển động lăn trơn của ô tô;
v = .g.tl/i
tl: thời gian chuyển số
(trong thiết kế không tính phần này)
Sv : Nguyn Tin Tun

Lp CKễTễ A K 42
Trang 22

Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh
Phần III : Tính toán ổn định chuyển động của ô tô
i. xác định toạ độ trọng tâm của ô tô

- Xác định khoảng cách a, b
Lấy momen đối với điểm A
.MA = 0
-> G.a
a=

A

G

- Z2 . L = 0

a

Z2
99224,52
.L =
. 3,95 = 2,697 (m)
G
139302

b = L - a = 3,95 - 2,697 = 1,253 (m)
- Xác định chiều cao trọng tâm hg =
Trong đó :

B

b

L
Z1

Z2

hiGi
G

hi : Chiều cao các cụm tổng thành
Gi : Khối lợng các cụm tổng thành.

Chiều cao trọng tâm các cụm tổng thành.
Hđc,lh = 1000 (mm)

Hnl, aq = 1000 (mm)

Hcs = 350 (mm)

Htx = 1650 (mm)

Hct = 420 (mm)

Hkx = 1250 (mm)

Hcb = 1200 (mm)

Hl = 700 (mm)

Ht = 1100 (mm)

Hcd,hs = 1100 (mm)

àĐ
Suy ra : hg = 1,380 (m) = 1380 (mm)
Vậy toạ độ trọng tâm của ô tô
O (a; b; hg) = (2,697 ; 1,253; 1,380)

(m)

II. TíNH TOáN ổn định dọc của ô tô
Xét các lực tác dụng lên xe trong mặt phẳng dọc khi xe chuyển động lên
dốc.

Sv : Nguyn Tin Tun

Lp CKễTễ A K 42
Trang 23


Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh

G2
G1 G
A

Pf

B

a

Pf

(

b
Z1

L

Z2

(*) Trờng hợp ô tô quay đầu lên dốc
- Góc giới hạn lật của ô tô ((l)
tg(1 = à Đ = 0,908
Suy ra (L = arctg (0,908) = 42o14' 18''
- Góc dốc giới hạn trợt ((T)
(Trong điều kiện phanh xe có hiệu quả nhất)
tg(T = ( . à Đ
T = arctg (0,633) = 35o54'41''
Từ đó ta có L > T
Đảm bảo điều kiện ổn định (xe trợt trớc khi lật)
* Trờng hợp ô tô xuống dốc
- Góc tới hạn lật ('L)
tg'L =

a 2,697
=

= 1,954
hg 1,38

-> 'L = 69o53'
- Góc tới hạn trợt ('T)
tg'T =

a
2,697
= 0,7
= 0,384
L + .hg
3,95 + 0,7.1,38

Sv : Nguyn Tin Tun

Lp CKễTễ A K 42
Trang 24


Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh
Suy ra 'T = 23o20'
Ta có 'L > 'T : Đảm bảo điều kiện ổn định
* Trờng hợp ô tô chuyển động trên đờng bằng
Vận tốc giới hạn lật
Vghl =

G.b
Ư W.h n

Giả sử hw = hg = 1,38 (m)
Vghl =

14200.1,253
= 65,65 (m/s)
3,12.1,38

Vghl > Vmax : Đảm bảo điều kiện
iii. tính toán ổn định ngang của ô tô

1. Khi xe chuyển động trên đờng có góc nghiêng ngang
- Góc nghiên đ : Tại đó xe bị lật đổ
tgđ =

B
1970
=
= 0,72
2hg 2.1380

- Góc nghiêng : Tại đó xe bị trợt ngang
tg = y = 0,7
tgđ > tg -> Đảm bảo điều kiện ổn định
2. Khi ô tô quay vòng trên đờng bằng
Bán kính quy vòng tối thiểu của ô tô R = 11 (m)
- Vận tốc giới hạn lật ngang
Vghl =

B.g.R
=

2hg

m
1970.9,81.11
= 8,8
2.1380
s

- Vận tốc giới hạn trợt ngang
Vght =

g.R. y =

m
= 8,6
s

Vghl > Vght : Đảm bảo điều kiện ổn định
3. Khi ô tô quay vòng trên đờng có góc nghiêng .
Sv : Nguyn Tin Tun

Lp CKễTễ A K 42
Trang 25


Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh
a. Khi hớng nghiêng của đờng cùng phía với trục quay vòng
(Xét góc lật nguy hiểm và góc trợt nguy hiểm bằng với khi chuyển động
trên đờng bằng).
- Vận tốc nguy hiểm khi xe bị lật đổ

Vn =

g.R (B / 2hg + tg d )
=
1 B / 2hg.tg d

9,81.11(1790 / 2.1380 + 0,72)
1 1970 / 2.1380.(0,72)

m
= 17,85
s
- Vận tốc nguy hiểm khi xe bị trợt ngang
V =

g.R ( y + tg )
1 y .tg

9,81.11(0,7 + 0,7)
m
= 17,2
1 0,7.0,7
s

=

Vn > V : Đảm bảo điều kiện ổn định
b. Khi hớng nghiêng của đờng ngợc phía với trục quay vòng
- Vận tốc nguy hiểm xe bị lật
Vn =

g.R (B / 2hg tg d )
1 + B / 2hg.tg d

- Vận tốc nguy hiểm khi xe bị trợt ngang
V =

g.R ( y tg )
1 + y .tg

Để đảm bảo điều kiện ổn định
tgđ <

B
= 0,72
2hg

tg < y = 0,7

đ < 35o29'
< 34o59'

Vận tốc chuyển động khi quay vòng của xe phải thoả mãn
m
V< V = 8,6
s

Sv : Nguyn Tin Tun

Lp CKễTễ A K 42

Trang 26


Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh
Nhận xét
Việc tính toán động lực kéo của ô tô chỉ có ý nghĩa về mặt lý thuyết do tính
tơng đối của các phép tính , và sự lựa chọn các hệ số trong quá trình tính toán
không chính xác so với thực tế. Trong thực tế , việc nghiên cứu đánh giá chất lợng kéo của ôtô đợc thực hiện trên đờng hoặc trên các bệ thử chuyên dùng.
______________________________________________________
Tài liệu tham khảo

- Lý thuyết ô tô - máy kéo . GS.TSKH Nguyễn Hữu Cẩn (chủ biên). NXB
Khoa học kỹ thuật. 2000.
- Kết cấu - tính toán ô tô . TS. Thái Nguyễn Bạch Liên (Chủ biên). NXB
Giao thông vận tải Hà Nội 1984.

Sv : Nguyn Tin Tun

Lp CKễTễ A K 42
Trang 27