bài tập lớn lý thuyết ô tô máy kéo

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH

Bài tập lớn lý thuyết ôtô

Nhận xét , đánh giá bài tập lớn

Giáo viên hướng dẫn:

Kết quả đánh giá:

Giáo viên chấm:

SV:Võ Văn Quân

1


Bi tp ln lý thuyt ụtụ

TRNG I HC S PHM K THUT VINH

Lời nói đầu
Ô tô ngày càng đợc sử dụng rộng rãi ở nớc ta nh một phơng tiện đi lại cá nhân
cũng nh vận chuyển hành khách, hàng hóa rất phổ biến. Sự gia tăng nhanh chóng số
lợng ô tô sử dụng trong xã hội, đặc biệt là các loại ô tô đời mới đang kéo theo nhu
cầu đào tạo rất lớn về nguồn nhân lực phục vụ trong ngành công nghiệp ô tô nhất là
trong lĩnh vực tính toán và thiết kế.
Tính toán sức kéo ô tô nhằm mục đích xác các thông số cơ bản của động cơ,
của hệ thống truyền lực để đảm bảo chất lợng động lực học cần thiết của chúng
trong các điều kiện sử dụng khác nhau, phù hợp với các điều kiện đã cho của ô tô từ
đó xác định các chỉ tiêu để đánh giá chất lợng kéo của ô tô nh chỉ tiêu vận tốc lớn

nhất, góc dốc lớn nhất của đờng mà ô tô có thể khắc phục đợc, gia tốc lớn nhất của
ô tô, quãng đờng và thời gian tăng tốc ngắn nhất khi đạt vận tốc là lớn nhất. Các chỉ
tiêu trên coa thể tìm đợc khi giải phơng trình chuyển động của ô tô bằng phơng
pháp đồ thị hoặc phơng pháp giải tích.
Sau khi học xong môn học ô tô 1 chúng em đợc tổ môn giao nhiệm vụ làm bài
tập lớn môn học. Vì bớc đầu làm quen với công việc tính toán, thiết kế nên không
tránh khỏi những vớng mắc. Với đề tài Tính toán sức kéo của ô tô nhờ sự quan
tâm động viên giúp đỡ tận tình của giáo viên hớng dẫn, giáo viên giảng dạy và các
thầy bộ môn công nghệ ô tô. Nên em đã cố gắng hết sức để hoàn thành bài tập lớn
trong thời gian đợc giao. Qua bài tập lớn này giúp sinh viên chúng em hiểu thêm
phơng pháp tính toán thiết kế nh: chọn công suất của động cơ, xác định tỷ số truyền
của hộp số cũng nh của hệ thống truyền lực và thành lập đồ thị để xác định các chỉ
tiêu về động lực học của ô tô.
Tuy nhiên kiến thức còn hạn chế tài liệu không thể có những sai sót vì vậy mong
đợc những đóng góp của thầy giáo cũng nh các bạn để tài liệu càng đợc hoàn thiện
và tốt hơn.
Vinh, ngày 20 tháng 11 năm 2015
Sinh viên thực hiện
Vừ Vn Quõn

SV:Vừ Vn Quõn

2


TRNG I HC S PHM K THUT VINH

Bi tp ln lý thuyt ụtụ

Phần I

Xây dựng đờng đặc tính tốc độ ngoài của ôtô
I. Xác định trọng lợng và sự phân bố trọng lợng
1. Trọng lợng xe thiết kế
Đây là loại xe ôtô du lịch chuyên lu thông trên các loại đờng, có công
thức tính toán toàn bộ khối lợng xe nh sau:
G = G0 + n*Gn + Gh
Trong đó:
- G là trọng lợng của toàn bộ ô tô.
- G0: là trọng lợng bản thân ô tô. Theo yêu cầu bài toán cho G0 = 1550
(kg)
- Gn: là trọng lợng trung bình của mỗi ngời (trọng lợng bình quân của
mỗi ngời đợc thừa nhận là 65 kg)
- n: số chổ ngồi (n=45)
-Ge: tải trọng định mức của ô tô
Ge = 15 (kg)
Từ đó ta có:
G=7400 + 45 * (65 + 15 )= 11000 (kg)
2. phân bố tải trọng lên các cầu
Với loại xe du lịch ta có:
Tải trọng phân bố cầu trớc:
Z01 = 0.448*G = 5368 (kg)
Tải trọng phân bố cầu sau:
Z02 = 0.518*G = 5632 (kg)
3. Chọn lốp
- Lốp có ký hiệu 12R22.5-16PR
Ta có : B = 12(mm) = 9(insơ)
d = 22.5 ( insơ)
Bán kính thiết kế của bánh xe:
ro = (B+d/2 ) * 25.4
r0 = ( 12 + 22.5/2 )*25.4 = 590.55 (mm) = 0.591(m)

SV:Vừ Vn Quõn

3


TRNG I HC S PHM K THUT VINH

Bi tp ln lý thuyt ụtụ

Bán kính động và động lực học của bánh xe: rđ = rk= *ro
Chọn lốp có áp suất cao, hệ số biến dạng = 0.9450.950. Ta chọn = 0.95
rk = rb = *ro = 0.95*0.591 =0.561 (m)
Trong đó:
rk: là bán kính động học của bánh xe.
ro: là bán kính thiết kế của bánh xe.
: là hệ số biến dạng.
II. Xây dựng đờng đặc tính ngoài của động cơ
- Các đờng đặc tính tốc độ ngoài của động cơ là các đồ thị chỉ sự phụ
thuộc của các đại lợng công suất có ích Ne, mômen xoắn có ích Me và suất
tiêu hao nhiên liệu trong một giờ GT và suất tiêu hao nhiên liệu ge theo số
vòng quay hoặc theo tốc độ góc của trục khuỷu.Các đờng đặc tính này
gồm:
Đờng công suất Ne = f(ne)
Đờng mômen xoắn Me = f(ne)
Đờng suất tiêu hoa nhiên liệu của động cơ ge = f(ne)
1. Xác định công suất của động cơ theo điều kiện cản chuyển động
Ôtô đạt tốc độ lớn nhất Vmax khi chạy trên đờng bằng. Khi đó công suất
động cơ sinh ra là:
Nv = (Nf + N )
Nv =

3
1 .G.vmax K .F .vmax
(
+
)
t
270
3500
(mã lực, ký hiệu: HP)

Trong đó:
+ k: hệ số cản không khí .
Đối với ôtô khách(loi v toa tu) ta chọn k = 0.3(kg./m4)
+ Vmax là tốc độ cực đại của ôtô ở tay số truyền thẳng khi xe chạy trên đờng tốt, mặt đờng nằm ngang (tính theo km/h)
Theo đề bài ta có: Vmax = 80 km/h
+ f: hệ số cản lăn của mặt đờng f = 0.018
+ F: là diện tích chính diện của ôtô (m2)
F = m.B0.H
- m: là hệ số điền đầy diện tích cản chuyển động của ôtô
Đối với ô tô khách(vận tải) m = 1
- B0: chiều rộng cơ sở của xe(m)
SV:Vừ Vn Quõn

4


Bi tp ln lý thuyt ụtụ

TRNG I HC S PHM K THUT VINH

B0 = 2
- H: chiều cao của xe(m)
H = 2.7 (m)
Vậy ta có: F = 2*2,7=5,4 (m2)
+ là hệ số truyền lực. Đối với ôtô du lịch = 0.85 ....0.9
Ta chọn = 0.85
Từ các chỉ số trên ta có công suất khi xe đạt vận tốc cực đại là:
Nv =

3
1 .G.vmax K .F .vmax
(
+
)
t
270
3500 =

(0.018*11000*80/270+0.3*5.4*803/3500)/0.85
=96.9(HP)
2. Xác định công suất cực đại của động cơ
N e max =

Nv
(W )
a + b2 c3

Công suất lớn nhất của động cơ:
Trong đó:

- a,b,c: là các hệ số thực nghiệm, đối với động cơ diezel buồng
cháy trực tiếp ta chọn
ta chọn: a =0.5 ; b=1.5 ;c=1
= 0.8
N e max =

Nv
96.9
=
2
3
a + b c
0.5 * 0.8 + 1.5 * 0.82 0.83

=>
=114.3(HP)
Đây là công suất thảo mãn khi thiết kế nhng khi lắp trên ôtô có thêm các
bộ phận khác, mặt khác để tăng khả năng thắng sức cản đột xuất trong quá
trình chuyển động( sức cản phụ, quạt gió, khí nén....) thì ta phải chọn công
suất cao hơn 15 - 20% so với công suất trong quá trình tính toán nên ta
chọn:
Nemax = 114.3+114.3*15% = 131.44 (HP)
So sánh công suất này với công suất của xe tham khảo ta có:
ứng với Nemax = 380(mã lực) ta chọn nv = 1900( vòng/phút)
3. Xây dựng đờng đặc tính tốc độ ngoài của động cơ.
Muốn xây dựng đờng đặc tính ( Ne, ne ) và ( me, ne )
ta Sử dụng công thức Lây-Đéc-Man đối với động cơ xăng
SV:Vừ Vn Quõn

5

Bi tp ln lý thuyt ụtụ

TRNG I HC S PHM K THUT VINH

ta có:
2
3
n
ne
ne
e
N e = N max a. + b c
nN
nn
nn
(mã lực)

Ta đặt:
2
n


n
n
T = a e + b e c. e
nN
nN
nN

3





Trong đó
Nemax là công suất có ích cực đại.
Ne là công suất hữu ích của động cơ.
ne là số vòng quay của trục khuỷu.
nN là số vòng quay ứng với công suất cực đại
a,b,c là các hệ số thực nghiệm đợc chọn theo từng loại động cơ.
Đối với động điezel ta chọn: a =0.5 ; b=1.5; c=1
Ne và ne công suất và số vòng quay ở thời điểm trên đờng đặc tính ngoài
của động cơ.
- Tính mômen xoắn của trục khuỷu động cơ ứng với vòng quay ne khác
nhau:
Me = 716.2*Ne/ne (kG.m)
= là các đại lợng ne và nN đã biết( với = 0.4....;1.3)
Để động cơ có thể hoạt động ổn định ở số vòn quay ta lấy ne = .nN với:
nemin = 0.4nN .... 1.4nN(v/phút) ta lấy số vòng trong khoảng (760 ... 2660)
Ta thành lập đợc bảng tính các giá trị(, ne, Ne, Me)
kết quả ghi ở bảng sau:
v

760

950



0.4

0.5

T

0.376

0.5

0.624 0.742 0.848 0.936

Ne

49.4

65.7

81.9

SV:Vừ Vn Quõn

1140 1330 1520 1710 1900 2090 2280 2470 2660
0.6

0.7

0.8

0.9

1

1.1

1.2

1.3

1.4

1

1.034 1.032 0.988 0.896

97.4 111.3 122.9 131.3 135.8 135.5 129.7 117.6

6


Bi tp ln lý thuyt ụtụ

TRNG I HC S PHM K THUT VINH
Me

46.52 49.49 51.47 52.46 52.46 51.47 49.49 46.52 42.56 37.61 31.68

Ta có tỷ lệ xích:
= 190/15(v/p)/mm
= (HP/mm)
= (kG.m)/mm

Ne (PS)
Me(kG.m)

135.8
117.6

Ne
Nemax

52.5

Me

46.5
49.4

Memax

31.8

Ne(v/p)
0

760

1520

22900 2660

Đờng đặc tính ngoài của động cơ xăng không hạn chế số vòng quay
Nhận xét:
Số vòng quay nmin = 760(v/p) của trục khuỷu là số vòng quay nhỏ nhất
mà động cơ có thể làm việc ổn định ở chế độ toàn tải. Khi tăng số vòng
quay thì mômen và công suất của động cơ tăng lên, mômen xoắn đạt giá trị
cực đại Memax ở số vòng quay nN=1520(v/p).Các giá trị Nemax, Memax là số
SV:Vừ Vn Quõn

7


TRNG I HC S PHM K THUT VINH

Bi tp ln lý thuyt ụtụ

vòng quay tơng ứng với các giá trị trên nN và nM đợc chỉ dẫn trong các đặc
tính kỹ thuật của động cơ. Động cơ ô tô làm việc chủ yếu ở vùng nM - nN.
Khi tăng số vòng quay của trục khuỷu lớn hơn giá trị nN thì công suất sẽ
giảm, chủ yếu là do sự nạp hỗn hợp khí kém đi và do tăng tổn thất ma sát
trong động cơ. Ngoài ra khi tăng số vòng quay sẽ làm tăng tải trọng động
gây hao mòn nhanh các chi tiết động cơ. Vì thế khi thiết kế ô tô du lịch thì
số vòng quay của trục khuỷu động cơ tơng ứng với tốc độ cực đại của ô tô
trên đờng nhựa tốt nằm ngang không vợt quá 10....20% so với vòng quay

nN.
- Hệ số thích ứng của động cơ theo mômen xoắn:
=> Memax = k.MN = 1.2*49.49 = 59.39(kG.m)

Phần II. Xác định tỷ số truyền và truyền lực chính
1. Xác định tỷ số truyền của truyền lực chính
Tỷ số truyền của hệ thống truyền lực chính trong trờng hợp tổng
quát đợc xác định theo công thức:
it = ih*ip*io*ic
Trong đó:
ih: là tỷ số truyền của hộp số chính
ip: là tỷ số truyền của hộp số phụ
io: là tỷ số truyền của truyền lực chính.
ic: là tỷ số truyền của truyền lực cuối cùng( thờng có ở máy kéo).
1. Xác định tỷ số truyền của truyền lực chính.
io đợc xác định trên cơ sở đảm bảo tốc độ chuyển động cực đại của ô tô ở
số truyền cao nhất trong hộp số.
rb ì ne max
2 ì ro ì ne max
0, 377 ì rb ì nv
io =
=

60 ì ihn ì i pc ìVmax 30 ì ihn ì i pc ìVmax
i pc ì ihn ìVmax

=>>

i0 = 0.377

0.561* 2470
= 6,53
1*1* 80

Trong đó:
SV:Vừ Vn Quõn

8


TRNG I HC S PHM K THUT VINH

Bi tp ln lý thuyt ụtụ

nN = nv = 2470(v/ph)
ip: Tỷ số truyền của hộp số phụ(11.5), ta chọn ip = 1.
( Do xe đang xét không có hộp số phụ nên ta có thể bỏ qua)
2. Xác định tỷ số truyền của hộp sô
a. Xác định tỷ số truyền của tay số 1
- Tỷ số truyền của tay số 1 đợc xác định trên cơ sở đảm bảo khắc phục đợc sức cản lớn nhất của mặt đờng mà bánh xe chủ động không bị trợt quay
trong mọi điều kiện chuyển động.
- Theo điều kiện chuyển động ta có:
Pk max P max + Pw

Trong đó:
Pkmax : là lực kéo lớn nhất của đsộng cơ phát ra ở bánh xe chủ
động.
P : max là lực cản tổng cộng của đờng.
Pw
: là lực cản không khí.

Do đó ihI đợc xác định theo điều kiện cản chuyển động:
ih1 =

G. max .rb
M e max .io .i pc .tl

11000 * (0.018 + 0.25) * 0.561
= 4.18
= 59.39 *1.2 * 6.53 * 0.85

Trong đó:
G = 11000: là trọng lợng của toàn bộ xe.
io: tỷ số truyền của truyền lực chính = 6.53
max : hệ số cản tộng cộng lớn nhất của đờng
t : hiệu suất của hệ thống truyền lực
(với ôtô khách = 0.85)
= f + i = 0.018 + 0.25 = 0.268
rb : 0.561 (m): bán kính động lực học của bánh xe (m).
ip: Tỷ số truyền của hộp số phụ(11.5), ta chọn ip = 1.
Memax = k*Mn = 1.2*49.49= 59.39(kG.m)
- Mặt khác lực kéo cực đại Pkmax của ô tô còn bị giới hạn bởi điều
kiện bám giữa bánh xe với mặt đờng cho nên khi tính ihI xong ta phải kiểm
tra lại theo điều kiện bám:
Pk max P = mk .G .

SV:Vừ Vn Quõn

9

Bi tp ln lý thuyt ụtụ

TRNG I HC S PHM K THUT VINH
ih1

G ..rb .m
M e max .i0 .i p .t

Trong đó:


G

: trọng lợng phân bố ở cầu chủ động, đối với loại xe này trọng
lợng phân bố lên cầu sau, G2=5632(kg)
= 0.6 ... 0.8: hệ số bám cực đại giữa lốp và mặt đờng, chọn =0.8
m : hệ số phân bố tải trọng lên cầu chủ động
Đối với cầu sau: m = 1.1 1.2
ta chọn m = 1.1
Thay số vào ta có:
=> ihI 8.43 thỏa mãn điều kiện đề ra.
Vậy ta chọn ihI = 4.18
b. Xác định tỷ số truyền của tay số trung gian
Muốn chọn hộp số truyền cho hộp số cần dựa và chủng loại ôtô, động cơ, phạm
vi sử dụng của nó. Dựa vào loại xe đã chọn ta chọn ôtô có 5 cấp số tiến và 1 số lùi.
Ta sẽ chọn hệ thống tỷ số truyền trung gian theo cấp số nhân, chọn tỷ số truyền ở
số cao nhất ( số 5 ) là số truyền thẳng ih5 = 1
- Chọn hệ thống tỷ số truyền của các cấp số trong hộp số theo cấp số
nhân
Công bội đợc xác định theo biểu thức:

q = n 1

ih1 4
= 4.18 = 1.43
ihn

Trong đó:

n : số cấp trong hộp số; n = 5
ihI : tỷ số truyền tay số 1; ihI = 4.18
ihn : tỷ số truyền tay số cuối cùng trong hộp số, ih5 = 1
q= 1.43
Tỷ số truyền tay số i đợc xác định theo công thức sau:
ihi =

ih1
q i 1

Trong đó:
ihi :tỷ số truyền tay thứ i trong hộp số( i=2,....n-1)
Từ 2 công thức trên ta sẽ xác định đợc tỷ số truyền ở các tay số:
+ Tỷ số truyền của tay số II là: ih2 = 4.18/1.43=2.92
+ Tỷ số truyền của tay số III là: ih3 = 4.18/1.432=2.05
1
SV:Vừ Vn Quõn


Bi tp ln lý thuyt ụtụ

TRNG I HC S PHM K THUT VINH

+ Tỷ số truyền của tay số IV là: ih4 = 4.18/1.433=1.43
+ Tỷ số truyền của tay số V là: ih5 = 1
- Tỷ số truyền tay số lùi: (i1) thờng đợc chọn trong khoảng
i1 = ( 1.11.3)ihI
Đối với xe này ta chọn tỷ số truyền số lùi nh sau:
i1 = 1.2*4.18 =5.02
Kiểm tra tỷ số truyền tay số lùi theo điều kiện bám
Theo điều kiện bám ta phải có:
Vậy i1 = 5.02 < 8.43 thỏa mãn điều kiện
Ta có tỷ số truyền trên từng tay số:
Bảng: tỷ số truyền trên từng tay số
Tay số
Tỷ số truyền

I
4.18

II
2.92

III
2.05

IV
1.43

V
1

Số lùi
5.02

C - Lập bảng xác định vận tốc của ô tô tơng ứng với từng số truyền
vi = 0,377.

ne min .rk
i0 .ihi

ne

760

950

1140

1330

1520

1710

1900

2090

2280

2470

2660

V1

6

7

9

10

12

13

15

16

18

19

21

V2

8

11

13

15

17

19

21

23

25

27

30

V3

12

15

18

21

24

27

30

33

36

39

42

V4

17

22

26

30

34

39

43

47

52

56

60

V5

25

31

37

43

49

55

62

68

74

80

Phần II. Tính toán chỉ tiêu động lực học của ôtô
1. Lập đồ thị cân bằng công suất động cơ
SV:Vừ Vn Quõn

1

86


TRNG I HC S PHM K THUT VINH

Bi tp ln lý thuyt ụtụ

Đồ thị cân bằng công suất của ô tô là đồ thị biểu thị mối liên hệ giữa
công suất phát ra của động cơ và các công suất cản trong quá trình chuyển
động ôtô phụ thuộc với tốc độ chuyển động hoặc số vòng quay của trục
khuỷu động cơ
Ta có phơng trình cân bằng công suất tại bánh xe chủ động
Công suất của động cơ phát ra tại bánh xe chủ động
Ne=Nt Nf Ni Nj N
Trong đó:
Nr : công suất tiêu hao cho tổn thất cơ khí trong hệ thống truyền lực

t :hiệu suất truyền lực( với ô tô khách(vận tải) ta có = 0.85)
Nf : công suất tiêu hao cho lực cản lăn
Nf = G.f.v/270
Ni : công suất tiêu hao để khắc phục lực cản không khí
- Ni lấy dấu ( + ) khi xe chuyển động lên dốc
- Ni lấy dấu ( - ) khi xe chuyển động xuống dốc

- Công suất tiêu hoa cho lực cản của không khí
Nw = K.F.v3/3500
- Công suất tiêu hoa cho lực cản quán tính khi tăng tốc (Nj)
N j = i .

G
. j.v
g
/270

Trong đó:
j : gia tốc của ô tô
V : vận tốc chuyển động của ô tô
i

: hệ số kể đến ảnh hởng của các khối lợng quay
g : gia tốc trọng trờng
Chú ý: Nj - lấy dấu ( + ) khi xe chuyển động tăng tốc
- lấy dấu ( - ) khi xe chuyển động giảm tốc
- Đờng biểu diễn đồ thị Nw là đờng cong
- Các đồ thị Nk-v theo các số truyền
Muốn lập đợc 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:
1
SV:Vừ Vn Quõn


Bi tp ln lý thuyt ụtụ

TRNG I HC S PHM K THUT VINH

+ ở tay số 1 :

+ ở tay số 2 :

vi = 0,377.

ne min .rk
i0 .ih1

v2 = 0,377.

ne min .rk
i0 .ih 2

v3 = 0,377.

+ ở tay số 3 :

ne min .rk
i0 .ih 3

v4 = 0,377.

+ ở tay số 4 :

+ ở tay số 5 :

v5 = 0,377.

ne min .rk
i0 .ih 4

ne min .rk
i0

Trong đó:
- rb : bán kính lăn của bánh xe
-ne : số vòng quay của động cơ
Tuy nhiên trong phơng trình chỉ cần xác định thành phần Nk, Nf, Nw
Ta thấy đờng biểu diễn Nf là đờng bậc nhất qua gốc tọa độ nên chỉ cần xác
định 2 điểm: Nf0 = 0 và Nf = G.f.v/270 (ml)
- Đờng biểu diễn đồ thị Nw là đờng cong
- Các đồ thị Nk-v theo các số truyền
G. f .v k . f .v 3
+
- Xét ô tô chuyển động trên đờng bằng: Nc = Nf + Nw = 270 3500

Cho ne những giá trị khác nhau từ(760 ... 2660) vào các công thức trên để
tính đối với mỗi tay số ta thành lập đợc các bảng sau:
Ta có bảng tính giá trị công suất động cơ :
Ne

49.369

65.65

SV:Vừ Vn Quõn

81.93

97.425

111.342 122.897

131.3

135.764 135.502 129.724 117.645

1


Bài tập lớn lý thuyết ôtô

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH
ne

760

950

1140

1330

1520

1710

1900

2090

2280

2470

2660

V1

6

7

9

10

12

13

15

16

18

19

21

V2

8

11

13

15

17

19

21

23

25

27

30

V3

12

15

18

21

24

27

30

33

36

39

42

V4

17

22

26

30

34

39

43

47

52

56

60

V5

25

31

37

43

49

55

62

68

74

80

86

Nf5

18.05

22.56

27.08

31.59

36.10

40.62

45.13

49.64

54.15

58.67

63.18

Nw5

0.69

1.35

2.33

3.70

5.52

7.86

10.79

14.36

18.64

23.70

29.60

Nc

18.74

23.91

29.41

35.29

41.63

48.48

55.91

64.00

72.79

82.36

92.78

SV:Võ Văn Quân

1


Bài tập lớn lý thuyết ôtô

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH

NkVI
Ne(v/p)

NkV

NkIII
NkII
NkI

2260

Ne

Nw+Nf

760

Nf

6

SV:Võ Văn Quân

19

27

39

56

Vmaxx

1

V(km/h)


TRNG I HC S PHM K THUT VINH

Bi tp ln lý thuyt ụtụ

2. lập đồ thị cân bằng sức kéo của ôtô
Từ thuyết ta đã biết phơng trình cân bằng lực kéo tổng quát của ôtô
nh sau:
Pk= P + P w +Pi+Pj+Pmk
Trong ú :
+ Pk L lc kộo tip tuyn cỏc bỏnh xe ch ng (kg)
+ Pf = f.G.cos lc cn ln ( kg)
K .F .V 2
+ Pw = 13 lc cn ca khụng khớ ( kg)

-K : hệ số cản không khí, với ôtô khách vỏ kín ta có:
K=0.02 ....0.035, ta chọn K = 0.03 (Ns2/m4)
- F : diện tích cản chính diện của ôtô, F = 5.4(m2)
+ Pi = G. sin lc cn lờn dc ( kg)
+ Pj =

G

.ij
g

lc cn tng tc ( kg)

Tớnh lc kộo cỏc bỏnh xe ch ng theo cụng thc sau :
Pk =

M k M e .ih .i0 .nh
=
rbx
rbx

Pk =

716.N e .ih .io .tl
rbx .ne

Thay s vo cụng thc trờn cho tng tay s khỏc nhau ta thnh lp c
bng sau :

SV:Vừ Vn Quõn

1


Bi tp ln lý thuyt ụtụ

TRNG I HC S PHM K THUT VINH

Bảng tính lực kéo Pk theo tốc độ ôtô
ne

760

950

1140

1330

1520

1710

1900

2090

2280

2470

2660

Ne

49.37

65.65

81.93

97.42

111.34

122.90

131.30

135.76

135.50

129.72

117.64

V1

6

7

9

10

12

13

15

16

18

19

21

Pk1

1924.1

2046.9

2128.7

2169.7

2169.7

2128.7

2046.9

1924.1

1760.3

1555.6

1310.0

V2

8

11

13

15

17

19

21

23

25

27

30

Pk2

1344.1

1429.9

1487.1

1515.7

1515.7

1487.1

1429.9

1344.1

1229.7

1086.7

915.1

V3

12

15

18

21

24

27

30

33

36

39

42

Pk3

943.6

1003.8

1044.0

1064.1

1064.1

1044.0

1003.8

943.6

863.3

762.9

642.5

V4

17

22

26

30

34

39

43

47

52

56

60

Pk4

658.2

700.2

728.3

742.3

742.3

728.3

700.2

658.2

602.2

532.2

448.2

V5

25

31

37

43

49

55

62

68

74

80

86

Pk5

460.3

489.7

509.3

519.1

519.1

509.3

489.7

460.3

421.1

372.2

313.4

Xây dựng đồ thị lực cản.
Để tốc độ cực đại thì ôtô chỉ có thể đạt đợc trên đờng bằng do đó thành phần
lực chỉ bao gồm cản lăn và cản gió:
Pc = Pf + Pw = G.f +K.F.v2/13 (kg)
V(km/h) 30

40

50

55

60

65

70

75

80

Pw

11.2

19.9

31.2

37.7

44.9

52.7

61.1

70.1

79.8

Pf

19.8

19.8

19.8

19.8

19.8

19.8

19.8

19.8

19.8

Pc

31.0

39.7

51.0

57.5

64.7

72.5

80.9

89.9

99.6

SV:Vừ Vn Quõn

1


TRNG I HC S PHM K THUT VINH
Pki =

Bi tp ln lý thuyt ụtụ

M k M e .ih .i0 .t
=
rb
rb

Trong đó:

M k : L mụmen xon bỏnh xe ch ng (kg.m)
r b : Bỏn kớnh ln ca bỏnh xe ch ng
M e : Mụmen xoắn ca trc khuu ng c (g.m)
i0 : T s truyn ca truyn lc chớnh
i h : T s truyn ca hp s tu theo tng tay s tớnh toỏn
Vi : Vận tốc chuyển động của ôtô theo số vòng quay của trục
khuỷu động cơ khi ôtô chuyển động ở cấp số i.
Lực cản lăn Pf đợc xác định nh sau:
- Với: V 80km/h thì f = f0 = 0.018
=> Pf = G.f đồ thị là đờng thẳng song song với trục hoành.
- Với: V 80km/h thì f = 0.032(1+v2/1500)
=> Đồ thị có dạng đờng thẳng

SV:Vừ Vn Quõn

1


Bài tập lớn lý thuyết ôtô

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH

Pk(kg)
2300

Pk1

1924.1

Pk2
1344.1

Pk3

943.6

Pk4
658.2

519.1

Pk5

460.3

A

Pf+Pw
31.1

Pf

19.8

0

6

8

9 12 15 17 24 25 30

45

60

80

25.

§å thÞ c©n b»ng lùc kÐo cña «t«
SV:Võ Văn Quân

1

V(km/h)


Bi tp ln lý thuyt ụtụ

TRNG I HC S PHM K THUT VINH

Nhận xét:
- Trục tung biểu diễn các lực Pk, Pf, Pw . Trục hoành biểu diễn vận tốc của ô tô
theo km/h
- Đờng Pk5( lực kéo khi xe chạy ở số truyền 5) cắt nhau với đờng biểu diễn lực
cản( Pf, Pw) tại A dóng xuống ta đợc Vmax = 80 km/h

- Đồ thị Pf là đờng thẳng // với trục hoành V < 80km/h và là đờng cong bậc 2
khi V>80km/h
- Khoảng cách từ Pf + Pw đến Pki là lực kéo d để khắc phục các lực cản khác.

Phần III. Lập đồ thị đặc tính động lực học của ôtô
C: TNH TON CC NHN T NG LC HC KHI Y TI (D) V
TI THAY I (DX)
1) xỏc nh nhõn t ng lc hc D khi ụtụ ch ti nh mc.
* Phng trỡnh nhõn t ng lc hc ca ụtụ iu kin ch ti nh mc c
biu thỡ bng phng trỡnh sau:
D=

Pk P
G

trong ú:
Pk :

D: nhõn t ng lc hc

lc kộo tip tuyn cỏc bỏnh xe ch ng

P :

lc cn khụng khớ

G: trng lng ton b ụtụ
-

Phng trỡnh cú th vit di dng khai trin (trng hp khụng kộo moúc).

SV:Vừ Vn Quõn

2


Bài tập lớn lý thuyết ôtô

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH
D=(

Ta có phương trình

M e .ihi .η t k .F .v 2 1
−
)
rb
3,6 2 G

Pk = Pf + Pω ± Pi ± Pj

⇔ Pk − Pω = f . G . cos α ± G. sin α ±

G.( f . cos α ± sin α ) ±

trình trên ta có:

D=

G

.si . j
g

G

G
.δ i . j
g
, thay vào phương

G ( f ± i) ±
=

G
. Si . j
g

G

=ϕ+

Si
.j
g

trong đó: ϕ = f ± j : hệ số tổng cộng của đường.
* Xây dựng đồ thị động lực học khi ôtô chở tải định mức.
D=

Để xây dựng đồ thị D, cần lập bảng tính các trị số trong phương trình

Pk − Pω
G
. Trong trường hợp này ta xây dựng đồ thị D với hộp số chính của ôtô

có số 5 truyền ( n = 5) với các nhân tố động lực học ở các tay số là:
Dm =

Pkm − Pωm
G
. Trong đó: m là chỉ số tương ứng với số truyền đang tính: m = 15

các đại lượng khác đã giải thích ở phần trước
ne

760

950

1140

1330

1520

1710

1900

2090

2280

2470

2660

Me

46.52

49.49

51.47

52.46

52.46

51.47

49.49

46.52

42.56

37.61

31.68

V1

6

7

9

10

12

13

15

16

18

19

21

D1

0.175

0.186

0.193

0.197

0.197

0.193

0.186

0.175

0.160

0.141

0.119

V2

8

11

13

15

17

19

21

23

25

27

30

D2

0.122

0.130

0.135

0.138

0.137

0.135

0.129

0.122

0.111

0.098

0.082

SV:Võ Văn Quân

2


Bài tập lớn lý thuyết ôtô

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH

V3

12

D3

15

18

21

24

27

30

33

36

39

42

0.0856 0.0910 0.0945 0.0962 0.0961 0.0941 0.0902 0.0845 0.0770 0.0676 0.0564

V4

17

22

26

30

34

39

43

47

52

56

60

D4

0.060

0.063

0.065

0.066

0.066

0.065

0.062

0.057

0.052

0.045

0.037

V5

25

31

37

43

49

55

62

68

74

80

86

D5

0.041

0.043

0.045

0.045

0.044

0.043

0.040

0.037

0.032

0.027

0.020

* Vẽ đồ thị:
-

Từ số liệu đã có ở bảng VI ta vẽ được đồ thị nhân tố động lực học. giá trị

nhân tố động lực học D (không thứ nguyên ) được biểu diễn trên trục tung. Trục
hoành biểu diễn vận tốc chuyển động của ôtô.

SV:Võ Văn Quân

2

Bài tập lớn lý thuyết ôtô

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH

0.027

11
19

32
60

80
15
21

0.197
0

0.138
0.082

V(
km
h

)
D

5

f
D
1

D
2

6

D
3

D
4

D
D
max1

D
max2

SV:Võ Văn Quân

2


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH

Bài tập lớn lý thuyết ôtô

D
max3

40
D
max4

a
b
c
d
v
1

Hình 4: Đồ thị nhân tố động lực học khi đầy tải D
-

Trên đồ thị nhân tố động lực học ta vê thêm đường hệ số của cản lăn

f = const và ta xây dựng thêm nhân tố động lực học của ôtô tính theo điều kiện

bám D được tính ở biểu thức sau:

Dϕ =

Pϕ − Pω
G

=

W .V 2
13
G

Gϕ .ϕ −

biểu thức trên ta xây dựng ở tay số 5 tức là khi tốc độ biến thiên từ
Vmin = 0 đến

Vmax = V5max = 80 ( km/h )
Ta có bảng tính nhân tố động lực học theo điều kiện bám
SV:Võ Văn Quân

2


Bài tập lớn lý thuyết ôtô

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH

V5

25

31

37

43

49

55

62

68

74

80

D5

0.041

0.043

0.045

0.045

0.044

0.043

0.040

0.037

0.032

0.027

- Từ các giá trị của nhân tố động lực học theo điều kiện bám. Thì Dϕ là đường
cong có điểm xuất phát từ điểm có giá trị = 0.130 (tại đó vận tốc của ôtô bằng
0) và thoải dần theo tốc độ ôtô.
ta thấy D5= 0.027 ≤ (0.018+0.25) Vì vậy ôtô có thể hoạt động ở mọi số
truyền mà không bị trượt quay.
-

Vậy điều kiện để ôtô duy trì chuyển động trong các điều kiện đã cho chỉ phụ

thuộc vào hệ số cản tổng cộng của đường ψ , nghĩa là D ≥ ψ .
- Ta có thể xác định được độ đốc lớn nhất của ô tô:
Trong trường hợp ô tô chuyển động đều (ổn định) thì ta có D = ψ , nếu biết hệ
số cản lăn của loại đường thì ta có thể tìm được độ dốc lớn nhất của đường mà ô
tô có thể khắc phục được ở một vận tốc cho trước. Ta có:
imax = D − f = ψ − f

2) Xác định nhân tố động lực học Dx khi tải trọng ôtô thay đổi
* Biểu thức xác định Dx .
- Trong thực tế ôtô có thể làm việc với tải trọng thay đổi (non tải, không tải, quá
tải…), khi đó ta có biểu thức xác định nhân tố động lực học như sau:
2
SV:Võ Văn Quân