Đồ án Ôtô Thiết kế tính toán sức kéo của xe tải Ôtô Huyndai 20,4 tấn

****

ĐỒ ÁN ÔTÔ
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ TÍNH TOÁN SỨC KÉO
CỦA XE TẢI ÔTÔ HUYNDAI 20,4 TẤN
Ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô
Khoa CNKT ôtô

GVHD:
SVTH:
Lớp:

0


LỜI NÓI ĐẦU
Ôtô ngày càng được sử dụng rộng rãi ở nước ta như một phương tiện đi lại cũng
như vận chuyển hành khách, hàng hóa. Do đó ngành công nghiệp ôtô hiện nay đang
phát triển mạnh mẽ và ngày càng đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế. Vì vậy
việc đào tạo kỹ 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 ngành công nghệ
ôtô. Môn học “ lý thuyết ôtô” cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản thuộc
lĩnh vực lý thuyết ôtô liên quan tới sự phát triển của ngành ôtô trong sự đổi mới của
đất nước hiện nay. Đồng thời cũng đề cập đến những vấn đề liên quan đến sự phát
triển kỹ thuật mới của ngành ôtô trên thế giới.
Sau khi học xong môn “ lý thuyết ôtô”, em được tổ bộ môn giao nhiệm vụ làm
đồ án môn học. Qua đồ án này giúp chúng em nắm được phương pháp tính toán thiết
kế ôtô như: chọn công suất động cơ, xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ, xác
định tỷ số truyền và thành lập đồ thị cần thiết để đánh giá chất lượng động lực học của
ôtô, đánh giá các chỉ tiêu của ô tô sao cho năng suất là cao nhất với giá thành thấp
nhất. Đảm bảo khả năng làm việc ở các loại đường khác nhau, các điều kiện công tác

khác nhau. Vì thế nó rất thiết thực với sinh viên công nghệ kỹ thuật ôtô
Tuy nhiên trong quá trình thực hiện dù đã cố gắng nhưng không tránh khỏi
những thiếu sót. Vì vậy em rất mong nhận được sự quan tâm đóng góp ý kiến của các
thầy, các bạn để em hoàn thiện đồ án của mình hơn và qua đó cũng rút ra được những
kinh nghiệm quý giá cho bản thân nhằm phục vụ tốt cho quá trình công tác và học tập
sau này.
Em xin chân thành cảm ơn!

1


NHIỆM VỤ TÍNH TOÁN SỨC KÉO ÔTÔ
I. Khái niệm chung
II. Số liệu cho trước
- Loại ôtô: xe tải Hyundai 20,4 tấn
- Tải trọng: 20400 kg
- Tốc độ cực đại của ôtô: 90 km/h
- Hệ số cản của đường ở tốc độ cực đại
- Hệ số cản cực đại của đường mà ôtô có thể khắc phục được
- Loại động cơ diezel kiểu D6CB
III. Thông số chọn
- Trọng lượng bản thân ôtô: 13770 Kg
- Hệ số dạng khí động học
- Diện tích cản chính diện của ôtô (hoặc nhân tố cản)
- Sự phân bố trọng lượng giữa các trục khi ôtô đầy tải và không có tải
- Tốc độ góc của trục khuỷu động cơ ứng với công suất cực đại
- Hiệu suất của hệ thống truyền lực
Các thông số này lựa chọn trên cơ sở thực nghiệm và những số liệu thống kê của
loại ôtô hiện có tương tự như loại ôtô thiết kế và có tính đến nhịp độ phát triển của kỹ
thuật chế tạo ôtô ở trong nước và trên thế giới.

IV. Thông số tính toán
- Công suất cực đại của động cơ
- Dung tích làm việc của động cơ: 12344 Cm3
- Tỷ số truyền của hộp số, truyền lực chính, hộp số phụ, hộp phân phối (nếu có)
- Xác định các chỉ tiêu đánh giá chất lượng kéo

2


3


CHƯƠNG I. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA ÔTÔ

1.1. Xác định trọng lượng toàn bộ của ôtô
Trọng lượng toàn bộ của ôtô xác định theo công thức:
G = Go + Gn.n + Ge = 13770+60.2+ 20400
G= 34290 Kg
Trong đó: Go - trọng lượng bản thân của ôtô

Gn - trọng lượng trung bình của mỗi người
n - số chỗ ngồi trong buồng lái
Ge - tải trong định mức của ôtô

1.2. Chọn lốp
- Ký hiệu lốp: 12R22,5-16PR
1.3. Xác định công suất cực đại của động cơ
- Hiệu suất của hệ thống truyền lực t:
Đối với ôtô có tính cơ động cao (loại có từ 2 cầu chủ động trở lên) chọn t = 0,85
- Hệ số cản không khí K:

Hệ số cản khí động học phụ thuộc vào mật độ không khí, hình dạng và chất
lượng bề mặt của ôtô (kG.s2/m4). K được xác định bằng thực nghiệm.
Đối với ôtô tải chọn K = 0,65 (kG.s2/m4)
- Diện tích cản chính diện F:
Diện tích cản chính diện của ôtô là diện tích hình chiếu của ôtô trên mặt phẳng
vuông góc với trục dọc của xe ôtô (m2). Việc xác định điện tích có nhiều khó khăn, để
đơn giản trong thực tế người ta sử dụng công thức gần đúng sau:
F = B.Ho= 2,098.3,22 =6,76 m2
Trong đó : chiều rộng cơ sở của ôtô B=2,098 m
chiều cao toàn bộ của ôtô Ho=3,22 m
-Vận tốc cực đại của ôtô Vmax: Vmax= 94 km/h
- Trọng lượng toàn bộ của ôtô G: G= 34290 Kg
- Hệ số cản tổng cộng của đường v khi ôtô chuyển động ở Vmax:
+ Khi thiết kế ôtô tải người ta thường chọn hệ số cản tổng cộng của đường (ứng
với khi ôtô chạy ở tốc độ cực đại) với một lượng dự trữ nào đó (lớn hơn hệ số cản lăn)
tức là để ôtô vẫn có khả năng vượt dốc khi chuyển động ở vận tốc cực đại.
Chọn v = 0,03
Xác định công suất cực đại của động cơ ứng với tốc độ cực đại của động cơ của
ôtô (Nev):
3
G v vmax
1  KFvmax
N ev  

t  3500
270

4







Nev 

1  0,65.6,76.943 34290.0,03.94 



0,85 
3500
270


N ev  544 (CV)

Sau đó căn cứ vào loại động cơ để tìm công suất cực đại của nó theo công thức:
N e max 
N e max

N ev

a  b 2  c3
544
(CV)

0,53.1  1,56.12  1, 09.13

Ne max  544 (Cv)

Trong đó: Các hệ số thực nghiệm a,b,c đối với động cơ Diesel:
a = 0,53; b = 1,56; c = 1,09,  = 1 (tức là Nemax = Nv).
Sau khi xác định được Nemax, căn cứ vào loại động cơ có sẵn trên thị trường để
chọn loại phù hợp hoặc đặt chế tạo động cơ mới theo yêu cầu
Lực cản lăn của lốp và đường là kết quả sự tiêu hao năng lượng cho tổn thất bên
trong của lốp và sự tổn thất bên ngoài, một phần năng lượng bị tiêu hao do ma sát giữa
lốp và đường, lực cản trong các ổ bi ở may ơ bánh xe, lực cản không khí chống lại sự
quay của các bánh xe. Vì tính chất phức tạp trong việc xác định tất cả nhứng yếu tố
tiêu hao kể trên nên người ta coi lực cản lăn là một ngoại lực tác dụng lên ôtô và được
xác định theo sự tiêu hao năng lượng tổng hợp. Để đánh giá tiêu hao năng lượng khi
bánh xe lăn người ta dùng hệ số cản lăn (f).
Ở tốc độ nhỏ hơn từ 60 ÷ 80km/h hệ số cản lăn coi như không thay đổi. Khi tốc
độ chuyển động của ôtô lớn hệ số cản lăn tăng lên rõ rệt. Để xác định sự phụ thuộc của
hệ số cản lăn vào tốc độ người ta dùng công thức kinh nghiệm sau:
2

Va 


f  f 0 1 

20000



Trong đó:
fo - Hệ số cản lăn khi ôtô chuyển động ở vận tốc nhỏ hơn 60 ÷ 80 km/h
Va - Vận tốc chuyển động của ôtô, km/h.
-Hệ số cản lăn fo phụ thuộc vào loại đường: Chọn fo=0,02

- Vận tốc chuyển động của ôtô Va=70 km/h


702 
f  0,02 1 
  0,025
20000



5


CHƯƠNG II. XÁC ĐỊNH TỶ SỐ TRUYỀN CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC

2.2. Xác định tỷ số truyền của hộp số và hộp số phụ (nếu có):
2.2.1. Xác định tỷ số truyền của hộp số:
- Các loại bán kính bánh xe:
1. Bán kính thiết kế (ro): Là bán kính của bánh xe khi chưa có tải trọng tác dụng (bán
kính tự do) ro = D/2
Các kích thước cơ bản của lốp:
d - đường kính trong
B - bề rộng lốp Các kích thước cơ bản của lốp được biết thông qua kí
hiệu lốp
Theo ký hiệu lốp của nhà sản xuất ta có:
B = 12.25,4 = 304,8 (mm) =0,3048 (m)
d = 22,5.25,4=571,5 (mm) = 0,5715 (m)
- Đối với lốp có áp xuất cao:
ro = (d+2.B)/2
vậy ro 

0,5715  2.0,3048
 0,59055(m )
2

2. Bán kính tĩnh (rt): Là bán kính bánh xe đứng yên, chịu tải trọng thẳng đứng.
3. Bán kính động lực học (rd): là khoảng cách từ điểm đặt lực tổng hợp tác dụng từ
đường lên bánh xe đến mặt phẳng song song với mặt đường đi qua tâm bánh xe.
4. Bán kính động học (rk): là bán kính của bánh xe giả định khi lăn không có trượt lăn
và trượt lê nhưng có cùng vận tốc với bánh xe thực rk  .ro ,

 rk  0,95.0,59  0,56(m)
Trong đó:  - Hệ số biến dạng lốp
Chọn  = 0,95, đối với lốp áp suất cao
5. Bán kính trung bình (rb): khi ôtô chuyển động không trượt lăn hoặc trượt lê giá trị
các loại bán kính khác nhau không nhiều, và khi các loại bán kính bánh xe không phải
là đối tượng nghiên cứu thì ta có thể coi xấp xỉ như nhau và bằng bán kính bánh xe.
rk = rd = rb = ro
-Tỷ số truyền của truyền lực chính (io) được xác định đảm bảo tốc độ chuyển động cực
đại của ôtô ở số truyền cao nhất trong hộp số. io được xác định theo công thức:
i0  0,377

nv rk
i pcihnvmax

Trong đó: nv - tốc độ vòng quay của trục khuỷu động cơ khi đạt tốc độ lớn nhất,
v/ph
rk - bán kính động học của bánh xe, m
ipc - tỷ số truyền của số phụ hoặc hộp phân phối ở số truyền cao
ihn - tỷ số truyền của số cao nhất trong hộp số

Vmax - vận tốc lớn nhất của ôtô, km/h.
6


- Tỷ số truyền của số cao nhất trong hộp số:
Đối với hộp số có số truyền thẳng ihn = 1
-Tỷ số truyền số truyền cao của hộp số phụ chọn ipc=1

 i0 

0,377.3200.0,56
 7,2
1.1.94

2.2.1.1. Tỷ số truyền ở tay số 1 được xác định:
Tỷ số truyền tay số 1 được xác định trên cơ sở đảm bảo khắc phục được sức cản
lớn nhất của mặt đường mà không bị trượt:
Pmax  Pk1  P
Do đó ih1 được xác định theo điều kiện cản chuyển động:

ih1 

G . f .rd
34290.0,025.0,56
 0,56
=
140.7,2.1.0,85
Memaxi0i pctl

và được kiểm tra theo điều kiện bám

i h1 

Z rd mp
Memaxi 0i pctl



24003.0,7.0,56.1,2
 13,18
140.7,2.1.0,85

Trong đó:
max - hệ số cản tổng cộng của đường
G - trọng lượng toàn bộ của ôtô, kG
rd - bán kính động lực hoc của bánh xe, m
Memax - mô men xoắn cực đại của động cơ, kG.m
io - tỷ số truyền của truyền lực chính
ipc - tỷ số truyền số truyền cao của hộp số phụ
mp - hệ số phân bố lại tải trọng lên cầu chủ động khi truyền lực kéo
t - hiệu suất truyền lực.
Dựa theo điều kiện cản chuyển động và kiện bám ta chọn i h1  7
2.2.1.2. Tỷ số truyền ở tay số trung gian được xác định:
1. Phương pháp phân phối theo cấp số nhân
Công bội được xác định theo biểu thức

q  n1

i h1 51 7


 1,63
i hn
1

Trong đó: n - số cấp trong hộp số
ih1 - tỷ sổ truyền tay số 1
ihn - tỷ số truyền tay số cuối cùng trong hộp số.
Tỷ số truyền tay số thứ i được xác định theo công thức sau:

7


i hi 

i h i 1
q



i h1
q i 1

Trong đó: ihi - tỷ số truyền tay số thứ i trong hộp số (i = 2, ..., n-1)
Chọn tỷ số truyền tay số 1: i h1  7 nên ta có:

ih1
7

 4,29
21

q
1,63
i
7
-Tỷ số truyền tay số 3 : i h3  3h11 
 2,63
q
1,632
i
7
-Tỷ số truyền tay số 4: i h4  4h11 
 1,62
q
1,633
-Tỷ số truyền tay số 5: i h5  1
-Tỷ số truyền tay số 2 : i h2 

2.2.1.3. Tỷ số truyền của số cao nhất trong hộp số
Đối với hộp số có số truyền thẳng ihn = 1
2.2.1.4. Tỷ số truyền số lùi (il)
Tỷ số truyền số lùi trong hộp số thường chọn trong khoảng:

il  1,2.i h1  1,2.7  8,4
Trong đó: ih1 - tỷ số truyền tay số 1
Khi chọn tỷ số truyền số lùi phải kiểm tra lại theo điều kiện bám
2.2.2. Xác định tỷ số truyền của hộp số phụ:
Ở hộp số phụ và hộp phân phối thông thường có hai số truyền: số truyền thấp
và số truyền cao.
Số truyền cao thường chọn: i pc  1

CHƯƠNG III. CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG KÉO CỦA ÔTÔ

3.1. Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ
Hiện nay chưa có phương pháp tính toán lý thuyết đối với các đường đặc tính
tốc độ ngoài của động cơ mà thường xác định bằng thực nghiệm. Trường hợp không
có đường đặc tính thực nghiệm người ta có thể dựa vào công thức kinh nghiệm để xây
dựng đường đặc tính tốc độ ngoài theo toạ độ đã biết của một số điểm (ví dụ: N emax/nN
Memax/nM). Phổ biến nhất là công thức Lay-Đéc-Man
2
3
 n
 ne 
 ne  
e
  c
  (CV)
N e ne   N e max a
 b
 n N
 nN 
 n N  

Trong đó: a, b, c - các hệ số thực nghệm Lay-Đéc-Man, a = 0,53; b = 1,56; c =
1,09.
Nemax - công suất cực đại của động cơ, CV,
nN - Số vòng quay tại công suất cực đại, v/ph
8


Ne(ne)- công suất tại số vòng quay ne, CV

ne - tốc độ vòng quay trục khuỷu tại thời điểm đang tính
Để xây dựng đường công mô men hữu ích của động cơ từ đường cong công
suất ta dùng công thức sau:
M e  716

Ne
(KG.m)
ne

Trong đó: Ne - công suất của động cơ, CV
Me - mô men xoắn của động cơ, kG.m.
Ta có Bảng tính

ne(v/ p)

400

Ne(CV)

48.1 115.9 196.2 282.2 366.9 443.4 504.8 544.0 554.1

800 1200 1600

2000

2400

2800

3200

3600

Me(KG.m) 86.2 103.7 117.1 126.3 131.4 132.3 129.1 121.7 110.2
Đường đặc tính ngoài
600.0

Ne (CV), Me (KG.m)

500.0
400.0
Ne

300.0

Me

200.0
100.0
0.0
0

1000

2000

3000

4000

5000

ne (v/p)

3.2. Xây dựng đồ thị cân bằng công suất
Để phân tích tính chất động lực học của ôtô ngoài mối tương quan về lực ta có
thể sử dụng mối tương quan về công suất giữa công suất kéo ở bánh xe chủ động và
công suất các lực cản chuyển động.
9


Trong trường hợp tổng quát phương trình cân bằng công suất:
N k  N e  N t  N e t  N f  N i  N   N j
Trong đó: Nk - công suất kéo ở bánh xe chủ động
Ne - công suất của động cơ, lấy theo đường đặc tính ngoài
Nt - công suất tổn thất
t - hiệu suất truyền lực
Nf, Ni, N, Nj - công suất cản lăn, cản dốc, cản gió và công suất cản
tăng tốc.
- Xây dựng đường công suất kéo
Nki = Ne. t
Ne - lấy theo đường đặc tính ngoài, Ne = f(ne)
Chuyển tốc độ quay của động cơ thành tốc độ của ôtô

vi  0,377.

nvrk
(km/h)
i 0 .i pc .i hi

Trong đó: ihi - tỷ số truyền của hệ thống truyền lực ở tay số thứ i
ne - tốc độ vòng quay trục khuỷu, v/ph
rk - bán kính động học của bánh xe, m
Lập bảng giá trị Nki – V

ne

Ne

400
48.1

800
115.9

1200
196.2

1600
282.2

2000
366.9

2400
443.4

2800
504.8

3200
544.0

Nk1

40.9

98.5

166.8

239.9

311.9

376.9

429.1

462.4

V1

1.7

3.4

5.0

6.7

8.4

10.1

11.7

13.4

Nk2

40.9

98.5

166.8

239.9

311.9

376.9

429.1

462.4

V2

2.7

5.5

8.2

10.9

13.7

16.4

19.1

21.9

N k3

V3

40.9
4.5

98.5
8.9

166.8
13.4

239.9
17.8

311.9
22.3

376.9
26.8

429.1
31.2

462.4
35.7

Nk4

40.9

98.5

166.8

239.9

311.9

376.9

429.1

462.4

V4

7.2

14.5

21.7

29.0

36.2

43.4

50.7

57.9

N k5

40.9

98.5

166.8

239.9

311.9

376.9

429.1

462.4

V5

11.7

23.5

35.2

46.9

58.6

70.4

82.1

93.8

Nc

37.4

76.1

117.2

161.9

211.5

267.2

330.2

401.6

10


Đồ thị cân bằng công suất
500.0
450.0
400.0
Nk1
Nk2
Nk3
Nk4
Nk5
Nc

Nk (CV)

350.0

300.0
250.0
200.0
150.0
100.0
50.0
0.0
0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

v (km/h)

- Xây dựng nhánh cản
Ta xây dựng cho trường hợp chuyển động ổn định và ôtô không leo dốc do đó:
Ni = Nj = 0. Do đó công suất cản xác định theo biểu thức:
N c  N f  N 

Gfv KFv 3

(ml)
270 3500

Trong đó: G - trọng lượng toàn bộ của ôtô, G = 34290 kG
f - hệ số cản lăn của đường,
V - vận tốc chuyển động của ôtô, km/h,
K - hệ số cản khí động học, K = 0,065 kG.s2/m4
Hệ số cản khí động học phụ thuộc vào mật độ không khí, hình dạng và chất
lượng bề mặt của ôtô (kG.s2/m4). K được xác định bằng thực nghiệm.
Đối với ôtô con thùng xe có mui:
K = 0,02 ÷ 0,035 kG.s2/m4
Đối với ôtô con thùng xe không có mui: K = 0,04 ÷ 0,05 kG.s2/m4
Đối với ôtô tải:
K = 0,06 ÷ 0,07 kG.s2/m4
Đối với ôtô kéo moóc:
K = 0,085 ÷ 0,095 kG.s2/m4
11


Đối với ôtô buýt
K = 0,025 ÷ 0,04 kG.s2/m4
Đối với ôtô đua:
K = 0,013 ÷ 0,015 kG.s2/m4
F - diện tích cản chính diện, F = 6,76m2
Diện tích cản chính diện của ôtô là diện tích hình chiếu của ôtô trên mặt phẳng
vuông góc với trục dọc của xe ôtô (m2). Việc xác định điện tích có nhiều khó khăn, để
đơn giản trong thực tế người ta sử dụng công thức gần đúng sau:
F = B.Ho (m2)
Trong đó: B - chiều rộng cơ sở của ôtô, m
Ho - chiều cao toàn bộ của ôtô, m
Đối với ôtô con F = 0,78Bo.Ho (m2)
Trong đó: Bo - chiều rộng toàn bộ của ôtô, m.

3.3. Xây dựng đồ thị cân bằng lực kéo
Trong trường hợp tổng quát phương trình cân bằng lực kéo của ôtô như sau:
Pk  Pf  P  Pi  Pj  Pm

Trong đó: Pk - lực kéo ở bánh xe chủ động, kG
Pf, Pω, Pi, Pj, Pm - lần lượt là lực cản lăn, lực cản gió, lực cản dốc, lực
cản tăng tốc, lực cản kéo moóc, kG
Xây dựng đồ thị lực kéo
Ta có:

Pki 

Meihi i pci 0tl
rd

(kG)

Chuyển tốc độ quay của động cơ thành tốc độ của ôtô

vi  0,377

nerk
(km/h)
ihi i pci0

Trong các công thức trên
Pki - lực kéo bánh xe chủ động ở số truyền i, kG
Me - mô men xoắn của động cơ, lấy theo đường đặc tính ngoài, kG.m
ihi - tỷ số truyền ở tay số i
ip - tỷ số truyền hộp số phụ

io - tỷ số truyền truyền lực chính
rd, rk - bán kính động lực học và động học của bánh xe, m
t - hiệu suất truyền lực.
ne - tốc độ vòng quay trục khuỷu, v/ph
Lập bảng giá trị

12


400
86.2
1.7
6594.3
2.7
4041.4
4.5
2477.6
7.2
1526.1
11.7
942.0
911.8

800
103.7
3.4
7933.1
5.5
4861.8
8.9

2980.6
14.5
1835.9
23.5
1133.3
1293.5

1200
117.1
5.0
8958.2
8.2
5490.1
13.4
3365.7
21.7
2073.2
35.2
1279.7
2329.7

1600
126.3
6.7
9662.0
10.9
5921.4
17.8
3630.1
29.0

2236.1
46.9
1380.3
4347.6

2000
131.4
8.4
10052.1
13.7
6160.5
22.3
3776.7
36.2
2326.3
58.6
1436.0
7674.3

2400
132.3
10.1
10121.0
16.4
6202.7
26.8
3802.6
43.4
2342.3
70.4

1445.9
12637.1

2800
129.1
11.7
9876.2
19.1
6052.7
31.2
3710.6
50.7
2285.6
82.1
1410.9
19563.3

3200
121.7
13.4
9310.1
21.9
5705.7
35.7
3497.9
57.9
2154.6
93.8
1330.0
28779.9

Đồ thị cân bằng lực kéo

35000.0
30000.0
25000.0
Pk (kG)

ne
Me
v1
pk1
v2
pk2
v3
pk3
v4
pk4
v5
pk5
pc

Pk1
Pk2
Pk3
Pk4
Pk5
Pc

20000.0

15000.0
10000.0
5000.0
0.0
0.0

20.0

40.0

60.0

v (km/h)

13

80.0

100.0


Xây dựng đồ thị lực cản
Để đạt tốc độ cực đại thì chỉ có thể đạt được trên đường bằng và không kéo
moóc do đó khi xây dựng đồ thị cân bằng lực kéo ta coi P j = Pi = Pm = 0. Do đó thành
phần lực cản chỉ bao gồm lực cản lăn và cản gió:
Pc  Pf  P  Gf 

KFv 2
(kG)
13

Trong đó: G - trọng lượng toàn bộ của ôtô, kG
f - hệ số cản lăn của lốp và đường
K - hệ số cản khí động học, kG.s2/m4
F - diện tích cản chính diện, m2
V - vận tốc chuyển động của ôtô, km/h
3.4. Xây dựng đồ thị nhân tố động lực học
Chỉ tiêu về lực kéo chưa đánh giá được chất lượng động lực học của ôtô này so
với ôtô khác. Bởi vì nếu hai ôtô có cùng lực kéo như nhau thì ôtô nào có nhân tố cản
không khí bé hơn thì có chất lượng động lực học tốt hơn và cho dù hai ôtô có cùng
nhân tố cản đi nữa thì ôtô nào có trọng lượng bé hơn cũng tốt hơn. Chính vì vậy để
đánh giá đúng đắn chất lượng động lực học của ôtô này so với ôtô khác người ta đưa ra
khái niệm nhân tố động lực học.
M e itli tl KFv 2
P  P
D k

G

rd



13

G

Chuyển tốc độ quay của động cơ thành tốc độ của ôtô
vi  0,377

ne rk
(km/h)
itli

Trong công thức trên
Pk - lực kéo tiếp tuyến, kG
Pω - lực cản không khí, kG
Me - mô men xoắn của động cơ, lấy theo đường đặc tính ngoài, kG.m
iti - tỷ số truyền của hệ thống truyền lực ở tay số i
t - hiệu suất truyền lực
rd, rk - bán kính động lực học và bán kính động học của 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 ôtô, km/h
G - trọng lượng toàn bộ của ôtô, kG.:
ne - tốc độ vòng quay trục khuỷu, v/ph
Lập bảng giá trị

14


ne
Me
v1
D1
v2
D2
v3
D3
v4

D4
v5
D5

400
86.2
1.7
0.192
2.7
0.118
4.5
0.072
7.2
0.044
11.7
0.027

800
103.7
3.4
0.231
5.5
0.142
8.9
0.087
14.5
0.053
23.5
0.033

1200
117.1
5.0
0.261
8.2
0.160
13.4
0.098
21.7
0.060
35.2
0.036

1600
126.3
6.7
0.282
10.9
0.173
17.8
0.106
29.0
0.064
46.9
0.038

2000
131.4
8.4
0.293

13.7
0.179
22.3
0.110
36.2
0.067
58.6
0.038

2400
132.3
10.1
0.295
16.4
0.181
26.8
0.110
43.4
0.066
70.4
0.037

2800
129.1
11.7
0.288
19.1
0.176
31.2
0.107

50.7
0.064
82.1
0.035

3200
121.7
13.4
0.271
21.9
0.166
35.7
0.101
57.9
0.060
93.8
0.030

Đồ thi nhân tố động lực học
0.350
0.300
0.250

D1
D2
D3
D4
D5

D

0.200
0.150
0.100
0.050
0.000
0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

v (km/h)

3.5. Xây dựng đồ thị gia tốc
Căn cứ vào đồ thị D - V ta xác định gia tốc ôtô theo công thức:

15


j

Di

  g

 ji

(m/s2)

Khi ôtô chuyển động trên đường bằng ( = f) khi đó gia tốc được xác định theo
công thức:
j

Di  f g (m/s2)
i

Trong các công thức trên:
Di - nhân tố động lực họcở tay số thứ i
 - hệ số cản tổng cộng của đường
g - gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2
f - hệ số cản lăn của lốp và đường
i - hệ số kể đến ảnh hưởng của khối lượng chuyển động quay ở tay số i
 i  1,04  0,05ihi2
ihi - tỷ số truyền ở tay số thứ i

j1
j2
j3
j4
j5

400
0.644

0.465
0.333
0.163
0.021

800
0.794
0.584
0.436
0.238
0.068

1200
0.909
0.676
0.515
0.293
0.1

1600
0.988
0.739
0.568
0.33
0.118

2000
1.032
0.773
0.597

0.348
0.121

2400
1.04
0.779
0.601
0.348
0.111

2800
1.012
0.757
0.58
0.328
0.086

3200
0.948
0.705
0.535
0.29
0.046

Đồ thị gia tốc
1.200
1.000
j1

0.800

Gia tốc j

ne

j2
0.600

j3
j4

0.400

j5

0.200
0.000
0.0

20.0

40.0

60.0

v (km/h)

16

80.0

100.0


BẢNG QUY ĐỔI ĐƠN VỊ
Tên đại lượng
Trọng lực
Vận tốc
Tốc độ vòng
Áp suất
Công
Công suất

Hệ kỹ thuật
1 KG
1 km/h
1 v/p

Hệ SI
9,81 N
0,2778 m/s

rad/s
30

2

1 KG/cm
1 KG.m
1 CV (Hp, ml)

98100 N/m2
9,81 J
735,5 W

Mục lục
LỜI NÓI ĐẦU........................................................................................................................... 1
NHIỆM VỤ TÍNH TOÁN SỨC KÉO ÔTÔ........................................................................... 2
17


TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN ...................................................... Error! Bookmark not defined.
CHƯƠNG I. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA ÔTÔ ................................. 4
1.1. Xác định trọng lượng toàn bộ của ôtô ......................................................................... 4
1.2. Chọn lốp ......................................................................................................................... 4
1.3. Xác định công suất cực đại của động cơ ...................................................................... 4
2.1. Xác định tỷ số truyền của truyền lực chính .............. Error! Bookmark not defined.
2.2. Xác định tỷ số truyền của hộp số và hộp số phụ (nếu có): ......................................... 6
2.2.1. Xác định tỷ số truyền của hộp số: ............................................................................. 6
2.2.1.1. Tỷ số truyền ở tay số 1 được xác định: .............................................................. 7
2.2.1.2. Tỷ số truyền ở tay số trung gian được xác định: .............................................. 7
2.2.1.3. Tỷ số truyền của số cao nhất trong hộp số ....................................................... 8
2.2.1.4. Tỷ số truyền số lùi (il) .......................................................................................... 8
2.2.2. Xác định tỷ số truyền của hộp số phụ: ..................................................................... 8
CHƯƠNG III. CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG KÉO CỦA ÔTÔ ........... 8
3.1. Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ .......................................................... 8
3.2. Xây dựng đồ thị cân bằng công suất ........................................................................ 9
3.3. Xây dựng đồ thị cân bằng lực kéo .......................................................................... 12
3.4. Xây dựng đồ thị nhân tố động lực học ................................................................... 14
3.5. Xây dựng đồ thị gia tốc ........................................................................................... 15

BẢNG QUY ĐỔI ĐƠN VỊ ..................................................................................................... 17

18