Tính toán kiểm tra xe tải khi xe chở quá tải

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ GỚI HẠN VẤN ĐỀ
Đặt vấn đề và giới hạn vần đề
Đối với một đất nước đang phát triển nói chung và Việt Nam nói riêng. Khi nói

1.1.

đến sự phát triển kinh tế thì người ta sẽ hình dung đến một nền kinh tế hàng hóa và
hội nhập. Một nền kinh tế mà ở đó, nhu cầu chuyên chở hàng hóa, vận tải là một
trong những nhu cầu quan trọng và thiết yếu nhất.
Nền kinh tế hội nhập, sự chuyên chở, vận tải hàng hóa, thiết bị vật tư là thiết yếu.
tuy nhiên, ở việt nam, do địa hình khó khăn, kinh phí đầu tư cho phương tiện vận
tải ít, phương tiện vận tải còn quá ít so với lượng hàng hóa cần lưu thông nên vấn
đề các xe tải phải chở quá tải với khối lượng lớn ở việt nam đang là vấn đề nóng,
và đang diễn ra đại trà.
Khi một xe tải chở quá tải 80%, các bộ phận, các cụm chi tiết cấu thành của xe sẽ
phải làm việc dưới một chế độ tải trọng nặng nhọc. và có thể một số cụm chi tiết sẽ
bị phá hủy dưới chế độ làm việc đó.
Để cụ thể hóa vấn đề nêu trên, nhóm chúng em sẽ đi vào nghiên cứu tính toán và
kiểm tra xe tải Hyundai HD72, tải trọng 3.5 tấn chở quá tải 80%.
Do thời gian nghiên cứu là có hạn nên trong nội dung đồ án này, chúng em sẽ trình
bày các nghiên cứu, tính toán và kiểm tra xe Hyundai HD72 chở quá tải 80% ở các
1.2.

nội dung sau:
Tính toán kiểm tra khung xe khi chở quá tải
Tính toán, kiểm tra cân bằng lực kéo, cân bằng công suất và đặc tính động lực học
của xe khi chở quá tải.

Tính toán và kiểm tra hệ thống treo khi chở quá tải.
Đưa ra kết luận và đề nghị.
Giới thiệu về xe

bảng 1.1. thông tin tổng quát về xe hyundai hd 72 thùng kín
T
T
1

2

NỘI DUNG
Thông tin chung
Loại phương tiện
Ôtô tải ( thùng kín)
Nhãn hiệu số loại phương tiện TMT HYUNDAI
HD72/TK
Công thức bánh xe
4x2R
Thông số kích thước
Kích thước bao ( DxRxC) 6865x2110x3850
(mm)

TÍNH TOÁN KIỂM TRA XE TẢI KHI XE CHỞ QUÁ TẢI

Trang


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM

3

4

5

6
7

8
9

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Chiều dài cơ sở (mm)
3755
Vết bánh xe trước/sau (mm)
1650/1495
Khoảng sáng gầm xe (mm)
220
Thông số trọng lượng
Trọng lượng bản thân (N)
33850
Trọng lượng phân bố cầu 17700
trước (N)
Trọng lượng phân bố cầu sau 16150
(N)
Trọng tải (N)
34000
Số người cho phép chở kể cả 03

người lái ( người )
Trọng lượng toàn bộ (N)
69800
Thông số về tính năng chuyển động
Tốc độ lớn nhất của ôtô 80
(km/h)
Độ dốc lớn nhất ôtô vượt qua 34,1
được (%)
Bán kính quay vòng nhỏ nhất 7,54
theo vết bánh xe trước phía
ngoài (m)
Động cơ
Loại nhiên liệu, số kỳ, số Diesel, 4 kỳ, 4 xilanh thẳng hàng, tăng áp, lám
xilanh, cách bố trí xilanh, mát bằng nước
cách làm mát
Dung tích xilanh (cm3)
3907
Tỷ số nén
18 : 1
Đườnh kính xi lanh x hành 104x15
trình piston (mm)
Công suất lớn nhất (k/W) / tốc 96/2900
độ quay (v/p)
Momem xoắn lớn nhất 373/1800
(N/m) / tốc độ quay (v/p)
Ly hợp
Một đĩa ma sát khô, dẫn động thủy lực
Hộp số
Kiểu hộp số
Hộp số cơ khí

Dẫn động
Cơ khí
Số tay số
5 số tiến , 1 số lùi
Tỷ số truyền
5,380 ; 3,208 ; 1,700 ; 1,00 ; 0.722 ; R5,380
Bánh xe và lốp xe
Trục 1 ( 02 bánh )
7.50-16
Trục 2 ( 04 bánh )
7.50-16
Hệ thống phanh
Kiểu tang trống dẫn động bằng thủy lực hai

TÍNH TOÁN KIỂM TRA XE TẢI KHI XE CHỞ QUÁ TẢI

Trang


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM

dòng, trợ lực chân không
Phanh tang trống dẫn động cơ khí tác động lên
đầu ra hộp số
Treo trước và treo sau : kiểu phụ thuộc, nhíp lá,
giảm chấn thủy lực

Phanh đỗ xe
10

Hệ thống treo

11

Hệ thống lái
Kiểu loại
Tỷ số truyền
Hệ thống điện
Ắc quy
Máy phát điện
Động cơ khởi động
Ca bin
Kiểu loại
Kích thước bao (DxRxC)
(mm)
Thùng hàng
Loại thùng
Kích thước lòng thùng
( DxRxC) (mm)

12

13

14

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Trục vít ê cu bi, trợ lực thủy lực
26,5-30

2x12Vx90Ah
24V, 40A
5kW, 24V
Cabin lật
1630x1990x1800
Lắp cố định trên xe
4970x2030x2730

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN KIỂM TRA KHUNG XE KHI CHỞ QUÁ TẢI
2.1.

Các giả thiết ban đầu

Hình 1.1. Xe tải Hyundai HD72 thùng kín

TÍNH TOÁN KIỂM TRA XE TẢI KHI XE CHỞ QUÁ TẢI

Hình 1.2. Bản vẽ chi tiết xe tải Hyundai HD72 thùng kín

Trang


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
•

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Tải trọng buồng lái, động cơ, thùng xe, hàng hóa trên thùng xe có thể coi là phân

bố đều trên suốt chiều dài của các dầm dọc.

• Vật liệu chế tạo dầm xe là như nhau trên suốt chiều dài. Nghĩa là chúng có giá trị
•

suất xoắn là rất nhỏ nên ta bỏ qua khi tính toán.
Xác định trọng lượng phân ra cầu trước và cầu sau trong trường hợp xe chở

h1

h2

hg
h3

2.2.

ứng suất uốn và xoắn như nhau trên suốt chiều dài xe.
Khi làm việc, ngoài ứng suất uốn, các dầm dọc còn bị xoắn nhưng thực tế thì ứng

G1

G
Gng

Ghh

Go

G2
Hình 2.1. các thành phần trọng lượng xe chở quá tải 80%
quá tải 80% đang đứng yên trên đường bằng.

2.2.1. Các thành phần trọng lượng:
• Khi xe chở quá tải 80%, xem như xe có tất 3 đại lượng trọng tải:
- trọng lượng thân xe ( Go )
- trọng lượng 3 người ngồi trên xe ( Gng )
- trọng lượng hàng hóa trên xe ( Ghh )
• khi tính toán, xác định phân bố trọng lượng phân ra các cầu, ta phải xác định phân
bố trọng lượng của 3 đại lượng trên.
• giả thiết các thành phần trọng lượng đặt tại trọng tâm của mỗi phần.
2.2.2. phân bố trọng lượng
TÍNH TOÁN KIỂM TRA XE TẢI KHI XE CHỞ QUÁ TẢI

Trang


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM

•

-

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Trọng lượng thân xe:
Trong đó:

phân bố cầu trước:
Phân bố cầu sau:

-

Trọng tâm của G0 cách tâm cầu trước 1 khoảng:

•
-

Trọng lượng 3 người ngồi trên ca bin:
Toàn bộ phân bố lên cầu trước.
Trọng tâm Gng cách cầu trước 1 khoảng: x2 = 0mm

•
-

Trọng lượng hàng hóa khi chở quá tải 80%:
Ghh có trọng tâm đặt tại tâm của thùng hàng.
Trọng tâm của Ghh cách cầu trước 1 khoảng:

⇒ Trọng lượng toàn bộ khi xe chở quá tải 80% là:

-

Trọng tâm của G sẽ cách cầu trước 1 khoảng là a:

- Trọng tâm cách cầu sau 1 khoảng: b = L-a = 3755-2641=1114mm
⇒ trọng lượng phân bố lên cầu trước là:

⇒ trọng lượng phân bố lên cầu sau là:

•

tọa độ trọng tâm theo chiều cao hg:

TÍNH TOÁN KIỂM TRA XE TẢI KHI XE CHỞ QUÁ TẢI

Trang


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM

-

⇒
2.3.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

trong đó h1, h2, h3 lần lượt là độ cao trọng tâm của G0, Gng, Ghh
o h1 = 1000mm
o h2 = 1400mm
o h3 = 2480mm

Xác định trọng lượng phân bố ra cầu trước và cầu sau trong trường hợp xe
X2X1

Hình 2.2. sơ đồ các lực phân bố lên xe trong trường hợp xe đang truyền lực kéo

chở quá tải 80% đang truyền lực kéo.

•

Giả thiết xe chạy trên đường bằng với vận tốc không đổi (lực cản dốc F i = 0, lực

cản quán tính Fj = 0). bỏ qua lực cản lăn Ff và lực cản không khí Fω.
• Ta có:
-

trọng lượng phân bố lên cầu sau:
với m2k là hệ số thay đổi tải trọng lên cầu sau, xe đang truyền lực kéo: m2k = 1.1

TÍNH TOÁN KIỂM TRA XE TẢI KHI XE CHỞ QUÁ TẢI

Trang


F1p
v SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hình 2.3.sơ đồ các lựcFω
phân bố lên xe trong trường hợp xe đang phanh

G1p

G2p
Ff2

F2p

Ff1

-

trọng lượng phân bố lên cầu trước:
Xác định trọng lượng phân bố ra cầu trước và cầu sau trong trường hợp xe

2.4.

chở quá tải 80% đang phanh.
•

Giả thiết xe phanh trên đường bằng với vận tốc không đổi (lực cản dốc F i = 0, lực

•

cản quán tính Fj = 0). bỏ qua lực cản lăn Ff và lực cản không khí Fω.
Ta có:

-

-

Trọng lượng phân bố lên cầu sau:
với m2p là hệ số thay đổi tải trọng lên cầu sau, xe đang phanh: m2p = 0.9

Trọng lượng phân bố lên cầu trước:
2.5.
2.5.1.

tính toán kiểm tra bền khung xe khi chở quá tải 80%

các giả thiết ban đầu

TÍNH TOÁN KIỂM TRA XE TẢI KHI XE CHỞ QUÁ TẢI

Trang


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
•

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Do xe có 2 dầm đối xứng nhau nên ta chỉ kiểm tra bền cho 1 dầm bên trái xe, dầm

còn lại tương tự như vậy.
• Giả thiết các nhíp ở cầu trước và nhíp ở cầu sau là đối xứng nên các phản lực tác
dụng lên 2 đầu nhíp trước bằng nhau và các phản lực tác dụng lên 2 đầu nhíp sau
bằng nhau.
• Giả thiết tải trọng xe khi chở quá tải được chia làm 2 phần: phần đầu (G đ) và phần
•

sau (Gs), tải trọng mỗi phần phân bố đều trên suốt chiều dài tác dụng của nó.
Phần đầu: Gđ = Gcb + Gđc + Gng + Ghs = 5500 + 4000 + 1950 + 900 = 12350 N
Phần sau: Gs = G - Gđ = 97000 – 12350 = 84650 N
Dầm chỉ chịu uốn.

• Ứng suất cho phép của vật liệu chế tạo dầm xe là
2.5.2. Phân tích các lực tác dụng lên dầm dọc của xe:
• Để tính toán và kiểm tra bền cho dầm xe, ta phải tính toán trong trường hợp dầm

xe chịu tải trọng nặng nhất. Do đó, ta so sánh các giá trị G1, G2 trong ba trường
hợp chịu tải của xe và chọn và chọn các giá trị tải trọng lớn nhất tác động lên các
cầu để tính tính toán kiểm tra:
- Trường hợp tĩnh: G1 = 28777 (N), G2 = 68223 (N).
- Trường hợp xe đang truyền lực kéo: G1k = 21955 (N), G2k = 75045 (N).
- Trường hợp xe đang phanh : G1p = 35600 (N), G2p = 61400 (N).
⇒ Chọn các giá trị G1p = 35600 (N) và G2k = 75045 (N) để tính toán và kiểm tra bền
khung xe.
⇒ Các lực tác dụng lên các đầu nhíp:
•

Ở nhíp trước:

•
•

Ở nhíp sau:
Trong đó:
Z1p’: phản lực thẳng đứng tác dụng lên đầu trước của nhíp trước bên phải và
bên trái.
Z1p’’: phản lực thẳng đứng tác dụng lên đầu sau của nhíp trước bên phải và
bên trái.
Z2k’: phản lực thẳng đứng tác dụng lên đầu trước của nhíp sau bên phải và
bên trái.

TÍNH TOÁN KIỂM TRA XE TẢI KHI XE CHỞ QUÁ TẢI

Trang

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Z2k’’: phản lực thẳng đứng tác dụng lên đầu sau của nhíp sau bên phải và bên
trái.
Z2p: phản lực thẳng đứng tác dụng lên hai bánh trước bên phải và bên trái khi
xe đang phanh.
Z2k: phản lực thẳng đứng tác dụng lên hai bánh sau bên phải và bên trái khi
xe đang truyền lực kéo .
G1p: tải trọng đặt lên cầu trước khi xe phanh.
G2k: tải trọng đặt lên cầu sau khi xe truyền lực kéo.

q2
q1

l1

l2
Z1p’

l01

l3
Z1p’’

l4

G

l6

l5
Z2k’ l02

Z2k’’

l0
Z1p”2.5. sơ đồ các lực tác dụngZ2k’
Hình
lên dầm dọc

Z1p’

Z2k”

Z2k

Z1p

Hình 2.4.sơ đồ các phản lực tác dụng lên dầm dọc trái tại các đầu nhíp
•

Trong đó:
q1: tải trọng phân bố đều lên đầu xe
q1: tải trọng phân bố đều lên đầu xe

•

Với các giá trị chiều dài:

l0: 6855 mm; l01: 1415 mm; l02: 5440 mm; l1: 460 mm; l2: 870 mm
l3: 90 mm;

•
•

l4: 2880 mm; l5: 1040 mm; l6: 1520 mm

do xe có hai dầm dọc nên mỗi dầm se chịu ½ tải trọng:
tải trọng phân bố đều lên phần đầu:

TÍNH TOÁN KIỂM TRA XE TẢI KHI XE CHỞ QUÁ TẢI

Trang


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Trong đó:
Gđ: trọng lượng phần đầu xe khi chở quá tải 80%
l01: chiều dài tính toán phần đầu mỗi dầm dọc
• tải trọng phân bố đều lên phần đầu:

Trong đó:
Gs: trọng lượng phần đầu xe khi chở quá tải 80%
l02: chiều dài tính toán phần đầu mỗi dầm dọc
2.5.3.
•

tính toán nội lực, mô men uốn và ứng suất uốn tác dục lên dầm
xét đoạn l1: 0 ≤ li ≤ l1:

q1
Qy
li

Mx

-

Lực cắt ngang:

•

Moment uốn:
Xét đoạn l2: l1 ≤ li ≤ l1 + l2:
q1
Qy
l1

-

Z1p’

Mx

li

Lực cắt ngang:

TÍNH TOÁN KIỂM TRA XE TẢI KHI XE CHỞ QUÁ TẢI

Trang


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM

•

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Moment uốn:
Xét đoạn l3: l1 + l2 ≤ li ≤ l01:

q1
Qy Mx
l1
Z1p’

l1
li

-

Lực cắt ngang:

•

Moment uốn:
Xét đoạn l4: l5 + l6 ≤q2
li ≤ l02:

Mx

Z1p’’

Qy
Z2k’

-

Lực cắt ngang:

-

Moment uốn:

l6

l5

TÍNH TOÁN KIỂM TRA XE TẢI KHI XE CHỞ QUÁ TẢI

li

Z2k’’

Trang

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
•

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Xét đoạn l5: l6 ≤ li ≤ l6 + l5:
q2
Z2k’’
Mx

Qy

l6
li

-

Lực cắt ngang:

•

Moment uốn:
Xét đoạn l6: 0 ≤ li ≤ l6:

q2

Mx

Qy
li

-

Lực cắt ngang:

-

Moment uốn:

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN KIỂM TRA CÂN BẰNG LỰC KÉO, CÂN BẰNG
CÔNG SUẤT VÀ ĐẶC TÍNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA XE KHI CHỞ QUÁ TẢI
Bảng 3.1: thông số động lực học của ô tô khi chở quá tải 80%.
TÍNH TOÁN KIỂM TRA XE TẢI KHI XE CHỞ QUÁ TẢI

Trang


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thông số tính toán động lực học ô tô kgi chở quá tải 80%
Thông số
Ký hiệu
Đơn vị
Giá trị
Trọng lượng toàn bộ ô tô
G

N
97000
Bán kính bánh xe
rb
m
0.394
2
Diện tích cản không khí
S
m
7
2
4
Hệ số cản không khí
Cx
Ns /m
0.7
Hiệu suất hệ thống truyền lực
0.89
Hệ số cản lăn
f
0.02
Động cơ
Công suất cực đại/ tốc độ quay Pemax/ nemax
kW/(v/p) 96/2900
Moment xoắn cực đại/ tốc độ Memax/ nemax
N.m/
373/180
quay
(v/p)

0
Tỷ
số Số 1
ih1
5.380
truyền của Số 2
ih2
3.208
hộp số
Số 3
ih3
1.700
Số 4
ih4
1.000
Số 5
ih5
0.722
Số lùi
il
5.380
i0
5.430
3.1.
Tính toán, xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ
3.1.1. Đặc tính công suất:
• Đặc tính công suất mô tả mối quan hệ giữa công suất P e và hai thành phần của nó
là mô men Me và tốc độ góc ωe hay số vòng quay ne. thông thường nó được biểu
diễn qua đặc tính tốc độ của mô ment Me(ωe) hay đặc tính tốc độ của công suất
•

Pe(ωe).
Mối quan hệ giữa Pe, Me, và ωe được biểu diễn theo công thức:

-

Trong đó:
Pe: công suất của động cơ
Me: mô ment xoắn của trục khuỷu động cơ
ωe: vận tốc góc của động cơ
• Khi nghiên cứu, tính toán lực kéo hay mô ment xoắn chủ động ở các bánh xe tải.
Chúng ta nhất thiết phải có đường đặc tính ngoài công suất của động cơ đốt trong
của xe đó.
3.1.2. Tính toán công suất của động cơ
• Để xây dựng đường đặc tính tốc độ của công suất động cơ, ta dựa vào công thức

thực nghiệm S.R.Laydecman. việc sử dụng công thức này sẽ thuận lợi cho việc xác
định công suất hữu ích (Pe) của động cơ ở dãi các tốc độ quay của động cơ khác
nhau.
TÍNH TOÁN KIỂM TRA XE TẢI KHI XE CHỞ QUÁ TẢI

Trang


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

•

Công thức S.R.Laydecman có dạng:

-

Trong đó:
Pemax = 96 (kW): công suất hữu ích cực đại của động cơ.
= 2900 (v/p): số vòng quay trục khuỷu động cơ ứng với công suất cực
đại.
ne (v/p): số vòng quay trục khuỷu động cơ ứng với công suất Pe.
a,b,c : là các hệ số thực nghiệm có kể đến sự ảnh hưởng của buồng đốt và

loại động cơ.
• Xác định các hệ số a,b,c theo công thức sau:

Với:
Trong đó:
Memax = 373 (N.m): moment xoắn cực đại của động cơ.
Mp: mô men xoắn ứng với vị trí công suất cực đại.
np: số vòng quay trục khuỷu ứng với công suất cực đại.
nM: số vòng quay trục khuỷu ứng với vị trí moment xoắn cực đại.
3.1.3. Tính toán mô ment xoắn trên trục khuỷu của động cơ.

(N.m) hay

(kg.m)

Trong đó:
Pe(kW): công suất động cơ.
Me(N.m): moment xoắn trên trục khuỷu động cơ.
ne(v/p): số vòng quay trên trục khuỷu ứng với Pe.

3.1.4. Xây dựng đồ đặc tính ngoài của động cơ

TÍNH TOÁN KIỂM TRA XE TẢI KHI XE CHỞ QUÁ TẢI

Trang


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
•

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thông qua các thông số động học của động cơ. Ta sẽ tính toán các giá trị P e, Me
tương ứng với các giá trị của ne. dựa vào đó, ta sẽ vẽ được các đố thị: Pe=f(ne) và

Me=f’(ne).
• Ta có:
Pemax = 96(kW); np = 2900 (v/p), tính được:
Mp = 316.17 (N.m); kM = 1.18; kW = 1.61
a = 0.696; b = 1.559; c = 1.255
Bảng 3.2: kết quả tính toán đường đặc tính ngoài động cơ

3.2.
3.2.1.
•
•

Đồ thị cân bằng lực kéo
Khái niệm
Phương trình cân bằng lực kéo của ô tô có thể biểu diễn bằng đồ thị.

Chúng ta xây dựng quan hệ giữa lực kéo Fk và các lực cản chuyển động phụ thuộc
vào vận tốc của xe (v). Tức là Fk = f(v). ở trục tung ta đặt các giá trị lực, trục

•

hoành ta đặt giá trị vận tốc.
Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa các lực nêu trên với vận tốc của xe gọi là đồ thị

cân bằng lực kéo của xe.
3.2.2. Tính toán
• Chúng ta xây dựng đồ thị cho trường hợp: xe chuyển động đều (j = 0) và không
kéo rơ mooc, hộp số có 5 số truyền. tức là Fk = Fψ + Fω.
đồ thị
đặc tính ngoài động cơ
• Lực kéo của các Hình
bánh 3.1:
xe chủ
động:

-

Trong đó:

TÍNH TOÁN KIỂM TRA XE TẢI KHI XE CHỞ QUÁ TẢI

Trang


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Fkn: lực kéo của các bánh xe chủ động ở tay số thứ n của hộp số
in: tỉ số truyền của hệ thống truyền lực ở số thứ n
rb: bán kính động học bánh xe
: hiệu suất truyền lực
: mô ment xoắn động cơ ứng với tay số thứ n.
•

Công thức tính vận tốc chuyển động của xe ở các số truyền:

•

Với Vn là vận tốc của xe ở tay số thứ n.
Lực cản của mặt đường

-

Nếu f = const và α = const thì F ψ = const, cho nên đường Ff sẽ là đường song song

với trục hoành.
- f = 0.02
• Lực cản không khí

Trong đó:
o Cx : hệ số cản không khí. Cx = 0.7 Ns2/m4
o S : diện tích cản không khí. S = 7 m2
- Đây là đường cong bậc hai phụ thuộc vào vận tốc của xe.
- Đường cong Fψ + Fω là tổng các giá trị Fψ và Fω tương ứng.
• Kết quả tính toán:

-

Bảng 3.3. bảng tính toán lực kéo Fk (kN) và vận tốc v (km/h)

TÍNH TOÁN KIỂM TRA XE TẢI KHI XE CHỞ QUÁ TẢI

Trang


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Bảng
3.4. kết quả tính toán các lực cản

3.2.3. Đồ thị

TÍNH TOÁN KIỂM TRA XE TẢI KHI XE CHỞ QUÁ TẢI

Trang


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hình3.2 đồthịcânbằnglựckéo
3.2.4. Nhận xét:
- Hai đường cong Fk5 và Ff + Fω cắt nhau tại A, chiếu A xuống trục hoành ta được

-

giá trị Vmax của xe. Vmax = 105 km/h
Tung độ nằm giữa Fk và Ff + Fω ở bên trái A được gọi là lực kéo dư của xe Fd.
lực kéo dư dùng để xe tăng tốc, lên dốc hoặc kéo romooc…

-

trên đồ thị ta vẽ thêm đường lực bám của xe:

Trong đó:
mi = 1,1: hệ số thay đổi tải trọng tác dụng lên cầu sau khi xe kéo
Gb = 68223 N : trọng lượng xe phân bố lên cầu chủ động khi xe đứng yên

: hệ số bám của xe.

TÍNH TOÁN KIỂM TRA XE TẢI KHI XE CHỞ QUÁ TẢI

Trang


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

-

Đường lực bám

nằm ngang, song song với trục hoành. Khu vực xe không bị

-

trượt quay khi
, nếu
thì các bánh xe chủ động không bị trượt quay.
Điều kiện để ô tô chuyển động được trong trường hợp này là:

3.3.
Đồ thị cân bằng công suất
3.3.1. khái niệm:
• Phương trình cân bằng công suất có thể biểu diễn bằng đồ thị. Nó được xây dựng

trên mối quan hệ giữa công suất phát ra của động cơ và các công suất cản khi xe
chuyển động. phụ thuộc vào vận tốc chuyển động, tức là P=f(v).
• Mặt khác, do vận tốc chuyển động v và số vòng quay n e có mối quan hệ

. Cho nên ta cũng có thể biểu hiện mối quan hệ giữa công suất theo
•

số vòng quay động cơ. Nghĩa là P=f(ne).
Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa công suất phát ra của động cơ và công suất cản
khi xe chuyển động phụ thuộc vào vận tốc xe hoặc số vòng quay của động cơ được
gọi là đồ thị cân bằng công suất của xe.

3.3.2. Tính toán
- Chúng ta vẽ cho trường hợp xe có 5 cấp số truyền, xe chuyển động ổn định (j=0)

và không kéo rơ-mooc. Tức là:

Công suất động cơ:
- Dựa vào đường đạc tính ngoài của động cơ, ta có được mối quan hệ P e = f(ne).
- Công thức vận tốc chuyển động của xe ở các tay số:

-

-

Từ hai mối quan hệ trên ta nhận được: Pe = f(v)

-

Công suất ở các tay số:
Các công suất cản chuyển động của xe:

TÍNH TOÁN KIỂM TRA XE TẢI KHI XE CHỞ QUÁ TẢI

Trang


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM

-

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Công suất cản của mặt đường:

Nếu f = const và α = const thì

là đường thẳng phụ thuộc vào v.

Nếu f ≠ const và α ≠ const thì

là đường thẳng phụ thuộc vào f, v, α.

-

Công suất cản của không khí:

là đường cong bậc 3 theo vận

tốc v.
F

k1

-

Tổng lực cản
là tổng các giá trị và tương ứng.
Đối với trường hợp α = 0 và f = 0,02. Ta có bảng tính toán công suất sau:

Bảng3.5. kết quả tính toán các công suất. (v (km/h))

3.3.3. Đồ thị

TÍNH TOÁN KIỂM TRA XE TẢI KHI XE CHỞ QUÁ TẢI

Trang

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

A

Hình 3.3. đồ thị cân bằng công suất của xe
3.3.4. Nhận xét: thông qua đồ thị cân bằng công suất xe ta thấy:
-

ứng với các vận tốc khác nhau thì tung độ nằm giữa đường cong

và

đường cong Pk là công suất dự trữ. Đây được gọi là công suất dư, dùng để leo dốc,
-

tăng tốc hoặc kéo romooc ….
Tại A: Pd = 0, xe không còn khả năng tăng tốc, leo dốc … chiếu xuống trục hoành
ta được Vmax của xe. Vmax = 105 km/h.

3.4.
Đồ thị đặc tính động lực học
3.4.1. Khái niệm
- Đặc tính động lực học của ô tô D có thể được biểu diễn bằng đồ thị. Đồ thị đặc tính

động lực học d biểu thị mối quan hệ phụ thuộc giữa đặc tính động lực học và vận
ốc chuyển động của ô tô, nghĩa là D = f(v).

- ở trường hợp này ta vẽ đồ thị động lực học ô tô khi chở quá tải 80%.
3.4.2. Tính toán

TÍNH TOÁN KIỂM TRA XE TẢI KHI XE CHỞ QUÁ TẢI

Trang


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM

-

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Động lực học ô tô:
Trong đó:
G: khối lượng toàn bộ ô tô khi chở quá tải 80%
: lực kéo và lực cản không khí của xe ở tay số thứ i

Bảng3.6. kết quả tính toán động lực học. (v (km/h); F (kN))

3.4.3. Đồ thị:
3.4.4. Nhận xét:
• Thông qua đồ thị động lực học của xe khi chở quá tải 80% ta thấy được:
- Khi xe chuyển động ở số thấp thì giá trị D sẽ lớn hơn so với khi xe chuyển động ở
-

các số cao.
Đặc tính động lực học thể hiện khả năng thắng lực cản tổng cộng và khả năng tăng
tốc.

TÍNH TOÁN KIỂM TRA XE TẢI KHI XE CHỞ QUÁ TẢI

Hình 3.4. đồ thị động lực học của xe

Trang


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
-

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Khi xe chuyển động đều (j=0) thì
Khi xe chuyển động đều (j=0) trên đường nằm ngang (α=0) thì D=f, đồng thời nếu
đang gài tay số cao nhất và động cơ làm việc ở chế độ toàn tải, ta sẽ nhận được giá

-

trị vmax của xe.
Giá trị Dmax = 0,26 tương ứng với sức cản của mặt đường được đặc trưng bằng hệ
số cản tổng cộng lớn nhất

ở tay số nhỏ nhất.

-

Để ô tô chuyển động được thì phải thỏa mãn:

-

Giá trị của D cũng bị giới hạn bởi điều kiện bám

.
hay

. Bởi

vậy ở đây chúng ta đưa thêm khái niệm đặc tính động lực học theo điều kiện bám

:

-

Để ô tô chuyển động không bị trượt quay thì:
.
Để duy trì ô tô chuyển động phải thỏa mãn hai điều kiện sau:

•
o

Ý nghĩa sử dụng:
Xác định vận tốc cực đại của xe:
Ta biết khi ô tô chuyển động đều, nghĩa là j=0 thì tung độ của mỗi điểm trên đường
cong đặc tính động lực học D ở các tay số truyền khác nhau. Chiếu xuống trục

hoành ta sẽ xác định được tốc độ lớn nhất Vmax của xe ở các loại đường.
o Cụ thể trên hình ta xác định được tại tay số thứ 5, khi động cơ làm việc toàn tải,
trên loại đường tốt, nằm ngang (α=0), hệ số cản tổng cộng bằng hệ số cản lăn (ѱ=f)
thì ta xác định Vmax = 80km/h.

o Mặt khác nếu đường cong đặc tính động lực học nằm hoàn toàn phía trên đường hệ
số cản tổng cộng thì ô tô không có khả năng chuyển động ổn định khi động cơ làm
-

việc ở chế độ toàn tải.
Xác định độ dốc lớn nhất xe có thể vượt qua được:

TÍNH TOÁN KIỂM TRA XE TẢI KHI XE CHỞ QUÁ TẢI

Trang


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
o

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Độ dốc lớn nhất mà ô tô có thể vượt qua được ở mỗi tỉ số truyền là khác nhau. Khi
động cơ làm việc ở chế độ toàn tải, độ dốc đó được xác định bằng các tung độ

.
o Sau đây ta có bảng giá trị imax của các tay số dựa vào đồ thị đặc tính động lực học:
Bảng 3.7: độ dốc lớn nhất mà xe vượt qua được ở các tay số

o

Xác định khả năng tăng tốc của xe:
Thông qua đồ thị đặc tính động lực học D=f(v) ta có thể xác định được sự tăng tốc
của ô tô khi hệ số cản mặt đường đã biết (f=0,02) ở một số truyền bất kỳ và với
vận tốc cho trước.

Từ đó rút ra được:
Bảng 3.5. kết quả tính toán gia tốc chuyển động (V:[m/s]; j:[m/s2])

TÍNH TOÁN KIỂM TRA XE TẢI KHI XE CHỞ QUÁ TẢI

Trang


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN KIỂM TRA HỆ THỐNG TREO KHI CHỞ QUÁ TẢI
Trong tính toán kiểm tra đã biết được tất cả kích thước nhíp cầu cần phải tìm ứng suất và
độ võng xem có phù hợp với ứng suất và độ võng cho phép hay không
4.1 Các giả thuyết ban đầu
- Để đơn giản trong tính toán giả thuyết là moment uốn sẽ phân phối đều theo các lá nhíp
nêú chiều cao các lá nhíp bằng nhau.
- Lực tác dụng lên lá nhíp Zn bằng hiệu số của lực tác dụng lên các bánh xe Zb và trọng
lượng phần không được treo g gồm có cầu xe và các bánh xe.

-α ( góc nghiêng của móc nhíp ) không chọn nhỏ hơn 5
- Khi tính toán nhíp người ta bỏ qua ảnh hưởng lực dọc.
-Ứng suất với tải trọng tĩnh cho phép
ft (mm) bé hơn
Ϭ (MN/m2 ) bé hơn

80
400

80÷150
400÷500

TÍNH TOÁN KIỂM TRA XE TẢI KHI XE CHỞ QUÁ TẢI

15÷250
500÷700

Trang