Bài tập lớn Lý thuyết Ô tô kèm file excel tính toán

KHOA Ô TÔ
BỘ MÔN NL – KC

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ
Họ và tên:

Nhóm 10

I. SỐ LIỆU BAN ĐẦU.
+ Tênxe: Toyota Zace 2005
TT
1
2
3
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
18
19
20

21
22
23
27
28
29
30

; Công thức bánh xe: 4x2

NỘI DUNG
Công suất có ích lớn nhất (Nemax)
Mô men xoắn lớn nhất (Memax)
Mô men xoắn ứng với công suất lớn nhất (Nemax)
Số vòng quay ứng với công suất cực đại (nN)
Số vòng quay ứng với Mô men xoắn cực đại (nM)
Hệ số thích ứng của động cơ (Kđc)
Suất tiêu hao nhiên liệu (ge)
Chiều dài cơ sở
Chiều rộng cơ sở
Chiều dài toàn bộ
Chiều rộng toàn bộ
Chiều cao toàn bộ
Tỷ số truyền của hộp số: i 1 = 3.93 ; i2= 2.14 ; i3= 1.4
1.0 ; i5=0.85 ; Lùi: 4.74
Tỷ số truyền của cầu xe: i0= 5.5
Bán kính tính toán của bánh xe (r)
Khối lượng của xe (m)
Trọng lượng toàn tải của xe (G)
Hệ số cản lắn của đường (f)

Hệ số dạng khí động học của xe (K)
Hệ số bám của bánh xe với mặt đường (φ)
Hiệu suất của HTTL (ηtl)
Chiều cao trọng tâm xe (hg)
Trọng lượng phân bố lên cầu trước
Trọng lượng phân bố lên cầu sau

SỐ LIỆU
61.9
138.3
4800
2800

ĐVT
KW
Nm
Nm
v/p
v/p

2650
1460
4495
1670
1850

g/KWh
mm
mm
mm

mm
mm

; i4=
0.353
1410
19300
0.02
0.15
0.7
0.95
750
9750
9550

m
kg
N

mm
N
N

II. NỘI DUNG THỰC HIỆN.
1. Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ.
2. Xây dựng đồ thị đặc tính kéo, đặc tính công suất, cân bằng lực kéo và cân
bằng công suất.
3. Xây dựng đồ thị nhân tố động lực học, đồ thị gia tốc của ô tô, đồ thị thời
gian tăng tốc của ô tô, đồ thị quãng đường tăng tốc. Đặc tính động lực học
khi tải thay đổi

4. Tính toán động lực học quá trình phanh. Xác định điều kiện phanh tối ưu.
5. Xác định bán kính quay vòng nhỏ nhất và chiều rộng hành lang quay
vòng. Xác định ổn định trượt và lật khi xe chuyển động lên dốc, quay
vòng....
1


III. BẢN VẼ.
- 01-02 bản vẽ A0 tờ ô ly, gồm: Đồ thị đặc tính ngoài của động cơ, đồ thị đặc
tính kéo, đặc tính công suất, cân bằng lực kéo và cân bằng công suất, đồ thị
nhân tố động lực học, đồ thị gia tốc của ô tô, đồ thị thời gian tăng tốc của ô tô,
đồ thị quãng đường tăng tốc. Đặc tính động lực học khi tải thay đổi
Ngày giao đồ án: 11/02/2017
Ngày hoàn thành: nộp và báo cáo :25/03/2017
TP.HCM, ngày... tháng...năm 2017
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

ThS. Mai Hồng Cẩm

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1

XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGOÀI ĐỘNG CƠ........6

1.1. Định nghĩa đặc tính ngoài động cơ....................................................6
1.2. Xác định trọng lượng toàn bộ của ô tô..............................................7
1.3. Lốp xe..................................................................................................7
1.4. Xác định các tỷ số truyền....................................................................7
1.5. Xác định vận tốc lớn nhất, vận tốc nhỏ nhất.....................................8
2

1.7.Hệ số thích ứng động cơ......................................................................9
CHƯƠNG 2 :

ĐỒ THỊ LỰC KÉO, CÂN BẰNG LỰC KÉO VÀ ĐỒ THỊ
CÔNG SUẤT VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT.....................10

2.1. Đồ thị lực kéo và cân bằng lực kéo..................................................10
2.1.1. Định nghĩa đặc tính kéo..............................................................
2.1.2. Đồ thị dặc tính kéo ở hai cấp số .................................................
2.1.3. Đồ thị cân bằng lực kéo ở hai cấp số..........................................
2.2.Xác định công suất và cân bằng công suất.......................................17
2.2.1. Đồ thị công suất ở hai cấp số......................................................
2.2.2. Đồ thị cân bằng công suất...........................................................
CHƯƠNG 3 NHÂN TỐ ĐỘNG LỰC HỌC, ĐỒ THỊ GIA TỐC, THỜI
GIAN TĂNG TỐC, QUÃNG ĐƯỜNG TĂNG TỐC...............20
3.1.Nhân tố động lực học........................................................................20
3.1.1. Định nghĩa đặc tính động lực học...............................................
3.1.2.Nhân tố động lực học...................................................................
3.1.3. Nhân tố động lực học theo điều kiện bám...................................
3.1.4. Đặc tính động lực học khi tải trọng thay đổi..............................
3.2.Đồ thị gia tốc của xe..........................................................................29
3.3. Đồ thị gia tốc ngược..........................................................................31
3.4. Đồ thị thời gian tăng tốc ở các số truyền.........................................33
3.5. Đồ thị quãng đường tăng tốc ở các số truyền..................................34
CHƯƠNG 4 ĐỘNG LỰC QUÁ TRÌNH PHANH...........................................37
4.1.Lực phanh sinh ra ở bánh xe............................................................37
4.2 Động lực học quá trình phanh xe hai cầu........................................37
4.2.1 .Điều kiện phanh có hiệu quả.......................................................

4.2.2.Động lực học của quá trình phanh xe..........................................
4.3 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng quá trình phanh ô tô…………...40
3


4.3.1 Gia tốc chậm dần khi phanh........................................................
4.3.2.Thời gian phanh ..........................................................................
4.3.3 .Quãng đường phanh....................................................................
CHƯƠNG 5 TÍNH BÁN KÍNH QUAY VÒNG VÀ CHIỀU RỘNG HÀNH
LANG QUAY VÒNG..................................................................42
5.1.Xác định hành lang quay vòng của ô tô...........................................42
5.2.Xác định hành lang quay vòng của ô tô............................................43
.......................................................................................................................
CHƯƠNG 6 XÁC ĐỊNH ỔN ĐỊNH DỌC VÀ NGANG
KHI Ô TÔ CHUYỂN ĐỘNG....................................................44
6.1.Mục đích.............................................................................................44
6.2.Tính toán các thông số......................................................................44
6.2.1.Tọa độ trọng tâm theo chiều dọc ô tô........................................
6.2.2.Tọa độ trọng tâm theo chiều cao...............................................
6.3.Ổn định dọc của ô tô.......................................................................44
6.3.1.Góc trượt giới hạn.....................................................................
6.3.2.Góc giới hạn lật.........................................................................
6.4.Ổn định ngang của ô tô.....................................................................47
6.4.1Góc trượt nghiêng ngang...........................................................
6.4.2.Góc lật ngang.............................................................................
6.4.3.Ổn định ngang khi ô tô quay vòng trên đường bằng.................
Tài liệu tham khảo…………………………………………………………….52

LỜI NÓI ĐẦU
Ngành ô tô hiện nay đang phát triển rất mạnh, nó là một ngành công nghiệp

có vai trò quan trọng trong nền kinh tế của một đất nước.Vì vậy, việc đào tạo kỹ
sư trong ngành cũng hết sức quan trọng.Trong khi đó môn học Lý thuyết ô tô
chiếm vị trí quan trọng trong chương trình đào tạo kỹ sư ngành ô tô máy
kéo.Môn học này cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản thuộc lĩnh vực
4


lý thuyết ô tô liên quan đến sự phát triển của ngành ô tô trong sự nghiệp đổi mới
của đất nước hiện nay.
Để đảm bảo xe có thể hoạt động tốt trên các loại đường khác nhau thì việc
quan trọng là chúng ta phải nghiên cứu tính toán kéo cho xe. Qua đó xác định
được những thông số cơ bản của động cơ, hệ thống truyền lực để đảm bảo cho
xe có vận tốc lớn nhất trên đường tốt và có khả năng chuyển động trên các loại
đường khác nhau có hệ số cản lớn.
Ngành công nghiệp ô tô của nước ta hiện nay đang trên đường phát triển và
hội nhập với thế giới nên việc tính toán kéo thông thường chỉ là tính toán kéo
kiểm nghiệm. Phương pháp này áp dụng đối với xe Toyota Zace với điều kiện
thông số kết cấu cơ bản của xe đã biết. Mục đích của phương pháp này là xác
định các thông số đánh giá chất lượng kéo, chất lượng vận tốc và tìm ra khả
năng hoạt động tối ưu của xe.
Được sự quan tâm giúp đỡ của các thầy giáo bộ môn Khung gầm Khoa Ô
tô, trong đó đặc biệt là thầy giáo Mai Hồng Cẩm đã giúp cho chúng tôi có thêm
nhiều kinh nghiệm trong quá trình tính toán, thiết kế một động cơ cho xe ô tô và
hoàn thành bài tập đúng thời hạn. Tuy vậy, do sự hạn hẹp về sự non kém trong
kinh nghiệm làm bài, bài tập không thể tránh khỏi những sai sót, mong được tiếp
tục quan tâm giúp đỡ, chỉ bảo để tôi có thêm kinh nghiệm hoàn thành tốt hơn
các bài tập cũng như các kiến thức bổ ích cho học tập và công việc sau này.
Xin chân thành cảm ơn.
TP.HCM, tháng 3 năm 2017
Nhóm thực hiện

Nhóm 10_Lớp DDS04021

CHƯƠNG 1
XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGOÀI ĐỘNG CƠ.
1.1. Định nghĩa đặc tính ngoài động cơ.
Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa mô men xoắn M e, công suất Ne và suất
tiêu hao nhiên liệu ge của động cơ với số vòng quay ne hoặc vận tốc góc ωe của
5


trục khuỷu khi cung cấp nhiên liệu ở mức tối đa được gọi là đặc tính vận tốc
ngoài của động cơ (gọi tắt là đặc tính ngoài).

Ne
Me
Nemax

Ne
Me

Memax
Mn

n
nmin

nM

nN

Hình .Đặc tính ngoài của động cơ.

1.2. Xác định trọng lượng toàn bộ của ô tô:
− Trọng lượng toàn tải ô tô: 1930 (Kg) => G= 19300 (N)

6

nmax


1.3. Lốp xe:
−
−
−
−
−

Thông số lốp: 195/70R15
Chiều rộng lốp: B = 195 (mm )
Chiều cao lốp : H =0.70x195 (mm )
Đường kính lắp vành : d = 15 (inch)
Vậy bán kính thiết kế của lốp được xác định theo công thức sau:
r =(d/2+H )x25.4/1000 = 0.378 (m)

− Bán kính tính toán của lốp xe là:
rk = 0.935r = 0.353

1.4. Xác định các tỷ số truyền:
−

−
−
−

Truyền lực chính:
io= 5.5
Tỷ số truyền hộp số : ihs = 3.93 – 2.14 – 1.4 –1.0 – 0.85
Số truyền hộp số phân phối (không có ):
ip=1.00
Ta có công thức:
itl=ihs.ip.io
Bảng 1.1. Các tỷ số truyền của xe
Tỉ số truyền của HTTL ở số truyền i
Itl1
itl2
Itl3
Itl4
Itl5
21.62
11.77
7.7 5.5
4.675

1.5. Cơ sở lý thuyết xây dựng đặc tính ngoài động cơ.
Đặc tính ngoài của động cơ thường được xây dựng khi thử nghiệm động cơ
7


trên băng thử (băng thử thuỷ lực, băng thử điện...).
Mô men xoắn của động cơ đặt trên băng thử được thay đổi bằng phanh

thuỷ lực hoặc phanh điện. ứng với mỗi giá trị mô men người ta đo được số vòng
quay tương ứng.
Ta có:

vk =

ωe .rk
v .i
⇔ ωe = k tl
itl
rk

Công suất động cơ tại các điểm đó xác định theo công thức:
Ne = Me . ωe
Trong đó:
Me - tính theo N.m;
ωe - tính theo 1/s.
Có thể xây dựng đường đặc tính này bằng cụng thức kinh nghiệm của
S.R.Lây Đéc man.
Công thức S.R.Lây Đéc man áp dụng cho động cơ xăng có dạng sau:
2
3
 n
 ne 
 ne  
e
N e = N emax a
+ b  + c  
n
 nN 

 n N  
 N

(1.1)

Trong đó:
Ne, ne - công suất hữu ích của động cơ và số vòng quay của trục khuỷu ứng
với một điểm bất kỳ của đường đặc tính ngoài;
Nemax, nN - công suất có ích cực đại và số vòng quay ứng với công suất đó.
a, b, c - hệ số thực nghiệm được chọn động cơ xăng 4 kỳ: a=1, b=1, c= -1 .
- Công thức tính mômen có ích:
8


3.104.N e
Me =
(Nm)
π .ne
Cuối cùng ta lập được bảng số liệu như sau:
Nemax(KW)
nN(v/p)
ne(v/p)
we(Rad/s)
Ne(KW)
Me( N.m)
ne(v/p)
we(Rad/s)
Ne(KW)
Me( N.m)

800
83.78
11.75
140.25
2800
293.22
44.88
153.08

61.9
4800
1600
2000
167.55 209.44
25.22 32.06
150.51 153.08
3600
4000
376.99 418.88
55.13 58.75
146.24 140.25

1200
125.66
18.38
146.24
3200
335.10
50.44
150.51

2400
251.33
38.69
153.93
4400
4800
460.77 502.65
61.08 61.90
132.55 123.15

Từ bảng số liệu trên ta vẽ được đồ thị đặc tính ngoài của động cơ như sau:
Hình1.1. Đồ thị đường đặc tính ngoài của động cơ.
1.6.Hệ số thích ứng động cơ:

CHƯƠNG 2 : ĐỒ THỊ LỰC KÉO, CÂN BẰNG LỰC KÉO VÀ ĐỒ THỊ
CÔNG SUẤT VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
2.1. Đồ thị lực kéo và cân bằng lực kéo
2.1.1. Định nghĩa đặc tính kéo.
Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa lực kéo tính theo động cơ và vận tốc
chuyển động của xe ở các số truyền được gọi là đặc tính kéo của ô tô.
Pk = P(v)

Pki =
Hay:

Ne
.ηtl
vi
9

(1.2)


Trong đó:
Ne − Công suất của động cơ (đã kể tổn hao trong thiết bị động lực) (W);

η tl − Hiệu suất của hệ thống truyền lực;
Pki − Lực kéo của xe ở số truyền i (N);
vi − Vận tốc chuyển động của xe ở số truyền i (m/s).
Vận tốc vi được xác định như sau:

vi =

ωe .rk
itli

(1.3)

Trong đó:
ωe − vận tốc góc của trục khuỷu động cơ (rad/s);

rk − bán kính tính toán của bánh xe (m);
itli − tỷ số truyền của hệ thống truyền lực ở số truyền i.

Ta có bảng số liệu vi:
ne(v/p)
v1
v2
v3

v4
v5

800
1.369
8
2.515
6
3.845
3
5.383
4
6.333
5

1200
2.054
7
3.773
4
5.768
8.075
1
9.500
2

1600
2.739
7
5.031

2
7.690
6
10.76
7
12.66
7
10

2000
3.424
6
6.289
1
9.613
3
13.45
9
15.83
4

2400
4.109
5
7.546
9
11.53
6
16.15
19

2800
4.794
4
8.804
7
13.45
9
18.84
2
22.16
7


ne(v/p)
v1
v2
v3
v4
v5

3200
5.479
3
10.06
2
15.38
1
21.53
4

25.33
4

3600
6.164
2
11.32
17.30
4
24.22
5
28.50
1

4000
6.849
2
12.57
8
19.22
7
26.91
7
31.66
7

4400
7.534
1
13.83

6
21.14
9
29.60
9
34.83
4

4800
8.219
15.09
4
23.07
2
32.30
1
38.00
1

2.1.2. Đồ thị dặc tính kéo
Dựa vào đồ thị đặc tính ngoài của động cơ để thiết lập, xây dựng đặc tính kéo.
Ne(W)
Nen

Pk (N)

Nei

Pkii
Pki2

...

Pki(n-1)
Pk1

Ne(n-1)

Pki

Ne2
Pkin
Ne1
ω e(rad/s)

0 ω e1 ω e2 ...

ω ei

ve(m/s)

ω e(n-1) ω en

0

a. Đặc tính ngoài của động cơ

ve1 ve2

...

vei

ve(n-1)

ven

b. Đặc tính kéo số truyền i của ôtô

Hình : Phương pháp xây dựng đặc tính kéo của ô tô.
*Hiệu suất truyền lực =0,8÷0,95. Chọn =0,95
Bảng . Các số liệu được sử dụng để xây dựng đặc tính kéo của ô tô

11


Công suất động cơ (W)

Ne

Ne1

Ne2

....

Nen

Vận tốc góc động cơ (rad/s)

ωe

ωe1

ωe2

ωen

Vận tốc ô tô ở số truyền 1 (m/s)

v1

v11

v12

v1n

Lực kéo ô tô ở số truyền 1 (N)

Pk1

Pk11

Pk12

Pk1n

Vận tốc ô tô ở số truyền 2 (m/s)

v2

v21

v22

v2n

Lực kéo ô tô ở số truyền 2 (N)

Pk2

Pk21

Pk22

Pk2n

…..

…..

…..

…..

…..

Vận tốc ô tô ở số truyền i (m/s)

vi

vi1

vi2

vin

Lực kéo ô tô ở số truyền i (N)

Pki

Pki1

Pki2

Pkin

Vận tốc ô tô ở số truyền n (m/s)

vn

vn1

vn2

vnn

Lực kéo ô tô ở số truyền n (N)
Pkn

Pkn1
Pkn2
Pknn
Dựa vào bảng trên ta lập được bảng số liệu để xây dựng đường đặc tính kéo của
động cơ như sau:
Bảng 2.1: Các số liệu lực kéo ứng với tỉ số truyền i
ne(v/p)
Pk1(KN
)
Pk2(KN
)
Pk3(KN
)
Pk4(KN
)
Pk5(KN
)

800
8.148
5
4.437
1
2.902
8
2.073
4
1.762
4

1200
8.496
3
4.626
5
3.026
7
2.161
9
1.837
6

ne(v/p)
3200
Pk1(KN 8.744
)
7
Pk2(KN 4.761
)
8
Pk3(KN
3.1152
)
Pk4(KN 2.225
)
1
Pk5(KN 1.891
)
4

3600
8.496
3
4.626
5
3.026
7
2.161
9
1.837
6

1600
8.744
7
4.761
8

2400
8.943
5

2.225
1
1.891
4

2000
8.893
8

4.842
9
3.168
3
2.263
1
1.923
6

4000
8.148
5
4.437
1
2.902
8
2.073
4
1.762
4

4400
7.701
3
4.193
6
2.743
5
1.959
6

1.665
7

4800
7.154
8

3.1152

12

2800
8.8938

4.87

4.8429

3.186

3.1683

2.275
7
1.934
3

3.896
2.548
8

1.820
6
1.547
5

2.2631
1.9236


Cuối cùng ta vẽ được đồ thị đặc tính kéo như hình vẽ sau:

Hình 2.1. Đồ thị dặc tính kéo
Từ đặc tính kéo của ô tô có thể đưa ra một số nhận xét sau:
− Đặc tính kéo cho phép xác định lực kéo lớn nhất của ô tô theo động cơ vì nó
được xây dựng từ đặc tính ngoài của động cơ
− Đặc tính kéo cho phép xác định lực kéo lớn nhất Pkimax ở từng số truyền.
− Đặc tính kéo không thể đánh giá chất lượng kéo của xe. Bởi vì khi hai xe có
cùng lực kéo thì xe nào có trọng lượng nhỏ hơn, thông số khí động tốt hơn thì xe
đó có chất lượng động lực học cao hơn.
 Từ đồ thị kết hợp với bảng thông số các giá trị đã tính toán có thể xác định vận
tốc lớn nhất mà xe có thể đi được và lực kéo lớn nhất của xe, cụ thể là ở số 4 sẽ
cho vận tốc lớn nhất nhưng lực kéo sẽ là nhỏ nhất và ngược lại là số 1 với tốc độ
thấp nhất và lực kéo thì lại cao nhất như trên hình vẽ đã thể hiện.
Ta chỉ thể hiện vận tốc lớn nhất, nhỏ nhất và khả năng tăng tốc của môt số
truyền và các số truyền khác thì tương tự.

2.1.3. Đồ thị cân bằng lực kéo :
- Phương trình cân bằng lực kéo:

Pk = Pf ± Pi ± Pj + Pw + Pm ( N )

+ Ta có: = f.G.cosα. Ở đây ta xét xe đang đi trên đường bằng nên α=0 vậy nên =
f.G
Trong đó: f là hệ số cản lăn. Xét trong trường hợp xe đi trên đường nhựa và
13


đường bê tông trung bình và f= 0,015÷0,020. Chọn f=0,020.
⇒= f.G = 0,02.19300=386(N)

Pψ
+

Lực cản tổng cộng:

Khi tăng vận tốc chuyển động của ôtô thì lực cản lăn tăng lên, nên lực
cản tổng cộng cũng tăng lên.
Ta có công thức:

Pψ = Pf ± Pi = G. f .cos α ± G.sin α ( N )
Suy ra lực cản tồng cộng là ( vì chuyển động trên mặt phẳng ngang ) :

= f.G = 0,02.19300=0.386(KN)
+ =KF ,Chọn K=0,7. F là tiết diện cản gió và F=Rộng x Cao =1.67x1.85=3.09(m).
+ V là vận tốc ở số truyền thứ i.

+ Ta có bảng giá trị thông số ở các số truyền :
Bảng 2.3: Các số liệu tính toán

ne(v/p)
Pw1(kN

)
Pw1 +Pf

800

1200

1600

2000

2400

2800

0.001

0.002

0.003

0.005

0.008

0.011

0.387

0.388

0.389

0.391

0.394

0.397

14


Pw2(kN
)
Pw2 +Pf
Pw3(kN
)
Pw3 +Pf
Pw4(kN
)
Pw4 +Pf
Pw5(kN
)
Pw5 +Pf
ne(v/p)
Pw1(kN
)
Pw1 +Pf
Pw2(kN
)

Pw2 +Pf
Pw3(kN
)
Pw3 +Pf
Pw4(kN
)
Pw4 +Pf
Pw5(kN
)
Pw5 +Pf

0.003

0.007

0.012

0.018

0.026

0.036

0.389

0.393

0.398

0.404

0.412

0.422

0.007

0.015

0.027

0.043

0.062

0.084

0.393

0.401

0.413

0.429

0.448

0.470

0.013

0.030

0.054

0.084

0.121

0.165

0.399

0.416

0.440

0.470

0.507

0.551

0.019

0.042

0.074

0.116

0.167

0.228

0.405

0.428

0.460

0.502

0.553

0.614

3200

3600

4000

4400

4800

0.014

0.018

0.022

0.026

0.031

0.400

0.404

0.408

0.412

0.417

0.047

0.059

0.073

0.089

0.106

0.433

0.445

0.459

0.475

0.492

0.110

0.139

0.171

0.207

0.247

0.496

0.525

0.557

0.593

0.633

0.215

0.272

0.336

0.406

0.484

0.601

0.658

0.722

0.792

0.870

0.297

0.376

0.465

0.562

0.669

0.683

0.762

0.851

0.948

1.055

Từ đó ta có đồ thị xác định vận tốc lớn nhất và khả năng tăng tốc của các số
sau:
15


Hình2.2: Đồ thị cân bằng lực kéo
Qua đồ thị này nhìn vào ta hoàn toàn có thể xác định vận tốc min và max
của ô tô và khả năng tăng tốc của từng số một cách dễ dàng.

2.2.Xác định công suất và cân bằng công suất
2.2.1. Đồ thị công suất ở hai cấp số.
Ta có:

=.

Từ công thức trên ta xác định được các thông số cần thiết để vẽ biểu đồ:
Bảng 2.5: Số liệu tính toán đồ thị công suất
n (v/ph )
v1
Nk1(KW
)
v2
Nk2(KW

)
v3

800
1.370

1200
2.055

1600
2.740

11.162

17.458

23.958

2.516

3.773

5.031

11.162

17.458

23.958

3.845

5.768

7.691
16

2000
3.425
30.45
7
6.289
30.45
7
9.613

2400
4.109
36.75
3
7.547
36.75
3
11.53

2800
4.794
42.64
0
8.805

42.64
0
13.45


Nk3(KW
)

11.162

17.458

23.958

v4

5.383

8.075

10.767

Nk4(KW
)

11.162

17.458

23.958

v5

6.333

9.500

12.667

Nk5(KW
)

11.162

17.458

23.958

3200
5.479

3600
6.164

4000
6.849

47.915

52.373

55.810

v2

10.062

11.320

12.578

Nk2(KW
)

47.915

52.373

55.810

v3

15.381

17.304

19.227

Nk3(KW
)

47.915

52.373

55.810

v4

21.534

24.225

26.917

Nk4(KW
)

47.915

52.373

55.810

v5

25.334

28.501

31.667

Nk5(KW
)

47.915

52.373

55.810

n (v/ph )
v1
Nk1(KW
)

30.45
7
13.45
9
30.45
7
15.83
4
30.45
7

6
36.75
3

16.15
0
36.75
3
19.00
0
36.75
3

4400
7.534
58.02
2
13.83
6
58.02
2
21.14
9
58.02
2
29.60
9
58.02
2
34.83
4
58.02
2

4800
8.219
58.80
5
15.09
4
58.80
5
23.07
2
58.80
5
32.30
1
58.80
5
38.00
1
58.80
5

9
42.64
0
18.84
2
42.64
0
22.16
7

42.64
0

Từ các thông số đó ta có được biểu đồ công suất kéo tại các số truyền:
17


Hình 2.3.Đồ thị công suất.
2.2.2. Đồ thị cân bằng công suất:
Để đơn giản ta chỉ vẽ Nk5 vì có liên quan đến vận tốc cực đại.
N k = N f ± N i ± N j + Nω + N m (W)
⇔ Pk .v = Pf .v ± Pi .v ± Pj .v + Pω .v + Pm .v (W)

Trong đó:
+ Lực cản lăn : Pf = G.f (N)

Pω = K .F .v 2
+ Lực cản gió:

Bảng 2.7: Số liệu tính toán đồ thị cân bằng công suất số :
n (v/ph )
Ne5(KW
)

800
11.75
0

1200
18.37

7
17.45
8
3.667
0.397

1600
25.21
9
12.66
7
23.95
8
4.889
0.942

2000
32.06
0
15.83
4
30.45
7
6.112
1.840

V5

6.333

9.500

11.16
2
2.445
0.118

Nbx+Nw 2.562

4.064

5.831

7.951

n (v/ph )

3600
55.13
0
28.50
1

4000
58.74
8
31.66
7

4400

61.07
6
34.83
4

Nk5
Nf5
Nw5

Ne(KW)
v

3200
50.43
7
25.33
4

18

2400
38.68
8
19.00
0
36.75
3
7.334
3.179
10.51

3
4800
61.90
0
38.00
1

2800
44.88
5
22.16
7
42.64
0
8.556
5.048
13.60
4


Nk

47.91
5

Nf

9.779

Nw5

7.535

Nbx+Nw

17.31
4

52.37
3
11.00
1
10.72
8
21.73
0

55.81
0
12.22
4
14.71
7
26.94
0

58.02
2
13.44
6

19.58
8
33.03
4

58.80
5
14.66
8
25.43
0
40.09
9

Từ đó ta được đồ thị:

Hình 2.4.Đồ thị cân bằng công suất .
CHƯƠNG 3

NHÂN TỐ ĐỘNG LỰC HỌC, ĐỒ THỊ GIA TỐC, THỜI

GIAN TĂNG TỐC ,QUÃNG ĐƯỜNG TĂNG TỐC
3.1.Nhân tố động lực học
3.1.1. Định nghĩa đặc tính động lực học.
Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa nhân tố động lực học với vận tốc chuyển
động của ô tô ở các số truyền được gọi là đặc tính động lực học.
D = D(v)
3.1.2.Nhân tố động lực học.
Trước tiên xây dựng D(v) ở số truyền 1. Với các giá trị vân tốc v 1i đã biết ở
bảng 1 tiến hành xác định lực cản không khí P w1i = K.F.v21i. Thay các giá trị Pk1i

(đã xác định được ở bảng 1), P w1i

Pk − Pw
=D
vừa tính được và G vào công thức G

xác định được D1i = D11, D12, ...., D1n. Tương tự sẽ tính cho các số truyền còn lại.
Các kết quả tính toán đưa vào bảng 2:
Bảng: Số liệu được sử dụng để xây dựng đặc tính động lực học của ô tô
Vận tốc ô tô ở số truyền 1 (m/s)

v1
19

v11

v12

…..

v1n


Lực kéo ô tô ở số truyền 1 (N)

Pk1

Pk11

Pk12

…..

Pk1n

Lực cản không khí ở số truyền 1 Pw1
(N)

Pw11

Pw12

…..

Pw1n

Nhân tố ĐLH ở số truyền 1 (N)

D1

D11

D12

…..

D1n

Vận tốc ô tô ở số truyền 2 (m/s)

v2

v21

v22

…..

v2n

Lực kéo ô tô ở số truyền 2 (N)

Pk2

Pk21

Pk22

…..

Pk2n

Lực cản không khí ở số truyền 2 Pw2
(N)

Pw21

Pw22

…..

Pw2n

Nhân tố ĐLH ở số truyền 2 (N)

D2

D21

D22

…..

D2n

…..

…..

…..

…..

…..

Vận tốc ô tô ở số truyền i (m/s)

vi

vi1

vi2

vin

Lực kéo ô tô ở số truyền i (N)

Pki

Pki1

Pki2

Pkin

Lực cản không khí ở số truyền i Pwi
(N)

Pwi1

Pwi2

…..

Pwin

Nhân tố ĐLH ở số truyền i (N)

Di

Di1

Di2

…..

Din

…..

……

……

……

…
…

Vận tốc ô tô ở số truyền n (m/s)

vn

vn1

vn2

vnn

Lực kéo ô tô ở số truyền n (N)

Pkn

Pkn1

Pkn2

Pknn

Lực cản không khí ở số truyền n Pwn
(N)

Pwn1

Pwn2

…..

Pwnn

Nhân tố ĐLH ở số truyền n (N)

Dn1

Dn2

…..

Dnn

Dn

Cụ thể ta có thông số:
Bảng 3.1: Số liệu tính toán nhân tố động học
n (v/ph
800
1200
1600
2000
2400
2800
)
v1
1.370
2.055
2.740
3.425
4.109
4.794
Pw1(N
0.870
1.957
3.478
5.435
7.826
10.652
)
Pk1(N 8148.49 8496.30 8744.73 8893.78 8943.47 8893.78
)

8
0
0
8
4
8
20


D1
v2
Pw2(N
)
Pk2(N
)
D2
v3
Pw3(N
)
Pk3(N
)
D3
v4
Pw4(N
)
Pk4(N
)
D4
v5
Pw5(N

)
Pk5(N
)
D5

0.422
2.516

0.440
3.773

0.453
5.031

0.461
6.289

0.463
7.547

0.460
8.805

2.933

6.599

11.731

18.329

26.394

35.926

4437.09 4626.48 4761.76 4842.92 4869.98 4842.92
6
4
1
8
3
8
0.230
0.239
0.246
0.250
0.251
0.249
3.845
5.768
7.691
9.613
11.536 13.459
6.852

15.418

27.410

42.827

61.672

83.942

2902.77 3026.67 3115.17 3168.27 3185.97 3168.27
3
2
1
0
0
0
0.150
0.156
0.160
0.162
0.162
0.160
5.383
8.075
10.767 13.459 16.150 18.842
13.431

30.219

53.723

83.942

120.876 164.526

2073.40 2161.90 2225.12 2263.05 2275.69 2263.05
9
8
2
0
3
0
0.107
0.110
0.113
0.113
0.112
0.109
6.333
9.500
12.667 15.834 19.000 22.167
18.589

41.826

74.357

116.182 167.303 227.717

1762.39 1837.62 1891.35 1923.59 1934.33 1923.59
8
2
4
3

9
3
0.090
0.093
0.094
0.094
0.092
0.088

n (v/ph
3200
3600
4000
4400
4800
)
v1
5.479
6.164
6.849
7.534
8.219
Pw1(N
13.913 17.609 21.740 26.305 31.305
)
Pk1(N 8744.73 8496.30 8148.49 7701.32 7154.77
)
0
0
8

5
9
D1
0.452
0.439
0.421
0.398
0.369
v2
10.062 11.320 12.578 13.836 15.094
Pw2(N
46.924 59.388 73.318 88.715 105.578
)
Pk2(N 4761.76 4626.48 4437.09 4193.59 3895.98
)
1
4
6
7
7
21


D2
v3
Pw3(N
)
Pk3(N
)
D3

v4
Pw4(N
)
Pk4(N
)
D4
v5
Pw5(N
)
Pk5(N
)
D5

0.244
15.381

0.237
17.304

0.226
19.227

0.213
21.149

0.196
23.072

109.638 138.761 171.310 207.285 246.686
3115.17 3026.67 2902.77 2743.47 2548.77

1
2
3
4
6
0.156
0.150
0.142
0.131
0.119
21.534 24.225 26.917 29.609 32.301
214.891 271.971 335.767 406.278 483.505
2225.12 2161.90 2073.40 1959.62 1820.55
2
8
9
5
4
0.104
0.098
0.090
0.080
0.069
25.334 28.501 31.667 34.834 38.001
297.427 376.431 464.730 562.323 669.211
1891.35 1837.62 1762.39 1665.68 1547.47
4
2
8
1

1
0.083
0.076
0.067
0.057
0.046

Ta được đồ thị đặc tính động lực học của động cơ:
Hình 3.1: Đồ thị nhân tố động lực học của ô tô
* Khả năng leo dốc của từng tay số:

Di = ψ i = f .cos α i + sin α i
sin α i =

Di − f 1 + f 2 − Di2
1+ f 2
22


Vì f2 nhỏ hơn rất nhiều so với 1 nên có thể sử dụng công thức gần đúng:

sin α i ≈ Di − f 1 − Di2
Bảng 3.3 Khả năng leo dốc của từng tay số

Tay số
1
2
3
4

Di
0.463
0.251
0.162
0.113

f
0.02
0.02
0.02
0.02

Sinαi
0.445
0.232
0.142
0.093

αi
26.440
13.391
8.175
5.338

5

0.094

0.02

0.074

4.257

3.1.3. Nhân tố động lực học theo điều kiện bám
Cơ bản giống với nhân tố động lực học D chỉ khác là thay bằng .
Cụ thể là: =
Với ϕ là hệ số bám: Chọn ϕ=0,7 vậy nên =0,7.1930.10= 13510 (N)

Bảng 3.5: Nhân tố động học theo điều kiện bám
n
(v/ph )

800

1200

1600

2000

2400

2800

Dj1(N)

0.700

0.700

0.700

0.700

0.700

0.699

Dj2

0.700

0.700

0.699

0.699

0.699

0.698

Dj3

0.700

0.699

0.699

0.698

0.697

0.696

Dj4

0.699

0.698

0.697

0.696

0.694

0.691

Dj5

0.699

0.698

0.696

0.694

0.691

0.688

n
(v/ph )

3200

3600

4000

4400

4800

23


Dj1(N)

0.699

0.699

0.699

0.699

0.698

Dj2

0.698

0.697

0.696

0.695

0.695

Dj3

0.694

0.693

0.691

0.689

0.687

Dj4

0.689

0.686

0.683

0.679

0.675

Dj5

0.685

0.680

0.676

0.671

0.665

Ta được đồ thị sau:
Hình 3.2.Đồ thị thể hiện nhân tố động lực học theo điều kiện bám
3.1.4. Đặc tính động lực học khi tải trọng thay đổi.
Trong bài làm ta chỉ xét khi xe chở quá tải 20%, 40%, và 50%.
Đồ thị đặc tính động lực học cơ bản giống với đặc tính động lực học D chỉ khác
là thêm phần đồ thị phía trái của đồ thị D. Khi xe chở đủ tải tức là G=100% thị
góc β=45° tức là tanβ=1. Vậy khi chở quá tải với mức đã cho như trên thì ta có
công thức:

tan β =

Gx
G

Vậy tanβ=1,2: 1,4: 1,5 do vậy β=50°: 54°; 56° . Từ các giá trị này ta hoàn toàn
có thể biểu diễn được đồ thị đặc tính động lực học khi tải thay đổi.

24


Ta có bảng số liệu:

n (v/ph )
D11(N)
D21
D31
D41
D51

800
0.302
0.164
0.107
0.076
0.065

Tải tăng 40%
1200
1600

0.314 0.324
0.171 0.176
0.111
0.114
0.079 0.080
0.066 0.067

n (v/ph )
D11(N)
D21
D31
D41
D51

3200
0.323
0.174
0.111
0.074
0.059

3600
0.314
0.169
0.107
0.070
0.054

4000
0.301

0.162
0.101
0.064
0.048

2000
0.329
0.179
0.116
0.081
0.067

2400
0.331
0.179
0.116
0.080
0.065

4400
0.284
0.152
0.094
0.057
0.041

4800
0.264
0.140
0.085

0.049
0.033

2800
0.329
0.178
0.114
0.078
0.063

Tải tăng 20%
n
(v/ph )
D12(N)
D22
D32
D42
D52
n
(v/ph )

800

1200

1600

2000

2400

0.351
8
0.191
5

0.366
8
0.199
5

0.383
8
0.208
3

0.125

0.13

0.385
8
0.209
1
0.134
9

0.077
5

0.377
4
0.205
1
0.133
3
0.093
8
0.078
5

3600
0.366
1
0.197
2
0.124
7
0.081
6

0.088
9
0.075
3
3200

D12(N) 0.377
D22
D32

D42

0.203
6
0.129
8
0.086
8

0.092

0.135

2800
0.3836
0.2076
0.1332

0.094
1

0.093

0.0906

0.078

0.076
3

0.0732

4000

4400

4800

0.350
9
0.188
4
0.117
9

0.331
4
0.177
2
0.109
5
0.067
1

0.307
6
0.163
7
0.099
4

0.057
7

0.075
25