Khảo sát sức kéo ô tô đầu kéo và tính khung sơ mi rơ móc

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, lời đầu tiên chúng em xin cảm ơn chân thành đến
tồn thể thầy cơ trong trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh nói
chung và các thầy cơ trong khoa Cơ Khí Động Lực nói riêng, những người đã tận tình
hướng dẫn, dạy dỗ và trang bị cho chúng em những kiến thức bổ ích trong bốn năm vừa
qua.
Đặc biệt chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Th.S Trần Đình
Quý, người đã tận tình hướng dẫn, trực tiếp chỉ bảo và tạo mọi điều kiện giúp đỡ chúng em
trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp.
Sau cùng chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè đã động viên,
cổ vũ và đóng góp ý kiến trong quá trình học tập, nghiên cứu cũng như quá trình làm đồ án
tốt nghiệp.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!


TĨM TẮT
Đề tài “KHẢO SÁT SỨC KÉO Ơ TƠ ĐẦU KÉO, TÍNH BỀN KHUNG SƠ MI
RƠ MĨC” được chia thành 2 phần lớn trong đồ án này.
PHẦN 1: KHẢO SÁT SỨC KÉO XE ĐẦU KÉO ISUZU EXR 4X2
 Đồ thị đặc tính ngồi của động cơ
 Đồ thị cân bằng lực kéo
 Đồ thị cân bằng công suất
 Đồ thị động lực học của xe
 Xác định thời gian và quãng đường tăng tốc
 Khảo sát đường xá
 Kết luận khả năng kéo
PHẦN 2: TÍNH BỀN KHUNG SƠ-MI-RƠ-MĨC BẰNG PHẦN MỀM RDM
 Mơ hình khung sơ-mi-rơ-móc bằng phần mềm RDM:
 Tính bền khung sơ-mi-rơ-móc bằng phần mềm RDM:
 Kết luận khả năng bền

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN...................................................................................................1
1.1.

LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI.............................................................................................1

1.2.

MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI........................................................................................1

1.3.

ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU...................................................................................2

1.3.1.

XE ĐẦU KÉO ISUZU EXR 4x2........................................................................2

1.3.2.

KHUNG SƠ-MI-RƠ-MÓC CHIEN YOU YSC 439...........................................4

CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT SỨC KÉO XE ĐẦU KÉO ISUZU EXR (4x2).............................5
2.1.

ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGỒI...................................................................................5

2.1.1.

PHƯƠNG TRÌNH CƠNG SUẤT VÀ MƠ-MEN CỦA XE................................5

2.1.2.

ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH NGOÀI CỦA XE..................................................................................................6

2.1.3.

NHẬN XÉT ĐỒ THỊ..........................................................................................7

2.2.

ĐỒ THỊ CÂN BẰNG LỰC KÉO..............................................................................8

2.2.1.

SỐ LIỆU TÍNH TỐN BAN ĐẦU....................................................................8

2.2.2.

PHƯƠNG TRÌNH CẦN BẰNG LỰC KÉO TỔNG QUÁT...............................8

2.2.3.

ĐỒ THỊ CÂN BẰNG LỰC KÉO.......................................................................9

2.2.4.

NHẬN XÉT ĐỒ THỊ........................................................................................17

2.3.

ĐỒ THỊ CÂN BẰNG CƠNG SUẤT.......................................................................18

2.3.1.

PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG CƠNG SUẤT................................................18

2.3.2.

ĐỒ THỊ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT CỦA XE.................................................18

2.3.3.

NHẬN XÉT......................................................................................................21

2.4.

ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA XE..................................................21

2.4.1.

ĐẶC TÍNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA XE..........................................................21

2.4.2.

ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH ĐỘNG LỰC HỌC...........................................................22

2.4.3.

NHẬN XÉT......................................................................................................27


2.5. THỜI GIAN TĂNG TỐC VÀ QUÃNG ĐƯỜNG TĂNG TỐC CỦA XE...............28
2.5.1.

ĐỒ THỊ GIA TỐC Ở CÁC TAY SỐ.................................................................28

2.5.2.

THỜI GIAN TĂNG TỐC VÀ QUÃNG ĐƯỜNG TĂNG TỐC CỦA XE........34

2.6.

KHẢO SÁT ĐƯỜNG SÁ........................................................................................47

2.7.

ĐÁNH GIÁ SỨC KÉO XE ĐẦU KÉO ISUZU EXR 4x2......................................47

CHƯƠNG 3: TÍNH KHUNG SƠ-MI-RƠ-MĨC CHIEN YOU YSC 439.............................48
3.1.

KHUNG SƠ-MI-RƠ-MĨC CHIEN YOU YSC 439................................................48

3.2.

KIỂM TRA BỀN DẦM DỌC KHUNG SƠ-MI-RƠ-MÓC CHIEN YOU YSC 439....
................................................................................................................................. 49

3.2.1.

BẢN VẼ VÀ MẶT CẮT DẦM DỌC...............................................................49

3.2.2.

ỨNG SUẤT CHO PHÉP CỦA VẬT LIỆU CHẾ TẠO DẦM DỌC.................49

3.2.3.

CÁC GIẢ THUYẾT ĐẶT RA CHO VIỆC TÍNH TỐN.................................50

3.3.

TÍNH BỀN CHO DẦM DỌC BẰNG PHẦN MỀM RDM......................................50

3.3.1.

GIỚI THIỆU PHẦN MỀM RDM.....................................................................50

3.3.2.

TRÌNH TỰ TÍNH TỐN..................................................................................50

3.3.3.

TÍNH TỐN VÀ XUẤT KẾT QUẢ................................................................51

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ.............................................................................56
4.1.

KẾT LUẬN.............................................................................................................56

4.2.

KIẾN NGHỊ............................................................................................................. 57


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
Pe

:

Công suất động cơ tại số vịng quay ne

(kW)

Pt:

Cơng suất hao tổn do ma sát trong hệ thống truyền lực

(kW)

Pf :

Công suất tiêu hao để thắng lực cản lăn

(kW)

Pi :

Công suất tiêu hao để thắng lực cản lên dốc

(kW)

Pw :

Công tiêu hao để thắng lực cản khơng khí

(kW)

Pj :

Cơng tiêu hao để thắng lực cản qn tính

(kW)

Pm :

Cơng tiêu hao để thắng lực cản móc kéo

(kW)

Pemax :

Cơng suất cực đại của động cơ

(kW)

Me

Mơ-men xoắn động cơ tại số vịng quay ne

(N.m)

:

M ePemax

: Mơ-men xoắn tại số vịng quay có cơng suất cực đại của động cơ (N.m)

ne :

Số vòng quay động cơ

(vòng/phút)

n ep

Số vịng quay khi cơng suất đạt cực đại

(vịng/phút)

:

a, b, c: Các hệ số thực nghiệm
rb :

Bán kính của bánh xe có kể đến sự biến dạng của lốp

(m)

r0 :

Bán kính thiết kế của xe

(m)

B:

Bề rộng lốp

(inch)

d:

Đường kính vành bánh xe

( inch)

λ:

Hệ số kể đến sự biến dạng của lốp.

ih:

Tỉ số truyền của hộp số tại tay số n

i0:

Tỉ số truyền của truyền lực chính

η:

Hiệu suất cơ khí của hệ thống truyền lực

f:

Hệ số cản lăn của đường


G:
α:

Trọng lượng của xe

( N)

Góc dốc mặt đường

(độ)

Cx :

Hệ số cản khơng khí

S :

Diện tích cản khơng khí

(m2)

v0 :

Vận tốc tương đối của xe và khơng khí

(m/s)

δj

Hệ số tính đến ảnh hưởng của các khối lượng chuyển động quay

:

(m/s2)

j:

Gia tốc tịnh tiến của xe

n:

Số sơ-mi-rơ-móc kéo theo

Q:

Trọng lượng tồn bộ của 1 rơ-móc

ψ:

Hệ số cản tổng cộng của đường

f0 :

Hệ số cản lăn ứng với v 22m/s

v :

Vận tốc của xe

(m/s)

Δt n :

Thời gian tăng tốc của xe đầu kéo ở tay thứ n

(s)

σs:

Giới hạn chảy dẻo của vật liệu chế tạo dầm dọc

Kd:

Hệ số dự trữ tính đến tải trọng động (Kd=2,3 �3,5)

q:

Tải trọng phân bố đều dọc mặt trên dầm dọc

(N/mm)

Ghh:

Khối lượng chuyên chở cho phép của khung sơ-mi-rơ-móc

(kG)

Gtt:

Khối lượng bản thân của khung sơ-mi-rơ-móc

(kG)

g:

Gia tốc trọng trường

(m/s2)

n:

Số lượng dầm dọc

L:

Chiều dài của 1 dầm dọc

(N)

(mm)


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình
Hình 1.1 Xe đầu kéo ISUZU EXR 4x2.................................................................
Hình 1.2: Khung sơ-mi-rơ-móc Chien You YSC 439..........................................
Hình 2.1: Đồ thị đặc tính ngồi của động cơ........................................................
Hình 2.2: Đồ thị cân bằng lực kéo xe đầu kéo......................................................
Hình 2.3: Đồ thị cân bằng cơng suất xe đầu

Trang
2
4
7
17
21

kéo...................................................
Hình 2.4 : Đồ thị đặc tính động lực học ở các tay số............................................
Hình 2.5 : Đồ thị gia tốc ở các tay số....................................................................
Hình 2.6 : Đồ thị gia tốc ngược cho tất cả các tay số...........................................
Hình 2.7 : Đồ thị gia tốc ngược ở tay số ih............................................................
Hình 2.8 : Đồ thị thời gian tăng tốc của xe đầu

27
33
39
40
43

kéo..............................................
Hình 2.9 : Đồ thị thời gian tăng

44

tốc ......................................................................
Hình 2.10 : Đồ thị quãng đường tăng tốc của xe đầu kéo.................................... 46
Hình 3.1: Bản vẽ khung sơ-mi-rơ-móc Chien You YSC 439................................. 48
Hình 3.2: Bản vẽ dầm dọc và các mặt cắt............................................................. 49
Hình 3.3: Mơ hình nút và tiết diện dầm dọc.......................................................... 51
Hình 3.4: Mơ hình tải trọng tác dụng lên dầm dọc............................................... 52
Hình 3.5: Điều kiện biên........................................................................................ 52
Hình 3.6: Mơ hình dầm dọc sơ-mi-rơ-móc trên RDM........................................... 53
Hình 3.7: Biểu đồ chuyển vị của dầm dọc............................................................. 54
Hình 3.8 : Biểu đồ mơ-men uốn của dầm dọc....................................................... 54
Hình 3.9: Biểu đồ ứng suất của dầm
55
dọc...............................................................

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng
Bảng 1.1 : Các thông sô cơ bản của xe ISUZU EXR 4x2.....................................

Trang
2


Bảng 1.2: Thơng số cơ bản của sơ-mi-rơ-móc Chien You YSC 439....................

4

Bảng 2.1 : Giá trị mô-men xoắn, công suất của động cơ ở số vòng quay tương
ứng........................................................................................................................
Bảng 2.2: Lực kéo ở tay số 1.................................................................................
Bảng 2.3: Lực kéo ở tay số 2.................................................................................
Bảng 2.4: Lực kéo ở tay số 3.................................................................................
Bảng 2.5: Lực kéo ở tay số 4.................................................................................
Bảng 2.6: Lực kéo ở tay số 5.................................................................................
Bảng 2.7: Lực kéo ở tay số 6.................................................................................
Bảng 2.8: Lực kéo ở tay số 7.................................................................................
Bảng 2.9 : Hệ số cản lăn của các loại mặt đường tương ứng...............................
Bảng 2.10: Lực cản

6
10
11
11
12
12
13
13
14
15

lăn..........................................................................................
Bảng 2.11: Hệ số cản khơng khí với các loại xe....................................................
Bảng 2.12: Tổng lực

15

16

cản........................................................................................
Bảng 2.13: Giá trị vận tốc và công suất ở các tay số tương ứng..........................
Bảng 2.14 : Giá trị công suất cản của xe ở các vận tốc tương

19
20

ứng.......................
Bảng 2.15: Đặc tính động lực học ở tay số

22

1.........................................................
Bảng 2.16: Đặc tính động lực học ở tay số

23

2.........................................................
Bảng 2.17: Đặc tính động lực học ở tay số

23

3.........................................................
Bảng 2.18: Đặc tính động lực học ở tay số

24

4.........................................................

Bảng 2.19: Đặc tính động lực học ở tay số

24

5.........................................................
Bảng 2.20: Đặc tính động lực học ở tay số

25

6.........................................................
Bảng 2.21: Đặc tính động lực học ở tay số

26

7.........................................................
Bảng 2.22: Đặc tính động lực học cản..................................................................
Bảng 2.23: Gia tốc ở tay số 1................................................................................
Bảng 2.24: Gia tốc ở tay số 2................................................................................
Bảng 2.25: Gia tốc ở tay số 3................................................................................

26
29
29
30


Bảng 2.26: Gia tốc ở tay số 4................................................................................
Bảng 2.27: Gia tốc ở tay số 5................................................................................
Bảng 2.28: Gia tốc ở tay số 6................................................................................
Bảng 2.29: Gia tốc ở tay số 7................................................................................

Bảng 2.30: Gia tốc ngược ở tay số 1.....................................................................
Bảng 2.31: Gia tốc ngược ở tay số 2.....................................................................
Bảng 2.32: Gia tốc ngược ở tay số 3.....................................................................
Bảng 2.33: Gia tốc ngược ở tay số 4.....................................................................
Bảng 2.34: Gia tốc ngược ở tay số 5.....................................................................
Bảng 2.35: Gia tốc ngược ở tay số 6.....................................................................
Bảng 2.36: Gia tốc ngược ở tay số 7.....................................................................
Bảng 2.37 : Bảng giá trị thời gian tăng tốc,gia tốc ngược ứng với vận tốc của

30
31
31
32
34
35
36
36
37
38
38

xe............................................................................................................................
Bảng 2.38 : Bảng giá trị quãng đường tăng tốc,thời gian tăng tốc, gia tốc

41

ngược ứng với vận tốc của xe...............................................................................
Bảng 2.39: Bảng đánh giá sức kéo của xe đầu kéo ISUZU với điều kiện thực tế.
Bảng 3.1: Tọa độ các nút theo trục

44
47
51

x.....................................................................
Bảng 3.2: Bảng kết quả tính bền của khung sơ-mi-rơ-móc Chien You YSC 439.
Bảng 4.1: Bảng kết quả kiểm tra sức kéo của xe đầu kéo ISUZU EXR 4x2.........
Bảng 4.2:Kết quả kiểm tra bền khung sơ-mi-rơ-móc Chien You YSC 439..........

55
56
56


NỘI DUNG ĐỀ TÀI
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Ngày nay, việc mở cửa ngoại nhập mở rộng cùng với sự phát triển của các ngành sản
xuất trong nước làm cho số hàng hóa ngày càng lớn, do đó việc vận chuyển hàng hóa địi hỏi
phải thật hiệu quả và nhanh chóng với khối lượng hàng hóa lớn. Vì vậy vận tải bằng xe đầu
kéo hiện nay đang trở thành xu thế phát triển tất yếu. Do đó lượng xe đầu kéo và khung sơmi-rơ-móc ở Việt Nam ngày càng nhiều, đa dạng về mẫu mã và thông số kỹ thuật.
Với lượng xe đầu kéo cũng như khung sơ-mi-rơ-móc đa dạng như vậy, thì việc đánh
giá khả năng kéo của xe và khả năng chịu bền của khung sơ-mi-rơ-móc khơng chỉ giúp nhà
sản xuất tính ra các thơng số về khả năng hoạt động tốt nhất của xe, khả năng chịu lực của
khung sơ-mi-rơ-móc mà cịn giúp người mua lựa chọn được xe phù hợp với nhu cầu sử dụng
của mình . Từ nhu cầu đó, cùng sự giúp đỡ của thầy Th.S Trần Đình Quý chúng em nhận
và hồn thành đề tài “KHẢO SÁT SỨC KÉO Ơ TƠ ĐẦU KÉO VÀ TÍNH KHUNG SƠ
MI RƠ MĨC” để đánh giá khả năng vận tải của xe đầu kéo và khả năng bền của khung sơmi-rơ-móc ngồi thực tế, từ đó kết hợp với điều kiện đường xá thực tế ở Việt Nam và đưa ra
nhận xét về mức độ phù hợp của xe với nhu cầu sử dụng ở khu vực đó cũng như các chế độ
làm việc hiệu quả nhất của xe.

1.2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
Mục đích của việc khảo sát sức kéo là tìm ra khả năng hoạt động tốt nhất của xe. Nó
được thể hiện qua các yếu tố đánh giá: công suất dự trữ của xe, vận tốc cực đại của xe ở điều
kiện đường đã cho, độ dốc cực đại mà xe có thể leo được, khả năng tăng tốc và thời gian
tăng tốc của xe,... Vì vậy để khảo sát lực kéo của xe ta cần làm rõ được các vấn đề trên thơng
qua các đồ thị đặc tính của xe.
Mục đích tính khung sơ-mi-rơ-móc là tính bền cho khung xe từ việc tìm ứng suất lớn
nhất tác dụng lên khung xe thơng qua phần mềm tính sức bền RDM

1


1.3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
1.3.1. XE ĐẦU KÉO ISUZU EXR 4x2

Hình 1.1. Xe đầu kéo ISUZU EXR 4x2
Bảng 1.1: Thơng số cơ bản của xe đầu kéo ISUZU EXR 4x2 [theo 6]
Khối lượng đầu kéo
Kích thước tổng thể (DxRxC)
Chiều dài cơ sở
Thông số lốp

6765 (kG)
5,971x2,490x3,370(m)
3,6 (m)

Khối lượng kéo theo cho phép

32735 (kG)

Động cơ

Số chổ ngồi
Tên động cơ
Kiểu
Dung tích xy lanh
Cơng suất cực đại / số vịng quay
Mơ-men xoắn cực đại / số vòng

3
6WF-TCC
Phun dầu điện tử , 4 kỳ
14256 (cc)
287 (kW) / 1800 (vòng/phút)

Hệ thống truyền lực

quay
Tỉ số nén
Hiệu suất
Hộp số
Tỉ số truyền ở tay số 1

Thông số cơ bản

11.00R20

1863 (N.m) /1100 (vòng/phút)
17:1

η =0,9
MJT7S
i1=6,833
2


Tỉ số truyền ở tay số 2
Tỉ số truyền ở tay số 3
Tỉ số truyền ở tay số 4
Tỉ số truyền ở tay số 5
Tỉ số truyền ở tay số 6
Tỉ số truyền ở tay số 7
Tỉ số truyền ở tay số lùi
Tí số truyền lực chính
Cơng thức bánh xe

i2=4,734
i3=2,783
i4=1,822
i5=1,307
i6=1,000
i7= 0,728
ir=6,327
i0=5,125
4x2

1.3.2. KHUNG SƠ-MI-RƠ-MÓC CHIEN YOU YSC 439

3

Hình 1.2: Khung sơ-mi-rơ-móc Chien You YSC 439
Bảng 1.2: Thơng số cơ bản của sơ-mi-rơ-móc Chien You YSC 439 [theo 7]

Kích thước

Khối lượng
Số trục xe
Thơng số lốp
Cơ sở sản xuất

Chiều dài toàn bộ
Chiều rộng toàn bộ
Chiều cao toàn bộ
Chiều dài cơ sở
Chiều dài đuôi xe
Khối lượng bản thân
Khối lượng hàng chuyên chở
cho phép tham gia giao thông
2 trục
11.00 – 20
Công ty cổ phần Chien You

12425 (mm)
2500 (mm)
1520 (mm)
9695 (mm)
1480 (mm)
4800 (kG)
27460 (kG)

Việt Nam

4


CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT SỨC KÉO XE ĐẦU KÉO ISUZU
EXR (4x2)
2.1.

ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGỒI
Đặc tính cơng suất của động cơ đốt trong loại piston mô tả quan hệ giữa công suất và

mơ-men đối với số vịng quay của động cơ. Đặc tính cơng suất giúp xác định lực hoặc mơmen tác dụng lên bánh xe chủ động của xe đầu kéo. Đặc tính làm việc của động cơ chi phối
đặc điểm cấu tạo và khả năng làm việc của nó. Vì vậy cần phải nắm vững đường đặc tính
của động cơ để cho việc giải quyết vấn đề cơ bản trong việc đánh giá kéo của xe. Ở phần
này ta chọn công thức thực nghiệm của S.R.Lây-Đécman để vẽ đồ thị đặc tính ngồi của
động cơ.
2.1.1. PHƯƠNG TRÌNH CƠNG SUẤT VÀ MƠ-MEN CỦA XE
Cơng thức S.R.Lây-Đécman có dạng: [theo 1]
� ne
n
n �
Pe =Pemax �
a. p +b.( pe ) 2 +c.( pe ) 3 �
ne
ne �
� ne

(2.1)

�
n
n �
M e =M ePemax �
a+b.( pe )+c.( pe ) 2 �
ne
ne �
�

(2.2)

Động cơ xe đầu kéo ta khảo sát có:
p
 Cơng suất cực đại: Pemax = 287 (kW) tại số vòng quay: n e = 1800 (vịng/phút)



M

Pe max
e

60.Pemax
60.287
=
=1,523
p
2.π.n
2.3,14.1800

e
=
(kN.m) = 1523 (N.m)

m
Mơ-men xoắn cực đại: M emax =1863 (N.m) tại số vòng quay: n e =1100 (vịng/phút)



m
Phương trình (2.2) là một hàm số bậc 2 và đạt cực đại tại điểm n e =1100 (vòng/phút)
m
với giá trị cực đại M emax =1863 (N.m) nên đạo hàm của M e tại điểm n e bằng 0, suy ra:

b -2.n em -2.1100 11
= p =
=n =
ne
1800
9
2.c suy ra c
m
e

-b.n pe

(2.3)
5

-b.n ep
m
n
=
e
2.c vào (2.2) ta được:
Thay n e =

b 2 M emax 1863
b2
a= Pemax =
aM emax =M ePemax ( 4c
4c
Me
1523
) suy ra

(2.4)

p
Mặt khác, thay n e =n e và Pe =Pemax vào (2.1) ta được:

a + b + c =1

(2.5)

Từ (2.3), (2.4) và (2.5) ta có:
suy ra
Vậy phương trình đường cong cơng suất và mơ-men của xe có dạng:
�

�

Pe =287 �
0,67.

ne
n
n
�
+1,8.( e )2 -1,48.( e )3 �
1800
1800
1800 �

�
�

M e =1523 �
0,67+1,8.(

2.1.2.

ne
n
�
)-1,48.( e )2 �
1800
1800 �

(2.6)

(2.7)

ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH NGỒI CỦA XE

Giới hạn tốc độ số vòng quay của động cơ 6WF-TCC của xe đầu kéo khảo sát là:
n emin

= 500 (vịng/phút)

n emax

= 2200 (vịng/phút)

Từ phương trình (2.6) và (2.7) ta lập bảng giá trị rồi vẽ đồ thị đặc tình ngồi của động
cơ:
Bảng 2.1 : Giá trị mơ-men xoắn và cơng suất động cơ tại số vịng quay
ne (vịng/phút)

Me (N.m)

Pe (kW)

500

1613

84,45

700

1752

128,4

800

1801

150,81

1000

1856

194,33

1100

1863

214,56

1300

1835

249,8
6

1500

1752

275,15

1700

1613

286

1800

1523

287

2000

1301

272,42

2200

1023

235,73

Hình 2.1: Đồ thị đặc tính ngồi của động cơ
2.1.3. NHẬN XÉT ĐỒ THỊ
Đường cong mô-men là đường cong bậc 2 với giá trị cực đại M emax=1863 (N.m) tại số
m
Pemax
vòng quay n e =1100 (vòng/phút), nhưng khi qua điểm M e
mô-men của động cơ bắt đầu

giảm nhanh do hoạt động của bộ điều tốc
Đường cong công suất là đường cong bậc 3 với giá trị cực đại P emax=273 (kW) tại số
p
vòng quay n e =1800 (vòng/phút), khi vừa đến giá trị Pemax thì cơng suất động cơ cũng giảm

nhanh do hoạt động của bộ điều tốc
7


2.2. ĐỒ THỊ CÂN BẰNG LỰC KÉO
2.2.1. SỐ LIỆU TÍNH TỐN BAN ĐẦU


Bán kính làm việc trung bình rb theo ký hiệu bánh xe :

rb=λ.r0= λ(B + 0,5.d).25,4 [theo 3]

(2.8)

Vì lốp có ký hiệu là 11.00R20 nên B = 11( inch), d = 20( inch)
Vì xe đầu kéo ISUZU EXR 4x2 sử dụng lốp áp suất thấp nên chọn λ=0,93

Vậy:


rb = 0,95.(11+0,5.20).24,5 = 0,498 (m)
Trọng lượng toàn bộ của xe đầu kéo và trọng lượng đầy tải của sơ-mi-rơ

móc:
Trọng lượng toàn bộ của xe đầu kéo:

G = (6765 + 180).9,81 = 68130 (N)

(Xem khối lượng 3 người ngồi trên xe là 180 kG)
Trọng lượng đầy tải của sơ-mi-rơ-móc:

Q = (4800 + 27460).9,81= 316470 (N)

2.2.2. PHƯƠNG TRÌNH CẦN BẰNG LỰC KÉO TỔNG QUÁT
Lực kéo ở bánh xe chủ động giúp xe khắc phục lực cản và chuyển động được. Biểu
thức cân bằng lực kéo ở các bánh xe chủ động và lực cản được gọi là phương trình cân bằng
lực kéo của xe.
Phương trình cân bằng lực kéo cho xe đầu kéo chuyển động có gia tốc j, trên đường có
độ dốc α và kéo rơ-móc có dạng như sau :

Fk =Ff ±Fi +Fw ±Fj +Fm

[theo 2]

(2.9)

Ở lực Fi , dấu (+) dùng khi xe lên dốc, dấu (-) dùng khi xe xuống dốc

Ở lực

Fj

, dấu (+) dùng khi xe tăng tốc , dấu (-) dùng khi xe giảm tốc
8


Trong đó :
 Lực kéo tiếp tuyến tại bánh xe chủ động ở tay số thứ n của hộp số (N)
Fk =Fkn =

M e .i h .i 0 .η
rb

(2.10)

 Lực cản lăn tác dụng lên bánh xe (N)

Ff =f.G.cosα

(2.11)

 Lực cản lên dốc (N)

Fi =G.sinα

(2.12)

 Lực cản khơng khí (N)

Fw =0,625.C x .S.v 02

(2.13)

 Lực cản quán tính (N)
Fj =δ j .

G
.j
g

(2.14)

 Lực cản ở móc kéo (N)

Fm =n.Q.ψ

(2.15)

ψ=f.cosα±sinα

(2.16)

2.2.3. ĐỒ THỊ CÂN BẰNG LỰC KÉO
Phương trình cân bằng lực kéo có thể biểu diễn bằng đồ thị. Chúng ta vẽ lực kéo và các
lực cản chuyển động phụ thuộc vào vận tốc của xe, tức là F=f(v). Ở trục tung ta đặt các giá
trị lực, ở trục hoành là các giá trị vận tốc.
Ta vẽ đồ thị cho trường hợp : xe chuyển động thẳng đều ( j = 0), trên đường nằm ngang
(α=0) và kéo 1 rơ-móc , phương trình cân bằng lực kéo lúc này có dạng như sau:

Fk =Ff +Fw +Fm

M e .i h .i0 .η
=f.(G+Q)+0,625.C x .S.v02
r0

(2.17)

(2.18)
9


Ta tiến hành vẽ đồ thị cân bằng lực kéo như sau :
 Đối với họ đường cong lực kéo :
Dùng công thức

Fkn =

M e .i h .i0 .η
(N)
rb
[theo 3] để tính lực kéo tiếp tuyến của xe ở các tay số

vn =

π.n e .rb
(m/s)
30.i h .i 0
[theo 3] để xác định vận tốc thực tế của xe ở các số

truyền.
Dùng cơng thức
truyền.
Xe đầu kéo khảo sát có : rb = 0,498 (m); i1 =6,833; i 2 = 4,734; i3 = 2,783; i 4 = 1,822;
i5 =

1,307; i6 = 1,000; i7 = 0,728; i0 = 5,125, η =0,90
Khi đó:
Fkn =

M e .i h .i 0 .η M e .i h .5,125.0,90
=
=9,26205.M e .i h (N)
rb
0,498

vn =

π.n e .r
b = 3,14.n e.0.498 =0,01017. n e (m/s)
30i .i
30.5,125.i
i
h 0
h
h
�
�

M e =1523 �

0,67+1,8.(

ne
n
�
)-1,48.( e )2 �(N.m)
1800
1800 �

Từ đó tính được các cặp giá trị ( Fk,v)
Cặp giá trị (Fk,v) vừa tìm được chính là 1 điểm của đồ thị F=f(v)
Ở tay số 1 : i1=6,833. Ta có các giá trị ne, Me, Fk1, v1 :
Bảng 2.2: Lực kéo ở tay số 1
ne (vòng/phút)

Me (N.m)

v1 (m/s)

Fk1 (N)

500

1613

0,74

102096

700

1752

1,04

110879

800

1801

1,19

113953

1000

1856

1,49

117466

1100

1863

1,64

117905

10


1300

1835

1,93

116148

1500

1752

2,23

110879

1700

1613

2,53

102096

1800

1523

2,68

96387

2000

1301

2,98

82335

2200

1023

3,27

64769

Ở tay số 2 : i2= 4,734. Ta có các giá trị ne, Me, Fk2, v2
Bảng 2.3: Lực kéo ở tay số 2
ne (vòng/phút)

Me (N.m)

v2 (m/s)

Fk2 (N)

500

1613

1,07

102096

700

1752

1,50

110879

800

1801

1,72

113953

1000

1856

2,15

117466

1100

1863

2,36

117905

1300

1835

2,79

116148

1500

1752

3,22

110879

1700

1613

3,65

102096

1800

1523

3,87

96387

2000

1301

4,30

82335

2200

1023

4,73

64769

Ở tay số 3: i3=2,783 .Ta có các giá trị ne, Me, Fk3,v3
Bảng 2.4: Lực kéo ở tay số 3
ne (vòng/phút)

Me (N.m)

v3 (m/s)

Fk3 (N)

500

1613

1,83

41582

700

1752

2,56

45160
11


800

1801

2,92

46412

1000

1856

3,65

47842

1100

1863

4,02

48021

1300

1835

4,75

47306

1500

1752

5,48

45160

1700

1613

6,21

41582

1800

1523

6,58

39257

2000

1301

7,31

33534

2200

1023

8,04

26380

Ở tay số 4: i4 =1,822. Ta có các giá trị ne, Me, Fk4, v4
Bảng 2.5: Lực kéo ở tay số 4
ne (vòng/phút)

Me (N.m)

v4 (m/s)

Fk4 (N)

500

1613

2,79

27224

700

1752

3,91

29565

800

1801

4,47

30385

1000

1856

5,58

31322

1100

1863

6,14

31439

1300

1835

7,26

30971

1500

1752

8,37

29565

1700

1613

9,49

27224

1800

1523

10,05

25701

2000

1301

11,16

21954

2200

1023

12,28

17271

Ở tay số 5: i5=1,307. Ta có các giá trị ne, Me, Fk5, v5
Bảng 2.6: Lực kéo ở tay số 5
12


ne (vòng/phút)

Me (N.m)

v5 (m/s)

Fk5 (N)

500

1613

3,89

19529

700

1752

5,45

21209

800

1801

6,23

21797

1000

1856

7,78

22469

1100

1863

8,56

22553

1300

1835

10,12

22217

1500

1752

11,67

21209

1700

1613

13,23

19529

1800

1523

14,01

18437

2000

1301

15,56

15749

2200

1023

17,12

12389

Ở tay số 6: i6= 1. Ta có các giá trị ne,Me,Fk6,v6

Bảng 2.7: Lực kéo ở tay số 6
ne (vòng/phút)

Me (N.m)

v6 (m/s)

Fk6 (N)

500

1613

5,09

14942

700

1752

7,12

16227

800

1801

8,14

16677

1000

1856

10,17

17191

1100

1863

11,19

17255

1300

1835

13,22

16998

1500

1752

15,26

16227

1700

1613

17,29

14942

1800

1523

18,31

14106

2000

1301

20,34

12050

2200

1023

22,38

9479
13


Ở tay số 7: i7=0,728. Ta có các giá trị ne,Me,Fk7,v7
Bảng 2.8: Lực kéo ở tay số 7
ne (vòng/phút)

Me (N.m)

v7 (m/s)

Fk7 (N)

500

1613

6,99

10877

700

1752

9,78

11813

800

1801

11,18

12141

1000

1856

13,97

12515

1100

1863

15,37

12562

1300

1835

18,16

12375

1500

1752

20,96

11813

1700

1613

23,75

10877

1800

1523

25,15

10269

2000

1301

27,94

8772

2200

1023

30,74

6901

Vẽ tất cả các điểm này trên cùng một hệ trục tọa độ với trục tung là lực (N), trục hoành
là vận tốc (m/s) ta được đồ thị họ đường cong lực kéo ở 7 tay số
 Đối với họ đường cong lực cản:
Vì xe chuyển động trên đường nằm ngang (α=0) và chuyển động thẳng đều (j=0) nên:
o Tổng lực cản lăn và lực cản ở móc kéo:
Ff +Fm =G.f+Q.f=(G+Q).f

(2.21)

Bảng 2.9 : Hệ số cản lăn của các loại mặt đường tương ứng : [theo 2]
Loại đường
Đường nhựa tốt
Đường nhựa bê tông

Hệ số cản lăn f ứng với v <22 m/s (80 km/h)
0,015 – 0,018
0,012 – 0,015
14


Đường rải đá
Đường đất khô
Đường đất sau khi mưa
Đường cát
Đường đất sau cày

0,023 – 0,03
0,025 – 0,035
0,05 – 0,15
0,1 – 0,3
0,12

Vì phạm vi hoạt động chính của xe đầu kéo là ở đường quốc lộ ( đường nhựa tốt) nên
ta chọn hệ số cản lăn f=0,015
Khi vận tốc của xe ≥ 22 m/s ( 80 km/h) thì hệ số cản lăn f được tính theo cơng thức :

f=f 0 (1+

v2
)
1500 [theo 2]

(2.22)

Ta có tổng lực cản lăn và lực cản ở móc kéo:
Khi v22m/s:
Ff +Fm =(G+Q).f 0 =(68130+316470).0,015=5769(N)
(2.23)
Khi v>22m/s:

Ff +Fm =(G+Q).f=(6765.9,81+32260.9,81).0,015.(1+

v2
v2
)=5769.(1+
)
1500
1500

(2.24)
Ta có bảng giá trị lực cản lăn Ff
Bảng 2.10: Lực cản lăn
v (m/s)
Ff (N)

0
5769

15
5769

22
5769

23
7803

24
7984

25,3
8113

26
8368

28
8784

30
9230

o Giá trị lực cản không khí được chọn theo bảng sau :
Bảng 2.11: Hệ số cản khơng khí với các loại xe [theo 2]
Loại xe
+Ơ tô du lịch

Cx(N.s2 /m4 )

F(m2 )

15

 Loại thường

0,35 – 0, 5

1,6 – 2,5

 Loại đuôi xe cao

0,3 – 0,45

1,5 – 2,0

0,5 – 0,65

1,5– 2,0

Loại thùng hở

0,8 – 1

4– 7

Loại thùng kín

0,6 – 0,8

5–8

0,5 – 0,7

5–7

Loại mui trần
+Xe tải

+Xe bus

Vì F = 2,490.3,37 = 8,4 (m2) nên chọn C x = 0,6
Lực cản khơng khí:
Fw = 0,625.F.Cx= 0,625.0,6.8,4.v2 = 3,15.v2
o

(2.25)

Tổng giá trị lực cản:

Khi v22m/s:
Fcan = Ff +Fm + Fw =5769+3,15v 2

(2.26)

Khi v>22m/s:

Fcan = Ff + Fw + Fm =5769.(1+

v2
)+3,15.v 2
1500
(2.27)

Với các giá trị ( Fcan ,v) tương ứng, ta vẽ được đường cong Fcan của xe
Ta có bảng số liệu :
Bảng 2.12: Tổng lực cản
v(m/s)
Ff (N)
Ff + Fw (N)

0
5769
5769

22
5769
20737

23
7803
9469

24
7984
9798

25,3
8113
10129

26
8368

10498

28
8784
11253

31
9465
12492

16