TÍNH TOÁN và KIỂM NGHIỆM XE BUS THACO CITY TB115CT WLFII

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đề tài tốt nghiệp này, lời đầu tiên chúng em xin chân thành cảm ơn 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 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 điều kiện giúp đỡ chúng em trong suốt
quá trình làm đề tài 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 đề tài tốt
nghiệp.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện
Phan Văn Tú
Đoàn Văn Lý

i


TĨM TẮT
1. Tên đề tài
“TÍNH TỐN VÀ KIỂM NGHIỆM XE BUS THACO CITY TB115CT-WLFII”
2. Thời gian và địa điểm thực hiện đề tài
- Thời gian: từ 02/04/2019 đến 20/07/2019
- Địa điểm: Tại nhà và trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh.
3. Mục đích của đề tài
- Khảo sát các đặc tính động học và động lực học của động cơ. Khảo sát tính ổn định của
xe trong mặt phẳng dọc và mặt phẳng ngang.
- Xây dựng cơ sở tính tốn và mơ hình hóa phương pháp tính tốn để đánh giá độ bền
khung xương.
4. Phương tiện

- Phương tiện lý thuyết:
+ Ôn lại các kiến thức đã học về các đặc tính của ơ tơ.
+ Tra cứu, nghiên cứu tài liệu thơng qua mạng máy tính, sách, báo,…
+ Nghiên cứu sâu hơn các mô đun của phần mềm CATIA.
- Phương diện thực hành:
+ Tận dụng nguồn lực sẵn có là máy tính xách tay để xây dựng mơ hình trên phần mềm.
5. Kết quả
- Hồn thành được các mục tiêu đã nêu ở trên và biên soạn cuốn thuyết minh lý thuyết.

ii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................................... i
TÓM TẮT ............................................................................................................................... ii
MỤC LỤC ..............................................................................................................................iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU ......................................................... vi
DANH MỤC CÁC HÌNH .................................................................................................... vii
DANH MỤC CÁC BẢNG .................................................................................................... ix
Chương 1: TỔNG QUAN ...................................................................................................... 1
1.1. Tổng quan về đề tài ....................................................................................................... 1
1.1.1. Lí do chọn đề tài................................................................................................ 1
1.1.2. Mục đích nghiên cứu......................................................................................... 2
1.1.3. Đối tượng nghiên cứu ....................................................................................... 2
1.1.4. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................. 3
1.1.5. Phạm vi nghiên cứu........................................................................................... 3
CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT SỨC KÉO XE BUS THACO CITY TB115CT-WLFII ........ 4
2.1. Khảo sát và xây dựng đường đặc tính ngồi của động cơ WEICHAI .......................... 4
2.1.1. Thơng số kĩ thuật xe BUS THACO CITY TB115CT-WLFII .......................... 4
2.1.2. Xây dựng đường đặc tính ngồi dựa vào cơng thức S.R.Lây Đécman hiệu chỉnh

..................................................................................................................................... 6
2.1.3. Xây dựng đường đặc tính ngồi của động cơ WEICHAI WP7.300E30 .......... 8
2.1.4. Nhận xét đồ thị ................................................................................................ 11
2.2. Khảo sát cân bằng lực kéo xe BUS THACO CITY TB115CT-WLFII ...................... 12
2.2.1. Phương trình cân bằng lực kéo ....................................................................... 12
2.2.2. Đồ thị cân bằng lực kéo .................................................................................. 13
iii


2.2.3. Nhận xét đồ thị ................................................................................................ 19
2.3. Khảo sát cân bằng công suất xe BUS THACO CITY TB115CT-WLFII ................... 20
2.3.1. Phương trình cân bằng cơng suất .................................................................... 20
2.3.2. Đồ thị cân bằng công suất ............................................................................... 21
2.3.3. Nhận xét đồ thị ................................................................................................ 28
2.4. Khảo sát đặc tính động lực học của xe BUS THACO CITY TB115CT-WLFII ........ 28
2.4.1. Khái niệm về đặc tính động lực học của ơ tơ .................................................. 28
2.4.2. Đồ thị đặc tính động lực học ........................................................................... 29
2.4.3. Nhận xét đồ thị ................................................................................................ 37
Chương 3: TÍNH TỐN TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA Ô TÔ ................................................... 39
3.1. Xác định tọa độ trọng tâm của ơ tơ ............................................................................. 39
3.2 Tính tốn ổn định dọc và ngang của ơ tơ: .................................................................... 46
3.2.1. Tính ổn định dọc ............................................................................................. 46
3.2.2. Tính tốn ổn định ngang của ơ tơ.................................................................... 51
3.2.2.1. Tính ổn định ngang của ơ tô khi chuyển động thẳng trên đường nghiêng
ngang ..................................................................................................................... 51
3.2.2.2. Tính ổn định ngang của ơ tơ khi chuyển động quay vòng trên đường nghiêng
ngang ..................................................................................................................... 54
3.2.2.3. Nhận xét ................................................................................................... 59
Chương 4: TÍNH TỐN KHUNG XƯƠNG THÂN XE BUS THACO CITY TB115CTWLFII.................................................................................................................................... 61
4.1. Giới thiệu chung về xe buýt THACO CITY TB115CT-WLFII ................................. 61

4.1.1. Giới thiệu khung xe buýt ................................................................................ 61
4.1.2. Giới thiệu về khung xương thân xe buýt ........................................................ 63
iv


4.1.3. Giới thiệu đặc điểm liên kết giữa khung xương thân xe và khung xe bt .... 73
4.2. Tính tốn khung xương thân xe buýt THACO CITY TB115CT-WLFII trên phần
mềm .................................................................................................................................... 74
4.2.1. Xây dựng mơ hình hình học ............................................................................ 75
4.2.1.1. Giới thiệu phần mềm CATIA .................................................................. 75
4.2.1.2. Xây dựng mô hình khung xương thân xe và khung xe bằng phần mềm . 75
4.2.1.3. Thiết lập các thuộc tính vật liệu............................................................... 79
4.2.2. Xác định chế độ tải trọng ................................................................................ 80
4.2.2.1. Tải trọng tĩnh ........................................................................................... 80
4.2.2.2. Tải trọng động khi phanh gấp .................................................................. 80
4.2.2.3. Tải trọng động khi quay vòng .................................................................. 81
4.2.3. Xác định điều kiện cho bài tốn ...................................................................... 81
4.2.3.1. Tính toán phần tử hữu hạn (phần tử lưới)................................................ 82
4.2.3.2. Xác định ràng buộc cho bài toán ............................................................. 83
4.2.3.3. Đặt tải cho bài toán .................................................................................. 83
4.2.4. Giải và đưa ra kết quả. .................................................................................... 87
4.2.5. Bình luận ......................................................................................................... 88
Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................... 89
5.1. Kết luận ....................................................................................................................... 89
5.2. Kiến nghị ..................................................................................................................... 89
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 91

v

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

Đại lượng

Ký hiệu

Đơn vị

Hệ số chuyển đổi

Chiều dài

l

m

1 inch = 2,54 cm = 0,0254 m

Vận tốc dài

v

m/s

1 m/s = 3,6 km/h

Số vòng quay

n

vg/ph

Trọng lượng

G

N

Khối lượng

m

kg

Ứng suất

σ

N/m2

Thời gian

t

s

1 MN/m2 ≈ 10 kg/cm2

vi

DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1. Đồ thị đường đặc tính ngồi động cơ WEICHAI .............................................. 11
Hình 2.2. Đồ thị lực kéo của các tay số ............................................................................. 19
Hình 2.3. Đồ thị cân bằng cơng suất .................................................................................. 27
Hình 2.4. Đồ thị đặc tính động lực học khi đầy tải D và khi tải trọng thay đổi ................ 37

Hình 3.1. Sơ đồ đặt trọng tâm lên hành khách ở các dãy .................................................. 39
Hình 3.2. Sơ đồ phân bố trọng lượng khách ngồi .............................................................. 40
Hình 3.3. Sơ đồ phân bố trọng lượng khách đứng ............................................................. 41
Hình 3.4. Sơ đồ tính tốn tọa độ trọng tâm của ơ tơ .......................................................... 42
Hình 3.5. Chiều cao trọng tâm tương đối của khách ngồi và khách đứng......................... 44
Hình 3.6. Sơ đồ tọa độ trọng tâm của hành khách theo chiều cao ..................................... 44
Hình 3.7. Sơ đồ lực và mômen tác dụng lên ô tô khi đứng yên quay đầu lên dốc ............ 46
Hình 3.8. Sơ đồ lực và mômen tác dụng lên ô tô khi đứng yên quay đầu xuống dốc ....... 47
Hình 3.9. Sơ đồ lực và mômen tác dụng lên ô tô khi chuyển động thẳng trên đường
nghiêng ngang .................................................................................................................... 51
Hình 3.10. Sơ đồ mơmen và lực tác dụng lên ơ tơ khi quay vịng trên đường nghiêng
ngang ra ngồi .................................................................................................................... 55
Hình 3.11. Sơ đồ mơmen và lực tác dụng lên xe khi quay vòng trên đường nghiêng vào
trong ................................................................................................................................... 56
Hình 3.12. Sơ đồ mơmen và lực tác dụng lên ơ tơ khi quay vịng trên đường nằm ngang57

Hình 4.1. Khung gầm có gắn động cơ ............................................................................... 62
Hình 4.2. Khung ơ tơ.......................................................................................................... 62
Hình 4.3. Bố trí khung xương mảng sàn xe ....................................................................... 64
Hình 4.4. Bố trí khung xương mảng đầu ........................................................................... 66
vii

Hình 4.5. Bố trí khung xương đi .................................................................................... 67
Hình 4.6. Bố trí khung xương trần ..................................................................................... 69
Hình 4.7. Bố trí khung xương hơng trái ............................................................................. 71
Hình 4.8. Bố trí khung xương hơng phải ........................................................................... 72
Hình 4.9. Bố trí khung xương tổng thể .............................................................................. 73
Hình 4.10. Liên kết rời giữa khung ô tô và khung xương tổng thể .................................. 74
Hình 4.11. Khung xương mảng đầu................................................................................... 76
Hình 4.12. Khung xương mảng đi ................................................................................. 76
Hình 4.13. Khung xương mảng sàn ................................................................................... 77
Hình 4.14. Khung xương mảng trần .................................................................................. 77
Hình 4.15. Khung xương mảng hơng trái .......................................................................... 78
Hình 4.16. Khung xương mảng hơng phải ........................................................................ 78
Hình 4.17. Khung ơ tơ........................................................................................................ 79
Hình 4.18. Mơ hình liên kết giữa khung xương tổng thể và khung ô tơ............................ 79
Hình 4.19. Chia lưới mơ hình xe ....................................................................................... 82
Hình 4.20. Tạo ràng buộc cho bài tốn .............................................................................. 83
Hình 4. 21. Vị trí lắp đặt giàn nóng, giàn lạnh .................................................................. 84
Hình 4.22. Sơ đồ phân bố vị trí ghế ngồi ........................................................................... 85
Hình 4.23. Sơ đồ phân bố vị trí người ngồi và đứng ......................................................... 86
Hình 4.24. Sơ đồ đặt lực cho bài tốn ................................................................................ 86
Hình 4.25. Kết quả phân tích ứng suất của xe buýt ........................................................... 87
Hình 4.26. Kết quả phân tích chuyển vị của xe buýt ……………………………….….. 87

viii


DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1. Thông số kĩ thuật xe BUS THACO CITY TB115CT-WLFII ............................ 4

Bảng 2.2. Bảng giá trị cơng suất Pe theo số vịng quay ne .................................................. 9
Bảng 2.3. Bảng giá trị moomen xoắn Me theo số vòng quay ne ....................................... 10
Bảng 2.4. Hiệu suất truyền lực theo loại ô tô .................................................................... 14
Bảng 2.5. Hệ số cản lăn của các loại mặt đường tương ứng.............................................. 15
Bảng 2.6. Hệ số cản khơng khí với các loại xe .................................................................. 16
Bảng 2.7. Mối liên hệ giữa lực kéo của từng tay số tới vận tốc của xe ............................. 17
Bảng 2.8. Mối quan hệ giữa Pe, Pk theo tốc độ xe ở tay số 1 ........................................... 22
Bảng 2.9. Mối quan hệ giữa Pe, Pk theo tốc độ xe ở tay số 2 ........................................... 22
Bảng 2.10. Mối quan hệ giữa Pe, Pk theo tốc độ xe ở tay số 3 ......................................... 23
Bảng 2.11. Mối quan hệ giữa Pe, Pk theo tốc độ xe ở tay số 4 ......................................... 24
Bảng 2.12. Mối quan hệ giữa Pe, Pk theo tốc độ xe ở tay số 5 ......................................... 25
Bảng 2.13. Mối liên hệ giữa công suất cản và vận tốc xe ................................................. 27
Bảng 2.14. Giá trị đường đặc tính động lực học của tay số 1 biểu diễn theo vận tốc ....... 29
Bảng 2.15. Giá trị đường đặc tính động lực học của tay số 2 biểu diễn theo vận tốc ....... 30
Bảng 2.16. Giá trị đường đặc tính động lực học của tay số 3 biểu diễn theo vận tốc ....... 31
Bảng 2.17. Giá trị đường đặc tính động lực học của tay số 4 biểu diễn theo vận tốc ....... 32
Bảng 2.18. Giá trị đường đặc tính động lực học của tay số 5 biểu diễn theo vận tốc ....... 33
Bảng 2.19. Mối liên hệ giữa D_φ và V .............................................................................. 34
Bảng 2.20. Tính % tải trọng của ô tô ................................................................................. 36

Bảng 3.1. Phân bố trọng lượng lên cầu trước và cầu sau của xe ....................................... 41
Bảng 3.2. Giá trị trọng lượng và tọa độ trọng tâm theo chiều cao .................................... 45
Bảng 3.3. Giá trị tọa độ trọng tâm cụ thể trong 2 trường hợp có tải và khơng tải ............. 45

ix


Bảng 3.4. Hệ số bám dọc và góc dốc giới hạn bị trượt của xe .......................................... 49
Bảng 3.5. Hệ số bám dọc và góc dốc giới hạn mà xe bị trượt xuống dốc ......................... 49
Bảng 3.6. Hệ số bám ngang và góc dốc giới hạn mà xe bị trượt ngang ............................ 53

Bảng 3.7. Giá trị v_n theo điều kiện lật đổ ........................................................................ 57
Bảng 3.8. Giá trị v_φ theo điều kiện trượt ......................................................................... 59

Bảng 4.1. Bố trí khung xương mảng sàn ........................................................................... 63
Bảng 4.2. Bố trí khung xương mảng đầu ........................................................................... 64
Bảng 4.3. Bố trí khung xương mảng đi ......................................................................... 66
Bảng 4.4. Bố trí khung xương mảng trần .......................................................................... 68
Bảng 4.5. Bố trí khung xương mảng hơng trái .................................................................. 69
Bảng 4.6. Bố trí khung xương hơng phải........................................................................... 71
Bảng 4.7. Đặc tính cấu trúc của thép CT3 ......................................................................... 80
Bảng 4.8. Các lực tác dụng lên khung xương và chassis ở trạng thái tải tĩnh ................... 83
Bảng 4.9. Ứng suất lớn nhất và chuyển vị lớn nhất ........................................................... 88

x


Chương 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về đề tài
1.1.1. Lí do chọn đề tài
Nước ta đang trên đà phát triển và hội nhập quốc tế không chỉ về nền kinh tế mà còn
phát triển mạnh mẽ trên tất cả các lĩnh vực nhưng tình trạng đường xá và văn hóa giao thơng
vẫn cịn ùn tắc và rất phức tạp. Đặc biệt là ở các thành phố lớn, người dân sử dụng phương
tiện cá nhân nhiều vào giờ cao điểm. Do chính sách của nhà nước khuyến khích sử dụng
phương tiện công cộng và ý thức của người dân ngày càng tiến bộ, một phần lớn người dân
chuyển sang đi lại bằng xe buýt, vì vậy số lượng xe buýt ngày càng tăng.
Hiện nay, trong thời kì kinh tế ngày càng phát triển thì hầu hết dân số ở các tỉnh thành,
nông thôn,.. tập trung ở các thành phố lớn để học tập, tìm kiếm cơng việc, du lịch,... Trong
khi đó cơ sở hạ tầng vẫn chưa thể đáp ứng kịp thời với tốc độ phát triển kinh tế và dân số
như hiện nay, điều đó dẫn đến tình trạng ùn tắc giao thông, kẹt xe ở các thành phố lớn vào
giờ cao điểm gây ảnh hưởng đến người dân và nền kinh tế nước nhà. Một trong những biện

pháp khắc phục nạn ùn tắc giao thông là sử dụng các phương tiện công cộng như xe buýt, đã
và đang giải pháp tối ưu cho con người và xã hội.
Nước ta hiện nay, nghành công nghiệp ô tô đang trên đà phát triển nên việc nhập khẩu
ngun chiếc khơng cịn là giải pháp tối ưu. Thay vào đó, các nhà máy sản xuất ô tô buýt,
khách như công ty ô tô Trường Hải, tổng cơng ty cơ khí giao thơng vận tải Samco,.. sẽ nhập
khẩu khung gầm (chassis) ở nước ngoài và tiến hành sản xuất khung vỏ để lắp ráp thành
phẩm và đưa ra thị trường. Quy trình sản xuất này cũng được áp dụng cho xe buýt THACO
CITY TB115CT-WLFII, để đánh giá được độ bền và tối ưu hóa kết cấu khung xương thân
xe trong các trường hợp tải trọng khác nhau khi xe vận hành trên đường nên chúng em đi
vào tính tốn mơ hình theo thiết kế có sẵn trên phần mềm.
Điều kiện làm việc của xe buýt thường phải dừng đỗ để đón khách liên tục nên phải
thay đổi tốc độ, giảm tốc và dừng đúng điểm đỗ rồi lại khởi hành tăng tốc. Mặt khác do điều
kiện sử dụng khác nhau ở mỗi nơi, mỗi loại xe, các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sử dụng
1


của xe đó là điều kiện đường xá như: hệ số cản lăn mặt đường, độ dốc, tải trọng thực tế của
xe,...
Mặt khác, để nâng cao hiệu suất sử dụng xe buýt, đảm bảo chính xác trong việc lắp ráp,
tối ưu hóa tồn bộ kết cấu khung cũng như giảm giá thành sản xuất và tăng tính năng động
lực học của xe, việc kiểm tra tính bền khung xương thân xe bt đóng một vai trị quan
trọng. Việc sử dụng phương tiện sao cho hợp lí và đạt hiệu quả cao cần chọn chế độ hoạt
động phù hợp với động cơ, điều kiện sử dụng cụ thể. Tức là chúng ta cần phải xây dựng
đường đặc tính động lực học, tính ổn định của xe.
Do những yêu cầu trên, để giải quyết bài toán kinh tế kĩ thuật đối với ngành vận tải nói
chung và vận tải xe buýt nói riêng tạo điều kiện cho người điều hành và vận hành, việc khảo
sát khả năng làm việc của xe ứng với từng loại động cơ hay khung vỏ là rất cần thiết và phải
được tiến hành một cách cụ thể. Dựa trên cơ sở đó, chúng em quyết định thực hiện đề tài
“TÍNH TỐN VÀ KIỂM NGHIỆM XE BUS THACO CITY TB115CT-WLFII”.
1.1.2. Mục đích nghiên cứu

- Khảo sát các đặc tính động học và động lực học của động cơ theo quan điểm coi động
cơ là nguồn sức kéo của ô tô, khảo sát tính ổn định của xe trong mặt phẳng dọc và mặt
phẳng ngang.
- Xây dựng mơ hình hình học của xe buýt bằng phần mềm và qua đó thực hiện tính tốn
bền cho khung xương thân xe ở trạng thái tải trọng tĩnh.
1.1.3. Đối tượng nghiên cứu
Thông số kĩ thuật ảnh hướng đến sức kéo và tính ổn định của xe; bản vẽ xe buýt
THACO CITY TB115CT-WLFII; tính tốn và mơ phỏng khung xương thân xe trên phần
mềm Catia.

2


1.1.4. Phương pháp nghiên cứu
Các phương pháp chính mà chúng em sử dụng đó là:
- Ơn lại các kiến thức lý thuyết ô tô đã học được và hướng dẫn từ giáo viên hướng dẫn.
- Sử dụng kiến thức về phần mềm Catia ứng dụng vào việc dựng mơ hình và tính tốn.
- Nghiên cứu các tài liệu liên quan để tìm được cơ sở lý thuyết.
1.1.5. Phạm vi nghiên cứu
- Xây dựng đường đặc tính ngồi của động cơ; khảo sát cân bằng lực kéo và công suất
của xe; tính tốn đặc tính động lực học của xe khi đầy tải và khi tải thay đổi. Khảo sát tính
ổn định của xe trong mặt phẳng dọc và mặt phẳng ngang.
- Xây dựng mơ hình hình học, xác định các chế độ tải trọng và điều kiện ràng buộc để
tính tốn cho mơ hình khung xương thân xe ở chế độ tải tĩnh.

3


CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT SỨC KÉO XE BUS THACO CITY TB115CT-WLFII
2.1. Khảo sát và xây dựng đường đặc tính ngồi của động cơ WEICHAI

2.1.1. Thông số kĩ thuật xe BUS THACO CITY TB115CT-WLFII
Bảng 2.1. Thông số kĩ thuật xe BUS THACO CITY TB115CT-WLFII
THÔNG SỐ KĨ THUẬT VÀ TRANG
THIẾT BỊ

THACO

ĐỘNG CƠ

WEICHAI

Kiểu

WP7.300E30

Loại

Diesel, 4 kỳ, 6 xilanh thẳng hàng, có tăng
áp, làm mát bằng nước

Dung tích xi lanh

7140 cc

Đường kính x Hành trình piston

108 x 130 (mm)

Công suất cực đại/Tốc độ quay

300 (PS)/2300 (vịng/phút)

Mooment xoắn cực đại/Tốc độ quay

1100 (N.m)/1200 ÷ 1700 (vịng/phút)

TRUYỀN ĐỘNG

Ly hợp

Hộp số

Tỷ số truyền chính

01 đĩa, ma sát khơ, dẫn động thuỷ lưc, trợ
lưc khí nén
Cơ khí , 5 số tiến,1 số lùi
ih1 = 6,09; ih2 = 3,57; ih3 = 2,16; ih4 = 1,32;
ih5 = 1,00; iR = 5,22

4


Tỷ số truyền của truyền lực chính

i0 = 4,873

HỆ THỐNG LÁI

Trục vít ê cu, trợ lực thủy lực

HỆ THỐNG PHANH

Kiểu tang trống, dẫn động khí nén 2 dịng

HỆ THỐNG TREO
Trước

Phụ thuộc, nhíp lá, giảm chấn thủy lực

Sau

Phụ thuộc, nhíp lá, giảm chấn thủy lực

LỐP XE
Trước/Sau

11 R22.5

KÍCH THƯỚC
Kích thước tổng thể (DxRxC)

11560 x 2500 x 3200 (mm)

Vết bánh trước

2050 (mm)

Vết bánh sau

1860 (mm)

Chiều dài cơ sở

6000 (mm)

Khoảng sáng gầm xe

250 (mm)

TRỌNG LƯỢNG
Trọng lượng không tải

10200 (kG)

- Phân bố lên cầu trước:

3600 (kG)

- Phân bố lên cầu sau:

6600 (kG)

5


Trọng lượng toàn bộ

15400 (kG)

Số người cho phép chở (kể cả người lái)

80 (34 chỗ ngồi, 46 chỗ đứng)

ĐẶC TÍNH
Khả năng leo dốc
-

-

33,4%

Bán kính quay vịng nhỏ nhất theo
vệt bánh xe trước phía ngồi

10,4 (m)

Bán kính quay vịng trung bình của

8,6 (m)

cầu sau
Chiểu cao trọng tâm khi không tải

1,125 (m)

Tốc độ tối đa

95 (km/h)

Dung tích thùng nhiên liệu

240 (lít)

2.1.2. Xây dựng đường đặc tính ngồi dựa vào cơng thức S.R.Lây Đécman hiệu
chỉnh
Nhiều tài liệu sử dụng công thức Le-đéc-man để xây dựng đặc tính động cơ đốt trong
và cho các hệ số a, b, c. Ngày nay động cơ có nhiều thay đổi như tăng áp, phun xăng hỗn
hợp, do vậy các hệ số đó khơng cịn phù hợp.Ta biết rằng khi một động cơ được đưa ra thị
trường người ta cho biết một số thông số cơ bản như số vịng quay cực tiểu, cực đại, mơmen
và cơng suất cực đại và số vòng quay tương ứng. Đường đặc tính mơmen là một đường bậc
2 theo số vịng quay của động cơ. Một đường bậc 2 ta có thể xác định các hệ số a, b, c khi
biết cực trị tại mômen cực đại và xác định cặp giá trị tại hai điểm của số vòng quay cực tiểu
và cực đại.

6


Thơng thường, ta có thể xác định ba điểm sau và với một đường bậc 2 có ba điểm ta
hồn tồn xác định được dáng điệu của Me(ne), Pe(ne):

Đường cơng suất và mô men:
Pe = Pemax[a

ne

p
ne

p

n

n

ne

ne

+ b( pe )2 − c( pe )3 ]
n

n

ne

ne

(2.1)

Me = Me emax [a + b( pe ) − c( pe )2 ]

(2.2)

Điểm 1: (Me, min; ne, min)
Điểm 2: (Me, max; ne, Memax)
Điểm 3: (Me, Pemax; ne, Pemax)
Trong đó:
Pe

- Cơng suất động cơ tại số vịng quay ne (kW)

Pemax

- Công suất cực đại của động cơ (kW)

p

ne

- Số vịng quay khi cơng suất đạt cực đại (vịng/phút)

a, b, c - Các hệ số thực nghiệm
Me

- Mơ-men xoắn động cơ tại số vòng quay ne (N.m)

Động cơ xe tải khảo sát có:
p

Cơng suất cực đại: Pemax = 300 (PS) = 220,65 (kW) tại số vòng quay: ne = 2300
(vòng/phút)
P

Me emax =

60.Pemax
p
2.π.ne

=

60.220,65
2.3,14.2300

= 0.916 (kN.m) = 916 (N.m)

7


Mô-men xoắn cực đại: Memax = 1100 (N.m) tại số vịng quay: nm
e = 1600 (vịng/phút)
Phương trình (2.2) là một hàm số bậc 2 và đạt cực đại tại điểm nm
e = 1600 (vịng/phút)
với giá trị mơ-men xoắn cực đại: Memax = 1100 (N.m) nên lấy đạo hàm của Me tại điểm nm
e =
0 ta có:

nm
e =
Thay ne = nm
e =

p

b.ne
2.c

Memax =

p

b.ne
2.c

= suy ra

b
c

=

2.nm
e
p
ne

=

2.1200
2300

24

=

(2.3)

23

vào (2.2) ta được:

P
Me emax (

a+

b2
4c

) suy ra a +

b2
4c

=

Memax
P
Me emax

=

1100
916

=

275
229

(2.4)

p

Mặt khác, thay ne = ne và Pe = Pemax vào (2.1) ta được:
a+b-c=1

(2.5)

Từ (2.3), (2.4) và (2.5) ta có:
b
c

=

a+

24

a = 0,96

23
b2
4c

=

275
229

suy ra

b = 0,92

a+b-c=1

c = 0,88

Vậy phương trình đường cong cơng suất và mơ-men của xe có dạng:
Pe = 220,65[0,96

ne
2300

+ 0,92(

Me = 916 [0,96 + 0,92

ne
2300

ne
2300

)2 − 0,88(

− 0,88(

ne

2300

ne
2300

)3 ]

)2 ]

(2.6)
(2.7)

2.1.3. Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ WEICHAI WP7.300E30
Giới hạn tốc độ số vòng quay của động cơ WEICHAI WP7.300E30:

8


nemin = 600 (vòng/phút)
nemax = 2300 (vòng/phút)
Sử dụng phần mềm Matlab vẽ hàm số (2.3) ta cho giá trị n𝑒 → pe. Sau đó nối các điểm
lại ta có đồ thị đặc tính ngồi của động cơ WEICHAI WP7.300E30.
Sau đây là các giá trị đại diện trong đồ thị đường đặc tính ngồi động cơ WEICHAI
WP7.300E30:
Bảng 2.2. Bảng giá trị cơng suất Pe theo số vịng quay ne
𝐧𝒆 (vịng/phút)

Pe (kW)

600

65.626

700

77.797

800

90.066

900

102.336

1000

114.512

1100

126.498

1200

138.198

1300

149.517

1400

160.358

1500

170.626

1600

180.225

1700

189.060

1800

197.034

1900

204.053

2000

210.019

2100

214.838

2200

218.414

2300

220.65

9


Tính Mơ-men xoắn Me của động cơ theo Pe tương ứng với từng tốc độ ne
Me =

104 .Pe
1,047.ne

(N.m)

Bảng 2.3. Bảng giá trị moomen xoắn Me theo số vòng quay ne
𝐧𝒆 (vòng/phút)

Me (N.m)

600

1044.666

700

1061.502

800

1075.290

900

1086.029

1000

1093.719

1100

1098.361

1200

1099.955

1300

1098.500

1400

1093.996

1500

1086.444

1600

1075.844

1700

1062.195

1800

1045.497

1900

1025.751

2000

1002.957

2100

977.114

2200

948.223

2300

916.283

10


Hình 2.1. Đồ thị đường đặc tính ngồi động cơ WEICHAI
2.1.4. Nhận xét đồ thị
Đường cong mô-men là đường cong bậc 2 với các giá trị cực đại Memax = 1100 (N.m)
P

emax
tại số vịng quay n𝑚
mơ-men của động cơ
𝑒 = 1200 (vòng/phút), nhưng khi qua điểm Me

bắt đầu giảm do hoạt động của bộ điều tốc.
Đường cong công suất là đường cong bậc 3 với giá trị cực đại Pemax = 220,65 (kW) tại
𝑝

số vòng quay n𝑒 = 2300 (vòng/phút), khi vừa đến giá trị Pemax thì cơng suất động cơ cũng
giảm do hoạt động của bộ điều tốc.
Sau khi xây dựng đồ thị đường đặc tính ngồi của động cơ ta có cơ sở để nghiên cứu
tính chất động lực học của ô tô.

11


2.2. Khảo sát cân bằng lực kéo xe BUS THACO CITY TB115CT-WLFII
2.2.1. Phương trình cân bằng lực kéo
Lực kéo tiếp tuyến ở các bánh xe chủ động dùng để khắc phục các lực cản chuyển
động, biểu thức cân bằng giữa lực kéo của các bánh xe chủ động và lực cản gọi là phương
trình cân bằng lực kéo.
Xét trường hợp tổng quát ta có:
Fk = Ff ± Fi + Fω ± Fj + Fm

(3.1)

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.
Thay các công thức của từng lực thành phần vào phương trình (3.1) trên ta được
phương trình (3.2):
Me .it .η
rb

G

= G.f.cos α ± G.sin α + W.v2 ± .δj + n.Q.Ψ
g

(3.2)

Ta tổng hợp hai lực cản Ff và Fi sẽ được lực cản tổng mặt đường FΨ .
FΨ = Ff ± Fi = G(f.cos α ± sin α) = G.Ψ

Trong đó :
G là trọng lượng toàn bộ của xe (G = 15400 kG)
Xe BUS THACO CITY TB115CT-WLFII 80 chỗ (34 chỗ ngồi, 46 chỗ đứng; kể cả
người lái).
- Ψ là hệ số cản mặt đường : Ψ = f.cos α ± sin α, nếu α < 5° có thể coi Ψ = f + i.
- i là độ dốc mặt đường : i = tanα.
Nếu xe chuyển động thẳng đều (j = 0) trên đường nằm ngang α = 0 và khơng kéo rơmóc thì phương trình đơn giản hơn.

12


Fk = Ff + Fω ⇒

Me .it .η
rb

= G.f + W.v2

(3.4)

2.2.2. Đồ thị cân bằng lực kéo
Phương trình cân bằng lực kéo trong trường hợp ô tô chuyển động trên đường nằm
ngang (𝛼 = 0), chuyển động đều (j = 0) và khơng có rơ-móc.
Fk = Ff + Fω

(3.5)

Ta thiết lập phương trình cân bằng lực kéo theo từng tay số (Fkn, n = {1, 2, 3, 4, 5}.
Fkn =

Me .it .η
rb

; in = ihn.i0

(3.6)

Trong đó:
Fkn - Lực kéo ở các bánh xe chủ động ở tay số thứ n.
in

- Tỷ số truyền của hệ thống truyền lực ở tay số n.

ihn

- Tỷ số truyền của hộp số ở tay số n.

i0

- Tỷ số truyền của truyền lực chính.

Cơng thức tính vận tốc chuyển động của xe ở các tay số:

Vn =
→ Vn =
Từ (3.7) ⇒ ne =

Vn 30.in
π.rb

π.ne .rb
30.in

(m/s)

π.ne .rb .3,6
30.in

(km/h)

(vịng/phút)

(3.7)

(3.8)

(3.9)

Phương trình lực kéo của tay số 1 đến tay số 5:
Fkn =

Me .ihn .i0 .η
rb

(3.10)

13


- Bán kính động học và bán kính động lực học của bánh xe (kí hiệu lốp: 11 R22.5)

rb = λ.r0 (mm)
Với: r0
λ

- Bán kính thiết kế của bánh xe.
- Hệ số biến dạng của lốp, được chọn phụ thuộc vào loại lốp (λ=0,945÷0,95).

Chọn lốp có áp suất cao λ = 0,945
d

r0 = (B + ).25,4 = (11 + 22,5/2).25,4 = 565,15 = 0,565 (m)
2

Trong đó:
B - Bề rộng lốp xe.
D - Đường kính vành bánh.
⇒ rb = 0,945.0,565 = 0,534 (m).
Bảng 2.4. Hiệu suất truyền lực theo loại ô tơ
Loại ơ tơ

Trị số trung bình của hiệu suất truyền
lực 𝛈

Ơ tơ du lịch

0,90 ÷ 0,95

Ơ tơ tải và ơ tơ khách

0,85 ÷ 0,90

Ơ tơ có tính năng cơ động cao (loại từ 2

0,80 ÷ 0,85

cầu chủ động trở lên)
- Chọn hiệu suất truyền lực: η = 0,9
Thay các giá trị ih1 = 6,09; i0 = 4,873; rb = 0,534; η = 0,9 vào biểu thức (3.10) ta được
phương trình Fk1 = f(Vn).
Tương tự cho các phương trình ở tay số 2, 3, 4, 5.Ta được hàm số lực kéo ở các tay số.
Xây dựng hàm số lực cản bao gồm lực cản lăn Ff và cản gió Fw:
Fc = Ff + Fω = G.f + 0,625.Cx.S.Vn2

(3.11)

14


❖ 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:
 Lực cản lăn: Ff = G.f

(3.12)

Bảng 2.5. Hệ số cản lăn của các loại mặt đường tương ứng
Loại đường

Hệ số cản lăn f ứng với v < 22 m/s (80 km/h)

Đường nhựa tốt

0,015 – 0,018

Đường nhựa bê tông

0,012 – 0,015

Đường rải đá

0,023 – 0,03

Đường đất khô

0,025 – 0,035

Đường đất sau khi mưa

0,05 – 0,15

Đường cát

0,1 – 0,3

Đường đất sau cày

0,12

Do khu vực cần khảo sát mặt đường tương đối xấu nên ta chọn hệ số cản lăn f = 0,023.
Khi vận tốc của xe lớn hơn 22 m/s (80 km/h) thì hệ số cản lăn f được tính theo cơng

thức: f = f0.(1 +

v2
1500

)

Ta có lực cản lăn:
Khi v ≤ 22 m/s: Ff = G.f0 = 154000.0,023 = 3542 (N)
Khi v ≥ 22 m/s: Ff = G.f = 154000.0,023.(1 +

v2
1500

) = 3542.(1 +

(3.14)
v2
1500

)

(3.15)

15