Tài liệu Lý thuyết ôtô pptx

Hướng dẫn thiết kế môn học Lý thuyết ôtô
Tài liệu được biên soạn bởi Trần Văn Như, Bộ môn cơ khí ôtô, Đại học Giao thông Vận tải
Phần 1. Nhiệm vụ tính toán sức kéo ôtô
I. Khái niệm chung
Tính toán sức kéo ôtô là xác định những thông số chủ yếu của động cơ, hệ
thống truyền lực, đảm bảo tốc độ chuyển động của ôtô là lớn nhất khi ôtô chuyển
động ở đường bằng và ôtô có khả năng chuyển động ở trên đường có lực cản lớn
nhất. Những thông số đó là: công suất cực đại của động cơ, số vòng quay trục
khuỷu động cơ tại công suất cực đại, thể tích làm việc của động cơ, tỷ số truyền của
hộp số, hộp số phụ, truyền lực chính. Tính toán sức kéo ôtô để kiểm nghiệm sức
kéo và tính kinh tế của nó hoặc để thiết kế ôtô mới. Khi thiết kế ôtô mới người thiết
kế phải chọn trước một số thông số và xác định một số thông số. Những thông số
chọn trước có thể dựa trên cơ sở thực nghiệm hoặc tham khảo ôtô tương tự. Những
thông số chọn cần phải kiểm tra việc tính toán kéo và tính kinh tế của ôtô.
II. Số liệu cho trước
- Loại ôtô
- Tải trọng hoặc số hành khách chuyên chở
- Tốc độ cực đại của ôtô
- Hệ số cản của đường ở tốc độ cực đại
+Khi thiết kế ôtô tải người ta thường chọn hệ số cản tổng cộng của đường
(ứng với khi ôtô chạy ở tốc độ cực đại) với một lượng dự trữ nào đó (lớn hơn hệ số
cản lăn) tức là để ôtô vẫn có khả năng vượt dốc khi chuyển động ở vận tốc cực đại.
Đối với ôtô tải hệ số cản tổng cộng của đường được chọn trong khoảng từ
0,025 0,035
Đối với ôtô du lịch thì chọn hệ số cản tổng cộng của đường ứng với khi ôtô
chạy ở tốc độ cực đại bằng hệ số cản lăn, có nghĩa là ôtô chỉ đạt tốc độ cực đại trên
đường nằm ngang.
+Lực cản lăn của lốp và đường là kết quả sự tiêu hao năng lượng cho tổn thất
bên trong của lốp và sự tổn thất bên ngoài, một phần năng lượng bị tiêu hao do ma
sát giữa lốp và đường, lực cản trong các ổ bi ở may ơ bánh xe, lực cản không khí
chống lại sự quay của các bánh xe. Vì tính chất phức tạp trong việc xác định tất cả

nhứng yếu tố tiêu hao kể trên nên người ta coi lực cản lăn là một ngoại lực tác dụng
lên ôtô và được xác định theo sự tiêu hao năng lượng tổng hợp. Để đánh giá tiêu
hao năng lượng khi bánh xe lăn người ta dùng hệ số cản lăn (f).
ở tốc độ nhỏ hơn từ 60...80km/h hệ số cản lăn coi như không thay đổi. Khi tốc độ
chuyển động của ôtô lớn hệ số cản lăn tăng lên rõ rệt. Để xác định sự phụ thuộc của
hệ số cản lăn vào tốc độ người ta dùng công thức kinh nghiệm sau:
f = f
0
(1+ )
Trong đó: fo - Hệ số cản lăn khi ôtô chuyển động ở vận tốc nhỏ hơn 60...80km/h
V
a
- Vận tốc chuyển động của ôtô, km/h.
Hệ số cản lăn f
0
phụ thuộc vào loại đường như sau:
Đường bê tông nhựa và bê tông xi năng:
- Đặt biệt tốt: 0,012...0,018
- Tốt: 0,018...0,020
Đường dải đá: 0,020...0,040
Đường dải đá răm: 0,040....0,070
Đường đất:
- Khô, bằng phẳng: 0,030...0,050
- Sau khi mưa: 0,050...0,150
Đường cát: 0,10...0,30
- Hệ số cản cực đại của đường mà ôtô có thể khắc phục được
+Hệ số cản lớn nhất của đường mà ôtô có thể khắc phục được ().tuỳ thuộc
vào loại đường, theo quy định của luật đường bộ = 0,3...0,35
- Loại động cơ (xăng hoặc diezel) và loại hệ thống truyền lực
III. Thông số chọn

- Trọng lượng bản thân ôtô
- Hệ số dạng khí động học
- Diện tích cản chính diện của ôtô (hoặc nhân tố cản)
- Sự phân bố trọng lượng giữa các trục khi ôtô đầy tải và không có tải
- Tốc độ góc của trục khuỷu động cơ ứng với công suất cực đại
- Hiệu suất của hệ thống truyền lực
Các thông số này lựa chọn trên cơ sở thực nghiệm và những số liệu thống kê
của loại ôtô hiện có tương tự như loại ôtô thiết kế và có tính đến nhịp độ phát triển
của kỹ thuật chế tạo ôtô ở trong nước và trên thế giới.
IV. Thông số tính toán
- Công suất cực đại của động cơ,
- Dung tích làm việc của động cơ,
- Tỷ số truyền của hộp số, truyền lực chính, hộp số phụ, hộp phân phối (nếu có),
- Xác định các chỉ tiêu đánh giá chất lượng kéo
Phần II. Trình tự tính toán
I. Xác định trọng lượng toàn bộ ôtô
-Trọng lượng toàn bộ của ôtô xác định theo công thức:
+ Đối với ôtô du lịch:
G=G
0
+ G
n
.n+G
h
Trong đó: G
o
- trọng lượng bản thân của ôtô;
G
n
- trọng lượng trung bình của mỗi người;

G
h
- trọng lượng hành lý.
+ Đối với ôtô khách chạy trong thành phố:
G=G
0
+ G
n
.(n + m + 2)
Trong đó: n - số chỗ ngồi
m - số chỗ đứng
+ Đối với ôtô chở khách chạy đường dài (liên tỉnh)
G=G
0
+ G
n
.(n+1)+G
h
Trong đó: n - số chỗ ngồi
+ Đối với ôtô chở khách chạy đường dài (liên tỉnh)
G=G
o
+ G
n
.n+G
e
Trong đó: n - số chỗ ngồi trong buồng lái
G
e
- tải trong định mức của ôtô

II. Chọn lốp
-Để chọn lốp cần phải xác định trọng lượng đặt lên bánh xe ôtô.
+ở ôtô du lịch trọng lượng phân bố ra cầu trước và cầu sau gần như bằng
nhau.
+ ở ôtô tải loại 4x2 khi trở đầy tải trọng lượng phân bố ra cầu trước vào
khoảng 25...30% trọng lượng toàn bộ. Cầu sau thường đặt bánh kép nhưng mỗi lốp
của cầu sau vẫn chịu trọng lượng lớn hơn so với ở cầu trước vì vậy chọn lốp cho xe
tải được tiến hành theo trọng lượng đặt lên bánh xe sau
-Ký hiệu lốp
Lốp bố tròn
Hệ thống lốp mã hoá ISO
Lốp bố tréo
Lốp loại gọn (lốp T)
Lốp có áp xuất thấp
Lốp áp xuất cao
III. Xác định công suất cực đại của động cơ
Xác định công suất cực đại của động cơ ứng với tốc độ cực đại của động cơ của ôtô
(Nev):
Trong đó: - hiệu suất truyền lực
Để đánh giá sự tổn thất năng lượng trong hệ thống truyền lực người ta sử dụng hiệu
suất trong hệ thống truyền lực () là tỷ số giữa công suất của bánh xe chủ động và
công suất hữu ích của động cơ. thường được xác định bằng thực nghiệm. Khi tính
toán sức kéo ta chọn theo loại ôtô như sau:
Đối với ôtô con: = 0,90...0,93;
Đối với ôtô tải và ôtô khách: = 0,85...0,90;
Đối với ôtô có tính cơ động cao( loại có từ 2 cầu chủ động trở lên): =
0,80...0,85.
K - hệ số cản khí động học, kG.s^2/m^4
Hệ số cản khía động học phụ thuộc vào mật độ không khí, hình dạng và chất lượng
bề mặt của ôtô (kG.s^2/m^4). K được xác định bằng thực nghiệm.

Đối với ôtô con thùng xe có mui: K = 0,02...0,035 kG.s^2/m^4;
Đối với ôtô con thùng xe không có mui: K = 0,04...0,05 kG.s^2/m^4;
Đối với ôtô tải: K = 0,06...0,07 kG.s^2/m^4;
Đối với ôtô kéo moóc: K = 0,085...0,095 kG.s^2/m^4;
Đối với ôtô buýt K = 0,025...0,04 kG.s^2/m^4;
Đối với ôtô đua: K = 0,013...0,015 kG.s^2/m^4;
F - diện tích cản chính diện, m^2
Diện tích cản chính diện của ôtô là diện tích hình chiếu của ôtô trên mặt phănngr
vuông góc với trục dọc của xe ôtô (m^2). Việc xác định điện tích có nhiều khó
khăn, để đơn giản trogn thực tế người ta sử dụng công thức gần đúng sau:
F=B.Ho (m^2)
Trong đó: B - chiều rộng cơ sở của ôtô, m;
Ho - chiều cao toàn bộ của ôtô, m.
Đối với ôtô con F= 0,78Bo.Ho (m^2)
Trong đó: Bo - chiều rộng toàn bộ của ôtô, m.
Vmax - vận tốc cực đại của ôtô, km/h
G - trọng lượng toàn bộ của ôtô, kG
Trọng lượng toàn bộ của ôtô xác định theo công thức:
- Đối với ôtô du lịch:
G=Go + Gn.n+Gh
Trong đó: Go - trọng lượng bản thân của ôtô;
Gn - trọng lượng trung bình của mỗi người;
Gh - trọng lượng hành lý.
- Đối với ôtô khách chạy trong thành phố:
G=Go + Gn.(n + m + 2)
Trong đó: n - số chỗ ngồi
m - số chỗ đứng
- Đối với ôtô chở khách chạy đường dài (liên tỉnh)
G=Go + Gn.(n+1)+Gh
Trong đó: n - số chỗ ngồi

Đối với ôtô chở khách chạy đường dài (liên tỉnh)
G=Go + Gn.n+Ge
Trong đó: n - số chỗ ngồi trong buồng lái
Ge - tải trong định mức của ôtô
Tài liệu được biên soạn bởi Trần Văn Như, Bộ môn cơ khí ôtô, Đại học Giao thông
Vận tải
- hệ số cản tổng cộng của đường khi ôtô chuyển động ở Vmax
Sau đó căn cứ vào loại động cơ để tìm công suất cực đại của nó theo công thức:
Trong đó: a, b,c - các hệ số thực nghiệm
Đối với động cơ xăng: a=b=c=1;
Đối với động cơ Diezel 2 kỳ: a=0,87; b= 1,13; c=1
Đối với động cơ Diezel 4 kỳ: a=0,53; b=1,56; c=1,09.

Đối với động cơ xăng không hạn chế tốc độ: = 1,1...1,3
Đối với động cơ xăng có hạn chế tốc độ: = 0,8...0,9
Đối với động cơ Diezel: = 1 (tức là Nemax=Nv).
Sau khi xác định được Nemax, căn cứ vào loại động cơ có sẵn trên thị trường để
chọn loại phù hợp hoặc đặt chế tạo động cơ mới theo yêu cầu
IV. Xác định tỷ số truyền của truyền lực chính
Tỷ số truyền của truyền lực chính (io) được xác định đảm bảo tốc độ chuyển động
cực đại của ôtô ở số truyền cao nhất trong hộp số. io được xác định theo công thức:
Trong đó: nv - tốc độ vòng quay của trục khuỷu động cơ khi đạt tốc độ lớn
nhất, v/ph;
rk - bán kính động học của bánh xe, m;
1. Bán kính thiết kế (ro)
Là bán kinh của bánh xe khi chưa có tải trọng tác dụng (bán kính tự do)