HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN MÔN HỌC LÝ THUYẾT Ô TÔ

HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN MÔN
HỌC LÝ THUYẾT Ô TÔ
Dùng cho hệ Đại học – Ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô

Năm 2012

1


LỜI NĨI ĐẦU
Tính tốn sức kéo ơtơ 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 thơng số đó là: cơng suất cực đại của động cơ, số vòng quay trục khuỷu động
cơ tại cơng suất cực đại, thể tích làm việc của động cơ, tỷ số truyền của hộp số, hộp số
phụ, truyền lực chính. Tính tốn sức kéo ơtơ 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 tốn kéo và tính kinh tế của ơtơ.
Giáo trình là tài liệu tham khảo để sinh viên thực hiện đồ án, tuy nhiên trong
q trình biên soạn khơng thể tránh khỏi sai sót, rất mong nhận được những ý kiến
đóng góp quý báu của độc giả để giáo trình được hồn thiện hơn.
Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về Bộ môn công nghệ ôtô - Khoa CNKT ôtô
trường Đại học Sao Đỏ. Xin trân trọng cảm ơn!

2


NHIỆM VỤ TÍNH TỐN SỨC KÉO ƠTƠ
I. Khái niệm chung

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
- Hệ số cản cực đại của đường mà ơtơ có thể khắc phục được
- Loại động cơ (xăng hoặc diezel) và loại hệ thống truyền lực
III. Thông số chọn
- Trọng lượng bản thân ơtơ
- Hệ số dạng khí động học
- Diện tích cản chính diện của ơtơ (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 ơtơ hiện có tương tự như loại ơtơ thiết kế và có tính đến nhịp độ phát triển của kỹ
thuật chế tạo ôtô ở trong nước và trên thế giới.
IV. Thơng số tính tốn
- Cơng 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

3


TRÌNH TỰ TÍNH TỐN
I. Xác định trọng lượng tồn bộ ôtô
II. Chọn lốp
III. Xác định công suất cực đại của động cơ

IV. Xác định tỷ số truyền của truyền lực chính
V. Xác định tỷ số truyền của hộp số và hộp số phụ (nếu có)
VI. Xác định các chỉ tiêu đánh giá chất lượng kéo của ôtô
1. Xây dựng đường đặc tính ngồi của động cơ
2. Xây dựng đồ thị cân bằng công suất
3. Xây dựng đồ thị cân bằng lực kéo
4. Xây dựng đồ thị nhân tố động lực học
5. Xây dựng đồ thị gia tốc
6. Xây dựng đồ thị quãng đường và thời gian tăng tốc
VII. Kết luận

4


CHƯƠNG I. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA ƠTƠ

1.1. Xác định trọng lượng tồn bộ của ơtơ
Trọng lượng tồn bộ của ơtơ xác định theo cơng thức:
- Đối với ôtô du lịch:
G = Go + n.Gn + Gh
Trong đó: Go - trọng lượng bản thân của ơtơ
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 tải 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
1.2. 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 tồn
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 trịn
- Hệ thống lốp mã hố ISO
- Lốp bố tréo
- Lốp loại gọn (lốp T)
- Lốp có áp xuất thấp
- Lốp áp xuất cao
1.3. 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):
N ev =

1
ηt

3
 KFvmax
Gψ v vmax 


 (CV)
+
270 
 3500

Trong đó: ηt - hiệu suất truyền lực
5


K - hệ số cản khí động học, kG.s2/m4
F - diện tích cản chính diện, m2
Vmax - vận tốc cực đại của ơtơ, km/h
G - trọng lượng tồn bộ của ôtô, kG
ψv - hệ số cản tổng cộng của đường khi ơtơ chuyển động ở Vmax
Sau đó căn cứ vào loại động cơ để tìm cơng suất cực đại của nó theo cơng thức:
N e max =

N ev
(CV)
aλ + bλ 2 − cλ3

Trong đó: a, b,c - các hệ số thực nghiệm
Đối với động cơ xăng không hạn chế tốc độ: λ = 1,1 ÷ 1,3
Đối với động cơ xăng có hạn chế tốc độ: λ = 0,8 ÷ 0,9
Đối với động cơ Diesel: λ = 1 (tức là Nemax = Nv).
Sau khi xác định được N emax, 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
- Hiệu suất của hệ thống truyền lực η t:
Để đánh giá sự tổn thất năng lượng trong hệ thống truyền lực người ta sử dụng
hiệu suất trong hệ thống truyền lực (ηt) là tỷ số giữa công suất của bánh xe chủ động

và cơng suất hữu ích của động cơ. thường được xác định bằng thực nghiệm. Khi tính
tốn sức kéo ta chọn theo loại ơtơ như sau:
Đối với ơtơ con:
ηt = 0,90 ÷ 0,93
Đối với ơtơ tải và ơtơ khách:
ηt = 0,85 ÷ 0,90
Đối với ơtơ có tính cơ động cao (loại có từ 2 cầu chủ động trở lên):
ηt = 0,80÷0,85.
- Hệ số cản khơng khí K:
Hệ số cản khí động học phụ thuộc vào mật độ khơng khí, hình dạng và chất
lượng bề mặt của ôtô (kG.s2/m4). K được xác định bằng thực nghiệm.
Đối với ơtơ con thùng xe có mui:
K = 0,02 ÷ 0,035 kG.s2/m4
Đối với ơtơ con thùng xe khơng có mui: K = 0,0 ÷ 0,05 kG.s2/m4
Đối với ơtơ tải:
K = 0,06 ÷ 0,07 kG.s2/m4
Đối với ơtơ kéo mc:
K = 0,085 ÷ 0,095 kG.s2/m4
Đối với ôtô buýt
K = 0,025 ÷ 0,04 kG.s2/m4
Đối với ơtơ đua:
K = 0,013÷0,015 kG.s2/m4
- Diện tích cản chính diện F:
Diện tích cản chính diện của ơtơ là diện tích hình chiếu của ơtơ trên mặt phẳng
vng góc với trục dọc của xe ôtô (m 2). Việc xác định điện tích có nhiều khó khăn, để
đơn giản trong thực tế người ta sử dụng công thức gần đúng sau:
F = B.Ho (m2)
Trong đó: B - chiều rộng cơ sở của ơtơ, m
Ho - chiều cao tồn bộ của ôtô, m.
Đối với ôtô con F = 0,78Bo.Ho (m2)

6


Trong đó: Bo - chiều rộng tồn bộ của ơtơ, m.
- Vận tốc cực đại của ôtô Vmax:
- Trọng lượng tồn bộ của ơtơ G: (Đã được xác định ở phần trên)
- Hệ số cản tổng cộng của đường ψ v khi ôtô chuyển động ở Vmax:
+ 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 ơtơ vẫn có khả năng vượt dốc khi chuyển động ở vận tốc cực đại.
Chọn ψv = (0.025 ÷ 0,035).
+ Đối với ơtơ 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 ơtơ 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 khơng 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:
2


V
f = f 0 1 + a 
 20000 

Trong đó:
fo - Hệ số cản lăn khi ơtơ chuyển động ở vận tốc nhỏ hơn 60 ÷ 80 km/h
Va - Vận tốc chuyển động của ôtô, km/h.
Hệ số cản lăn fo phụ thuộc vào loại đường như sau:
Đường bê tông nhựa và bê tông xi măng:
- Đặc 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:
- Khơ, bằng phẳng: 0,030 ÷ 0,050
- Sau khi mưa:
0,050 ÷ 0,150
Đường cát:
0,10 ÷ 0,30
- Các hệ số thực nghiệm a,b,c:
+ Đối với động cơ xăng: a = b = c =1.
+ Đối với động cơ diesel 2 kỳ: a = 0,87; b = 1,13; c = 1.
+ Đối với động cơ diesel 4 kỳ: a = 0,53; b = 1,56; c = 1,09.
7


CHƯƠNG II. XÁC ĐỊNH TỶ SỐ TRUYỀN CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC

2.1. Xác định tỷ số truyền của truyền lực chính

Tỷ số truyền của truyền lực chính (i o) được xác định đảm bảo tốc độ chuyển
động cực đại của ôtô ở số truyền cao nhất trong hộp số. i o được xác định theo công
thức:
i0 = 0,377

nv rk
(cầu kép từ 7 trở lên, đơn khoảng 4)
i pc ihn vmax

Trong đó: nv - tốc độ vịng quay của trục khuỷu động cơ khi đạt tốc độ lớn nhất,
v/ph
rk - bán kính động học của bánh xe, m
ipc - tỷ số truyền của số phụ hoặc hộp phân phối ở số truyền cao
ihn - tỷ số truyền của số cao nhất trong hộp số
Vmax - vận tốc lớn nhất của ôtô, km/h.
Khi tính tốn sức kéo, đối tượng nghiên cứu khơng phải là bánh xe thì ta có thể
coi gần đúng rk = rd = rb = ro
- Các loại bán kính bánh xe:
1. Bán kính thiết kế (ro)
Là bán kính của bánh xe khi chưa có tải trọng tác dụng (bán kính tự do) ro = D/2
Các kích thước cơ bản của lốp:
D - đường kính ngồi
d - đường kính trong
H - chiều cao lốp
B - bề rộng lốp Các kích thước cơ bản của lốp được biết thơng qua kí hiệu lốp
- Đối với lốp có áp xuất thấp:
ro = (d+2.H)/2
- Đối với lốp thông thường (HB): ro = (d+2.B)/2
2. Bán kính tĩnh (rt): Là bán kính bánh xe đứng yên, chịu tải trọng thẳng đứng.
3. Bán kính động lực học (rd): là khoảng cách từ điểm đặt lực tổng hợp tác dụng từ

đường lên bánh xe đến mặt phẳng song song với mặt đường đi qua tâm bánh xe.
4. Bán kính động học (rk): là bán kính của bánh xe giả định khi lăn khơng có trượt lăn
và trượt lê nhưng có cùng vận tốc với bánh xe thực.
5. Bán kính trung bình (rb): khi ơtơ chuyển động không trượt lăn hoặc trượt lê giá trị
các loại bán kính khác nhau khơng nhiều, và khi các loại bán kính bánh xe khơng phải
là đối tượng nghiên cứu thì ta có thể coi xấp xỉ như nhau và bằng bán kính bánh xe.
rk = rd = rb = λro
Trong đó: λ - Hệ số biến dạng lốp
λ = 0,93 ÷ 0,935, đối với lốp áp suất thấp
λ = 0,945 ÷ 0,950 đối với lốp áp suất cao
- Tỷ số truyền của số cao nhất trong hộp số:
8


Đối với hộp số có số truyền thẳng ihn = 1
Đối với hộp số có số truyền tăng, chọn i hn trong khoảng ihn = 0,8 ÷ 0,95. Khi sử
dụng số truyền tăng phải tính kiểm tra lại động lực học xem ở tỷ số truyền tăng cơng
suất kéo có đủ không
2.2. Xác định tỷ số truyền của hộp số và hộp số phụ (nếu có):
2.2.1. Xác định tỷ số truyền của hộp số:
2.2.1.1. Tỷ số truyền ở tay số 1 được xác định:
Tỷ số truyền tay số 1 được xác định trên cơ sở đảm bảo khắc phục được sức cản
lớn nhất của mặt đường mà không bị trượt:
PΨmax ≤ Pk1 ≤ Pϕ
Do đó ih1 được xác định theo điều kiện cản chuyển động:
Gψ max rd
i h1 =
M e max i 0 i pcη tl
và được kiểm tra theo điều kiện bám
Z ϕ ϕrd m p

i h1 ≤
M e max i 0 i pcη tl
Trong đó:
ψmax - hệ số cản tổng cộng của đường
G - trọng lượng toàn bộ của ơtơ, kG
rd - bán kính động lực hoc của bánh xe, m
Memax - mô men xoắn cực đại của động cơ, kG.m
io - tỷ số truyền của truyền lực chính
ipc - tỷ số truyền số truyền cao của hộp số phụ
mp - hệ số phân bố lại tải trọng lên cầu chủ động khi truyền lực kéo
ηt - hiệu suất truyền lực.
2.2.1.2. Tỷ số truyền ở tay số trung gian được xác định:
1. Phương pháp phân phối theo cấp số nhân
Công bội được xác định theo biểu thức
q = n −1

ih1
ihn

Trong đó: n - số cấp trong hộp số
ih1 - tỷ sổ truyền tay số 1
ihn - tỷ số truyền tay số cuối cùng trong hộp số.
Tỷ số truyền tay số thứ i được xác định theo công thức sau:
i hi =

i h ( i −1)
q

=

i h1
q i −1

Trong đó: ihi - tỷ số truyền tay số thứ i trong hộp số (i = 2, ..., n-1)
2. Phương pháp phân phối theo cấp số điều hoà
9


Hằng số điều hồ xác định theo cơng thức:
a=

i h1 − i hn
( n − 1) i h1

Trong đó: n - số cấp trong hộp số
ih1 - tỷ sổ truyền tay số 1
ihn - tỷ số truyền tay số cuối cùng trong hộp số.
Tỷ số truyền tay số thứ i được xác định theo công thức sau:
i h1 =

i h ( i −1)
1 + ai h ( i −1)

=

i h1
1 + ( i − 1) ai h1

Trong đó: ihi - tỷ số truyền tay số thứ i trong hộp số (i = 2,...,n-1)
2.2.1.3. Tỷ số truyền của số cao nhất trong hộp số

Đối với hộp số có số truyền thẳng ihn = 1
Đối với hộp số có số truyền tăng, chọn i hn trong khoảng ihn = 0,8 ÷ 0,95. Khi sử
dụng số truyền tăng phải tính kiểm tra lại động lực học xem ở tỷ số truyền tăng công
suất kéo có đủ khơng.
2.2.1.4. Tỷ số truyền số lùi (il)
Tỷ số truyền số lùi trong hộp số thường chọn trong khoảng:
il = (1,1÷1,3).ih1
Trong đó: ih1 - tỷ số truyền tay số 1
Khi chọn tỷ số truyền số lùi phải kiểm tra lại theo điều kiện bám
2.2.2. Xác định tỷ số truyền của hộp số phụ:
Ở hộp số phụ và hộp phân phối thơng thường có hai số truyền: số truyền thấp
và số truyền cao.
Số truyền cao thường chọn: ipc = 1,00÷1,50
Số truyền thấp được xác định từ điều kiện bánh xe chủ động khi chuyển động
không bị trượt quay:
Pkmax< Pϕ
Gϕrd
⇒ i pt =
M e maxi0ih1ηt
Sau đó kiểm tra lại theo điều kiện chuyển động ổn định ở tốc độ thấp (V min = 3
÷ 5 km/h)
Vmin =

0,377 ne min rk
i0ihi i pt

Trong các cơng thức trên:
G - trọng lượng tồn bộ ôtô, kG
ϕ - hệ số bám dọc từ 0,6 ÷ 0,8
rd, rk - bán kính động lực học và động học của bánh xe, m

Memax - mô men xoắn cực đại của động cơ, kG.m
io - tỷ số truyền truyền lực chính
ih1 - tỷ số truyền tay số 1
10


ηi - hiệu suất truyền lực
nemin - số vòng nhỏ nhất của động cơ, v/ph.

11


CHƯƠNG III. CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG KÉO CỦA ƠTƠ

3.1. Xây dựng đường đặc tính ngồi của động cơ
Hiện nay chưa có phương pháp tính tốn lý thuyết đối với các đường đặc tính
tốc độ ngồi của động cơ mà thường xác định bằng thực nghiệm. Trường hợp khơng
có đường đặc tính thực nghiệm người ta có thể dựa vào công thức kinh nghiệm để xây
dựng đường đặc tính tốc độ ngồi theo toạ độ đã biết của một số điểm (ví dụ: N emax/nN
Memax/nM). Phổ biến nhất là công thức Lay-Đéc-Man
2
3
 n
 ne 
 ne  
e
 − c
  (CV)
N e ( n e ) = N e max a
+ b

 n N
 nN 
 n N  

Trong đó: a, b, c - các hệ số thực nghệm Lay-Đéc-Man
Nemax - công suất cực đại của động cơ, CV,
nN - Số vịng quay tại cơng suất cực đại, v/ph
Ne(ne)- cơng suất tại số vịng quay ne, CV
ne - tốc độ vòng quay trục khuỷu tại thời điểm đang tính
Để xây dựng đường cơng mơ men hữu ích của động cơ từ đường cong công
suất ta dùng cơng thức sau:
M e = 716

Ne
(KG.m)
ne

Trong đó: Ne - cơng suất của động cơ, CV
Me - mô men xoắn của động cơ, kG.m.
Hoặc ta xây dựng đường cong mô men theo công thức sau:

n
M e ( ne ) = M eN a + b e

 nN

Trong đó:

2


 ne  
 − c
  (KG.m)

 n N  

MeN - mô men tại công suất cực đại của động cơ, kG.m,
nN - Số vịng quay tại cơng suất cực đại, v/ph
Me(ne) - mơ men tại số vịng quay ne, kG.m.

12


3.2. Xây dựng đồ thị cân bằng công suất
Để phân tích tính chất động lực học của ơtơ ngồi mối tương quan về lực ta có
thể sử dụng mối tương quan về công suất giữa công suất kéo ở bánh xe chủ động và
công suất các lực cản chuyển động.
Trong trường hợp tổng qt phương trình cân bằng cơng suất:
N k = N e − N t = N eη t = N f ± N i + N ω ± N j
Trong đó: Nk - cơng suất kéo ở bánh xe chủ động
Ne - công suất của động cơ, lấy theo đường đặc tính ngồi
Nt - cơng suất tổn thất
ηt - hiệu suất truyền lực
Nf, Ni, Nω, Nj - cơng suất cản lăn, cản dốc, cản gió và cơng suất cản
tăng tốc.
- Xây dựng đường công suất kéo
Nki = Ne. ηt
Ne - lấy theo đường đặc tính ngồi, Ne = f(ne)
Chuyển tốc độ quay của động cơ thành tốc độ của ơtơ
vi = 0,377

ne rk
(km/h)
iti

Trong đó: iti - tỷ số truyền của hệ thống truyền lực ở tay số thứ i
ne - tốc độ vòng quay trục khuỷu, v/ph
rk - bán kính động học của bánh xe, m
Lập bảng giá trị Nki - V
13


ne
Ne
Nk1
V1
Nk2

nemin
x
x
x
x

ne1
x
x
x
x

ne2
x
x
x
x

ne3
x
x
x
x

ne4
x
x
x
x

...
...
...
...
...

nemax
x
x
x
x

V2

x

x

x

x

x

...

x

...

...

...

...

...

...

...

÷

Nkn

x

x

x

x

x

...

x

x

x

x

x

x

...

x

Vn

- Xây dựng nhánh cản
Ta xây dựng cho trường hợp chuyển động ổn định và ôtô không leo dốc do đó:
Ni = Nj = 0. Do đó cơng suất cản xác định theo biểu thức:
Nc = N f + Nω =

Gfv KFv 3
+
(ml)
270 3500

Trong đó: G - trọng lượng tồn bộ của ôtô, kG
f - hệ số cản lăn của đường
V - vận tốc chuyển động của ôtô, km/h
K - hệ số cản khí động học, kG.s2/m4
Hệ số cản khí động học phụ thuộc vào mật độ khơng khí, hình dạng và chất
lượng bề mặt của ôtô (kG.s2/m4). K được xác định bằng thực nghiệm.
Đối với ôtô con thùng xe có mui:
K = 0,02 ÷ 0,035 kG.s2/m4
Đối với ơtơ con thùng xe khơng có mui: K = 0,04 ÷ 0,05 kG.s2/m4
Đối với ơtơ tải:
K = 0,06 ÷ 0,07 kG.s2/m4
Đối với ơtơ kéo mc:
K = 0,085 ÷ 0,095 kG.s2/m4
Đối với ơtơ bt
K = 0,025 ÷ 0,04 kG.s2/m4
Đối với ơtơ đua:

K = 0,013 ÷ 0,015 kG.s2/m4
F - diện tích cản chính diện, m2
Diện tích cản chính diện của ơtơ là diện tích hình chiếu của ơtơ trên mặt phẳng
vng góc với trục dọc của xe ôtô (m 2). Việc xác định điện tích có nhiều khó khăn, để
đơn giản trong thực tế người ta sử dụng công thức gần đúng sau:
F = B.Ho (m2)
Trong đó: B - chiều rộng cơ sở của ôtô, m
Ho - chiều cao toàn bộ của ôtô, m
Đối với ơtơ con F = 0,78Bo.Ho (m2)
Trong đó: Bo - chiều rộng tồn bộ của ơtơ, m.
3.3. Xây dựng đồ thị cân bằng lực kéo
14


Trong trường hợp tổng quát phương trình cân bằng lực kéo của ôtô như sau:
Pk = Pf + Pω ± Pi ± Pj + Pm

Trong đó: Pk - lực kéo ở bánh xe chủ động, kG
Pf, Pω, Pi, Pj, Pm - lần lượt là lực cản lăn, lực cản gió, lực cản dốc, lực
cản tăng tốc, lực cản kéo moóc, kG
Xây dựng đồ thị lực kéo
M e i hi i p i 0 i cη tl
Ta có: Pki =
(kG)
rd

Chuyển tốc độ quay của động cơ thành tốc độ của ôtô
v i = 0,377

n e rk

(km/h)
i hi i p i 0 i c

Trong các công thức trên
Pki - lực kéo bánh xe chủ động ở số truyền i, kG
Me - mô men xoắn của động cơ, lấy theo đường đặc tính ngoài, kG.m
ihi - tỷ số truyền ở tay số i
ip - tỷ số truyền hộp số phụ (nếu có)
io - tỷ số truyền truyền lực chính
ic - tỷ số truyền truyền lực cuối cùng (nếu có)
rd, rk - bán kính động lực học và động học của bánh xe, m
ηt - hiệu suất truyền lực.
ne - tốc độ vòng quay trục khuỷu, v/ph
Lập bảng giá trị
ne
Me
V1
Pk1
V2
Pk2
...
Vn
Pkn

nemin
x
x
x
x
x

...
x
x

ne1
x
x
x
x
x
...
x
x

ne2
x
x
x
x
x
...
x
x

ne3
x
x
x
x
x

...
x
x

ne4
x
x
x
x
x
...
x
x

...
...
...
...
...
...
...
...
...

nemax
x
x
x
x
x

...
x
x

Xây dựng đồ thị lực cản
Để đạt tốc độ cực đại thì chỉ có thể đạt được trên đường bằng và khơng kéo
mc do đó khi xây dựng đồ thị cân bằng lực kéo ta coi P j = Pi = Pm = 0. Do đó thành
phần lực cản chỉ bao gồm lực cản lăn và cản gió:
KFv 2
Pc = Pf + Pω = Gf +
(kG)
13

Trong đó: G - trọng lượng tồn bộ của ơtơ, kG
15


f - hệ số cản lăn của lốp và đường
K - hệ số cản khí động học, kG.s2/m4
F - diện tích cản chính diện, m2
V - vận tốc chuyển động của ôtô, km/h

3.4. Xây dựng đồ thị nhân tố động lực học
Chỉ tiêu về lực kéo chưa đánh giá được chất lượng động lực học của ôtô này so
với ôtô khác. Bởi vì nếu hai ơtơ có cùng lực kéo như nhau thì ơtơ nào có nhân tố cản
khơng khí bé hơn thì có chất lượng động lực học tốt hơn và cho dù hai ơtơ có cùng
nhân tố cản đi nữa thì ơtơ nào có trọng lượng bé hơn cũng tốt hơn. Chính vì vậy để
đánh giá đúng đắn chất lượng động lực học của ôtô này so với ôtô khác người ta đưa ra
khái niệm nhân tố động lực học.
M e itliη tl KFv 2

P − Pω
D= k
=
G

rd

−

13

G

Chuyển tốc độ quay của động cơ thành tốc độ của ôtô
v i = 0,377

n e rk
(km/h)
itli

Trong công thức trên
Pk - lực kéo tiếp tuyến, kG
Pω - lực cản khơng khí, kG
Me - mô men xoắn của động cơ, lấy theo đường đặc tính ngồi, kG.m
iti - tỷ số truyền của hệ thống truyền lực ở tay số i
ηt - hiệu suất truyền lực
rd, rk - bán kính động lực học và bán kính động học của bánh xe, m
16

K - hệ số cản khí động học, kG.s2/m4
F - diện tích cản chính diện, m2
V - vận tốc chuyển động của ơtơ, km/h
G - trọng lượng tồn bộ của ôtô, kG.:
ne - tốc độ vòng quay trục khuỷu, v/ph
Lập bảng giá trị
ne
Me
D1
V1
D2
V2
...
Dn
Vn

nemin
x
x
x
x
x
...
x
x

ne1
x
x
x

x
x
...
x
x

ne2
x
x
x
x
x
...
x
x

ne3
x
x
x
x
x
...
x
x

ne4
x
x
x

x
x
...
x
x

...
...
...
...
...
...
...
...
...

nemax
x
x
x
x
x
...
x
x

3.5. Xây dựng đồ thị gia tốc
Căn cứ vào đồ thị D - V ta xác định gia tốc ôtô theo công thức:
( D −ψ ) g
j= i

(m/s2)
δ ji
Khi ôtô chuyển động trên đường bằng (ψ = f) khi đó gia tốc được xác định theo
cơng thức:
j=

( Di − f ) g
δi

(m/s2)

Trong các công thức trên:
Di - nhân tố động lực họcở tay số thứ i
ψ - hệ số cản tổng cộng của đường
g - gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2
f - hệ số cản lăn của lốp và đường
δi - hệ số kể đến ảnh hưởng của khối lượng chuyển động quay ở tay số i
δ i = 1,04 + 0,05ihi2

ihi - tỷ số truyền ở tay số thứ i

17


BẢNG QUY ĐỔI ĐƠN VỊ
Tên đại lượng
Trọng lực
Vận tốc
Tốc độ vịng
Áp suất

Cơng
Cơng suất

Hệ kỹ thuật
1 KG
1 km/h
1 v/p

30

2

1 KG/cm
1 KG.m
1 CV (Hp, ml)

Mục lục

18

Hệ SI
9,81 N
0,2778 m/s
π
rad/s
98100 N/m2
9,81 J
735,5 W

19