Bài tập lớn Lý thuyết ô tô | Đại học Bách Khoa Hà Nội

BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT Ô TÔ
Tên đề tài : Tính toán sức kéo ô tô
Loại ô tô : Xe bán tải Tải trọng/số chỗ ngồi : 4 chỗ
Vận tốc chuyển động cực đại :260 km/h
Hệ số cản tổng cộng của đường lớn nhất :max = 0.45
Xe tham khảo: Ford Ranger Wildtrak 3.2L
Sinh viên: Nguyễn Mạnh Tuyên Lớp: Ô tô 3 Khóa: 60
Người hướng dẫn : Đào Mạnh Hùng
CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH ÔTÔ
1.1.Xác định các kích thước cơ bản của xe
– Ba hình chiếu của xe Ford Ranger 3.2L [5] :
Hình 1.1: Các tuyến hình của ô tô
– Các kích thước cơ bản [6]:
Bảng 1.1: Các thông số chọn của ô tô STT Thông số Ký hiệu Kích thước Đơn vị 1
Chiều dài toàn bộ L0 5362 mm 2
Chiều rộng toàn bộ B0 1860 mm 3 Chiều cao toàn bộ H0 1815 mm 4 Chiều dài cơ sở L 3220 mm 5 Vết bánh trước B1 1560 mm 6 Vết bánh sau B2 1560 mm 7 Khoảng sáng gầm xe H1 200 mm 8 Góc thoát trước γ1 25.5 Độ 9 Góc thoát sau γ2 20.9 Độ 10 Vận tốc tối đa Vmax 260 km/h
1.2.Các thông số thiết kế, thông số chọn và tính chọn
1.2.1: Thông số theo thiết kế phác thảo[7]:
– Loại động cơ: Turbo Diesel 3.2L i5 TDCi
– Nhiên liệu: động cơ diesel
– Dung tích công tác: Vc = 3198 (cc) – Công suất tối đa:
Pmax = 200 (mã lực) = 147 (kW)
– nN = 3000 (vòng/ phút)
– Mômen xoắn tối đa: Mmax = 470 (N.m) – Vận tốc lớn nhất:
vmax = 260 (km/h) = 260/3.6=72.2 (m/s)
– Hệ thống truyền lực:
+ Động cơ đặt trước, 2 cầu chủ động
+ Hộp số tự động 5 cấp.
1.2.2: Thông số chọn[7]:
– Trọng lượng bản thân: 2215 kg
– Trọng lượng hành khách:55 kg/người
– Trọng lượng hành lí: 20 kg/người
– Hiệu suất truyền lực: ηtl=0,9
– Hệ số cản không khí: K=0,3(N.s2/m4)
– Hệ số cản khi V¿22m/s là f 0=0,015
1.2.3: Thông số tính chọn [2] :
– Hệ số cản lăn của mặt đường tương ứng với Vmax V 2 f =f max ) 0 .(1+ 1500
 f=0,015.(1+72.22)=0,067 1500 – Bán kính bánh xe :
Lốp có kí hiệu: 265/60R18 =>{ B=265:Bềrộngcủalốp(mm) 60:t ỷ l ệ H (%) B
R :cấutrúc thànhlốp
d=18: Đườ ngk í nhtrongcủal ố p(inc h)
⇒ H =60%⇒ H =265.60 %=159 (mm) B
→Bán kính thiết kế của bánh xe: d 18
r0 = H +2= 159 + 2 . 25,4 = 387,6 (mm) = 0,3876 (m)
→Bán kính động học và bán kính động lực học của bánh xe: rđ = rk = λ. r0
Với rđ: Bán kính động lực học rk: Bán kính động học
λ: Hệ số kể đến biến dạng lốp
Đối với lốp có áp suất cao (λ=0,94÷0,95) Chọn λ=0,95
→ rđ = rk = 0,95.0,3876 = 0,36822 (m).
-Diện tích cản chính diện:
F = 0,8.B0.H0 = 0,8.1,860.1,815= 2,7 (m2) -Công thức bánh xe: 4x2
1.3.Xác định trọng lượng và phân bố trọng lượng lên ô tô - Xe FordRanger 4 chỗ:
+ Tự trọng (trọng lượng bản thân): G0 = 2215(kg)
+ Tải trọng (hàng hoá, hành lý, ...): Gh = 20 (kg) → Trọng lượng: G = G0 + n.(A + Gh) + Ge
Trong đó: + G0 – tự trọng của ô tô + n – số người (n = 4)
+ A – khối lượng người
+ Gh – khối lượng hành lý
+ Ge- Tải trọng hàng hóa
→G = 2215 + 4.(55 + 20) + 500= 3015 (kg)
- Vậy trọng lượng toàn bộ của xe: G = 3015 (kg)=30150 (N)
- Phân bố tải trọng lên các cầu:
Ô tô con động cơ đặt trước: G1 = (0,4÷0,45)G
 G1= 0,55.30150= 16582,5 (N)
 G2 = (1 – 0,55).30150 = 13567,5 (N)
- Vậy G1 =16582,5(N); G2 = 13567,5 (N)
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN SỨC KÉO
2.1 Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ [1] :
- Các đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ là những đường cong biểu diễn sự phụ thuộc
của các đại lượng công suất, mômen và suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ theo số vòng
quay của trục khuỷu động cơ. Các đường đặc tính này gồm:
+ Đường công suất: Ne = f(ne)
+ Đường mômen xoắn : Me = f(ne)
+ Đường suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ : ge = f(ne)
- Ne = (Ne)max .[a.( nen)+b.( ne )2−c.(ne)3] (2.1) N nN nN n - Đặt λ= e
n . với động cơ diesel N - Chọn λ = 1 Nev N Ta có : (N ev
e)max = a.(nen)+b.( ne )2−c.(ne)3 = a.λ+b.λ2−c.λ3 (2.2) N nN nN
+ Động cơ diezel : a = 0.5, b = 1.5, c =1 ( a, b, c là các hệ số thực nghiệm)
+ vmax = 260 (km/h) = 72.2 (m/s) 1
+ Nev= ƞ .[G.f.vmax +K.F.(vmax)3] (2.3) tl
 trọng lượng toàn bộ của xe: G = 3015 (kg)=30150 (N)
 K – hệ số cản không khí: K = 0,3 (N.s2/m4)
 F: diện tích cản chính diện : F= 2(m2)
Hiệu suất truyền lực: ƞtl = 0,9
 f: hệ số cản lăn f= 0,067 1
→ Nev= 0,9 .[(30150.0,067.72 ,2)+(0,3.2,7.72,23)] = 500783 (W)
Vậy công suất cần thiết của động cơ là: Nev =500783 (W) = 500,783 (kW)
- Công suất cực đại của động cơ: N 500,783 (N ev
e)max = a. λ+b. λ2−c. λ3 = 0,5.1+1,5.12−1.13 = 500,783 (kW)
- Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngoài:
+ Tính công suất của động cơ ở số vòng quay khác nhau: (sử dụng công thức ledeman)
Ne = (Ne)max .[a.( nen)+b.( ne )2−c.(ne)3] N nN nN
→ Ne = (Ne)max .[a. λ+b.λ2−c . λ3] (kW)
Trong đó : - (Ne)max và nN – công suất cực đại của động cơ và số vòng quay tương ứng
- N e và ne : công suất và số vòng quay ở 1 thời điểm trên đường đặc tính
+ Tính mômen xoắn của trục khuỷu động cơ ứng với số vòng quay ne khác nhau : N M e [kW ]
e = 9550. ne[v/ p] (N.m) + Lập bảng:
- Các thông số nN; Ne ; Me tính theo công thức n - Cho λ = e
n với λ = 0,1; 0,2; 0,3; ….; 1 N
- Kết quả tính được ghi ở bảng:
Bảng 2.1:Bảng thể hiện mômen và công suất động cơ ne (v/f) Me (N.m) Ne (kW) 300 1020.26 32.05 600 1211.55 76.12 900 1370.97 129.20 1200 1498.50 188.29 1500 1594.15 250.39 1800 1657.92 312.49 2100 1689.80 371.58 2400 1689.80 424.66 2700 1657.92 468.73 3000 1594.15 500.78
-Sau khi tính toán và xử lý số liệu ta xây dựng được đường đặc tính ngoài với công suất Ne (kW) và moment động cơ (N.m): 1800.00 600.00 1600.00 500.00 1400.00 1200.00 400.00 1000.00 300.00 800.00 600.00 200.00 400.00 100.00 200.00 0.00 0.00 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 Me (N.m) Ne (kW)
Hình 2.1: Đồ thị đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ - Nhận xét :
Trị số Me max xác định theo công thức Laydecman như sau : Xuất phát từ công thức
- Đạo hàm biểu thức và giải phương trình trên theo góc quay ωe, và coi ωe =ωM ta có : =0 N ω  M emax M emax¿
[a+b. −c. [0,5+1,5.0,75−1.(0,75)2] ω (ωM)2]=9550.500,783 N ωN ωN 3600 =1411,5 (N.m)
2.2. Tính toán thông số hệ thống truyền lực
Document Outline

• CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH ÔTÔ
• 1.1.Xác định các kích thước cơ bản của xe
• 1.3.Xác định trọng lượng và phân bố trọng lượng lên ô tô
• CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN SỨC KÉO
• 2.1 Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ [1] :
• 2.2. Tính toán thông số hệ thống truyền lực