Bài tập lớn môn Lý thuyết Ô tô Khoa Cơ điện |Trường Đại học Kinh doanh và Công nghệ Hà Nội

lOMoAR cPSD| 32573545 lOMoAR cPSD| 32573545
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH DOANH VÀ CÔNG NGHỆ HÀ NỘI KHOA CƠ ĐIỆN ----- -----
BÀI TẬP LỚN MÔN : LÝ THUYẾT Ô TÔ lOMoAR cPSD| 32573545
Giáo viên hướng dẫn: Lê Hoàng Long
Sinh viên : Đỗ Văn Trung
Mã sinh viên : 2621230217 Lớp : CO26.01 Stt : 109 Hà Nội - 2023 MỤC LỤC
Mục lục...............................................................................................................................1
Lời Nói Đầu........................................................................................................................2
2.1 Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ....................................5
2.2 Tính toán vận tốc qua từng tay số và lực kéo qua từng tay số......................6
2.3.Phương trình cân bằng công suất.................................................................6
2.4.Tính toán lực cản không khí.........................................................................6
2.5.Xác định nhân tố động lực học....................................................................7
2.6.Tính toán gia tốc..........................................................................................9
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ TÍNH TOÁN............................................................................10
KẾT LUẬN......................................................................................................................24 Lời Nói Đầu
Lý thuyết ôtô là một trong những môn cơ sở then chốt của chuyên ngành cơ
khí ôtô có liên quan đến các tính chất khai thác để đảm bảo tính an toàn, ổn định và
hiệu quả trong quá trình sử dụng. Các tính chất bao gồm: động lực học kéo, tính kinh
tế nhiên liệu, động lực học phanh, tính ổn định , cơ động, êm dịu… lOMoAR cPSD| 32573545
Bài Tập lớn môn học Lý thuyết ôtô là một phần của môn học, với việc vận dụng
những kiến thức đã học về các chỉ tiêu đánh giá khả năng kéo của ôtô để vận dụng
để tính toán sức kéo và động lực học kéo, xác định các thong số cơ bản của động cơ
hay hệ thống truyền lực của một loại ôtô cụ thể. Qua đó, biết được một số thống số
kỹ thuật, trạng thái, tính năng cũng như khả năng làm việc vủa ôtô khi kéo, từ đó
hiểu được nội dung, ý nghĩa của bài tập và góp phần vào việc củng cố nâng cao kiến
thức phục vụ cho các môn học tiếp theo và bổ sung thêm vào vốn kiến thức phục vụ
cho công việc sau này.
Nội dung bài tập lớn gồm 3 chương : -
CHƯƠNG 1 : THÔNG SỐ XE Ô TÔ TÍNH TOÁN -
CHƯƠNG 2 : CÁC CÔNG THỨC TÍNH TOÁN -
CHƯƠNG 3 : KẾT QUẢ TÍNH TOÁN
Nội dung bài tập lớn được hoàn thành dưới sự hướng dẫn của thầy LÊ HOÀNG
LONG. Bộ môn cơ khí ôtô – Đại học Kinh doanh và Công nghệ Hà Nội.
Sinh viên thực hiện ĐỖ VĂN TRUNG
Thông số hệ thống truyền lực đơn Tên thông số kí hiệu giá trị vị thông số lốp 5.0-12 đường kính vành d 12 inch bề rộng lốp B 5 inch chiều cao thành lốp H 5 imch profin lốp lOMoAR cPSD| 32573545 hệ số biến dạng lốp 0.9 hiệu suất truyền lực ⴄ 0.95
tải trọng phân bố lên cầu trước m1 375 kg
tải trọng phân bố lên cầu sau m2 300 kg trọng lượng toàn bộ mtb 675 kg tải trọng toàn bộ xe 1450 kg
khả năng chịu tải cầu trước 700 kg
khả năng chịu tải cầu sau 900 kg hệ số bám ϕ 0.02 hệ số cản lăn f 0.75
chiều cao x rộng(diện tích trực 1415x176 diện) B*H 5 mm hệ số cản không khí C 0.45
tỉ số truyền ở tay số 1 i1 3.58
tỉ số truyền ở tay số 2 i2 2.095
tỉ số truyền ở tay số 3 i3 1.749
tỉ số truyền ở tay số 4 i4 1
tỉ số truyền ở tay số 5 i5 0.855
tỉ số truyền ở tay số R iR 3.727 tỉ số truền TLC i0 5.125
Thông số động cơ Tên thông số kí hiệu giá trị đơn vị công suất cực đại Nemax 31000 w lOMoAR cPSD| 32573545
tốc độ động cơ ứng với công suất cực nN 5500 v/ph đại mô men cực đại Memax 68 Nm
tốc độ động cơ ứng với mô men cực đại nM 3000 v/ph
tốc độ động cơ tối đa(động cơ xăng :nemax=1.1nN) nemax 6050 v/ph
hệ số a(công thức laydecman) a 1
hệ số b(công thức laydecman) b 1
hệ số c(công thức laydecman) c 1 Các thông số tính toán kí Tên thông số hiệu giá trị đơn vị
Bán kính làm việc trung bình của bánh xe rbx 0.26 m
diện tích cản chính diện ô tô A 2.5 m2
hệ số ảnh hưởng của các chi tiết quay d1 1.69
hệ số ảnh hưởng của các chi tiết quay d2 1.27
hệ số ảnh hưởng của các chi tiết quay d3 1.20
hệ số ảnh hưởng của các chi tiết quay d4 1.10
hệ số ảnh hưởng của các chi tiết quay d5 0.04
CHƯƠNG 2: CÁC CÔNG THỨC TÍNH TOÁN
2.1. Xây dựng đồ thị đặc tính ngoài của động cơ
a. Công suất động cơ
Sử dụng công thức thực nghiệm của S.R.Laydecman lOMoAR cPSD| 32573545 N 2 3 e Nemax a ne b nnNe c nnNe n N Trong đó:
Nemax (W) - Công suất cực đại của động cơ
Ne - Công suất hữu ích động cơ ứng với số vòng quay bất kỳ của trục khuỷu
trên đồ thị đặc tính ngoài nN (vòng /phút) - Số vòng quay của trục khuỷu động cơ tương ứng với công
suất cực đại ne (vòng /phút) - Số vòng quay của trục khuỷu động cơ tương ứng với công
suất Ne a,b,c - Các hệ số thực nghiệm của động cơ được chọn tương đối theo chủng loại động cơ như sau: a=
k Mkwk(w2(−2−kwk)−w)−11 ; b=1−
1−a c=kw2b 0,5kw ; Memax n N Với: kM= MN ; kw=nM
Memax - Mô men xoắn cực đại động cơ
MN - Mô men xoắn tại số vòng quay cực đại động cơ nN - Số
vòng quay cực đại động cơ nM - Số vòng quay trục khuỷu tại vị
trí đạt mô men xoắn cực đại
b. Mô men xoắn trên trục khuỷu động cơ Ne Me = ne
c. Xây dựng đồ thị đặc tính ngoài động cơ
Sau khi có các giá trị Ne, Me tương ứng với các giá trị ne ta có thể vẽ đồ thị Ne = f(n ) và đồ thị M e e = f'(ne). lOMoAR cPSD| 32573545
2.2 . Tính toán vận tốc qua từng tay số và lực kéo ứng với từng tay số
Công thức tính toán vận tốc: Trong đó: : tốc độ động cơ; : bán kính bánh xe (m);
: tỉ số truyền của hộp số;
: tỉ số tryền của cầu chủ động;
: vận tốc của ô tô (m/s);
Công thức tính toán lực kéo:
Pk = min(MbxeRbxe ;Z∗¿ϕ) Trong đó: : lực kéo (N); : momen của bánh xe; : bán kính của bánh xe;
2.3. Phương trình cân bằng công suất
- Phương trình cân bằng công suất tại bánh xe chủ động : Nk = Nf + Ni + Nj + NW
- Công suất truyền đến các bánh xe chủ động khi kéo ở tay số thứ I được xác định theo công thức: Nk = Ne.ŋtl
2.4 . Tính toán lực cản không khí
Công thức tính lực cản không khí: Pw = C*P*A*v2 Trong đó:
C: hệ số cản không khí
A=B*H: diện tích cản chính diện của xe (Xe tải =BH , xe con = 0,8BH); v: vận tốc (m/s); lOMoAR cPSD| 32573545
2.5 . Xác định nhân tố động lực học D = Pk −GPw Trong đó:
G - Trọng lượng toàn bộ xe (N); Pk - Lực
kéo trên bánh xe chủ động ; ih; io - Tỉ số
truyền hộp số và truyền lực chính;
Rbx - Bán kính bánh xe (bằng bán kính bánh xe thực tế nhân với hệ số biến dạng lốp xe);
Pw - Lực cản không khí (KG);
Bảng 2.1. Hiệu suất truyền lực Ô tô du lịch 0.93 Ô tô tải TLC 1 cấp 0.89 Ô tô tải TLC 2 cấp 0.85
Bảng 2.2. Hệ số biến dạng lốp Lốp Áp suất thấp 0.93-0.935 Lốp Áp suất cao 0.945-0.950 Ta có: Pw = C*P*A*v2 Trong đó:
C - Hệ số cản không khí (k = 0,045); v - Tốc độ ô tô;
A - Diện tích cản chính diện xe (m2) ;
0 ,8 - hệ số diện tích cản chính diện (xe con = 0,8; xe tải, xe khách =1); Gia tốc trọng trường: g = 9.81 m/s2 lOMoAR cPSD| 32573545
Hệ số tính đến ảnh hưởng của khối lượng quán tính quay : . d = 1.05+0,05ih2
Độ dốc lớn nhất mà ôtô có thể khắc phục được xác định theo công thức:
Trong đó: f - Hệ số cản lăn của mặt đường
Bảng 2.3. Hệ số cản lăn f ứng với V ≤ 80km/h Đường nhựa tốt 0.015 - 0.018 Đường nhựa bê tông 0.012 - 0.015 Đường rải đá 0.023 - 0.030 Đường đất khô 0.025 - 0.035 Đường đất sau khi mưa 0.050 - 0.150 Đường nhựa tốt 0.015 - 0.018
Sau khi tính toán nhận được các giá trị vận tốc V và nhân tố động lực học D và gia
tốc tịnh tiến của ôtô theo đường đặc tính tốc độ ngoài động cơ. Ta lập bảng kết quả
tính toán và vẽ đồ thị nhân tố động lực học
2.6 . Tính toán gia tốc Công thức tính gia tốc:
J = Pk−(Pw+Pf ) mtb∗d Trong đó: : lực kéo(N);
: lực cản không khí (N);
: khối lượng toàn bộ xe (KG); Pf: lực cản lăn
: hệ số ảnh hưởng của chi tiết quay ; lOMoAR cPSD| 32573545
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ TÍNH TOÁN
3.1 . Kết quả đặc tính ngoài và đồ thị
Bảng 3.1. Bảng đặc tính động cơ ne (v/ph) Ne(W) Me(Nm) 800 5069.56 60.54 900 5766.98 61.22 1000 6474.83 61.86 1100 7192.00 62.47 1200 7917.37 63.04 1300 8649.82 63.57 1400 9388.23 64.07 1500 10131.48 64.53 1700 11628.05 65.35 1800 12379.13 65.71 1900 13130.58 66.03 2000 13881.29 66.31 2100 14630.14 66.56 2200 15376.00 66.77 2300 16117.76 66.95 2400 16854.31 67.10 2500 17584.52 67.20 2600 18307.28 67.27 2700 19021.47 67.31 2800 19725.97 67.31 2900 20419.66 67.27 3000 21101.43 67.20 3100 21770.15 67.10 3200 22424.72 66.95 3300 23064.00 66.77 3400 23686.89 66.56 3500 24292.26 66.31 lOMoAR cPSD| 32573545 3600 24879.00 66.03 3700 25445.99 65.71 3800 25992.11 65.35 4000 27017.28 64.53 4100 27494.09 64.07 4200 27945.56 63.57 4300 28370.57 63.04 4400 28768.00 62.47 4500 29136.74 61.86 4600 29475.67 61.22 4700 29783.66 60.54 4800 30059.61 59.83 4900 30302.40 59.08 5000 30510.89 58.30 5100 30683.99 57.48 5200 30820.57 56.63 5300 30919.51 55.74 5500 31000.00 53.85 5600 30979.32 52.85 5700 30916.53 51.82 5800 30810.51 50.75 5900 30660.14 49.65 6000 30464.31 48.51 lOMoAR cPSD| 32573545
đặc tính ngoài động co 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 80.00 35000.00 70.00 30000.00 60.00 25000.00 50.00 20000.00 Me-v 40.00 ne-v 15000.00 30.00 10000.00 20.00 10.00 5000.00 0.00 0.00 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 tốc độ động cơ(v/ph)
Hình 3.1. Đồ thị đường đặc tính ngoài của động cơ
3.2 . Kết quả lực kéo và đồ thị
Bảng 3.2. Kết quả tính toán lực kéo Pk1(N) Pk2(N) Pk3(N) Pk4(N) pk5(N) 3650.73 2136.39 1783.55 1019.76 871.89 3702.73 2166.82 1808.96 1034.28 884.31 3752.48 2195.94 1833.27 1048.18 896.19 3799.97 2223.72 1856.46 1061.44 907.53 3845.19 2250.19 1878.56 1074.08 918.33 3888.15 2275.33 1899.55 1086.08 928.60 3928.86 2299.15 1919.43 1097.45 938.32 3967.30 2321.64 1938.21 1108.18 947.50 lOMoAR cPSD| 32573545 4003.48 2342.82 1955.89 1118.29 956.14 4037.39 2362.66 1972.46 1127.76 964.24 4069.05 2381.19 1987.92 1136.61 971.80 4098.45 2398.39 2002.29 1144.82 978.82 4150.45 2428.83 2027.69 1159.34 991.24 4173.07 2442.06 2038.74 1165.66 996.64 4193.42 2453.97 2048.68 1171.35 1001.50 4211.51 2464.56 2057.52 1176.40 1005.82 4227.34 2473.82 2065.25 1180.82 1009.60 4240.90 2481.76 2071.88 1184.61 1012.84 4252.21 2488.37 2077.41 1187.77 1015.54 4261.25 2493.67 2081.82 1190.29 1017.70 4268.04 2497.64 2085.14 1192.19 1019.32 4272.56 2500.28 2087.35 1193.45 1020.40 4274.82 2501.61 2088.45 1194.08 1020.94 4274.82 2501.61 2088.45 1194.08 1020.94 4272.56 2500.28 2087.35 1193.45 1020.40 4268.04 2497.64 2085.14 1192.19 1019.32 4261.25 2493.67 2081.82 1190.29 1017.70 4252.21 2488.37 2077.41 1187.77 1015.54 4240.90 2481.76 2071.88 1184.61 1012.84 4227.34 2473.82 2065.25 1180.82 1009.60 4211.51 2464.56 2057.52 1176.40 1005.82 4193.42 2453.97 2048.68 1171.35 1001.50 lOMoAR cPSD| 32573545 4173.07 2442.06 2038.74 1165.66 996.64 4150.45 2428.83 2027.69 1159.34 991.24 4098.45 2398.39 2002.29 1144.82 978.82 4069.05 2381.19 1987.92 1136.61 971.80 4037.39 2362.66 1972.46 1127.76 964.24 4003.48 2342.82 1955.89 1118.29 956.14 3967.30 2321.64 1938.21 1108.18 947.50 3928.86 2299.15 1919.43 1097.45 938.32 3888.15 2275.33 1899.55 1086.08 928.60 3845.19 2250.19 1878.56 1074.08 918.33 3799.97 2223.72 1856.46 1061.44 907.53 3752.48 2195.94 1833.27 1048.18 896.19 3702.73 2166.82 1808.96 1034.28 884.31 3650.73 2136.39 1783.55 1019.76 871.89 3596.46 2104.63 1757.04 1004.60 858.93 3539.93 2071.55 1729.42 988.81 845.43 3420.08 2001.42 1670.87 955.33 816.81 3356.77 1964.37 1639.94 937.65 801.69 3291.19 1925.99 1607.90 919.33 786.03 3223.36 1886.29 1574.76 900.38 769.82 3153.26 1845.27 1540.52 880.80 753.08 3080.90 1802.93 1505.17 860.59 735.80 lOMoAR cPSD| 32573545 Đồ thị lực kéo Axis Title 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 140.00 3000.00 4500.00 4000.00 2500.00 3500.00 Fk2-v2 2000.00 3000.00 Fk1-v1 2500.00 Fk3-v3 1500.00 2000.00 Fk4-v4 Fk5-v5 1000.00 1500.00 1000.00 500.00 500.00 0.00 0.00 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 140.00 vận tốc ô tô(km/h)
Hình 3.2. Đồ thị lực kéo
3.3 . Kết quả gia tốc và đồ thị
Bảng 3.3. Kết quả tính toán gia tốc j1(m/s2) j2(m/s2) j3(m/s2) j4(m/s2) j5(m/s2) 1.37 1.01 0.86 0.46 0.369227 1.39 1.02 0.88 0.47 0.37572 1.42 1.04 0.89 0.47 0.381568 1.43 1.05 0.90 0.48 0.386771 1.45 1.07 0.91 0.49 0.391328 1.47 1.08 0.93 0.49 0.39524 lOMoAR cPSD| 32573545 1.49 1.09 0.94 0.50 0.398507 1.50 1.10 0.95 0.50 0.401129 1.52 1.11 0.96 0.51 0.403105 1.53 1.12 0.96 0.51 0.404437 1.54 1.13 0.97 0.51 0.405123 1.56 1.14 0.98 0.51 0.405164 1.58 1.16 0.99 0.52 0.40331 1.59 1.16 1.00 0.52 0.401415 1.59 1.17 1.00 0.52 0.398876 1.60 1.18 1.01 0.52 0.39569 1.61 1.18 1.01 0.51 0.39186 1.61 1.18 1.01 0.51 0.387385 1.62 1.19 1.01 0.51 0.382264 1.62 1.19 1.01 0.50 0.376498 1.62 1.19 1.01 0.50 0.370087 1.62 1.19 1.01 0.50 0.363031 1.62 1.19 1.01 0.49 0.355329 1.62 1.19 1.01 0.48 0.346982 1.62 1.19 1.01 0.48 0.33799 1.62 1.18 1.01 0.47 0.328353 1.62 1.18 1.00 0.46 0.318071 1.61 1.17 1.00 0.45 0.307143 1.61 1.17 0.99 0.44 0.29557 1.60 1.16 0.99 0.43 0.283352 lOMoAR cPSD| 32573545 1.60 1.16 0.98 0.42 0.270489 1.59 1.15 0.97 0.41 0.256981 1.58 1.14 0.96 0.40 0.242827 1.57 1.13 0.95 0.39 0.228028 1.55 1.11 0.93 0.36 0.196495 1.54 1.10 0.92 0.35 0.179761 1.52 1.09 0.91 0.33 0.162381 1.51 1.08 0.90 0.32 0.144356 1.49 1.06 0.89 0.30 0.125686 1.48 1.05 0.87 0.29 0.106371 1.46 1.04 0.86 0.27 0.08641 1.44 1.02 0.84 0.25 0.065805 1.42 1.00 0.83 0.23 0.044554 1.40 0.99 0.81 0.21 0.022658 1.38 0.97 0.79 0.20 0.000116 1.36 0.95 0.78 0.18 1.34 0.93 0.76 0.15 1.31 0.91 0.74 0.13 1.26 0.87 0.70 0.09 1.24 0.84 0.68 0.06 1.21 0.82 0.65 0.04 1.18 0.80 0.63 0.02 1.15 0.77 0.61 1.12 0.75 0.58 lOMoAR cPSD| 32573545 đồ thị gia tốc 1.80 1.60 1.40 1.20 J1-v1 1.00 j2-v2 j3-v3 0.80 j4-v4 0.60 j5-v5 0.40 0.20 0.00 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 140.00 vận tốc ô tô(km/h)
Hình 3.3 Đồ thị gia tốc
3.4 . Kết quả nhân tố động lực học và đồ thị
Bảng 3.4. Nhân tố động lực học của xe D1 D2 D3 D4 D5 0.551291 0.322536 0.269209 0.153577 0.131091 0.559126 0.327077 0.272968 0.155533 0.132641 0.566616 0.331407 0.276543 0.15734 0.134037 0.57376 0.335526 0.279934 0.158999 0.135279 0.580559 0.339432 0.283141 0.16051 0.136366 0.587012 0.343126 0.286164 0.161872 0.1373 0.593119 0.346608 0.289002 0.163086 0.13808 0.598881 0.349879 0.291657 0.164151 0.138706 0.604297 0.352937 0.294127 0.165068 0.139177 lOMoAR cPSD| 32573545 0.609368 0.355784 0.296413 0.165837 0.139495 0.614093 0.358419 0.298515 0.166457 0.139659 0.618472 0.360842 0.300433 0.16693 0.139669 0.626194 0.365052 0.303716 0.167429 0.139226 0.629537 0.366839 0.305081 0.167456 0.138774 0.632534 0.368414 0.306262 0.167335 0.138168 0.635185 0.369778 0.307259 0.167065 0.137408 0.63749 0.370929 0.308072 0.166647 0.136493 0.639451 0.371869 0.308701 0.166081 0.135425 0.641065 0.372596 0.309145 0.165366 0.134203 0.642334 0.373112 0.309406 0.164503 0.132827 0.643257 0.373416 0.309482 0.163492 0.131296 0.643835 0.373508 0.309374 0.162332 0.129612 0.644067 0.373388 0.309083 0.161024 0.127774 0.643953 0.373056 0.308606 0.159568 0.125782 0.643494 0.372513 0.307946 0.157963 0.123636 0.642689 0.371757 0.307102 0.15621 0.121335 0.641538 0.370789 0.306073 0.154309 0.118881 0.640042 0.36961 0.304861 0.152259 0.116273 0.638201 0.368219 0.303464 0.150061 0.113511 0.636013 0.366616 0.301883 0.147714 0.110594 0.63348 0.3648 0.300118 0.145219 0.107524 0.630602 0.362773 0.298169 0.142576 0.1043 0.627378 0.360534 0.296035 0.139785 0.100922 lOMoAR cPSD| 32573545 0.623808 0.358084 0.293718 0.136845 0.097389 0.615631 0.352546 0.28853 0.13052 0.089863 0.611025 0.34946 0.28566 0.127136 0.085869 0.606073 0.346161 0.282606 0.123602 0.081721 0.600775 0.342651 0.279368 0.119921 0.077418 0.595131 0.338929 0.275946 0.116091 0.072962 0.589142 0.334995 0.272339 0.112113 0.068352 0.582807 0.330849 0.268548 0.107986 0.063588 0.576127 0.326491 0.264574 0.103711 0.058669 0.569101 0.321921 0.260415 0.099288 0.053597 0.56173 0.317139 0.256071 0.094716 0.048371 0.554013 0.312146 0.251544 0.089996 0.042991 0.54595 0.30694 0.246833 0.085128 0.037457 0.537541 0.301523 0.241937 0.080111 0.031768 0.528787 0.295893 0.236858 0.074946 0.025926 0.510243 0.283999 0.226146 0.064171 0.01378 0.500452 0.277734 0.220514 0.058561 0.007475 0.490315 0.271257 0.214698 0.052803 0.001017 0.479833 0.264568 0.208697 0.046896 0.469005 0.257667 0.202513 0.040841 0.457832 0.250555 0.196144 0.034638
Hình 3.4. Đồ thị nhân tố động lực học