Chương 5: Xác định các thông số cơ bản của hệ thống động lực ô Tô | Tài liệu môn Công nghệ kĩ thuật ôto Trường đại học sư phạm kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh
Mục đích: Trong chương này, chúng ta đưa ra các phương pháp xác định công suất danh định của động cơ theo các yêu cầu cho trước, đồng thời tính toán các thông số cơ bản của các cụm trong hệ thống truyền lực. Mục tiêu: Sau khi học xong chương này, các sinh viên có khả năng: Tài liệu giúp bạn tham khảo, ôn tập và đạt kết quả cao. Mời bạn đọc đón xem!
Môn: Công nghệ kĩ thuật oto (OTO21)
Trường: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
Thông tin:
Tác giả:
Preview text:
Ch±¡ng 5
XÁC ÞNH CÁC THÔNG SÞ C¡ B¾N
CþA HÞ THÞNG ÞNG LþC Ô TÔ Mÿc í
ch: Trong ch±¡ng này, chúng ta a
± ra các ph±¡ng pháp xác
ßnh công su¿t danh ßnh cÿa ßng c¡ theo các yêu c¿u cho tr±ßc, ßng
thßi tính toán các thông sß c¡ b¿n cÿa các c m
ÿ trong hß thßng truyßn lÿc.
ây là c¡ sß ß thi¿t k¿ m¿u xe mßi ho¿c ß c¿i ti¿n mßt m¿u xe có s¿n.
ßng thßi chúng là c¡ sß ß ánh giá kißm ßnh mßt m¿u xe mßi.
Mÿc tiêu: Sau khi hßc xong ch±¡ng này, các sinh viên có kh¿ nng:
Xác ßnh ±ÿc công su¿t danh ßnh cÿa ßng c¡ theo ph±¡ng pháp l a
ÿ chßn thÿc nghißm và tính toán. Tính toán c
±ÿ tß sß truyßn cÿc ¿i và cÿc tißu cÿa ß h thßng truyßn lÿc.
Xác ßnh ±ÿc tß sß truyßn ß sß mßt cÿa hßp sß.
Trình bày ±ÿc ph±¡ng pháp phân phßi tß sß truyßn theo c¿p sß nhân. Trình bày c
±ÿ ph±¡ng pháp phân phßi tß sß truyßn theo c¿p sß ißu hòa.
Xác ßnh ±ÿc tß sß truyßn cÿa truyßn lÿc chính.
5.1. XÁC ÞNH CÔNG SU¾T DANH ÞNH CþA ÞNG C¡ THEO
PH¯¡NG PHÁP LþA CHÞN THþC NGHIÞM VÀ TÍNH TOÁN
5.1.1. Ph±¡ng pháp lÿa chßn công su¿t cÿa ßng c¡ b¿ng thÿc nghißm
Theo kinh nghißm, công su¿t ßng c¡ ±ÿc chßn theo hai chß sß sau ây: Công su¿t khßi l±ÿng: P emax (kW/t¿n) (5.1) m m Khßi l n ±ÿ g công su¿t: (kg/kW) (5.2) Pemax 81
Pemax – Công su¿t cÿc i ¿ cÿa ng c ß ¡ (kW).
m – Khßi l±ÿng toàn bß cÿa xe (kg). Qua th c
ÿ nghißm chúng ta có b¿ng sau: P m emax (kW/t¿n) (kg/kW) Lo¿i xe m Pemax Ô tô con (xe du lßch) 17 ÷ 65 15 ÷ 60 Ô tô t¿i 8 ÷ 12 80 ÷ 125 Ô tô khách 8 ÷ 12 80 ÷ 125 Ô tô ßa hình 8 ÷ 15 70 ÷ 125
5.1.2. Ph±¡ng pháp lÿa chßn công su¿t cÿa ßng c¡ b¿ng tính toán
Công su¿t c¿n thi¿t cÿa ß ng c¡ ±ÿc tính toán dÿa vào các thông
s ß ß ng lÿc hß c theo yêu c¿u cho tr±ß c nh± là:
7 Lÿc chÿ ß ng riêng yêu c¿u cÿa xe [Fr] ÿng vß i mß t v¿n tß c yêu
c¿u [v] nào ó. Thông sß này thß hiß n yêu c¿u vß sÿc kéo cÿa ô tô.
7 ß dß c yêu c¿u [i] ÿng vß i mß t v¿n tß c yêu c¿u [v] nào ó.
7 Gia tß c yêu c¿u [j] ÿng vß i mß t v¿n tß c yêu c¿u [v] nào ó.
5.1.2.1. Tính toán theo lÿc chÿ n
ß g riêng yêu c¿u cÿa xe [Fr] ÿng vßi
mßt v¿n tßc yêu c¿u [v]
C¡ s ß ß tính toán là dÿ a vào ph±¡ng trình cân b¿ng lÿc kéo cÿa ô tô
khi xe chuyß n ß ng ß n ßnh trên ±ß ng n¿m ngang và không kéo r¡móc: Fk = Ff + Fω max (5.3) Fk – Lÿc kéo ti p t ¿ uy n (
¿ lÿc chÿ ßng ß bánh xe) cÿa ô tô.
Ff – Lÿc c¿n ln. F – ω Lÿc c¿n không khí.
Khi ±ß ng n¿m ngang ( α = 0) và xe ¿t v¿n tß c cÿc ¿i thì ta có: Ff = G.f Fω max = 0,625Cx S 2 v 0max
G – Trßng l±ÿng toàn b c ß ÿa ô tô. 82
v0 – V¿n tßc t±¡ng i
ß giÿa xe và không khí: vo = v ± vg.
v – V¿n tßc cÿa ô tô.
vg – V¿n tßc cÿa gió.
Khi v = vmax, vg khá nhß so vßi v max nên ta có thß tính g¿n úng: v ¿ 0max ≈ vmax, bßi v y: Fω max = 0,625Cx S 2 v max
Thay các giá trß Ff và Fω max vào (5.3) ta có: Fk = G.f+ 0,625Cx S 2 v (5.4) max
Þ ây chúng ta s¿ ±a ra hai khái nißm mßi:
+ Lÿc chÿ ßng cÿa xe F:
F = Fk – Fω = Fk – 0,625Cx S 2 v
+ Lÿc chÿ ßng riêng cÿa xe: F Fk − F F Ë r = = = Fkr – F G G ω r V¿y l c
ÿ chÿ ßng riêng yêu c¿u cÿa xe s¿ là: 1 [F r] = ([Fk] – 0,625Cx S[ 2 v ]) (5.5) G
Suy ra lÿ c chÿ ß ng yêu c¿u ß bánh xe là: 1 [F k] = G([Fr] + 0,625Cx S[ 2 v ]) (5.6) G
Lúc ó công kéo yêu c¿u ß các bánh xe là: [Pk] = [Fk].[v]
Công su¿t hÿu ích cÿa ß ng c¡ ±ÿc xác ßnh: P F .v P k k e = = · ·
Do ó xác ßnh ±ÿc công su¿t yêu c¿u cÿa ßng c¡: 83 [P ] [ P k e] = ·
Tÿ ó xác ßnh ±ÿ c công su¿t danh ßnh (công su¿t thi¿ t k¿) cÿa ß ng c¡ là [P ed]: [P ] [P F . v k ] [ k] [ ] [P e ed]= = = (5.7) · ·.· ·.· d d d
η – Hißu su¿t cÿa h t ß hßng truy n l ß ÿc.
ηd – Hß sß sÿ dÿng công su¿t cÿa ßng c¡.
5.1.2.2. Tính toán theo ß dßc yêu c¿u [i] ÿng vßi mßt v¿n tßc yêu c¿u [v]
ß dßc mà xe v±ÿt qua ±ÿc ß mßt tay sß nào ó ho¿c ÿng vßi mßt
v¿n tßc nào ó là mßt chß tiêu quan trßng ti¿p theo cÿa ô tô, nh¿m bißu
thß tính ch¿t ßng lÿc hßc cÿa xe.
Khi xác ßnh thông sß này, chúng ta t¿m thßi không cân nh¿c ¿n
kh¿ nng bám cÿa xe vßi m¿t ±ßng, cho nên ây chß là ß dßc lý thuy¿t
có ±ÿc ÿng vßi lÿc kéo F k ho¿c lÿc chÿ ßng riêng cÿa xe F r ±ÿc xác
ßnh tÿ ¿c tính ngoài cÿa ßng c¡.
ß dßc ±ÿc xác ßnh trong tr±ßng hÿp xe chuyßn ßng ßu (F j = 0),
không kéo r¡móc (Fm = 0) và khi lên dßc v¿n tßc xe khá nhß nên có thß
coi Fω = 0. Lúc này ph±¡ng trình cân b¿ng lÿc kéo cÿa xe s¿ là:
Fk = Ff + Fi = Gf.cosα + Gsinα (5.8) Vßi: 1 1 cosα = = (5.9) 1 + tg2³ 1+ [i2 ] tg³ [i] sinα = = (5.10) 2 2 1+ tg ³ 1 +[i ]
tgα =[i] – ß dßc yêu c¿u
N¿u α khá nhß, có thß coi cosα ≈ 1, sinα ≈ tgα ≈ i, lúc ó ta có: Fk = Gf + Gi (5.11)
Thay (5.9) và (5.10) vào (5.8), ta nh¿n ±ÿc lÿc chÿ ßng yêu c¿u ß các bánh xe s¿ là: 84 û þ û þ ü f [i] ÿ f + [i] [F ü ÿ k ] = G + = G (5.12) ü 2 2 ÿ ü 2 ÿ ý 1 +[i ] 1 +[i ] Ā ý 1+ [i ] Ā N¿u α khá nhß thì: [F k] = G(f + [i]) (5.13)
Công su¿t kéo yêu c¿u ß các bánh xe là: [P k] = [Fk].[v]
Công su¿t yêu c¿u cÿa ßng c¡ là: [P ] [P k e]= ·
Trong tr±ßng hÿp này , công su¿t danh ßnh cÿa ßng c¡ là [P ed]: [P ] [P ] [F ].[v] [P e k k ed]= = = ( · ·.· ·.· d d d
5.1.2.3. Tính toán theo gia tßc yêu c¿u [j] ÿng vßi mßt v¿n tßc yêu c¿u [v]:
Chúng ta xét mßt ô tô có khßi l±ÿng m, dißn tích c¿n gió chính dißn
là S, hß sß c¿n không khí là C x , chuyßn ßng trên ±ßng vßi góc dßc α,
hß sß c¿n ln f, ô tô chßu tác dÿng bßi lÿc kéo t¿i các bánh xe chÿ ßng là
Fk. Khi gi¿i quy¿t bài toán này, ta v¿n sÿ dÿng ph±¡ng trình cân b¿ng lÿc
kéo, trong ó lÿc c¿n quán tính ±ÿc tính thông qua gia tßc yêu c¿u [j].
Þ tr±ßng hÿp này, ta xét xe chuyßn ßng trên ±ßng n¿m ngang
(Fj = 0), không kéo r¡móc (F m = 0) và do xe ang tng tßc, nên v¿n tßc
cÿa nó không lßn l¿m, bßi v¿y có thß coi F ω ≈ 0, lúc này ta có: Fk = Ff + Fj (5.15)
= G.f +m.j.δi = m(g.f + j.δi) (5.16)
Bßi v¿y lÿc kéo chÿ ßng yêu c¿u ß các bánh xe là: [Fk] = m(g.f + [j].δi) (5.17)
Sau khi có giá trß [Fk], chúng ta s¿ xác ßnh ±ÿc công su¿t danh
ßnh cÿa ßng c¡ [P ed] nh± ph¿n tr±ßc:
[Pk] = [Fk].[v] = m(g.f + [j].δi)[v] [P ] [P k e] = · 85 [P ] [P ] [F ].[v] [P e k k ed]= = = (5.18) · ·.· ·.· d d d 5.2. XÁC N
Þ H Tà SÞ TRUYÞN CþC I
¾ VÀ CþC TIÞU CþA HÞ THÞNG TRUYÞN LþC
5.2.1. Xác ßnh tß sß truy n
ß cÿc tißu ti min ÿng vßi v¿n tßc cÿc ¿i yêu c¿u [vmax]
Gi¿ thi¿t r¿ng xe chuyßn ßng không tr t
±ÿ , lúc ó v = v o = ωb.rb và ta có: Ë v = ω e b .rb = . br (5.19) i t V¿n tßc ¿t giá trß c c
ÿ ¿i khi ω e = ωemax và it = it min , tÿc là: Ë emax v = .r (5.20) max b i tmin Suy ra: Ë it min = emax .r (5.21) b [v ] max
it – Tß sß truyßn cÿa h t ß hßng truyßn lÿc.
rb – Bán kính tính toán cÿa bánh xe chÿ ß ng.
5.2.2. Xác ßnh tß sß truyßn cÿc ¿i it max
Khi chúng ta cho xe chuyßn ßng ß tay sß 1, ß hßp sß phÿ ang gài
sß truyßn th¿p và n¿u truyßn l c
ÿ chính là lo¿i 2 c¿p và cing ang gài sß
truyßn th¿p, lúc này i t = it max . Lúc này l c
ÿ kéo chÿ ßng F k = Fkmax và xe s¿ ph¿i kh¿c phÿc l c
ÿ c¿n lßn nh¿t cÿa ±ßng.
Gi¿ thi¿t xe không kéo r¡móc (Fm = 0), chuyß ß n ß ng n ßnh (F j = 0)
và ß tay sß 1 v¿n tßc r¿t nhß nên có thß coi F
ω = 0, lúc này ph±¡ng trình cân b¿ng l c ÿ kéo s¿ là:
Fkmax = F fmax + Fimax = Fψmnax = G.ψmax (5.22) Vßi: M .i .· F emax tmax kmax = (5.23) rb 86 Suy ra: M .i .· emax tmax = G.ψmax rb Bßi v¿y: G.Ë .r i max b tmax = (5.24) M .· emax
ψmax – Hß sß c¿n tßng cßng cÿc ¿i cÿa ±ßng. ψmax = fmax + i max
ß xe chuyßn ßng ±ÿc, chúng ta cing c¿n tính toán giá trß i t max
theo ißu kißn bám ß các bánh xe không bß tr t ±ÿ : Fkmax ≤ F (5.25) ϕ Tÿc là: M .i .· emax tmax ≤ m ϕ r i.Gb. b m G .Ç.r => itmax ≤ i b b (5.26) M .· emax
K¿t hÿp ißu kißn kéo và ißu kißn bám ta có: G.Ë .r m .G .Ç.r max b ≤ it max ≤ i b b (5.27) M .· M .· emax emax
G – Trßng l±ÿng toàn bß cÿa xe. Gb – Trßng l ng bám ±ÿ
tác dÿng lên các bánh xe chÿ ßng.
ϕ – Hß sß bám dßc giÿa các bánh xe v i ß ±ßng. mi – Hß sß thay i
ß t¿i trßng lên các bánh xe chÿ ßng.
5.3. PHÂN PHÞI Tþ SÞ TRUYÞN TRONG HÞP SÞ
Vißc lÿa chßn tß sß truyßn phù hÿp s¿ em l¿i hißu qu¿ vß tính nng
ßng lÿc hßc, tính kinh t¿ cÿa xe. Xu¿t phát tÿ yêu c¿u thÿc t¿ và ißu
kißn v¿n hành cÿ thß mà ng±ßi ta s¿ lÿa chßn sß l±ÿng tß sß truyßn sao
cho phù hÿp nh¿t. Khi tng sß l±ÿng tß sß truyßn trong hßp sß s¿ d¿n ¿n
vißc tng tßc ß trung bình cÿa ô tô, ißu này là có lÿi, nh±ng n¿u tng 87 quá m c
ÿ sß l±ÿng tß sß truyßn cÿa hßp sß s¿ làm cho c¿u t¿o cÿa ß h p sß
phÿc t¿p, cßng kßnh, khßi l±ÿng cÿa hßp sß tng lên và gây khó khn cho
ng±ßi ißu khißn. M¿t khác khi tng quá m c
ÿ sß l±ÿng tß sß truyßn thì
làm tng t¿i trßng ßng tác ßng lên các c¡ c¿u truyßn lÿc, m c ÿ ß êm
dßu khi chuyßn ßng cÿa ô tô s¿ gi¿m xußng. ß thay ßi l c ÿ kéo ti¿p
tuy¿n và v¿n tßc cÿa ô tô mßt cách linh ho¿t, ¿m b¿o tính kinh t¿ nhiên
lißu và tính nng ßng hßc cÿa ô tô, ng±ßi ta phân phßi tß sß truyßn thành các c¿p xác ßnh.
5.3.1. Xác ßnh tÿ sß truyßn s
ß ß mßt cÿa hßp sß
Tÿ sß truyßn ß sß mßt c¿n ph¿i chßn sao cho lÿc kéo ti¿p tuy¿n
phát ra ß các bánh xe chÿ ßng cÿa ô tô có thß kh¿c phÿc ±ÿc lÿc c¿n
tßng cßng lßn nh¿t cÿa m¿t ±ßng. Tÿ ph±¡ng trình cân b¿ng lÿc kéo khi
ô tô chuyßn ßng ßn ßnh, ta có: Fkmax ≥ ψmax.G + Wv2 (5.28)
Khi ô tô chuyßn ßng ß sß mßt, tßc ß cÿa chúng r¿t ch¿m, do ó ta bß qua l c ÿ c¿n cÿa không khí. Nh v ± ¿y: Fkmax ≥ ψmax.G (5.29) M .i .i .i · emax h1 o pt ≥ Ë .G r max b Ngh)a là: G.Ë .r i max b h1 ≥ (5.30) M .i .i · . emax o pt
Memax – Mômen xo¿n cÿc i ¿ cÿa ng c ß ¡.
ψmax – Hß sß c¿n chuy n ß ng l ß n nh ß ¿t cÿa ±ßng. η
– Hißu su¿t cÿa h t ß hßng truyßn lÿc. rb
– Bán kính tính toán cÿa bánh xe. io
– Tÿ sß truyßn cÿa truyßn lÿc chính. ϕ – Hß sß bám dßc. ipt – Tÿ sß truy n c ß ÿa hßp sß phÿ s ß ß th¿ p. M¿t khác l c
ÿ kéo ti¿p tuy¿n lßn nh¿t phát ra ß các bánh xe chÿ
ßng F kmax bß h¿n ch¿ bßi ißu kißn bám, cho nên: Fkmax ≤ mi Gb ϕ (5.31) 88 hay: M .i .i .i · emax hl o pt ≤ mi Gb ϕ rb
Vßi m i là hß sß thay ßi t¿i trßng lên các bánh xe chÿ ßng. Theo ißu kißn bám, t s
ÿ ß truyßn ß sß mßt ±ÿc chßn là: m G Ç r ih1 ≤ i b b (5.32) M .i .i · emax o pt
Nh± v¿y, khi chßn tÿ sß truyßn ß sß mßt cÿa hßp sß thßa mãn theo bißu th c
ÿ (5.30), chúng ta c¿n ph¿i kißm tra chúng theo ißu kißn bám
ph¿i thßa mãn bißu thÿc (5.32).
N¿u nh± ißu kißn (5.32) không ±ÿc thßa mãn thì ph¿i tính l¿i trßng l ng ±ÿ
phân bß lên c¿u chÿ ßng, ngh)a là ph¿i thi¿t k¿ l¿i bß trí chung cÿa ô tô. Sau khi ã chßn c
±ÿ tÿ sß truyßn ß sß mßt cÿa hßp sß, s¿ ti¿p tÿc chßn các t s
ÿ ß truyßn trung gian cÿa hßp sß.
5.3.2. Xác ßnh tÿ sß truyßn cÿa các sß trung gian trong hßp sß
5.3.2.1. Phân phßi tß sß truy n
ß theo c¿p sß nhân
Hình 5.1: ß thß sang s
ß cÿa ô tô có hßp sß 3 c¿p bß trí theo c¿p sß nhân. 89 Dÿa trên c¡ sß s
ÿ dÿng công su¿t trung bình cÿa ßng c¡ khi làm
vißc ß ch¿ ß toàn t¿i là không thay ßi trong quá trình gia tßc ô tô. Þ t¿t c¿ các sß tru ß
y n, kho¿ng bi¿n thiên sß vòng quay ßng c¡ tÿ
ne’ ³ n e’’ là không ßi.
Gi¿ thi¿t: Khi chuyßn sß, ô tô không bß ng¿t dòng công su¿t, do ó
không bß m¿t mát v¿n tßc và xem thßi gian chuyßn sß b¿ng không hay
v¿n tßc cußi cùng cÿa sß th¿p b¿ng v¿n tßc ¿u tiên cÿa sß cao ti¿p theo, tÿc là:
v’’1 = v’2 ; v”2 = v’3 … v’’n-1 = v’n
V¿n tßc cußi cùng cÿa xe ß các sß truyßn khác nhau c ±ÿ tính: ' ' 2Ã r n Sß th ( ÿ n -1) v” b e n-1 = (5.33) 60i i i 0 h(n 1 − ) pc
Tßc ß ¿u tiên khi gia tßc ß các sß truyßn khác nhau c ±ÿ tính: ' 2Ã r n Sß th n ÿ v’ b e n = (5.34) 60i i i 0 hn pc K¿t hÿp các bißu th c ÿ trên ta có: ' ' n n ' ' n n ' ' e e n n e e = ; = ... e e = i i i i h1 h2 h2 h3 i i h(n 1 - ) hn i i i h1 h2 h(n 1 - ) n 'e V¿y ta có: = = ... = = = q i i i n' h2 h3 hn e
v’,v’’ – V¿n tßc ô tô t±¡ng ÿng vßi sß vòng quay n’e, n’’e. n – Sß l ng s ±ÿ ß truy n c ß ÿa hßp sß. q
– Công bßi c¿p sß nhân. Tÿ bißu th c ÿ trên, ta th¿y các t s
ÿ ß truyßn cÿa hßp sß ±ÿc s¿p x¿p
theo c¿p sß nhân vßi công bßi là q: i i ih(n 1-) i h1 = ;i h2 = ;...;i = h2 q h3 q hn q Hay: 90 i i h1 1 i = ;...;i = h3 2 hn (n 1 - ) q q i h1 → (n 1 - ) q = (5.35) i hn
ß xác ßnh công bßi q ta c¿n bi¿t tß sß truyßn i h1, sß l ng ±ÿ sß
truyßn n và tß sß truyßn cÿa sß cußi cùng i hn. Thông th±ßng, ng±ßi ta
chßn i hn = 1 (sß truyßn th¿ng). Do ó q ±ÿc tính nh s ± au: n 1 q − = ih1 (5.36)
V¿y tß sß truyßn cÿa các tay sß trung gian: n 1 n-2 i − = i h2 h1 n-3 n 1 i − = i h3 h1 . . . . . . . . n-k n 1 i − = i hk h1 Trong ó k là sß th t ÿ ÿ cÿa sß truyßn.
Vßi hßp sß có sß truyßn tng thì i h.n < 1 và sß truyßn ngay tr±ßc nó
ih (n-1)=1. Lúc ó, các công th c
ÿ tßng quát ß xác ßnh các t ÿ sß truyßn còn l¿i s¿ là: Công bßi q cÿa c¿p sß: n 2 q − = i h1 (5.37)
Tÿ sß truyßn thÿ k s¿ là: n 2 n-(k 1) i − = i + hk h1 (5.38) Qua các bißu th c ÿ trên ta có nh¿n xét:
7 Ô tô thông th±ßng hay sÿ dÿng ß sß cao cÿa hßp sß, nh±ng ß khu vÿc này, sß l ng ±ÿ
sß truyßn ít so vßi sß l±ÿng sß truyßn có ±ÿc ß sß
th¿p, ây là mßt nh±ÿc ißm khi chßn hß thßng tÿ sß truyßn cho các sß
trung gian theo c¿p sß nhân. 91
7 ßi vßi hßp sß có c¿p, sß l±ÿng sß truyßn bß ¿ h n ch¿ nh± ã trình bày khi chßn sß l n
±ÿ g sß truyßn cÿa hßp sß, do ó s¿ h¿n ch¿ kh¿ nng
tng v¿n tßc trung bình cÿa ô tô và hß sß sÿ dÿng t¿i trßng cÿa ßng c¡.
5.3.2.2. Phân phßi tß sß truy n
ß theo c¿p sß i u ß hòa
Nh¿m mÿc ích kh¿c phÿc nh±ÿc ißm cÿa hß thßng tÿ sß truyßn
chßn theo c¿p sß nhân là ß khu vÿc sß cao thì sß l ng ±ÿ sß truyßn ít,
ng±ßi ta có thß chßn hß thßng tÿ sß truyßn sao cho kho¿ng tßc ß giÿa
các sß truyßn là nh± nhau (hình 5.2), ngh)a là:
v2 – v1 = v3 – v2 = … = vn – vn-1 = const
Hình 5.2: ß thß sang sß cÿa ô tô khi tß sß truyßn bß trí theo c¿p sß ißu hòa. T±¡ng ng ÿ
vßi v¿n tßc ß các sß truyßn khác nhau t¿i sß vòng quay
n’’e cÿa ßng c¡ (hình 5.2), ta có: ' ' ' ' 2 Ã r n 2 Ã r n ' b e ' b e v = ; v 1 2 = 60i i i 60i i i 0 h1 pc 0 h2 pc
………………………………………………….. (5.39) ' ' ' ' 2 Ã r n 2 Ã r n ' b e ' b e v = ; v n− 1 n = 60i i i 60i i i 0 h(n 1 − ) pc 0 hn pc 92 Nh v ± ¿y ta có: " v v v v v v 2 - "1 = " 3 - " 2 = … = " n - " n ó −1 1 1 1 1 1 1 - = - = ...= - = a (5.40) i h2 i h1 i h3 i h2 i hn i h(n 1-)
a – H¿ng sß ißu hoà. n – Sß l ng s ±ÿ ß truy n c ß ÿa hßp sß. Tÿ công th c
ÿ (5.40), ta xác ßnh ±ÿc tÿ sß truyßn cÿa các sß trung
gian trong hßp sß khi bi¿t tÿ sß truyß ß n sß 1 là i
h1 và h¿ng sß ißu hòa là a. 1 1 i h1 - = a → ih2 = i i 1+ a.i h2 h1 h1 1 1 i h1 - = a → i h3 = i i 1 + 2a.i h3 h2 h1 . . . . . = . . . . . 1 1 ih1 - = a → i hn = (5.41) i i 1 + (n − 1).a.i hn h(n 1 - ) h1
N¿u sß truyßn cußi cùng cÿa hßp sß là sß truyßn th¿ng i h.n = 1 thì ta có: 1 1 1 - = a → 1- = a i hn ih(n 1-) ih( n 1-) i Và h1 1 = 1 + (n −1).a.ih1 i -1 V¿y: h1 a = (5.42) (n −1).ih1
H¿ng sß ißu hòa a phÿ thußc vào tÿ sß truyßn ß sß 1 i h1 cÿa hßp sß và sß l ng ±ÿ
sß truyßn cÿa chúng. Khi ã xác ßnh c
±ÿ h¿ng sß ißu hòa
a, ta xác ßnh tÿ sß truyßn cÿa các sß trung gian tr ß ong h p sß b¿ng các k¿t
hÿp các bißu thÿc (5.41) và (5.42), ta có: (n -1).i h1 ih2 = (n - 2) +i h1 93 (n -1).i h1 ih3 = (n - 3) + i 2 h1 . . . . . = . . . . . (n -1).i h1 i = h(n 1 - ) (5.43) 1 +(n- 2)ih1 Và t s
ÿ ß truyßn ß sß thÿ k cÿa hßp sß: (n -1).i h1 i = hk (5.44) (n - k) +(k -1)ih1
ß thß chuyßn sß cÿa ô tô khi tÿ sß truyßn cÿa hßp sß phân bß theo
c¿p sß ißu hòa ±ÿc bißu thß trên (hình 5.2). Khác vßi c¿p sß nhân, ßi
vßi c¿p sß ißu hòa, khi chuyßn tÿ sß này sang sß khác thì sß vòng quay
nhß cÿa ßng c¡ không ph¿i là mßt trß sß cß ßnh, mà ß các sß truyßn
càng cao thì sß vòng quay nhß càng lßn:
n’en > ... > n’e2 > n’e1
Do ó ß sß truyßn càng cao, ßng c¡ làm vißc càng g¿n trß sß công
su¿t lßn nh¿t và thßi gian tng tßc càng ng¿n. ó là u ± ißm chß có ±ÿc ß c¿p sß ißu hòa. 5.3.2.3. Xác n
ß h tÿ sß truy n
ß cÿa sß lùi
Khi xe ch¿y lùi, v¿n tßc cÿa xe ph¿i nhß ß ¿m b¿o an toàn, nên
ng±ßi ta th±ßng chßn tß sß truyßn cÿa sß lùi nh± sau: i1 = (1,2 ÷ 1,3)ih1 (5.45)
5.4. LþA CHÞN Tþ SÞ TRUYÞN CþA TRUYÞN LþC CHÍNH
5.4.1. Xác ßnh tÿ sß truyßn cÿa truy n ß lÿc chính
Tÿ sß truyßn cÿa truyßn l c
ÿ chính ±ÿc tính theo công thÿc: Ã.r n i b emax o = (5.46) 30i i v hn pc max ihn – Tß sß truy n
ß cÿa hßp sß ß tay sß cao nh¿t, n u ¿ hßp sß có sß
truyßn th¿ng thì ta l¿y ihn = 1 , n¿u hßp sß có sß truy n t ß ng
(ihn<1) thì ta l¿y theo sß truy n t ß ng. 94
ipc – Tß sß truyßn cÿa hßp sß phÿ hay hßp phân phßi ß sß cao, s¡ bß có
thß chßn ipc = 1÷1,5.
nemax – Sß vòng quay lßn nh¿t cÿa ng c ß ¡:
Ô tô con, thông th±ßng l¿y: n emax = 5000 ÷ 5500 vg/ph.
Ô tô v¿n t¿i , ô tô khách dùng ßng c¡ xng: nemax = 2600 ÷3500 vg/ph.
Ô tô v¿n t¿i , ô tô khách dùng ßng c¡ diesel: nemax = 2000 ÷ 2600 vg/ph.
5.4.2. ¾nh h±ßng cÿa tÿ sß truy n
ß cÿa truyßn lÿc chính ¿n ¿c tính
ßng lÿc hßc cÿa ô tô Tÿ công th c
ÿ xác ßnh ¿c tính ßng lÿc hßc D cÿa ô tô, ta có: M i · e t − Wv2 F F 2 r D = k Ë = b (5.47) G G it – Tÿ sß truy n c ß ÿa hß thßng truy n l
ß ÿc vßi it = ih.ip.io Vßi:
ih – Tÿ sß truyßn cÿa hßp sß.
ip – Tÿ sß truyßn cÿa hßp sß phÿ.
io – Tÿ sß truyßn cÿa truy n l ß ÿc chính.
v – V¿n tßc chuyßn ßng cÿa ô tô. v = 2Ã . n .r e b (m/s) (5.48) 60.i i i h o p Qua các bißu th c ÿ trên, ta th¿y r¿ng t
ÿ sß truyßn cÿa truyßn lÿc
chính io có ¿nh h±ßng ¿n ch¿t l±ÿng ßng lÿc hßc cÿa ô tô và v¿n tßc chuyßn ßng cÿa chúng.
Khi tng tÿ sß truyßn cÿa truyßn l c
ÿ chính i o, ¿c tính ßng l c ÿ hßc
cing tng lên, có ngh)a là kh¿ nng kh¿c phÿc l c
ÿ c¿n chuyßn ßng cÿa ô tô cing tng lên, nh ng ±
khi io tng lên ßng thßi cing làm cho v¿n tßc
lßn nh¿t cÿa ô tô ß mßi sß truyßn cÿa hßp sß cing gi¿m xußng và nh±
v¿y làm tng sß vòng quay cÿa trÿc khu u
ÿ ßng c¡ cho mßt ¡n vß quãng ±ßng ch¿
y. ißu ó s¿ d¿n ¿n tng tiêu hao nhiên lißu và gi¿m tußi thß
các chi ti¿t cÿa ßng c¡. 95
Ph±¡ng pháp chßn tÿ sß truyßn cÿa truyßn lÿc chính i o ±ÿc nghiên cÿu b¿ng s c
ÿ ân b¿ng công su¿t cÿa ô tô. Gi¿ s ÿ ta l¿p nhÿng ±ßng cong công
su¿t cÿa ßng c¡ phát ra
t¿i các bánh xe chÿ ßng cÿa ô tô ng ÿ vßi các t ÿ sß truyßn khác nhau cÿa truyßn l c ÿ chính theo thÿ
tÿ i’ o>i’’o>i’’’o... khi tÿ
sß truyßn cÿa hßp sß là sß truyßn th¿ng và tÿ sß truyßn cÿa ß h p sß phÿ ß sß cao (n¿u có).
Hình 5.3: ß thß cân b¿ng công su¿t ô tô vßi các tÿ sß truyßn khác nhau cÿa
truyßn lÿc chính io.
±ßng cong công su¿t c¿n P f + Pω xác ßnh công su¿t c¿n thi¿t ß
kh¿c phÿc lÿc c¿n ln và lÿc c¿n không khí không thay ßi khi t ÿ sß
truyßn cÿa truyßn lÿc chính i o thay ßi vì công su¿t này chß phÿ thußc vào
trßng l±ÿng ô tô, d¿ng khí ßng hßc cÿa ô tô cing nh± vào ch¿t l±ÿng
m¿t ±ßng. Qua ß thß ta th¿y: n¿u gi¿m tÿ sß truyßn cÿa truyßn lÿc chính t
ÿ i’o xußng i’’ o thì l ng ±ÿ d ÿ tr
ÿ công su¿t cÿa ô tô cing bß gi¿m
i, nh±ng v¿n tßc lßn nh¿t cÿa ô tô ±ÿc tng lên. N¿u ti¿p tÿc gi¿m tÿ sß
truyßn cÿa truyßn lÿc chính tÿ i’’ o xußng i’’’ o thì ta th¿y l±ÿng d ÿ tr ÿ
công su¿t cÿa ô tô cing nh
± v¿n tßc lßn nh¿t cÿa chúng ßu bß gi¿m.
Trên c¡ sß phân tích sÿ cân b¿ng công su¿t cÿa ô tô vßi các tÿ sß truyßn
cÿa truyßn lÿc chính khác nhau, ta rút ra k¿t lu¿n: vißc gi¿m tÿ sß truyßn cÿa truyßn l c
ÿ chính i o n¿u quá trß sß i’’ o là không có lÿi, vì khi ó l n ±ÿ g dÿ tr
ÿ công su¿t cÿa ô tô và v¿n tßc lßn nh¿t cÿa nó ßu gi¿m xußng. Do
ó, vißc chßn tÿ sß truyßn cÿa truyßn lÿc chính i o ph¿i ¿m b¿o sao cho ô tô ¿t c
±ÿ v¿n tßc lßn nh¿t có thß có. Tuy nhiên, ta cing c¿n bi¿t a sß
các ô tô c¿n ph¿i gia tßc nhanh, t c
ÿ là yêu c¿u l±ÿng dÿ tr c ÿ ông su¿t cÿa
ô tô c¿n ph¿i lßn, còn v¿n tßc ¿t ±ÿc lßn nh¿t thì h¿u nh ± không sÿ
dÿng ¿n. M¿t khác, ta tng t s ÿ ß truyßn cÿa truyßn l c ÿ chính i o lên i’o thì
v¿n tßc lßn nh¿t cÿa ô tô chß gi¿m i chút ít so vßi i’’ o nh n ± g l ng ±ÿ d ÿ
trÿ công su¿t ß tng tßc l¿i tng lên áng kß. Vì v¿y, chßn t ÿ sß truyßn
cÿa truyßn lÿc chính i’ 0 là hÿp lý h¡n c¿. C¿n l u ý, r ±
iêng vßi các lo¿i ô tô thß thao và ô tô ua thì quan trßng
nh¿t là c¿n có v¿n tßc lßn nh¿t cÿa ô tô v max, ta l¿i chßn t ÿ sß truyßn cÿa
truyßn lÿc chính i’’ o là hÿp lý h¡n c¿. 96