1
MỤC LỤC
MỤC LỤC..........................................................................................................................1
Lời Nói Đu........................................................................................................................1
* Nhận xét.........................................................................................................................20
KẾT LUẬN......................................................................................................................21
Lời Nói Đu
thuyết ôtô một trong những môn sở then chốt của chuyên ngành
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 nh chất bao gồm: động lực học kéo, tính
kinh tế nhiên liệu, động lực học phanh, tính ổn định , cơ động, êm dịu…
Bài Tập lớn môn học thuyết ôtô một phn 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 động lực học kéo, xác định các thong số bản của
động 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 góp phn vào việc củng cố
2
nâng cao kiến thức phục vụ cho các môn học tiếp theo 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 thy Nguyễn Văn A.
Bộ môn cơ khí ôtô – Đại học …….
Sinh viên thực hiện
Phan Thành Lộc
CHƯƠNG 1: THÔNG SỐ XE Ô TÔ TÍNH TOÁN
Bảng 1.1. Các thông số tính toán cần thiết
THÔNG SỐ TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC KÉO ÔTÔ
Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị
Trọng lượng toàn bộ ôtô G
0
kG 9500
Trọng lượng phân bố lên cu chủ động G
0z2
kG 6600
Trọng lượng bản thân G kG 2625
Bán kính bánh xe[ rbx m 0.39
3
Hệ số biến dạng lốp
0.945
Bề rộng xe [ B m 2.170
Chiều cao xe [ H m 2.330
Hệ số cản không khí k 0.5
Hiệu suất truyền lực
0.9
Hệ số cản lăn [ f 0.015
Động cơ
Công suất lớn nhất N (KW)
110
Số vòng quay cực đại nN (v/ph) 2600
Mô men xoắn cực đại Me (KG.m) 404
Số vòng quay nM (v/ph) 1600
Hệ số chủng loại động cơ
[
a 0.5
b 1.5
c 1
Tỷ số truyền hộp số
Số 1 i
h1
5.979
Số 2 i
h2
3.434
Số 3 i
h3
1.862
Số 4 i
h4
1.297
Số 5 i
h5
1
Số 6 i
h6
0.759
Số lùi i
l
5.701
Tỷ số truyền cu chủ động i
c
5.125
4
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
32
max
N
e
N
e
N
e
ee
n
n
c
n
n
b
n
n
aNN
Trong đó:
N
emax
(W) - Công suất cực đại của động cơ
N
e
- Công suất hữu ích động ứng với số vòng quay bất kỳ của trục khuỷu
trên đồ thị đặc tính ngoài
n
N
(vòng /phút) - Số vòng quay của trục khuỷu động tương ứng với công
suất cực đại
n
e
(vòng /phút) - Số vòng quay của trục khuỷu động tương ứng với công
suất N
e
a,b,c - Các hệ số thực nghiệm của động được chọn tương đối theo chủng
loại động cơ như sau:
a=
k
M
k
w
(2k
w
)1
k
w
(2k
w
)−1
;
b=
1a
10,5k
w
;
c=k
w
b
2
Với:
k
M
=
M
e max
M
N
;
k
w
=
n
N
n
M
M
emax
- Mô men xoắn cực đại động cơ
M
N
- Mô men xoắn tại số vòng quay cực đại động cơ
n
N
- Số vòng quay cực đại động cơ
n
M
- Số vòng quay trục khuỷu tại vị trí đạt mô men xoắn cực đại
b. Mô men xoắn trên trục khuỷu động cơ
M
e
=
10
4
N
e
1,047 n
e
5
c. Xây dựng đồ thị đặc tính ngoài động cơ
Sau khi có các giá trị N
e
, M
e
tương ứng với các giá trị n
e
ta có thể vẽ đồ thị
N
e
= f(n
e
) và đồ thị M
e
= f'(n
e
).
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 cu chủ động;
: vận tốc của ô tô (m/s);
Công thức tính toán lực kéo:
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:
N
k
= N
f
+ N
i
+ N
j
+ N
W
- Công suất truyền đến các bánh xe chủ động khi kéo tay số thứ I được xác định
theo công thức:
N
ki
= N
e
.
(
với v
i
=0,105.
r
k
. n
e
i
0
. i
hi
. i
pc
.
)
6
2.4. Tính toán lực cản không khí
Công thức tính lực cản không khí:
Trong đó:
: hệ số cản không khí
: diện tích cản chính diện của xe (Xe tải =BH , xe con = 0,8BH);
: vận tốc (m/s);
2.5. Xác định nhân tố động lực học
(KG)
Trong đó:
G
o
- Trọng lượng toàn bộ xe (KG);
P
k
- Lực kéo trên bánh xe chủ động (KG);
i
h
; i
o
- Tỉ số truyền hộp số và truyền lực chính;
- Hiệu suất truyền lực (chọn theo chủng loại xe và hệ thống truyền lực);
R
bx
- Bán kính bánh xe (bằng bán kính bánh xe thực tế nhân với hệ số biến
dạng lốp xe);
P
w
- 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:
7
(KG)
(km/h)
Trong đó:
k - Hệ số cản không khí (k = 0,04);
V - Tốc độ ô tô;
F - Diện tích cản chính diện xe (m
2
) ;
0,8 - hệ số diện tích cản chính diện (xe con = 0,8; xe tải, xe khách =1);
Gia tốc tịnh tiến:
(m/s
2
)
Gia tốc trọng trường: g = 9.81 m/s
2
Hệ số tính đến ảnh hưởng của khối lượng quán tính quay : .
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 nhân tố động lực học D
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 D = f(V) và J = f(V).
8
9
2.6. Tính toán gia tốc
Công thức tính gia tốc:
Trong đó:
: lực kéo(N);
: lực cản không khí (N);
: khối lượng toàn bộ xe (KG);
: gia tốc trọng trường (g = 9.81 m/s
2
);
: hệ số cản lăn;
: hệ số ảnh hưởng của chi tiết quay ;
10
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/p) Ne(kW) Me(Nm)
500 15.90 303.63
550 17.98 312.14
600 20.13 320.36
650 22.34 328.28
700 24.62 335.90
750 26.95 343.22
800 29.34 350.25
850 31.77 356.97
900 34.25 363.40
950 36.76 369.52
1000 39.30 375.35
1050 41.88 380.88
1100 44.47 386.11
1150 47.09 391.04
1200 49.72 395.67
1250 52.36 400.00
1300 55.00 404.04
1350 57.64 407.77
1400 60.28 411.21
1450 62.91 414.35
1500 65.53 417.19
1550 68.12 419.73
1600 70.70 421.97
1650 73.24 423.91
1700 75.75 425.56
1750 78.23 426.90
1800 80.66 427.95
1850 83.05 428.69
1900 85.38 429.14
11
1950 87.66 429.29
2000 89.87 429.14
2050 92.02 428.69
2100 94.10 427.95
2150 96.11 426.90
2200 98.03 425.56
2250 99.87 423.91
2300 101.63 421.97
2350 103.28 419.73
2400 104.84 417.19
2450 106.30 414.35
2500 107.65 411.21
2550 108.88 407.77
2600 110.00 404.04
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
0.00
50.00
100.00
150.00
200.00
250.00
300.00
350.00
400.00
450.00
500.00
0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
Đ thị đặc tính ngoài ca động cơ
Me(Nm
)
Ne(kW)
Tc đ đng cơ (vòng/phút)
Me(Nm)
Ne(kW)
Hình 3.1. Đồ thị đường đặc tính ngoài của động cơ
3.2. Kết quả lực kéo và đồ thị
12
Bảng 3.2. Kết quả tính toán lực kéo
Pk1(N) Pk2(N) Pk3(N) Pk4(N) Pk5(N) Pk6(N)
21470.4 12331.38 6686.38 4657.49 3590.97 2725.54
22072.67 12677.29 6873.94 4788.13 3691.70 2802.00
22653.8 13011.07 7054.92 4914.20 3788.90 2875.77
23213.81 13332.7 7229.32 5035.68 3882.56 2946.86
23752.68 13642.2 7397.14 5152.57 3972.68 3015.27
24270.42 13939.56 7558.38 5264.88 4059.28 3080.99
24767.03 14224.78 7713.03 5372.61 4142.34 3144.03
25242.51 14497.87 7861.11 5475.75 4221.86 3204.39
25696.85 14758.82 8002.60 5574.31 4297.85 3262.07
26130.06 15007.63 8137.51 5668.29 4370.31 3317.06
26542.14 15244.31 8265.84 5757.68 4439.23 3369.37
26933.09 15468.85 8387.59 5842.48 4504.61 3419.00
27302.9 15681.25 8502.76 5922.71 4566.47 3465.95
27651.59 15881.51 8611.35 5998.35 4624.78 3510.21
27979.14 16069.64 8713.36 6069.40 4679.57 3551.79
28285.56 16245.63 8808.78 6135.87 4730.82 3590.69
28570.84 16409.48 8897.63 6197.76 4778.53 3626.91
28835 16561.19 8979.89 6255.06 4822.71 3660.44
29078.02 16700.77 9055.57 6307.78 4863.36 3691.29
29299.91 16828.21 9124.67 6355.91 4900.47 3719.46
29500.66 16943.51 9187.19 6399.46 4934.05 3744.94
29680.29 17046.68 9243.13 6438.42 4964.09 3767.74
29838.78 17137.71 9292.49 6472.80 4990.60 3787.86
29976.14 17216.6 9335.27 6502.60 5013.57 3805.30
30092.37 17283.36 9371.46 6527.81 5033.01 3820.05
30187.46 17337.97 9401.08 6548.44 5048.91 3832.13
30261.42 17380.45 9424.11 6564.49 5061.29 3841.52
30314.25 17410.8 9440.57 6575.95 5070.12 3848.22
30345.95 17429 9450.44 6582.82 5075.42 3852.25
30356.52 17435.07 9453.73 6585.12 5077.19 3853.59
30345.95 17429 9450.44 6582.82 5075.42 3852.25
30314.25 17410.8 9440.57 6575.95 5070.12 3848.22
30261.42 17380.45 9424.11 6564.49 5061.29 3841.52
13
30187.46 17337.97 9401.08 6548.44 5048.91 3832.13
30092.37 17283.36 9371.46 6527.81 5033.01 3820.05
29976.14 17216.6 9335.27 6502.60 5013.57 3805.30
29838.78 17137.71 9292.49 6472.80 4990.60 3787.86
29680.29 17046.68 9243.13 6438.42 4964.09 3767.74
29500.66 16943.51 9187.19 6399.46 4934.05 3744.94
29299.91 16828.21 9124.67 6355.91 4900.47 3719.46
29078.02 16700.77 9055.57 6307.78 4863.36 3691.29
28835 16561.19 8979.89 6255.06 4822.71 3660.44
28570.84 16409.48 8897.63 6197.76 4778.53 3626.91
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
Đ thị cân bằng lực kéo
Pk1
Pk2
Pk3
Pk4
Pk5
Pk6
Vận tốc ô (m/s)
Lực(N)
Hình 3.2. Đồ thị lực kéo
3.3. Kết quả công suất và đồ thị cân bằng công suất
v1(m/s) v2(m/s) v3(m/s) v4(m/s) v5(m/s) v6(m/s) Nek(kW)
14
0.67 1.16 2.14 3.07 3.98 5.25 14.31
0.73 1.28 2.35 3.38 4.38 5.77 16.18
0.80 1.39 2.57 3.68 4.78 6.30 18.11
0.87 1.51 2.78 3.99 5.18 6.82 20.11
0.93 1.62 2.99 4.30 5.58 7.35 22.16
1.00 1.74 3.21 4.61 5.97 7.87 24.26
1.07 1.86 3.42 4.91 6.37 8.40 26.41
1.13 1.97 3.64 5.22 6.77 8.92 28.60
1.20 2.09 3.85 5.53 7.17 9.44 30.82
1.27 2.20 4.06 5.83 7.57 9.97 33.08
1.33 2.32 4.28 6.14 7.96 10.49 35.37
1.40 2.44 4.49 6.45 8.36 11.02 37.69
1.47 2.55 4.71 6.76 8.76 11.54 40.03
1.53 2.67 4.92 7.06 9.16 12.07 42.38
1.60 2.78 5.13 7.37 9.56 12.59 44.75
1.67 2.90 5.35 7.68 9.96 13.12 47.12
1.73 3.02 5.56 7.98 10.35 13.64 49.50
1.80 3.13 5.77 8.29 10.75 14.17 51.88
1.86 3.25 5.99 8.60 11.15 14.69 54.25
1.93 3.36 6.20 8.90 11.55 15.22 56.62
2.00 3.48 6.42 9.21 11.95 15.74 58.97
2.06 3.60 6.63 9.52 12.35 16.27 61.31
2.13 3.71 6.84 9.83 12.74 16.79 63.63
2.20 3.83 7.06 10.13 13.14 17.31 65.92
2.26 3.94 7.27 10.44 13.54 17.84 68.18
2.33 4.06 7.49 10.75 13.94 18.36 70.40
2.40 4.17 7.70 11.05 14.34 18.89 72.59
2.46 4.29 7.91 11.36 14.74 19.41 74.74
2.53 4.41 8.13 11.67 15.13 19.94 76.84
2.60 4.52 8.34 11.97 15.53 20.46 78.89
2.66 4.64 8.56 12.28 15.93 20.99 80.89
2.73 4.75 8.77 12.59 16.33 21.51 82.82
2.80 4.87 8.98 12.90 16.73 22.04 84.69
2.86 4.99 9.20 13.20 17.12 22.56 86.50
2.93 5.10 9.41 13.51 17.52 23.09 88.23
15
3.00 5.22 9.62 13.82 17.92 23.61 89.89
3.06 5.33 9.84 14.12 18.32 24.14 91.46
3.13 5.45 10.05 14.43 18.72 24.66 92.96
3.20 5.57 10.27 14.74 19.12 25.19 94.36
3.26 5.68 10.48 15.05 19.51 25.71 95.67
3.33 5.80 10.69 15.35 19.91 26.23 96.88
3.40 5.91 10.91 15.66 20.31 26.76 97.99
3.46 6.03 11.12 15.97 20.71 27.28 99.00
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
Đ thị cân bằng công suất
Nek1
Nek2
Nek3
Nek4
Nek5
Nek6
Vận tốc ô (m/s)
Công suất Nek (kW)
Hình 3.3. Đồ thị cân bằng công suất
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 D6
0.23 0.13 0.07 0.050 0.038 0.028
0.24 0.14 0.07 0.051 0.039 0.029
16
0.24 0.14 0.08 0.052 0.040 0.030
0.25 0.14 0.08 0.054 0.041 0.030
0.25 0.15 0.08 0.055 0.042 0.031
0.26 0.15 0.08 0.056 0.043 0.031
0.27 0.15 0.08 0.057 0.043 0.032
0.27 0.16 0.08 0.058 0.044 0.032
0.28 0.16 0.09 0.059 0.045 0.033
0.28 0.16 0.09 0.060 0.045 0.033
0.28 0.16 0.09 0.061 0.046 0.033
0.29 0.17 0.09 0.062 0.046 0.033
0.29 0.17 0.09 0.062 0.047 0.034
0.30 0.17 0.09 0.063 0.047 0.034
0.30 0.17 0.09 0.064 0.048 0.034
0.30 0.17 0.09 0.064 0.048 0.034
0.31 0.18 0.09 0.065 0.048 0.034
0.31 0.18 0.10 0.065 0.049 0.034
0.31 0.18 0.10 0.066 0.049 0.034
0.31 0.18 0.10 0.066 0.049 0.034
0.32 0.18 0.10 0.066 0.049 0.033
0.32 0.18 0.10 0.067 0.049 0.033
0.32 0.18 0.10 0.067 0.049 0.033
0.32 0.18 0.10 0.067 0.049 0.033
0.32 0.19 0.10 0.067 0.049 0.032
0.32 0.19 0.10 0.067 0.049 0.032
0.32 0.19 0.10 0.067 0.049 0.032
0.33 0.19 0.10 0.067 0.049 0.031
0.33 0.19 0.10 0.067 0.048 0.031
0.33 0.19 0.10 0.067 0.048 0.030
0.33 0.19 0.10 0.067 0.048 0.029
0.33 0.19 0.10 0.066 0.047 0.029
0.32 0.19 0.10 0.066 0.047 0.028
0.32 0.19 0.10 0.066 0.046 0.027
0.32 0.18 0.10 0.065 0.046 0.027
0.32 0.18 0.10 0.065 0.045 0.026
0.32 0.18 0.10 0.064 0.044 0.025
17
0.32 0.18 0.10 0.063 0.044 0.024
0.32 0.18 0.10 0.063 0.043 0.023
0.31 0.18 0.09 0.062 0.042 0.022
0.31 0.18 0.09 0.061 0.041 0.021
0.31 0.18 0.09 0.060 0.041 0.020
0.31 0.18 0.09 0.060 0.040 0.019
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
Đ thị nhân tố động lực học
D1
D2
D3
D4
D5
D6
Vận tốc ô (m/s)
Nhân tố đng lực hc D
Hình 3.4. Đồ thị nhân tố động lực học của các tay số theo vận tốc
3.5. Kết quả gia tốc và đồ thị
Bảng 3.5. Kết quả tính toán gia tốc
J1(m/s2) J2(m/s2) J3(m/s2) J4(m/s2) J5(m/s2) J6(m/s2)
0.74 0.70 0.46 0.30 0.21 0.12
0.77 0.72 0.47 0.31 0.21 0.13
0.79 0.75 0.49 0.32 0.22 0.13
0.81 0.77 0.50 0.34 0.23 0.14
18
0.83 0.79 0.52 0.35 0.24 0.14
0.85 0.80 0.53 0.36 0.25 0.15
0.87 0.82 0.54 0.36 0.25 0.15
0.88 0.84 0.55 0.37 0.26 0.16
0.90 0.86 0.57 0.38 0.27 0.16
0.92 0.87 0.58 0.39 0.27 0.16
0.93 0.89 0.59 0.40 0.28 0.17
0.95 0.90 0.60 0.40 0.28 0.17
0.96 0.92 0.61 0.41 0.28 0.17
0.97 0.93 0.62 0.42 0.29 0.17
0.98 0.94 0.63 0.42 0.29 0.17
1.00 0.95 0.63 0.43 0.29 0.17
1.01 0.96 0.64 0.43 0.30 0.17
1.02 0.97 0.65 0.44 0.30 0.17
1.03 0.98 0.65 0.44 0.30 0.17
1.03 0.99 0.66 0.44 0.30 0.17
1.04 1.00 0.66 0.45 0.30 0.17
1.05 1.00 0.67 0.45 0.30 0.17
1.05 1.01 0.67 0.45 0.30 0.16
1.06 1.01 0.67 0.45 0.30 0.16
1.06 1.02 0.68 0.45 0.30 0.16
1.07 1.02 0.68 0.45 0.30 0.15
1.07 1.02 0.68 0.45 0.30 0.15
1.07 1.02 0.68 0.45 0.30 0.15
1.07 1.03 0.68 0.45 0.30 0.14
1.07 1.03 0.68 0.45 0.29 0.14
1.07 1.03 0.68 0.45 0.29 0.13
1.07 1.02 0.68 0.45 0.29 0.12
1.07 1.02 0.67 0.44 0.28 0.12
1.07 1.02 0.67 0.44 0.28 0.11
1.06 1.02 0.67 0.43 0.27 0.10
1.06 1.01 0.66 0.43 0.27 0.10
1.05 1.01 0.66 0.43 0.26 0.09
1.05 1.00 0.65 0.42 0.26 0.08
1.04 0.99 0.65 0.41 0.25 0.07
19
1.03 0.99 0.64 0.41 0.24 0.06
1.02 0.98 0.64 0.40 0.24 0.05
1.02 0.97 0.63 0.39 0.23 0.04
1.01 0.96 0.62 0.39 0.22 0.03
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
Đ thị gia tốc
J1
J2
J3
J4
J5
J6
Vận tốc ô (m/s)
Gia tốc (m/s2)
Hình 3.5. Đồ thị gia tốc của ô tô
20
* Nhận xét
- Vận tốc tối đa của xe 27,28 m/s tại tay số truyền số 6, xác định bằng cách lấy
điểm lớn nhất của tay số truyền 6 trên đồ thị vận tốc. Trong bảng số liệu thì vận tốc
lớn nhất ứng với công suất đại tối đa.
- Khi xe đạt vận tốc lớn nhất là 27,28 m/s thì xe đang sử dụng số truyền số 6, tốc độ
vòng quay của động 2600 vòng/phút , công suất của động khi đó
110kW.
- Góc dốc lớn nhất mà xe có thể vượt được tính theo công thức sau:
sinα=Dmaxf .
1D
2
max
Từ công thức trên ta tính được góc đốc lớn nhất mà xe vượt được là 20 độ.
- Khi vượt góc dốc 20 độ thì lực cản tổng cộng là 1428,25 N.