Tiểu luận "Tính toán động học và động lực học ô tô cần thiết kế"

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GÒN

BÀI TIỂU LUẬN

TÊN HỌC PHẦN: LÝ THUYẾT Ô TÔ

Kỳ thi học kỳ 2 năm học 2022 -2023

Giảng viên hướng dẫn: ThS. Lê Đình Duy

SVTH Nguyễn Văn Thành Đạt MSSV: 2182582704 Lớp: 21DOTJA3 SVTH Võ Minh Tiến MSSV: 2182505219 Lớp: 21DOTJA3

SVTH Nguyễn Tuấn Dũng MSSV: 2182502858 Lớp: 21DOTJA3

SVTH Đặng Lê Huy MSSV: 1911251320 Lớp: 19DOTJA2

Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô

Khoa/Viện: Viện kỹ thuật

Tp.HCM, ngày 30 tháng 3 năm 2023

1

VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Đề số: 001

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI BÀI TIỂU LUẬN

TÊN MÔN HỌC: LÝ THUYẾT Ô TÔ NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

1. Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài (sỉ số trong nhóm 04): Nguyễn Văn Thành Đạt MSSV: 2182582704 Lớp: 21DOTJA3

Võ Minh Tiến MSSV: 2182505219 Lớp: 21DOTJA3

Nguyễn Tuấn Dũng MSSV: 2182502858 Lớp: 21DOTJA3

Đặng Lê Huy MSSV: 1911251320 Lớp: 19DOTJA2

1. Tên đề tài : Tính toán động học và động lực học ô tô cần thiết kế.
2. Ô tô cần thiết kế với các dữ liệu ban đầu:

Loại ô tô: kamaz 55111

Khối lượng xe: m₀= 9505 (Kg) Khối lượng hàng: 13000

Vận tôc cực đại của xe: V_amax= 90 (Km/h)

Số tỉ số truyền: 6 Góc lên dốc: α= 7 (độ)

1. Nội dung nhiệm vụ :
   • Xác định khối lượng và trọng lượng đầy đủ của ô tô;
   • Lựa chọn kích thước lốp và tính bán kính bánh xe;
   • Cân bằng công suất theo chỉ tiêu tốc độ tối đa khi đầy tải. Xác định côngsuất cơ bản của ô tô, chọn động cơ;
   • Tính toán đường đặc tính ngoài của động cơ;
   • Tính toán tỉ số truyền của hệ thống truyền lực;
   • Xây dựng đường đặc tính kéo của ô tô;
   • Xác định các chỉ số chính động học của ô tô với hệ thống cơ truyền lực;
   • Xây dựng đồ thị cân bằng công suất;
   • Xây dựng đường đặc tính kinh tế nhiên liệu của ô tô;- Viết báo cáo bài tiểu luận.
2. Kết quả tối thiểu phải có:

(1) Cuốn thuyết minh đề tài in A4 có đánh giá của GVHD (FILE WORD) (2) Cuốn thuyết minh đề tài in A4 có đánh giá của GVHD (FILE PDF) (3) File Excel tính toán.

Ngày giao đề tài: …/…/2023 Ngày nộp báo cáo: …/…/2023

Sinh viên thực hiện (Ký và ghi rõ họ tên) TP. HCM, ngày … tháng … năm 2023 Giảng viên hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

PHIẾU ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HIỆN

TÊN MÔN HỌC: LÝ THUYẾT Ô TÔ NGÀNH: Công nghệ kỹ thuật ô tô

1. Tên đề tài: Tính toán động học và động lực học ô tô cần thiết kế.

2. Giảng viên hướng dẫn: ThS. Lê Đình Duy

1. Sinh viên/ nhóm sinh viên thực hiện đề tài (sĩ số trong nhóm 04 ):

Nguyễn Văn Thành Đạt MSSV: 2182582704 Lớp: 21DOTJA3

Võ Minh Tiến MSSV: 2182505219 Lớp: 21DOTJA3

Nguyễn Tuấn Dũng MSSV: 2182502858 Lớp: 21DOTJA3

Đặng Lê Huy MSSV: 1911251320 Lớp: 19DOTJA2

1. Đánh giá bài tiểu luận:

Ghi chú: Điểm số nếu có sai sót, GV gạch bỏ rồi ghi lại điểm mới kế bên và ký nháy vào phần điểm chỉnh sửa.

TP. HCM, ngày … tháng … năm 2023

Giảng viên hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

Lê Đình Duy

LỜI CẢM ƠN

Trong thời đại đất nước đang trên con đường Công nghiệp hóa - Hiên đại hóa, từng bước phát triển đất nước. Trong xu thế của thời đại khoa học kỹ thuật của thế giới ngày một phát triển cao. Để hòa chung với sự phát triển đó đất nước ta đã có chủ trương phát triển một số ngành mũi nhọn, trong đó có ngành Lý Thuyết Ô Tô. Để thực hiện được chủ trương đó đòi hỏi đất nước cần phải có đội ngũ cán bộ, công nhân kỹ thuật có trình độ, tay nghề cao.

Nắm bắt điều đó trường Đại học Hutech không ngừng phát triển và nâng cao chất lượng đào tạo đội ngũ cán bộ, công nhân có tay nghề và trình độ cao mà còn đào tạo với số lượng đông đảo.

Khi đang là một sinh viên trong trường chúng em được thực hiện một bài tập lớn “Tính toán đông học và động lực học ô tô cần thiết kế” . Đây là một điều kiện rất tốt cho chúng em có cơ hội xâu chuỗi kiến thức mà chúng em đã được học tại trường, bước đầu đi sát vào thực tế, làm quen với công viêc tính toán thiết kế ô tô.

Trong quá trình tính toán chúng em đã được sự quan tâm chỉ dẫn, sự giúp đỡ nhiệt tình của giáo viên hướng dẫn bộ môn. Tuy vậy nhưng không thể tránh khỏi những hạn chế, thiếu sót trong qua trình tính toán.

Để hoàn thành tốt, khắc phục những hạn chế và thiếu sót chúng em rất mong được sự đóng góp ý kiến, sự giúp đỡ của Thầy và các bạn để sau này ra trường bắt tay vào công việc, quá trình công tác chúng em được hoàn thành công việc một cách tốt nhất.

Em xin chân thành cảm ơn !

Mục Lục

DANH MỤC CÁC BẢNG 6

Chương 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 7

1.1. Đặt vấn đề: 7

1.2. Mục tiêu đề tài: 7

1.3. Nội dung đề tài: 8

1.4. Phương pháp nghiên cứu: 8

1.5. Kết cấu của tiểu luận: 8

Chương 2. NỘI DUNG THỰC HIỆN 9

2.1. Thông số kỹ thuật của ô tô cần thiết kế 9

2.2. Xác định khối lượng và trọng lượng đầy đủ của ô tô 9

2.3. Lựa chọn kích thước lốp và tính bán kính bánh xe 10

2.4. Cân bằng công suất theo chỉ tiêu tốc độ tối đa khi đầy tải. Xác định công suất cơbản của ô tô, chọn động cơ 11

2.5. Tính toán đường đặc tính ngoài của động cơ 13

2.6 Tính toán tỉ số truyền của hệ thống truyền lực 15

2.6.1 Tính toán tỉ số truyền của hệ thống truyền lực 15

2.6.2 Lựa chọn tỉ số truyền của hộp số 15

2.7. Xây dựng đường đặc tính kéo của ô tô 18

2.8. Xác định các chỉ số chính động học của ô tô với hệ thống cơ truyền lực 33

2.9. Xây dựng đồ thị cân bằng công suất 33

2.10. Xây dựng đường đặc tính kinh tế nhiên liệu của ô 36

Chương 3 : KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN...................................39

3.1 Kết luận..............................................................................................................39

3.2 Hướng phát triển đề tài.......................................................................................39 TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................39

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1 Bảng thông số kỉ thuật của oto...........................................................................9

Bảng 2 bảng đường đặc tính ngoài của động cơ...........................................................14

Bảng 3 Bảng kết quả tỉ số truyền..................................................................................17

Bảng 4 Bảng giá trị kết quả số vòng quay tại các tay số...............................................18

Bảng 5 Bảng giá trị kết quả vận tốc tại các tay số........................................................19

Bảng 6 Bảng giá trị kết quả công suất tại các tay số.....................................................20

Bảng 7 Bảng giá trị kết quả momen tại các tay số........................................................21

Bảng 8 Bảng giá trị kết quả lực kéo tại các tay số........................................................21

Bảng 9 Bảng giá trị kết quả lực cản gió tại các tay số..................................................22

Bảng 10 Bảng giá trị kết quả lực kéo tự do tại các tay số.............................................23

Bảng 11 Bảng giá trị kết quả nhân tố động lực học tại các tay số................................24

Bảng 12 giá trị kết quả hệ số cản lăn tại các tay số.......................................................25

Bảng 13 Bảng giá trị kết quả hệ số cản lăn tổng cộng tại các tay số............................26

Bảng 14 Bảng giá trị kết quả gia tốc tối đa tại các tay số.............................................26

Bảng 15 Bảng giá trị kết quả gia tốc trung bình tại các tay số......................................28 Bảng 16 Bảng giá trị kết quả thời gian tăng tóc tại các tay số......................................28

Bảng 17 Bảng giá trị kết quả số vận tốc trung bình tại các tay số................................29

Bảng 18 Bảng giá trị kết quả quảng đường tăng tóc tại các tay số...............................30

Bảng 19 Bảng giá trị kết quả công suất cản không khí tại các tay số...........................31

Bảng 20 Bảng giá trị kết quả công suất lực cản đường tại các tay số...........................32

Bảng 21 Bảng giá trị kết quả công suất cản quán tính tại các tay số............................32

Bảng 22 Bảng giá trị kết quả công suất động cơ tại các tay số.....................................33

Bảng 23 Bảng kết quả tính toán quá trình cân bằng công suất.....................................35

Bảng 24 Bảng số liệu đường đặc tính kinh tế nhiên liệu của ô.....................................38

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH

Hình 1 Hình ảnh xưởng oto hiện đại...............................................................................7

Hình 2 bản vẽ thông số kĩ thuật ô tô...............................................................................9

Hình 3 Đồ đường đặc tính ngoài của động cơ..............................................................15

Hình 4 Đồ thị lực kéo....................................................................................................22

Hình 5 Đồ thị nhân tố động lực học..............................................................................24

Hình 6 Đồ thị gia tóc tăng tốc.......................................................................................27

Hình 7 Đồ thị thời gian tăng tốc....................................................................................29 Hình 8 Đồ thị quảng đường tăng tốc.............................................................................30

Hình 9 Đồ thị cân bằng công suất.................................................................................36 Hình 10 Đồ thị biến đổi của hệ số Kn...........................................................................37

Hình 11 Đồ thị biến đổi của hệ số KN..........................................................................37

Hình 12 Đồ thị đường đặc tính kinh tế động cơ............................................................38

Chương 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

1.1. Đặt vấn đề:

Hình 1 Hình ảnh xưởng oto hiện đại

Trong thời đại đất nước đang trên con đường Công nghiệp hóa - Hiên đại hóa, từng bước phát triển đất nước. Trong xu thế của thời đại khoa học kỹ thuật của thế giới ngày một phát triển cao. Để hòa chung với sự phát triển đó đất nước ta đã có chủ trương phát triển một số ngành mũi nhọn, trong đó có ngành cơ Công Nghệ Kỹ Thuật Ô TÔ. Để thực hiện được chủ trương đó đòi hỏi đất nước cần phải có đội ngũ cán bộ, công nhân kỹ thuật có trình độ, tay nghề cao. Nắm bắt điều đó trường Đại học HUTECH không ngừng phát triển và nâng cao chất lượng đào tạo đội ngũ cán bộ, công nhân có tay nghề và trình độ cao mà còn đào tạo với số lượng đông đảo Khi đang là một sinh viên trong trường chúng em được thực hiện một bài tập lớn “Tính toán động lực học ô tô” .

1.2. Mục tiêu đề tài:

Bài tiểu luận môn học Lý thuyết ô tô 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 ô tô để vận dụng tính toán sức kéo và động lực học học kéo, xác định các thông số cơ bản của động cơ hay hệ thống truyền lực của xe. Qua đó, biết được một số thông số kỹ thuật, trạng thái, tính năng cũng như khả năng làm việc ô tô khi kéo. Từ đó hiểu được nội dung môn học, 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.

1.3. Nội dung đề tài:

-Gồm 3 phấn chính:

+Chương 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

+Chương 2: NỘI DUNG THỰC HIỆN

+Chương 3: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

1.4. Phương pháp nghiên cứu:

Bài tiểu luận môn học Lý thuyết ô tô 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 ô tô để vận dụng tính toán sức kéo và động lực học học kéo, xác định các thông số cơ bản của động cơ hay hệ thống truyền lực của xe. Qua đó, biết được một số thông số kỹ thuật, trạng thái, tính năng cũng như khả năng làm việc ô tô khi kéo. Từ đó hiểu được nội dung môn học, 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.

1.5. Kết cấu của tiểu luận:

-Thông số kỹ thuật của ô tô cần thiết kế

-Xác định khối lượng và trọng lượng đầy đủ của ô tô

-Lựa chọn kích thước lốp và tính bán kính bánh xe

-Cân bằng công suất theo chỉ tiêu tốc độ tối đa khi đầy tải. Xác định công suất cơ bản của ô tô, chọn động cơ

-Tính toán đường đặc tính ngoài của động cơ

-Tính toán tỉ số truyền của hệ thống truyền lực

-Xây dựng đường đặc tính kéo của ô tô

-Xác định các chỉ số chính động học của ô tô với hệ thống cơ truyền lực

- Xây dựng đồ thị cân bằng công suất

-Xây dựng đường đặc tính kinh tế nhiên liệu của ô tô

Chương 2. NỘI DUNG THỰC HIỆN

2.1. Thông số kỹ thuật của ô tô cần thiết kế

H

ình 2 bản vẽ thông số kĩ thuật ô tô

Loại ô tô cần thiết kế

oto tải (kamaz 55111)

6

Chiểu dài cơ sở, mm

,700 mm

Chiều rộng cơ sở, mm

2500

mm

Vận tốc tối đa của ô tô, km/h

90

km/h

Hệ số cản tối đa của mặt đường (hoặc là

độ dốc i, góc dốc α)

7

độ

Khối lượng bản thân xe cần thiết kế, kg

9050

13180

kg

Khối lượng chuyên chở

3

người

Số lượng hành khách

Bảng 1 Bảng thông số kỉ thuật của oto.

2.2. Xác định khối lượng và trọng lượng đầy đủ của ô tô

Khối lượng đầy đủ của ô tô được xác định bằng tổng khối lượng bản thân ô tô và khối lượng chuyên chở theo sức trọng tải tiêu chuẩn và theo số chỗ ngồi hành khách, trong đó có tài xế. m = ma + mt

m = (13000+3.60)+9050 = 22230 (kg)

Trong đó: m - khối lượng đầy đủ của ô tô, kg; ma- khối lượng bản thân ô tô, kg;

mt - khối lượng chuyên chở, kg.

Đối với ô tô tải thì khối lượng chuyên chở mt là khối lượng hàng hóa chuyên chở và khối lượng tổ lái.

mt= mhh+mtl = 13000+3.60 = 13180 (kg)

Trong đó: mtl – khối lượng tổ lái, kg; mhh – khối lượng hàng hóa, kg.

Trọng lượng đầy đủ của ô tô, trọng lượng bản thân ô tô, trọng lượng chuyên chở được tính như sau:

G = m.g = 22230.9,8 = 218076 (kg)

Trong đó: g - gia tốc trọng trường, km/h2 . Trong tính toán thường lấy giá trị g9,81m/s .

2.3. Lựa chọn kích thước lốp và tính bán kính bánh xe

Bán kính làm việc trung bình của bánh xe rк được chọn phụ thuộc vào tải trọng tác dụng lên một bánh xe. Tải trọng tối đa tác dụng lên bánh xe được xác định bởi vị trí của trọng tâm khối lượng của ô tô, vị trí này được qui định ở bản vẽ phác thảo ban đầu hoặc bản mẫu của ô tô. 12 Vì vậy, tải trọng tác dụng lên mỗi bánh xe của cầu trước và cầu sau ô tô tương ứng có thể xác định bằng công thức:

P1 = = = 59970,98 (N)

P2 = = = 49067,17 (N)

Trong đó: P1 - tải trọng tác dụng lên mỗi bánh xe của cầu trước ô tô, N; P2 - tải trọng tác dụng lên mỗi bánh xe của cầu sau ô tô, N;

G1, G2 - tương ứng các trọng lượng của khối lượng đầy đủ tác dụng lên cầu trước và cầu sau của ô tô.

-G1, G2 được tính lần lượt:

G1 = 0,55.G = 0,55. 218076 = 119942 (N)

G2 = 0,45.G = 0,45. 218076 = 98134,34 (N)

-Vì khối lượng đặt vào cầu sau lớn hơn nhiều so với cầu trước nên lốp sau sẽ chịu tải lớn hơn nên ta sẽ chọn lốp theo bánh sau cho toàn bộ lốp là:

+Chọn lốp xe kí hiệu : 385/65 R22,5

+Chọn lốp có áp suất cao λ_b = 0,95

+Số bánh xe là 6 bánh, 1 bánh dự phòng.

-Tính bán kính bánh xe:

+ = 385 (mm) - chiều rộng của lốp;

+= 65% = 0,65 - tỉ số giữa chiều cao với chiều rộng của lốp xe

+d = 22,5inch = 22,5.25,4 = 571,5 (mm)

+Chiều cao của lốp: =0,65. =0,65.385 = 250,25 (mm)

+Bán kính thiết kế của lốp xe: = + = 250,25 + = 536 (mm)

+Bán kính làm việc trung bình của bánh xe: rk = r0 = 0,95 536= 509,2

(mm)

2.4. Cân bằng công suất theo chỉ tiêu tốc độ tối đa khi đầy tải. Xác định công suất cơ bản của ô tô, chọn động cơ

Diện tích cản gió của ô tô:

Trong đó: Br - Chiều rộng toàn phần của ô tô, mm; H - Chiều cao toàn phần của ô tô, mm.

Hệ số cản lăn khi ô tô đạt vận tốc cực đại fv

Trong đó: f0 – Hệ số cản tương ứng với vận tốc ban đầu của ô tô Vo;

Va – Vận tốc chuyển động của ô tô,km/h.

Vì là Ô tô tải nên fo  0,010,012

Tốc độ của động cơ tại thời điểm ô tô đạt vận tốc cực đại nV(v/p)

(v/p) Trong đó: n - Hệ số hồi liệu (quay vòng) của động cơ; Vamax – Vận tốc tối đa của ô tô, km/h.

nV – Số vòng quay trục khuỷu động cơ tại thời điểm ô tô đạt vận tốc tối đa, v/p.

Ô tô tải, ô tô khách dùng động cơ diesel thì hệ số hồi liệu n nằm trong khoảng n =2530.

Ô tô tải, ô tô khách dùng động cơ diesel: nV=2000÷2600 v/p.

Số vòng quay của trục khuỷu động cơ nN tại thời điểm động cơ đạt công suất tối đa Nemax theo kinh nghiệm có thể lựa chọn như sau:

(v/p)

Công suất làm việc Ne của động cơ được xác định bằng công thức Lây Đéc Man (кW):

Trong đó: - tỉ số của số vòng quay trục khuỷu động cơ khi ô tô chuyển động với vận tốc tối đa với số vòng quay trục khuỷu động cơ khi động cơ đạt công suất tối đa.

a, b, c - các hằng số. Giá trị a, b và c phụ thuộc vào đặc điểm kết cấu của mỗi loại động cơ.

Trong các trường hợp đơn giản hóa việc tính toán có thể sử dụng các số liệu như sau: Với động cơ diesel 4 kỳ có buồng cháy trực tiếp: a = 0,5; b = 1,5; c = 1 n - Số vòng quay làm việc của trục khuỷu động cơ (tốc độ động cơ), v/p;

Nemах – Công suất cực đại của động cơ, kW;

Ne – Công suất làm việc của động cơ, kW.

Hệ số điều chỉnh KP=0,7

Chọn hiệu suất truyền lực của ô tô ηtl=0,88

Hệ số cản không khí KB=0,3

Công suất cần thiết Nev của động cơ phải đủ đảm bảo khả năng xe chuyển động được khi đầy tải với vận tốc tối đa cho trước Vamax được xác định bằng công thức sau:

= = 179,8 (kW)

-Công suất cực đại của động cơ Nemax(Kw):

Nemax = = = 173,67 (kW)

-Chọn mua động cơ với công suất cực đại: 180 (kW)

2.5. Tính toán đường đặc tính ngoài của động cơ

Ta có công thức S.R.Lây Đécman, công thức tính công suất động cơ:

Ne = Nemax Trong đó:

Ne là công suất có ích của động cơ (kw) .

ne là số vòng quay trục khuỷu ứng với một thời điểm bất kì (vòng/ph) .

Nmax là công suất có ích cực đại của động cơ (kw) .

nN là số vòng quay lớn nhất của trục khuỷu động cơ (vòng/ph) .

a, b, c là các hệ số thực nghiệm .

Động cơ dầu 4 kỳ buồng cháy trực tiếp lấy a=0,5 b=1,5 c=1.

Công thức tím mơmen :

Me = .

Trong đó: Me – mômen xoắn của động cơ, N.m; Ne – công suất làm việc của động cơ, kW;

n – số vòng quay làm việc của trục khuỷu động cơ, v/p -Và công thức tính số vòng quay:

ne = X.

Trong đó ne là số vòng quay (v/p) là số vòng quay tại công suất cực đại X là hệ số kéo dài từ 0,1 đến 1,2.

-Từ các công thức trên ta được bảng đường đặc tính ngoài của động cơ :

Hình 3 Đồ đường đặc tính ngoài của động cơ

2.6 Tính toán tỉ số truyền của hệ thống truyền lực

2.6.1 Tính toán tỉ số truyền của hệ thống truyền lực

Khi ô tô chuyển động trên đường đường bằng, không dốc tỉ số truyền của tay số cuối cùng (số truyền thẳng) của hộp số ikz=1, vận tốc chuyển động của ô tô khi đó là tối đa, trong hệ thống truyền lực không có hộp số phân phối thì được xác định bằng công thức sau:

Trong đó: Vamax – Vận tốc tối đa của ô tô đạt được, km/h;

- Chọn tỉ số truyền của hộp số phân phối iDK = 1,00

2.6.2 Lựa chọn tỉ số truyền của hộp số

a) Lựa chọn tỉ số truyền ở cấp số truyền thứ nhất i_k1 của hộp số

- Tỉ số truyền tại cấp số truyền thứ nhất i_к1 được tính từ điều kiện ô tô vượt qua sức cản lớn nhất của đường và được tính bằng công thức sau:

=>

Trong đó: iDK – Tỉ số truyền của hộp số phụ hay hộp số phân phối ở số cao

K_р – Hệ số điều chỉnh. Chọn K_p=0,7;

-Ψmax – Hệ số cản tổng cộng của đường tối đa khi ô tô lên dốc.Và được tính như sau:

Trong đó: fV- Hệ số cản lăn tại thời điểm ô tô đạt vận tốc tối đa; i – Độ dốc; α - Góc dốc.

- Theo điều kiện bám tỉ số truyền ở số 1 chọn là:

23,77

- Tỉ số truyền tại tay số 1 thỏa mãn điều kiện kéo và bám: 5,97 ≤ ≤ 23,77

=> Chọn mua hộp số có tỉ số truyền

b) Xác định tỉ số truyền của các số trung gian trong hộp số

-Đối với hộp số có số truyền tăng, tức là ikz<1 (số cuối cùng của hộp số nhỏ hơn 1) và số truyền ngay trước đó ik(z-1) = 1 (số truyền thẳng) thì công thức tổng quát để xác định các tỉ số truyền trung gian còn lại sẽ là:

Trong đó: z là tổng số cấp

p là cấp muốn tính

Ta có:

i

k1

8

19

,

i

k5

1

i

k4

=

2

,

11

i

k3

=

4

,

45

i

k2

=

9

,

39

Số lùi

:

i

n

=

15

,

84

Bảng 3 Bảng kết quả tỉ số truyền.

-Biết được các tỉ số truyền của hộp số, tỉ số truyền của truyền lực chính, ta có thể dễ dàng xác định được tỉ số truyền của cả hệ thống truyền lực:

iTLz = ikz.io

Ví dụ: Tỉ số truyền của hệ thống truyền lực tại số truyền thứ nhất:

i_TL1 = i_k1.i_o = 19,8.5,55 = 109,88

-Tương tự như vậy, tính tỉ số truyền của hệ thống truyền lực tương ứng với các số truyền còn lại của hộp số và vận tốc chuyển động của ô tô khi tốc độ quay không đổi của trục khuỷu động cơ.

i_TL2 = i_k2.i_o = 9,89.5,55 = 52,09 i_TL3 = i_k3.i_o = 4,45.5,55 = 24,69 i_TL4 = i_k4.i_o = 2,109435728.5,55 = 11,71 i_TL5 = i_k5.i_o = 1.5,55 = 5,55

-Tỉ số truyền lực tại tay số lùi i_tln = i_n.i₀ = 15,84.5,55 = 87,90

2.7. Xây dựng đường đặc tính kéo của ô tô

Đường đặc tính ngoài của động cơ là các đồ thị biểu thị sự phụ thuộc của công suất làm việc Ne và mômen xoắn Me của động cơ vào tốc độ quay của trục khuỷu n: Ne=f(n); Me=f(n).

ne1(v/p) ne2(v/p) ne3(v/p) ne4(v/p) ne5(v/p)

130,50 130,50 130,50 130,50 130,50

261,00 261,00 261,00 261,00 261,00

391,50 391,50 391,50 391,50 391,50

522,00 522,00 522,00 522,00 522,00

652,50 652,50 652,50 652,50 652,50

783,00 783,00 783,00 783,00 783,00

913,50 913,50 913,50 913,50 913,50

1044,00 1044,00 1044,00 1044,00 1044,00

1174,50 1174,50 1174,50 1174,50 1174,50 1305,00 1305,00 1305,00 1305,00 1305,00

1435,50 1435,50 1435,50 1435,50 1435,50

1566,00 1566,00 1566,00 1566,00 1566,00

1696,50 1696,50 1696,50 1696,50 1696,50

1827,00 1827,00 1827,00 1827,00 1827,00

1957,50 1957,50 1957,50 1957,50 1957,50

2088,00 2088,00 2088,00 2088,00 2088,00

2218,50 2218,50 2218,50 2218,50 2218,50

2479,50 2479,50 2479,50 2479,50 2479,50

2610,00 2610,00 2610,00 2610,00 2610,00

2740,50 2740,50 2740,50 2740,50 2740,50

Bảng 4 Bảng giá trị kết quả số vòng quay tại các tay số

Xác định tỉ số truyền của truyền lực chính

Tỉ số truyền của truyền lực chính được xác định từ điều kiện đảm bảo vận tốc chuyển động của ô tô đạt tối đa Vamax tại cấp truyền cao nhất.

Theo lý thuyết của ô tô, vận tốc chuyển động của ô tô được tính bằng biểu thức sau:

Trong đó: nV – Số vòng quay trục khuỷu động cơ khi ô tô đạt vận tốc chuyển động tối đa, v/p;

21 rk – Bán kính làm việc trung bình của bá=nh xe, m; i0 – Tỉ số truyền của truyền lực chính; iDK- Tỉ số truyền ở cấp truyền cao nhất của hộp số phân phối hoặc là hộp số phụ.

Khi tính toán nếu trong hệ thống truyền lực có thêm hộp số bổ sung (có thể là hộp số phân phối, hoặc là hộp số phụ) thì có thể chọn iDK=1÷1,5. Nếu trong hệ thống truyền lực không có hộp số bổ sung thì chọn iDK=1; Va – Vận tốc chuyển động của ô tô, km/h;

Bảng 5 Bảng giá trị kết quả vận tốc tại các tay số

Công suất làm việc Ne của động cơ được xác định bằng công thức Lây Đéc Man (кW)

Trong đó: n - Số vòng quay làm việc của trục khuỷu động cơ (tốc độ động cơ), v/p;

Nemах – Công suất cực đại của động cơ, kW;

Ne – Công suất làm việc của động cơ, kW.

Ne1(Kw) Ne2(Kw) Ne3(Kw) Ne4(Kw) Ne5(Kw)

5,80 5,80 5,80 5,80 5,80

13,09 13,09 13,09 13,09 13,09

21,67 21,67 21,67 21,67 21,67

31,36 31,36 31,36 31,36 31,36

41,98 41,98 41,98 41,98 41,98

53,33 53,33 53,33 53,33 53,33

65,25 65,25 65,25 65,25 65,25

77,53 77,53 77,53 77,53 77,53

90,00 90,00 90,00 90,00 90,00

102,47 102,47 102,47 102,47 102,47

114,75 114,75 114,75 114,75 114,75 126,67 126,67 126,67 126,67 126,67

138,02 138,02 138,02 138,02 138,02

148,64 148,64 148,64 148,64 148,64

158,33 158,33 158,33 158,33 158,33

166,91 166,91 166,91 166,91 166,91

174,20 174,20 174,20 174,20 174,20

184,14 184,14 184,14 184,14 184,14

186,42 186,42 186,42 186,42 186,42

186,67 186,67 186,67 186,67 186,67

Bảng 6 Bảng giá trị kết quả công suất tại các tay số

Mômen xoắn của động cơ được xác định bằng công thức sau:

Trong đó: Me – mômen xoắn của động cơ, N.m; Ne – công suất làm việc của động cơ, kW; n – số vòng quay làm việc của trục khuỷu động cơ, v/p.

Me1(Nm) Me2(Nm) Me3(Nm) Me4(Nm) Me5(Nm)

424,63 424,63 424,63 424,63 424,63

478,83 478,83 478,83 478,83 478,83

528,52 528,52 528,52 528,52 528,52

573,70 573,70 573,70 573,70 573,70

614,35 614,35 614,35 614,35 614,35

650,49 650,49 650,49 650,49 650,49 682,11 682,11 682,11 682,11 682,11 709,21 709,21 709,21 709,21 709,21

731,80 731,80 731,80 731,80 731,80

749,87 749,87 749,87 749,87 749,87

763,42 763,42 763,42 763,42 763,42

772,46 772,46 772,46 772,46 772,46

776,97 776,97 776,97 776,97 776,97

776,97 776,97 776,97 776,97 776,97

772,46 772,46 772,46 772,46 772,46

763,42 763,42 763,42 763,42 763,42

749,87 749,87 749,87 749,87 749,87

709,21 709,21 709,21 709,21 709,21 682,11 682,11 682,11 682,11 682,11

650,49 650,49 650,49 650,49 650,49

Bảng 7 Bảng giá trị kết quả momen tại các tay số Lực kéo được xác định từ phương trình sau:

Trong đó: Fkz – Lực kéo ở các bánh xe chủ động của ô tô tương ứng với cấp số truyền z có tỉ số truyền ikz, N;

Mez – Mômen xoắn của động cơ tương ứng với cấp số truyền z có tỉ số truyền ikz, N.m;

iTLz- Tỉ số truyền của hệ thống truyền lực tướng ứng với cấp số truyền z có tỉ số truyền ikz.

Fk1(N) Fk2(N) Fk3(N) Fk4(N) Fk5(N)

107444,32 47445,45 20951,04 9251,60 4085,34

121160,62 53502,31 23625,64 10432,65 4606,87

133733,89 59054,44 26077,36 11515,28 5084,94

145164,14 64101,83 28306,19 12499,50 5519,55 155451,36 68644,47 30312,14 13385,29 5910,70

164595,56 72682,38 32095,21 14172,66 6258,39

172596,73 76215,56 33655,39 14861,61 6562,61

179454,88 79243,99 34992,70 15452,13 6823,38

185170,00 81767,68 36107,11 15944,24 7040,68

189742,10 83786,64 36998,65 16337,92 7214,53

193171,17 85300,85 37667,30 16633,19 7344,91

195457,22 86310,33 38113,06 16830,03 7431,83

196600,25 86815,07 38335,95 16928,45 7475,29

196600,25 86815,07 38335,95 16928,45 7475,29

195457,22 86310,33 38113,06 16830,03 7431,83

193171,17 85300,85 37667,30 16633,19 7344,91

189742,10 83786,64 36998,65 16337,92 7214,53

179454,88 79243,99 34992,70 15452,13 6823,38

172596,73 76215,56 33655,39 14861,61 6562,61

164595,56 72682,38 32095,21 14172,66 6258,39

Bảng 8 Bảng giá trị kết quả lực kéo tại các tay số

Hình 4 Đồ thị lực kéo

Lực cản không khí đối với các vận tốc chuyển động khác nhau của ô tô được xác định từ công thức:

Trong đó: Fwz – Lực cản không khí tương ứng với vận tốc chuyển động Vaz của ô tô, N.

Fw1(N)

,

00

0

0

,

02

,

03

0

0

06

,

10

,

0

Fw2(N)

02

,

0

02

,

0

03

,

0

,

0

06

0

,

10

Fw3(N)

10

0

,

0

,

40

0

,

91

,

1

62

53

,

2

Fw4(N)

0

,

52

2

,

08

4

,

67

8

,

31

12

,

98

Fw5(N)

2

,

66

10

,

65

23

,

96

42

,

60

66

,

56

Bảng 9 Bảng giá trị kết quả lực cản gió tại các tay số Lực kéo tự do của ô tô:

Trong đó: FCBz – lực kéo tự do của ô tô tương ứng với cấp số truyền z có tỉ số truyền ikz, N.

FCB1(N) FCB2(N) FCB3(N FCB4(N) FCB5(N)

107444,32 47445,43 ) 9251,08 4082,67 121160,60 53502,30 20950,94 10430,57 4596,22 133733,85 59054,40 23625,24 11510,61 5060,98 145164,07 64101,76 26076,45 12491,19 5476,95 155451,26 68644,38 28304,57 13372,31 5844,14 164595,42 72682,25 30309,61 14153,97 6162,54 172596,54 76215,37 32091,57 14836,17 6432,15 179454,63 79243,74 33650,43 15418,91 6652,98 185169,69 81767,37 34986,22 15902,19 6825,02 189741,71 83786,25 36098,91 16286,01 6948,28 193170,71 85300,39 36988,52 16570,37 7022,75 195456,67 86309,78 37655,05 16755,27 7048,43 196599,60 86814,42 38098,48 16840,71 7025,33 196599,49 86814,32 38318,84 16826,69 6953,44 195456,36 86309,47 38316,10 16713,22 6832,77 193170,19 85299,87 38090,28 16500,28 6663,31 189740,99 83785,53 37641,38 16187,88 6445,07 179453,49 79242,60 36969,39 15264,71 5862,22 172595,19 76214,02 34956,15 14653,94 5497,61

164593,86 72680,69 33614,90 13943,70 5084,22

32050,57

Bảng 10 Bảng giá trị kết quả lực kéo tự do tại các tay số

Nhân tố động lực học D được sử dụng như là một công cụ toàn diện để đánh giá tính năng động lực học của ô tô.

Nhân tố động lực học D là tỉ số của lực kéo tự do với trọng lực của ô tô và được tính như công thức sau:

Trong đó: Dz - Nhân tố động lực học tương ứng với cấp số truyền z có tỉ số truyền ikz.

Bảng 11 Bảng giá trị kết quả nhân tố động lực học tại các tay số

Hình 5 Đồ thị nhân tố động lực học

Hệ số cản lăn f bằng công thức kinh nghiệm:

Trong đó: f0 – Hệ số cản tương ứng với vận tốc ban đầu của ô tô Vo; Va – Vận tốc chuyển động của ô tô,km/h.

f1 f2 f3 f4 f5

0,01100002 0,011 0,011 0,01 0,01

0,01100006 0,011 0,011002 0,01 0,01

0,01100014 0,011 0,011004 0,01 0,01

0,01100026 0,011 0,011007 0,01 0,01

0,0110004 0,011 0,011011 0,01 0,01

0,01100058 0,011001 0,011015 0,01 0,01

0,01100079 0,011001 0,011021 0,01 0,01

0,01100103 0,011001 0,011027 0,01 0,01

0,0110013 0,011001 0,011034 0,01 0,01

0,01100161 0,011002 0,011042 0,01 0,01

0,01100195 0,011002 0,011051 0,01 0,01

0,01100232 0,011002 0,011061 0,01 0,01

0,01100272 0,011003 0,011072 0,01 0,01

0,01100316 0,011003 0,011083 0,01 0,01

0,01100362 0,011004 0,011095 0,01 0,01

0,01100412 0,011004 0,011108 0,01 0,01

0,01100465 0,011005 0,011122 0,01 0,01

0,01100581 0,011006 0,011153 0,01 0,02

0,01100644 0,011006 0,011169 0,01 0,02

0,0110071 0,011007 0,011187 0,01 0,02

Bảng 12 giá trị kết quả hệ số cản lăn tại các tay số

Đại lượng f±i được gọi là hệ số cản tổng cộng của đường và ký hiệu là ψ:

ψ1

0,133722

0,133722

0,133722

0,133722

0,133722

0,133722

0,133723

ψ2

0,133722

0,133722

0,133722

0,133722

0,133722

0,133722

0,133723

ψ3

13

0

,

13

,

0

0

,

13

0

,

13

0

,

13

0

,

13

0

,

13

ψ4

0

,

13

0

,

13

0

,

13

,

0

13

0

,

13

0

,

13

0

,

13

ψ5

0

,

13

0

,

13

0

,

13

0

,

13

0

,

13

0

,

13

0

,

13

0,133723 0,133723 0,13 0,13 0,13

0,133723 0,133723 0,13 0,13 0,13

0,133724 0,133724 0,13 0,13 0,13

0,133724 0,133724 0,13 0,13 0,14

0,133725 0,133725 0,13 0,13 0,14

0,133725 0,133725 0,13 0,13 0,14

0,133726 0,133726 0,13 0,13 0,14

0,133726 0,133726 0,13 0,13 0,14

0,133727 0,133727 0,13 0,13 0,14

0,133727 0,133727 0,13 0,13 0,14

0,133729 0,133729 0,13 0,13 0,14

0,13373 0,13373 0,13 0,13 0,14

0,133731 0,133731 0,13 0,13 0,14

Bảng 13 Bảng giá trị kết quả hệ số cản lăn tổng cộng tại các tay số

Tăng tốc ô tô là khả năng ô tô tăng nhanh vận tốc chuyển động và đạt đến vận tốc chuyển động ổn định. Các thông số đánh giá bao gồm: gia tốc tối đa có thể đạt được ja (km/h² ), thời gian tăng tốc t (s), quãng đường tăng tốc S (m).

Gia tốc tối đa có thể đạt được trong quá trình động cơ làm việc với sự cung cấp đầy đủ nhiên liệu được xác định bằng công thức:

Bảng 14 Bảng giá trị kết quả gia tốc tối đa tại các tay số

Hình 6 Đồ thị gia tóc tăng tốc

Thời gian và quãng đường tăng tốc của ô tô được xác định bằng phương pháp phân tích đồ thị và lấy tích phân đồ thị. Lấy tích phân đồ thị giá trị gia tốc ta có thể tính được giá trị thời gian tăng tốc.

Trên đồ thị gia tốc tiến hành chia thành các đoạn tương ứng với các khoảng vận tốc xác định. Ở các cấp truyền số thấp thì khoảng vận tốc từ 23 km/h, ở các cấp truyền số trung gian từ 510 km/h, ở các cấp truyền số cao từ 1015 km/h.

Giả thiết rằng, trong khoảng rất nhỏ giá trị vận tốc Vi =Vi −Vi−1 chuyển động của ô tô là chuyển động nhanh dần đều và ô tô tăng tốc với gia tốc không đổi. Trên đồ thị gia tốc trong khoảng từ 0 đến Vamax chia cho các phần bằng nhau cách nhau 1 km/h và từ trung tâm của các đoạn này tiến hành vẽ đường đến giao nhau với đồ thị và chiếu chúng xuống trục gia tốc. Khi đó, giá trị của đoạn này trên trục gia tốc javà sự khác nhau giữa đoạn cuối và đoạn đầu của trục tung độ được tính bằng công thức, km/h²:

Trong đó: ji-1 và ji – Gia tốc lần lượt tương ứng với tại thời điểm đầu và cuối của khoảng vận tốc.

Bảng 15 Bảng giá trị kết quả gia tốc trung bình tại các tay số

Trong thời gian chuyển động của ô tô, khi vận tốc của nó tăng lên một lượng ΔVi, được xác định theo định luật cân bằng gia tốc chuyển động:

Bảng 16 Bảng giá trị kết quả thời gian tăng tóc tại các tay số

Hình 7 Đồ thị thời gian tăng tốc

Quãng đường tăng tốc

Để xác định quãng đường tăng tốc sử dụng khoảng chia vận tốc mà đã chọn như khi xác định thời gian tăng tốc. Khi đó, giả sử rằng trong mỗi khoảng chia vận tốc ô tô chuyển động thẳng đều với vận tốc trung bình Vtb:

Bảng 17 Bảng giá trị kết quả số vận tốc trung bình tại các tay số

Bảng 18 Bảng giá trị kết quả quảng đường tăng tóc tại các tay số

Hình 8 Đồ thị quảng đường tăng tốc

Công suất lực cản không khí Nwz được tính bằng công thức sau:

Nw1(w) Nw2(w) Nw3(w) Nw4(w) Nw5(w)

0,00 0,01 0,10 1,12 11,98 0,01 0,01 0,84 8,95 95,85

0,02 0,02 2,82 30,21 323,49

0,06 0,06 6,69 71,61 766,80

0,11 0,11 13,06 139,87 1497,66

0,20 0,20 22,57 241,70 2587,95

0,31 0,31 35,84 383,81 4109,57

0,47 0,47 53,51 572,91 6134,40

0,66 0,66 76,18 815,73 8734,33

0,91 0,91 104,50 1118,97 11981,25

1,21 1,21 139,10 1489,35 15947,04

1,58 1,58 180,58 1933,58 20703,60

2,00 2,00 229,60 2458,38 26322,81

2,50 2,50 286,76 3070,45 32876,55

3,08 3,08 352,70 3776,52 40436,72

3,73 3,73 428,05 4583,30 49075,20

4,48 4,48 513,43 5497,50 58863,88

6,25 6,25 716,79 7675,01 82179,39

7,29 7,29 836,03 8951,75 95850,00

8,44 8,44 967,81 10362,77 110958,36

Bảng 19 Bảng giá trị kết quả công suất cản không khí tại các tay số Công suất lực cản đường chuyển động Nψz được tính bằng công thức sau:

Nψ1(w) Nψ2(w) Nψ3(w) Nψ4(w) Nψ5(w)

1543,00 3400,90 7495,89 16521,78 36417,79

3086,00 3086,00 14991,93 33045,26 72853,78

4629,00 4629,00 22488,29 49572,14 109326,16

6172,01 6172,01 29985,13 66104,12 145853,13

7715,02 7715,02 37482,60 82642,89 182452,90

9258,04 9258,04 44980,87 99190,17 219143,65

10801,07 10801,07 52480,09 115747,64 255943,59

12344,10 12344,10 59980,42 132317,01 292870,92

13887,15 13887,15 67482,02 148899,97 329943,82

15430,21 15430,21 74985,04 165498,23 367180,50

16973,29 16973,29 82489,66 182113,49 404599,16

18516,38 18516,38 89996,02 198747,44 442217,99

20059,48 20059,48 97504,29 215401,78 480055,20

21602,61 21602,61 105014,62 232078,22 518128,97

23145,75 23145,75 112527,17 248778,45 556457,51

24688,92 24688,92 120042,10 265504,18 595059,01

26232,10 26232,10 127559,57 282257,10 633951,68

29318,55 29318,55 142602,77 315851,31 712683,28

30861,81 30861,81 150128,81 332696,00 752558,62

32405,10 32405,10 157658,03 349574,68 792797,91

Bảng 20 Bảng giá trị kết quả công suất lực cản đường tại các tay số Công suất lực cản quán tính Njz được tính bằng công thức sau:

Trong đó: δj – Hệ số tính toán đến quán tính quay của khối lượng ô tô.

Nj1(w) Nj2(w) Nj3(w) Nj4(w) Nj5(w)

3563,67 1705,77 -2389,25 -11415,42 -31314,45

8431,17 2139,38 -3474,99 -21530,58 -61363,23

14439,51 4022,44 -3420,55 -30512,01 -90347,50

21425,72 6349,17 -2389,24 -38526,27 #########

29226,81 9045,60 -544,37 -45739,89 #########

37679,80 12037,79 1950,76 -52319,41 #########

46621,71 15251,79 4932,82 -58431,39 #########

55889,56 18613,67 8238,51 -64242,36 #########

65320,36 22049,46 11704,52 -69918,86 #########

74751,14 25485,23 15167,53 -75627,45 #########

84018,91 28847,03 18464,24 -81534,66 #########

92960,69 32060,90 21431,32 -87807,04 #########

101413,50 35052,91 23905,47 -94611,13 #########

109214,35 37749,11 25723,38 -102113,47 #########

116200,27 40075,54 26721,74 -110480,61 ######### 122208,28 41958,27 26737,23 -119879,09 #########

127075,38 43323,34 25606,54 -130475,45 #########

132734,98 44204,73 19253,38 -155927,99 #########

133201,50 43573,16 13704,29 -171117,27 #########

131875,19 42128,14 6355,77 -188170,59 #########

Bảng 21 Bảng giá trị kết quả công suất cản quán tính tại các tay số Công thức tính công suất động cơ:

Ne1(w) Ne2(w) Ne3(w) Ne4(w) Ne5(w)

5803,03 5803,04 5803,12 5803,95 5812,87

13087,70 5937,94 13088,38 13095,04 13166,36

21668,79 9831,22 21671,09 21693,57 21934,27

31361,12 14228,67 31366,56 31419,85 31990,39

41979,48 19046,28 41990,11 42094,18 43208,53

53338,68 24200,03 53357,04 53536,88 55462,47

65253,51 29605,88 65282,68 65568,25 68626,01 77538,78 35179,82 77582,31 78008,60 82572,95

90009,30 40837,82 90071,27 90678,22 97177,08

102479,85 46495,86 102564,87 103397,44 112312,19

114765,24 52069,92 114878,40 115986,56 127852,09

126680,27 57475,97 126827,19 128265,88 143670,57

138039,75 62630,00 138226,54 140055,72 159641,42

148658,48 67447,97 148891,77 151176,37 175638,44

158351,25 71845,87 158638,19 161448,14 191535,43

166932,87 75739,68 167281,11 170691,35 207206,17

174218,14 79045,36 174635,84 178726,30 222524,47

184158,84 83556,29 184741,98 190452,64 251598,91

186443,86 84593,48 187124,02 193784,64 265102,65

186691,74 84706,46 187479,11 195189,62 277749,12

Bảng 22 Bảng giá trị kết quả công suất động cơ tại các tay số

2.8. Xác định các chỉ số chính động học của ô tô với hệ thống cơ truyền lực