PhamCongDat
Tài xế O-H
TRƯờNG ĐạI HọC SƯ PHạM Kỹ THUậT VINH
KHOA CƠ KHí ĐộNG LựC
BàI TậP LớN MÔN HọC
lý thuyết ¤T¤ 1
Đề TàI: TíNH TOáN SứC KéO ¤T¤ tải
giáo viên hướng dẫn : Phạm Hữu Truyền
Sinh viên thực hiện: Vũ Đình Công
Lớp : §HKT- CÔNG NGHỆ ¤T¤ A-K4
Vinh ngày tháng năm 2010
Trường đại học sư phạm kỹ thuật vinh
Khoa cơ khí động lực
********
Bài tập lớn
Môn học « tô 1
Họ tên sinh viên: Vũ Đình Công Líp:§HKT– Công nghệ « tô A Khoá: 4
Tên bài tập:
tính toán sức kéo « tô vận tải
I. số liệu cho trước:
- Số chỗ ngồi: 03
- Tốc độ lớn nhất: Vmax = 80 km/h
- Tải trọng: 3000 Kg
- Hệ số cản lăn của mặt đường: f = 0,02
- Độ dốc của mặt đường
- Loại động cơ xăng không tăng áp
- Loại động cơ: Xăng
II. Nội dung cần hoàn thành:
1. Chọn động cơ và xây dựng đặc tính ngoài động cơ.
- Ne = f(ne)
- Me = f(ne)
2. Xác định tư số truyền hệ thống truyền lực.
- Xác định tư số truyền của truyền lực chính (i0)
- Xác định tư số truyền của hộp số chính (ih)
3. Tính toán chỉ tiêu động lực học của «t«.
- Tính toán chỉ tiêu về công suất (Nk)
- Tính toán chỉ tiêu về lực kéo (Pk)
- Tính toán nhân tố động lực học khi đầy tải (D) và tải thay đổi (Dx)
- Tính toán khả năng tăng tốc của «t«:
+ Gia tốc (j)
+ Thời gian tăng tốc (t)
+ Quảng đường tăng tốc (s)
III. bản vẽ:
1. Đồ thị đặc tính tốc độ ngoài của động cơ.
2. Các đồ thị: Cân bằng công suất,cân bằng lực kéo, nhân tố động lực học, gia tốc và gia tốc ngược, thời gian tăng tốc, quảng đường tăng tốc.
3. Tất cả các đồ thị đều được biểu thị trên tờ giấy kẻ ly khổ A0.
Ngày giao đề: 19/04/ 2010
Ngày hoàn thành: …………./..…../ 2010
Duyệt bộ môn giáo viên hướng dẫn
Phạm Hữu Truyền
NHậN xét , đánh giá bài tập lớn
Giáo viên hướng dẫn:
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kết quả đánh giá:
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Giáo viên chÂm:
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
LờI NóI ĐầU
Trong thời đại đất nước đang trên con đường CNH - H§H, từng bước phát triÔn đất nước. Trong xu thế của thời đại khoa học kỹ thuật của thế giới ngày một phát triÔn cao. Để hòa chung với sự phát triÔn đó đất nưíc ta đã có chủ trương phát trễn một số ngành công nghiệp mũi nhọn, trong đó có ngành cơ khí Động Lực. Để thc hiện được chủ trương đó đòi hỏi đất nước cần phải có một đội ngũ cán bộ, công nhân kỹ thuật có trình độ và tay nghề cao.
Hiểu rõ điều đó trường §HSPKT Vinh 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 đáp ứng nhu cầu nguồn nhân lực cho đất nước.
Khi đang còn là một sinh viên trong trường chúng em được phân công thực hiện đề tài “Tính toán sức kéo «t« vận tải”. 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 sản xuất, làm quen với công việc tính toán thiết kế «t«.
Trong quá trình tính toán chúng em đã được sự quan tâm chỉ dẫn, sự giúp đỡ nhiệt tình của giáo viên hương dẫn và các thầy cô giáo trong khoa cơ khí động lực. Tuy vậy nhưng không thể trách khái những hạn chế, thiếu sót trong quá trình tính toán.
Để hoàn thành tốt, khắc phục được những hạn chế và thiếu sót đó chúng em rất mong ®¬c sự đóng góp ý kiến, sự giúp đỡ của các thầy cô giáo và các bạn để sau này ra trường bắt tay vào công việc, trong quá trình công tác chúng em hoàn thành công việc một cách tốt nhất.
Em xin chân thành cảm ơn !
Vinh, ngày tháng năm 2010
Sinh viên thực hiện
Vì Đình Công
A: Phần thuyết minh
B: Trình tự tính toán
Phần I: xây dựng đường đặc tính tốc độ ngoài của Động cơ. Chọn động cơ lắp đặt trên « tô
Để xác định công suất của động cơ và xây dựng đường đặc tính ngoài trước tiên phải xác định trọng lượng của « tô.
I. Xác định toàn bộ trọng lượng «t«:
Đây là loại xe «t« vận tải chuyên chở toán khối lượng toàn bộ xe nh sau:hàng hoá lưu thông trên các loại đường có tính chất khác nhau nên ta áp dụng công thức tính
G = G0 + ncGn + Gh
Trong đó: G0 : Trọng lượng bản thân «t«
nc : Số chỗ ngồi trong xe «t«
Gn : Trọng lượng trung bình của mỗi người
Gh : Trọng lượng hàng hoá
Đối với loại xe này ta chọn : G0 = 2710 (kg)
nc = 3
Gn = 65 (kg)
Gh = 3000 (kg)
Vậy ta có : G= 2710 + 3.65 + 3000 = 5905 (kg)
** Chọn lốp
Đối với loại xe này trọng lượng đặt lên các bánh xe là 5905 kg. ở «t« vận tải tải trọng phân bố ra cầu trước 30%.G = 1771 kg và cầu sau là 70%.G = 4134 kg Như vậy khối lượng đặt vào cầu sau lớn hơn nhiều so với cầu trước nên lốp sau sẽ chịu tải lớn hơn lốp trước nên ta chọn theo lốp sau cho toàn bộ lốp.
- Ký hiệu lốp : B - d là 8,25 - 20
- Xe dùng 6 bánh và 1 bánh dự phòng
- Lốp rỗng
- Bề rộng của lốp : 8,25 (inch)
II. xây dựng đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ:
Các dường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ là những đường cong biểu diễn sự phụ thuộc của các dại lượng công suất, m«ment và suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ theo số vòng quay của trục khuỷu động cơ. các đường đặc tính ấy gồm:
- Đường công suất Ne = f(ne)
- Đường moment xoắn M = f(ne)
- Đường suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ ge = f(ne)
Khi động cơ làm việc, các đại lượng Ne, Me, ge thay đổi theo số vòng quay của trục khuỷu (ne) trị số của ne biến thiên từ nemin ổn định đến n0 ( số vòng quay tại điểm bộ phận hạn chế số vòng quay của động cơ xăng )
Trong phần tính toán này, các đường đặc tính trên dược xác định theo 2 phương pháp:
* Phương pháp 1:
- Đối với những động cơ đã có sẵn ( trường hợp kiểm nghiệm « tô đã có hoặc đã chọn theo « tô tham khảo đã có sẵn động cơ). Các đường đặc tính của động cơ có được nhờ băng thư công suất. CÂn chỉ ý rằng các trị số công suất và moment của động cơ phát ra chưa kĨ đến sự tiêu hao do các thiết bị phụ nh: quạt gió, bơm dầu cho hệ thống cường hóa, máy nén khí, cũng như tiêu hao cho ma sát trong hệ thống truyền lực…
* Phương pháp 2:
Khi thiết kế « tô mới cần xác định công suất cần thiết kế theo yêu cầu sử dụng ( khả năng chở tải, điều kiện đường xá, tốc đọ lớn nhất,…) trường hợp này phải sử dụng công thức thực nghiệm.
Các bước tính nh sau:
1, xác định công suất động cơ theo điều kiện cản chuyển động:
(mã lực) (1)
Trong đó:
Nv: Công suất của động cơ cần thiết để « tô khắc phục sức cản chuyển động đạt vận tốc cực đại trên đường tốt
G – là trọng lượng toàn bộ của xe.
f – là hệ số cản lăn của đường, f = 0,02
Vmax – là tốc độ cực đại của « tô ở tay số truyền thẳng khi chạy trên đường tốt; mặt đường nằm ngang, Vmax = 80 (km/h)
K – là hệ số cản không khí. K = 0.07 (KG.S2/m4)
F – là diện tích chính diện của « tô, F = B.H = 1,63.2,2 = 3,586 (m2)
htl = là hiệu suất truyền lực, chọn htl = 0,9
VËy Nv =
= 71,713(mã lực)
2, xác định công suất cực đại của động cơ:
Sau khi xác định được công suất Nv của động cơ. cần xác định công suất lớn nhất của động cơ theo công thức sau:
(2)
Trong đó: + a , b , c: Là các hệ số thực nghiệm, đối với động cơ xăng ta chọn
a = b = c = 1
+
với l là tỉ số giữa số vòng quay của động cơ ứng với vận tốc lớn nhất của động cơ và công suất lớn nhất của « tô. Đối với động cơ xăng có bộ phận hạn chế số vòng quay:
= 0,8
0,9 . Ta chọn:
= 0,8
+ nN là số vòng quay của động cơ ứng với công suất lớn nhất, ta có thể chọn động cơ có nN = 3200 (vòng / phút)
Vậy Nemax=
(mã lực)
Vì công suất của động cơ đem thư trong điều kiện thí nghiệm còn thiếu các bộ phận như: Bộ tiêu âm, quạt gió, bình lọc không khí và các trang bị khác còn khi lắp trên « tô thì lại có thêm các bộ phận kể trên. Mặt khác để tăng khả năng thắng lực cản đột xuất trong quá trình chuyển động ta phải chọn công suất của động cơ lắp trên « tô ta phải chọn động cơ có công suất cao hơn
tức động cơ phải có công suất
= 71,713 + 0,2.71,713 = 86,05 (m.l)
trên cơ sở tính toán được công suất Nv đảm bảo được tốc độ Vmax khi « tô chạy trên đường có hệ số cản lăn f hơn nữa đối với « tô vận tải không yêu cầu có tốc độ cao như « tô du lịch, « tô đua mà chủ yếu là yêu cầu có năng suất và tính kinh tế cao nên ta chọn động cơ xăng có bộ phận hạn chế số vòng quay.
3, Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ xăng có bộ phận hạn chế số vòng quay.
Những động cơ xăng có bộ phận hạn chế số vòng quay
Từ công thức: Nv =
(
) ta đã tính được Nv= 71,713 (ml). công suất này được biểu diễn trên đồ thị sẽ tương ứng với số vòng quay nv của động cơ và số vòng quay nv (tốc độ vòng quay trục của khuỷu động cơ khi đạt tốc độ lớn nhất) là 2560 (v/ph). Tại vị trí công suất cực đại của động cơ Nemax = 77,276(ml) có số vòng quay tương ứng là nN = 3200 (v/ph)
Đường đặc tính của động cơ nhận được bằng cách thí nghiệm động cơ trên bÔ thư, khi cho động cơ làm việc ở chế độ cung cấp nhiên liệu cực đại, tức là mở bím ga hoàn toàn ta sẽ nhận được đường đặc tính ngoài của động cơ, nếu bím ga mở ở các vị trí khác nhau sẽ cho ta các đường đặc tính cục bộ. Nh vậy ứng với mỗi loại động cơ sẽ có một đường đặc tính ngoài nhưng sẽ có rất nhiều đường đặc tính cục bộ.
Khi không có đường đặc tính tốc độ ngoài bằng thực nghiệm, ta có thể xây dựng đường đặc tính nói trên nhờ công thức thực nghiệm của S.R.Lây §ecman.
Công suất tại số vòng quay ne của động cơ:
Ne= Nemax.
Trong đó: Ne: Công suất hữu ích của động cơ
ne: Số vòng quay của trục khuỷu
Nemax: Công suất có ích cực đại
nN: Số vòng quay ứng với công suất cực đại
a , b , c: Các hệ số thực nghiệm được chọn theo từng loại động cơ
Đối với động cơ xăng ta chọn: a = b = c = 1
để tính toán Ne được nhanh chóng ta đặt: λ=
lóc này: Ne = Nemax.λ
*Đường biểu diễn moment xoắn của động cơ:
(Kgm)
Bảng I: tính toán các thông số của động cơ
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1.1
ne
320
640
960
1280
1600
1920
2240
2560
2880
3200
3520
Ne
8.423
17.93
28.05
38.33
48.3
57.49
65.45
71.71
75.81
77.28
75.65
Me
18.85
20.06
20.93
21.45
21.62
21.45
20.93
20.06
18.85
17.3
15.39
Ta biết số vòng quay ở chỗ hạn chế nv ứng với tốc độ cực đại của «t« vmax.
Ta tìm nN nh sau:
Từ nN=
Ta có: nv=nN.0,8=3200.0,8=2560 (v/ph)
nx=nv+(300¸500)=2560+500=3060 (v/ph)
tị các số liệu trên ta xây dựng được đồ thị sau:
Đồ thị
III. xác định tỉ số truyền của hệ thống truyền lực:
Tỉ số truyền của hệ thống truyền lực trong trường hợp tổng quát được xác định theo công thức sau:
it = ih.i0 (7)
Trong đó:
ih : tỉ số truyền hộp số chính
i0 :tỉ số truyền của truyền lực chính
1, xác định tỉ số truyền của truyền lực chính i0:
Tư số truyền của truyền lực chính i0 được xác định từ ®×ªu kiện đảm bảo cho « tô đạt vận tốc lớn nhất, được xác định theo công thức:
Trong đó: nv: Tốc độ vòng quay trục khuỷu động cơ khi đạt vận tốc lớn nhất(v/ph).
rbx: Bán kính động lực học của bánh xe (m).
ih: Tư số truyền cao nhất của hộp số.
Vmax: Vận tốc lớn nhất của «t« (km/h).
Thông số cho trước: Vmax= 80 (km/h)
Thông số lựa chọn: ih=1
Khi tính toán sức kéo mà đối tượng nghiên cứu không phải là bánh xe thì ta có thể coi gần đúng: rbx= rd=rb=
r0 (*)
Trong đó: r0: Bán kính thiết kế của bánh xe
: Hệ số kể đến sự biến dạng của lốp đối với lốp có áp xuất cao.
Ta chọn:
= 0,935
Mà: r0=
.25,4 (mm)
Với: B: Là bề rộng của lốp (inch)
B = 8,25
d : Là đường kính vành bánh xe (inch)
d = 20
Vậy r0 = 0,935.(8,25 +
).25,4= 463,55 (mm) = 0,46355 (m). Thay vào (*) ta có bán kính làm việc trung bình của bánh xe:
rbx = 0,46355 . 0,935 = 0,37084 (m)
Mặt khác:
Ta có: nv=
.nN (v/ph)
Trong đó: nN : Số vòng quay trục khuỷu ứng với công suất lớn nhất (v/ph)
Ta chọn: nN = 3200 (v/ph)
Đối với động cơ xăng có bộ phận hạn chế số vòng quay thì:
=0,8- 0,9
Ta chọn
= 0,8
Suy ra: nv = 0,8.3200 = 2560 (v/ph)
Vậy: i0
(Do xe không có hộp số phụ nên ta không tính ipc)
2. xác định tư số truyền của hộp số chính:
Trong phần này chỉ xác định tư số truyền của hộp số cơ khí có cấp, còn các loại khác sẽ được trình bày ở phần sau:
a. Xác định tỉ số truyền ở số truyền 1
Trị số tư số truyền ih1 được xác định theo điều kiện cần và đủ để « tô khác phục lực cản lớn nhát và bánh xe chủ động không bị trượt quay trong mọi điều kiện chuyển động.
** Theo điều kiện chuyển động để khắc phục lực cản lớn nhất:
Pkmax ³ Pymax khai triển 2 vỊ biểu thức ta được:
Trong đó :
max : Hệ số cản tổng cộng của đường mà «t« có thể khắc phục được
G: Trọng lượng toàn bộ của xe (kg)
rbx : Bán kính động lực học của bánh xe
Memax: Mô men xoắn cực đại của động cơ
i0 : Tư số truyền của truyền lực chính
t : Hiệu suất truyền lực
Các thông số đã cho: Memax = 21,62 (kg.m)
Các thông số lựa chọn:
max = f + i =0,02 +
= 0,227
t = 0,9
Các thông số đã tính toán trong các phần trên: G = 5905 (kg)
rb = 0,37084 (m)
i0 = 4,473
Thay các thông số vào công thức ta được:
= 5,82
(Do xe không có hộp số phụ nên ta không tính ipc)
Mặt khác lực kéo cực đại của «t« bị hạn chế bởi điều kiện bám cho nên khi tính ihl xong ta phải kiểm tra lại theo điều kiện bám:
Trong đó:
: tỷ số truyền của truyền lực chính (
=4,473).
:Bán kính lăn của bánh xe .
G: Trọng lượng toàn tải của ụtô.
:Mĩmen xoắn cực đại của động cơ.
So sánh giỏ trị
ở bảng I ta cú
=21,62 (m.l)
:Trọng lượng bám
= m.
+
:Trọng lượng tĩnh tác dụng cầu chủ động ( cầu sau).
= 3750 kg (chọn theo xe tham khảo)
+ m: Hệ số phân bố tải trọng m = 1,1
1,2
Ta chọn m = 1,2.
:Hệ số cản của đường cú thể chọn trong khoảng
=0,6
0,8 ta chọn
=0,6
= 0,9 Hiệu suất truyền lực.
Vậy ta kiểm tra điều kiện bám:
=
= 11,59
Ta thấy
= 5,82 <11,59 thỏa món điều kiện vậy ta chọn
= 5,82
b.Xác định tỉ số truyền của các số truyền trung gian hộp số:
Cú hai phương pháp xác định tỷ số truyền ở các tay số trung gian:
+ Xác định tỷ số truyền theo cấp số nhõn .
+ Xác định tỷ số truyền theo cấp số điều hòa.
Ta chọn phương pháp xác định tỷ số truyền theo cầp số điều hòa .
Ta đang tính với xe cú 5 tay số, tay số cuối cùng
là số truyền thẳng
nờn
= 1. Trị số các số truyền trung gian ®îc xác định theo công thức:
Trong đó:
n: là cấp số tiến của hộp số
m: là tư số truyền đang tính, m được lấy từ 2 đến (n-1)
Vậy ta có:
=
=
=
c. Tư số truyền số lùi: (il)
Tư số truyền số lùi trong hộp số thường được chọn trong khoảng
il = (1,1.........1,3)ihl
Trong đó: ihl- tư số truyền tay số 1
Đối với xe này ta chọn tư số truyền số lùi nh sau:
il = 1,3.5,82 = 7,56
Chú ý: Khi chọn tư số truyền số lùi ta phải kiểm tra lại điều kiện bám
3. Lập bảng xác định vận tốc của « tô ứng với từng số truyền.
Vận tốc chuyển động của « tô ở các số truyền ®îc xác định theo công thức
(15)
Trong đó:
- m: chỉ số truyền đang tính, m = 1 ¸ n
- n: số cấp tiến trong hộp số
- ne: số vòng quay của động cơ, ne biến thiên từ nemin đến nemax (nemax: số vòng quay ứng với tốc độ lớn nhất của xe)
Bảng: Tính vận tốc của « tô theo các số truyền
ne
320
640
960
1280
1600
1920
2240
2560
2880
3200
3520
vI
1.719
3.437
5.156
6.874
8.593
10.31
12.03
13.75
15.47
17.19
18.9
vII
2.674
5.349
8.023
10.7
13.37
16.05
18.72
21.39
24.07
26.74
29.42
vIII
4.15
8.3
12.45
16.6
20.75
24.9
29.05
33.2
37.35
41.5
45.65
vIV
6.453
12.91
19.36
25.81
32.26
38.72
45.17
51.62
58.08
64.53
70.98
vV
10
20
30.01
40.01
50.01
60.01
70.01
80.01
90.02
100
110
Phần II: Xây dựng đồ thị các chỉ tiêu động lực học của « tô
I. xác định chỉ tiêu về công suất:
1. Phương trình cân bằng công suất
Để phân tích tính chất động lực học của «t« ngoài mối tương quan về lực ta có thể sử dụng mối tương quan về công suất giữa công suất kéo ở bánh xe chủ động và công suất cu¶ lực cản chuyển động.
Trong trường hợp tổng quát phương trình cân bằng công suất:
=
+
+
Trong đó :
: Công suất kéo ở bánh xe chủ động, được xác định
Theo công thức :
với :
:công suất có ích của động cơ.
:công suất tiêu hao cho tổn thất cơ khí
trong hệ thống truyền lực.
: Hiệu suất lực (
=0,9).
: Công suất tiêu hao cho lực cản lăn.
=
.
: Công suất tiêu hao cho lực cản quán tính khi tăng tốc
=
.
:Công suất tiêu hao cho lực cản lên dốc.
=
.
:Công suất tiêu hao cho lực cản không khí.
=
.
: Công suất tiêu hao cho lực cản kéo moóc.
Ta đang xét với xe không kéo moóc nên
=0.
Vây công thức có thể viết lại như sau :
=
+
.
Tuy nhiên trong phương trình cân bằng công suất trên ta chỉ cần xác định công suất
,
và
theo tốc độ của tường tay số của hộp số và để xây dựng được đồ thị cân bằng công suất ta phải tính tốc độ chuyển động của ôtô ở từng tay số theo số vòng quay
của động cơ ( Dựa vào bảng tính vận tốc của ôtô).
Công thức tính :
.
Ở đây: Ta đang xét với xe 5 tay số nên n=1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5.
: Bán kính lăn của bánh xe
=0,37084 (m).
:Số vòng qoay của động cơ.
:Tỷ số truyền lực chính
=4,473
:Tỷ số truyền ở tay số đang xét.
Sử dụng các công thức tính sau đây để lập bảng tính
,
,
+
.
=
. .
.
Bảng 8: Tính công suất của « tô
VI
3.44
5.16
6.87
8.59
10.31
12.03
13.75
15.47
17.29
NwI
0.003
0.01
0.02
0.05
0.08
0.12
0.19
0.27
0.37
NfI
1.50
2.26
3.01
3.76
4.51
5.26
6.01
6.77
7.56
NfI+NwI
1.51
2.27
3.03
3.80
4.59
5.39
6.20
7.03
7.93
VII
5.35
8.02
10.70
13.37
16.05
18.72
21.39
24.07
26.74
NwII
0.01
0.04
0.09
0.17
0.30
0.47
0.70
1.00
1.37
NfII
2.34
3.51
4.68
5.85
7.02
8.19
9.36
10.53
11.70
NfII+NwII
2.35
3.55
4.77
6.02
7.32
8.66
10.06
11.53
13.07
VIII
8.30
12.45
16.60
20.75
24.90
29.05
33.20
37.35
41.50
NwIII
0.04
0.14
0.33
0.64
1.11
1.76
2.62
3.74
5.13
NfIII
3.63
5.45
7.26
9.08
10.89
12.71
14.52
16.34
18.15
NfIII+NwIII
3.67
5.58
7.59
9.72
12.00
14.47
17.15
20.07
23.28
VIV
12.91
19.36
25.81
32.26
38.72
45.17
51.62
58.08
64.53
NwIV
0.15
0.52
1.23
2.41
4.16
6.61
9.86
14.05
19.27
NfIV
5.65
8.47
11.29
14.11
16.94
19.76
22.58
25.41
28.23
NfIV+NwIV
5.80
8.99
12.52
16.52
21.10
26.37
32.44
39.46
47.50
VV
20.00
30.01
40.01
50.01
60.01
70.01
80.01
90.02
100.00
NwV
0.57
1.94
4.59
8.97
15.50
24.61
30.73
52.32
71.72
NfV
8.75
13.13
17.50
21.88
26.25
30.62
33.82
39.38
43.74
NfV+NwV
9.32
15.07
22.09
30.85
41.75
55.23
64.55
91.69
115.46
Sử dụng cụng thức tính sau đõy để lập bảng
:
=
.
.
Do
nên ta chỉ cần lập một bảng.
Bảng:
của các tay số.
Ne
8.423
17.93
28.05
38.33
48.3
57.49
65.45
71.71
75.81
77.28
75.65
Nk
7.581
16.14
25.25
34.5
43.47
51.74
58.91
64.54
68.23
69.55
68.09
2. Đồ thị cân bằng công suất:
Trên đồ thị đoạn nằm giữa Nk và Nf + Nw là công suất dư. Công suất dư này để « tô có thể khắc phục các công suất cản sau:
- công suất cản lên dốc
- công suất cản tăng tốc
- công suất cản ở kéo moóc
Sau khi xây dựng đồ thị cân bằng công suất chóng ta cần nắm được ý nghĩa sử dụng và biết cách vận dụng để giải quyết các bài toán cơ thể.
Đồ thị
II. Xác định chỉ tiêu về lực kéo:
1. Phương trình cân bằng lực kéo:
Ph¬ng trình cân bằng lực kéo củ « tô khi chuyển động tổng quát trên dốc với đầy đủ các thành phần lực cản ®îc biểu diễn theo dạng sau
Pk = Pf + Pw± Pi ± Pj (17)
Ph¬ng trình (17) còn có thể ®îc viết dới dạng khai triển :
(18)
Trong đó:
- Pk; Lực kéo tiếp tuyến ở bánh xe chủ động
- Pf: Lực cản lăn. Pf = G.f = 94.1
- Pi: Lực cản lên dốc
- Pw: Lực cản không khí
- Pj: Lực cản quán tính
- di: Hệ số kể đến ảnh hưëng của các khối lượng của các chi tiết quay khi tăng tốc
di = 1 + s1.ih12 + s2
s1 = 0,04 ¸ 0,05; chọn s1 = 0,05
s2 = 0,03 ¸ 0,04; chọn s2 = 0,04
di = 1 + 0,05.5.822 + 0,04 = 2,73
- y: Hệ số cản tổng cộng của ®êng
y = f ± tga với a là góc d«c của mặt ®êng.
y = 0,227
Bảng 9 : tính lực kéo Pk theo tốc độ « tô
ne
Thông
số
320
640
960
1280
1600
1920
2240
2560
2880
3200
3520
Me(kgm)
18.85
20.06
20.93
21.45
21.62
21.45
20.93
20.06
18.85
17.3
15.39
VI
1.719
3.437
5.156
6.874
8.593
10.31
12.03
13.75
15.47
17.19
18.9
Pk1
1191
1268
1322
1355
1366
1355
1322
1268
1191
1093
972.5
VII
2.674
5.349
8.023
10.7
13.37
16.05
18.72
21.39
24.07
26.74
29.42
PkII
765.4
814.5
849.7
870.7
877.7
870.7
849.7
814.5
765.4
702.2
625
VIII
4.15
8.3
12.45
16.6
20.75
24.9
29.05
33.2
37.35
41.5
45.65
PkIII
493.2
524.9
547.5
561.1
565.6
561.1
547.5
524.9
493.2
452.5
402.7
VIV
6.453
12.91
19.36
25.81
32.26
38.72
45.17
51.62
58.08
64.53
70.98
PkIV
317.2
337.6
352.1
360.9
363.8
360.9
352.1
337.6
317.2
291
259
VV
10
20
30.01
40.01
50.01
60.01
70.01
80.01
90.02
100
110
PkV
204.6
217.8
227.2
232.8
234.7
232.8
227.2
217.8
204.6
187.8
167.1
Bảng 10: tính lực cản không khí Pw theo tốc độ « tô
V (km/h)
10
20
30.01
40.01
50.01
60.01
70.01
80.01
90.02
100
110
P(KG)
1.932
7.727
17.38
30.91
48.29
69.54
94.65
123.6
156.5
193.2
233.7
Pw + Pf
120
125.8
135.5
149
166.4
187.6
212.7
217.7
274.6
311.3
351.8
2. Đồ thị cân bằng lực kéo:
Khi biểu diễn phương trình cân bằng lực kéo tương tự như đồ thị cân bằng công suất cần sử dụng công thức tính vận tốc và bảng VII
Để thuận lợi cho việc vẽ đồ thị Pk-v , cần phải xác định lực kéo Pk = f(v), lực cản lăn pf = f(v)và lực cản không khí f(v2), phương pháp tiến hành nh sau
Lập bảng 9 tính Pk theo vận tốc của từng số truyền đối với một « tô nhất định , các trị số:i0, if, rb, ht là không đổi nên trị số lực kéo Pk sẽ thay đổi theo hai thông số là mô men xoắn Me và tỉ số truyền của hộp số. Do đó công thức Pk có thể viết dưới dạng:
Pkm = C.Me.ihm
Trong đó:
+ Me thay đổi từ Me(min) đến Me(nv)
+ Pkm: lực kéo tiếp tuyến đang tính
+ ihm: trị số tỉ đối truyền ở số truyền đang tính
Lực cản không khí
được xác định theo biểu thức:
Pw =
( KG)
Với: + V là vận tốc của « tô (km/h)
+ k là hệ số cản không khí; k=0,07
+ F là diện tích cản chính diện; F=B.H= 3.586 (m2).
Kết hợp với số liệu đã tính ở bảng trên ta có đồ thị căn bằng lực kéo nh sau:
đồ thị
III. xác định chỉ tiêu về nhân tố động lực học d :
a. Xác định nhân tố động lực học D khi « tô chở tải định mức:
1.Phương trình nhân tố động lực học D:
Phương trình nhân tố động lực học của « tô ở điều kiện chở tải định mức được biểu thị bằng phương trình sau:
(21)
Phương trình (21) có thể viết dưới dạng khai triển ( trong trường hợp « tô không kéo moóc)
(22)
2.Đồ thị nhân tố động lực học khi « tô chở định mức:
Để xây dựng đồ hÞ D cần lập bảng tính các trị số trong phương trình (21). Trong trường hợp này, ta xây dựng đồ thị D với hộp số chính của « tô có 3 số truyền( n=3) số truyền ih3 = 1. Các giá trị của D trong bảng (11) được tính theo công thức sau:
(23)
Trong đó:
- m: là chỉ số ứng với số truyền đang tính
- m =1 ¸ n, với n = 3
Các trị số của nhân tố động lực học D được tính theo bảng (11)
Đồ thị D ( không thứ nguyên ) được biểu diễn trên trục tung, trục hoành biểu diễn vận tốc chuyển động (km/h) của « tô
Bảng 11: Nhân tố động lực học D theo tốc độ
Số truyền 1
1.7
3.4
5.2
6.9
8.6
10.3
12.0
13.7
15.5
PkI
1191.1
1267.5
1322.2
1355.0
1365.9
1355.0
1322.2
1267.5
1191.1
PwI
0.06
0.23
0.51
0.91
1.43
2.05
2.79
3.65
4.62
DI
0.202
0.215
0.224
0.229
0.231
0.229
0.223
0.214
0.201
Số truyền II
2.7
5.3
8.0
10.7
13.4
16.0
18.7
21.4
24.1
PkII
765.4
814.5
849.7
870.7
877.7
870.7
849.7
814.5
765.4
PwII
0.14
0.55
1.24
2.21
3.45
4.97
6.77
8.84
11.19
DII
0.130
0.138
0.144
0.147
0.148
0.147
0.143
0.136
0.128
Số truyền III
4.2
8.3
12.5
16.6
20.8
24.9
29.1
33.2
37.4
PkIII
493.2
524.9
547.5
561.1
565.6
561.1
547.5
524.9
493.2
PwIII
0.3
1.3
3.0
5.3
8.3
12.0
16.3
21.3
26.9
DIII
0.083
0.089
0.092
0.094
0.094
0.093
0.090
0.085
0.079
Số truyền IV
6.5
12.9
19.4
25.8
32.3
38.7
45.2
51.6
58.1
PkIV
317.2
337.6
352.1
360.9
363.8
360.9
352.1
337.6
317.2
PwIV
0.8
3.2
7.2
12.9
20.1
28.9
39.4
51.5
65.1
DIV
0.054
0.057
0.058
0.059
0.058
0.056
0.053
0.048
0.043
Số truyền V
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
90.0
PkV
204.6
217.8
227.2
232.8
234.7
232.8
227.2
217.8
204.6
PwV
1.9
7.7
17.4
30.9
48.3
69.5
94.6
123.6
156.5
DV
0.034
0.036
0.036
0.034
0.032
0.028
0.022
0.02
0.008
Bảng 12: tính % tải trọng của « tô
% tải trọng hoặc số người
Lượng hàng hóa hoặc người theo tải trọng(kg)
Gex
Khối lượng toàn bộ của xe(kg)
Gx = G0 + Gex
Tải trọng tính theo góc
ađộ
0%
0
2710
0.458933108
25
20%
639
3349
0.567146486
30
40%
1270
3980
0.67400508
34
60%
1917
4627
0.783573243
38
80%
2556
5266
0.891786622
42
100%
3195
5905
1
45
120%
3834
6544
1.108213378
48
140%
4473
7183
1.216426757
51
160%
5112
7822
1.324640135
53
180%
5751
8461
1.432853514
55
- Đồ thị D – v được biểu diễn trên góc phần tư bên phải.
3.Giới hạn của đồ thị D theo điều kiện bám:
- Cần chú ý rằng các ý nghĩa sử dụng của đồ thị D đều được xem xét dựa trên điều kiện sau:
Ψ
D
D
- Trị số của hệ số cản tổng cộng của đường : Ψ = f± tan
D
Ψ là điều kiện cản cần thiết khi ô tô chuyển động ở vận tốc của các số truyền khác nhau(trường hợp không tăng tốc).
- Điều kiện D
D
là giới hạn của nhân tố động lực học D theo điều kiện bám . D
được xác định theo biểu thức:
(25)
Đối với những xe có nhiều cầu chủ động, toàn bộ xe đều được sự dụng để bám: Gb = G nên biểu thức (25) có thể viết:
(26)
Dạng của đường D
là đường cong có điểm xuất phát từ điểm có trị số bám
nào đó và thoải dần theo tốc độ của « tô ( tại điểm đó vận tốc của « tô bằng 0).
B. XÁC ĐỊNH NHÂN TỐ ĐỘNG LỰC HỌC DX KHI TẢI TRỌNG CỦA Ô TÔ THAY ĐỔI:
1. Biểu thức xác định Dx:
ta có biểu thức tính dx như sau:
(27)
Mặt khác theo (21) ta có:
Kết hợp với (27), ta xác định được biểu thức nhân tố động lực học Dx như sau:
(28)
Trong đó:
:Góc nghiêng biểu thị tỉ số giữa tải trọng của xe đang tính với khối lượng toàn bộ của xe.
- Gx: khối lượng của ô tô ở tải trọng đang tính
Gx = G0 + Gex
- G0: khối lượng của ô tô ở trạng thái không tải
- Gex: Trọng tải của ô tô ở vị trí đang tính
2.Đồ thị nhân tố động lực học Dx(đồ thị tia) khi ở tải trọng thay đổi.
Dựa vào số liệu đã tính ở bảng 11 và bảng 12 ta có đồ thị nhân tố động lực học khi đầy tải và khi tải thay đổi(đồ thị tia) như sau:
Đồ thị
IV. XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG TĂNG TỐC CỦA Ô TÔ.
A. XÁC ĐỊNH GIA TỐC CỦA Ô TÔ:
1. Biểu thức xác định gia tốc:
Vận dụng công thức tính gia tốc:
(30)
Trong đó: D – Nhân tố động lực học của xe
- Hệ số cản tổng cộng của đường
g - Gia tốc trọng trường(g= 9,81m/s2)
- Hệ số tính đến ảnh hưởng của các khối lượng quay khi tăng tốc.
Để đơn giản khi tính gia tốc ta tính với trường hợp xe tăng tốc trên đường bằng ở các số truyền do đó
với i= 0 và công thức trên có dạng:
(31)
Trị số hệ số
có thể dùng công thức gần đúng sau đây để tính:
(32)
Với: a = 0,04
0,05. Ta chọn a=0,05
Để thuận lợi cho việc tính toán ta lập bảng xác định hệ số
.
Bảng 13: Tính hệ số
Số truyền
Thông số
I
II
III
IV
V
ih
5.82
3.74
2.41
1.55
1.00
ih2
33.87
13.99
5.81
2.40
1.00
2.73
1.74
1.33
1.16
1.09
2.Xác định gia tốc của ô tô:
Lập bảng 14 xác định theo các tỉ số truyền:
Tốc độ của ôtô
v(km/h)
Các
thông số
V1
V2
V3
V4
V5
V6
V7
V8
VI
1.719
3.437
5.156
6.874
8.593
10.31
12.03
13.75
D1-f
0.182
0.195
0.204
0.209
0.211
0.209
0.203
0.194
j1
0.65
0.70
0.73
0.75
0.76
0.75
0.73
0.70
VII
2.674
5.349
8.023
10.7
13.37
16.05
18.72
21.39
D2-f
0.110
0.118
0.124
0.127
0.128
0.127
0.123
0.116
j2
0.62
0.66
0.70
0.72
0.72
0.71
0.69
0.66
VIII
4.15
8.3
12.45
16.6
20.75
24.9
29.05
33.2
D3-f
0.063
0.069
0.072
0.074
0.074
0.073
0.070
0.065
j3
0.47
0.51
0.53
0.55
0.55
0.54
0.52
0.48
VIV
6.453
12.91
19.36
25.81
32.26
38.72
45.17
51.62
D4-f
0.034
0.037
0.038
0.039
0.038
0.036
0.033
0.028
j4
0.28
0.31
0.32
0.33
0.32
0.31
0.28
0.24
VV
10
20
30.01
40.01
50.01
60.01
70.01
80.01
D5-f
0.014
0.016
0.016
0.014
0.012
0.008
0.002
0
j5
0.13
0.14
0.14
0.13
0.10
0.07
0.02
0
Ta có đồ thị gia tốc ô tô như sau:
Đồ thị
B. XÁC ĐỊNH THỜI GIAN TĂNG TỐC CỦA Ô TÔ
1.Biểu thức xác định thời gian tăng tốc.
Áp dụng công thức tính gia tốc:
(33)
(34)
Thời gian tăng tốc của « tô từ tốc độ v1 đến vận tốc v2 sẽ là;
(35)
tích phân này không thể giải được bằng phương pháp giải tích, do nó không có quan hệ phụ thuộc chính xác về giải tích giữa sự tăng tốc của « tô j và vận tốc chuyển động của chúng v. nhưng tích phân này có thể giải được bằng đồ thị dựa trên cơ sở đặc tính động lực học hoặc dựa vào độ thị gia tốc của « tô j =f(v).
Để tiến hành xác định thời gian ta cần xây dựng đường cong gia tốc nghịch ở mỗi số truyền khác nhau, nghĩa là xây dựng đồ thị 1/j = f(v).
ở đây ta xây dựng đồ thị 1/j = f(v) ở số cao nhất của hộp số.
Để tiện lợi cho tính toán lập đồ thị 1/j theo tốc độ V ta chọn tư lệ biểu diễn trên trục hoành ta chia ra các khoảng tốc độ 10 – 12 m/s; 12 – 14 m/s…
Theo đó ta xây dựng được bảng số liệu sau:
Tốc độ của ôtô
v(km/h)
Các
thông số
V1
V2
V3
V4
V5
V6
V7
Vmax
VI
1.719
3.437
5.156
6.874
8.593
10.31
12.03
13.75
j1
0.65
0.70
0.73
0.75
0.76
0.75
0.73
0.70
1/j1
1.53
1.43
1.37
1.33
1.32
1.33
1.37
1.43
VII
2.674
5.349
8.023
10.7
13.37
16.05
18.72
21.39
j2
0.62
0.66
0.70
0.72
0.72
0.71
0.69
0.66
1/j2
1.62
1.51
1.43
1.40
1.39
1.40
1.45
1.52
VIII
4.15
8.3
12.45
16.6
20.75
24.9
29.05
33.2
j3
0.47
0.51
0.53
0.55
0.55
0.54
0.52
0.48
1/j3
2.14
1.97
1.88
1.83
1.82
1.86
1.94
2.08
VIV
6.453
12.91
19.36
25.81
32.26
38.72
45.17
51.62
j4
0.28
0.31
0.32
0.33
0.32
0.31
0.28
0.24
1/j4
3.52
3.23
3.08
3.04
3.10
3.27
3.59
4.17
VV
10
20
30.01
40.01
50.01
60.01
70.01
80.01
j5
0.13
0.14
0.14
0.13
0.10
0.07
0.02
0
1/j5
7.75
7.13
7.16
7.83
9.61
14.52
45.45
Ta có đồ thị gia tốc ô tô như sau:
Ta làm như sau, tổng cộng tất cả các diện tích này ta được thời gian tăng tốc của «t« từ
đến
và xây dựng thời gian tăng tốc, phụ thuộc vào tốc độ chuyển động như «t« tăng từ 1.719 m/s lên 3.437 m/s thì cần có một khoảng thời gian được xác định bằng diện tích t = 16.48s). Từ 5.156
6.874 (m/s) được tính t = S1 + S2 (s).
Ta lập bảng từ biểu thức 1/jm trong đó m =1
k ; trên đồ thị 1/j-v chia các khoảng đều nhau từ vmin
0,95 vmax lam k khoảng.
Bảng 17: Tính thời gian tăng tốc của « tô
Tốc độ «t«
v(km/h)
Các thông số
v1
v2
v2
v3
v3
v4
v4
v5
v5
v6
v6
v7
v7
0,95vmax
0,95vmax
vmax
Khoảng diện tích
(mm2)
2.5452
2.4042
2.3216
2.2768
2.2742
2.3243
1.4406
0.9857
Khoảng thời gian
(séc)
0.0678
0.0641
0.0619
0.0607
0.0606
0.0619
0.0384
0.0263
Thời gian tăng tốc tI (séc)
0.0027
0.0024
0.0022
0.0021
0.0021
0.0022
0.0014
0.0010
VI
1.719
3.437
5.156
6.874
8.593
10.31
12.03
13.06
Khoảng diện tích
(mm2)
4.1797
3.9324
3.7704
3.7083
3.7483
3.8143
2.3704
1.6212
Khoảng thời gian
(séc)
0.0279
0.0262
0.0251
0.0247
0.0250
0.0254
0.0264
0.0541
Thời gian tăng tốc tII (séc)
0.0010
0.0009
0.0008
0.0008
0.0008
0.0009
0.0009
0.0039
VII
2.674
5.349
8.023
10.7
13.37
16.05
18.72
20.32
Khoảng diện tích
(mm2)
2.3526
2.2169
2.1348
2.0960
2.1152
2.1751
2.3056
4.8032
Khoảng thời gian
(séc)
0.2257
0.2127
0.2048
0.2011
0.2030
0.2087
0.1327
0.0922
Thời gian tăng tốc tIII (séc)
0.0123
0.0109
0.0101
0.0097
0.0099
0.0105
0.0071
0.0051
VIII
4.15
8.3
12.45
16.6
20.75
24.9
29.05
31.54
Khoảng diện tích
(mm2)
21.8881
20.4762
19.8462
19.8462
20.5079
21.8644
14.8846
10.7500
Khoảng thời gian
(séc)
0.5834
0.5457
0.5290
0.5290
0.5466
0.5827
0.3967
0.2865
Thời gian tăng tốc tIV (séc)
0.0527
0.0462
0.0434
0.0434
0.0462
0.0527
0.0407
0.0318
VIV
6.453
12.91
19.36
25.81
32.26
38.72
45.17
49.04
Khoảng diện tích
(mm2)
74.0741
71.5000
74.0741
86.9565
117.6471
222.2222
600.0000
Khoảng thời gian
(séc)
1.9743
1.9057
1.9743
2.3176
3.1356
5.9228
15.9917
Thời gian tăng tốc tV (séc)
0.3898
0.3628
0.3898
0.5371
0.9832
3.5080
42.6222
VV
10
20
30.01
40.01
50.01
60.01
70.01
76.01
KHOA CƠ KHí ĐộNG LựC
BàI TậP LớN MÔN HọC
lý thuyết ¤T¤ 1
Đề TàI: TíNH TOáN SứC KéO ¤T¤ tải
giáo viên hướng dẫn : Phạm Hữu Truyền
Sinh viên thực hiện: Vũ Đình Công
Lớp : §HKT- CÔNG NGHỆ ¤T¤ A-K4
Vinh ngày tháng năm 2010
Trường đại học sư phạm kỹ thuật vinh
Khoa cơ khí động lực
********
Bài tập lớn
Môn học « tô 1
Họ tên sinh viên: Vũ Đình Công Líp:§HKT– Công nghệ « tô A Khoá: 4
Tên bài tập:
tính toán sức kéo « tô vận tải
I. số liệu cho trước:
- Số chỗ ngồi: 03
- Tốc độ lớn nhất: Vmax = 80 km/h
- Tải trọng: 3000 Kg
- Hệ số cản lăn của mặt đường: f = 0,02
- Độ dốc của mặt đường
- Loại động cơ xăng không tăng áp
- Loại động cơ: Xăng
II. Nội dung cần hoàn thành:
1. Chọn động cơ và xây dựng đặc tính ngoài động cơ.
- Ne = f(ne)
- Me = f(ne)
2. Xác định tư số truyền hệ thống truyền lực.
- Xác định tư số truyền của truyền lực chính (i0)
- Xác định tư số truyền của hộp số chính (ih)
3. Tính toán chỉ tiêu động lực học của «t«.
- Tính toán chỉ tiêu về công suất (Nk)
- Tính toán chỉ tiêu về lực kéo (Pk)
- Tính toán nhân tố động lực học khi đầy tải (D) và tải thay đổi (Dx)
- Tính toán khả năng tăng tốc của «t«:
+ Gia tốc (j)
+ Thời gian tăng tốc (t)
+ Quảng đường tăng tốc (s)
III. bản vẽ:
1. Đồ thị đặc tính tốc độ ngoài của động cơ.
2. Các đồ thị: Cân bằng công suất,cân bằng lực kéo, nhân tố động lực học, gia tốc và gia tốc ngược, thời gian tăng tốc, quảng đường tăng tốc.
3. Tất cả các đồ thị đều được biểu thị trên tờ giấy kẻ ly khổ A0.
Ngày giao đề: 19/04/ 2010
Ngày hoàn thành: …………./..…../ 2010
Duyệt bộ môn giáo viên hướng dẫn
Phạm Hữu Truyền
NHậN xét , đánh giá bài tập lớn
Giáo viên hướng dẫn:
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kết quả đánh giá:
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Giáo viên chÂm:
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
LờI NóI ĐầU
Trong thời đại đất nước đang trên con đường CNH - H§H, từng bước phát triÔn đất nước. Trong xu thế của thời đại khoa học kỹ thuật của thế giới ngày một phát triÔn cao. Để hòa chung với sự phát triÔn đó đất nưíc ta đã có chủ trương phát trễn một số ngành công nghiệp mũi nhọn, trong đó có ngành cơ khí Động Lực. Để thc hiện được chủ trương đó đòi hỏi đất nước cần phải có một đội ngũ cán bộ, công nhân kỹ thuật có trình độ và tay nghề cao.
Hiểu rõ điều đó trường §HSPKT Vinh 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 đáp ứng nhu cầu nguồn nhân lực cho đất nước.
Khi đang còn là một sinh viên trong trường chúng em được phân công thực hiện đề tài “Tính toán sức kéo «t« vận tải”. 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 sản xuất, làm quen với công việc tính toán thiết kế «t«.
Trong quá trình tính toán chúng em đã được sự quan tâm chỉ dẫn, sự giúp đỡ nhiệt tình của giáo viên hương dẫn và các thầy cô giáo trong khoa cơ khí động lực. Tuy vậy nhưng không thể trách khái những hạn chế, thiếu sót trong quá trình tính toán.
Để hoàn thành tốt, khắc phục được những hạn chế và thiếu sót đó chúng em rất mong ®¬c sự đóng góp ý kiến, sự giúp đỡ của các thầy cô giáo và các bạn để sau này ra trường bắt tay vào công việc, trong quá trình công tác chúng em hoàn thành công việc một cách tốt nhất.
Em xin chân thành cảm ơn !
Vinh, ngày tháng năm 2010
Sinh viên thực hiện
Vì Đình Công
A: Phần thuyết minh
B: Trình tự tính toán
Phần I: xây dựng đường đặc tính tốc độ ngoài của Động cơ. Chọn động cơ lắp đặt trên « tô
Để xác định công suất của động cơ và xây dựng đường đặc tính ngoài trước tiên phải xác định trọng lượng của « tô.
I. Xác định toàn bộ trọng lượng «t«:
Đây là loại xe «t« vận tải chuyên chở toán khối lượng toàn bộ xe nh sau:hàng hoá lưu thông trên các loại đường có tính chất khác nhau nên ta áp dụng công thức tính
G = G0 + ncGn + Gh
Trong đó: G0 : Trọng lượng bản thân «t«
nc : Số chỗ ngồi trong xe «t«
Gn : Trọng lượng trung bình của mỗi người
Gh : Trọng lượng hàng hoá
Đối với loại xe này ta chọn : G0 = 2710 (kg)
nc = 3
Gn = 65 (kg)
Gh = 3000 (kg)
Vậy ta có : G= 2710 + 3.65 + 3000 = 5905 (kg)
** Chọn lốp
Đối với loại xe này trọng lượng đặt lên các bánh xe là 5905 kg. ở «t« vận tải tải trọng phân bố ra cầu trước 30%.G = 1771 kg và cầu sau là 70%.G = 4134 kg Như vậy khối lượng đặt vào cầu sau lớn hơn nhiều so với cầu trước nên lốp sau sẽ chịu tải lớn hơn lốp trước nên ta chọn theo lốp sau cho toàn bộ lốp.
- Ký hiệu lốp : B - d là 8,25 - 20
- Xe dùng 6 bánh và 1 bánh dự phòng
- Lốp rỗng
- Bề rộng của lốp : 8,25 (inch)
II. xây dựng đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ:
Các dường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ là những đường cong biểu diễn sự phụ thuộc của các dại lượng công suất, m«ment và suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ theo số vòng quay của trục khuỷu động cơ. các đường đặc tính ấy gồm:
- Đường công suất Ne = f(ne)
- Đường moment xoắn M = f(ne)
- Đường suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ ge = f(ne)
Khi động cơ làm việc, các đại lượng Ne, Me, ge thay đổi theo số vòng quay của trục khuỷu (ne) trị số của ne biến thiên từ nemin ổn định đến n0 ( số vòng quay tại điểm bộ phận hạn chế số vòng quay của động cơ xăng )
Trong phần tính toán này, các đường đặc tính trên dược xác định theo 2 phương pháp:
* Phương pháp 1:
- Đối với những động cơ đã có sẵn ( trường hợp kiểm nghiệm « tô đã có hoặc đã chọn theo « tô tham khảo đã có sẵn động cơ). Các đường đặc tính của động cơ có được nhờ băng thư công suất. CÂn chỉ ý rằng các trị số công suất và moment của động cơ phát ra chưa kĨ đến sự tiêu hao do các thiết bị phụ nh: quạt gió, bơm dầu cho hệ thống cường hóa, máy nén khí, cũng như tiêu hao cho ma sát trong hệ thống truyền lực…
* Phương pháp 2:
Khi thiết kế « tô mới cần xác định công suất cần thiết kế theo yêu cầu sử dụng ( khả năng chở tải, điều kiện đường xá, tốc đọ lớn nhất,…) trường hợp này phải sử dụng công thức thực nghiệm.
Các bước tính nh sau:
1, xác định công suất động cơ theo điều kiện cản chuyển động:
Trong đó:
Nv: Công suất của động cơ cần thiết để « tô khắc phục sức cản chuyển động đạt vận tốc cực đại trên đường tốt
G – là trọng lượng toàn bộ của xe.
f – là hệ số cản lăn của đường, f = 0,02
Vmax – là tốc độ cực đại của « tô ở tay số truyền thẳng khi chạy trên đường tốt; mặt đường nằm ngang, Vmax = 80 (km/h)
K – là hệ số cản không khí. K = 0.07 (KG.S2/m4)
F – là diện tích chính diện của « tô, F = B.H = 1,63.2,2 = 3,586 (m2)
htl = là hiệu suất truyền lực, chọn htl = 0,9
VËy Nv =
2, xác định công suất cực đại của động cơ:
Sau khi xác định được công suất Nv của động cơ. cần xác định công suất lớn nhất của động cơ theo công thức sau:
Trong đó: + a , b , c: Là các hệ số thực nghiệm, đối với động cơ xăng ta chọn
a = b = c = 1
+
+ nN là số vòng quay của động cơ ứng với công suất lớn nhất, ta có thể chọn động cơ có nN = 3200 (vòng / phút)
Vậy Nemax=
Vì công suất của động cơ đem thư trong điều kiện thí nghiệm còn thiếu các bộ phận như: Bộ tiêu âm, quạt gió, bình lọc không khí và các trang bị khác còn khi lắp trên « tô thì lại có thêm các bộ phận kể trên. Mặt khác để tăng khả năng thắng lực cản đột xuất trong quá trình chuyển động ta phải chọn công suất của động cơ lắp trên « tô ta phải chọn động cơ có công suất cao hơn
trên cơ sở tính toán được công suất Nv đảm bảo được tốc độ Vmax khi « tô chạy trên đường có hệ số cản lăn f hơn nữa đối với « tô vận tải không yêu cầu có tốc độ cao như « tô du lịch, « tô đua mà chủ yếu là yêu cầu có năng suất và tính kinh tế cao nên ta chọn động cơ xăng có bộ phận hạn chế số vòng quay.
3, Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ xăng có bộ phận hạn chế số vòng quay.
Những động cơ xăng có bộ phận hạn chế số vòng quay
Từ công thức: Nv =
Đường đặc tính của động cơ nhận được bằng cách thí nghiệm động cơ trên bÔ thư, khi cho động cơ làm việc ở chế độ cung cấp nhiên liệu cực đại, tức là mở bím ga hoàn toàn ta sẽ nhận được đường đặc tính ngoài của động cơ, nếu bím ga mở ở các vị trí khác nhau sẽ cho ta các đường đặc tính cục bộ. Nh vậy ứng với mỗi loại động cơ sẽ có một đường đặc tính ngoài nhưng sẽ có rất nhiều đường đặc tính cục bộ.
Khi không có đường đặc tính tốc độ ngoài bằng thực nghiệm, ta có thể xây dựng đường đặc tính nói trên nhờ công thức thực nghiệm của S.R.Lây §ecman.
Công suất tại số vòng quay ne của động cơ:
Ne= Nemax.
Trong đó: Ne: Công suất hữu ích của động cơ
ne: Số vòng quay của trục khuỷu
Nemax: Công suất có ích cực đại
nN: Số vòng quay ứng với công suất cực đại
a , b , c: Các hệ số thực nghiệm được chọn theo từng loại động cơ
Đối với động cơ xăng ta chọn: a = b = c = 1
để tính toán Ne được nhanh chóng ta đặt: λ=
lóc này: Ne = Nemax.λ
*Đường biểu diễn moment xoắn của động cơ:
Bảng I: tính toán các thông số của động cơ
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1.1
ne
320
640
960
1280
1600
1920
2240
2560
2880
3200
3520
Ne
8.423
17.93
28.05
38.33
48.3
57.49
65.45
71.71
75.81
77.28
75.65
Me
18.85
20.06
20.93
21.45
21.62
21.45
20.93
20.06
18.85
17.3
15.39
Ta biết số vòng quay ở chỗ hạn chế nv ứng với tốc độ cực đại của «t« vmax.
Ta tìm nN nh sau:
Từ nN=
Ta có: nv=nN.0,8=3200.0,8=2560 (v/ph)
nx=nv+(300¸500)=2560+500=3060 (v/ph)
tị các số liệu trên ta xây dựng được đồ thị sau:
Đồ thị
III. xác định tỉ số truyền của hệ thống truyền lực:
Tỉ số truyền của hệ thống truyền lực trong trường hợp tổng quát được xác định theo công thức sau:
it = ih.i0 (7)
Trong đó:
ih : tỉ số truyền hộp số chính
i0 :tỉ số truyền của truyền lực chính
1, xác định tỉ số truyền của truyền lực chính i0:
Tư số truyền của truyền lực chính i0 được xác định từ ®×ªu kiện đảm bảo cho « tô đạt vận tốc lớn nhất, được xác định theo công thức:
Trong đó: nv: Tốc độ vòng quay trục khuỷu động cơ khi đạt vận tốc lớn nhất(v/ph).
rbx: Bán kính động lực học của bánh xe (m).
ih: Tư số truyền cao nhất của hộp số.
Vmax: Vận tốc lớn nhất của «t« (km/h).
Thông số cho trước: Vmax= 80 (km/h)
Thông số lựa chọn: ih=1
Khi tính toán sức kéo mà đối tượng nghiên cứu không phải là bánh xe thì ta có thể coi gần đúng: rbx= rd=rb=
Trong đó: r0: Bán kính thiết kế của bánh xe
Ta chọn:
Mà: r0=
Với: B: Là bề rộng của lốp (inch)
B = 8,25
d : Là đường kính vành bánh xe (inch)
d = 20
Vậy r0 = 0,935.(8,25 +
rbx = 0,46355 . 0,935 = 0,37084 (m)
Mặt khác:
Ta có: nv=
Trong đó: nN : Số vòng quay trục khuỷu ứng với công suất lớn nhất (v/ph)
Ta chọn: nN = 3200 (v/ph)
Đối với động cơ xăng có bộ phận hạn chế số vòng quay thì:
Ta chọn
Suy ra: nv = 0,8.3200 = 2560 (v/ph)
Vậy: i0
(Do xe không có hộp số phụ nên ta không tính ipc)
2. xác định tư số truyền của hộp số chính:
Trong phần này chỉ xác định tư số truyền của hộp số cơ khí có cấp, còn các loại khác sẽ được trình bày ở phần sau:
a. Xác định tỉ số truyền ở số truyền 1
Trị số tư số truyền ih1 được xác định theo điều kiện cần và đủ để « tô khác phục lực cản lớn nhát và bánh xe chủ động không bị trượt quay trong mọi điều kiện chuyển động.
** Theo điều kiện chuyển động để khắc phục lực cản lớn nhất:
Pkmax ³ Pymax khai triển 2 vỊ biểu thức ta được:
Trong đó :
G: Trọng lượng toàn bộ của xe (kg)
rbx : Bán kính động lực học của bánh xe
Memax: Mô men xoắn cực đại của động cơ
i0 : Tư số truyền của truyền lực chính
Các thông số đã cho: Memax = 21,62 (kg.m)
Các thông số lựa chọn:
Các thông số đã tính toán trong các phần trên: G = 5905 (kg)
rb = 0,37084 (m)
i0 = 4,473
Thay các thông số vào công thức ta được:
(Do xe không có hộp số phụ nên ta không tính ipc)
Mặt khác lực kéo cực đại của «t« bị hạn chế bởi điều kiện bám cho nên khi tính ihl xong ta phải kiểm tra lại theo điều kiện bám:
Trong đó:
G: Trọng lượng toàn tải của ụtô.
So sánh giỏ trị
+
+ m: Hệ số phân bố tải trọng m = 1,1
Ta chọn m = 1,2.
Vậy ta kiểm tra điều kiện bám:
Ta thấy
b.Xác định tỉ số truyền của các số truyền trung gian hộp số:
Cú hai phương pháp xác định tỷ số truyền ở các tay số trung gian:
+ Xác định tỷ số truyền theo cấp số nhõn .
+ Xác định tỷ số truyền theo cấp số điều hòa.
Ta chọn phương pháp xác định tỷ số truyền theo cầp số điều hòa .
Ta đang tính với xe cú 5 tay số, tay số cuối cùng
nờn
Trong đó:
n: là cấp số tiến của hộp số
m: là tư số truyền đang tính, m được lấy từ 2 đến (n-1)
Vậy ta có:
c. Tư số truyền số lùi: (il)
Tư số truyền số lùi trong hộp số thường được chọn trong khoảng
il = (1,1.........1,3)ihl
Trong đó: ihl- tư số truyền tay số 1
Đối với xe này ta chọn tư số truyền số lùi nh sau:
il = 1,3.5,82 = 7,56
Chú ý: Khi chọn tư số truyền số lùi ta phải kiểm tra lại điều kiện bám
3. Lập bảng xác định vận tốc của « tô ứng với từng số truyền.
Vận tốc chuyển động của « tô ở các số truyền ®îc xác định theo công thức
Trong đó:
- m: chỉ số truyền đang tính, m = 1 ¸ n
- n: số cấp tiến trong hộp số
- ne: số vòng quay của động cơ, ne biến thiên từ nemin đến nemax (nemax: số vòng quay ứng với tốc độ lớn nhất của xe)
Bảng: Tính vận tốc của « tô theo các số truyền
ne
320
640
960
1280
1600
1920
2240
2560
2880
3200
3520
vI
1.719
3.437
5.156
6.874
8.593
10.31
12.03
13.75
15.47
17.19
18.9
vII
2.674
5.349
8.023
10.7
13.37
16.05
18.72
21.39
24.07
26.74
29.42
vIII
4.15
8.3
12.45
16.6
20.75
24.9
29.05
33.2
37.35
41.5
45.65
vIV
6.453
12.91
19.36
25.81
32.26
38.72
45.17
51.62
58.08
64.53
70.98
vV
10
20
30.01
40.01
50.01
60.01
70.01
80.01
90.02
100
110
Phần II: Xây dựng đồ thị các chỉ tiêu động lực học của « tô
I. xác định chỉ tiêu về công suất:
1. Phương trình cân bằng công suất
Để phân tích tính chất động lực học của «t« ngoài mối tương quan về lực ta có thể sử dụng mối tương quan về công suất giữa công suất kéo ở bánh xe chủ động và công suất cu¶ lực cản chuyển động.
Trong trường hợp tổng quát phương trình cân bằng công suất:
Trong đó :
Theo công thức :
với :
trong hệ thống truyền lực.
Ta đang xét với xe không kéo moóc nên
Vây công thức có thể viết lại như sau :
Tuy nhiên trong phương trình cân bằng công suất trên ta chỉ cần xác định công suất
Công thức tính :
Ở đây: Ta đang xét với xe 5 tay số nên n=1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5.
Sử dụng các công thức tính sau đây để lập bảng tính
Bảng 8: Tính công suất của « tô
VI
3.44
5.16
6.87
8.59
10.31
12.03
13.75
15.47
17.29
NwI
0.003
0.01
0.02
0.05
0.08
0.12
0.19
0.27
0.37
NfI
1.50
2.26
3.01
3.76
4.51
5.26
6.01
6.77
7.56
NfI+NwI
1.51
2.27
3.03
3.80
4.59
5.39
6.20
7.03
7.93
VII
5.35
8.02
10.70
13.37
16.05
18.72
21.39
24.07
26.74
NwII
0.01
0.04
0.09
0.17
0.30
0.47
0.70
1.00
1.37
NfII
2.34
3.51
4.68
5.85
7.02
8.19
9.36
10.53
11.70
NfII+NwII
2.35
3.55
4.77
6.02
7.32
8.66
10.06
11.53
13.07
VIII
8.30
12.45
16.60
20.75
24.90
29.05
33.20
37.35
41.50
NwIII
0.04
0.14
0.33
0.64
1.11
1.76
2.62
3.74
5.13
NfIII
3.63
5.45
7.26
9.08
10.89
12.71
14.52
16.34
18.15
NfIII+NwIII
3.67
5.58
7.59
9.72
12.00
14.47
17.15
20.07
23.28
VIV
12.91
19.36
25.81
32.26
38.72
45.17
51.62
58.08
64.53
NwIV
0.15
0.52
1.23
2.41
4.16
6.61
9.86
14.05
19.27
NfIV
5.65
8.47
11.29
14.11
16.94
19.76
22.58
25.41
28.23
NfIV+NwIV
5.80
8.99
12.52
16.52
21.10
26.37
32.44
39.46
47.50
VV
20.00
30.01
40.01
50.01
60.01
70.01
80.01
90.02
100.00
NwV
0.57
1.94
4.59
8.97
15.50
24.61
30.73
52.32
71.72
NfV
8.75
13.13
17.50
21.88
26.25
30.62
33.82
39.38
43.74
NfV+NwV
9.32
15.07
22.09
30.85
41.75
55.23
64.55
91.69
115.46
Sử dụng cụng thức tính sau đõy để lập bảng
Do
Bảng:
Ne
8.423
17.93
28.05
38.33
48.3
57.49
65.45
71.71
75.81
77.28
75.65
Nk
7.581
16.14
25.25
34.5
43.47
51.74
58.91
64.54
68.23
69.55
68.09
2. Đồ thị cân bằng công suất:
Trên đồ thị đoạn nằm giữa Nk và Nf + Nw là công suất dư. Công suất dư này để « tô có thể khắc phục các công suất cản sau:
- công suất cản lên dốc
- công suất cản tăng tốc
- công suất cản ở kéo moóc
Sau khi xây dựng đồ thị cân bằng công suất chóng ta cần nắm được ý nghĩa sử dụng và biết cách vận dụng để giải quyết các bài toán cơ thể.
Đồ thị
II. Xác định chỉ tiêu về lực kéo:
1. Phương trình cân bằng lực kéo:
Ph¬ng trình cân bằng lực kéo củ « tô khi chuyển động tổng quát trên dốc với đầy đủ các thành phần lực cản ®îc biểu diễn theo dạng sau
Pk = Pf + Pw± Pi ± Pj (17)
Ph¬ng trình (17) còn có thể ®îc viết dới dạng khai triển :
Trong đó:
- Pk; Lực kéo tiếp tuyến ở bánh xe chủ động
- Pf: Lực cản lăn. Pf = G.f = 94.1
- Pi: Lực cản lên dốc
- Pw: Lực cản không khí
- Pj: Lực cản quán tính
- di: Hệ số kể đến ảnh hưëng của các khối lượng của các chi tiết quay khi tăng tốc
di = 1 + s1.ih12 + s2
s1 = 0,04 ¸ 0,05; chọn s1 = 0,05
s2 = 0,03 ¸ 0,04; chọn s2 = 0,04
di = 1 + 0,05.5.822 + 0,04 = 2,73
- y: Hệ số cản tổng cộng của ®êng
y = f ± tga với a là góc d«c của mặt ®êng.
y = 0,227
Bảng 9 : tính lực kéo Pk theo tốc độ « tô
ne
Thông
số
320
640
960
1280
1600
1920
2240
2560
2880
3200
3520
Me(kgm)
18.85
20.06
20.93
21.45
21.62
21.45
20.93
20.06
18.85
17.3
15.39
VI
1.719
3.437
5.156
6.874
8.593
10.31
12.03
13.75
15.47
17.19
18.9
Pk1
1191
1268
1322
1355
1366
1355
1322
1268
1191
1093
972.5
VII
2.674
5.349
8.023
10.7
13.37
16.05
18.72
21.39
24.07
26.74
29.42
PkII
765.4
814.5
849.7
870.7
877.7
870.7
849.7
814.5
765.4
702.2
625
VIII
4.15
8.3
12.45
16.6
20.75
24.9
29.05
33.2
37.35
41.5
45.65
PkIII
493.2
524.9
547.5
561.1
565.6
561.1
547.5
524.9
493.2
452.5
402.7
VIV
6.453
12.91
19.36
25.81
32.26
38.72
45.17
51.62
58.08
64.53
70.98
PkIV
317.2
337.6
352.1
360.9
363.8
360.9
352.1
337.6
317.2
291
259
VV
10
20
30.01
40.01
50.01
60.01
70.01
80.01
90.02
100
110
PkV
204.6
217.8
227.2
232.8
234.7
232.8
227.2
217.8
204.6
187.8
167.1
Bảng 10: tính lực cản không khí Pw theo tốc độ « tô
V (km/h)
10
20
30.01
40.01
50.01
60.01
70.01
80.01
90.02
100
110
P(KG)
1.932
7.727
17.38
30.91
48.29
69.54
94.65
123.6
156.5
193.2
233.7
Pw + Pf
120
125.8
135.5
149
166.4
187.6
212.7
217.7
274.6
311.3
351.8
2. Đồ thị cân bằng lực kéo:
Khi biểu diễn phương trình cân bằng lực kéo tương tự như đồ thị cân bằng công suất cần sử dụng công thức tính vận tốc và bảng VII
Để thuận lợi cho việc vẽ đồ thị Pk-v , cần phải xác định lực kéo Pk = f(v), lực cản lăn pf = f(v)và lực cản không khí f(v2), phương pháp tiến hành nh sau
Lập bảng 9 tính Pk theo vận tốc của từng số truyền đối với một « tô nhất định , các trị số:i0, if, rb, ht là không đổi nên trị số lực kéo Pk sẽ thay đổi theo hai thông số là mô men xoắn Me và tỉ số truyền của hộp số. Do đó công thức Pk có thể viết dưới dạng:
Pkm = C.Me.ihm
Trong đó:
+ Me thay đổi từ Me(min) đến Me(nv)
+ Pkm: lực kéo tiếp tuyến đang tính
+ ihm: trị số tỉ đối truyền ở số truyền đang tính
Lực cản không khí
Pw =
Với: + V là vận tốc của « tô (km/h)
+ k là hệ số cản không khí; k=0,07
+ F là diện tích cản chính diện; F=B.H= 3.586 (m2).
Kết hợp với số liệu đã tính ở bảng trên ta có đồ thị căn bằng lực kéo nh sau:
đồ thị
III. xác định chỉ tiêu về nhân tố động lực học d :
a. Xác định nhân tố động lực học D khi « tô chở tải định mức:
1.Phương trình nhân tố động lực học D:
Phương trình nhân tố động lực học của « tô ở điều kiện chở tải định mức được biểu thị bằng phương trình sau:
Phương trình (21) có thể viết dưới dạng khai triển ( trong trường hợp « tô không kéo moóc)
2.Đồ thị nhân tố động lực học khi « tô chở định mức:
Để xây dựng đồ hÞ D cần lập bảng tính các trị số trong phương trình (21). Trong trường hợp này, ta xây dựng đồ thị D với hộp số chính của « tô có 3 số truyền( n=3) số truyền ih3 = 1. Các giá trị của D trong bảng (11) được tính theo công thức sau:
Trong đó:
- m: là chỉ số ứng với số truyền đang tính
- m =1 ¸ n, với n = 3
Các trị số của nhân tố động lực học D được tính theo bảng (11)
Đồ thị D ( không thứ nguyên ) được biểu diễn trên trục tung, trục hoành biểu diễn vận tốc chuyển động (km/h) của « tô
Bảng 11: Nhân tố động lực học D theo tốc độ
Số truyền 1
1.7
3.4
5.2
6.9
8.6
10.3
12.0
13.7
15.5
PkI
1191.1
1267.5
1322.2
1355.0
1365.9
1355.0
1322.2
1267.5
1191.1
PwI
0.06
0.23
0.51
0.91
1.43
2.05
2.79
3.65
4.62
DI
0.202
0.215
0.224
0.229
0.231
0.229
0.223
0.214
0.201
Số truyền II
2.7
5.3
8.0
10.7
13.4
16.0
18.7
21.4
24.1
PkII
765.4
814.5
849.7
870.7
877.7
870.7
849.7
814.5
765.4
PwII
0.14
0.55
1.24
2.21
3.45
4.97
6.77
8.84
11.19
DII
0.130
0.138
0.144
0.147
0.148
0.147
0.143
0.136
0.128
Số truyền III
4.2
8.3
12.5
16.6
20.8
24.9
29.1
33.2
37.4
PkIII
493.2
524.9
547.5
561.1
565.6
561.1
547.5
524.9
493.2
PwIII
0.3
1.3
3.0
5.3
8.3
12.0
16.3
21.3
26.9
DIII
0.083
0.089
0.092
0.094
0.094
0.093
0.090
0.085
0.079
Số truyền IV
6.5
12.9
19.4
25.8
32.3
38.7
45.2
51.6
58.1
PkIV
317.2
337.6
352.1
360.9
363.8
360.9
352.1
337.6
317.2
PwIV
0.8
3.2
7.2
12.9
20.1
28.9
39.4
51.5
65.1
DIV
0.054
0.057
0.058
0.059
0.058
0.056
0.053
0.048
0.043
Số truyền V
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
90.0
PkV
204.6
217.8
227.2
232.8
234.7
232.8
227.2
217.8
204.6
PwV
1.9
7.7
17.4
30.9
48.3
69.5
94.6
123.6
156.5
DV
0.034
0.036
0.036
0.034
0.032
0.028
0.022
0.02
0.008
Bảng 12: tính % tải trọng của « tô
% tải trọng hoặc số người
Lượng hàng hóa hoặc người theo tải trọng(kg)
Gex
Khối lượng toàn bộ của xe(kg)
Gx = G0 + Gex
Tải trọng tính theo góc
ađộ
0%
0
2710
0.458933108
25
20%
639
3349
0.567146486
30
40%
1270
3980
0.67400508
34
60%
1917
4627
0.783573243
38
80%
2556
5266
0.891786622
42
100%
3195
5905
1
45
120%
3834
6544
1.108213378
48
140%
4473
7183
1.216426757
51
160%
5112
7822
1.324640135
53
180%
5751
8461
1.432853514
55
- Đồ thị D – v được biểu diễn trên góc phần tư bên phải.
3.Giới hạn của đồ thị D theo điều kiện bám:
- Cần chú ý rằng các ý nghĩa sử dụng của đồ thị D đều được xem xét dựa trên điều kiện sau:
Ψ
- Trị số của hệ số cản tổng cộng của đường : Ψ = f± tan
D
- Điều kiện D
Đối với những xe có nhiều cầu chủ động, toàn bộ xe đều được sự dụng để bám: Gb = G nên biểu thức (25) có thể viết:
Dạng của đường D
B. XÁC ĐỊNH NHÂN TỐ ĐỘNG LỰC HỌC DX KHI TẢI TRỌNG CỦA Ô TÔ THAY ĐỔI:
1. Biểu thức xác định Dx:
ta có biểu thức tính dx như sau:
Mặt khác theo (21) ta có:
Kết hợp với (27), ta xác định được biểu thức nhân tố động lực học Dx như sau:
Trong đó:
- Gx: khối lượng của ô tô ở tải trọng đang tính
Gx = G0 + Gex
- G0: khối lượng của ô tô ở trạng thái không tải
- Gex: Trọng tải của ô tô ở vị trí đang tính
2.Đồ thị nhân tố động lực học Dx(đồ thị tia) khi ở tải trọng thay đổi.
Dựa vào số liệu đã tính ở bảng 11 và bảng 12 ta có đồ thị nhân tố động lực học khi đầy tải và khi tải thay đổi(đồ thị tia) như sau:
Đồ thị
IV. XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG TĂNG TỐC CỦA Ô TÔ.
A. XÁC ĐỊNH GIA TỐC CỦA Ô TÔ:
1. Biểu thức xác định gia tốc:
Vận dụng công thức tính gia tốc:
Trong đó: D – Nhân tố động lực học của xe
g - Gia tốc trọng trường(g= 9,81m/s2)
Để đơn giản khi tính gia tốc ta tính với trường hợp xe tăng tốc trên đường bằng ở các số truyền do đó
Trị số hệ số
Với: a = 0,04
Để thuận lợi cho việc tính toán ta lập bảng xác định hệ số
Bảng 13: Tính hệ số
Số truyền
Thông số
I
II
III
IV
V
ih
5.82
3.74
2.41
1.55
1.00
ih2
33.87
13.99
5.81
2.40
1.00
2.73
1.74
1.33
1.16
1.09
2.Xác định gia tốc của ô tô:
Lập bảng 14 xác định theo các tỉ số truyền:
Tốc độ của ôtô
v(km/h)
Các
thông số
V1
V2
V3
V4
V5
V6
V7
V8
VI
1.719
3.437
5.156
6.874
8.593
10.31
12.03
13.75
D1-f
0.182
0.195
0.204
0.209
0.211
0.209
0.203
0.194
j1
0.65
0.70
0.73
0.75
0.76
0.75
0.73
0.70
VII
2.674
5.349
8.023
10.7
13.37
16.05
18.72
21.39
D2-f
0.110
0.118
0.124
0.127
0.128
0.127
0.123
0.116
j2
0.62
0.66
0.70
0.72
0.72
0.71
0.69
0.66
VIII
4.15
8.3
12.45
16.6
20.75
24.9
29.05
33.2
D3-f
0.063
0.069
0.072
0.074
0.074
0.073
0.070
0.065
j3
0.47
0.51
0.53
0.55
0.55
0.54
0.52
0.48
VIV
6.453
12.91
19.36
25.81
32.26
38.72
45.17
51.62
D4-f
0.034
0.037
0.038
0.039
0.038
0.036
0.033
0.028
j4
0.28
0.31
0.32
0.33
0.32
0.31
0.28
0.24
VV
10
20
30.01
40.01
50.01
60.01
70.01
80.01
D5-f
0.014
0.016
0.016
0.014
0.012
0.008
0.002
0
j5
0.13
0.14
0.14
0.13
0.10
0.07
0.02
0
Ta có đồ thị gia tốc ô tô như sau:
Đồ thị
B. XÁC ĐỊNH THỜI GIAN TĂNG TỐC CỦA Ô TÔ
1.Biểu thức xác định thời gian tăng tốc.
Thời gian tăng tốc của « tô từ tốc độ v1 đến vận tốc v2 sẽ là;
tích phân này không thể giải được bằng phương pháp giải tích, do nó không có quan hệ phụ thuộc chính xác về giải tích giữa sự tăng tốc của « tô j và vận tốc chuyển động của chúng v. nhưng tích phân này có thể giải được bằng đồ thị dựa trên cơ sở đặc tính động lực học hoặc dựa vào độ thị gia tốc của « tô j =f(v).
Để tiến hành xác định thời gian ta cần xây dựng đường cong gia tốc nghịch ở mỗi số truyền khác nhau, nghĩa là xây dựng đồ thị 1/j = f(v).
ở đây ta xây dựng đồ thị 1/j = f(v) ở số cao nhất của hộp số.
Để tiện lợi cho tính toán lập đồ thị 1/j theo tốc độ V ta chọn tư lệ biểu diễn trên trục hoành ta chia ra các khoảng tốc độ 10 – 12 m/s; 12 – 14 m/s…
Theo đó ta xây dựng được bảng số liệu sau:
Tốc độ của ôtô
v(km/h)
Các
thông số
V1
V2
V3
V4
V5
V6
V7
Vmax
VI
1.719
3.437
5.156
6.874
8.593
10.31
12.03
13.75
j1
0.65
0.70
0.73
0.75
0.76
0.75
0.73
0.70
1/j1
1.53
1.43
1.37
1.33
1.32
1.33
1.37
1.43
VII
2.674
5.349
8.023
10.7
13.37
16.05
18.72
21.39
j2
0.62
0.66
0.70
0.72
0.72
0.71
0.69
0.66
1/j2
1.62
1.51
1.43
1.40
1.39
1.40
1.45
1.52
VIII
4.15
8.3
12.45
16.6
20.75
24.9
29.05
33.2
j3
0.47
0.51
0.53
0.55
0.55
0.54
0.52
0.48
1/j3
2.14
1.97
1.88
1.83
1.82
1.86
1.94
2.08
VIV
6.453
12.91
19.36
25.81
32.26
38.72
45.17
51.62
j4
0.28
0.31
0.32
0.33
0.32
0.31
0.28
0.24
1/j4
3.52
3.23
3.08
3.04
3.10
3.27
3.59
4.17
VV
10
20
30.01
40.01
50.01
60.01
70.01
80.01
j5
0.13
0.14
0.14
0.13
0.10
0.07
0.02
0
1/j5
7.75
7.13
7.16
7.83
9.61
14.52
45.45
Ta có đồ thị gia tốc ô tô như sau:
Ta làm như sau, tổng cộng tất cả các diện tích này ta được thời gian tăng tốc của «t« từ
Ta lập bảng từ biểu thức 1/jm trong đó m =1
Bảng 17: Tính thời gian tăng tốc của « tô
Tốc độ «t«
v(km/h)
Các thông số
v1
v2
v3
v4
v5
v6
v7
0,95vmax
Khoảng diện tích
2.5452
2.4042
2.3216
2.2768
2.2742
2.3243
1.4406
0.9857
Khoảng thời gian
0.0678
0.0641
0.0619
0.0607
0.0606
0.0619
0.0384
0.0263
Thời gian tăng tốc tI (séc)
0.0027
0.0024
0.0022
0.0021
0.0021
0.0022
0.0014
0.0010
VI
1.719
3.437
5.156
6.874
8.593
10.31
12.03
13.06
Khoảng diện tích
4.1797
3.9324
3.7704
3.7083
3.7483
3.8143
2.3704
1.6212
Khoảng thời gian
0.0279
0.0262
0.0251
0.0247
0.0250
0.0254
0.0264
0.0541
Thời gian tăng tốc tII (séc)
0.0010
0.0009
0.0008
0.0008
0.0008
0.0009
0.0009
0.0039
VII
2.674
5.349
8.023
10.7
13.37
16.05
18.72
20.32
Khoảng diện tích
2.3526
2.2169
2.1348
2.0960
2.1152
2.1751
2.3056
4.8032
Khoảng thời gian
0.2257
0.2127
0.2048
0.2011
0.2030
0.2087
0.1327
0.0922
Thời gian tăng tốc tIII (séc)
0.0123
0.0109
0.0101
0.0097
0.0099
0.0105
0.0071
0.0051
VIII
4.15
8.3
12.45
16.6
20.75
24.9
29.05
31.54
Khoảng diện tích
21.8881
20.4762
19.8462
19.8462
20.5079
21.8644
14.8846
10.7500
Khoảng thời gian
0.5834
0.5457
0.5290
0.5290
0.5466
0.5827
0.3967
0.2865
Thời gian tăng tốc tIV (séc)
0.0527
0.0462
0.0434
0.0434
0.0462
0.0527
0.0407
0.0318
VIV
6.453
12.91
19.36
25.81
32.26
38.72
45.17
49.04
Khoảng diện tích
74.0741
71.5000
74.0741
86.9565
117.6471
222.2222
600.0000
Khoảng thời gian
1.9743
1.9057
1.9743
2.3176
3.1356
5.9228
15.9917
Thời gian tăng tốc tV (séc)
0.3898
0.3628
0.3898
0.5371
0.9832
3.5080
42.6222
VV
10
20
30.01
40.01
50.01
60.01
70.01
76.01
