Đồ án lý thuyết kết cấu tính toán ô tô - Ô TÔ HONDA CRV

PhamCongDat
Bình luận: 30Lượt xem: 19,235
Tình trạng
Không mở trả lời sau này.

PhamCongDat

Tài xế O-H
Trường Đại Học Trần Đại Nghĩa

Khoa cơ khí động lực

********



BÀI TẬP LỚN

MÔN HỌC LÝ THUYẾT Ô TÔ



TÍNH TOÁN SỨC KÉO Ô TÔ

HONDA CR-V 2.0 i-VTEC 2WD





Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Chí Thanh

Họ tên sinh viên: Phạm Công Đạt

MSSV: 13DDS0302311

Lớp : Đại học ô tô 3




LỜI MỞ ĐẦU
CÁC BẠN NẾU KHÔNG XEM ĐƯỢC THÌ COMENT BÊN DƯỚI, MÌNH GỬI MAIL FILE HO CHỈNH CHO NHÉ


Tính toán sức kéo ô tô nhằm mục đích xác định các thông số cơ bản của động cơ, của hệ thống truyền lực để đảm bảo chất lượng động lực học của chúng trong các điều kiện sử dụng khác nhau,phù hợp với các điều kiện đã cho của ô tô. Từ đó để xác định các chỉ tiêu để đánh giá chất lượng kéo của ô tô như chỉ tiêu vận tốc lớn nhất, gốc dốc lớn nhất của đường mà ô tô có thể khắc phục được, gia tốc lớn nhất của ô tô, quãng đường và thời gian tăng tốc lớn nhất khi đạt vận tốc là lớn nhất. Các chỉ tiêu trên có thể tìm được khi giải phương trình chuyển động của ô tô bằng phương pháp đồ thị hoặc giải tích.

Tài liệu tính toán sức kéo ô tô có thể làm tài liệu nghiên cứu cho nhiều đối tượng khác nhau như sinh viên cơ khí, thợ sửa chữa ô tô trong các gara cũng như những người có nhu cầu khác....

Vì kiến thức còn hạn chế vì vậy tài liệu không thể không có những sai sót, vì vậy mong nhận được những đóng góp của Thầy và các bạn để tài liệu ngày càng hoàn thiện hơn!










I. SỐ LIỆU ĐỒ ÁN



Đại lượng

Giá trị

Đơn vị

Chiều dài cơ sở

2620

mm

Chiều rộng cơ sở

1565

mm

Dài x rộng x cao

4065x1820x1685

mm

Khoảng sáng gầm xe

170

mm

Trọng lượng xe không tải

1550

kg

Trọng lượng toàn bộ xe

2085

kg

Công suất cực đại động cơ

Nemax = 125

KW

Số vòng quay ứng với công suất cực đại

nN = 5800

Vòng/phút

Trọng lượng của xe

G = 1820

KG

Tỷ số truyền chung

io = 5,333


Tỷ số truyền tay số truyền 1

i1 = 3,642


Tỷ số truyền tay số truyền 2

I2 = 1,884


Tỷ số truyền tay số truyền 3

I3 = 1,236


Tỷ số truyền tay số truyền 4

I4 = 0,976


Tỷ số truyền tay số truyền 5

I5 = 0,791


Tỷ số truyền tay số truyền 6

I6 = 0,647


Tỷ số truyền tay số lùi

IR = 3,583


Cở lốp

225/60R18


Chiều rộng profile lốp

225

mm

Đường kính vành bánh xe

18

Inch



II. Nội ung cần hoàn thành

- Xây dựng đặc tính ngoài động cơ

- Lập đồ thị cân bằng công suất của ô tô

- Lập đồ thị cân bằng lực kéo

- Lập đồ thị đặc tính động lực của ô tô

- Lập đồ thị gia tốc của ô tô

- Lập đồ thị thời gian tăng tốc của ô tô









Chương 1: LỰC VÀ MOMEN TÁC DỤNG LÊN Ô TÔ



1. Các đường đặc tính ngoài động cơ

Mục đích: Đường đặc tính của động cơ nhận được bằng cách thí nghiệm động cơ trên bệ thử, khi cho động cơ làm việc ở chế độ cung cấp nhiên liệu cực đại, tức là mở bướm ga hoàn toàn ta sẽ nhận được đường đặc tính ngoài của động cơ, nếu bướm ga mở ở các vị trí khác nhau sẽ cho ta các đường đặc tính cục bộ. Như 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 Đecman.

Phương trình đường đặc tính qua công thức kinh nghiệm Leydecman:



Nemax - công suất cực đại động cơ ( KW, HP)

- số vòng quay ứng với Nemax (vòng/phút)

Các hệ số kinh nghiệm:

a = b = c = 1 - động cơ xăng 4 kỳ

a = 0,5; b = 1,5: c = 1 - động cơ diezel 4 kỳ

Ne tính bằng đơn vị KW

ne tính băng đơn vị vòng/min







2.Xây dựng đồ thị đặc tính ngoài Pk – V

Ta có:



,
: công suất hữu ích của động cơ và số vòng quay của trục khuỷu ứng với một điểm bất kỳ của đường đặc tính ngoài

( động cơ xăng a = b = c = 1)

Trong đó:

KW










Ta được bảng giá trị như sau:







hình 1: đồ thị đặc tính ngoài của động cơ

Công suất này được biểu diễn ở điểm 1 trên đồ thị nghĩa là tương ứng với số vòng quay ne của động cơ và số vòng quay nv (tốc độ vòng quay trục của khuỷu động cơ khi đạt tốc độ lớn nhất) là 6000 (v/ph). Vị trí điểm 1 nằm bên phải vị trí điểm 2. Điểm 2 là điểm ứng với công suất cực đại của động cơ Nemax = 125 (kw) có số vòng quay tương ứng là nN = 5800 (v/)ph)

Môment xoắn đạt giá trị cực đại Mmax= 265(N.m) ở số vòng quay nM =2600 và công suất đạt giá trị cực đại Nmax= 125 (Kw) ở số vòng quay nN= 5800 (v/ph). Động cơ ôtô chủ yếu làm việc trong vùng nM- nN.


Nhận xét: Khi tăng số vòng quay của trục khuỷu lớn hơn giá trị nN thì công suất sẽ giảm, chủ yếu là do sự nạp hỗn hợp khí kém đi và do tăng tổn thất ma sát trong động cơ. Ngoài ra khi tăng số vòng quay sẽ làm tăng tải trọng động gây hao mòn nhanh các chi tiết động cơ. Vì thế khi thiết kế ôtô du lịch thì số vòng quay của trục khuỷu động cơ tương ứng với tốc độ cực đại của ôtô trên đường nhựa tốt nằm ngang không vượt quá 10 - 20 % so với số vòng quay của nN.




Chương 2: TÍNH TOÁN SỨC KÉO Ô TÔ

1. Đồ thị cân bằng lực kéo:

a)Mục đích: Đồ thị cân bằng lực kéo là đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa lực kéo phát ra tại bánh xe chủ động pk và các lực cản chuyển động phụ thuộc vào vận tốc chuyển động của ôtô, nghĩa là:


b)Xây dựng lực kéo các tỉ số truyền:




Trong đó:
:công suất của động cơ

: hiệu suất của hệ thống truyền lực

: vận tốc chuyển động của xe ở tỷ số truyền I (m/s)

Tỷ số truyền chung

io = 5,333

Tỷ số truyền tay số truyền 1

i1 = 3,642

Tỷ số truyền tay số truyền 2

I2 = 1,884

Tỷ số truyền tay số truyền 3

I3 = 1,236

Tỷ số truyền tay số truyền 4

I4 = 0,976

Tỷ số truyền tay số truyền 5

I5 = 0,791

Tỷ số truyền tay số truyền 6

I6 = 0,647

Tỷ số truyền tay số lùi

IR = 3,583

PKi : Lực kéo tương ứng ở cấp số i .

Ø Các tỷ số truyền:

Ø Vận tốc
được xác định như sau:



Hay Vi =


Trong đó : ihi : Tỷ số truyền của cấp số i .

io : Tỷ số truyền lực chính .

Vi : Vận tốc chuyển động của ô tô theo số vòng quay của trục khuỷu

:vận tốc gốc của trục khuỷu động cơ (rad/s)

: bán kính tính toán của bánh xe (m)

:tỷ số truyền của hệ thống truyền lực ở số truyền i

Ta có:bán kính thiết kế của bánh xe



H = 60%.B B = 225mm

d = 18inch = 457 mm



(đối với lốp áp suất thấp )


- Các thông số có sẵn:

= 92%


Ta xây dựng được bảng giá trị:





V(m/s)




ĐỒ THỊ CÂN BẰNG LỰC KÉO

Phương trình động lực học chuyển động thẳng của ô tô thiết lập mối quan hệ giữa các nội lực và ngoại lực tác dụng lên xe. Phương trình này cho phép xác định giá trị của các lực chưa biết khi cho trước những số liệu cần thiết.

Phương trình động lực học chuyển động thẳng của ô tô bao gồm phương trình cân bằng lực kéo và phương trình cần bằng công suất.

Phương trình cân bằng lực kéo:



Trong đó:
: lực kéo cần thiết của xe sinh ra

: lực cản lăn

: lực cản dốc

: lực quán tính

: lực cản không khí

Khảo sát xe chạy trên đường nhựa cáo chất lượng trung bình, Đường bằng phẳng và không có dốc, xe chuyển động đều trên đường

Qua các giả thiết đó ta có:



· Lực cản lăn:



: là hệ số cản lăn. Đối với mặt đường nhựa có chất lượng trung bình thì hệ số cản lăn


G: là trọng lượng toàn tải của xe G = m.g = 2085 x10=20850 N


= 0,015 x 20850 = 312,75 (N)

· Lực cản không khí:



K: hệ số cản không khí với xe du lịch chọn K= 0.2 (N
)

Chiều rộng cơ sở của xe 1.565m

Chiều cao cơ sở của xe 1.685m

Diện tích mặt cản

=1,565 x 1,685 = 2,63


Ta có bảng giá trị:





Pk



Hình 3: ĐỒ THỊ CÂN BẰNG LỰC KÉO


Từ đồ thị ta thấy: ở tay số 1 lực kéo lớn nhất là lực kéo dư này có thể giúp xe vượt qua các đường dốc, tăng tải…

Tổng lực cản đối với loại đường này cẫn nhỏ hơn lực kéo của tay số 6 có nghĩa là xe có thể đạt hơn vận tốc giới hạn. Nhưng để đảm bảo an toàn cho xe thì hang đã giới hạn tốc độ cho phép của xe là 216 km/h ( giới hạn mức nhiên liệu cấp vào động cơ).

Nhận xét:ta đã được đường cong tổng hợp là tổng số lực cản của mặt đường Pf và lực cản không khí P
, nghĩa là Pf+ P
. Đường cong giữa lực kéo tiếp tuyến Pk4 = f(v) và đường cong Pf+ P
= f(v) cắt nhau tại điểm A, khi chiếu điểm A xuống trục hoành, ta được vận tốc lớn nhất của ôtô vmax = 216 km/h. Tương ứng vói các vận tốc khác nhau của ôtô , thì các tung độ nằm giữa các đường cong lực kéo tiếp tuyến Pk và đường cong lực cản tổng cộng Pf+ P
nằm về bên trái của điểm A là lực kéo dư của ôtô, ký hiệu là Pd , lực kéo dư nhằm để tăng tốc ôtô hoặc ôtô chuyển động lên dốc với vận tốc góc tăng lên.

Xe chạy ở các tay số theo sơ đồ như sau:

Ở tay số truyền 1 xe chạy đến tốc độ cho phép là 39,56 km/h

Ở tay số truyền 2 xe chạy đến tốc độ cho phép là 75,5 km/h

Ở tay số truyền 3 xe chạy đến tốc độ cho phép là 116,6km/h

Ở tay số truyền 4 xe chạy đến tốc độ cho phép là 147,6 km/h

Ở tay số truyền 5 xe chạy đến tốc độ cho phép là 180,3 km/h

Ở tay số truyền 6 xe chạy đến tốc độ cho phép là 216 km/h




2. PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG CÔNG SUẤT- ĐỒ THỊ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT

Phương trình cân bằng công suất

Công suất của động cơ phát ra sau khi đã mất mát trong hệ thống truyền lực, phần vận hành, công suất còn lại dùng để khắc phục lực cản lăn, cản lên dốc, cản không khí, cản tăng. Phương trình biểu diễn mối quan hệ giữa công suất động cơ phát ra và các công suất kể trên gọi là phương trình cân bằng công suất.

Ne = NT + Nf ± Ni ± Nj ± N


Trong đó:

Nf – công suất tiêu hao để khắc phục lực cản lăn

Ne – công suất của động cơ, lấy theo đường đặc tính ngoài.

NT – công suất tiêu hao dùng cho hệ thống truyền lực

Ni – công suất tiêu hao để khắc phục lực cản lên dốc

N
- công suất tiêu hao để khắc phục lực cản không khí

Nj – công suất tiêu hao để khắc phục lực cản quán tính

chú ý:

Ni – lấy dấu ( + ) khi xe chuyển động lên dốc

- lấy dấu ( -) khi xe chuyển động xuống dốc

Nj - lấy dấu ( + ) khi xe chuyển động tăng tốc

- lấy dấu ( -) khi xe chuyển động giảm tốc


Trong trường hợp tổng quát ta có phương trình cân bằng công suất:

Nk= Ne- Nt = Ne
tl = Nf + Ni + N
Nj

Ta có: Nf= G.f.v.cos


Ni= G.v.sin


Nj=


N
= k.F.v3 = W. v3

Với: G: trọng lượng của ôtô

f : hệ số cản lăn ( đường nhựa và đường bê tông tốt chọn f = 0,015)

v : vận tốc của ôtô

W: nhân tố cản của không khí

: góc dốc của mặt đường

K: hệ số cản không khí ( xe du lịch k = 0,3)

Diện tích mặt cản
= B x H = 1,565 x 1,685 = 2,63



Với
thì tổng công suất cản trên bánh xe chủ động :



Trong đó:


= 31,275.
(kw)




31,275.
+
(kw)





Công suất tại bánh xe chủ động


Tương tự ứng với các số truyền khác nhau ta được bảng như sau:

Ta được bảng giá trị công suất:





Hình 4: ĐỒ THỊ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT



3. NHÂN TỐ ĐỘNG LỰC HỌC

Để đánh giá chất lượng động lực học của ô tô người ta đưa ra một thông số có kể đến trọng lượng và chất lượng khí động của xe. Thông số này được gọi là nhân tố động lực học của ô tô.

· Nhân tố động lực học của ô tô

Từ phương trình cân bằng lực kéo có thể rút ra:





Chia 2 vế của biểu thức cho G ta có:



Nhân tố động lực học của xe là tỷ số giữa hiệu lực kéo theo động cơ và lực cản không khí với trọng lượng toàn bộ xe.

Giữa nhân tố động lực học và các thông số đặc trưng cho lực cản chuyển động của ô tô có mối quan hệ sau:

Đối với giả thiết xe chạy trên mặt đường bằng, chất lượng mặt đường trung bình và chuyển động đều trên đường thì ta có:

D = f

Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa nhân tố động lực học với vân tốc chuyển động của ô tô ở các số truyền được gọi là đặc tính động lực học:

Ta có công thức :



Vậy:








Ta có bảng giá trị:

ne (v/p)

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5800

6000

Pw1

2.648724

5.959629

10.5949

16.55453

23.83852

32.44687

42.37958

53.63666

66.2181

89.10308

95.35406

Pw2

9.898167

22.27088

39.59267

61.86355

89.08351

121.2526

158.3707

200.4379

247.4542

332.9744

356.334

Pw3

22.99745

51.74426

91.98979

143.7341

206.977

281.7187

367.9592

465.6983

574.9362

773.6342

827.9081

Pw4

36.88221

82.98498

147.5288

230.5138

331.9399

451.8071

590.1154

746.8648

922.0553

1240.718

1327.76

Pw5

56.15179

126.3415

224.6072

350.9487

505.3661

687.8595

898.4287

1137.074

1403.795

1888.946

2021.465

Pw6

83.92822

188.8385

335.7129

524.5514

755.354

1028.121

1342.852

1699.547

2098.206

2823.345

3021.416







D1

D2

D3

D4

D5

D6

0.49

0.28

0.17

0.1080

0.0684924

0.0496

0.50

0.29

0.18

0.1099

0.0696167

0.0503

0.51

0.30

0.18

0.1117

0.0706287

0.0508

0.51

0.30

0.18

0.1134

0.0715284

0.0513

0.52

0.30

0.18

0.1148

0.0723159

0.0516

0.53

0.31

0.19

0.1161

0.0729912

0.0519

0.53

0.31

0.19

0.1173

0.0735541

0.0520

0.54

0.31

0.19

0.1183

0.0740049

0.0521

0.54

0.32

0.19

0.1191

0.0743433

0.0520

0.55

0.32

0.19

0.1198

0.0745695

0.0519

0.55

0.32

0.19

0.1203

0.0746834

0.0517




Từ bảng giá trị ta có đồ thị nhân tố lực kéo của động cơ



Hình 5: ĐỒ THỊ NHÂN TỐ ĐỘNG LỰC HỌC


Như vậy ta thấy khu vực có vận tốc lớn hơn vận tốc giới hạn được gọi là khu việc làm việc ổn định của ô tô ở số truyền đó. Bởi vì khi xe làm việc trong khu vực này nếu sức cản cảu đường tăng lên sẽ làm giảm tốc độ chuyển động, nhưng nhân tố độnglực học lại tăng lên, do đó vậy xe có thể khắc phục được sức cản tăng lên tức thời ấy.

Giữa các đường đặc tính ở các số truyền có khoảng trùng điệp.Nhờ đó mà sau khi chuyển số ô tô đều làm việc trong khu vực ổn định.

· Nhân tố động lực học theo điều kiện bám:

Lực kéo sinh ra trên bánh xe chủ động ở loại đường cho trước có một giá trị giới hạn phụ thuộc vào chất lượng bám của lốp. Giá trị lớn nhất của lực kéo trong thực tế có thể có được thao điều kiện bám được gọi là lực kéo theo bám hay gọi tắt là lực bám.

Theo định nghĩa thì




Trong một số trường hợp, do sự trượt của bánh xe chủ động nên không sử dụng hết khả năng động lực của ô tô (không phát huy hết lực kéo lớn nhất theo động cơ).

Giả thiết xe chạy trên đường nhựa và bê tông khô

Ta có hệ số bám trên mặt đường như như sau:





Đối với từng tay số khác nhau thì nhân tố động lực theo điều kiện bám khác nhau.

Ta có bảng giá trị nhân tố động lực theo điều kiện bám.

D
1

D
2

D
3

D
4

D
5

D
6

0.553725

0.322483

0.471926

0.122701

0.078654

0.058204

0.553692

0.32245

0.471894

0.122668

0.078622

0.058172

0.553595

0.322353

0.471796

0.122571

0.078524

0.058074

0.553432

0.32219

0.471633

0.122408

0.078361

0.057911

0.553204

0.321962

0.471405

0.12218

0.078134

0.057683

0.552911

0.321669

0.471112

0.121887

0.077841

0.05739

0.552553

0.321311

0.470754

0.121529

0.077483

0.057032

0.55213

0.320888

0.470331

0.121106

0.077059

0.056609

0.551642

0.3204

0.469843

0.120617

0.076571

0.056121

0.551088

0.319846

0.469289

0.120064

0.076018

0.055568

0.55047

0.319228

0.468671

0.119446

0.075399

0.054949



Từ bảng giá trị nhân tố động học theo điều kiện bám thì ta có đồ thị nhân tố điều kiện bám như sau:



Hình 6: đồ thị nhân tố động lực theo điều kiện bám

· Đặc tính động lực học khi tải trọng thay đổi

Từ biểu thức tính toán nhân tố động lực học ta nhận xét rằng:

Giá trị nhân tố động lực học của ô tô tỷ lệ nghịch với trọng lượng toàn bộ của nó. Điều này cho phép chúng ta tính được nhân tố động lực học của ô tô tương ứng với trọng lượng bất kỳ nào đó theo công thức: Dx.Gx = D.G

Hay: Dx = D.


Trong đó:

Gx: Trọng lượng toàn bộ của ô tô khi chở với tải trọng thay đổi (gồm trọng lượng thiết kế G0 và trọng lượng hàng thực tế chất lên xe Gex).

Dx: Nhân tố động lực học của ô tô tương ứng với trọng lượng mới

G: Trọng lượng của ô tô khi đầy tải ( Gồm trọng lượng thiết kế G0 và trọng lượng chở hàng, hành khách theo định mức Ge).

D: Nhân tố động lực học của ô tô tương ứng với khi đầy tải

Để xác định đặc tính động lực của xe khi chở với tải trọng thay đổi ta phải lập đồ thị D tương ứng gọi là đồ thị tia.

Ta có:


Với:

: Là góc nghiêng của các tia ứng với số phần trăm tải trọng sử dụng từ trục hoành.

Ta đem chất tải lên xe theo số phần trăm tải trọng định mức, ta sẽ xác định được trọng lượng toàn bộ của xe với trọng lượng chở hàng thực tế, từ đó ta tìm ra được góc
tương ứng với số phần trăm tải trọng nói trên. Ta thành lập theo bảng sau:


% tải trọng

Tải trọng bất kỳ
(kg)

Tải trọng toàn tải (kg)





20

417

2085

0.2

11

60

1251

2085

0.6

30

80

1668

2085

0.8

38

100

2085

2085

1

45

120

2502

2085

1.2

50

150

3127

2085

1.5

56

180

3753

2085

1.8

60

200

4170

2085

2

63




Hình 7: đặc tính động lực học của ô tô khi tải trọng thay đổi



4. Lập đồ thị gia tốc của ôtô.

Gia tốc của xe được xác định theo công thức:


J=(D-ᴪ)


Trong đó:

D-nhân tố động lực của xe

-hệ số cản tổng cộng của đường

=f=0,015 (vì ô tô ta đang xét chuyển động trên dường nằm ngang)

g-gia tốc trọng trường(g=10m/s2)

-hệ số tính đến ảnh hưởng của các khối lượng quay xe khi tăng tốc

Trị số
có thể tính theo công thức gần đúng:

với


Vậy ta có


ih là tỉ số truyền của hộp số ở số h.

Ta có bảng giá trị cho từng tay số:

Tay số 1: i1= 3,642
=1,71

V1 (m/s)

1.832229

2.748344

3.664459

4.580574

5.496688

6.412803

7.328918

8.245032

9.161147

10.62693

10.99338

D1

0.49

0.5

0.51

0.51

0.52

0.53

0.53

0.54

0.54

0.55

0.55

J1

2.777778

2.836257

2.894737

2.894737

2.953216

3.011696

3.011696

3.070175

3.070175

3.128655

3.128655

1/J1

0.36

0.352577

0.345455

0.345455

0.338614

0.332039

0.332039

0.325714

0.325714

0.319626

0.319626


Tay số 2: i2=1,884
=1,23

V2 (m/s)

3.541921

5.312882

7.083842

8.854803

10.62576

12.39672

14.16768

15.93865

17.70961

20.54314

21.25153

D2

0.28

0.29

0.3

0.3

0.3

0.31

0.31

0.31

0.32

0.32

0.32

J2

2.154472

2.235772

2.317073

2.317073

2.317073

2.398374

2.398374

2.398374

2.479675

2.479675

2.479675

1/J2

0.464151

0.447273

0.431579

0.431579

0.431579

0.416949

0.416949

0.416949

0.403279

0.403279

0.403279



Tay số 3: i3=1,236
=1,13

V3 (m/s)

5.398851

8.098276

10.7977

13.49713

16.19655

18.89598

21.5954

24.29483

26.99425

31.31333

32.3931

D3

0.17

0.18

0.18

0.18

0.18

0.19

0.19

0.19

0.19

0.19

0.19

J3

1.371681

1.460177

1.460177

1.460177

1.460177

1.548673

1.548673

1.548673

1.548673

1.548673

1.548673

1/J3

0.729032

0.684848

0.684848

0.684848

0.684848

0.645714

0.645714

0.645714

0.645714

0.645714

0.645714


Tay số 4: i4=0,976
=1,09

V4 (m/s)

6.837069

10.2556

13.67414

17.09267

20.51121

23.92974

27.34828

30.76681

34.18535

39.655

41.02242

D4

0.108

0.1099

0.1117

0.1134

0.1148

0.1161

0.1173

0.1183

0.1191

0.1198

0.1203

J4

0.853211

0.870642

0.887156

0.902752

0.915596

0.927523

0.938532

0.947706

0.955046

0.961468

0.966055

1/J4

1.172043

1.148577

1.127198

1.107724

1.092184

1.07814

1.065494

1.055179

1.04707

1.040076

1.035138


Tay số 5: I5=0,791
=1,08

V5 (m/s)

8.436131

12.6542

16.87226

21.09033

25.30839

29.52646

33.74452

37.96259

42.18065

48.92956

50.61679

D5

0.068492

0.069617

0.070629

0.071528

0.072316

0.072991

0.073554

0.074005

0.074343

0.07457

0.074683

J5

0.4953

0.50571

0.515081

0.523411

0.530703

0.536956

0.542168

0.546342

0.549475

0.551569

0.552624

1/J5

2.018978

1.977417

1.941444

1.910544

1.884294

1.862352

1.844448

1.830356

1.819919

1.813008

1.809548


Tay số 6: I6=0,647
=1,07

V6 (m/s)

10.31372

15.47059

20.62745

25.78431

30.94117

36.09803

41.2549

46.41176

51.56862

59.8196

61.88235

D6

0.0496

0.0503

0.0508

0.0513

0.0516

0.0519

0.0521

0.0521

0.0521

0.0519

0.0517

J6

0.323364

0.329907

0.334579

0.339252

0.342056

0.34486

0.345794

0.346729

0.345794

0.34486

0.342991

1/J6

3.092486

3.031161

2.988827

2.947658

2.923497

2.899729

2.891892

2.884097

2.891892

2.899729

2.915531








V m/s




Đồ thị gia tốc




Hình 8: Đồ thị gia tốc

Ta thấy gia tốc ở tay số 2 lớn hơn gia tốc ở tay số 1 vì: Do tỷ số truyền của tay số 1 quá lớn so với tỷ số truyền của tay số 2. Do đó xe bắt đầu tăng tốc 1 cách nhanh chóng và tốt nhất ở tay số 2 trong quá trình vượt xe khác nên chuyển về tay số 2 và 3 vì trong khoảng thời gian đó xe đạt giá trị tăng tốc cao nhất.



Hình 9: đồ thị ngược gia tốc



5. Lập đồ thị thời gian tăng tốc của ôtô.

Từ biểu thức
;

Ta suy ra :
;

Thời gian tăng tốc của ô 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 ô 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 ô 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 tỷ lệ biểu diễn trên trục hoành ta chia ra các khoảng tốc độ 5– 10 m/s; 10 – 15 m/s…

Theo đó ta xây dựng được bảng số liệu sau.

v(km/h)

v(m/s)

ne

Ne

Me

D

j

1/j

18

5

749.2975

17.96537

228.9998

0.1594

0.5843

1.7115

36

10

1498.595

38.48608

245.286

0.1682

0.6196

1.6140

54

15

2247.892

59.94504

254.7012

0.1704

0.6288

1.5905

72

20

2997.19

80.72513

257.2455

0.1662

0.6115

1.6353

90

25

3746.487

99.20923

252.9188

0.1554

0.5678

1.7611

108

30

4495.785

113.7802

241.7211

0.1380

0.4977

2.0092

126

35

5245.082

122.821

223.6525

0.1142

0.4012

2.4926

144

40

5994.38

124.7145

198.7129

0.0838

0.2782

3.5944

162

45

6743.677

117.8435

166.9023

0.0468

0.1288

5.6780

180

50

7492.975

100.591

128.2208

0.0034

0.1058

9.8570

198

55

8242.272

71.33988

82.66825

0.0012

0.0687

14.5560

216

60

8991.57

28.47295

30.24477

0.0009

0.0467

21.4133



Từ các số liệu ở bảng trên ta xây dựng được đồ thị gia tốc ngược Chúng ta lấy một phần diện tích nào đó tương ứng với khoảng biến thiên vận tốc dv, phần diện tích được giới hạn bởi đường cong 1/j , trục hoành và hai tung độ tương ứng với sự biến thiên vận tốc dv, sẽ biểu thị thời gian tăng tốc của ôtô. Tổng cộng tất cả các diện tích nhỏ này lại, ta được đồ thị thời gian tăng tốc của ôtô từ vận tốc v1 đến vận tốc v2 và xây dựng được đồ thị thời gian tăng tốc của ôtô phụ thuộc vào vận tốc chuyển động của ôtô t = f(v).





III




Hình 9: đồ thị gia tốc ngược ở số 6










Giả sử ô tô tăng tốc từ vận tốc 5m/s lên vận tốc 10 m/s thì cần có khoảng thời gian xác định bằng diện tích (I).

Từ đồ thị gia tốc ngược ta xác định được diện tích (I) = 10,1 (S).

Giả sử ô tô tăng tốc từ vận tốc 5m/s lên vận tốc 20m/s thì cần có khoảng thời gian xác định bàng diện tích (I) + diện tích (II)+ diện tích (III)

Tương tự ta có được các diện tích như đã thể hiện như trên.

Qua tính toán ta được giá trị của các diện tích như sau:

Diện tích

Khoảng thời gian (s)

I (5m/s -10 m/s)

10,5

II(10m/s -15 m/s)

10,1

III(15m/s -20 m/s)

10,5

IV(20m/s -25 m/s)

11,25

V(25m/s -30 m/s)

14

VI(30m/s -35 m/s)

19

VII(35m/s -40 m/s)

25,6


Thời gian để ô tô tăng tốc từ vận tốc 5m/s lên vận tốc 20m/s cần khoảng thời gian bằng diện tích (I)+(II)+(III) = 10,5+10,1+10,5=31,1 (S).

Tương tự thì ta được khoảng thời gian ô tô tăng tốc từ vận tốc 5m/s-40(m/s) cần khoảng thời gian bằng diện tích (I) + (II) + (III) + (IV) + (V) + (VI) + (VII) = 10,5 + 10,1 + 10,5 +11,25 + 14,19 + 25,6 = 100,95 (S).



Hình 10: đồ thị thời gian tăng tốc

Ta có bảng giá trị thời gian ứng với các tay số là:

t1

t2

t3

t4

t5

t6

0

0.8

0.4

3

0.5

0.3

0.066816

0.91

0.73496

3.532501

1.9136

3.368124

0.132475

1.02

1.063378

4.054601

3.298944

6.381698

0.197108

1.12

1.386054

4.567573

4.660097

9.351909

0.260834

1.22

1.703718

5.072578

6.000762

12.28907

0.323763

1.33

2.017043

5.570683

7.324343

15.20283

0.386

1.43

2.32665

6.06288

8.63401

18.10241

0.447643

1.53

2.633124

6.550095

9.932748

20.99676

0.508782

1.63

2.937016

7.033204

11.2234

23.89475

0.569508

1.73

3.238848

7.513041

12.50869

26.80529

0.629903

1.82

3.539126

7.990406

13.79132

29.73753

0.690051

1.92

3.838338

8.466076

15.0739

32.70104

0.750031

2.02

4.136963

8.940813

16.35908

35.70601

0.809923

2.12

4.435474

9.415369

17.64953

38.76343

0.869803

2.21

4.734342

9.890492

18.94798

41.88543

0.92975

2.31

5.034043

10.36694

20.25728

45.08556

0.989843

2.41

5.33506

10.84548

21.58041

48.37924

1.050161

2.51

5.637888

11.3269

22.92052

51.78431

1.110786

2.61

5.943043

11.81202

24.28101

55.32171

1.171801

2.71

6.25106

12.30169

25.66558

59.01651

1.233294

2.81

6.562507

12.79681

27.07827

62.8992

1.295355

2.91

6.877986

13.29834

28.5236

67.00766

1.358081

3.01

7.198144

13.80731

30.00662

71.38993

1.421573

3.11

7.523682

14.32483

31.53306

76.10852

1.485941

3.22

7.855364

14.85212

33.10951

81.24703

1.551301

3.32

8.194033

15.39051

34.74363

86.92131

1.61778

3.43

8.540624

15.94151

36.44441

93.2987



ĐỒ THỊ THỜI GIAN TĂNG TỐC ỨNG VỚI CÁC TAY SỐ



Ta nhận thấy thời gian tăng tốc của tay số 1 và 2 thấp hơn các tay số khác. Từ thời gian chuyển tay số đến khi đạt được vận tốc cao nhất của tay số đó thì khỏng thời gian không lớn tức là thời gian ngắn hơn để đạt được vận tốc lớn nhất trong lúc đó ở các tay số cao thì xe phải mất một thời gian khá lâu mới có thể đạt được giá trị cực đại cẩu tay số đó như số 4,5,6…





· Lập đồ thị quãng đường tăng tốc

Sau khi xác định được mối quan hệ phụ thuộc giữa thời gian tăng tốc và tốc độ chuyển động rời, ta có thể xác định quãng đường mà ô tô đi được sau thời gian tăng tốc và gọi là quãng đường tăng tốc.ta có

Từ biểu thức
;

Ta suy ra :
;

Từ quãng đường tăng tốc s trong phạm vi biến đổi của tốc độ từ v1 đến v2 được xác định từ biểu thức sau;

;

Tích phân này cũng không thể giải được bằng phương pháp giải tích, do nó cũng không có quan hệ phụ thuộc chính xác về giải tích giữa thời gian tăng tốc và vận tốc chuyển động của ô tô. vì vậy chúng ta cũng áp dụng phương pháp giải bằng đồ thị trên cơ sở đồ thị thời gian tăng tốc của ô tô .

ô tô tăng tốc từ vận tốc

Quãng đường tăng tốc

5m/s lên 10m/s

2,5 (m)

10m/s lên 15m/s

6,75(m)

15m/s lên 20m/s

17,25 (m)

20m/s lên 25m/s

19,5 (m)

25m/s lên 30m/s

25 (m)

30m/s lên 35m/s

33,3 (m)

35m/s lên 40m/s

43,75 (m)


Chúng ta lấy một phần nào đó diện tích tương ứng với khoảng biến thiên thời gian dt, phần diện tích được giới hạn bởi đường cong thời gian tăng tốc, trục tung và hai hoành độ tương ứng với độ biến thiên thời gian dt, sẽ biểu thị quãng đường tăng tốc của ôtô. tổng cộng tát cả các diện tích nhỏ này lại, ta được quãng đường tăng tốc của ôtô từ vận tốc v1 đến v2 và xây dựng được đồ thi quãng đường tăng tốc của ô tô phụ thuộc vào vận tốc chuyển động của chúng

Giả sử ô tô tăng tốc từ vận tốc 5m/s lên vận tốc 10m/s thì ô tô đi được quãng xác định bằng diện tích (I). diện tích (I) = 2,5 (m).

Giả sử ôtô tăng tốc từ vận tốc 10m/s lên vận tốc 15m/s thì ôtô đi được quãng xác định bằng diện tích (II). diện tích (II) =6,25 (m).

Giả sử ôtô tăng tốc từ vận tốc 5m/s lên vận tốc 20m/s thì ôtô đi được quãng xác định bằng diện tích (I) + (II) + (III) = 2,5 + 6,75 + 17,25 = 25,5 (m)

Tương tự ô tô tăng tốc từ vận tốc 5m/s lên vận tốc 40m/s thì ôtô đi được quãng xác định bằng tổng các diện tích trên =148,05 (m)





V (m/s)






Nhận xét:để xe tăng tốc lên vận tốc 40 (m/s) thì cần quãng đường 148,05 (m)

Ta có bảng giá trị quãng đường tăng tốc cho từng tay số

s1

s2

s3

s4

s5

s6

0

1.492962

1.234102

14.71429

3.825715

3.101931

0.078671

1.83743

2.456501

18.76992

15.86193

37.72777

0.167978

2.211531

3.827591

23.20133

29.44858

76.98284

0.267784

2.614876

5.345411

28.00358

44.57051

120.8707

0.377983

3.047164

7.008538

33.17306

61.21921

169.4215

0.4985

3.508184

8.816042

38.70741

79.39241

222.6911

0.629287

3.997803

10.76746

44.60548

99.09379

280.7621

0.770325

4.515967

12.86277

50.86722

120.3329

343.7444

0.921618

5.062695

15.1024

57.49367

143.1251

411.777

1.083198

5.63808

17.48717

64.48695

167.4915

485.0309

1.25512

6.242286

20.01836

71.85025

193.4594

563.7119

1.437467

6.87555

22.69764

79.58785

221.0623

648.0658

1.630344

7.53818

25.52717

87.70514

250.3407

738.3839

1.833885

8.230561

28.50951

96.20865

281.342

835.0104

2.04825

8.953153

31.64774

105.1061

314.1216

938.3524

2.273625

9.706498

34.94543

114.4066

348.7437

1048.892

2.510228

10.49122

38.4067

124.1205

385.2823

1167.204

2.758308

11.30805

42.03627

134.2597

423.8223

1293.975

3.018147

12.15778

45.83949

144.8379

464.4611

1430.035

3.290064

13.04136

49.82245

155.8702

507.3108

1576.394

3.574418

13.9598

53.992

167.3741

552.5

1734.302

3.87161

14.91428

58.35592

179.3693

600.1774

1905.32

4.18209

15.9061

62.92296

191.8778

650.515

2091.441

4.506362

16.93673

67.70304

204.9247

703.7129

2295.255

4.844989

18.00778

72.70738

218.5383

760.0054

2520.227

5.1986

19.12111

77.94875

232.751

819.6686

2771.135

5.567903

20.27878

83.44166

247.5995

883.0309

3054.843





Từ bảng giá trị ta có đồ thị





Kết luận

Việc tính toán động lực kéo của ô tô chỉ có ý nghĩa về mặt lý thuyết do tính tương đối của các phép tính ,và sự lựa chọn các hệ số trong quá trình tính toán không chính xác so với thực tế. Trong thực tế việc nghiên cứu đánh giá chất lượng kéo của ô tô được thực hiện trên đường hoặc trên các bệ thử chuyên dùng.




Tài liệu tham khảo:

1. Sách lý thuyết ô tô quân sự - NXB Quân đội nhân dân

2. www.otohui.com

3. www.tailieu.vn

4. www.123doc.com

5. Sách lý thuyết ô tô máy kéo

6. http://www.automobile-catalog.com
 

Nguyễn Thanh Đàm

Giữ xe
Nhân viên

hexxa3000

Tài xế O-H
Chào cụ !
Cảm ơn cụ đã đưa bài viết lên O-H tuy nhiên tôi mong cụ sửa lại giúp:
1. Tiêu đề : Không viết hoa toàn bộ
2. Nội dung : Hãy mô tả ngắn và đưa link download vào diễn đàn đọc thêm các bài viết sau đây
https://www.oto-hui.com/threads/huong-dan-dua-tai-lieu-dat-diem-download-tren-dien-dan.62684/
https://www.oto-hui.com/threads/noi-quy-tham-gia-giao-thong-tren-o-h-update-2015.62930/
mail em với: hexxa3000@gmail.com
 

khanhoto95

Tài xế O-H
Trường Đại Học Trần Đại Nghĩa

Khoa cơ khí động lực

********



BÀI TẬP LỚN

MÔN HỌC LÝ THUYẾT Ô TÔ



TÍNH TOÁN SỨC KÉO Ô TÔ

HONDA CR-V 2.0 i-VTEC 2WD





Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Chí Thanh

Họ tên sinh viên: Phạm Công Đạt

MSSV: 13DDS0302311

Lớp : Đại học ô tô 3




LỜI MỞ ĐẦU
CÁC BẠN NẾU KHÔNG XEM ĐƯỢC THÌ COMENT BÊN DƯỚI, MÌNH GỬI MAIL FILE HO CHỈNH CHO NHÉ


Tính toán sức kéo ô tô nhằm mục đích xác định các thông số cơ bản của động cơ, của hệ thống truyền lực để đảm bảo chất lượng động lực học của chúng trong các điều kiện sử dụng khác nhau,phù hợp với các điều kiện đã cho của ô tô. Từ đó để xác định các chỉ tiêu để đánh giá chất lượng kéo của ô tô như chỉ tiêu vận tốc lớn nhất, gốc dốc lớn nhất của đường mà ô tô có thể khắc phục được, gia tốc lớn nhất của ô tô, quãng đường và thời gian tăng tốc lớn nhất khi đạt vận tốc là lớn nhất. Các chỉ tiêu trên có thể tìm được khi giải phương trình chuyển động của ô tô bằng phương pháp đồ thị hoặc giải tích.

Tài liệu tính toán sức kéo ô tô có thể làm tài liệu nghiên cứu cho nhiều đối tượng khác nhau như sinh viên cơ khí, thợ sửa chữa ô tô trong các gara cũng như những người có nhu cầu khác....

Vì kiến thức còn hạn chế vì vậy tài liệu không thể không có những sai sót, vì vậy mong nhận được những đóng góp của Thầy và các bạn để tài liệu ngày càng hoàn thiện hơn!










I. SỐ LIỆU ĐỒ ÁN



Đại lượng

Giá trị

Đơn vị

Chiều dài cơ sở

2620

mm

Chiều rộng cơ sở

1565

mm

Dài x rộng x cao

4065x1820x1685

mm

Khoảng sáng gầm xe

170

mm

Trọng lượng xe không tải

1550

kg

Trọng lượng toàn bộ xe

2085

kg

Công suất cực đại động cơ

Nemax = 125

KW

Số vòng quay ứng với công suất cực đại

nN = 5800

Vòng/phút

Trọng lượng của xe

G = 1820

KG

Tỷ số truyền chung

io = 5,333


Tỷ số truyền tay số truyền 1

i1 = 3,642


Tỷ số truyền tay số truyền 2

I2 = 1,884


Tỷ số truyền tay số truyền 3

I3 = 1,236


Tỷ số truyền tay số truyền 4

I4 = 0,976


Tỷ số truyền tay số truyền 5

I5 = 0,791


Tỷ số truyền tay số truyền 6

I6 = 0,647


Tỷ số truyền tay số lùi

IR = 3,583


Cở lốp

225/60R18


Chiều rộng profile lốp

225

mm

Đường kính vành bánh xe

18

Inch



II. Nội ung cần hoàn thành

- Xây dựng đặc tính ngoài động cơ

- Lập đồ thị cân bằng công suất của ô tô

- Lập đồ thị cân bằng lực kéo

- Lập đồ thị đặc tính động lực của ô tô

- Lập đồ thị gia tốc của ô tô

- Lập đồ thị thời gian tăng tốc của ô tô









Chương 1: LỰC VÀ MOMEN TÁC DỤNG LÊN Ô TÔ



1. Các đường đặc tính ngoài động cơ

Mục đích: Đường đặc tính của động cơ nhận được bằng cách thí nghiệm động cơ trên bệ thử, khi cho động cơ làm việc ở chế độ cung cấp nhiên liệu cực đại, tức là mở bướm ga hoàn toàn ta sẽ nhận được đường đặc tính ngoài của động cơ, nếu bướm ga mở ở các vị trí khác nhau sẽ cho ta các đường đặc tính cục bộ. Như 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 Đecman.

Phương trình đường đặc tính qua công thức kinh nghiệm Leydecman:



Nemax - công suất cực đại động cơ ( KW, HP)

- số vòng quay ứng với Nemax (vòng/phút)

Các hệ số kinh nghiệm:

a = b = c = 1 - động cơ xăng 4 kỳ

a = 0,5; b = 1,5: c = 1 - động cơ diezel 4 kỳ

Ne tính bằng đơn vị KW

ne tính băng đơn vị vòng/min







2.Xây dựng đồ thị đặc tính ngoài Pk – V

Ta có:



,
: công suất hữu ích của động cơ và số vòng quay của trục khuỷu ứng với một điểm bất kỳ của đường đặc tính ngoài

( động cơ xăng a = b = c = 1)

Trong đó:

KW










Ta được bảng giá trị như sau:







hình 1: đồ thị đặc tính ngoài của động cơ

Công suất này được biểu diễn ở điểm 1 trên đồ thị nghĩa là tương ứng với số vòng quay ne của động cơ và số vòng quay nv (tốc độ vòng quay trục của khuỷu động cơ khi đạt tốc độ lớn nhất) là 6000 (v/ph). Vị trí điểm 1 nằm bên phải vị trí điểm 2. Điểm 2 là điểm ứng với công suất cực đại của động cơ Nemax = 125 (kw) có số vòng quay tương ứng là nN = 5800 (v/)ph)

Môment xoắn đạt giá trị cực đại Mmax= 265(N.m) ở số vòng quay nM =2600 và công suất đạt giá trị cực đại Nmax= 125 (Kw) ở số vòng quay nN= 5800 (v/ph). Động cơ ôtô chủ yếu làm việc trong vùng nM- nN.


Nhận xét: Khi tăng số vòng quay của trục khuỷu lớn hơn giá trị nN thì công suất sẽ giảm, chủ yếu là do sự nạp hỗn hợp khí kém đi và do tăng tổn thất ma sát trong động cơ. Ngoài ra khi tăng số vòng quay sẽ làm tăng tải trọng động gây hao mòn nhanh các chi tiết động cơ. Vì thế khi thiết kế ôtô du lịch thì số vòng quay của trục khuỷu động cơ tương ứng với tốc độ cực đại của ôtô trên đường nhựa tốt nằm ngang không vượt quá 10 - 20 % so với số vòng quay của nN.




Chương 2: TÍNH TOÁN SỨC KÉO Ô TÔ

1. Đồ thị cân bằng lực kéo:

a)Mục đích: Đồ thị cân bằng lực kéo là đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa lực kéo phát ra tại bánh xe chủ động pk và các lực cản chuyển động phụ thuộc vào vận tốc chuyển động của ôtô, nghĩa là:


b)Xây dựng lực kéo các tỉ số truyền:




Trong đó:
:công suất của động cơ

: hiệu suất của hệ thống truyền lực

: vận tốc chuyển động của xe ở tỷ số truyền I (m/s)

Tỷ số truyền chung

io = 5,333

Tỷ số truyền tay số truyền 1

i1 = 3,642

Tỷ số truyền tay số truyền 2

I2 = 1,884

Tỷ số truyền tay số truyền 3

I3 = 1,236

Tỷ số truyền tay số truyền 4

I4 = 0,976

Tỷ số truyền tay số truyền 5

I5 = 0,791

Tỷ số truyền tay số truyền 6

I6 = 0,647

Tỷ số truyền tay số lùi

IR = 3,583

PKi : Lực kéo tương ứng ở cấp số i .

Ø Các tỷ số truyền:

Ø Vận tốc
được xác định như sau:



Hay Vi =


Trong đó : ihi : Tỷ số truyền của cấp số i .

io : Tỷ số truyền lực chính .

Vi : Vận tốc chuyển động của ô tô theo số vòng quay của trục khuỷu

:vận tốc gốc của trục khuỷu động cơ (rad/s)

: bán kính tính toán của bánh xe (m)

:tỷ số truyền của hệ thống truyền lực ở số truyền i

Ta có:bán kính thiết kế của bánh xe



H = 60%.B B = 225mm

d = 18inch = 457 mm



(đối với lốp áp suất thấp )


- Các thông số có sẵn:

= 92%


Ta xây dựng được bảng giá trị:





V(m/s)




ĐỒ THỊ CÂN BẰNG LỰC KÉO

Phương trình động lực học chuyển động thẳng của ô tô thiết lập mối quan hệ giữa các nội lực và ngoại lực tác dụng lên xe. Phương trình này cho phép xác định giá trị của các lực chưa biết khi cho trước những số liệu cần thiết.

Phương trình động lực học chuyển động thẳng của ô tô bao gồm phương trình cân bằng lực kéo và phương trình cần bằng công suất.

Phương trình cân bằng lực kéo:



Trong đó:
: lực kéo cần thiết của xe sinh ra

: lực cản lăn

: lực cản dốc

: lực quán tính

: lực cản không khí

Khảo sát xe chạy trên đường nhựa cáo chất lượng trung bình, Đường bằng phẳng và không có dốc, xe chuyển động đều trên đường

Qua các giả thiết đó ta có:



· Lực cản lăn:



: là hệ số cản lăn. Đối với mặt đường nhựa có chất lượng trung bình thì hệ số cản lăn


G: là trọng lượng toàn tải của xe G = m.g = 2085 x10=20850 N


= 0,015 x 20850 = 312,75 (N)

· Lực cản không khí:



K: hệ số cản không khí với xe du lịch chọn K= 0.2 (N
)

Chiều rộng cơ sở của xe 1.565m

Chiều cao cơ sở của xe 1.685m

Diện tích mặt cản

=1,565 x 1,685 = 2,63


Ta có bảng giá trị:





Pk



Hình 3: ĐỒ THỊ CÂN BẰNG LỰC KÉO


Từ đồ thị ta thấy: ở tay số 1 lực kéo lớn nhất là lực kéo dư này có thể giúp xe vượt qua các đường dốc, tăng tải…

Tổng lực cản đối với loại đường này cẫn nhỏ hơn lực kéo của tay số 6 có nghĩa là xe có thể đạt hơn vận tốc giới hạn. Nhưng để đảm bảo an toàn cho xe thì hang đã giới hạn tốc độ cho phép của xe là 216 km/h ( giới hạn mức nhiên liệu cấp vào động cơ).

Nhận xét:ta đã được đường cong tổng hợp là tổng số lực cản của mặt đường Pf và lực cản không khí P
, nghĩa là Pf+ P
. Đường cong giữa lực kéo tiếp tuyến Pk4 = f(v) và đường cong Pf+ P
= f(v) cắt nhau tại điểm A, khi chiếu điểm A xuống trục hoành, ta được vận tốc lớn nhất của ôtô vmax = 216 km/h. Tương ứng vói các vận tốc khác nhau của ôtô , thì các tung độ nằm giữa các đường cong lực kéo tiếp tuyến Pk và đường cong lực cản tổng cộng Pf+ P
nằm về bên trái của điểm A là lực kéo dư của ôtô, ký hiệu là Pd , lực kéo dư nhằm để tăng tốc ôtô hoặc ôtô chuyển động lên dốc với vận tốc góc tăng lên.

Xe chạy ở các tay số theo sơ đồ như sau:

Ở tay số truyền 1 xe chạy đến tốc độ cho phép là 39,56 km/h

Ở tay số truyền 2 xe chạy đến tốc độ cho phép là 75,5 km/h

Ở tay số truyền 3 xe chạy đến tốc độ cho phép là 116,6km/h

Ở tay số truyền 4 xe chạy đến tốc độ cho phép là 147,6 km/h

Ở tay số truyền 5 xe chạy đến tốc độ cho phép là 180,3 km/h

Ở tay số truyền 6 xe chạy đến tốc độ cho phép là 216 km/h




2. PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG CÔNG SUẤT- ĐỒ THỊ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT

Phương trình cân bằng công suất

Công suất của động cơ phát ra sau khi đã mất mát trong hệ thống truyền lực, phần vận hành, công suất còn lại dùng để khắc phục lực cản lăn, cản lên dốc, cản không khí, cản tăng. Phương trình biểu diễn mối quan hệ giữa công suất động cơ phát ra và các công suất kể trên gọi là phương trình cân bằng công suất.

Ne = NT + Nf ± Ni ± Nj ± N


Trong đó:

Nf – công suất tiêu hao để khắc phục lực cản lăn

Ne – công suất của động cơ, lấy theo đường đặc tính ngoài.

NT – công suất tiêu hao dùng cho hệ thống truyền lực

Ni – công suất tiêu hao để khắc phục lực cản lên dốc

N
- công suất tiêu hao để khắc phục lực cản không khí

Nj – công suất tiêu hao để khắc phục lực cản quán tính

chú ý:

Ni – lấy dấu ( + ) khi xe chuyển động lên dốc

- lấy dấu ( -) khi xe chuyển động xuống dốc

Nj - lấy dấu ( + ) khi xe chuyển động tăng tốc

- lấy dấu ( -) khi xe chuyển động giảm tốc


Trong trường hợp tổng quát ta có phương trình cân bằng công suất:

Nk= Ne- Nt = Ne
tl = Nf + Ni + N
Nj

Ta có: Nf= G.f.v.cos


Ni= G.v.sin


Nj=


N
= k.F.v3 = W. v3

Với: G: trọng lượng của ôtô

f : hệ số cản lăn ( đường nhựa và đường bê tông tốt chọn f = 0,015)

v : vận tốc của ôtô

W: nhân tố cản của không khí

: góc dốc của mặt đường

K: hệ số cản không khí ( xe du lịch k = 0,3)

Diện tích mặt cản
= B x H = 1,565 x 1,685 = 2,63



Với
thì tổng công suất cản trên bánh xe chủ động :



Trong đó:


= 31,275.
(kw)




31,275.
+
(kw)





Công suất tại bánh xe chủ động


Tương tự ứng với các số truyền khác nhau ta được bảng như sau:

Ta được bảng giá trị công suất:





Hình 4: ĐỒ THỊ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT



3. NHÂN TỐ ĐỘNG LỰC HỌC

Để đánh giá chất lượng động lực học của ô tô người ta đưa ra một thông số có kể đến trọng lượng và chất lượng khí động của xe. Thông số này được gọi là nhân tố động lực học của ô tô.

· Nhân tố động lực học của ô tô

Từ phương trình cân bằng lực kéo có thể rút ra:





Chia 2 vế của biểu thức cho G ta có:



Nhân tố động lực học của xe là tỷ số giữa hiệu lực kéo theo động cơ và lực cản không khí với trọng lượng toàn bộ xe.

Giữa nhân tố động lực học và các thông số đặc trưng cho lực cản chuyển động của ô tô có mối quan hệ sau:

Đối với giả thiết xe chạy trên mặt đường bằng, chất lượng mặt đường trung bình và chuyển động đều trên đường thì ta có:

D = f

Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa nhân tố động lực học với vân tốc chuyển động của ô tô ở các số truyền được gọi là đặc tính động lực học:

Ta có công thức :



Vậy:








Ta có bảng giá trị:

ne (v/p)

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5800

6000

Pw1

2.648724

5.959629

10.5949

16.55453

23.83852

32.44687

42.37958

53.63666

66.2181

89.10308

95.35406

Pw2

9.898167

22.27088

39.59267

61.86355

89.08351

121.2526

158.3707

200.4379

247.4542

332.9744

356.334

Pw3

22.99745

51.74426

91.98979

143.7341

206.977

281.7187

367.9592

465.6983

574.9362

773.6342

827.9081

Pw4

36.88221

82.98498

147.5288

230.5138

331.9399

451.8071

590.1154

746.8648

922.0553

1240.718

1327.76

Pw5

56.15179

126.3415

224.6072

350.9487

505.3661

687.8595

898.4287

1137.074

1403.795

1888.946

2021.465

Pw6

83.92822

188.8385

335.7129

524.5514

755.354

1028.121

1342.852

1699.547

2098.206

2823.345

3021.416







D1

D2

D3

D4

D5

D6

0.49

0.28

0.17

0.1080

0.0684924

0.0496

0.50

0.29

0.18

0.1099

0.0696167

0.0503

0.51

0.30

0.18

0.1117

0.0706287

0.0508

0.51

0.30

0.18

0.1134

0.0715284

0.0513

0.52

0.30

0.18

0.1148

0.0723159

0.0516

0.53

0.31

0.19

0.1161

0.0729912

0.0519

0.53

0.31

0.19

0.1173

0.0735541

0.0520

0.54

0.31

0.19

0.1183

0.0740049

0.0521

0.54

0.32

0.19

0.1191

0.0743433

0.0520

0.55

0.32

0.19

0.1198

0.0745695

0.0519

0.55

0.32

0.19

0.1203

0.0746834

0.0517




Từ bảng giá trị ta có đồ thị nhân tố lực kéo của động cơ



Hình 5: ĐỒ THỊ NHÂN TỐ ĐỘNG LỰC HỌC


Như vậy ta thấy khu vực có vận tốc lớn hơn vận tốc giới hạn được gọi là khu việc làm việc ổn định của ô tô ở số truyền đó. Bởi vì khi xe làm việc trong khu vực này nếu sức cản cảu đường tăng lên sẽ làm giảm tốc độ chuyển động, nhưng nhân tố độnglực học lại tăng lên, do đó vậy xe có thể khắc phục được sức cản tăng lên tức thời ấy.

Giữa các đường đặc tính ở các số truyền có khoảng trùng điệp.Nhờ đó mà sau khi chuyển số ô tô đều làm việc trong khu vực ổn định.

· Nhân tố động lực học theo điều kiện bám:

Lực kéo sinh ra trên bánh xe chủ động ở loại đường cho trước có một giá trị giới hạn phụ thuộc vào chất lượng bám của lốp. Giá trị lớn nhất của lực kéo trong thực tế có thể có được thao điều kiện bám được gọi là lực kéo theo bám hay gọi tắt là lực bám.

Theo định nghĩa thì




Trong một số trường hợp, do sự trượt của bánh xe chủ động nên không sử dụng hết khả năng động lực của ô tô (không phát huy hết lực kéo lớn nhất theo động cơ).

Giả thiết xe chạy trên đường nhựa và bê tông khô

Ta có hệ số bám trên mặt đường như như sau:





Đối với từng tay số khác nhau thì nhân tố động lực theo điều kiện bám khác nhau.

Ta có bảng giá trị nhân tố động lực theo điều kiện bám.

D
1

D
2

D
3

D
4

D
5

D
6

0.553725

0.322483

0.471926

0.122701

0.078654

0.058204

0.553692

0.32245

0.471894

0.122668

0.078622

0.058172

0.553595

0.322353

0.471796

0.122571

0.078524

0.058074

0.553432

0.32219

0.471633

0.122408

0.078361

0.057911

0.553204

0.321962

0.471405

0.12218

0.078134

0.057683

0.552911

0.321669

0.471112

0.121887

0.077841

0.05739

0.552553

0.321311

0.470754

0.121529

0.077483

0.057032

0.55213

0.320888

0.470331

0.121106

0.077059

0.056609

0.551642

0.3204

0.469843

0.120617

0.076571

0.056121

0.551088

0.319846

0.469289

0.120064

0.076018

0.055568

0.55047

0.319228

0.468671

0.119446

0.075399

0.054949



Từ bảng giá trị nhân tố động học theo điều kiện bám thì ta có đồ thị nhân tố điều kiện bám như sau:



Hình 6: đồ thị nhân tố động lực theo điều kiện bám

· Đặc tính động lực học khi tải trọng thay đổi

Từ biểu thức tính toán nhân tố động lực học ta nhận xét rằng:

Giá trị nhân tố động lực học của ô tô tỷ lệ nghịch với trọng lượng toàn bộ của nó. Điều này cho phép chúng ta tính được nhân tố động lực học của ô tô tương ứng với trọng lượng bất kỳ nào đó theo công thức: Dx.Gx = D.G

Hay: Dx = D.


Trong đó:

Gx: Trọng lượng toàn bộ của ô tô khi chở với tải trọng thay đổi (gồm trọng lượng thiết kế G0 và trọng lượng hàng thực tế chất lên xe Gex).

Dx: Nhân tố động lực học của ô tô tương ứng với trọng lượng mới

G: Trọng lượng của ô tô khi đầy tải ( Gồm trọng lượng thiết kế G0 và trọng lượng chở hàng, hành khách theo định mức Ge).

D: Nhân tố động lực học của ô tô tương ứng với khi đầy tải

Để xác định đặc tính động lực của xe khi chở với tải trọng thay đổi ta phải lập đồ thị D tương ứng gọi là đồ thị tia.

Ta có:


Với:

: Là góc nghiêng của các tia ứng với số phần trăm tải trọng sử dụng từ trục hoành.

Ta đem chất tải lên xe theo số phần trăm tải trọng định mức, ta sẽ xác định được trọng lượng toàn bộ của xe với trọng lượng chở hàng thực tế, từ đó ta tìm ra được góc
tương ứng với số phần trăm tải trọng nói trên. Ta thành lập theo bảng sau:


% tải trọng

Tải trọng bất kỳ
(kg)

Tải trọng toàn tải (kg)





20

417

2085

0.2

11

60

1251

2085

0.6

30

80

1668

2085

0.8

38

100

2085

2085

1

45

120

2502

2085

1.2

50

150

3127

2085

1.5

56

180

3753

2085

1.8

60

200

4170

2085

2

63




Hình 7: đặc tính động lực học của ô tô khi tải trọng thay đổi



4. Lập đồ thị gia tốc của ôtô.

Gia tốc của xe được xác định theo công thức:


J=(D-ᴪ)


Trong đó:

D-nhân tố động lực của xe

-hệ số cản tổng cộng của đường

=f=0,015 (vì ô tô ta đang xét chuyển động trên dường nằm ngang)

g-gia tốc trọng trường(g=10m/s2)

-hệ số tính đến ảnh hưởng của các khối lượng quay xe khi tăng tốc

Trị số
có thể tính theo công thức gần đúng:

với


Vậy ta có


ih là tỉ số truyền của hộp số ở số h.

Ta có bảng giá trị cho từng tay số:

Tay số 1: i1= 3,642
=1,71

V1 (m/s)

1.832229

2.748344

3.664459

4.580574

5.496688

6.412803

7.328918

8.245032

9.161147

10.62693

10.99338

D1

0.49

0.5

0.51

0.51

0.52

0.53

0.53

0.54

0.54

0.55

0.55

J1

2.777778

2.836257

2.894737

2.894737

2.953216

3.011696

3.011696

3.070175

3.070175

3.128655

3.128655

1/J1

0.36

0.352577

0.345455

0.345455

0.338614

0.332039

0.332039

0.325714

0.325714

0.319626

0.319626


Tay số 2: i2=1,884
=1,23

V2 (m/s)

3.541921

5.312882

7.083842

8.854803

10.62576

12.39672

14.16768

15.93865

17.70961

20.54314

21.25153

D2

0.28

0.29

0.3

0.3

0.3

0.31

0.31

0.31

0.32

0.32

0.32

J2

2.154472

2.235772

2.317073

2.317073

2.317073

2.398374

2.398374

2.398374

2.479675

2.479675

2.479675

1/J2

0.464151

0.447273

0.431579

0.431579

0.431579

0.416949

0.416949

0.416949

0.403279

0.403279

0.403279



Tay số 3: i3=1,236
=1,13

V3 (m/s)

5.398851

8.098276

10.7977

13.49713

16.19655

18.89598

21.5954

24.29483

26.99425

31.31333

32.3931

D3

0.17

0.18

0.18

0.18

0.18

0.19

0.19

0.19

0.19

0.19

0.19

J3

1.371681

1.460177

1.460177

1.460177

1.460177

1.548673

1.548673

1.548673

1.548673

1.548673

1.548673

1/J3

0.729032

0.684848

0.684848

0.684848

0.684848

0.645714

0.645714

0.645714

0.645714

0.645714

0.645714


Tay số 4: i4=0,976
=1,09

V4 (m/s)

6.837069

10.2556

13.67414

17.09267

20.51121

23.92974

27.34828

30.76681

34.18535

39.655

41.02242

D4

0.108

0.1099

0.1117

0.1134

0.1148

0.1161

0.1173

0.1183

0.1191

0.1198

0.1203

J4

0.853211

0.870642

0.887156

0.902752

0.915596

0.927523

0.938532

0.947706

0.955046

0.961468

0.966055

1/J4

1.172043

1.148577

1.127198

1.107724

1.092184

1.07814

1.065494

1.055179

1.04707

1.040076

1.035138


Tay số 5: I5=0,791
=1,08

V5 (m/s)

8.436131

12.6542

16.87226

21.09033

25.30839

29.52646

33.74452

37.96259

42.18065

48.92956

50.61679

D5

0.068492

0.069617

0.070629

0.071528

0.072316

0.072991

0.073554

0.074005

0.074343

0.07457

0.074683

J5

0.4953

0.50571

0.515081

0.523411

0.530703

0.536956

0.542168

0.546342

0.549475

0.551569

0.552624

1/J5

2.018978

1.977417

1.941444

1.910544

1.884294

1.862352

1.844448

1.830356

1.819919

1.813008

1.809548


Tay số 6: I6=0,647
=1,07

V6 (m/s)

10.31372

15.47059

20.62745

25.78431

30.94117

36.09803

41.2549

46.41176

51.56862

59.8196

61.88235

D6

0.0496

0.0503

0.0508

0.0513

0.0516

0.0519

0.0521

0.0521

0.0521

0.0519

0.0517

J6

0.323364

0.329907

0.334579

0.339252

0.342056

0.34486

0.345794

0.346729

0.345794

0.34486

0.342991

1/J6

3.092486

3.031161

2.988827

2.947658

2.923497

2.899729

2.891892

2.884097

2.891892

2.899729

2.915531








V m/s




Đồ thị gia tốc




Hình 8: Đồ thị gia tốc

Ta thấy gia tốc ở tay số 2 lớn hơn gia tốc ở tay số 1 vì: Do tỷ số truyền của tay số 1 quá lớn so với tỷ số truyền của tay số 2. Do đó xe bắt đầu tăng tốc 1 cách nhanh chóng và tốt nhất ở tay số 2 trong quá trình vượt xe khác nên chuyển về tay số 2 và 3 vì trong khoảng thời gian đó xe đạt giá trị tăng tốc cao nhất.



Hình 9: đồ thị ngược gia tốc



5. Lập đồ thị thời gian tăng tốc của ôtô.

Từ biểu thức
;

Ta suy ra :
;

Thời gian tăng tốc của ô 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 ô 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 ô 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 tỷ lệ biểu diễn trên trục hoành ta chia ra các khoảng tốc độ 5– 10 m/s; 10 – 15 m/s…

Theo đó ta xây dựng được bảng số liệu sau.

v(km/h)

v(m/s)

ne

Ne

Me

D

j

1/j

18

5

749.2975

17.96537

228.9998

0.1594

0.5843

1.7115

36

10

1498.595

38.48608

245.286

0.1682

0.6196

1.6140

54

15

2247.892

59.94504

254.7012

0.1704

0.6288

1.5905

72

20

2997.19

80.72513

257.2455

0.1662

0.6115

1.6353

90

25

3746.487

99.20923

252.9188

0.1554

0.5678

1.7611

108

30

4495.785

113.7802

241.7211

0.1380

0.4977

2.0092

126

35

5245.082

122.821

223.6525

0.1142

0.4012

2.4926

144

40

5994.38

124.7145

198.7129

0.0838

0.2782

3.5944

162

45

6743.677

117.8435

166.9023

0.0468

0.1288

5.6780

180

50

7492.975

100.591

128.2208

0.0034

0.1058

9.8570

198

55

8242.272

71.33988

82.66825

0.0012

0.0687

14.5560

216

60

8991.57

28.47295

30.24477

0.0009

0.0467

21.4133



Từ các số liệu ở bảng trên ta xây dựng được đồ thị gia tốc ngược Chúng ta lấy một phần diện tích nào đó tương ứng với khoảng biến thiên vận tốc dv, phần diện tích được giới hạn bởi đường cong 1/j , trục hoành và hai tung độ tương ứng với sự biến thiên vận tốc dv, sẽ biểu thị thời gian tăng tốc của ôtô. Tổng cộng tất cả các diện tích nhỏ này lại, ta được đồ thị thời gian tăng tốc của ôtô từ vận tốc v1 đến vận tốc v2 và xây dựng được đồ thị thời gian tăng tốc của ôtô phụ thuộc vào vận tốc chuyển động của ôtô t = f(v).





III




Hình 9: đồ thị gia tốc ngược ở số 6










Giả sử ô tô tăng tốc từ vận tốc 5m/s lên vận tốc 10 m/s thì cần có khoảng thời gian xác định bằng diện tích (I).

Từ đồ thị gia tốc ngược ta xác định được diện tích (I) = 10,1 (S).

Giả sử ô tô tăng tốc từ vận tốc 5m/s lên vận tốc 20m/s thì cần có khoảng thời gian xác định bàng diện tích (I) + diện tích (II)+ diện tích (III)

Tương tự ta có được các diện tích như đã thể hiện như trên.

Qua tính toán ta được giá trị của các diện tích như sau:

Diện tích

Khoảng thời gian (s)

I (5m/s -10 m/s)

10,5

II(10m/s -15 m/s)

10,1

III(15m/s -20 m/s)

10,5

IV(20m/s -25 m/s)

11,25

V(25m/s -30 m/s)

14

VI(30m/s -35 m/s)

19

VII(35m/s -40 m/s)

25,6


Thời gian để ô tô tăng tốc từ vận tốc 5m/s lên vận tốc 20m/s cần khoảng thời gian bằng diện tích (I)+(II)+(III) = 10,5+10,1+10,5=31,1 (S).

Tương tự thì ta được khoảng thời gian ô tô tăng tốc từ vận tốc 5m/s-40(m/s) cần khoảng thời gian bằng diện tích (I) + (II) + (III) + (IV) + (V) + (VI) + (VII) = 10,5 + 10,1 + 10,5 +11,25 + 14,19 + 25,6 = 100,95 (S).



Hình 10: đồ thị thời gian tăng tốc

Ta có bảng giá trị thời gian ứng với các tay số là:

t1

t2

t3

t4

t5

t6

0

0.8

0.4

3

0.5

0.3

0.066816

0.91

0.73496

3.532501

1.9136

3.368124

0.132475

1.02

1.063378

4.054601

3.298944

6.381698

0.197108

1.12

1.386054

4.567573

4.660097

9.351909

0.260834

1.22

1.703718

5.072578

6.000762

12.28907

0.323763

1.33

2.017043

5.570683

7.324343

15.20283

0.386

1.43

2.32665

6.06288

8.63401

18.10241

0.447643

1.53

2.633124

6.550095

9.932748

20.99676

0.508782

1.63

2.937016

7.033204

11.2234

23.89475

0.569508

1.73

3.238848

7.513041

12.50869

26.80529

0.629903

1.82

3.539126

7.990406

13.79132

29.73753

0.690051

1.92

3.838338

8.466076

15.0739

32.70104

0.750031

2.02

4.136963

8.940813

16.35908

35.70601

0.809923

2.12

4.435474

9.415369

17.64953

38.76343

0.869803

2.21

4.734342

9.890492

18.94798

41.88543

0.92975

2.31

5.034043

10.36694

20.25728

45.08556

0.989843

2.41

5.33506

10.84548

21.58041

48.37924

1.050161

2.51

5.637888

11.3269

22.92052

51.78431

1.110786

2.61

5.943043

11.81202

24.28101

55.32171

1.171801

2.71

6.25106

12.30169

25.66558

59.01651

1.233294

2.81

6.562507

12.79681

27.07827

62.8992

1.295355

2.91

6.877986

13.29834

28.5236

67.00766

1.358081

3.01

7.198144

13.80731

30.00662

71.38993

1.421573

3.11

7.523682

14.32483

31.53306

76.10852

1.485941

3.22

7.855364

14.85212

33.10951

81.24703

1.551301

3.32

8.194033

15.39051

34.74363

86.92131

1.61778

3.43

8.540624

15.94151

36.44441

93.2987



ĐỒ THỊ THỜI GIAN TĂNG TỐC ỨNG VỚI CÁC TAY SỐ



Ta nhận thấy thời gian tăng tốc của tay số 1 và 2 thấp hơn các tay số khác. Từ thời gian chuyển tay số đến khi đạt được vận tốc cao nhất của tay số đó thì khỏng thời gian không lớn tức là thời gian ngắn hơn để đạt được vận tốc lớn nhất trong lúc đó ở các tay số cao thì xe phải mất một thời gian khá lâu mới có thể đạt được giá trị cực đại cẩu tay số đó như số 4,5,6…





· Lập đồ thị quãng đường tăng tốc

Sau khi xác định được mối quan hệ phụ thuộc giữa thời gian tăng tốc và tốc độ chuyển động rời, ta có thể xác định quãng đường mà ô tô đi được sau thời gian tăng tốc và gọi là quãng đường tăng tốc.ta có

Từ biểu thức
;

Ta suy ra :
;

Từ quãng đường tăng tốc s trong phạm vi biến đổi của tốc độ từ v1 đến v2 được xác định từ biểu thức sau;

;

Tích phân này cũng không thể giải được bằng phương pháp giải tích, do nó cũng không có quan hệ phụ thuộc chính xác về giải tích giữa thời gian tăng tốc và vận tốc chuyển động của ô tô. vì vậy chúng ta cũng áp dụng phương pháp giải bằng đồ thị trên cơ sở đồ thị thời gian tăng tốc của ô tô .

ô tô tăng tốc từ vận tốc

Quãng đường tăng tốc

5m/s lên 10m/s

2,5 (m)

10m/s lên 15m/s

6,75(m)

15m/s lên 20m/s

17,25 (m)

20m/s lên 25m/s

19,5 (m)

25m/s lên 30m/s

25 (m)

30m/s lên 35m/s

33,3 (m)

35m/s lên 40m/s

43,75 (m)


Chúng ta lấy một phần nào đó diện tích tương ứng với khoảng biến thiên thời gian dt, phần diện tích được giới hạn bởi đường cong thời gian tăng tốc, trục tung và hai hoành độ tương ứng với độ biến thiên thời gian dt, sẽ biểu thị quãng đường tăng tốc của ôtô. tổng cộng tát cả các diện tích nhỏ này lại, ta được quãng đường tăng tốc của ôtô từ vận tốc v1 đến v2 và xây dựng được đồ thi quãng đường tăng tốc của ô tô phụ thuộc vào vận tốc chuyển động của chúng

Giả sử ô tô tăng tốc từ vận tốc 5m/s lên vận tốc 10m/s thì ô tô đi được quãng xác định bằng diện tích (I). diện tích (I) = 2,5 (m).

Giả sử ôtô tăng tốc từ vận tốc 10m/s lên vận tốc 15m/s thì ôtô đi được quãng xác định bằng diện tích (II). diện tích (II) =6,25 (m).

Giả sử ôtô tăng tốc từ vận tốc 5m/s lên vận tốc 20m/s thì ôtô đi được quãng xác định bằng diện tích (I) + (II) + (III) = 2,5 + 6,75 + 17,25 = 25,5 (m)

Tương tự ô tô tăng tốc từ vận tốc 5m/s lên vận tốc 40m/s thì ôtô đi được quãng xác định bằng tổng các diện tích trên =148,05 (m)





V (m/s)






Nhận xét:để xe tăng tốc lên vận tốc 40 (m/s) thì cần quãng đường 148,05 (m)

Ta có bảng giá trị quãng đường tăng tốc cho từng tay số

s1

s2

s3

s4

s5

s6

0

1.492962

1.234102

14.71429

3.825715

3.101931

0.078671

1.83743

2.456501

18.76992

15.86193

37.72777

0.167978

2.211531

3.827591

23.20133

29.44858

76.98284

0.267784

2.614876

5.345411

28.00358

44.57051

120.8707

0.377983

3.047164

7.008538

33.17306

61.21921

169.4215

0.4985

3.508184

8.816042

38.70741

79.39241

222.6911

0.629287

3.997803

10.76746

44.60548

99.09379

280.7621

0.770325

4.515967

12.86277

50.86722

120.3329

343.7444

0.921618

5.062695

15.1024

57.49367

143.1251

411.777

1.083198

5.63808

17.48717

64.48695

167.4915

485.0309

1.25512

6.242286

20.01836

71.85025

193.4594

563.7119

1.437467

6.87555

22.69764

79.58785

221.0623

648.0658

1.630344

7.53818

25.52717

87.70514

250.3407

738.3839

1.833885

8.230561

28.50951

96.20865

281.342

835.0104

2.04825

8.953153

31.64774

105.1061

314.1216

938.3524

2.273625

9.706498

34.94543

114.4066

348.7437

1048.892

2.510228

10.49122

38.4067

124.1205

385.2823

1167.204

2.758308

11.30805

42.03627

134.2597

423.8223

1293.975

3.018147

12.15778

45.83949

144.8379

464.4611

1430.035

3.290064

13.04136

49.82245

155.8702

507.3108

1576.394

3.574418

13.9598

53.992

167.3741

552.5

1734.302

3.87161

14.91428

58.35592

179.3693

600.1774

1905.32

4.18209

15.9061

62.92296

191.8778

650.515

2091.441

4.506362

16.93673

67.70304

204.9247

703.7129

2295.255

4.844989

18.00778

72.70738

218.5383

760.0054

2520.227

5.1986

19.12111

77.94875

232.751

819.6686

2771.135

5.567903

20.27878

83.44166

247.5995

883.0309

3054.843





Từ bảng giá trị ta có đồ thị





Kết luận

Việc tính toán động lực kéo của ô tô chỉ có ý nghĩa về mặt lý thuyết do tính tương đối của các phép tính ,và sự lựa chọn các hệ số trong quá trình tính toán không chính xác so với thực tế. Trong thực tế việc nghiên cứu đánh giá chất lượng kéo của ô tô được thực hiện trên đường hoặc trên các bệ thử chuyên dùng.




Tài liệu tham khảo:

1. Sách lý thuyết ô tô quân sự - NXB Quân đội nhân dân

2. www.otohui.com

3. www.tailieu.vn

4. www.123doc.com

5. Sách lý thuyết ô tô máy kéo

6. http://www.automobile-catalog.com
Bác gửi cho em xem thử: Xem trên web xem hình không được ạ. subinguyen13@gmail.com
 

nvhieu2502

Tài xế O-H
Trường Đại Học Trần Đại Nghĩa

Khoa cơ khí động lực

********



BÀI TẬP LỚN

MÔN HỌC LÝ THUYẾT Ô TÔ



TÍNH TOÁN SỨC KÉO Ô TÔ

HONDA CR-V 2.0 i-VTEC 2WD





Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Chí Thanh

Họ tên sinh viên: Phạm Công Đạt

MSSV: 13DDS0302311

Lớp : Đại học ô tô 3




LỜI MỞ ĐẦU
CÁC BẠN NẾU KHÔNG XEM ĐƯỢC THÌ COMENT BÊN DƯỚI, MÌNH GỬI MAIL FILE HO CHỈNH CHO NHÉ


Tính toán sức kéo ô tô nhằm mục đích xác định các thông số cơ bản của động cơ, của hệ thống truyền lực để đảm bảo chất lượng động lực học của chúng trong các điều kiện sử dụng khác nhau,phù hợp với các điều kiện đã cho của ô tô. Từ đó để xác định các chỉ tiêu để đánh giá chất lượng kéo của ô tô như chỉ tiêu vận tốc lớn nhất, gốc dốc lớn nhất của đường mà ô tô có thể khắc phục được, gia tốc lớn nhất của ô tô, quãng đường và thời gian tăng tốc lớn nhất khi đạt vận tốc là lớn nhất. Các chỉ tiêu trên có thể tìm được khi giải phương trình chuyển động của ô tô bằng phương pháp đồ thị hoặc giải tích.

Tài liệu tính toán sức kéo ô tô có thể làm tài liệu nghiên cứu cho nhiều đối tượng khác nhau như sinh viên cơ khí, thợ sửa chữa ô tô trong các gara cũng như những người có nhu cầu khác....

Vì kiến thức còn hạn chế vì vậy tài liệu không thể không có những sai sót, vì vậy mong nhận được những đóng góp của Thầy và các bạn để tài liệu ngày càng hoàn thiện hơn!










I. SỐ LIỆU ĐỒ ÁN



Đại lượng

Giá trị

Đơn vị

Chiều dài cơ sở

2620

mm

Chiều rộng cơ sở

1565

mm

Dài x rộng x cao

4065x1820x1685

mm

Khoảng sáng gầm xe

170

mm

Trọng lượng xe không tải

1550

kg

Trọng lượng toàn bộ xe

2085

kg

Công suất cực đại động cơ

Nemax = 125

KW

Số vòng quay ứng với công suất cực đại

nN = 5800

Vòng/phút

Trọng lượng của xe

G = 1820

KG

Tỷ số truyền chung

io = 5,333


Tỷ số truyền tay số truyền 1

i1 = 3,642


Tỷ số truyền tay số truyền 2

I2 = 1,884


Tỷ số truyền tay số truyền 3

I3 = 1,236


Tỷ số truyền tay số truyền 4

I4 = 0,976


Tỷ số truyền tay số truyền 5

I5 = 0,791


Tỷ số truyền tay số truyền 6

I6 = 0,647


Tỷ số truyền tay số lùi

IR = 3,583


Cở lốp

225/60R18


Chiều rộng profile lốp

225

mm

Đường kính vành bánh xe

18

Inch



II. Nội ung cần hoàn thành

- Xây dựng đặc tính ngoài động cơ

- Lập đồ thị cân bằng công suất của ô tô

- Lập đồ thị cân bằng lực kéo

- Lập đồ thị đặc tính động lực của ô tô

- Lập đồ thị gia tốc của ô tô

- Lập đồ thị thời gian tăng tốc của ô tô









Chương 1: LỰC VÀ MOMEN TÁC DỤNG LÊN Ô TÔ



1. Các đường đặc tính ngoài động cơ

Mục đích: Đường đặc tính của động cơ nhận được bằng cách thí nghiệm động cơ trên bệ thử, khi cho động cơ làm việc ở chế độ cung cấp nhiên liệu cực đại, tức là mở bướm ga hoàn toàn ta sẽ nhận được đường đặc tính ngoài của động cơ, nếu bướm ga mở ở các vị trí khác nhau sẽ cho ta các đường đặc tính cục bộ. Như 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 Đecman.

Phương trình đường đặc tính qua công thức kinh nghiệm Leydecman:



Nemax - công suất cực đại động cơ ( KW, HP)

- số vòng quay ứng với Nemax (vòng/phút)

Các hệ số kinh nghiệm:

a = b = c = 1 - động cơ xăng 4 kỳ

a = 0,5; b = 1,5: c = 1 - động cơ diezel 4 kỳ

Ne tính bằng đơn vị KW

ne tính băng đơn vị vòng/min







2.Xây dựng đồ thị đặc tính ngoài Pk – V

Ta có:



,
: công suất hữu ích của động cơ và số vòng quay của trục khuỷu ứng với một điểm bất kỳ của đường đặc tính ngoài

( động cơ xăng a = b = c = 1)

Trong đó:

KW










Ta được bảng giá trị như sau:







hình 1: đồ thị đặc tính ngoài của động cơ

Công suất này được biểu diễn ở điểm 1 trên đồ thị nghĩa là tương ứng với số vòng quay ne của động cơ và số vòng quay nv (tốc độ vòng quay trục của khuỷu động cơ khi đạt tốc độ lớn nhất) là 6000 (v/ph). Vị trí điểm 1 nằm bên phải vị trí điểm 2. Điểm 2 là điểm ứng với công suất cực đại của động cơ Nemax = 125 (kw) có số vòng quay tương ứng là nN = 5800 (v/)ph)

Môment xoắn đạt giá trị cực đại Mmax= 265(N.m) ở số vòng quay nM =2600 và công suất đạt giá trị cực đại Nmax= 125 (Kw) ở số vòng quay nN= 5800 (v/ph). Động cơ ôtô chủ yếu làm việc trong vùng nM- nN.


Nhận xét: Khi tăng số vòng quay của trục khuỷu lớn hơn giá trị nN thì công suất sẽ giảm, chủ yếu là do sự nạp hỗn hợp khí kém đi và do tăng tổn thất ma sát trong động cơ. Ngoài ra khi tăng số vòng quay sẽ làm tăng tải trọng động gây hao mòn nhanh các chi tiết động cơ. Vì thế khi thiết kế ôtô du lịch thì số vòng quay của trục khuỷu động cơ tương ứng với tốc độ cực đại của ôtô trên đường nhựa tốt nằm ngang không vượt quá 10 - 20 % so với số vòng quay của nN.




Chương 2: TÍNH TOÁN SỨC KÉO Ô TÔ

1. Đồ thị cân bằng lực kéo:

a)Mục đích: Đồ thị cân bằng lực kéo là đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa lực kéo phát ra tại bánh xe chủ động pk và các lực cản chuyển động phụ thuộc vào vận tốc chuyển động của ôtô, nghĩa là:


b)Xây dựng lực kéo các tỉ số truyền:




Trong đó:
:công suất của động cơ

: hiệu suất của hệ thống truyền lực

: vận tốc chuyển động của xe ở tỷ số truyền I (m/s)

Tỷ số truyền chung

io = 5,333

Tỷ số truyền tay số truyền 1

i1 = 3,642

Tỷ số truyền tay số truyền 2

I2 = 1,884

Tỷ số truyền tay số truyền 3

I3 = 1,236

Tỷ số truyền tay số truyền 4

I4 = 0,976

Tỷ số truyền tay số truyền 5

I5 = 0,791

Tỷ số truyền tay số truyền 6

I6 = 0,647

Tỷ số truyền tay số lùi

IR = 3,583

PKi : Lực kéo tương ứng ở cấp số i .

Ø Các tỷ số truyền:

Ø Vận tốc
được xác định như sau:



Hay Vi =


Trong đó : ihi : Tỷ số truyền của cấp số i .

io : Tỷ số truyền lực chính .

Vi : Vận tốc chuyển động của ô tô theo số vòng quay của trục khuỷu

:vận tốc gốc của trục khuỷu động cơ (rad/s)

: bán kính tính toán của bánh xe (m)

:tỷ số truyền của hệ thống truyền lực ở số truyền i

Ta có:bán kính thiết kế của bánh xe



H = 60%.B B = 225mm

d = 18inch = 457 mm



(đối với lốp áp suất thấp )


- Các thông số có sẵn:

= 92%


Ta xây dựng được bảng giá trị:





V(m/s)




ĐỒ THỊ CÂN BẰNG LỰC KÉO

Phương trình động lực học chuyển động thẳng của ô tô thiết lập mối quan hệ giữa các nội lực và ngoại lực tác dụng lên xe. Phương trình này cho phép xác định giá trị của các lực chưa biết khi cho trước những số liệu cần thiết.

Phương trình động lực học chuyển động thẳng của ô tô bao gồm phương trình cân bằng lực kéo và phương trình cần bằng công suất.

Phương trình cân bằng lực kéo:



Trong đó:
: lực kéo cần thiết của xe sinh ra

: lực cản lăn

: lực cản dốc

: lực quán tính

: lực cản không khí

Khảo sát xe chạy trên đường nhựa cáo chất lượng trung bình, Đường bằng phẳng và không có dốc, xe chuyển động đều trên đường

Qua các giả thiết đó ta có:



· Lực cản lăn:



: là hệ số cản lăn. Đối với mặt đường nhựa có chất lượng trung bình thì hệ số cản lăn


G: là trọng lượng toàn tải của xe G = m.g = 2085 x10=20850 N


= 0,015 x 20850 = 312,75 (N)

· Lực cản không khí:



K: hệ số cản không khí với xe du lịch chọn K= 0.2 (N
)

Chiều rộng cơ sở của xe 1.565m

Chiều cao cơ sở của xe 1.685m

Diện tích mặt cản

=1,565 x 1,685 = 2,63


Ta có bảng giá trị:





Pk



Hình 3: ĐỒ THỊ CÂN BẰNG LỰC KÉO


Từ đồ thị ta thấy: ở tay số 1 lực kéo lớn nhất là lực kéo dư này có thể giúp xe vượt qua các đường dốc, tăng tải…

Tổng lực cản đối với loại đường này cẫn nhỏ hơn lực kéo của tay số 6 có nghĩa là xe có thể đạt hơn vận tốc giới hạn. Nhưng để đảm bảo an toàn cho xe thì hang đã giới hạn tốc độ cho phép của xe là 216 km/h ( giới hạn mức nhiên liệu cấp vào động cơ).

Nhận xét:ta đã được đường cong tổng hợp là tổng số lực cản của mặt đường Pf và lực cản không khí P
, nghĩa là Pf+ P
. Đường cong giữa lực kéo tiếp tuyến Pk4 = f(v) và đường cong Pf+ P
= f(v) cắt nhau tại điểm A, khi chiếu điểm A xuống trục hoành, ta được vận tốc lớn nhất của ôtô vmax = 216 km/h. Tương ứng vói các vận tốc khác nhau của ôtô , thì các tung độ nằm giữa các đường cong lực kéo tiếp tuyến Pk và đường cong lực cản tổng cộng Pf+ P
nằm về bên trái của điểm A là lực kéo dư của ôtô, ký hiệu là Pd , lực kéo dư nhằm để tăng tốc ôtô hoặc ôtô chuyển động lên dốc với vận tốc góc tăng lên.

Xe chạy ở các tay số theo sơ đồ như sau:

Ở tay số truyền 1 xe chạy đến tốc độ cho phép là 39,56 km/h

Ở tay số truyền 2 xe chạy đến tốc độ cho phép là 75,5 km/h

Ở tay số truyền 3 xe chạy đến tốc độ cho phép là 116,6km/h

Ở tay số truyền 4 xe chạy đến tốc độ cho phép là 147,6 km/h

Ở tay số truyền 5 xe chạy đến tốc độ cho phép là 180,3 km/h

Ở tay số truyền 6 xe chạy đến tốc độ cho phép là 216 km/h




2. PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG CÔNG SUẤT- ĐỒ THỊ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT

Phương trình cân bằng công suất

Công suất của động cơ phát ra sau khi đã mất mát trong hệ thống truyền lực, phần vận hành, công suất còn lại dùng để khắc phục lực cản lăn, cản lên dốc, cản không khí, cản tăng. Phương trình biểu diễn mối quan hệ giữa công suất động cơ phát ra và các công suất kể trên gọi là phương trình cân bằng công suất.

Ne = NT + Nf ± Ni ± Nj ± N


Trong đó:

Nf – công suất tiêu hao để khắc phục lực cản lăn

Ne – công suất của động cơ, lấy theo đường đặc tính ngoài.

NT – công suất tiêu hao dùng cho hệ thống truyền lực

Ni – công suất tiêu hao để khắc phục lực cản lên dốc

N
- công suất tiêu hao để khắc phục lực cản không khí

Nj – công suất tiêu hao để khắc phục lực cản quán tính

chú ý:

Ni – lấy dấu ( + ) khi xe chuyển động lên dốc

- lấy dấu ( -) khi xe chuyển động xuống dốc

Nj - lấy dấu ( + ) khi xe chuyển động tăng tốc

- lấy dấu ( -) khi xe chuyển động giảm tốc


Trong trường hợp tổng quát ta có phương trình cân bằng công suất:

Nk= Ne- Nt = Ne
tl = Nf + Ni + N
Nj

Ta có: Nf= G.f.v.cos


Ni= G.v.sin


Nj=


N
= k.F.v3 = W. v3

Với: G: trọng lượng của ôtô

f : hệ số cản lăn ( đường nhựa và đường bê tông tốt chọn f = 0,015)

v : vận tốc của ôtô

W: nhân tố cản của không khí

: góc dốc của mặt đường

K: hệ số cản không khí ( xe du lịch k = 0,3)

Diện tích mặt cản
= B x H = 1,565 x 1,685 = 2,63



Với
thì tổng công suất cản trên bánh xe chủ động :



Trong đó:


= 31,275.
(kw)




31,275.
+
(kw)





Công suất tại bánh xe chủ động


Tương tự ứng với các số truyền khác nhau ta được bảng như sau:

Ta được bảng giá trị công suất:





Hình 4: ĐỒ THỊ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT



3. NHÂN TỐ ĐỘNG LỰC HỌC

Để đánh giá chất lượng động lực học của ô tô người ta đưa ra một thông số có kể đến trọng lượng và chất lượng khí động của xe. Thông số này được gọi là nhân tố động lực học của ô tô.

· Nhân tố động lực học của ô tô

Từ phương trình cân bằng lực kéo có thể rút ra:





Chia 2 vế của biểu thức cho G ta có:



Nhân tố động lực học của xe là tỷ số giữa hiệu lực kéo theo động cơ và lực cản không khí với trọng lượng toàn bộ xe.

Giữa nhân tố động lực học và các thông số đặc trưng cho lực cản chuyển động của ô tô có mối quan hệ sau:

Đối với giả thiết xe chạy trên mặt đường bằng, chất lượng mặt đường trung bình và chuyển động đều trên đường thì ta có:

D = f

Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa nhân tố động lực học với vân tốc chuyển động của ô tô ở các số truyền được gọi là đặc tính động lực học:

Ta có công thức :



Vậy:








Ta có bảng giá trị:

ne (v/p)

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5800

6000

Pw1

2.648724

5.959629

10.5949

16.55453

23.83852

32.44687

42.37958

53.63666

66.2181

89.10308

95.35406

Pw2

9.898167

22.27088

39.59267

61.86355

89.08351

121.2526

158.3707

200.4379

247.4542

332.9744

356.334

Pw3

22.99745

51.74426

91.98979

143.7341

206.977

281.7187

367.9592

465.6983

574.9362

773.6342

827.9081

Pw4

36.88221

82.98498

147.5288

230.5138

331.9399

451.8071

590.1154

746.8648

922.0553

1240.718

1327.76

Pw5

56.15179

126.3415

224.6072

350.9487

505.3661

687.8595

898.4287

1137.074

1403.795

1888.946

2021.465

Pw6

83.92822

188.8385

335.7129

524.5514

755.354

1028.121

1342.852

1699.547

2098.206

2823.345

3021.416







D1

D2

D3

D4

D5

D6

0.49

0.28

0.17

0.1080

0.0684924

0.0496

0.50

0.29

0.18

0.1099

0.0696167

0.0503

0.51

0.30

0.18

0.1117

0.0706287

0.0508

0.51

0.30

0.18

0.1134

0.0715284

0.0513

0.52

0.30

0.18

0.1148

0.0723159

0.0516

0.53

0.31

0.19

0.1161

0.0729912

0.0519

0.53

0.31

0.19

0.1173

0.0735541

0.0520

0.54

0.31

0.19

0.1183

0.0740049

0.0521

0.54

0.32

0.19

0.1191

0.0743433

0.0520

0.55

0.32

0.19

0.1198

0.0745695

0.0519

0.55

0.32

0.19

0.1203

0.0746834

0.0517




Từ bảng giá trị ta có đồ thị nhân tố lực kéo của động cơ



Hình 5: ĐỒ THỊ NHÂN TỐ ĐỘNG LỰC HỌC


Như vậy ta thấy khu vực có vận tốc lớn hơn vận tốc giới hạn được gọi là khu việc làm việc ổn định của ô tô ở số truyền đó. Bởi vì khi xe làm việc trong khu vực này nếu sức cản cảu đường tăng lên sẽ làm giảm tốc độ chuyển động, nhưng nhân tố độnglực học lại tăng lên, do đó vậy xe có thể khắc phục được sức cản tăng lên tức thời ấy.

Giữa các đường đặc tính ở các số truyền có khoảng trùng điệp.Nhờ đó mà sau khi chuyển số ô tô đều làm việc trong khu vực ổn định.

· Nhân tố động lực học theo điều kiện bám:

Lực kéo sinh ra trên bánh xe chủ động ở loại đường cho trước có một giá trị giới hạn phụ thuộc vào chất lượng bám của lốp. Giá trị lớn nhất của lực kéo trong thực tế có thể có được thao điều kiện bám được gọi là lực kéo theo bám hay gọi tắt là lực bám.

Theo định nghĩa thì




Trong một số trường hợp, do sự trượt của bánh xe chủ động nên không sử dụng hết khả năng động lực của ô tô (không phát huy hết lực kéo lớn nhất theo động cơ).

Giả thiết xe chạy trên đường nhựa và bê tông khô

Ta có hệ số bám trên mặt đường như như sau:





Đối với từng tay số khác nhau thì nhân tố động lực theo điều kiện bám khác nhau.

Ta có bảng giá trị nhân tố động lực theo điều kiện bám.

D
1

D
2

D
3

D
4

D
5

D
6

0.553725

0.322483

0.471926

0.122701

0.078654

0.058204

0.553692

0.32245

0.471894

0.122668

0.078622

0.058172

0.553595

0.322353

0.471796

0.122571

0.078524

0.058074

0.553432

0.32219

0.471633

0.122408

0.078361

0.057911

0.553204

0.321962

0.471405

0.12218

0.078134

0.057683

0.552911

0.321669

0.471112

0.121887

0.077841

0.05739

0.552553

0.321311

0.470754

0.121529

0.077483

0.057032

0.55213

0.320888

0.470331

0.121106

0.077059

0.056609

0.551642

0.3204

0.469843

0.120617

0.076571

0.056121

0.551088

0.319846

0.469289

0.120064

0.076018

0.055568

0.55047

0.319228

0.468671

0.119446

0.075399

0.054949



Từ bảng giá trị nhân tố động học theo điều kiện bám thì ta có đồ thị nhân tố điều kiện bám như sau:



Hình 6: đồ thị nhân tố động lực theo điều kiện bám

· Đặc tính động lực học khi tải trọng thay đổi

Từ biểu thức tính toán nhân tố động lực học ta nhận xét rằng:

Giá trị nhân tố động lực học của ô tô tỷ lệ nghịch với trọng lượng toàn bộ của nó. Điều này cho phép chúng ta tính được nhân tố động lực học của ô tô tương ứng với trọng lượng bất kỳ nào đó theo công thức: Dx.Gx = D.G

Hay: Dx = D.


Trong đó:

Gx: Trọng lượng toàn bộ của ô tô khi chở với tải trọng thay đổi (gồm trọng lượng thiết kế G0 và trọng lượng hàng thực tế chất lên xe Gex).

Dx: Nhân tố động lực học của ô tô tương ứng với trọng lượng mới

G: Trọng lượng của ô tô khi đầy tải ( Gồm trọng lượng thiết kế G0 và trọng lượng chở hàng, hành khách theo định mức Ge).

D: Nhân tố động lực học của ô tô tương ứng với khi đầy tải

Để xác định đặc tính động lực của xe khi chở với tải trọng thay đổi ta phải lập đồ thị D tương ứng gọi là đồ thị tia.

Ta có:


Với:

: Là góc nghiêng của các tia ứng với số phần trăm tải trọng sử dụng từ trục hoành.

Ta đem chất tải lên xe theo số phần trăm tải trọng định mức, ta sẽ xác định được trọng lượng toàn bộ của xe với trọng lượng chở hàng thực tế, từ đó ta tìm ra được góc
tương ứng với số phần trăm tải trọng nói trên. Ta thành lập theo bảng sau:


% tải trọng

Tải trọng bất kỳ
(kg)

Tải trọng toàn tải (kg)





20

417

2085

0.2

11

60

1251

2085

0.6

30

80

1668

2085

0.8

38

100

2085

2085

1

45

120

2502

2085

1.2

50

150

3127

2085

1.5

56

180

3753

2085

1.8

60

200

4170

2085

2

63




Hình 7: đặc tính động lực học của ô tô khi tải trọng thay đổi



4. Lập đồ thị gia tốc của ôtô.

Gia tốc của xe được xác định theo công thức:


J=(D-ᴪ)


Trong đó:

D-nhân tố động lực của xe

-hệ số cản tổng cộng của đường

=f=0,015 (vì ô tô ta đang xét chuyển động trên dường nằm ngang)

g-gia tốc trọng trường(g=10m/s2)

-hệ số tính đến ảnh hưởng của các khối lượng quay xe khi tăng tốc

Trị số
có thể tính theo công thức gần đúng:

với


Vậy ta có


ih là tỉ số truyền của hộp số ở số h.

Ta có bảng giá trị cho từng tay số:

Tay số 1: i1= 3,642
=1,71

V1 (m/s)

1.832229

2.748344

3.664459

4.580574

5.496688

6.412803

7.328918

8.245032

9.161147

10.62693

10.99338

D1

0.49

0.5

0.51

0.51

0.52

0.53

0.53

0.54

0.54

0.55

0.55

J1

2.777778

2.836257

2.894737

2.894737

2.953216

3.011696

3.011696

3.070175

3.070175

3.128655

3.128655

1/J1

0.36

0.352577

0.345455

0.345455

0.338614

0.332039

0.332039

0.325714

0.325714

0.319626

0.319626


Tay số 2: i2=1,884
=1,23

V2 (m/s)

3.541921

5.312882

7.083842

8.854803

10.62576

12.39672

14.16768

15.93865

17.70961

20.54314

21.25153

D2

0.28

0.29

0.3

0.3

0.3

0.31

0.31

0.31

0.32

0.32

0.32

J2

2.154472

2.235772

2.317073

2.317073

2.317073

2.398374

2.398374

2.398374

2.479675

2.479675

2.479675

1/J2

0.464151

0.447273

0.431579

0.431579

0.431579

0.416949

0.416949

0.416949

0.403279

0.403279

0.403279



Tay số 3: i3=1,236
=1,13

V3 (m/s)

5.398851

8.098276

10.7977

13.49713

16.19655

18.89598

21.5954

24.29483

26.99425

31.31333

32.3931

D3

0.17

0.18

0.18

0.18

0.18

0.19

0.19

0.19

0.19

0.19

0.19

J3

1.371681

1.460177

1.460177

1.460177

1.460177

1.548673

1.548673

1.548673

1.548673

1.548673

1.548673

1/J3

0.729032

0.684848

0.684848

0.684848

0.684848

0.645714

0.645714

0.645714

0.645714

0.645714

0.645714


Tay số 4: i4=0,976
=1,09

V4 (m/s)

6.837069

10.2556

13.67414

17.09267

20.51121

23.92974

27.34828

30.76681

34.18535

39.655

41.02242

D4

0.108

0.1099

0.1117

0.1134

0.1148

0.1161

0.1173

0.1183

0.1191

0.1198

0.1203

J4

0.853211

0.870642

0.887156

0.902752

0.915596

0.927523

0.938532

0.947706

0.955046

0.961468

0.966055

1/J4

1.172043

1.148577

1.127198

1.107724

1.092184

1.07814

1.065494

1.055179

1.04707

1.040076

1.035138


Tay số 5: I5=0,791
=1,08

V5 (m/s)

8.436131

12.6542

16.87226

21.09033

25.30839

29.52646

33.74452

37.96259

42.18065

48.92956

50.61679

D5

0.068492

0.069617

0.070629

0.071528

0.072316

0.072991

0.073554

0.074005

0.074343

0.07457

0.074683

J5

0.4953

0.50571

0.515081

0.523411

0.530703

0.536956

0.542168

0.546342

0.549475

0.551569

0.552624

1/J5

2.018978

1.977417

1.941444

1.910544

1.884294

1.862352

1.844448

1.830356

1.819919

1.813008

1.809548


Tay số 6: I6=0,647
=1,07

V6 (m/s)

10.31372

15.47059

20.62745

25.78431

30.94117

36.09803

41.2549

46.41176

51.56862

59.8196

61.88235

D6

0.0496

0.0503

0.0508

0.0513

0.0516

0.0519

0.0521

0.0521

0.0521

0.0519

0.0517

J6

0.323364

0.329907

0.334579

0.339252

0.342056

0.34486

0.345794

0.346729

0.345794

0.34486

0.342991

1/J6

3.092486

3.031161

2.988827

2.947658

2.923497

2.899729

2.891892

2.884097

2.891892

2.899729

2.915531








V m/s




Đồ thị gia tốc




Hình 8: Đồ thị gia tốc

Ta thấy gia tốc ở tay số 2 lớn hơn gia tốc ở tay số 1 vì: Do tỷ số truyền của tay số 1 quá lớn so với tỷ số truyền của tay số 2. Do đó xe bắt đầu tăng tốc 1 cách nhanh chóng và tốt nhất ở tay số 2 trong quá trình vượt xe khác nên chuyển về tay số 2 và 3 vì trong khoảng thời gian đó xe đạt giá trị tăng tốc cao nhất.



Hình 9: đồ thị ngược gia tốc



5. Lập đồ thị thời gian tăng tốc của ôtô.

Từ biểu thức
;

Ta suy ra :
;

Thời gian tăng tốc của ô 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 ô 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 ô 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 tỷ lệ biểu diễn trên trục hoành ta chia ra các khoảng tốc độ 5– 10 m/s; 10 – 15 m/s…

Theo đó ta xây dựng được bảng số liệu sau.

v(km/h)

v(m/s)

ne

Ne

Me

D

j

1/j

18

5

749.2975

17.96537

228.9998

0.1594

0.5843

1.7115

36

10

1498.595

38.48608

245.286

0.1682

0.6196

1.6140

54

15

2247.892

59.94504

254.7012

0.1704

0.6288

1.5905

72

20

2997.19

80.72513

257.2455

0.1662

0.6115

1.6353

90

25

3746.487

99.20923

252.9188

0.1554

0.5678

1.7611

108

30

4495.785

113.7802

241.7211

0.1380

0.4977

2.0092

126

35

5245.082

122.821

223.6525

0.1142

0.4012

2.4926

144

40

5994.38

124.7145

198.7129

0.0838

0.2782

3.5944

162

45

6743.677

117.8435

166.9023

0.0468

0.1288

5.6780

180

50

7492.975

100.591

128.2208

0.0034

0.1058

9.8570

198

55

8242.272

71.33988

82.66825

0.0012

0.0687

14.5560

216

60

8991.57

28.47295

30.24477

0.0009

0.0467

21.4133



Từ các số liệu ở bảng trên ta xây dựng được đồ thị gia tốc ngược Chúng ta lấy một phần diện tích nào đó tương ứng với khoảng biến thiên vận tốc dv, phần diện tích được giới hạn bởi đường cong 1/j , trục hoành và hai tung độ tương ứng với sự biến thiên vận tốc dv, sẽ biểu thị thời gian tăng tốc của ôtô. Tổng cộng tất cả các diện tích nhỏ này lại, ta được đồ thị thời gian tăng tốc của ôtô từ vận tốc v1 đến vận tốc v2 và xây dựng được đồ thị thời gian tăng tốc của ôtô phụ thuộc vào vận tốc chuyển động của ôtô t = f(v).





III




Hình 9: đồ thị gia tốc ngược ở số 6










Giả sử ô tô tăng tốc từ vận tốc 5m/s lên vận tốc 10 m/s thì cần có khoảng thời gian xác định bằng diện tích (I).

Từ đồ thị gia tốc ngược ta xác định được diện tích (I) = 10,1 (S).

Giả sử ô tô tăng tốc từ vận tốc 5m/s lên vận tốc 20m/s thì cần có khoảng thời gian xác định bàng diện tích (I) + diện tích (II)+ diện tích (III)

Tương tự ta có được các diện tích như đã thể hiện như trên.

Qua tính toán ta được giá trị của các diện tích như sau:

Diện tích

Khoảng thời gian (s)

I (5m/s -10 m/s)

10,5

II(10m/s -15 m/s)

10,1

III(15m/s -20 m/s)

10,5

IV(20m/s -25 m/s)

11,25

V(25m/s -30 m/s)

14

VI(30m/s -35 m/s)

19

VII(35m/s -40 m/s)

25,6


Thời gian để ô tô tăng tốc từ vận tốc 5m/s lên vận tốc 20m/s cần khoảng thời gian bằng diện tích (I)+(II)+(III) = 10,5+10,1+10,5=31,1 (S).

Tương tự thì ta được khoảng thời gian ô tô tăng tốc từ vận tốc 5m/s-40(m/s) cần khoảng thời gian bằng diện tích (I) + (II) + (III) + (IV) + (V) + (VI) + (VII) = 10,5 + 10,1 + 10,5 +11,25 + 14,19 + 25,6 = 100,95 (S).



Hình 10: đồ thị thời gian tăng tốc

Ta có bảng giá trị thời gian ứng với các tay số là:

t1

t2

t3

t4

t5

t6

0

0.8

0.4

3

0.5

0.3

0.066816

0.91

0.73496

3.532501

1.9136

3.368124

0.132475

1.02

1.063378

4.054601

3.298944

6.381698

0.197108

1.12

1.386054

4.567573

4.660097

9.351909

0.260834

1.22

1.703718

5.072578

6.000762

12.28907

0.323763

1.33

2.017043

5.570683

7.324343

15.20283

0.386

1.43

2.32665

6.06288

8.63401

18.10241

0.447643

1.53

2.633124

6.550095

9.932748

20.99676

0.508782

1.63

2.937016

7.033204

11.2234

23.89475

0.569508

1.73

3.238848

7.513041

12.50869

26.80529

0.629903

1.82

3.539126

7.990406

13.79132

29.73753

0.690051

1.92

3.838338

8.466076

15.0739

32.70104

0.750031

2.02

4.136963

8.940813

16.35908

35.70601

0.809923

2.12

4.435474

9.415369

17.64953

38.76343

0.869803

2.21

4.734342

9.890492

18.94798

41.88543

0.92975

2.31

5.034043

10.36694

20.25728

45.08556

0.989843

2.41

5.33506

10.84548

21.58041

48.37924

1.050161

2.51

5.637888

11.3269

22.92052

51.78431

1.110786

2.61

5.943043

11.81202

24.28101

55.32171

1.171801

2.71

6.25106

12.30169

25.66558

59.01651

1.233294

2.81

6.562507

12.79681

27.07827

62.8992

1.295355

2.91

6.877986

13.29834

28.5236

67.00766

1.358081

3.01

7.198144

13.80731

30.00662

71.38993

1.421573

3.11

7.523682

14.32483

31.53306

76.10852

1.485941

3.22

7.855364

14.85212

33.10951

81.24703

1.551301

3.32

8.194033

15.39051

34.74363

86.92131

1.61778

3.43

8.540624

15.94151

36.44441

93.2987



ĐỒ THỊ THỜI GIAN TĂNG TỐC ỨNG VỚI CÁC TAY SỐ



Ta nhận thấy thời gian tăng tốc của tay số 1 và 2 thấp hơn các tay số khác. Từ thời gian chuyển tay số đến khi đạt được vận tốc cao nhất của tay số đó thì khỏng thời gian không lớn tức là thời gian ngắn hơn để đạt được vận tốc lớn nhất trong lúc đó ở các tay số cao thì xe phải mất một thời gian khá lâu mới có thể đạt được giá trị cực đại cẩu tay số đó như số 4,5,6…





· Lập đồ thị quãng đường tăng tốc

Sau khi xác định được mối quan hệ phụ thuộc giữa thời gian tăng tốc và tốc độ chuyển động rời, ta có thể xác định quãng đường mà ô tô đi được sau thời gian tăng tốc và gọi là quãng đường tăng tốc.ta có

Từ biểu thức
;

Ta suy ra :
;

Từ quãng đường tăng tốc s trong phạm vi biến đổi của tốc độ từ v1 đến v2 được xác định từ biểu thức sau;

;

Tích phân này cũng không thể giải được bằng phương pháp giải tích, do nó cũng không có quan hệ phụ thuộc chính xác về giải tích giữa thời gian tăng tốc và vận tốc chuyển động của ô tô. vì vậy chúng ta cũng áp dụng phương pháp giải bằng đồ thị trên cơ sở đồ thị thời gian tăng tốc của ô tô .

ô tô tăng tốc từ vận tốc

Quãng đường tăng tốc

5m/s lên 10m/s

2,5 (m)

10m/s lên 15m/s

6,75(m)

15m/s lên 20m/s

17,25 (m)

20m/s lên 25m/s

19,5 (m)

25m/s lên 30m/s

25 (m)

30m/s lên 35m/s

33,3 (m)

35m/s lên 40m/s

43,75 (m)


Chúng ta lấy một phần nào đó diện tích tương ứng với khoảng biến thiên thời gian dt, phần diện tích được giới hạn bởi đường cong thời gian tăng tốc, trục tung và hai hoành độ tương ứng với độ biến thiên thời gian dt, sẽ biểu thị quãng đường tăng tốc của ôtô. tổng cộng tát cả các diện tích nhỏ này lại, ta được quãng đường tăng tốc của ôtô từ vận tốc v1 đến v2 và xây dựng được đồ thi quãng đường tăng tốc của ô tô phụ thuộc vào vận tốc chuyển động của chúng

Giả sử ô tô tăng tốc từ vận tốc 5m/s lên vận tốc 10m/s thì ô tô đi được quãng xác định bằng diện tích (I). diện tích (I) = 2,5 (m).

Giả sử ôtô tăng tốc từ vận tốc 10m/s lên vận tốc 15m/s thì ôtô đi được quãng xác định bằng diện tích (II). diện tích (II) =6,25 (m).

Giả sử ôtô tăng tốc từ vận tốc 5m/s lên vận tốc 20m/s thì ôtô đi được quãng xác định bằng diện tích (I) + (II) + (III) = 2,5 + 6,75 + 17,25 = 25,5 (m)

Tương tự ô tô tăng tốc từ vận tốc 5m/s lên vận tốc 40m/s thì ôtô đi được quãng xác định bằng tổng các diện tích trên =148,05 (m)





V (m/s)






Nhận xét:để xe tăng tốc lên vận tốc 40 (m/s) thì cần quãng đường 148,05 (m)

Ta có bảng giá trị quãng đường tăng tốc cho từng tay số

s1

s2

s3

s4

s5

s6

0

1.492962

1.234102

14.71429

3.825715

3.101931

0.078671

1.83743

2.456501

18.76992

15.86193

37.72777

0.167978

2.211531

3.827591

23.20133

29.44858

76.98284

0.267784

2.614876

5.345411

28.00358

44.57051

120.8707

0.377983

3.047164

7.008538

33.17306

61.21921

169.4215

0.4985

3.508184

8.816042

38.70741

79.39241

222.6911

0.629287

3.997803

10.76746

44.60548

99.09379

280.7621

0.770325

4.515967

12.86277

50.86722

120.3329

343.7444

0.921618

5.062695

15.1024

57.49367

143.1251

411.777

1.083198

5.63808

17.48717

64.48695

167.4915

485.0309

1.25512

6.242286

20.01836

71.85025

193.4594

563.7119

1.437467

6.87555

22.69764

79.58785

221.0623

648.0658

1.630344

7.53818

25.52717

87.70514

250.3407

738.3839

1.833885

8.230561

28.50951

96.20865

281.342

835.0104

2.04825

8.953153

31.64774

105.1061

314.1216

938.3524

2.273625

9.706498

34.94543

114.4066

348.7437

1048.892

2.510228

10.49122

38.4067

124.1205

385.2823

1167.204

2.758308

11.30805

42.03627

134.2597

423.8223

1293.975

3.018147

12.15778

45.83949

144.8379

464.4611

1430.035

3.290064

13.04136

49.82245

155.8702

507.3108

1576.394

3.574418

13.9598

53.992

167.3741

552.5

1734.302

3.87161

14.91428

58.35592

179.3693

600.1774

1905.32

4.18209

15.9061

62.92296

191.8778

650.515

2091.441

4.506362

16.93673

67.70304

204.9247

703.7129

2295.255

4.844989

18.00778

72.70738

218.5383

760.0054

2520.227

5.1986

19.12111

77.94875

232.751

819.6686

2771.135

5.567903

20.27878

83.44166

247.5995

883.0309

3054.843





Từ bảng giá trị ta có đồ thị





Kết luận

Việc tính toán động lực kéo của ô tô chỉ có ý nghĩa về mặt lý thuyết do tính tương đối của các phép tính ,và sự lựa chọn các hệ số trong quá trình tính toán không chính xác so với thực tế. Trong thực tế việc nghiên cứu đánh giá chất lượng kéo của ô tô được thực hiện trên đường hoặc trên các bệ thử chuyên dùng.




Tài liệu tham khảo:

1. Sách lý thuyết ô tô quân sự - NXB Quân đội nhân dân

2. www.otohui.com

3. www.tailieu.vn

4. www.123doc.com

5. Sách lý thuyết ô tô máy kéo

6. http://www.automobile-catalog.com
 
Tình trạng
Không mở trả lời sau này.
Bên trên