TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC LÝ THUYẾT ÔTÔ ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN SỨC KÉO ÔTÔ KHÁCH Giáo viên hướng dẫn : Phạm Hữu Truyền Sinh viên thực hiện: Trần Văn Hóa Lớp: ĐH- CN ÔTÔ K5A Vinh, tháng 3 năm 2013 1 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa 1 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa 1 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa s: 3 Trng i hc s phm k thut vinh Khoa c khớ ng lc ******** Bi tp ln Mụn hc lý thuyt ụ tụ H tờn sinh viờn: Trn Vn Húa Lp:DHCN ễTễ K5A Khúa:2010-2014 Tờn bi tp: TNH TON SC KẫO ễ Tễ KHCH I. S LI U CHO TR C : - S hnh khỏch: 10 - Tc ln nht: V max = 105 km/h - H s cn ln ca mt ng: f = 0,017 - dc ca mt ng 0 13= II. NI DUNG CN HON THNH 1/ Xõy dng c tớnh ngoi ng c. - )(nefN e = - )(nefM e = 2/ Xỏc nh t s truyn h thng truyn lc. - Xỏc nh t s truyn ca truyn lc chớnh ( 0 i ) - Xỏc nh t s truyn ca hp s chớnh ( h i ) 3/ Tớnh toỏn ch tiờu ng lc hc ca ụtụ - Tớnh toỏn ch tiờu v cụng sut ( k N ) - Tớnh toỏn ch tiờu v lc kộo ( k P ) - Tớnh toỏn nhõn t ng lc hc khi y ti (D) v ti thay i ( x D ) - Tớnh toỏn kh nng tng tc ca ụtụ: + Gia tc (j) + thi gian tng tc (t) + Qung ng tng tc (s) III. BN V: 1/ th c tớnh tc ngoi ca ng c. 2/ Cỏc th; Cõn bng cụng sut, cõn bng lc kộo, nhõn t ng lc hc, gia tc v gia tc ngc, thi gian tng tc, qung ng tng tc. 2 | P a g e Bài tập lớn ôtô sv: trn Vn Húa 2 | P a g e Bài tập lớn ôtô sv: trn Vn Húa 2 | P a g e Bài tập lớn ôtô sv: trn Vn Húa 3/ Tất cả các đồ thị đều biểu thị trên tờ giấy kẻ ô ly khổ 0 A Ngày giao đề: ………………/……/ 2012 Ngày hoàn thành: …………./ … / 2013 Duyệt bộ môn Giáo viên hướng dẫn Phạm Hữu Truyền 3 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa 3 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa 3 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa Nhận xét , đánh giá bài t ập lớn Giáo viên hướng dẫn: Kết quả đánh giá: Giáo viên chấm: 4 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa 4 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa 4 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa lờ i nói đ ầu Ôtô ngày càng được sử dụng rộng rãi ở nước ta như một phương tiện di lại cá nhân cũng như vận chuyển hành khách, hàng hoá rất phổ biến. Sự gia tăng nhanh chóng số lượng ôtô trong xã hội, đặc biệt là các loại ôtô đời mới đang kéo theo nhu cầu đào tạo rất lớn về nguồn nhân lực phục vụ trong nghành công nghiệp ôtô nhất là trong lĩnh vực thiết kế. Sau khi học xong giáo trình ‘‘ Lý thuyết ôtô -máy kéo ’’ chúng em được tổ bộ môn giao nhiệm vụ làm bài tập lớn môn học. Vì bước đầu làm quen với công việc tính toán, thiết kế ôtô nên không tránh khỏi những bỡ ngỡ và vướng mắc. Nhưng với sự quan tâm, động viên, giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của thầy giáo trưởng khoa Phạm hữu truyền , cùng giáo viên giảng dạy và các thầy giáo trong khoa nên chúng em đã cố gắng hết sức để hoàn thành bài tập lớn trong thời gian được giao. Qua bài tập lớn này giúp sinh viên chúng em nắm được phương pháp thiết kế tính toán ôtô mới như : chọn công suất của động cơ, xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ, xác định tỷ số truyền và thành lập đồ thị cần thiết để đánh giá chất lượng động lực học của ôtô máy kéo, đánh giá các chỉ tiêu của ôtô-máy kéo sao cho năng suất là cao nhất với giá thành thấp nhất. 5 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa 5 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa 5 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa Đảm bảo khả năng làm việc ở các loại đường khác nhau, các điều kiện công tác khác nhau. Vì thế nó rất thiết thực với sinh viên nghành công nghệ kỹ thuật ôtô Tuy nhiên trong quá trình thực hiện dù đã cố gắng rất nhiều không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy chúng em rất mong nhận được sự quan tâm đóng góp ý kiến của các thầy, các bạn để em có thể hoàn thiện bài tập lớn của mình hơn và cũng qua đó rút ra được những kinh nghiệm qúi giá cho bản thân nhằm phục vụ tốt cho quá trình học tập và công tác sau này. Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên thực hiện TRẦN VĂN HÓA A: THUYẾT MINH B: TÍNH TOÁN SỨC KÉO ÔTÔ I: CÁC THÔNG TIN CHO TRƯỚC 1) Loại ôtô Từ yêu cầu số hành khách là 10. Thì số chỗ ngồi trên ô tô phải đảm bảo chở được 10 khách 1 lái xe và 1 phụ tải. Nên ta chọn ô tô chở khách có số chỗ ngồi 20 = n , số chỗ đứng 27 = n ( và chọn loại ô tô 24× : cầu chủ động sau có 4 bánh xe). 2) Tải trọng chuyên chở - gồm 47 người và hành lý. 3) Tốc độ lớn nhất của ôtô max V ở số truyền cao: - max V hkm /105= (≈ )/17,29 sm 4) Hệ số cản của mặt đường Ψ tương ứng với vận tốc cao nhất 017,0==Ψ f (lúc này xe đang chạy trên đường bằng) 6 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa 6 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa 6 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa 5) Hệ số cản lớn nhất của mặt đương mà ô tô có thể khắc phục được ở số I là 248,013017,0017,0 0 ≈+=+=+=Ψ tgtgxif 6) Loại động cơ: Động cơ xăng loại không hạn chế vòng quay. 7) Loại hệ thống truyền lực: một cầu chủ động phía sau. II CÁC THÔNG SỐ CHỌN: 1) Trọng lượng bản thân ô tô: o G - Dựa vào các thông số kỹ thuật ô tô khách ta có với mẫu xe có 20 chỗ ngồi, 27 chỗ đứng ta xác định được kgG o 4340= . 2) Hệ số cản không khí k, diện tích chính diện của ôtô và nhân tố của không khí W . - Đây là loại xe khách và dựa vào thông số kích thước của mẫu ôtô đã chọn ở trên, nên diện tích của chính diện (F) được tính theo biểu thức gần đúng sau: 2 32,58,2.9,1. mHBF === Trong đó: )9,1(1900 mmmB == :chiều rộng cơ sở của ôtô )8,2(2800 mmmH == :chiều cao lớn nhất của ôtô - Dựa vào mẫu xe đã chọn ta tìm được hệ số cản của không khí )/(03,0 22 mkgSk = . - Từ đây ta xác định được nhân tố cản không khí: )/(1596,032,5.03,0. 22 mkgSFKW === 3) Phân bố tải trọng lên các cầu xe ( ở trạng thái tĩnh, đầy tải) - Đây là ô tô khách nên có thể chọn phân bố trọng lượng lên cầu trước và cầu sau như sau: - cầu trước: GG %97,38 1 = - cầu sau: GG %03,61 2 = (G: khối lượng của ô tô khi đầy tải) 7 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa 7 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa 7 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa 4) Hiệu suất cơ khí của hệ thống truyền lực : t η - Để đánh giá sự tổn thất năng lượng trong hệ thống truyền lực người ta dùng hiệu suất trong hệ thống truyền lực )( t η là tỉ số giữa công bánh xe chủ động và công suất hữu ích của động cơ, thường được xác định bằng công thức thực nghiệm. Khi tính toán ta chọn theo loại xe như sau: đối với xe khách thì 85,08,0 ÷= t η ⇒ nên ta chọn 85,0= t η (theo mẫu xe đã có) III TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN 1) Xác định trọng lượng toàn bộ ôtô G (khi đầy tải) - Đối với ôtô chở khách được xác định như sau: hln GGnhGG ++= . 0 Trong đó: : 0 G trọng lượng bản thân ôtô : h G khối lượng của một hành khách : h n số lượng hành khách kể cả lái xe và phụ xe. : hl G khối lượng hành lý. Ta có quy định mỗi hành khách được 15kg hành lý => kgnG hhl 70515.4715. === Với ;4340 0 kgG = kgvàGn hh 6047 == Ta tính được trọng lượng toàn bộ ôtô khi đầy tải: kgG 786570560.474340 =++= 2) Chọn lốp: * Xác định tải trọng tác dụng lên một bánh xe ôtô. - Ta có phân bố tải trọng lên các cầu như sau: 8 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa 8 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa 8 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa kgGG 30657865%.97,38%97,38 1 === kgGG 48007865%.03,61%03,61 1 === - Dựa vào tải trọng phân bố : 1 G và 2 G sẽ xác định được tải trọng tác dụng lên một lốp xe dựa theo biểu thức sau: bi i bi n G G = Trong đó : bi G trọng lượng đặt lên một bánh xe (kg) : i G trọng lượng của ôtô phần bố lên dầm cầu thứ )(kgi : bi n số bánh xe ở đầu cầu dầm cầu thứ i chịu tải. - Từ đó ta có: Đối với bánh xe trước: kg n G G b b 5,1532 2 3065 1 1 1 === Đối với bánh xe sau: kg n G G b b 1200 4 4800 2 2 2 === * Chọn lốp dựa trên tải trọng tác dụng lên một bánh xe cầu trước và cầu sau ta dựa vào bảng I: “kích thước lốp theo tải trọng và áp suất” ta chọn lốp như sau: - đối với bánh xe trước: có kích thước lốp : B-d: 9-20 (insơ) - đối với bánh xe sau có kích thước lốp : B-d: 8,25-20 (insơ) Trong đó: - B: bề rộng của lốp (insơ) - d: đường kính của vành bánh xe (insơ) Từ đó xác định được bán kính thiết kế theo công thức sau: =       += 4,25 2 0 d Br → với bánh trước: mmr 6,4824,25) 2 20 9( 01 =+= → với bánh sau: mmr 55,4634,25) 2 20 25,8( 02 =+= 9 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa 9 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa 9 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa - vì cầu sau là cầu chủ động nên ta xác định được bán kính làm việc trung bình của ôtô cho bánh xe sau và lấy giá trị này cho các công thức tính toán sau: Ta có λ . 0 rr b = Trong đó - : 0 r bán kính thiết kế: 020 rr = - λ :hệ số tính đến sự biến dạng của lốp, phụ thuộc vào loại lốp. - với xe chọn được thì lốp dùng trên xe là lốp có áp suất thấp nên 935,093,0 ÷= λ ⇒ ta chọn 93.0 0 = λ ⇒ mmr b 43193,0.55,463 ≈= Vậy bán kính làm việc của ôtô là )(431,0 mr b = . 3) Xây dựng đặc tính ngoài của động cơ. a) Xác định công suất cực đại của động cơ. * Xác định công suất cực đại của động cơ ứng với vận tốc cực đại của ôtô. - Khi ôtô chuyển động trên mặt đường có hệ số cản tổng cộng thì công suất ứng với vận tốc cực đại được xác định theo công thức: [ ] 3 maxmax 1 VkFVG n N t v += ψ ; (w) Trong đó: : t n hiệu suất của hệ thống truyền lực. :G trọng lượng của toàn bộ ôtô khi đầy tải (kg) : max V vận tốc lớn nhất của ôtô )/( sm W=K.F :nhân tố cản không khí( 22 / mNS ) ψ : hệ số cản tổng cộng của mặt đường ở vận tốc lớn nhất. 10 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa 10 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa 10 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa [...]... các đường cong lực kéo tiếp tuyến Pk và đường cong lực cản tổng cộng Pf + Pω nằm về phía bên trái điểm A là lực kéo dư của ôtô, ký hiêu là Pd , được tính bằng hiệu số: Pd = Pk − ( Pf + Pω ) ; Pd :dùng để ôtô khắc phục lực cản lên dốc, lực cản tăng tốc +, giả sự ôtô đang chuyển động với vận tốc v1 thì tung độ bc là lực cản lăn, tung độ ab là lực kéo dư của ôtô và tung độ cd là lực kéo tiếp tiếp Pk -... 5,15.1 - Vận tốc nhỏ nhất của ôtô khi chuyển động ổn định là Vmin = 3 ÷ 5 km / h ⇒ Vmin thỏa mãn điều kiện chuyển động ổn định khi chuyển động ở số thấp 5) Tính toán chỉ tiêu về công suất a) Tính toán chỉ tiêu về công suất * Phương trình cân bằng công suất Trường hợp ôtô khách làm việc tổng quát trên dốc nghiêng ngang N k = N f + Nω ± N i ± N j trong đó: công N k : công suất kéo ở bánh xe chủ động, được... viết dưới dạng: Trong đó: C= io i f ηt rb = 6,128 1.0,85 ≈ 12,085 0,431 + ihm : trị số tỉ số truyền ở số đang tính, với m = 1÷ 4 M M + M e : thay đổi từ e(min) đến e( Nv ) + Pkm : lực kéo ở số truyền đang tính - Ta sử dụng số liệu đã tính được ở bảng II để thành lập bảng tính lực kéo theo tốc độ ôtô: Bảng IV: ne(v/ph) Me(kg.m) V1(km/h) Pk1(kg) V2(km/h) Pk2(kg) V3(km/h) Pk3(kg) V4(km/h) Pk4(kg) 720 29.06... số ôtô phải vượt qua ψ (ψ = f + i) Số 1 có tỉ số truyền cao nhất trong dãy số của hộp số, tốc độ tương ứng là chậm nhất (khoảng 3 ÷ 5 km / h ), ôtô phải di chuyển ở loại đường có hệ số cản lăn ( f ) đã cho và phải vượt qua được độ dốc ( i ) Như vậy, cần chọn lực kéo tiếp tuyến ở bánh xe chủ động của ôtô để có thể khắc phục được lực cản tổng cộng ψ = f + i trên và để ôtô chuyển động ổn định thì lực kéo. .. hoành Từ đường lực bám ta xác định được điều kiện mà ôtô có thể chuyển động: khu vực mà các đường cong lực kéo Pk nằm dưới đường lực bám ( Pk < Pϕ ) là khu vực ôtô chuyển động không bị trượt quay, còn đường cong nào của lực kéo tiếp tuyến Pk nằm trên dường Pϕ thì tại đó ô tô bị trượt quay ⇒ vì vậy muốn ôtô chuyển động được thì ta phải điều khiển ôtô sao cho thỏa mãn điều kiện Pf + Pω ≤ Pk ≤ Pϕ Nhưng... đồ thị C: TÍNH TOÁN CÁC NHÂN TỐ ĐỘNG LỰC HỌC KHI ĐẦY TẢI (D) VÀ TẢI THAY ĐỔI (DX) 1) xác định nhân tố động lực học D khi ôtô chở tải định mức * Phương trình nhân tố động lực học của ôtô ở điều kiện chở tải định mức được biểu thì bằng phương trình sau: D= Pk − Pω G trong đó: D: nhân tố động lực học Pk : lực kéo tiếp tuyến các bánh xe chủ động Pω : lực cản không khí G: trọng lượng toàn bộ ôtô - Phương... dựng được nằm giữa N k và N e là công suất dư của ôtô, công suất dư này để ôtô có thể khắc phục các công suất cản sau: +, công suất cản lên dốc +, công suất cản tăng tốc - Giả sử khi ôtô chuyển động ở tay số 4 mà N k 4 = N c ta chiếu điểm giao nhau giữa hai đường này xuống trục hoành ta được vận tốc lớn nhất của ôtô: V = Vmax = 105 km / h tại thời điểm này ôtô không còn khả năng tăng tốc hoặc khắc phục... 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 đối với mỗi lại động cơ sẽ có một đường đặc tính ngoài, nhưng vô số đường đặc tính cục bộ Khi không có đường đặc tính tốc độ ngoài bằng thực nghiệm, ta có thể xác định đường đặc tính nói trên nhờ công thức thực nghiệm của SR.LaayDecman * Đường biểu diễn công suất của động cơ: [ N... của ôtô +, các đường cung Pk có dạng tương tụ như đường M e do: Pk = M e it η t rb +, trên đồ thị đường cong giữa lực kéo tiếp tuyến Pk = f (v ) và đường cong Pf + Pω = f (v ) cắt nhau tại điểm A, khí chiếu A xuống trục hoành ta được vận tốc lớn nhất của ôtô (Vmax = V4 max = 105 (km / h) Trong điều kiện đã cho điểm giao nhau này là lực kéo tiếp tuyến ở tay số 4 và lực cản tổng cộng và tại đây ôtô. .. = tgα1 Dx G Trong đó: +, α1 : góc nghiêng biểu thị tỉ số giữa tải trọng của xe đang tính với khối lượng toàn bộ của xe +, Gx : khối lượng ôtô ở tải trọng đang tính Gx = G0 + Gex +, G0 : khối lượng ôtô ở trạng thái không tải +, Gex : tải trọng của ôtô ở vị trí đang tính • • 35 | P a g e Bµi tËp lín «t« 35 | P a g e Bµi tËp lín «t« 35 | P a g e Bµi tËp lín «t« Gex : thay đổi từ 0 đến Ge , (Ge = Ghk + . LỰC BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC LÝ THUYẾT ÔTÔ ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN SỨC KÉO ÔTÔ KHÁCH Giáo viên hướng dẫn : Phạm Hữu Truyền Sinh viên thực hiện: Trần Văn Hóa Lớp: ĐH- CN ÔTÔ K5A Vinh, tháng 3 năm 2013 1. HÓA A: THUYẾT MINH B: TÍNH TOÁN SỨC KÉO ÔTÔ I: CÁC THÔNG TIN CHO TRƯỚC 1) Loại ôtô Từ yêu cầu số hành khách là 10. Thì số chỗ ngồi trên ô tô phải đảm bảo chở được 10 khách 1 lái xe và 1 phụ. nghiệm. Khi tính toán ta chọn theo loại xe như sau: đối với xe khách thì 85,08,0 ÷= t η ⇒ nên ta chọn 85,0= t η (theo mẫu xe đã có) III TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN 1) Xác định trọng lượng toàn bộ ôtô G (khi