TKMH Lý thuyết ô tô SV: Nguyễn Công Thành_lớp khí ô tô b_k42 Mở đầu Thiết kế môn học Lý thuyết Ô tô phần môn học "Lý thuyết phơng tiện vận tải đờng bộ", vận dụng lý luận, nội dung môn học để tiến hành tính toán sức kéo, động lực học kéo ô tô Tính toán sức kéo ô tô nhằm xác định thông số ô tô: Công suất động cơ, thông số hệ thống truyền lực nhằm đảm bảo chất lợng kéo cần thiết ô tô Tính toán sức kÐo cho ta biÕt mét sè th«ng sè kü thuËt, trạng thái, tính khả làm việc ô tô, nhằm mục đích phục vụ cho trình vận hành khai thác ô tô có hiệu quả, đảm bảo tính kinh tế - kỹ thuật tối u Néi dung cđa thiÕt kÕ gåm phÇn : PhÇn I : Thiết kế tuyến hình Phần II : Tính toán động lực học kéo Phần III : Tính toán ổn định chuyển động Mẫu xe tải HINO FF3H Nội dung thiết kế đợc hoàn thành dới hớng dẫn PGS.TS Cao Trọng Hiền Bộ môn Cơ Khí Ôtô-Đại Học Giao Thông Vận Tải Sinh viên thực Nguyễn Công Thành TKMH Lý thuyết ô tô SV: Nguyễn Công Thành_lớp khí ô tô b_k42 Giới thiệu nội dung thiết kế I - Các thông số cho trớc - Loại ô tô : Ô tô tải cầu - Trọng tải hữu ích Ge : 8000 (kg) - Tèc ®é lín nhÊt ë sè trun cao : Vmax = 100km/h = 27.78m/s - HƯ sè c¶n lín nhÊt đờng mà ô tô khắc phục (ở số I Dmax) max = 0.31 - Động dùng ô tô diesel - Hệ thống truyền lực khí II - Các thông số chọn - Trọng lợng thân Go = 5990 kg N.s - Nhân tố cản khí động học W = K.F = 3.12 ⎜ ⎜ m ⎝ ⎞ ⎟ ⎟ ⎠ - HiƯu st c¬ khÝ cđa hƯ thèng trun lực T = 0.89 (Các thông số chọn dựa điều kiện sử dụng thực tế sở ô tô mẫu có sẵn) - Vmax = 27.78 m/s - Hệ số cản mặt đờng tơng ứng víi Vmax ⎛ V max Ψ = f = fo ⎜1 + ⎜ 1500 ⎝ ⎞ ⎟ = 0.03 ⎟ ⎠ ⎛ 27.78 ⎜1 + ⎜ 1500 ⎝ = 0.045 III Các thông số tính toán - Công suất động - Tỷ số truyền hệ thống truyền lực - Các đại lợng đánh giá chất lợng kéo ô tô TKMH Lý thuyết ô tô SV: Nguyễn Công Thành_lớp khí ô tô b_k42 Phần I : Thiết kế tuyến hình Các kích thớc ô tô - KÝch th−íc bao ngoµi : Lo x Bo x Ho = 6420 x 2420 x 2900 (mm) - ChiỊu dµi c¬ së L 3780 - ChiỊu réng c¬ së B 2380 - ChiỊu dµi tr−íc L1 1150 - ChiỊu dµi thïng xe 4390 - ChiÒu réng thïng xe 2420 - Khoảng cách vệt bánh xe sau 2380 - Góc v¸t tr−íc 30o - Gãc v¸t sau 28o - Sè cầu xe - Lựa chọn tuyến hình theo mẫu DiƯn tÝch c¶n chÝnh diƯn F = B x Ho = 2380 x 2900 (mm2) - Bè trÝ chung : trình bày vẽ TKMH01 - Số chỗ ngồi ca bin nc = Bè trÝ ®éng hệ thống truyền lực - Động bố trí đằng trớc phía cabin, dẫn động cầu sau chủ động (F-R) - Công thức bánh xe ì - cầu sau chủ động - Sơ đồ bố trÝ hƯ thèng trun lùc BXC§ Lh §c Hs C : Động TKMH Lý thut « t« SV: Ngun C«ng Thành_lớp khí ô tô b_k42 : Li hợp : Hộp số : Truyền động cac đăng : TruyÒn lùc chÝnh : Vi sai : Nửa trục Trọng lợng xe thiết kế phân bố trọng lợng trục (3 - 1) Träng l−ỵng xe thiÕt kÕ : G = Go + nc Gh + Ge Trong ®ã : Go : Trọng lợng thân xe Ge : Tải trọng hữu ích lớn Gh : Trọng lợng ngời + hành lý nc : Số chỗ ngồi cabin (nc = 3) G = 5990+ (55 + 15) + 8000 = 14200 (kg) (3 - 2) Phân bố tải trọng lên trục Khối lợng cụm tổng thành ô tô - Động + li hợp : Gdclh = 650 (kg) - Cầu trớc : Gct = 300 (kg) - CÇu sau : Gcs = 600 (kg) - Hép sè : Ghs = 100 (kg) - Thïng xe : Gtx = 900 (kg) - Khung xe : Gkx = 750 (kg) - Ca bin : GCB = 500 (kg) - HÖ thèng treo : GT = 600 (kg) - HƯ thèng l¸i : GL = 400 (kg) - Các đăng : Gcđ = 150 (kg) - B¸nh xe + lèp : Gbx = 75 x - Thïng nhiªn liƯu : Gnl = 150 (kg) - Ac quy = 450 (kg) = 70 (kg) : Gaq - Nớc làm mát + dầu bôi trơn GLM + BT = 40 (kg) - HƯ thèng kh¸c GHTK = 330 (kg) - T¶i träng : Ge = 8000 (kg) TKMH Lý thut « t« SV: Ngun Công Thành_lớp khí ô tô b_k42 Để thuận tiện tính toán : quy dẫn khối lợng cụm tổng thành nhóm tải trọng Qi (i = ữ 7) Gđc.lh + GHS + GLMBT = 650 + 100 + 40 = 790 (kg) Q1 = 790 * 9.81 = 7749.9 (N) Gnl +Gaq = 150 + 70 = 220 (kg)⇒ Q2 = 220 * 9.81 = 2158.2 (N) GTX + GC§ = 900 + 150 = 1050 (kg) -> Q3 = 10300.5 (N) (khi không tảI) GTX + GCĐ + Gc = 900 + 150 + 8000 = 9050 (kg) -> Q3 = 88780.5 (N) (khi toàn tải ) GCT + 2 GT + GBX = 300+ 200+ 450 = 650 (kg) 6 Q4 = 650 * 9.81 = 6376.5 (N) Gcs + 4 GT + GBX = 600 + 300 + 450 = 1100 (kg) 6 Q5 = 1100* 9.81 = 10791 (N) GKX + GHTK = 750 + 330 = 1080 (kg) Q6 = 1080*9.81 =10594.8 (N) GCB + GL = 500 + 400 = 900 (kg) Q7 = 900*9.81 = 8829 (N) - Träng l−ỵng Q6 phân bố toàn chiều dài xe Ta cã : q6 = Q6 10594.8 ⎛N⎞ = = 1650.28 Lo 6.42 m - Sơ đồ hoá tải trọng tác dụng lên ô tô Gọi Zo1, Zo2 : Phản lực từ đờng tác dụng lên cầu trớc , cầu sau không tải : Z1, Z2 : Phản lực từ đờng tác dụng lên cầu trớc cầu sau ô tô toàn tải TKMH Lý thuyết ô tô SV: Nguyễn Công Thành_lớp khí ô tô b_k42 Sơ đồ tải trọng tác dụng lên ô t« Q6 Q1 Q7 Q4 Q2 Q3 150 400 Q5 540 A 1000 1165 1150 B 2165 1490 1615 Z1 Z2 3780 Lấy momen tất lực tác dụng ®èi víi ®iĨm A ta cã : ΣmA (QK) = 3.78 Q5 + Q3 (3.78 – 0.54) + Q2 + 2.165 Q6 Z2 * 3.78 - Q1 * 0.4 – 0.15 * Q7 = -> Z2 = 99224.52 (N) G2 = 10114.63 (kg) G1 = G - G2 = 14200 – 10114.63 = 4085.37 (kg) Z1 = G1 9.81 = 40036.63 (N) - Sè vßng quay nN = 3200 vòng/phút ii xác định công suất ôtô - Công suất động ô tô chuyển ®éng víi tèc ®é cùc ®¹i Vmax = 100 km/h = 27.78 m/s Nv = (Ψ * G * Vmax + W * V3max ) ηT Trong ®ã : (W) G : Trọng lợng toàn ô tô (kg) Vmax : VËn tèc lín nhÊt cđa « t« (m/s) : Hệ số cản tổng cộng đờng tơng ứng với tốc độ lớn Vmax Ta có : Ψ = 0.045 W = 3.12 TKMH Lý thuyết ô tô SV: Nguyễn Công Thành_lớp khí ô t« b_k42 (0.045 * 14200 * 27.78 + 3.12 * 27.783) = 95101 (W) 0.89 Nv = Nv = 95.101 (KW) - Công suất lớn động Nemax = Nv aλ + bλ2 − cλ3 (W) Trong : a, b, c hệ số thực nghiệm Với động diesel 4k :a = 0.5 ; b = 1.5; c = λ= n c max nN ncmax : Sè vßng quay lín nhÊt cđa trơc khuỷu động ứng với Vmax nN : Số vòng quay trụch khuỷu động ứng với Ncmax Chän λ = 0.9 nN = 3200 v/p Suy : Nemax = Nv 95.101 = = 101.6 (KW) 0.5 * 0.9 + 1.5 * 0.9 − 0.9 0.936 VËy Nemax = 101.6 (KW) - TÝnh c«ng suÊt động số vòng quay c khác Theo phơng pháp S.R Laydecman Ne = Ncmax ⎤ ⎡ ⎢a ne + b⎛ ne ⎞ − c⎛ ne ⎞ ⎥ ⎜ ⎜ ⎟ ⎟ ⎜n ⎟ ⎥ ⎜n ⎟ ⎢ nN ⎝ N⎠ ⎦ ⎝ N⎠ ⎣ - Tính momen xoắn trục khuỷu động ứng với số vòng quay c khác Me = 10 N e 1.047.ne (N.m) Lập bảng tính giá trị trung gian Ne, Me để xây dựng đờng đặc tính Ne = f(ne) Me = f(ne) Bảng giá trị trung gian TKMH Lý thuyết ô tô SV: Nguyễn Công Thành_lớp khí ô tô b_k42 Bảng ne/nN 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 ne (v/p) 640 960 1280 1600 1920 2240 2560 2880 3200 Ne (KW) 8.96 28.9 42.1 55.99 69.88 83.08 94.96 104.8 133.2 Me/(N.) 133.7 287.5 314.1 334.2 347.6 354.2 354.3 347.5 334.2 M e max = K = 1.15 MN Mcmax = K MN = 1.15 *347.5 = 399.6 (N.m) iii xác định thể tích công tác động 17.5 * 10 * Z * N c max Vc = (1) PeN * η N PCN = 0.5 MPa : áp suất hữu ích trung bình ứng với công suất lớn động Z = (động ky ) 17.5 *10 * *101.6 Vc = = 4.9(l ) 0.5 * 3200 IV Xác định tỷ số truyền truyền lực Công thøc : io = 2π Γb η c max 60.inr i pc Vmax inn : Tû sè trun cđa hép sè ë sè truyÒn cao nhÊt Chän inn = 0.66 ipc = : Tû sè trun cđa hép sè phụ hộp phân phối (không có hộp số phụ hộp phân phối) Ncmax = * nN = 0.9 * 3200 = 2880 (v/p) rb : Bµn kÝnh lµm việc trung bình bánh xe io = * 2880 * 0.457 = 6.1 60 * 0.66 * 27.78 V XáC ĐịNH Tỷ Số TRUềN CáC TAY Số CđA HéP Sè Tû sè trun ë sè I : TKMH Lý thut « t« SV: Ngun C«ng Thành_lớp khí ô tô b_k42 Khi ô tô chuyển động bình thờng (ổn định) lực kéo phải khắc phục đợc lực cản lớn mặt đờng Pkmax ≥ PΨmax + Pw Pkmax : Lùc kÐo lín nhÊt động phát bánh xe chủ động Pmax : Lực cản tổng cộng đờng Pw : Lực cản không khí Khi ô tô chuyển động số I, vận tốc ô tô nhỏ nên bỏ qua Pw VËy : PKmax ≥ PΨmax = Ψmax G M c max i o i I η t ≥ Ψmax G rb Suy iI ≥ ψ max G rb M c max i o η t Mcmax = 399.6 (N.m) Ψmax = 0.33 ηT = 0.89 iI ≥ 0,33 * 11000 * 9,81 * 0.457 = 6.343 399.6 * 6.1 * 0,89 Mặt khác PKmax bị giới hạn điều kiện bám bánh xe với mặt đờng PKmax P = m G ϕ (-) m c max i o i I μ T mG rb Theo điều kiện bám ta ph¶i cã : iI ≤ mG ϕ ϕ rb M c max i o η t m : HÖ sè phân bổ tải trọng c ầu sau (cầu chủ động) G : Trọng lợng phân bổ cầu sau Gϕ = Z2 = 99224.52 ϕ : HƯ sè b¸m mặt đờng, chọn = 0.75 10 TKMH Lý thuyết ô tô SV: Nguyễn Công Thành_lớp khí ô tô b_k42 rb : Bán kính làm việc trung bình cđa b¸nh xe G2 10114,63 = = 0,683 14200 G m= Do ®ã : iI ≤ 0,683.10114,63.9,81.0,75.0,482 = 8.27 661,7.5,2.0,89 Vậy ta chọn iI =7.8 Xác định tỷ số trun cđa c¸c sè trung gian - Chän hƯ thèng tû sè trun cđa c¸c cÊp sè hép sè theo cấp số nhân - Công thức xác định iK = n −1 ( n − K ) iI Trong ®ã : n : Sè cÊp sè cña hép sè thiÕt kÕ K : Sè thø tù sè truyÒn - Tû sè trun cđa cÊp sè II iII = i = 7,83 = 4.67 I - Tû sè trun cđa cÊp sè III iIII = i2 = I 7,8 = 2.8 - Tû sè trun cđa cÊp sè IV iIII = iI = 7,8 = 1.67 - Tû sè trun cđa cÊp sè V : iv = 0.66 ®· chän Tû sè trun sè lïi : iL = 1.2 iI = 1.2 * 7.8 = 9.36 Tû sè trun t−¬ng øng víi tõng cÊp sè CÊp sè I II III 11 IV V Bảng Số lùi TKMH Lý thuyết ô tô SV: Nguyễn Công Thành_lớp khí ô tô b_k42 467,4 Pc (N) 507,5 621,4 938,7 3646,36 Từ bảng dựng ®å thÞ Pc = f(v) Tõ ®å thÞ PKi = f(v) Pc = f(v) Ta cã thÓ nhËn thÊy møc độ dự trữ lực kéo ô tô tay số khác (sử dụng tăng tốc vợt dốc) Việc sử dụng lực kéo ô tô bị giới hạn khả bám bánh xe với mặt đờng Vì để đánh giá khả bị trợt quay bánh xe ta dựng thêm đồ thị lực bám P = f(v) P = mGϕ ϕ = 0,683 10114, 63 9,81 0,70 = 47439,24 (N) Đồ thị đờng nằm ngang song song với trục hoành Cân công suất ô tô a/ Phơng trình cân công suất Phơng trình cân công suất bánh xe chủ ®éng NK = Nc - Nt = Nf + Nw Ni + Nj Công suất động phát bánh xe chủ động NK = Nc - Nt = Nc ηt = 0,89 Nc - C«ng suất tiêu hao cho lực cản đờng N = Nf ± Ni = G.f v cosα ± Gv sin - Công suất tiêu hao cho lực cản không khí Nw = WV3 - Công suất tiêu hao tăng tốc Nj = G j v j g Trong ®ã : j : Gia tèc cđa « t« v : Vận tốc chuyển động ô tô j : Hệ số kể ảnh hởng khối lợng quay g : Gia tèc träng tr−êng 14 TKMH Lý thuyết ô tô SV: Nguyễn Công Thành_lớp khí ô tô b_k42 b Đồ thị cân công suất * Dựng đồ thị công suất kéo NK = f(v) NK = Ncηt Theo Lay Decman ta cã : ⎡ ⎛n NK = 0,89 Nemax ⎢a.⎜ e ⎜ ⎢ ⎝nN ⎣ ⎞ ⎛n ⎟ + b⎜ e ⎟ ⎜n ⎠ ⎝ N ⎞ ⎛ ne ⎞ ⎤ ⎟ − c⎜ ⎟ ⎜ n ⎟ ⎥ (KW) ⎟ ⎠ ⎝ N⎠ ⎥ ⎦ (1) NKi = f(vi) NKi : C«ng suất kéo động phát bánh xe chủ động ô tô chuyển động cấp số i cđa hép sè vi : VËn tèc t−¬ng øng với số vòng quay trục khuỷu động ô tô chuyển động cấp số i hộp số vi = 2πη c Γb 60i o i i (2) Dựa vào công thức (1) (2) thiết lập bảng giá trị trung gian để xây dựng đồ thị NKi nc v/p 640 960 1280 1600 1920 2240 2560 B¶ng 2880 3200 Ne (KW) 9.2 29.68 43.25 57.52 71.79 85.36 97.56 99.13 101.6 V1(m/s) 0,6 0,86 1,15 1,43 1,72 2,3 2,6 2,86 V2 (m/s) 0,96 1,434 1,91 2,4 2,87 3,35 3,82 4,3 4,8 V3(m/s) 1,6 2,4 3,2 4,8 5,58 6,4 7,2 V4(m/s) 2,67 5,34 6,68 8,02 9,36 10,69 12,03 13,4 V5(m/s) 6,77 10,15 13,53 16,91 20,29 23,68 27,06 27.78 33,83 NK (KW) 18 30,6 44,57 59,3 74 87,9 100,57 110,98 100,75 Dựa vào bảng dựng đồ thị NKi = f(vi) Dựng đồ thị công suÊt c¶n Nc = Nf + Nw = Gf cos α v + Wv3 Nc = v (Gf + Wv2) 10-3 (KW) Từ ta có bảng sau : 15 TKMH Lý thut « t« SV: Ngun Công Thành_lớp khí ô tô b_k42 V (m/s) 2,6 4,3 7,2 12,03 B¶ng 27.78 Ne (N) 1,22 2,2 4,48 11,3 99.13 Ta dựng đợc đồ thị NKi = f(v) Ne = f(v) Gọi đồ thị cân công suất ô tô Dựa vào đồ thị ta đánh giá mức độ dự trữ công suất (để tăng tốc vợt dốc) ô tô c¸c cÊp sè trun kh¸c cđa hép sè Nhân tố động lực học ô tô a Nhân tè ®éng lùc häc D= ⎞1 PK − PW ⎛ M c i ti η t =⎜ − w.v ⎟ ⎜ r ⎟G G ⎝ ⎠ b Trong ®ã : D : Nhân tố động lực học ô tô Pw : Lực cản không khí PK : Lực kéo tiếp tuyến bánh xe chủ động iti : Tû sè trun cđa hƯ thèng trun lùc ë tay số i hộp số Nhân tố động lực học bị giới hạn điều kiện bám bánh xe Dϕ = Pϕ − PW G ⎛ mη G − wv ϕ ⎜ =⎜ G ⎜ ⎝ ⎞ ⎟ Để ô tô chuyển động không bị trợt D D b Xây dựng đồ thị nhân tố động lực học D = f(v) * Đồ thị nhân tố động lực học ô tô c¸c sè trun kh¸c cđa hép sè Di = f(vi) 16 TKMH Lý thuyÕt « t« ⎞ ⎛ M e i ti η t ⎜ − wv ⎟ ⎟ G ⎜ rb ⎠ ⎝ Di = vi = SV: Nguyễn Công Thành_lớp khí ô tô b_k42 2c b 60i o i i Thiết lập bảng giá trị trung gian Ta có bảng giá trị trung gian Di tay số khác theo tốc độ chuyển động ô tô nc (v/p) 640 Mc (N.m) 960 1920 2240 2560 B¶ng 2880 1280 1600 420,25 475,6 52,0 553,13 575,3 586,12 586,56 575,4 V1 (m/s) 0,6 0,86 1,15 1,43 1,72 D1 0,217 0,245 0,268 0,285 0,2965 0,302 0,3022 0,296 V2 (m/s) 0,96 1,434 1,91 2,4 2,87 3,82 D2 0,130 0,147 0,160 0,1706 0,177 0,1806 0,1807 0,177 V3 (m/s) 1,6 2,4 3,2 4,8 5,58 6,4 7,2 D3 0,078 0,088 0,096 0,102 0,106 0,108 0,107 0,1054 V4 (m/s) 2,67 5,34 6,68 8,02 9,36 10,69 12,03 D4 0,046 0,052 0,057 0,06 0,062 0,063 0,062 0,06 V5 (m/s) 6,77 10,15 13,53 16,91 20,29 23,68 27,06 27.78 D5 0,036 0,038 0,042 0,048 0,049 0,05 0,049 0,0486 2,3 3,35 2,6 4,3 * Đồ thị D = f(v) m.ϕ.Gϕ − wv 0,683.0,75.99224,52 − 3,12.v Dϕ = = G 145286,1 Ta có bảng giá trị trung gian cđa Dϕ v (m/s) Dϕ 2,6 4,3 7,2 12,03 B¶ng 27.78 0,350 0,349 0,348 0,3467 0,3298 17 TKMH Lý thuyết ô tô SV: Nguyễn Công Thành_lớp khí ô tô b_k42 v2 + Dựng đờng hệ số cản lăn f = fo 1500 ⎝ ⎠ 2,6 4,3 7,2 12,03 B¶ng 27.78 0,030 0,030 0,031 0,033 0,0486 v (m/s) F Dựa vào đồ thị nhân tố động lực học để xác định thông số đặc trng cho hoạt động ô tô (Các tiêu đánh giá chất lợng kéo ô tô) Xác định gia tốc, thời gian tăng tốc, quÃng đờng, vận tốc lớn ô tô độ dốc lớn mà ô tô khắc phục đợc a Xác định vận tốc lớn ô tô - Từ đồ thị cân công suất ô tô đồ thị NK5 cắt đồ thị Pc A, từ A dòng xuống trục hoành ta đợc Vmax = 27.78(m/s) b Độ dốc lớn mà ô tô khắc phục (imax) Khi ô tô chuyển ®éng ỉn ®Þnh (j = 0) imax = Dmax - f Dựa vào đồ thị nhân tố động lực học ô tô xác định đợc độ dốc lớn mà ô tô khắc phục đợc tay sè B¶ng 10 V I II III IV 2,3 3,82 5,58 9,36 22 Dmax 0,3022 0,1807 0,108 0,063 0,05 imax 0,2722 0,1503 0,078 0,033 0,02032 Sè truyÒn V (m/s) c Xác định khả tăng tốc ô tô D=Ψ+ δj g j 18 TKMH Lý thuyÕt « t« Ta cã j = (D - Ψ) Trong ®ã : SV: Nguyễn Công Thành_lớp khí ô tô b_k42 g δj g : Gia tèc träng tr−êng δj : HÖ số kể đến ảnh hởng khối lợng chuyển ®éng quay δj = 1,05 + 0,05 l i2 - ë tay sè I : δj1 = 1,44 - ë tay sè II : δj2 = 1,284 - ë tay sè III : δj3 = 1,19 - ë tay sè IV : δj4 = 1,134 - ë tay sè V : δj5 = 1,083 j = (D - f) 9,81 (1,05 + 0,05i i2 ) - Khi xe chuyÓn ®éng víi vËn tèc v < 22,2 m/s th× f = fo = 0,03 - Khi xe chun ®éng víi vËn tèc v>22,2m/s ⎛ v2 ⎞ ⎟ f = fo ⎜1 + ⎜ 1500 ⎟ ⎝ ⎠ B¶ng 11 2,3 2,6 0,6 0,86 1,12 1,43 1,72 0,217 0,245 0,268 0,285 0,296 0,302 0,302 0,296 J1 (m/s) 1,3 1,46 1,62 1,74 1,82 1,85 1,853 1,81 V2 (m/s) 0,96 1,434 1,91 2,4 2,87 3,35 3,82 4,3 D2 0,130 0,147 0,160 0,1706 0,177 0,1806 0,1807 0,177 J2 (m/s) 0,764 0,894 1,074 1,12 1,15 1,17 1,12 V3 (m/s) 1,6 2,4 3,2 4,8 5,58 6,4 7,2 0,078 0,088 0,096 0,102 0,106 0,108 0,107 0,1054 J3 (m/s) 0,4 0,48 0,54 0,6 0,63 0,64 0,635 0,62 V4 (m/s) 2,67 5,34 6,68 8,02 9,36 10,69 12,03 V1 (m/s) Sè I Sè II Sè III D1 D3 19 TKMH Lý thut « t« SV: Ngun Công Thành_lớp khí ô tô b_k42 0,046 0,052 0,057 0,06 0,062 0,063 0,062 0,06 J4 (m/s) 0,14 0,19 0,23 0,26 0,28 0,29 0,28 0,26 V5 (m/s) 6,77 10,15 13,53 16,91 20,29 23,68 27,06 30,55 D5 0,036 0,038 0,042 0,048 0,049 0,05 0,049 0,0486 f 0,03 0,03 0,031 0,035 0,038 0,041 0,0446 0,486 0,055 0,073 0,1 0,12 0,1 0,082 0,045 Sè IV D4 Sè V J5 (m/s) Tõ b¶ng ta dựng đồ thị jii = f(v) d Xác định thời gian tăng tốc qung đờng tăng tốc : (*) Xác định thời gian tăng tốc ô tô Từ phơng trình j = dv -> đt = dv j dt Suy : Kho¶ng thêi gian tăng tốc từ v1 -> v2 ô tô : v2 t1,2 = ∫ j dv v1 - Dựng hàm số = f(v) (Dựa vào đồ thị j = f(v) j ti : thời gian tăng tèc tõ v1 ÷ v2 ti = Fi : Víi Fi diện tích giới hạn phần đồ thị = f(v) ; v = v1; v j = v2 vµ trơc hoµnh (ov) Suy : Thêi gian tăng tốc toàn n t= Fi i =1 n : Số khoảng chia vận tốc (Vmin đến Vmax) (Vì Vmax j = -> = Do tính tới giá trị V = 0,91 Vmax j = 28m/s) 20 TKMH Lý thuyÕt ô tô SV: Nguyễn Công Thành_lớp khí ô tô b_k42 - Lập bảng tính gia tốc ngợc V1 (m/s) Sè I j (m/s2) 1/j V12(m/) Sè II j (m/s2) 1/j V3 (m/s) Sè III j (m/s2) 1/j V4 (m/s) Sè IV j (m/s2) 1/j V5 (m/s) Sè V j (m/s2) 1/j Tõ 0,6 1,3 0,77 0,96 0,764 1,31 1,6 0,4 2,5 2,67 0,14 7,14 6,67 0,055 18,18 0,86 1,46 0,68 1,434 0,894 1,12 2,4 0,48 2,08 0,19 5,26 10,15 0,073 13,7 j 1,15 1,62 0,62 1,91 1 3,2 0,54 1,85 5,34 0,23 4,35 13,53 0,1 10 1,43 1,74 0,57 2,4 1,074 0,93 0,6 1,7 6,68 0,26 3,85 16,91 0,12 8,33 1,72 1,82 0,55 2,87 1,12 0,89 4,8 0,63 1,59 8,02 0,28 3,57 20,29 0,1 10 1,85 0,54 3,35 1,15 0,87 5,58 0,64 1,56 9,36 0,29 3,45 23,68 0,082 12,2 B¶ng 12 3,2 2,6 1,853 1,81 0,54 0,55 3,82 4,3 1,17 1,12 0,855 0,89 6,4 7,2 0,635 0,62 1,57 1,6 1969 12,03 0,28 0,26 3,57 3,85 27,06 30,5 0,045 22,2 ∞ = f(v) ta tìm t = f(v) j (Dựa vào đồ thị gia tốc ngợc ) + QuÃng đờng tăng tốc t2 ds = v.dt-> s = ∫ v dt t1 Từ đồ thị t = f(v) Ta có Si = Fis : với Fis giới hạn đờng t = f(v) ; t = t1; t = t2 vµ trục o.t (trục tung) QuÃng đờng tăng tốc từ Vmin ÷ Vmax lµ : n S= ∑ Fis : n : Số khoảng chia vận tốc i =1 Bảng giá trị thời gian tăng tốc, qung đờng tăng tốc Trong trờng hợp không xét đến mát vận tốc vµ thêi gian sang sè ta cã thĨ cã bảng sau : Xác lập đò thị t=f(v) s=f(v) ,dựa vào đồ thị ta cóbảng sau 21 TKMH Lý thuyết ô tô SV: Nguyễn Công Thành_lớp khí ô tô b_k42 Bảng 14 V(m/s) 2,6 4,3 7,2 12,03 27.78 T (s) 0,945 2,3625 6,73 23,74 203,74 s(m) Tr−êng hỵp có tính đến mát vận tốc sang số thời gian sang số, ta xác định độ giảm vận tốc chuyển động sang số dựa vào phơng trình chuyển động lăn trơn ô t«; Δv = Ψ.g.tl/δi tl: thêi gian chun sè (trong thiết kế không tính phần này) Phần III : Tính toán ổn định chuyển động ô tô i xác định toạ độ trọng tâm ô tô - Xác định khoảng cách a, b Lấy momen điểm A ΣMA = -> G.a a= A - Z2 L = G a Z2 99224,52 3,95 = 2,697 (m) L = G 139302 b = L - a = 3,95 - 2,697 = 1,253 (m) - Xác định chiều cao trọng tâm hg = Trong : Z1 hiGi G Gi : Khối lợng cụm tổng thành Chiều cao trọng tâm cụm tổng thành H®c,lh = 1000 (mm) Hnl, aq = 1000 (mm) Hcs = 350 (mm) Htx = 1650 (mm) Hct = 420 (mm) Hkx = 1250 (mm) Hcb = 1200 (mm) Hl = 700 (mm) Ht = 1100 (mm) Hcd,hs = 1100 (mm) 22 b L hi : ChiỊu cao c¸c cơm tổng thành EMBED Equation.3 B Z2 TKMH Lý thuyết ô tô SV: Nguyễn Công Thành_lớp khí ô tô b_k42 Suy : hg = 1,380 (m) = 1380 (mm) Vậy toạ độ trọng tâm ô tô O (a; b; hg) = (2,697 ; 1,253; 1,380) (m) II TÝNH TOáN ổn định dọc ô tô Xét lực tác dụng lên xe mặt phẳng dọc xe chuyển động lên dốc G2 G1 A G Pf B a Pf b Z1 L Z2 (*) Trờng hợp ô tô quay đầu lên dốc - Góc giới hạn lật cđa « t« ((l) tg(1 = EMBED Equation.3 = 0,908 Suy (L = arctg (0,908) = 42o14' 18'' - Góc dốc giới hạn trợt ((T) (Trong điều kiện phanh xe cã hiƯu qu¶ nhÊt) tg(T = ( EMBED Equation.3 αT = arctg (0,633) = 35o54'41'' Tõ ®ã ta có L > T Đảm bảo điều kiện ổn định (xe trợt trớc lật) * Trờng hợp ô tô xuèng dèc 23 ( TKMH Lý thuyÕt « t« SV: Nguyễn Công Thành_lớp khí ô tô b_k42 - Góc tíi h¹n lËt (α'L) tgα'L = a 2,697 = = 1,954 hg 1,38 -> α'L = 69o53' - Gãc tíi hạn trợt ('T) tg'T = a 2,697 = 0,7 = 0,384 L + ϕ.hg 3,95 + 0,7.1,38 Suy 'T = 23o20' Ta có 'L > 'T : Đảm bảo điều kiện ổn định * Trờng hợp ô tô chuyển động đờng Vận tốc giới hạn lật Vghl = G.b Ư W.h n Giả sử hw = hg = 1,38 (m) Vghl = 14200.1,253 = 65,65 (m/s) 3,12.1,38 Vghl > Vmax : Đảm bảo điều kiện iii tính toán ổn định ngang ô tô Khi xe chuyển động đờng có góc nghiêng ngang - Góc nghiên đ : Tại xe bị lật ®æ tgβ® = B 1970 = = 0,72 2hg 2.1380 - Góc nghiêng : Tại xe bị trợt ngang tgβϕ = ϕy = 0,7 tgβ® > tgβϕ -> Đảm bảo điều kiện ổn định Khi ô tô quay vòng đờng Bán kính quy vòng tối thiĨu cđa « t« R = 11 (m) - VËn tèc giíi h¹n lËt ngang Vghl = B.g.R = 2hg 1970.9,81.11 ⎛m⎞ = 8,8 ⎜ ⎟ 2.1380 ⎝s⎠ 24 TKMH Lý thuyết ô tô SV: Nguyễn Công Thành_lớp khí ô tô b_k42 - Vận tốc giới hạn trợt ngang Vght = ⎛m⎞ = 8,6 ⎜ ⎟ ⎝s⎠ g.R.ϕ y = Vghl > Vght : Đảm bảo điều kiện ổn định Khi ô tô quay vòng đờng có góc nghiêng a Khi hớng nghiêng đờng phÝa víi trơc quay vßng (XÐt gãc lËt nguy hiĨm góc trợt nguy hiểm với chuyển động đờng bằng) - Vận tốc nguy hiểm xe bị lật đổ Vn = g.R (B / 2hg + tgβ d ) = − B / 2hg.tgβ d 9,81.11(1790 / 2.1380 + 0,72) − 1970 / 2.1380.(0,72) ⎛m⎞ = 17,85 ⎜ ⎟ ⎝s⎠ - VËn tèc nguy hiểm xe bị trợt ngang V = g.R ( y + tgβ ϕ ) − ϕ y tgβ ϕ 9,81.11(0,7 + 0,7) = 17,2 − 0,7.0,7 = m s Vn > V : Đảm bảo điều kiện ổn định b Khi hớng nghiêng đờng ngợc phía với trục quay vòng - Vận tốc nguy hiĨm xe bÞ lËt Vn = g.R (B / 2hg − tgβ d ) + B / 2hg.tgβ d - Vận tốc nguy hiểm xe bị trợt ngang Vϕ = g.R (ϕ y − tgβ ϕ ) + y tg Để đảm bảo điều kiện ổn định tgđ < B = 0,72 2hg tg < ϕy = 0,7 β® < 35o29' βϕ < 34o59' VËn tốc chuyển động quay vòng xe phải thoả m·n 25 TKMH Lý thut « t« SV: Ngun C«ng Thành_lớp khí ô tô b_k42 m V< V = 8,6 s Nhận xét Việc tính toán động lùc kÐo cđa « t« chØ cã ý nghÜa vỊ mặt lý thuyết tính tơng đối phép tính , lựa chọn hệ số trình tính toán không xác so với thực tế Trong thực tế , việc nghiên cứu đánh giá chất lợng kéo ôtô đợc thực đờng bệ thử chuyên dùng Tài liệu tham khảo - Lý thuyết ô tô - máy kéo GS.TSKH Nguyễn Hữu Cẩn (chủ biên) NXB Khoa học kỹ thuật 2000 - Kết cấu - tính toán ô tô TS Thái Nguyễn Bạch Liên (Chủ biên) NXB Giao thông vận tải Hà Nội 1984 26 TKMH Lý thuyết ô tô SV: Nguyễn Công Thành_lớp khí ô tô b_k42 Mục lục Đề mục Trang - Mở đầu - Giới thiƯu néi dung - PhÇn I : ThiÕt kÕ tuyến hình - Phần II : Tính toán động lực học kéo - Phần III : Tính toán ổn định chuyển động 24 Hà Nội, 12 - 2002 27 TKMH Lý thuyết ô tô SV: Nguyễn Công Thành_lớp khí ô tô b_k42 28 ... TKMH Lý thuyết ô tô SV: Nguyễn Công Thành_lớp khí ô tô b_k42 Suy : hg = 1,380 (m) = 1380 (mm) VËy toạ độ trọng tâm ô tô O (a; b; hg) = (2,697 ; 1,253; 1,380) (m) II TÝNH TO¸N ổn định dọc ô tô Xét... động lực học để xác định thông số đặc trng cho hoạt động ô tô (Các tiêu đánh giá chất lợng kéo ô tô) Xác định gia tốc, thời gian tăng tốc, quÃng đờng, vận tốc lớn ô tô độ dốc lớn mà ô tô khắc phục... 0.045 III Các thông số tính toán - Công suất động - Tỷ số truyền hệ thống truyền lực - Các đại lợng đánh giá chất lợng kéo ô tô TKMH Lý thuyết ô tô SV: Nguyễn Công Thành_lớp khí ô tô b_k42 Phần