Đang tải... (xem toàn văn)
Bài tập lớn lý thuyết ô tô Lý Thuyết Ô Tô khoa cơ khí giao thông Hướng dẫn làm bài tập lớn môn lý thuyết ô tô của thầy Phan Minh Đức khoa Cơ Khí Giao Thông Đại Học Bách Khoa Đại Học Đà Nẵng đầy đủ chi tiết
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG - BÀI TẬP MÔN HỌC LÝ THUYẾT Ô TÔ Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm H Nguyễn Thanh Ngọc ( 103210123 - 21C4B) Hoàng Hữu Lợi ( 103210121 - 21C4B ) Ngô Văn Luyện ( 103210122 – 21C4B ) Trần Quang Huy(103210120-21C4B) Lê Minh Nguyên(103210124-21C4B) Đặng Văn Quang(103210126-21C4B) Đức Giảng viên phụ trách lớp học phần: TS Phan Minh ĐÀ NẴNG – 2023 MỤC LỤC PHẦN 1: GIỚI THIỆU CHUNG , NHIỆM VỤ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 2 I Vai trò của công tác thiết kế sức kéo trong thiết kế ô tô 2 PHẦN 2 : TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ SỨC KÉO 4 I Xác định kích thước cơ bản của xe 4 II Xác định trọng lượng bản thân, trọng lượng toàn bộ, phân bố trọng lượng ô tô 5 III Tính chọn lốp 6 IV Tính chọn động cơ và xây dựng đặc tính tốc độ của động cơ .7 V Xác định tỷ số truyền của hệ thống truyền lực 11 1 Tỷ số truyền của truyền lực chính 12 2 Tỷ số truyền của hộp số 12 VI Dự kiến phân bố tải trọng trên các trục bánh xe 14 VII Xây dựng các đồ thị cân bằng lực kéo, cân bằng công suất, cân bằng lực, hệ số nhân tố động lực khi đầy tải và khi tải trọng thay đổi, đồ thị gia tốc 15 1 Xây dựng đồ thị cân bằng lực kéo 15 2 Xây dựng các đồ thị cân bằng công suất 17 3.Đồ thị nhân tố động lực học 18 4.Xác định khả năng tăng tốc của ôtô – xây dựng đồ thị gia tốc 22 5.Xây dựng đồ thị thời gian tăng tốc – quãng đường tăng tốc 24 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ GIAO Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc THÔNG -o0o BÀI TẬP MÔN HỌC LÝ THUYẾT Ô TÔ Mã lớp học phần: 1033370.2310.21.18 Nhóm sinh viên thực hiện: H Nhiệm vụ: TÍNH TOÁN SỨC KÉO Ô TÔ 1 Số liệu cho trước: 0.35 Loại ô tô: Tải Tùy chọn Số người chở (kể cả người lái): 3 Tải trọng định mức [KG]: 4000 Vận tốc cực đại [km/h]:90 Sức cản lớn nhất của đường ô tô vượt được: Lắp động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu: 2 Yêu cầu: 2.1.Các nội dung chính thuyết minh và tính toán: Xác định trọng lượng bản thân, trọng lượng toàn bộ và phân bố trọng lượng ô tô Tính chọn lốp Tính chọn động cơ và xây dựng đặc tính tốc độ của động cơ Xác định tỷ số truyền của truyền lực chính Xác định tỷ số truyền của số cao nhất của hộp số Xác định số cấp và tỷ số truyền các số trung gian của hộp số Xác định trục bánh xe chủ động Xây dựng các đồ thị cân bằng công suất, cân bằng lực, hệ số nhân tố động lực khi đầy tải và khi tải trọng thay đổi, đồ thị gia tốc 2.2 Bản vẽ đồ thị: Các bản vẽ trên giấy khổ A4, đóng tập cùng thuyết minh tính toán, gồm các đồ thị sau: Đặc tính tốc độ ngoài của động cơ; Cân bằng công suất của ô tô; Cân bằng lực kéo của ô tô; Nhân tố động lực của ô tô khi đầy tải và khi tải trọng thay đổi; Thời gian và quãng đường tăng tốc của ô tô 2.3 Hình thức: Theo mẫu quy định của Bộ môn Đà Nẵng, ngày 1 tháng 10 năm 2023 Giảng viên phụ trách lớp học phần Trang 3 TS Phan Minh Đức PHẦN 1: GIỚI THIỆU CHUNG , NHIỆM VỤ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ I Vai trò của công tác thiết kế sức kéo trong thiết kế ô tô Trong thiết kế ô tô, công tác thiết kế sức kéo là một phần quan trọng của quá trình phát triển xe hơi Vai trò chính của công tác này là đảm bảo rằng xe có khả năng kéo được tải trọng cần thiết một cách an toàn và hiệu quả Dưới đây là một số nhiệm vụ cụ thể mà công tác thiết kế sức kéo thường thực hiện: 1.Xác định khả năng kéo: Công tác này đòi hỏi tính toán và kiểm tra sức mạnh của động cơ và hệ thống truyền động để đảm bảo rằng xe có khả năng kéo được tải trọng tối đa một cách an toàn và ổn định 2.Đảm bảo an toàn: Cần đảm bảo rằng hệ thống treo, phanh, và hệ thống truyền động được thiết kế sao cho có thể đáp ứng các yêu cầu về an toàn khi xe hơi đang kéo một tải trọng lớn 3.Tối ưu hóa hiệu suất nhiên liệu: Một phần quan trọng của việc thiết kế sức kéo là tối ưu hóa hiệu suất nhiên liệu của xe, đặc biệt khi xe đang hoạt động ở trạng thái kéo tải trọng 4.Đảm bảo tính ổn định: Thiết kế sức kéo cũng liên quan đến việc đảm bảo rằng xe có thể duy trì tính ổn định khi kéo tải trọng, bao gồm việc cân bằng trọng lượng và kiểm soát tốc độ 5.Kiểm soát ô nhiễm: Khi xe hơi hoạt động ở trạng thái kéo tải trọng, cần phải đảm bảo rằng mức tiêu thụ nhiên liệu và lượng khí thải không vượt quá mức cho phép, đồng thời giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường - Bằng cách thực hiện công tác thiết kế sức kéo một cách cẩn thận và chi tiết, các kỹ sư ô tô có thể đảm bảo rằng xe hơi không chỉ có khả năng vận hành hiệu quả mà còn đáp ứng Trang 4 được nhu cầu đa dạng của người tiêu dùng trong việc vận chuyển hàng hóa và đối phó với điều kiện địa hình khác nhau II Nhiệm vụ yêu cầu và bài toán , các bước tính toán sức kéo sẽ thực hiện Các bước thực hiện: - B1: Xác định trọng lượng bản thân, trọng lượng toàn bộ, phân bố trọng lượng ô tô - B2: Tính chọn lốp - B3: Tính chọn động cơ và xây dựng đặc tính tốc độ của động cơ - B4: Xác định tỷ số truyền của số cao nhất của hộp số - B5: Xác định tỷ số truyền của truyền lực chính - B6: Xác định số cấp và tỷ số truyền các số trung gian của hộp số - B7: Xác định trục bánh xe chủ động - B8: Xây dựng các đồ thị cân bằng công suất, cân bằng lực, hệ số nhân tố động lực khi đầy tải và khi tải trọng thay đổi, đồ thị gia tốc Trang 5 PHẦN 2 : TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ SỨC KÉO I Xác định kích thước cơ bản của xe - Dựa theo theo yêu cầu của đề là loại ôtô tải có tải trọng định mức là Q = 4000 kG , ta chọn số liệu tham khảo của xe tải Hyundai HD-35 Cargo có trọng lượng xe là: Go = 3500 kG ( tham khảo từ trang https://www.hyundai-meacv.com/ ) - Các hình chiếu của xe HYUNDAI HD-35 CARGO (narrow short wheelbase) - Các kích thước cơ bản : Kích thước bao ngoài Lo x Bo x Ho = 5235 x 1920 x 2150 (mm) STT Thông số Ký hiệu Kích Đơn vị thướ 1 Chiều dài toàn bộ L0 c mm 2 Chiều rộng toàn B0 mm 3 5235 bộ 1920 Chiều cao toàn bộ H0 2150 mm Trang 6 4 Chiều dài cơ sở L 2850 mm 5 Vết bánh trước B1 1075 mm 6 Vết bánh sau B2 1310 mm - Diện tích cản chính diện F = B0 x Ho x k = 1920 x 2150 x 1 = 4.128 (m2) - Số người cho phép chở (kể cả lái xe) : 3 - Động cơ bố trí đằng trước phía trong cabin, dẫn động cầu sau chủ động (F-R) - Công thức bánh xe 4 2 - cầu sau chủ động Các thông số cho trước , thông số chọn a) Các thông số cho trước - Loại ô tô : Tải - Trọng lượng bản thân: Go = 3500 KG = 34335 N - Tốc độ lớn nhất ở số truyền cao : Vmax = 90 km/h = 25 m/s - Số vòng quay ứng với công suất cực đại nN = 3800 (vòng/phút ) - Hệ số cản lớn nhất của đường mà ô tô có thể khắc phục max = 0.35 - Lắp động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu :Diesel b) Các thông số chọn - Hiệu suất cơ khí của hệ thống truyền lực T = 0.85 - Hệ số cản của mặt đường tương ứng với Vmax Do Vmax = 90 (km/h) > 80 (km/h) nên ta lấy : ( ) ( ) V max2 252 f =f 0∗ 1+ 1500 = f =0,015∗ 1+ 1500 = 0,02125 Với f0 0, 015 0, 02 ta chọn f 0=0,015 Trang 7 II Xác định trọng lượng bản thân, trọng lượng toàn bộ, phân bố trọng lượng ô tô 1 Trọng lượng bản thân , trọng lượng toàn bộ a) Xác định trọng lượng xe tải - Ta chọn số liệu tham khảo của xe tải Hyundai HD-35 Cargo có trọng lượng xe là: Go = 3500 G b) Trọng lượng bản thân và hành lý - Xác định trọng lượng bản thân ô tô: G0 = 3500 kG ( theo xe tải tham khảo ) - Trọng lượng 1 người bao gồm hành lí : Gp + G1 = 65 kG ( số người n = 3 ) c) Trọng lượng toàn bộ - Vậy ta có: G = 3500 + 3*65 + 4000 = 7695 kG = 75487.95 N 1 Dự kiến phân bố trọng lượng lên trục xe tải - Khi không tải + Tải trọng phân bố cầu trước: Z1 = 30% x G = 0,3 x 3500 = 1050 (kG) = 10300.5 (N) + Tải trọng phân bố cầu sau: Z2 = 70% x G = 0.7 x 3500 = 2450 (kG) Trang 8 = 24034.5 (N) - Khi có tải + Tải trọng phân bố cầu trước: Z1 = 35% x G = 0,35 x 7695 = 2693.25 (KG) = 26420.8 (N) + Tải trọng phân bố cầu sau: Z2 = 65% x G = 0,65 x 7695 = 5001.75 (KG) = 49067.16 (N) III Tính chọn lốp - Công thức bánh xe: 4x2 => Xe có 4/2= 2 trục và có 2/2=1 trục chủ động 3.1: Xác định tải trọng thẳng đứng tĩnh của bánh xe bị động: - Trục có 2 bánh xe=> Tải trọng mỗi bánh xe phải chịu là Gtr/2=2693.35/2= 1346.675KG 3.2: Xác định tải trọng thẳng đứng tĩnh của bánh xe bị động: - Trục có 4 bánh xe => Tải trọng mỗi bánh xe phải chịu là Gs/4=5001.75/4= KG => Tải trọng thẳng đứng tĩnh lớn nhất mà bánh xe phải chịu là 1250.4375KG 3.3 chọn lốp - Vì tải trọng lên bánh trước lớn hơn tải trọng lên bánh sau nên ta chọn kiểu lốp cho tất cả bánh theo loại của bánh trước - Ô tô tải trung, vận tốc cực đại 90km/h - Chọn cỡ Lốp : 205/R6516-8PR - Trong đó: + Bề rộng: 205mm + Đường kính vành : 16inch + Tỷ lệ profin chiều cao / chiều rộng lốp theo % : 65 ⇒H/B=65% Trang 9 => H=205*65%= 133,25(mm) => Bán kính thiết kể của bánh xe: ro = 16/2 * 25,4 +133,25 = 336,45 (mm) = 0,33645(m) - Bán kính làm việc trung bình của bánh xe: rbx= λ ro Chọn lốp có áp suất cao, hệ số biến dạng λ = 0,95 - rbx=0, 33645*0,95=0,3196275(m) IV Tính chọn động cơ và xây dựng đặc tính tốc độ của động cơ 1 Xác định công suất kéo (tại bánh xe chủ động) cần thiết để kéo ô tô mang tải định mức chuyển động đều với vận tốc lớn nhất theo yêu cầu - Công suất cần thiết của động cơ để ô tô dùy trì tốc độ cực đại (Vmax = 90km/h), khi ô tô mang tải định mức Q, công suất kéo cần thiết tại các bánh xe chủ động được xác định bởi PTV =PR+ Pdrag=(f R+ Δf ) G V max+C W A ρ2 V max 3 Trong đó: - fR là hệ số cản lăn ( ) ( ) Vmax = 90(km/h) > 80 (km/h) nên ta lấy f vm2 ax R=f o 1+ =0,015 1+ 252 =0.02125 1500 1500 Với fo = 0,015÷0,02 ta chọn fo = 0.015 - Δf là lượng dự trữ để ô tô duy trì tốc độ cực đại Với ô tô tải và khách: Δf = (0.005 – 0.015 ) , chọn Δf = 0.01 - G là trọng lượng toàn bộ xe - A là diện tích cản chính diện - CW ρ/2 = K là hệ số cản không khí *Các thông số lựa chọn: a ղt - Hiệu suất truyền lực chính: - Thuờng hiệu suất thực nghiệm của hệ thống truyền lực ղt được xác định bằng thực nghiệm (Dựa vào bảng I-2, trang 15, Sách Lý Thuyết Ô Tô Máy Kéo – Nguyễn Hữu Cẩn) - Ta chọn ղt=0,85 b K- Hệ số cản khí động học: - Hệ số cản khí động học phụ thuộc vào mật độ không khí hình dạng chất lượng bề mặt của ô tô K được xác định bằng thực Trang 10