Đang tải... (xem toàn văn)
CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH ÔTÔ1.1.Xác định các kích thước cơ bản của xe. Các kích thước cơ bản:STTThông sốKý hiệuKích thướcĐơn vị1Chiều dài toàn bộL05362mm2Chiều rộng toàn bộB01860mm3Chiều cao toàn bộH01848mm4Chiều dài cơ sởL3220mm5Khoảng sáng gầm xeH1200mm6Vận tốc tối đaVmax180Kmh1.2.Các thông số thiết kế, thông số chọn và tính chọn:1.2.1. Thông số theo thiết kế phác thảo:Loại động cơ: Tubor Diesel 3.2l i5 TDCiDung tích xilanh:Vxl = 3198 (cc)Công suất tối đa:Pmax = 200 (147KW) 300nN = 3000 (vòngphút)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CNKT Ô TÔ BỘ MÔN LÝ THUYẾT Ô TÔ ❧ ✪ ❧ BÀI TẬP LỚN LÝ THUYẾT ƠTƠ Tên đề tài: Tính tốn sức kéo ô tô Loại ô tô: Xe bán tải cầu chủ động Tải trọng/Số chỗ ngồi: chỗ ngồi Vận tốc chuyển động cực đại: 180 Km/h Hệ số cản tổng cộng đường lớn nhất: Ψmax = 0,04 Xe tham khảo: Ford Ranger Wildtrak 3.2L 4×4 AT Nhóm thực : Nhóm 13 Lớp: CNKT Ơ TƠ Hệ: Chính quy Khóa: 11 Người hướng dẫn: GV Nguyễn Anh Ngọc Hà Nội, ngày 15 tháng năm 2018 Lời Nói Đầu Lý thuyết ơtơ mơn sở then chốt chun ngành khí ơtơ có liên quan đến tính chất khai thác để đảm bảo tính an tồn, ổn định hiệu q trình sử dụng Các tính chất bao gồm: động lực học kéo, tính kinh tế nhiên liệu, động lực học phanh, tính ổn định , động, êm dịu… Bài Tập lớn môn học Lý thuyết ôtô phần môn học, với việc vận dụng kiến thức học tiêu đánh giá khả kéo ôtô để vận dụng để tính tốn sức kéo động lực học kéo, xác định thong số động hay hệ thống truyền lực loại ôtô cụ thể Qua đó, biết số thống số kỹ thuật, trạng thái, tính khả làm việc vủa ơtơ kéo, từ hiểu nội dung, ý nghĩa tập góp phần vào việc củng cố nâng cao kiến thức phục vụ cho môn học bổ sung thêm vào vốn kiến thức phục vụ cho công việc sau Nội dung tập lớn gồm chương : - CHƯƠNG : THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH ƠTƠ CHƯƠNG : TÍNH TỐN SỨC KÉO ƠTƠ Nội dung tập lớn hoàn thành hướng dẫn thầy Nguyễn Anh Ngọc Nhóm thực Nhóm 13 Mục lục CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH ƠTƠ 1.1.Xác định kích thước xe Các kích thước bản: STT Thơng số Ký hiệu Kích thước Đơn vị Chiều dài toàn L0 5362 mm Chiều rộng toàn B0 1860 mm Chiều cao toàn H0 1848 mm Chiều dài sở L 3220 mm Khoảng sáng gầm xe H1 200 mm Vận tốc tối đa Vmax 180 Km/h 1.2.Các thông số thiết kế, thơng số chọn tính chọn: 1.2.1 Thông số theo thiết kế phác thảo: – – – Loại động cơ: Tubor Diesel 3.2l i5 TDCi Dung tích xilanh: Vxl = 3198 (cc) Công suất tối đa: Pmax = 200 (147KW) / 300 nN = 3000 () -Mômen xoắn tối đa: Mmax = 470 (N.m) -Vận tốc lớn nhất: vmax = 180 (km/h) = 50 (m/s) – - Hệ thống truyền lực: + Hai cầu chủ động / 4x4 + Hộp số tự động cấp 1.2.2.Thông số chọn: Trọng lượng thân: 2215 kg Trọng lượng hành khách: 60 kg/người Trọng lượng hành lí: 25 kg/người Hiệu suất truyền lực: Hệ số cản khơng khí: K= 0,2 Hệ số cản lăn V 22 () Vậy hệ số cản lăn f tính: = 0,04 ● ● ● ● K – hệ số cản khí động học (chọn K = 0,2) F: diện tích cản diện, F = B0.H = 2,681 m2 Hiệu suất truyền lực: = 0,8 Hệ số cản tổng cộng đường: = 0,04 → Nev = 107836,25 w Nev = 107,84 (Kw) Vậy công suất động theo điều kiện cản chuyển động: ⇨ - Nev = 107,84 (Kw) - Công suất cực đại động cơ: (2) → Nemax = 149,2 (Kw) Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngồi: + Tính cơng suất động số vịng quay khác nhau: (sử dụng cơng thức ledeman) (1) → Ne = (Ne)max (kW) Trong : - Ne max nN – công suất cực đại động số vòng quay tương ứng - Ne ne : cơng suất số vịng quay thời điểm đường đặc tính + Tính mơmen xoắn trục khuỷu động ứng với số vòng quay ne khác : Me = 9550 (N.m) + Lập bảng: - Các thông số nN; Ne ; Me có cơng thức tính - Cho λ = với λ = 0,1; 0,2; 0,3; ….; - Kết tính ghi bảng: Bảng 1:Bảng thể mômen công suất động ne 300 600 900 1200 1500 1800 2100 2400 2700 3000 ne/nN 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 Ne 9.5488 22.6784 38.4936 56.0992 74.6000 93.1008 110.7064 126.5216 139.6512 149.2000 Me 304.0051 361.006 408.5068 446.5075 475.008 494.0083 503.5084 503.5084 494.0083 475.008 Sau tính tốn xử lí số liệu ta xây dựng đường đặc tính ngồi với Cơng suất Ne(Kw) Mơmen xoắn Me(N.m): Hình Đồ thị đường đặc tính tốc độ ngồi động - Nhận xét : ● Trị số Me max xác định theo công thức Laydecman sau : Xuất phát từ công thức Me= ⇨ ⇨ ⇨ ⇨ ● Memax Memax= 503,5 (N.m) Trị số công suất Nemax phần công suất động dùng để khác phục lực cản chuyển động Để chọn động đặt ô tô, cần tăng thêm phần công khắc phục lực cản phụ, quạt gió, máy nén khí … Vì vật phải chọn cơng suất lớn : Nemax = 1,1.Nemax = 1,1.149,2 = 164,12 (Kw) 2.2 Xác định tỷ số truyền hệ thống truyền lực - Tỉ số truyền hệ thống truyền lực : itl = i0 ih ic ip Trong : + itl – tỷ số truyền HTTL + i0 – tỷ số truyền truyền lực + ih – tỷ số truyền hộp số + ic – tỷ số truyền truyền lực cuối + ip – tỷ số truyền hộp số phụ - Thông thường, chọn ic = 1; ip = 2.2.1 Tỷ số truyền truyền lực - Được xác định theo điều kiện đảm bảo ôtô chuyển động với vận tốc lớn tay số cao hộp số - Ta có: i0 = 0,105 Trong đó: + rbx = 0,3643 (m) + ne max – số vịng quay động ơtơ đạt tốc độ lớn + vmax = 180 (km/h) – tốc độ lớn ôtô + ihc = – tỷ số truyền tay số cao hộp số + ipc = 1– tỷ số truyền hộp phân phối ⇨ i0 = 0,105 = 2,29 2.2.2 Tỷ số truyền hộp số 2.2.2.1 Tỷ số truyền tay số – Tỷ số truyền tay số xác định sở đẩm bảo khắc phục lực cản lớn mặt đường mà bánh xe chủ động – không bị trượt quay điều kiện chuyển động Theo điều kiện chuyển động, ta có: Pk max Pψ max + PW Pk max – lực kéo lớn động Pψ max – lực cản tổng cộng đường PW – lực cản khơng khí Khi ơtơ chuyển động tay số vận tốc nhỏ nên bỏ qua ● ● ● – – - lực cản khơng khí PW Vậy : Pk max = ⇨ ψmax.G ⇨ (Me max = 503,5 [N.m] ) ⇨ = 0.41 (3) Mặt khác, Pk max bị giới hạn điều kiện bám bánh xe với mặt đường: Pk max Pφ = mk.Gφ.φ ⇨ mkGφφ ⇨ Trong đó: + mk – hệ số lại tải trọng (mk =1) + Gφ – tải trọng tác dụng lên cầu chủ động + φ – hệ số bám mặt đường (chọn φ = 0,8 : đường tốt) + rk – bán kính động học xe ⇨ = 4,49 ⇨ Chọn ih1 = (4) 2.2.2.2 Tỷ số truyền tay số trung gian – – Chọn hệ thống tỷ số truyền cấp số hộp số theo ‘cấp số nhân’ Công bội xác định theo biểu thức: q= Trong đó: + n – số cấp hộp số (n = 6) + ih1 – tỷ sô truyền tay số (ih1 = 3) + ihn - tỷ số truyền tay số cuối hộp số (ih6 = 1) q = = 1,316 Tỷ số truyền tay số thứ i hộp số xác định theo công thức sau: ⇨ – ihi = = Trong đó: ihi – tỷ số truyền tay số thứ i hộp số (i = 1; 2;…; n-1) – – Từ hai công thức trên, ta xác định tỷ số truyền tay số: + Tỷ số truyền tay số 2: ih2 = = = 2,28 + Tỷ số truyền tay số 3: ih3 = = = 1,73 + Tỷ số truyền tay số 4: ih4 = = = 1,316 + Tỷ số truyền tay số 5: ih5 = = = Tỷ số truyền tay số lùi: ihl = 1,2ih1 = 1,23 = 3,6 (5) Kiểm tra tỷ số truyền tay số lùi theo điều kiện bám: Pφ = mk.Gφ.φ ⇨ mk.Gφ.φ ⇨ ⇨ – = ,5 (6) Từ (5) + (6) → ihl = 3,6 2.2.2.3 Tỷ số truyền tay số 10 Nhân tố động học theo điều kiện bám xác định sau : `Bảng Nhân tố động lực học theo điều kiện bám V(m/s) Dᵩ f 0 0.015 0.52748 0.015 15 0.52334 0.015 25 0.51505 0.025 35 0.50261 0.0273 50 0.47619 0.04 Dựa vào kết bảng tính, dựng đồ thị nhân tố động lực học ơtơ Hình Đồ thị nhân tố động lực học ôtô - Nhận xét: + Dạng dồ thị nhân tố động lực học D = f(v) tương tự dạng đồ thị + lực kéo Pk = f(v); vân tốc lớn đường cong dốc Khi chuyển động vùng tốc độ v > vth i (tốc độ vth i ứng với Di max tay số) ơtơ chuyển động ổn định, trường hợp sức cản chuyển động tăng, tốc độ ôtô giảm nhân tố động lực học D tăng Ngược lại, vùng tốc độ v < vth i vùng làm việc không ổn định + - tay số ôtô Giá trị nhân tố động lực học cực đại D1 max tay số thấp biểu thị khả khắc phục sức cản chuyển động lơn đường: D1 max = ψmax Vùng chuyển động không trượt ôtô: + Cũng tương tự lực kéo, nhân tố động lực học bị giới hạn + + điều kiện bám bánh xe chủ động với mặt đường Nhân tố động học theo điều kiện bám Dφ xác định sau: Dφ = = + Để ôtô chuyển động khơng bị trượt quay nhân tố động lực học D phải thoả mãn điều kiện sau : Ψ D Dφ + Vùng giới hạn đường cong Dφ đường cong Ψ đồ thị nhân tố động lực học vùng thoả mãn điều kiện Khi D > Dφ giới hạn định dùng đường đặc tính cục động để chống trượt quay điều kiện khai thác thực tế xảy 2.3.4.Xác định khả tăng tốc ôtô – xây dựng đồ thị gia tốc - Biểu thức tính gia tốc : J = g 16 - Khi ơtơ chuyển động đường bằng(α= 0) thì: ⇨ Trong đó: Ji = g + Di – giá trị nhân tố động lực học tay số thứ i tương ứng với tốc độ vi biết từ đồ thị D = f(v); + f, i – hệ số cản lăn độ dốc đường; + ji – gia tốc ôtô tay số thứ i + hệ số kể đến ảnh hưởng khối lượng chuyển động quay = 1+0.05(1+ihi²) Tay số δJ 1,5 1.31 1.20 1.14 1.10 Bảng Hệ số kể đến ảnh hưởng khối lượng chuyển động quay Khi ô tô chuyển động với vận tốc v22 m/s f=f0.(1+) - Lập bảng tính tốn giá trị ji theo vi ứng với tay số: 17 - v1 v2 v3 v4 v5 D1 D2 D3 D4 D5 J1 J2 J3 J4 J5 1.66 2.18 2.87 3.78 4.97 0.1772 14 0.1346 28 0.1020 56 0.0774 67 0.0585 79 1.0597 99 0.8949247 11 0.7109 55 0.5369 96 0.3882 45 3.32 4.36 5.75 7.56 9.95 0.2102 81 0.1595 93 0.1207 09 0.0911 59 0.0681 18 1.2758 37 1.0816906 62 0.8632 87 0.6547 01 0.4732 33 8.62 11.3 14.9 0.2376 0.1801 0.1358 0.1018 0.0747 89 1.4549 49 1.2354870 58 0.9867 52 0.7464 24 0.5326 68 8.73 11.5 15.1 19.8 0.2594 56 0.1963 0.1474 04 0.1094 76 0.0785 1.5971 14 1.3562868 42 1.0813 01 0.8121 65 0.5665 29 8.29 10.9 14.3 18.9 24.8 0.2755 62 0.2080 43 0.1554 49 0.1141 01 0.0795 1.7023 39 1.4441370 34 1.1470 02 0.8519 25 0.5196 21 9.95 13.0 17.2 22.6 29.8 0.2860 14 0.2153 79 0.1599 51 0.1157 04 0.0775 68 1.7706 25 1.4990173 37 1.1837 66 0.8214 84 0.4780 93 11.6 15.2 20.1 26.4 34.8 0.2908 17 0.2183 08 0.1609 23 0.1142 96 0.0727 55 1.8020 03 1.5209277 53 1.1917 02 0.7934 53 0.4065 91 13.2 17.4 23 30.2 39.7 0.2899 62 0.2168 29 0.1583 49 0.1098 55 0.0650 56 1.7964 15 1.5098686 12 1.1274 81 0.7368 63 0.3048 97 14.9 19.6 25.8 34.0 44.7 0.2834 0.2109 0.1522 0.1023 1.7538 1.4658399 1.0661 0.6518 0.1734 4.97 6.63 6.54 96 tốc ứng 52 với 27 tay số 29 Bảng 9.4 Giá2trị gia 18 Từ kết bảng tính, xây dựng đồ thị j = f(v): Hình Đồ thị gia tốc ôtô - Nhận xét: + Gia tốc cực đại ôtô lớn tay số giảm dần đến tay số + cuối Tốc độ nhỏ ôtô vmin = 1,66 (m/s) tương ứng với số vòng quay + ổn định nhỏ động nmin = 300 (vòng/phút) Trong khoảng vận tốc từ đến vmin ơtơ bắt đầu khởi hành, đó, li hợp trượt bướm ga mở + Ở tốc độ v = 49.73 (m/s) jv ≈ 0, lúc xe khơng cịn khả tăng tốc 2.3.5.Xây dựng đồ thị thời gian tăng tốc – quãng đường tăng tốc 2.3.5.1 Xây dựng đồ thị gia tốc ngược - Biểu thức xác định thời gian tăng tốc: Từ CT: j = → dt = dv - Thời gian tăng tốc ôtô từ tốc độ v1 đến tốc độ v2 là: t = dv + ti – thời gian tăng tốc từ v1 đến v2 + ti = Fi – với Fi phần diện tích giới hạn phần đồ thị = f(v); v = v ; v = v2 trục hoành đồ thị gia tốc ngược ⇨ Thời gian tăng tốc toàn bộ: 19 n – số khoảng chia vận tốc (vmin → vmax) - (vì j = → = Do đó, tính tới giá trị v = 0,95vmax = 47,5 (m/s) Lập bảng tính giá trị theo v: v1 v2 v3 v4 v5 1/J1 1/J2 1/J3 1/J4 1/J5 1.66 2.18 2.87 3.78 4.97 0.9435748 1.117412 1.406558 1.862211 2.575694 3.32 4.36 5.75 7.56 9.95 0.7837991 0.924479 1.158363 1.527416 2.113122 4.97 6.54 8.62 11.34 14.92 0.6873091 0.809397 1.013426 1.339722 1.877344 6.63 8.73 11.5 15.12 19.89 0.6261294 0.737307 0.924812 1.231277 1.765135 8.29 10.91 14.37 18.9 24.87 0.871838 1.173812 1.92448 9.95 13.09 Bảng 10 Giá trị 1/j ứng với 0.587427 tay số 0.692455 17.25 22.68 29.84 0.5647723 0.667104 0.844761 1.217308 2.091642 11.6 15.27 20.12 26.45 34.81 0.554938 0.657493 0.839136 1.260314 2.459472 13.26 17.45 23 30.23 39.79 0.5566642 0.662309 0.886933 1.357104 3.279792 14.92 19.63 25.87 34.01 44.76 0.5701617 0.682203 0.937911 1.534129 5.76635 16.58 21.81 28.75 37.79 49.73 0.5972208 0.720025 1.026115 1.85746 83.55449 20 Từ kết bảng tính, dựng đồ thị = f(v): Hình Đồ thị gia tốc ngược 2.3.5.2.Cách tính thời gian tăng tốc – quãng đường tăng tốc ôtô ❖ Xác định Vimax theo phương pháp giải tích: Từ đồ thị 1/j ta tìm giao điểm việc tính vận tốc thời điểm chuyển số(Vmax) ➢ Ta có: vị trí Vmax1 ⇨ => = Với + D = (1) (2) + f= (3) + Mặt khác: ⇨ (4) Từ (1), (2), (3), (4) ta có phương trình sau giao điểm sau: Thay số vào phương trình ta V1max= 16.58 (m/s) Tính tốn tương tự cho lần chuyển số ta có vận tốc sau: 21 ➢ ➢ ➢ ➢ ➢ V1max= 16.58 (m/s) V2max= 21.81 (m/s) V3max= 28.75 (m/s) V4max= 37.79 (m/s) V5max= 49.73 (m/s) a) Thời gian tăng tốc Dựa vào hình dáng đồ thị gia tốc ngược ta có thời điểm chuyển từ số thấp sang số cao Vmax tay số Tính gần theo cơng thức: (s) b) Quãng đường tăng tốc dS = v.dt → Từ đồ thị t = f(v) Ta có : Si = – với phần diện tích giới hạn đường t = f(v) ; t = t1 ; t = t2 trục tung đồ thị thời gian tăng tốc Quãng đường tăng tốc từ vmin ÷ vmax : 2.3.5.3 Lập bảng tính giá trị thời gian tăng tốc – qng đường tăng tốc ơtơ - Có xét đến mát tốc độ thời gian chuyển số + Sự mát tốc độ chuyển số phụ thuộc vào trình độ người lái, kết cấu hộp số loại động đặt ơtơ + Động xăng, người lái có trình độ cao, thời gian chuyển số từ 0,5s đến 2s (Với người lái có trình độ thời gian chuyển số cao từ 25 ÷ 40%) 22 - Tính tốn mát tốc độ thời gian chuyển số (giả thiết: người lái xe có trình độ thấp thời gian chuyển số tay số khác nhau): Δv = (m/s) Trong đó: + f – hệ số cản lăn đường f = f0 + g – gia tốc trọng trường (g = 9,81 [m/s2]) + t – thời gian chuyển số [s] + δj = + 0,05.[1 + ()2.(ip)2] Từ cơng thức ta có bảng sau: Bảng 11 Độ giảm vận tốc sang số số → số δi 1.31 số → số số → số số → số 1.24 1.19 1.15 Δt (s) chọn: ∆t = 1(s) Δv (m/s) 0,18 0,24 0,35 0,53 - Lập bảng: V(m/s) 1/j(s2) 1.66 0.943402 3.32 (s) t(s) S(m) 0 0.783024 0.783024 1.299819 0.783323 1.433182 2.216205 11.0367 4.97 0.68649 1.212596 3.428801 28.42476 6.63 0.62492 1.08847 4.517271 52.40035 8.29 0.585764 1.004868 5.522139 82.39032 9.95 0.562561 0.95311 6.475249 118.1085 11.6 0.55204 0.919546 7.394795 159.3578 13.26 0.55286 0.917067 8.311862 206.6329 14.92 0.565119 0.927923 9.239784 260.3771 23 16.58 0.590406 0.959086 10.19887 321.2644 17.45 0.651728 0.540328 10.7392 365.4549 19.63 0.668064 1.438573 12.17777 451.5518 21.81 0.700704 1.491957 13.66973 566.4736 23 0.851808 0.923745 14.59347 653.9335 25.87 0.888875 2.49788 17.09135 835.2544 28.75 0.954933 2.655084 19.74644 1078.55 30.23 1.217425 1.607545 21.35398 1259.458 34.01 1.317796 4.791568 26.14555 1679.59 37.79 1.491458 5.30949 31.45504 2258.472 39.79 2.189654 3.681112 35.13615 2725.863 44.76 2.735947 12.24012 47.37627 4005.664 49.73 4.014815 16.77564 64.15191 6061.714 Bảng 12: thời gian quãng đường tăng tốc 2.3.5.4 Vẽ đồ thị thời gian tăng tốc quãng đường tăng tốc Hình Đồ thị thời gian quãng đường tăng tốc 24 KẾT LUẬN Qua tập lớn này, chúng em biết tính tốn tỉ số truyền, sức kéo ôtô Và thấy ảnh hưởng nhân tố động lực học tới khả tăng tốc xe Trên tính tốn dựa sở lí thuyết lựa chọn hệ sơ nên số liệu có tính tương đối, khơng xác so với thực tế Trong thực tế, việc đánh giá thông số ôtô thực đường bệ thử chuyên dùng 25 ... tăng tốc 24 KẾT LUẬN Qua tập lớn này, chúng em biết tính tốn tỉ số truyền, sức kéo ôtô Và thấy ảnh hưởng nhân tố động lực học tới khả tăng tốc xe Trên tính tốn dựa sở lí thuyết lựa chọn hệ sơ nên... diện: F = 0,78.B0.H0 = 0,78 1,86 1,848= 2,681 - Công thức bánh xe: 4x2 1.3.Xác định trọng lượng phân bố trọng lượng lên tơ Xe Ford Ranger Wildtrak 3.2L 4×4 AT chỗ : + Tự trọng (trọng lượng thân):... lực học kéo, tính kinh tế nhiên liệu, động lực học phanh, tính ổn định , động, êm dịu… Bài Tập lớn môn học Lý thuyết ôtô phần môn học, với việc vận dụng kiến thức học tiêu đánh giá khả kéo ôtô