Khoa khí Động Lực Trờng ĐHSPKT Hng Yên chơng IV Tính toán sức kéo ô tô I cần công suất ôtô 1.Phơng trình cân công suất ôtô Công suất động ôtô phát sau tiêu tốn phần cho ma sát hệ thống truyền lực, phần lại dùng để khắc phục lực cản lăn, lực cản không khí, lực cản dốc, lực cản quán tính Biểu thức cân công suất phát động dạng công suất cản kể đợc gọi phơng trình cân công suất ôtô chúng chuyển động Phơng trình cân công suất tổng quát biểu thị nh sau: Ne= Nt +Nf +N Ni Nj ; (IV-1) : Ne công suất phát động cơ; Nt công suất tiêu hao ma sát hệ thống truyền lực; Nf công suất tiêu hao để thắng lực cản lăn; N -công suất tiêu hao để thắng lực cản không khí Ni công suất tiêu hao để thắng lực cản dốc; Nj công suất tiêu hao để thắng lực cản quán tính Trong phơng trình (IV-1)công suất tiêu hao ma sát hệ thống truyền lực Nt công suất tiêu hao lực cản lăn N f luôn có giá trị dơng, ôtô chuyển động lên dốc công suất tiêu hao cho lực cản lăn dốc Ni có giá trị dơng ngợc lại chuỷên dộng xuống dốc có giá trị âm Công suất tiêu hao cho lực cản quán tính Nj có giá trị dơng ôtô chuỷển động tăng tốc ngợc lại chúng có giá trị âm ôtô chuyển động giảm tốc Công suất tiêu hao cho lực cản không khí N có giá trị dơng ôtô chuyển động gió có gió ngợc chiều chiều gió nhng vận tốc ôtô lớn vận tốc gió Khoa khí Động Lực Trờng ĐHSPKT Hng Yên Phơng trình (IV-1) biểu thị cân công suất bánh xe chủ ®éng cđa «t« nh sau : Nk =Ne – Nt= Nf - N Ni Nj (IV-2) đây: Nk công suất động phát bánh xe chủ động Nk= (Ne-Nt) =Nẻt (IV-3) đây: t- hiệu suất hệ thống truyền lực phơng trình IV-1 đợng biểu thị dới dạng khai triển nh sau: Ne=Ne(1-t)+ Gfvcos Gvsin +Wv3 G vj i g (IV-4) đây: công suất tiêu hao cho lực cản lăn Nf là: Nf = G f vcos ®ã: G – träng lợng ôtô f hệ số cản lăn v- vận tốc ôtô - góc dốc mặt đờng công suất tiêu hao cho lực cản không khí N là: N= W.v3 đó: W- nhân tố cản không khí công suất tiêu hao cho lực cản dốc Ni là: Ni= Gv sin tổng công suất tiêu hao cho lực cản lăn lực cản dốc đợc gọi công suất tiêu hao cho lực cản mặt đờng N=Nf Ni công suất tiêu hao cho lực cản quán tính Nj Khoa khí Động Lực Trờng ĐHSPKT Hng Yên Nj= G i vj g Trong : m= G g - Khối lợng ôtô g – gia tèc träng trêng j- gia tèc cña ôtô i hệ số tính đến ảnh hởng khối lợng quay chi tiêt động hệ thống truyền lực bánh xe gọi hệ số khối lợng quay Trong trờng hợp ôtô chuyển động đờng bằng( = 0), gia tốc (j= 0) phơng trình cân công suất(IV-1) cã d¹ng sau: Ne= Nt+Nf+ N =  N f N t ; (IV-5) Phơng trình IV-5 cã d¹ng khai triĨn nh sau: Ne= fGv  Wv t ; (IV-6) 2.Đồ thị cân công suất ôtô Phơng trình cân công suất ôtô biểu diễn đồ thị Chúng đợc xây dựng theo quan hệ công suất phát động công suất cản trình ôtô chuỷên động, phụ thuộc vào vận chuyển động ôtô, nghĩa N= f(v) biết số vòng quay trục khuỷu động ne vận tốc chuyển động ôtô v có quan hệ phụ thuộc bậc đợc biểu thị biểu thøc v= 2ne rb m ; 60it s (IV-7) ë đây: ne số vòng quay trục khuỷu động cơ; v/ph rb – b¸n kÝnh b¸nh xe; m; it – tØ sè trun cđa hƯ thèng trun lùc v× vËy chóng ta biểu thị quan hệ công suất theo số vòng quay trục khuỷu động nghĩa N = f (n e) Đồ thị biểu thị quan hệ công suất phát động công suất trình ôtô chuyển động, phụ thuộc với vận tốc Khoa khí Động Lực Trờng ĐHSPKT Hng Yên chuyển động ôtôhoặc số vòng quay trục khuỷu động đợc gọi đồ thị cân công suất ôtô Hình IV- 1: Đồ thị cân công suất ôtô Trên trục hoành đồ thị , ta đặt giá trị vận tốc chuyển động v số vòng quay trục khuỷu động cơ, trục tung đặt giá trị công suất phát động N e, công suát phát bánh xe chủ động Nk tỷ số truyền khác hộp số (giả sử ta xây dựng đồ thÞ cã sè trun cđa hép sè ) Sau lập đờng cong công suất cản ôtô chuyển động N N hệ số cản lăn mặt đờng f không đổi ôtô chuyển động với vận tốc v 16,7 22 m/s góc dốc mặt đờng không đổi đờng công suất cản N đờng phụ thuộc bậc vào vận tốc v, hệ số cản lăn thay đổi phụ thuộc vào vận tốc chuyển động ôtô đờng N đờng cong N =f(v) Đờng công suất cản không khí N đờng cong bậc ba theo vân tốc v tơng ứng với ôtô nhân tố cản không khí N đờng cong bậc ba theo vận tốc tơng ứng với ôtô nhân tố cản không khí w không đổi Khoa khí Động Lực Trờng ĐHSPKT Hng Yên Nừu đặt giá trị đờng cong N =f(v) lên đờng cong N =f(v), ta đợc đờng cong tổng công suất cản ôtô chuyển động (N +N) Nh ứng với vân tốc khác cá tung độ nằm đờng cong tổng công suất cản trục hoành tơng ứng với công suất tiêu hao để khăc phục sức cản không khí Các tung độ nằm đờng cong tổng công suất cản N +N đờng cong công suất động phát bánh xe chủ động Nk công suất dự chữ ôtô đợc gọi công suất d Nd nhằm để khác phục sức cản dốc độ dốc tăng lên để tăng tốc độ ôtô Giao điểm A đờng cong công suất động phát bánh xe chủ động Nk dờng cong tổng công suất cản N +N chiếu xuống trục hoành cho ta vân tốc lớn ôtô v max loại đờng cho, công suất dự chữ ôtô không còn, nghĩa ôtô không khả tăng tốc Hình IV-2 Đồ thị cân công suất ô tô Cần ý vận tốc lớn ôtô đạt đợc ôtô chuyển động đờng (=0) bớm ga mở hết Khoa khí Động Lực Trờng ĐHSPKT Hng Yên bơm cao áp kéo hết số truyền hộp số ôtô muốn chuyển động (ổn định ), loại đờng với vận tốc nhỏ vận tốc lớn v max ngời lái cần đóng bớt bớm ga tră kéo nhiên liệu vè cho tơng ứng, mặt khác phải chuyển số thấp hộ số ví dụ để ôtô chuyển động với vận tốc v1 ngời lái cần phải giảm ga chả bót về, nhằm cho đờng cong Nk giảm xuống cắt đờg cong, tổng công suất cản điểm A, chiếu xuống trục hoành, ta đợc vân tốc v1 (hình IV2), đờng chấm chấm đồ thị đờng cong Nk giảm bớm ga trả bớt 3.Mức độ sử dụng công suất động Nhằm nâng cao chất lợng sử dụng ôtô giảm tiêu hao nhiên liệu, ta cần ý đến việc sử dụng công suất động điều kiện chuyển động khác ôtô Về phơng diên này, ngời ta đa khái niệm sử dụng công suất động ký hiệu chữ YN Mức độ sử dụng công suất động tỷ số cần thiết để ôtô chuyển động (ổn định ) với công suất động phát bánh xe chủ động Nk mở hoàn tàon bớm ga kéo hết nhiên liệu ta có : YN = N  N  Nk  N  N  N e t (IV-8) Qua biÓu thøc trên, ta có nhân xet rằng: chất lợng mặt đờng tốt (hệ số cản tổng cộng đờng giảm) vận tốc ôtô nhỏ công suất động đợc sử dụng nhỏ tû sè trun cđa hép sè cµng lín, làm cho hệ số sử dụng công suất động YN nhỏ Ví dụ : ôtô chuyển động vận tốc v (hình IV-1), tổng công suất cản không khí N1, công suất phát bánh xe chủ động mở hoàn toàn bớm ga kéo hết nhiên liệu NKIII số truyền thẳng NKII số hai Mức độ sử dụng công suất động số truyền thẳng YNIII = nhng NKIII< NKII ®ã YNII