Trường Đại học Bách khoa TP.Hồ Chí Minh
Khoa kỹ thuật Giao thông
Bộ môn Ôtô – Máy động lực
Bài tập lớn: môn học Lý thuyết ôtô
Tính toán sức kéo ôtô
GVHD : Ngô Xuân
Ngát
Sinh viên : Nguyễn Vũ
Quang
MSSV : G0102093
Lớp : GT01OTO2
I. NHỮNG THƠNG SỐ BAN ĐẦU VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH CHỌN
1.1. Những dữ kiện ban đầu
- Chủng loại ơtơ: xe tải
- Tải trọng: 1500 kg
- Vân tốc v
max
= 115 km/h = 31,94 m/s
- Hệ số ma sát lăn: f
min
= 0,02
f
max
= 0,04
- Độ dốc: i
max
= 0,25
1.2. Những thơng số chọn và tính chọn
1.2.1. Trọng lượng của ơtơ
- Trọng lượng khơng tải G
0
:
N
K
G
G
G
G
K
G
tt
G
29,46714
0
0
≈=⇒=
Với: G
0
: tự trọng của ơtơ
G
t
: tải trọng chun chở
Chọn : K
G
= 1,05
- Trọng lượng tải tồn bộ của ơtơ:
G
a
= G
0
+(A.n)+G
tu
Với: n: số chổ ngồi trong buồng lái
G
tu
: tải trọng chun chở định mức
A= 55kg : trọng lượng trung bình của 1 hành khách
=> G
a
= 97235,79 N
- Sự phân bố tải trọng các cầu:
Cầu trước: m
1
= 0,3
Cầu sau : m
2
= 0,7
1.2.2. Hệ số cản khí động học:
- Diện tích cản chính diện: F = 3 m
2
- Hệ số dạng khí động học K= 0,7 Ns
2
/m
4
- Nhân tố cản khơng khí W = K.F = 2,1 Ns
2
/m
2
1.2.3. Hiệu suất của hệ thống truyền lực
Ơtơ tải: η
t
= 0,85
1.2.4. Tính chọn lốp
Trọng lượng đặt lên bánh xe
-
N
n
G
G
b
b
9,14586
2
74,29170
1
1
===
Chọn lốp có kí hiệu: 240 – 508P (8.25R20) có:
Số lớp bố: 10
2
/3,6
235
1070
cmkgpơltâsp
B
mmd
=
′′
=
±=
-
N
n
G
G
b
b
3,17016
4
05,68065
2
2
===
Chọn lốp có kí hiệu: 240 – 508 (8.25-20) có:
số lớp bố:12
2
/0,6
235
1072
cmkgpơltâsp
B
mmd
=
′′
=
±=
- Bán kính tĩnh bánh xe (bán kính thiết kế)
r
o
= 457
- Bán kính lăn bánh xe
r
b
= λ.r
o
= 0,95.457 = 434,15 mm
II. CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGỒI
2.1. Xác định cơng suất lớn nhất của động cơ ở chế độ vận tốc cực đại
- Khi ơtơ đạt được v
max
trong điều kiện
v
max
= 100 km/h = 27,78 m/s
Độ dốc i = 0,01
Ma sát lăn nhỏ nhất f
min
= 0.02
- Cơng suất của ơtơ
N
vmax
( )
( )
t
a
t
wf
vWfGvNN
ηη
1
1
3
maxminmaxmin
+=+=
⇒N
vmax
= 145,12 KW
2.2. Chọn động cơ và xây dựng đường đặt tính ngồi
2.2.1. Chọn động cơ:
Động cơ Diesel có bộ điều tốc
Buồng cháy xốy lốc
2.2.2. Xây dựng đường đặt tính ngồi lý tưởng
- Điểm có toạ độ ứng với vận tốc cực đại của ơtơ (N
Vmax
, n
V
)
( )
pcht
b
o
V
ii
r
vi
n
2
60
max
π
=
⇒n
v
= 4004,22 KW
Tỉ số truyền cầu chủ động
65,2
0
b
r
Ai ⋅=
= 6,55 với A = 40
Tỉ số truyền hộp số ứng với v
max
: i
ht
= 0,75
Xe khơng có hộp số phụ i
pc
= 1
- Điểm có tọa độ ứng với cơng suất cực đại của ơtơ (N
max
, n
N
)
Cơng thức Leidecman:
WK
n
n
c
n
n
b
n
n
a
N
N
N
V
N
V
N
V
V
e
86,141
.
32
max
max
=
−
+
=
Với động cơ Diesel: n
N
= n
V
= 4393 vòng/ phút
Buồng cháy xốy lốc: a = 0,6; b = 1,4; c = 1,0
- Điểm bắt đầu làm việc của bộ điều tốc động cơ Diesel
n
emax
= n
v
+ (300-500) = 4500 v/p
- Điểm có số vòng quay chạy khơng tải của động cơ
n
emin
= 600 v/p
- Tiến hành vẽ đồ thị
Ne = K.Ne
max
3
N
e
2
N
e
N
e
n
n
c
n
n
b.
n
n
a.
1
K
−
+
=
e
.n2.
60.Ne
Me
π
=
ne (v/p)
546.03 819.041092.061365.071638.091911.102184.122457.132730.153003.16
K
0.17 0.28 0.40 0.53 0.65 0.76 0.86 0.95 1.00 1.02
Ne (kW)
23.83 39.58 56.74 74.48 91.93 108.24 122.57 134.06 141.86 145.12
Me (Nm)
416.88 461.55 496.29 521.10 535.99 540.95 535.99 521.10 496.29 461.55
0.00
100.00
200.00
300.00
400.00
500.00
600.00
0.00 500.00 1000.00 1500.00 2000.00 2500.00 3000.00 3500.00
n(vg/ph)
Me(Nm) Ne(kw)
- Hệ số thích ứng của động cơ:
15,1
55,461
95,540
M
Me
K
N
max
M
===
- Hệ số đàn hồi của động cơ:
636.0
16,3003
1,1911
n
n
K
N
M
n
===
2.3. Chọn động cơ và xác định đường đặt tính ngồi
- Chọn động cơ phù hợp có đường đặt tính ngồi phù hợp với đường đặt
tính ngồi vừa tính tốn
- Lấy đường đặt tính ngồi thực tế theo đường đặt tính ngồi tính tốn
III. TÍNH VÀ CHỌN TỈ SỐ TRUYỀN CỦA CẦU CHỦ ĐỘNG
- Theo cơng thức:
55,6
ii
1
.
v60
rn2
i
htpcmax
bV
o
=
⋅⋅
⋅⋅⋅
=
π
- Chọn tỉ số truyền cầu chủ động i
o
= 6,55
IV. XÁC ĐỊNH TỈ SỐ TRUYỀN CỦA HỘP SỐ
Chọn hộp số có 5 số tới
1 số lùi
4.1. Tỉ số truyền của hộp số ở tay số 1
- Theo điều kiện cần: lực kéo tiếp tuyến ở bánh xe chủ động thắng được lực
cản tổng cộng của đường
22,4
ηiMe
rG
i
G
r
ηiiMe
PP
tomax
bmaxa
h1
maxa
b
th1omax
maxkmax
=
⋅⋅
⋅Ψ⋅
≥
Ψ⋅≥
⋅⋅⋅
≥
Ψ
29,025,004,0i
maxmaxmax
=+=+=Ψ f
- Theo điều kiện đủ: lực kéo tiếp tuyến này phải nhỏ hơn lực bám
33,7
ηiMe
rG
i
G
r
ηiiMe
PP
tomax
b
h1
b
th1omax
maxkmax
=
⋅⋅
⋅⋅
≤
⋅≤
⋅⋅⋅
≤
ϕ
ϕ
ϕ
ϕ
ϕ
G
ϕ
= G
2
= m
2
. G
2
= 81678 N
- Chọn i
h1
= 6
4.2. Tỉ số truyền các tay số trung gian
- Chọn phân bố theo cấp số nhân
- Tỷ số truyền tay số 2: i
h2
= 3,3
- Tỉ số truyền tay số 3: i
h3
= 1,82
- Tỉ số truyền tay số 4: i
h4
= 1
- Tỉ số truyền tay số tăng: i
ht
= 0,75
- Tay số lùi:
Chọn
( )
63,12,1
1
=−⋅=
hR
ii
V. XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÂN BẰNG CƠNG SUẤT CỦA ƠTƠ
- Phương trình cân bằng cơng suất
N
k
= N
f
± N
i
+ N
w
± N
j
+ N
m
N
k
= η
t
.N
e
Ne : Tính theo cơng thức Leidecman theo giả thiết như trên
- Trong điều kiện đường bằng xe chạy ổn định, trên đường bằng khơng kéo
móoc
N
k
= N
f
+ N
w
minaf
.fv.GN =
N
w
= W.v
3
- Đồ thị cân bằng cơng suất
n
e
(v/p)
546.03819.041092.061365.071638.091911.102184.122457.132730.153003.16
V
h1
(m/s) 0.63 0.95 1.26 1.58 1.89 2.21 2.53 2.84 3.16 3.47
V
h2
(m/s)
1.15 1.72 2.29 2.87 3.44 4.02 4.59 5.16 5.74 6.31
V
h3
(m/s) 2.08 3.13 4.17 5.21 6.25 7.30 8.34 9.38 10.42 11.47
V
h4
(m/s)
3.79 5.68 7.58 9.47 11.36 13.26 15.15 17.05 18.94 20.84
V
ht
(m/s) 5.05 7.58 10.10 12.63 15.15 17.68 20.20 22.73 25.25 27.78
n
e
(v/p)
546.03819.041092.061365.071638.091911.102184.122457.132730.153003.16
N
e
23.83 39.58 56.74 74.48 91.93 108.24 122.57 134.06 141.86 145.12
N
k
20.26 33.64 48.23 63.31 78.14 92.00 104.18 113.95 120.58 123.36
V
h1
(m/s)
0.63 0.95 1.26 1.58 1.89 2.21 2.53 2.84 3.16 3.47
N
f1
(Kw)
2.39 3.59 4.79 5.98 7.18 8.38 9.57 10.77 11.97 13.16
N
w1
(Kw)
0.00 0.00 0.00 0.01 0.01 0.02 0.03 0.05 0.07 0.09
N
f1
+N
w1
2.39 3.59 4.79 5.99 7.19 8.40 9.61 10.82 12.03 13.25
V
h2
(m/s)
1.15 1.72 2.29 2.87 3.44 4.02 4.59 5.16 5.74 6.31
N
f2
(Kw)
4.35 6.52 8.70 10.87 13.05 15.22 17.39 19.57 21.74 23.92
N
w2
(Kw)
0.00 0.01 0.03 0.05 0.09 0.14 0.20 0.29 0.40 0.53
N
f2
+N
w2
4.35 6.53 8.72 10.92 13.13 15.36 17.60 19.86 22.14 24.45
V
h3
(m/s)
2.08 3.13 4.17 5.21 6.25 7.30 8.34 9.38 10.42 11.47
N
f3
(kw)
7.90 11.85 15.80 19.76 23.71 27.66 31.61 35.56 39.51 43.46
N
w3
(Kw)
0.02 0.06 0.15 0.30 0.51 0.82 1.22 1.73 2.38 3.17
N
f3
+N
w3
7.92 11.92 15.96 20.05 24.22 28.47 32.83 37.29 41.89 46.63
V
h4
(m/s)
3.79 5.68 7.58 9.47 11.36 13.26 15.15 17.05 18.94 20.84
N
f4
(kw)
14.36 21.54 28.72 35.90 43.08 50.26 57.44 64.62 71.80 78.98
N
w4
(Kw)
0.11 0.39 0.91 1.78 3.08 4.89 7.31 10.40 14.27 18.99
N
f4
+N
w4
14.47 21.92 29.63 37.68 46.16 55.15 64.74 55.00 65.20 76.00
V
ht
(m/s)
5.05 7.58 10.10 12.63 15.15 17.68 20.20 22.73 25.25 27.78
N
ft
(kw)
19.15 28.72 38.29 47.86 57.44 67.01 76.58 86.15 95.73 105.30
N
wt
(Kw)
0.27 0.91 2.16 4.23 7.31 11.60 17.32 24.66 33.83 45.02
N
ft
+N
wt
19.42 29.63 40.46 52.09 64.74 78.61 93.90 55.00 65.20 76.00
0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
140.00
160.00
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
V(m/s)
Ne,Nk(kw)
Trong thực tế chuyển động trên đường thì ơtơ chỉ có thể đạt được tới vận
tốc Vmax mà tại đó có sự cân bằng cơng suất N
k
= N
f
+ N
w
VI. XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÂN BẰNG LỰC KÉO CỦA ƠTƠ
- Phương trình cân bằng cơng suất
P
k
= P
f
± P
i
+ P
w
± P
j
+ P
m
- Trong điều kiện ơtơ chuyển động trên đường bằng, khơng kéo mc
P
k
= P
f
+ P
w
b
toh
k
r
.η.iMe.i
P =
P
f
= G
a
.f
min
P
w
= W.v
2
e
.n2.
60.Ne
Me
π
=
Me
416.88 461.55 496.29 521.10 535.99 540.95 535.99 521.10 496.29 461.55
V
h1
0.63 0.95 1.26 1.58 1.89 2.21 2.53 2.84 3.16 3.47
P
k1
32092 35530.4 38204.7 40115.0 41261.2 41643.2 41261.2 40115 38204.7 35530.4
P
f
3790.5 3790.51 3790.51 3790.51 3790.51 3790.51 3790.51 3790.51 3790.51 3790.51
P
w
0.84 1.88 3.35 5.23 7.53 10.25 13.39 16.95 20.93 25.32
P
f
+ P
w
3791.3 3792.39 3793.86 3795.74 3798.04 3800.76 3803.90 3807.46 3811.44 3815.83
V
h2
1.15 1.72 2.29 2.87 3.44 4.02 4.59 5.16 5.74 6.31
P
k2
17661 19553.1 21024.9 22076.1 22706.9 22917.1 22706.9 22076.1 21 024.9 19553.1
P
f
3790.5 3790.51 3790.51 3790.51 3790.51 3790.51 3790.51 3790.51 3790.51 3790.51
P
w
2.76 6.22 11.06 17.28 24.88 33.86 44.22 55.97 69.10 83.61
P
f
+ P
w
3793.2 3796.73 3801.56 3807.78 3815.38 3824.37 3834.73 3846.48 3859.61 3874.12
V
h3
2.08 3.13 4.17 5.21 6.25 7.30 8.34 9.38 10.42 11.47
P
k3
9719.2 10760.5 11570.5 12148.9 12496.1 12611.8 12496.1 12148.9 11570.5 10760.5
P
f
3790.5 3790.51 3790.51 3790.51 3790.51 3790.51 3790.51 3790.51 3790.51 3790.51
P
w
9.13 20.54 36.51 57.04 82.14 111.80 146.03 184.82 228.17 276.08
P
f
+ P
w
3799.6 3811.04 3827.01 3847.55 3872.65 3902.31 3936.53 3975.32 4018.67 4066.59
V
h4
3.79 5.68 7.58 9.47 11.36 13.26 15.15 17.05 18.94 20.84
P
k4
5348.7 5921.74 6367.46 6685.84 6876.86 6940.53 6876.86 6685.84 6367.46 59 21.74
P
f
3790.5 3790.51 3790.51 3790.51 3790.51 3790.51 3790.51 3790.51 3790.51 3790.51
P
w
30.14 67.81 120.54 188.35 271.22 369.16 482.17 610.25 753.39 911.60
P
f
+ P
w
3820.6 3858.31 3911.05 3978.86 4061.73 4159.67 4272.68 2200.00 2400.00 2482.12
V
ht
6.31 9.47 12.63 15.78 18.94 22.10 25.25 28.41 31.57 34.73
P
kt
4011.5 4441.31 4775.60 5014.38 5157.64 5205.40 5157.64 5014.38 4775.60 44 41.31
P
f
3790.5 3790.51 3790.51 3790.51 3790.51 3790.51 3790.51 3790.51 3790.51 3790.51
P
w
83.71 188.35 334.84 523.19 753.39 1025.45 1339.36 1695.13 2092.76 2532.23
P
f
+ P
w
3874.2 3978.86 4125.35 4313.70 4543.90 4815.96 5129.87 2200.00 2400.00 2482.12
0.00
5000.00
10000.00
15000.00
20000.00
25000.00
30000.00
35000.00
40000.00
45000.00
0.00 5.00 10.00 15.0 0 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00
V(m/s)
Pk(kw)
Trong thực tế chuyển động trên đường thì ơtơ chỉ có thể đạt được tới vận
tốc Vmax mà tại đó có sự cân bằng cơng suất N
k
= N
f
+ N
w
VII. XÂY DỰNG ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA ƠTƠ
- Từ cơng thức tính nhân tố động lực:
a
fd
a
wk
G
PP
G
PP
D
+
=
−
=
V
h1
(m/s)
0.63140.94701.26271.5784 1.8941 2.2098 2.5255 2.8411 3.1568 3.4725
D
1
0.33000.36540.39290.4125 0.4243 0.4282 0.4242 0.4124 0.3927 0.3651
V
h2
(m/s)
1.14731.72092.29452.8682 3.4418 4.0154 4.5891 5.1627 5.7363 6.3100
D
2
0.18160.20100.21610.2269 0.2333 0.2353 0.2331 0.2265 0.2155 0.2002
V
h3
(m/s)
2.08473.12714.16945.2118 6.2542 7.2965 8.3389 9.381210.423611.4659
D
3
0.09990.11050.11860.1244 0.1277 0.1286 0.1270 0.1230 0.1166 0.1078
V
h4
(m/s)
3.78825.68237.57649.470511.364513.258615.152717.046818.940920.8350
D
4
0.05470.06020.06420.0668 0.0679 0.0676 0.0658 0.0625 0.0577 0.0515
V
ht
(m/s)
6.31 9.47 12.63 15.78 18.94 22.10 25.25 28.41 31.57 34.73
D
t
0.04040.04370.04570.0462 0.0453 0.0430 0.0393 0.0341 0.0276 0.0196
- Đồ thị tia α: góc nghiêng của tia ứng với số % tải trọng
a
x
x
G
G
D
D
tg ==
α
G
x
= G
o
+G
tx
(Gtx/Gt)% Gtx Gx tg(alpha) alpha(rad)
0.0000 0.0000 49050.0000 0.5044 0.4672
0.2000 9810.0000 58860.0000 0.6053 0.5443
0.4000 19620.0000 68670.0000 0.7062 0.6149
0.6000 29430.0000 78480.0000 0.8071 0.6791
0.8000 39240.0000 88290.0000 0.9080 0.7372
1.0000 49050.0000 98100.0000 1.0089 0.7898
1.2000 58860.0000107910.0000 1.1098 0.8374
1.4000 68670.0000117720.0000 1.2107 0.8804
1.6000 78480.0000127530.0000 1.3116 0.9194
1.8000 88290.0000137340.0000 1.4124 0.9547
0.0000
0.1000
0.2000
0.3000
0.4000
0.5000
0.6000
0.7000
-40.0000 -30.0000 - 20.0000 -10.0000 0.0000 10.0000 20.0000 30.0000 40.0000
V(m/s)
D
VIII. XÂY DƯỢNG ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH TĂNG TỐC CỦA ƠTƠ
8.1. Đồ thị gia tốc của ơtơ
- Gia tốc của ơtơ được tính
( )
i
g
Dj
δ
Ψ−=
Tính trên đường bằng và tốt
02,0
min
==Ψ f
Hệ số tính đến ảnh hưởng khối lượng quay
2
.a03,1
hi
i+=
δ
a = 0.05
δ
1
= 2,83
δ
2
= 1,58
δ
3
= 1,2
δ
4
= 1,08
δ
5
= 1,06
V
h1
0.6314 0.9470 1.2627 1.5784 1.8941 2.2098 2.5255 2.8411 3.1568 3.4725
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét