Bài tập lớn môn Lý thuyết ô tô - Đề tài: Tính toán sức kéo ô tô du lịch

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐH CNKT OTO K7

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH

BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC

LÝ THUYẾT Ô TÔ

Đề Tài: TÍNH TOÁN SỨC KÉO ÔTÔ DU LỊCH

GVHD: Hoàng Văn Thức

SVTH: Hồ Sỹ Dương

Lớp: ĐHCNKT ÔTÔ K7

B tl LÝ THUYẾT Ô TÔ

SVTH: HỒ SỸ DƯƠNG

1

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐH CNKT OTO K7

Bài tập lớn

Môn học lý thuyết ô tô

Họ tên sinh viên: Hồ Sỹ Dương

Lớp: ĐHÔTÔ K7 Khoá: 7

Tên bài tập: tính toán sức kéo ô tô du lịch

I. số liệu cho trước:

- Số hành khách: 7

- Tốc độ lớn nhất: V_max= 240 km/h

- Hệ số cản lăn của mặt đường: f_o= 0,04

- khả năng leo dốc i_max=0,39

II. Nội ung cần hoàn thành

- Chọn động cơ và xây dựng đặc tính ngoài động cơ

- Xác định tỷ số truyền của cầu chủ động

- Xác định các tỷ số truyền trong hộp số

- Xây dựng đồ thị cân bằng công suất của ô tô

- Xây dựng đồ thị cân bằng lực kéo

- Xây dựng đồ thị đặc tính động lực của ô tô

- Xây dựng đồ thị đặc tính tăng tốc của ô tô

III. bản vẽ:

Các đồ thị được vẽ trên giấy Ao bằng phần mền matlap hoặc autocard

Ngày giao đề: 24/10/ 2014

Ngày hoàn thành:24/11/ 2014

Giáo viên hướng dẫn

Hoàng văn Thức

B tl LÝ THUYẾT Ô TÔ

SVTH: HỒ SỸ DƯƠNG

2

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐH CNKT OTO K7

Nhận xét, đánh giá bài tập lớn

.............................................................................................................................

Kết quả đánh giá:

.............................................................................................................................

Giáo viên chấm

..........................................

B tl LÝ THUYẾT Ô TÔ

SVTH: HỒ SỸ DƯƠNG

3

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐH CNKT OTO K7

LỜI NÓI ĐẦU

Ôtô ngày càng được sử dụng rộng rãi ở nước ta như một phương tiện đi lại cá

nhân cũng như vận chuyển hành khách, hàng hoá rất phổ biến. Sự gia tăng

nhanh chóng số lượng ôtô trong xã hội, đặc biệt là các loại ôtô đời mới đang

kéo theo nhu cầu đào tạo rất lớn về nguồn nhân lực phục vụ trong nghành

công nghiệp ôtô nhất là trong lĩnh vực thiết kế.

Sau khi học xong giáo trình ‘‘ Lý thuyết ôtô -máy kéo ’’ chúng em

được tổ bộ môn giao nhiệm vụ làm bài tập lớn môn học. Vì bước đầu làm

quen với công việc tính toán, thiết kế ôtô nên không tránh khỏi những bỡ ngỡ

và vướng mắc. Nhưng với sự quan tâm, động viên, giúp đỡ, hướng dẫn tận

tình của thầy giáo HOÀNG VĂN THỨC, và các thầy giáo trong khoa nên

chúng em đã cố gắng hết sức để hoàn thành bài tập lớn trong thời gian được

giao. Qua bài tập lớn này giúp sinh viên chúng em nắm được phương pháp

thiết kế tính toán ôtô mới như : chọn công suất của động cơ, xây dựng đường

đặc tính ngoài của động cơ, xác định tỷ số truyền và thành lập đồ thị cần thiết

để đánh giá chất lượng động lực học của ôtô máy kéo, đánh giá các chỉ tiêu

của ôtô-máy kéo sao cho năng suất là cao nhất với giá thành thấp nhất. Đảm

bảo khả năng làm việc ở các loại đường khác nhau, các điều kiện công tác

khác nhau. Vì thế nó rất thiết thực với sinh viên nghành công nghệ kỹ thuật

ôtô.

Tuy nhiên trong quá trình thực hiện dù đã cố gắng rất nhiều không tránh khỏi

những thiếu sót. Vì vậy chúng em rất mong nhận được sự quan tâm đóng góp

ý kiến của các thầy, các bạn để em có thể hoàn thiện bài tập lớn của mình hơn

và cũng qua đó rút ra được những kinh nghiệm qúi giá cho bản thân nhằm

phục vụ tốt cho quá trình học tập và công tác sau này.

Em xin chân thành cảm ơn !

Sinh viên thực hiện :

Hồ Sỹ Dương

B tl LÝ THUYẾT Ô TÔ

SVTH: HỒ SỸ DƯƠNG

4

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐH CNKT OTO K7

A : Thuyết minh:

B: Trình tự tính toán:

I: Xác định toàn bộ trọng lượng ôtô;

Đây là loại xe ôtô du lịch chuyên lưu thông trên các loại đường, có công

thức tính toán toàn bộ khối lượng xe như sau:

G= G₀+ n_cG_n+G_h

Trong đó: G₀– trọng lượng bản thân ôtô

n_c– số chổ ngồi trong xe ôtô (cả người lái)

G_n- trọng lượng trung bình của mỗi người

G_h– trọng lượng hành lý

k -Đối với loại xe này ta chọn : G₀= 2145kg

n_c= 7

G_n= 65 kg

G_h=70 kg

- Vậy ta có : G= 2145 + 5.65 +70 = 2670kg

II: Chọn lốp

Đối với loại xe này trọng lượng đặt lên bánh xe là 2670 kg ở ôtô du lịch

trọng lượng phân bố ra cầu trước và cầu sau gần như là bằng nhau, ở loại xe

này ta chọn khối lượng phân bố vào cầu trước là 48,8% , vào cầu sau là

51,2%. Như vậy khối lượng đặt vào cầu trước và cầu sau gần như là tương

đương.

Trọng lượng phân bố ra cầu trước: 1303 kg

Trọng lượng phân bố ra cầu sau là: 1367 kg

Do đó lốp trước và lốp sau ta sẽ chọn cùng một loại lốp và theo thông số lốp

sau:

- Bánh trước : 225/70 R 19

- Bánh sau : 225/55 R 19

III. Xác định công suất cực đại của động cơ (tối sửa)

B tl LÝ THUYẾT Ô TÔ

SVTH: HỒ SỸ DƯƠNG

5

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐH CNKT OTO K7

Xác định công suất của động cơ ứng với tốc độ cực đại của động cơ

(N_ev).

1

N_V

GV_max KFV_m³_ax(kW )





1000_t

  i  f  0,39  0,04  0,43

Trong đó: _t- Hiệu suất truyền lực

K - Hệ số cản khí động học (KG.s²/m⁴)

F - Diện tích cản chính diện. (m²)

V_max– Vận tốc cực đại của ôtô .( m/s)

G – Trọng lượng toàn bộ ôtô, KG

f – Hệ số cản lăn của mặt đường

*Các thông số lựa chọn:

a. _t- Hiệu suất truyền lực chính

Để đánh giá sự tổn thất năng lượng trong hệ thống truyền lực người ta

dùng hiệu suất trong hệ thống truyền lực (_t) là tỷ số giữa công bánh xe chủ

động và công suất hữu ích của động cơ, thường được xác định bằng công thức

thực nghiệm. Khi tính toán ta chọn theo loại xe như sau:

xe du lịch: _t= 0,90.....0,93 nên ta chọn _t= 0,93

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 ôtô (KG.s²/m⁴). K được xác định bằng thực nghiệm:

Đối với xe du lịch: đối với ôtô con thùng xe không có mui

K= 0,04.....0,05 ( kG.s²/m⁴)

ta chọn K=0,04 ( kG.s²/m⁴)

c, F - Diện tích cản chính diện

Diện tích cản chính diện của ôtô là diện tích hình chiếu của ôtô lên mặt

phẳng vuông góc với trục dọc của xe ôtô (m²). Việc xác định diện tích có

nhiều khó khăn, để đơn giản trong tính toán người ta dùng công thức gần

đúng sau:

B tl LÝ THUYẾT Ô TÔ

SVTH: HỒ SỸ DƯƠNG

6

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐH CNKT OTO K7

Đối với xe ôtô con: F= m B₀.H₀(m²)

Trong đó: B₀- Chiều rộng toàn bộ của ôtô (m)

H₀– Chiều cao toàn bộ của ôtô (m)

Ta chọn các thông số là: B₀=1,983 (m) xe du lịch 7 chỗ ngồi

H₀= 1,69 (m) , xe du lịch 7 chỗ

Do đó F =2,681 (m²)

-Các thông số đã cho: V_max= 240 km/h =66,68 (m/s)

f = 0,012

áp dụng công thức ta có:

1

N_V

GV_max KFV_m³_ax



0,43.2670.66,68 0,04.2,681.66,68³116,48(kW )









1000_t

1000.0,93

Căn cứ vào loại động cơ để tìm công suất cực đại của nó

N_V

(CV)

N

a  b ² c ³

e max

Trong đó : a,b,c -Các hệ số thực nghiệm, đối với động cơ xăng ta

chọn: a = b =c = 1

Đối với động cơ xăng không có bộ phận hạn chế số vòng quay ta chọn

= 1,1



N_V

116, 48



 118, 98kW

N

a  b ² c ³1.1,1  1.1,1² 1.1,1³

e m ax

IV. Xác định thể tích công tác của động cơ

Thể tích công tác của động cơ được tính theo công thức sau:

17,5.10⁵.z.N_emax



V _C

.n_N

p

eN

Trong đó:

p_eN- áp suất hữu ích trung bình ứng với công suất lớn nhất của động cơ

p_eN= 0,45 - 0,6 (Mpa) chọn p_eN= 0,45 Mpa

đổi sang đơn vị (pa): p_eN= 0,45.10⁶pa

n_N– số vòng quay của động cơ ứng với công suất lớn nhất

z – số kỳ của động cơ

N_emax= 118,98 (kw)

B tl LÝ THUYẾT Ô TÔ

SVTH: HỒ SỸ DƯƠNG

7

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

17,5.10⁵.z.N_emax17,5.10⁵.4.118,98

ĐH CNKT OTO K7

 0,32(l)

Vậy :



V _C

0,45.10⁶.5800

.n_N

p

eN

Sau khi xác định được N_emax, V_ccăn cứ vào loại động cơ có sẵn trên thị

trường để chọn loại động cơ phù hợp hoặc đặt chế tạo loại động cơ mới.

V. Xác định tỷ số truyền của truyền lực chính

Tỷ số truyền lực chính (i₀) được xác định đảm bảo tốc độ chuyển động

cực đại của ôtô ở số truyền cao nhất trong hộp số. (i₀) được xác định theo

 n_v.r_b

công thức: i₀=

30 .i_ht.i_pc.V_max

Trong đó: n_v–tốc độ vòng quay trục khuỷu động cơ khi đạt vận tốc lớn

nhất(v/ph)

r_b– bán kính của bánh xe (m)

i_pc- tỷ số truyền của hộp số phụ hoặc hộp phân phối ở tỷ số truyền cao nhất

i_hn- tỷ số truyền cao nhất trong hộp số

V_max- vận tốc lớn nhất của ôtô (km/h)

Thông số cho trước :V_max= 240 (km/h)

Thông số lựa chọn:

+ i_hn=1

+ r_b:bán kính của bánh xe. Khi tính toán sức kéo đối

tượng nghiên cứu không phải là bánh xe thì ta có thể coi gần đúng:

r_b=

Trong đó: r₀- bán kính thiết kế của bánh xe

- hệ số kể đến sự biến dạng của lốp đối với lốp có áp xuất

= 0,950



r₀(*)



cao ta chọn:



d









mà: r₀= B  .25,4 (mm)





2

với: B=8,9 -là bề rộng của lốp (inch)

d=19 -là đường kính vành bánh xe (inch)

19

2







r  8,9 

.25,4  467,36(mm)  0,467(m)

0







thay vào (*) ta có bán kính làm việc trung bình của bánh xe

B tl LÝ THUYẾT Ô TÔ

SVTH: HỒ SỸ DƯƠNG

8

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

r_k= r_b= 0,467.0,95=0,44(m)

Mặt khác:

ĐH CNKT OTO K7

Ta có: n_v=



.n_N(v/p)

Trong đó:

-n_Nsố vòng quay trục khuỷu ứng với công suất lớn nhất (v/ph)

- đối với động cơ xăng không hạn chế số vòng quay thì



=1-1,1, ta chọn



= 1,1

Suy ra: n_v=1,1.5800 = 6380 (v/ph)

 n_v.r

30.i_ht.i_pc.V_max

3,14.5800.0,44

b

Vậy: i_o



 4,25

240

30.1.1.

3,6

(do xe không có hộp số phụ nên ta không tính i_pctrong này)

VI. Xác định tỷ số truyền của hộp số và hộp số phụ (nếu có)

1. Xác định tỷ số truyền của hộp số

a. Xác định tỷ số truyền của tay số 1

Tỷ số truyền của tay số 1 được xác định dựa trên cơ sở đảm bảo khắc

phục được sức cản lớn nhất của mặt đường mà không bị trượt:

p



≤ p_kl≤ p



max

Do đó i_hlđược xác định theo điều kiện cản chuyển động;

G



_maxr_b



i₀i_pc

i_hl=

M

emax

tl

Trong đó :



_max–hệ số cản cực đại của đường mà ôtô có thể khắc phục được

-trọng lượng toàn bộ của xe (kg)

G

r_b- bán kính của bánh xe

M_emax- mô men xoắn cực đại của động cơ

i₀

- tỷ số truyền của truyền lực chính

i_pc- tỷ số truyền số truyền cao của hộp số phụ

 _tl- hiệu suất truyền lực

B tl LÝ THUYẾT Ô TÔ

SVTH: HỒ SỸ DƯƠNG

9

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐH CNKT OTO K7

+ Các thông số đã cho: M_emax= 40 kg.m = 400Nm (xe tham khảo BMW

X6)

+ Các thông số lựa chọn:



= 0,43

max

 _tl= 0,93

+Các thông số đã tính toán trong các phần trên:

G = 2670 (kg)

r_b= 0,467 (m)

i₀= 4,25

Thay các thông số vào công thức ta được:

2670.0,43.0,467

i_hl

 3,39

40.4,25.0,93

(do xe không có hộp số phụ nên ta không tính i_pctrong công thức này)

Mặt khác lực kéo cực đại của ôtô bị hạn chế bởi điều kiện bám cho nên

khi tính i_hlxong ta phải kiểm tra lại theo điều kiện bám:

G_^..

r_b

m



p

i_hl≤

i₀i_pc

M _emax

tl

Trong đó : m_p- hệ số phân bố lại tải trọng lên cầu chủ động khi truyền lực

kéo

Đối với cầu trước: m_p=0,8 - 0,9 chọn m_p= 0,9

Đối với cầu sau : m_p= 1,1- 1,2

G - trọng lượng phân bố lên cầu chủ động



Đối với loại xe này trọng lượng phân bố lên cầu trước khi có tải là:

G_b1=1303 kg , cầu sau G_b2=1367 kg



- hệ số bám cực đại giữa lốp với đường

có thể chọn trong khoảng: 0,6 - 0,8 chọn



=0,8

Vậy ta kiểm tra điều kiện bám:

G_^..

r_b

m



2670.0,8.0,467.0,9

40.4,25.0,93

p

3,39 = i_hl≤

=

= 5,6

i₀i_pc

M _emax

tl

 i_hl=4,53 => Đảm bảo yêu cầu

B tl LÝ THUYẾT Ô TÔ

SVTH: HỒ SỸ DƯƠNG

10

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐH CNKT OTO K7

b. Tỷ số truyền trung gian.

* phương pháp phân phối theo cấp số nhân

Công bội được xác định theo biểu thức:

4,53

i_hl

61

n1

q=

=

1,35

1

i

hn

Trong đó: n –số cấp trong hộp số

i_hl- tỷ số truyền tay số 1

i_hn- tỷ số truyền tay số cuối cùng trong hộp số

Tỷ số truyền của tay số thứ i được xác định theo công thức sau:

i_h(n1)

₌i_hl

i_hi=

q

q^i1

Trong đó: i_hi–tỷ số truyền tay số thứ i trong hộp số (i=2,3.......n-1)

suy ra: i₂= 3,3

i₃= 2,48

i₄=1,84

i₅=1,36

i₆=1

* Tỷ số truyền của số cao nhất trong hộp số:

Đối với hộp số có số truyền thẳng: i=1

Đối với hộp số có số truyền tăng, chọn i_hntrong khoảng i_hn= 0,8.....0,9.

Khi sử dụng số truyền tăng phải tính kiểm tra lại động lực học xem ở tỷ số

truyền tăng công suất kéo có đủ hay không

* Tỷ số truyền số lùi: (i_l)

Tỷ số truyền số lùi trong hộp số thường được chọn trong khoảng

i_l= (1,1.........1,3)i_hl

Trong đó: i_hl- tỷ số truyền tay số 1

Đối với xe này ta chọn tỷ số truyền số lùi như sau:

i_l= 1,3.3,59 = 5,9

Chú ý: Khi chọn tỷ số truyền số lùi ta phải kiểm tra lại điều kiện bám

B tl LÝ THUYẾT Ô TÔ

SVTH: HỒ SỸ DƯƠNG

11

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐH CNKT OTO K7

VII: Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ xăng không có bộ phận

hạn chế số vòng quay.

Những động cơ không có bộ phận hạn chế số vòng quay thường được

đặt trên những ôtô du lịch và ở một số xe tải tải trọng nhỏ

Đường đặc tính của động cơ nhận được bằng cách thí nghiệm động cơ

trên bệ thử, khi cho động cơ làm việc ở chế độ cung cấp nhiên liệu cực đại,

tức là mở bướm ga hoàn toàn ta sẽ nhận được đường đặc tính ngoài của động

cơ, nếu bướm ga mở ở các vị trí khác nhau sẽ cho ta các đường đặc tính cục

bộ. Như vậy ứng với mỗi loại động cơ sẽ có một đường đặc tính ngoài nhưng

sẽ có rất nhiều đường đặc tính cục bộ.

Khi không có đường đặc tính tốc độ ngoài bằng thực nghiệm,ta có thể

xây dựng đường đặc tính nói trên nhờ công thức thực nghiệm của S.R.Lây

Đecman.

Công suất tại số vòng quay n_ecủa động cơ:

²



















³









n_e

N_e= N_max.

a

 b

 c

n_N











Trong đó:N_e- công suất hữu ích của động cơ

n_e- số vòng quay của trục khuỷu

N_max-công suất có ích cực đại

n_N- số vòng quay ứng với công suất cực đại

a, b, c – các hệ số thực nghiệm được chọn theo từng loại

động cơ

đối với động cơ xăng ta chọn: a = b = c = 1

²



















³









n_e

để tính toán N_eđược nhanh chóng ta chọn: k=

a

 b

 c

n_N











lúc này N_e= N_max.k

đại lượng k được xác định nhanh chóng theo bảng sau:

B tl LÝ THUYẾT Ô TÔ

SVTH: HỒ SỸ DƯƠNG

12

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐH CNKT OTO K7

n_e

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,1

n_N

k

0,232 0,363 0,496 0,625 0,744 0,847 0,928 0,981 1,00 0,98

43,1 59 74,35 88,5 100,7 110,4 116,7 118, 116,

97

N_e27,6

(kW)

6

Từ các điểm trên ta sẽ xây dựng được đồ thị N_e=f(n_e) với số vòng quay

n_e

và công suất cực đại tại giá trị

= 1,0 và k=1,00 và tốc độ lớn nhất tại giá

n_N

n_e

trị

= 1,1 và k= 0,98

n_N

Khi có đồ thị N_e=f(n_e) ta có thể xây dựng đồ thị mômen quay của động

cơ theo công thức sau:

10⁴.N_e

M_e=

(kG.m)

1,047.n_e

M_e: đơn vị tính : ( N.m)

N_e- tính theo đơn vị là: (KW)

1CV(mã lực) = 0,7355 KW

1kGm = 9,80665 N.m

hoặc ta có thể tính M_etheo công thức sau:

N_e

M_e= 716.

(kG.m)

n_e

nên sau khi tính M_eta quy đổi ra kGm theo hệ số chuyển đổi ở trên.

Ngoài ra để vẽ đồ thị công suất và momen quay của động cơ

phụ thuộc số vòng quay ta cần chú ý đến mối quan hệ giữa công suất và

moment quay bằng hệ thức liên hệ S.R.Lây.Đecman sau đây:

M_max= 1,25M_Nvà n_M= 0,5n_N

Trong đó: M_max- moment quay cực đại của động cơ

M_N– moment quay khi ở công suất cực đại N_max

n_M– số vòng quay khi moment quay cực đại M_max

n_N- số vòng quay khi ở công suất cực đại N_max

B tl LÝ THUYẾT Ô TÔ

SVTH: HỒ SỸ DƯƠNG

13

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐH CNKT OTO K7

Để xây dựng đường đặc tính công suất và đường đặc tính moment quay

được thuận lợi khỏi nhầm lẫn ta đặt những trị số tính toán vào bảng sau:

n_e

0,2 0,3 0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,1

n_N

K

0,23 0,36 0,496 0,625 0,74 0,847 0,928 0,981 1,00 0,98

2

3

4

N_e27,6 43,1 59

74,35 88,5 100,7 110,4 116,7 118, 116,6

(kW)

6

97

64,6

33,6

27,7

24,92

23,07

21,5

19,93

18,3

16,4

14,4

M_e

kG.m

Từ các thông số trên ta đã xây dựng được đường đặc tính ngoài của

động cơ xăng.

Đồ thị đường đặc tính ngoài động cơ xăng không hạn chế số vòng quay

được biểu diễn trên Ao

1

Từ công thức: N_V

GV_max KFV_m³_ax





1000_t

ta đã tính được N_ev= 116,47 (kW)

công suất này được biểu diễn ở điểm A trên đồ thị (hình 1) nghĩa là tương ứng

với số vòng quay n_vcủa động cơ và số vòng quay n_v(tốc độ vòng quay trục

của khuỷu động cơ khi đạt tốc độ lớn nhất) là 5800 (v/ph). Vị trí điểm A nằm

bên phải vị trí điểm B. Điểm B là điểm ứng với công suất cực đại của động cơ

N_max= 118,97 (kW) có số vòng quay tương ứng là n_N= 5186 (v/)ph)

Số vòng quay tại n_min= 306 của trục khuỷu là số vòng quay nhỏ nhất mà

động cơ có thể làm việc ở chế độ toàn tải. khi tăng số vòng thì môment và

công suất của động cơ tăng lên. môment xoắn đạt giá trị cực đại M_max= 40

kG.m ở số vòng quay n_M=5000 và công suất đạt giá trị cực đại N_max= 118,97

B tl LÝ THUYẾT Ô TÔ

SVTH: HỒ SỸ DƯƠNG

14

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐH CNKT OTO K7

(kW) ở số vòng quay n_N= 5800 (v/ph) .Động cơ ôtô chủ yếu làm việc trong

vùng n_M- n_N.

Khi tăng số vòng quay của trục khuỷu lớn hơn giá trị n_Nthì công suất

sẽ giảm, chủ yếu là do sự nạp hỗn hợp khí kém đi và do tăng tổn thất ma sát

trong động cơ. Ngoài ra khi tăng số vòng quay sẽ làm tăng tải trọng động gây

hao mòn nhanh các chi tiết động cơ. Vì thế khi thiết kế ôtô du lịch thì số vòng

quay của trục khuỷu động cơ tương ứng với tốc độ cực đại của ôtô trên đường

nhựa tốt nằm ngang không vượt quá 10 - 20 % so với số vòng quay của n_N.

VIII. Lập đồ thị cân bằng công suất của động cơ

Đồ thị cân bằng công suất của ôtô là đồ thị biểu thị mối quan hệ giữa

công suất phát ra của động cơ và các công suất cản trong quá trình chuyển

động ôtô phụ thuộc với tốc độ chuyển động hoặc số vòng quay của trục khuỷu

động cơ.

Ta có phương trình cân bằng công suất: N_e= N_T+ N_f± N_i± N_j± N



Trong đó:

N_f– công suất tiêu hao để khắc phục lực cản lăn

N_e– công suất của động cơ, lấy theo đường đặc tính ngoài.

N_T– công suất tiêu hao dùng cho hệ thống truyền lực

N_i– công suất tiêu hao để khắc phục lực cản lên dốc

N - công suất tiêu hao để khắc phục lực cản không khí



N_j– công suất tiêu hao để khắc phục lực cản quán tính

chú ý:

N_i– lấy dấu ( + ) khi xe chuyển động lên dốc

- lấy dấu ( -) khi xe chuyển động xuống dốc

N_j- lấy dấu ( + ) khi xe chuyển động tăng tốc

- lấy dấu ( -) khi xe chuyển động giảm tốc

Trong trường hợp tổng quát ta có phương trình cân bằng công suất:

N_k= N_e- N_t= N_e _tl= N_f+ N_i+ N N_j





Ta có:

N_f= G.f.v.cos



B tl LÝ THUYẾT Ô TÔ

SVTH: HỒ SỸ DƯƠNG

15

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐH CNKT OTO K7

N_i= G.v.sin



G

N_j= _i. . j.v

g

N = k.F.v³= W. v³



Với:

G: trọng lượng của ôtô

f : hệ số cản lăn

v : vận tốc của ôtô

W: nhân tố cản của khôngkhí



: góc dốc của mặt đường

Phương trình cân bằng công suất của ôtô có thể biểu diễn bằng đồ thị

N = f(v),

chúng ta xây dựng đường công suất kéo: N_kt= N_e.  _tl

N_e– lấy theo đường đặc ngoài , N_e= f(n_e)

Chuyển tốc độ quay của động cơ thành tốc độ quay của ôtô:

2..n_e.r

r . n_e

b

V 

 0,1047.

i

60i_t

i₀.i_hi. i_pc

Trong đó: i_hi– tỷ số truyền của hệ thống truyề lực ở tay số thứ i

n_e- tốc độ vòng quay nhỏ nhất của trục khuỷu (v/ph)

r_b– bán kính của bánh xe (m)

i₀- tỷ số truyền của truyền lực chính

Lập bảng giá trị - v_i

306

916

1526 2136 2746 3356 3966 4576 5186 5800

n_e

3,79

11,2

18,6

19,1

25,5

26,1

26,8

35,6

33,55 41

48,47 55,9

63,37 70,87

v₁

(km/h)

3,84

5,11

11,4

15,3

34,48 42,12 49,8

57,9

65,1

86,6

72,8

v₂

(km/h)

45,86 56,65 66,25 76,4

96,19

v₃

B tl LÝ THUYẾT Ô TÔ

SVTH: HỒ SỸ DƯƠNG

16

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐH CNKT OTO K7

(km/h)

6,8

20,6

27,9

37,9

34,36 48,08 61,8

75,56 89,3

103,0 116,8 130,5

v₄

2

7

(km/h)

9,32

12,6

46,48 65,86 83,64 102,2 120,8 139,4 157,9 176,7

6

v₅

(km/h)

63,2

88,5

113,7 134,0 164,3 189,6 214,8 240,0

2

v₆

(km/h)

Tính công suất phát ra tại các bánh xe chủ động ( N_kt)

²



















³









n_e

ta có: N_e= N_max.

a

 b

 c

n_N











với n_N= 5800 (v/ph) ; N_max= 118,97 (kW)

thay vào công thức trên ta tính được các giá tri N_e:

Xây dựng nhánh cản:

Ta xây dựng cho trường hợp xe chuyển động ổn định và không leo

dốc, do đó: N_I= N_j= 0.

Công suất cản được xác định theo công thức:

KFV ³

Gfv

N_c= N_f+ N =

+



270

3500

Bảng giá trị lựccản

n_e(v/p) 306

916 1526 2136 2746 3356 3966 4576 5186 5800

v₁

3,79 11,2 18,6 26,1 33,55 41 48,47 55,9 63,37 70,87

(km/h)

v₂

3,84 11,4 19,1 26,8 34,48 42,12 49,8 57,9 65,1 72,8

5,11 15,3 25,5 35,6 45,86 56,65 66,25 76,4 86,6 96,19

(km/h)

v₃

(km/h)

B tl LÝ THUYẾT Ô TÔ

SVTH: HỒ SỸ DƯƠNG

17

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐH CNKT OTO K7

v₄

6,8

20,6 34,36 48,08 61,8 75,56 89,3 103,0 116,8 130,5

(km/h)

2

7

v₅

9,32 27,9 46,48 65,86 83,64 102,2 120,8 139,4 157,9 176,7

6

(km/h)

v₆

12,6 37,9 63,2 88,5 113,7 134,0 164,3 189,6 214,8 240,0

2

(km/h)

N_e

27,6 43,1

59

74,35 88,5 100,8 110,4 116,7 118,9 116,5

(CV)

7

9

N_K

25,6 40,08 54,87 61,14 82,3 93,7 102,6 108,5 110,5 108,4

6

(CV)

N_f6

4,7

15,3 24,92 34,8 44,69 55,37 65,26 75,15 88,04 94,9

(CV)

N_w6

0,05 1,68

2,6 200,8 44,2 80,1 137,6 210,2 304,5 423,6

(CV)

N_C

4,75 16,7 32,52 55,6 88,9 139,4 202,9 285,3 389,5 518,5

(CV)

Đồ thị cân bằng công suất của động cơ được biểu diễn

trên giấy Ao

IX. Lập đồ thị cân bằng lực kéo.

Đồ thị cân bằng lực kéo là đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa lực kéo

phát ra tại bánh xe chủ động p_kvà các lực cản chuyển động phụ thuộc vào vận

tốc chuyển động của ôtô, nghĩa là:

p_k= f (v)

Từ lý thuyết ta đã biết phương trình cân bằnglực kéo tổng quát của ôtô

N + Nứ



như sau: P  P  P  P  P  P

k

w

i

j

mk



B tl LÝ THUYẾT Ô TÔ

SVTH: HỒ SỸ DƯƠNG

18

N



KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐH CNKT OTO K7

Trong đó:

P  là lực kéo tiếp tuyến của bánh xe chủ động(kg)

k

P  fGcos  lực cản lăn (kg)



KFV ²

(3.6)²

P 

 lực cản của không khí (kg)

w

P  Gsin  lực cản lên dốc(kg)

i

G

P  _ij lực cản tăng tốc(kg)

j

g

P

lực cản kéo móc(kg)

mk

Lực kéo của bánh xe chủ động được tính theo công thức sau:

M_kM_e.i_h.i₀.n_h

P 



k

r

bx

716.N_e.i_h.i_o._tl

P 

k

r .n_e

bx

Trong đó:

M_k-mô men xoắn của bánh xe chủ động

_bk-bán kính lăn của bánh xe chủ động

(kgm)

(m)

r

r_bk= 0,467

(m)

M_e- mô men xoắn của trục khuỷu động cơ

(kgm)

N_e- công suất động cơ

(CV)

n_e- số vòng quay của động cơ ứng với N_e

i₀- Tỉ số truyền của truyền lực chính

i₀= 4,25

(vòng/phút)

i_h- Tỉ số truyền của hộp số tuỳ từng tay số tính toán

i_h1= 3,39

i_h2= 3,3

i_h3= 2,48

i_h4= 1,84

i_h5=1,36

i_h6=1

_tl- Hiệu suất truyền lực chung của ôtô , _th= 0,93

B tl LÝ THUYẾT Ô TÔ

SVTH: HỒ SỸ DƯƠNG

19

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐH CNKT OTO K7

Tính tỉ số P_kở các số truyền khác nhau ta lập bảng sau:

BẢNG GIÁ TRỊ LỰC KÉO

n_e

306

916 1526 2136 2746 3356 3966 4576 5186 5800

N_e

27,6 43,1

59

74,35 88,5 100,87 110,4 116,7 118,97 116,59

(CV)

v₁

3,79 11,2 18,6 26,1 33,55

41

48,47 55,9 63,37 70,87

(km/h)

P_k11857,9 966,6 742,4 715,5 662,1 616,2 571,7 523,6 471,5 412

v₂

(km/h)

P_k2

3,84 11,4 19,1 26,8 34,48 42,12 49,8 57,9 65,1 72,8

1803 946,9 773,1 696,1 644,5 600,4 556,6 509,9 458,8 401,9

5,11 15,3 25,5 35,6 45,86 56,65 66,25 76,4 86,6 96,19

v₃

(km/h)

P_k3

1355,5 707,1 581,1 523,1 485,4 451,2 418,3 383,3 34,8 301,1

v₄

6,8

20,6 34,36 48,08 61,8 75,56 89,3 103,02 116,8 130,57

(km/h)

P_k4

1005,7 524,6 431,1 388,2 359,3 334,7 310,3 284,4 255,8 224,1

9,32 27,9 46,48 65,86 83,64 102,2 120,8 139,4 157,96 176,7

v₅

(km/h)

P_k5

743,3 387,7 318,6 286,8 256,6 247,4 229,4 210,1 189,1 165,6

12,6 37,9 63,2 88,5 113,7 134,02 164,3 189,6 214,8 240,0

v₆

(km/h)

P_k6546,5 285,1 234,2 210,9 195,3 181,9 168,6 154,5 134,5 121,8

B tl LÝ THUYẾT Ô TÔ

SVTH: HỒ SỸ DƯƠNG

20

Bài tập lớn môn Lý thuyết ô tô - Đề tài: Tính toán sức kéo ô tô du lịch - Hồ Sỹ Dương