TuyetSuong221116
Thành viên O-H
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRẦN ĐẠI NGHĨA
KHOA CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ
Bài tập lớn môn Lý thuyết ô tô
Đề tài: TÍNH TOÁN KÉO CHUYỂN ĐỘNG THẲNG CỦA XE HONDA CIVIC 2015
Giáo viên hướng dẫn: Lê Quang Việt
Sinh viên thực hiện: Lê Thị Tuyết Sương
Lớp: 15DDS05023
TP Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2017
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU.. 3
CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU.. 4
CHƯƠNG I. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA ÔTÔ.. 5
1.1. Xác định trọng lượng toàn bộ của ôtô. 5
1.2 Chọn lốp. 5
1.3 Hệ số cản khí động học. 5
CHƯƠNG II: XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGOÀI CỦA ĐỘNG CƠ.. 7
CHƯƠNG III. XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH KÉO F-V.. 9
3.1. Xác định tỉ số truyền lực chính. 9
3.2. Tỉ số truyền cực đại . 9
3.3. Tính tỉ số truyền cực tiểu . 10
3.4. Tỉ số truyền các tay số trung gian. 10
3.5. Vận tốc của từng tay số. 11
3.6. Phương trình cân bằng lực kéo. 12
CHƯƠNG IV. XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH CÔNG SUẤT. 16
CHƯƠNG V. XÂY DỰNG ĐỒ THỊ NHÂN TỐ ĐỘNG LỰC HỌC.. 19
5.1. Đồ thị đặc tính động lực học. 19
5.2 Khả năng tăng tốc của ô tô. 21
5.2.1. Gia tốc ô tô. 21
5.3.3.Thời gian tăng tốc của ô tô. 24
5.3.4. Quãng đường tăng tốc của ôtô. 27
KẾT LUẬN.. 30
LỜI NÓI ĐẦU
Ô tô ngày càng được sử dụng rộng rãi ở nước ta như một phương tiện đi lại cũng như vận chuyển hành khách, hàng hóa. Do đó ngành công nghiệp ôtô hiện nay đang phát triển mạnh mẽ và ngày càng đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế. Trong khi đó môn học “ Lý thuyết ôtô” chiếm vị trí quan trọng trong chương trình đào tạo kỹ sư ngành công nghệ ôtô. Môn học “Lý thuyết ôtô” cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản thuộc lĩnh vực lý thuyết ôtô liên quan tới sự phát triển của ngành ôtô trong sự đổi mới của đất nước hiện nay.
Sau khi học xong môn “ Lý thuyết ôtô”, em được thầy giao nhiệm vụ làm bài tập lớn với đề tài: “ Tính toán kéo chuyển động thẳng của xe HONDA CIVIC 2015.” Qua bài tập lớn này giúp em nắm được phương pháp tính toán thiết kế ôtô như: chọn công suất 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, đánh giá các chỉ tiêu của ô tô sao cho năng suất là cao nhất với giá thành thấp nhất để đảm bảo khả năng làm việc ở các loại đường khác nhau, các điều kiện công tác khác nhau.
Tuy nhiên trong quá trình thực hiện bài tập này lớn này, mặc dù đã cố gắng nhưng không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy em rất mong nhận được sự quan tâm đóng góp ý kiến của thầy và các bạn để bài tập lớn của em được hoàn thiện hơn và qua đó cũng rút ra được những kinh nghiệm quý giá cho bản thân để phục vụ tốt hơn cho việc học tập và công việc sau này.
Em xin chân thành cảm ơn!
CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU
Kích thước
Chiều dài cơ sở (mm)
2.670
Kích thước xe (mm)
Dài x Rộng x Cao
4.525 x 1.755 x 1.450
Số chỗ ngồi
05 chỗ
Khoảng sáng gầm xe (mm)
170
Khối lượng
Khối lượng không tải (kg)
1.280
Đặc tính kỹ thuật
Động cơ
Kiểu
i-VTEC 2.0L DOHC
Công suất cực đại (kW [hp] tại vòng/phút)
114[153] /6.500
Momen xoắn (Nm tại vòng/phút)
190/4.300
Hộp số
5 cấp
Hệ thống phanh
Phanh trước
Đĩa tản nhiệt
Phanh sau
Đĩa
Bình nhiên liệu (l)
50
Lốp xe
205/55R16
Vận tốc cực đại (km/h)
234
CHƯƠNG I. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA ÔTÔ
1.1. Xác định trọng lượng toàn bộ của ôtô
Khối lượng toàn bộ của ôtô xác định theo công thức:
m = mo + mn.n = 1.280 + 5.60 = 1580 (kg)
Trọng lượng toàn bộ:
G = m.g = 1580.10 = 15800 ( N)
Trong đó: mo – khối lượng của ôtô (kg )
mn – khối lượng trung bình của mỗi người (kg)
n – số chỗ ngồi
g – gia tốc trọng trường ( chọn g = 10 )
1.2 Chọn lốp
- Ký hiệu lốp: 205/55R16
- Chiều rộng lốp: B = 8 inch
- Đường kính lắp vành : d = 16 inch
- Vậy bán kính thiết kế của lốp được xác định theo công thức sau:
- Bán kính tính toán của lốp xe là:
1.3 Hệ số cản khí động học
- Hệ số cản lăn: f = 0,02 (Loại đường nhựa)
- Hệ số khí động học: C = 0,3 (Ns2/m4)
- Mật độ không khí: = 1,24 (kg/m3)
- Diện tích cản chính diện: A = 0,85.Bo.H = 0,85.1,755.1,45 2,16 (m2)
Trong đó:
Bo – chiều rộng cơ sở của xe (m)
H – chiều cao cơ sở của xe (m)
- Hệ số cản tổng cộng của đường yv khi ôtô chuyển động ở Vmax. Khi thiết kế ôtô tải người ta thường chọn hệ số cản tổng cộng của đường (ứng với khi ôtô chạy ở tốc độ cực đại) với một lượng dự trữ nào đó (lớn hơn hệ số cản lăn) tức là để ôtô vẫn có khả năng vượt dốc khi chuyển động ở vận tốc cực đại.
Chọn ymax = 0,03
- Hiệu suất của hệ thống truyền lực: htl = 0,93
CHƯƠNG II: XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGOÀI CỦA ĐỘNG CƠ
*Công thức Laydecman:
Trong đó:
– Công suất của động cơ và số vòng quay của trục khuỷ ứng với một điểm bất kỳ của đồ thị đặc tính ngoài.
– Công suất có ích cực đại và số vòng quay ứng với công suất nói trên.
Chọn ne = 500 ; 750 ; 1000 ; …. ; 6500 (v/p)
- Xe động cơ xăng : a = b = c = 1
- Mômen xoắn:
Bảng thông số công suất, momen xoắn của động cơ được thể hiện dưới đây:
ne(v/p)
Ne(kW)
Me(Nm)
ne(v/p)
Ne(kW)
Me(Nm)
500
9,39
179,41
3750
81,82
208,40
750
14,5
184,61
4000
86,76
207,16
1000
19,82
189,32
4250
91,41
205,42
1250
25,33
193,53
4500
95,74
203,19
1500
30,98
197,25
4750
99,70
200,47
1750
36,73
200,47
5000
103,26
197,25
2000
42,55
203,19
5250
106,38
193,53
2250
48,39
205,42
5500
109,02
189,32
2500
54,22
207,16
5750
111,14
184,61
2750
60,00
208,4
6000
112,70
179,41
3000
65,69
209,14
6250
113,67
173,71
3250
71,25
209,39
6500
114,00
167,51
3500
76,64
209,14
Đồ thị thể hiện công suất, mômen xoắn của động cơ:
CHƯƠNG III. XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH KÉO P-V
HONDA CIVIC 2015 có 5 số tới, 1 số lùi.
3.1. Xác định tỉ số truyền lực chính
- Tỷ số truyền của truyền lực chính (io) được xác định đảm bảo tốc độ chuyển động cực đại của ôtô ở số truyền cao nhất trong hộp số. io được xác định theo công thức:
Trong đó:
nv - tốc độ vòng quay của trục khuỷu động cơ khi đạt tốc độ lớn nhất (v/ph)
rk - bán kính động học của bánh xe (m)
ipc - tỷ số truyền của số phụ hoặc hộp phân phối ở số truyền cao
ihn - tỷ số truyền của số cao nhất trong hộp số
vmax - vận tốc lớn nhất của ôtô (km/h)
- Tỷ số truyền của số cao nhất trong hộp số:
Đối với hộp số có số truyền thẳng ihn = 1
-Tỷ số truyền số truyền cao của hộp số phụ chọn ipc=1
3.2. Tỉ số truyền cực đại
được tính theo điều kiện xe để khắc phục lực cản lớn nhất của mặt đường mà không bị trượt
Trong đó:
ymax - hệ số cản tổng cộng của đường
G - trọng lượng toàn bộ của ôtô
- bán kính động lực học của bánh xe (m)
Memax - mô men xoắn cực đại của động cơ (N.m)
io - tỷ số truyền của truyền lực chính
htl - hiệu suất truyền lực
Ngoài ra để xe chuyển động được thì cần phải thoả mãn điều kiện bám. Với loại đường đang chọn thì ta chọn hệ số bám của đường φ = 0,8.
Trong đó:
ymax - hệ số cản tổng cộng của đường
G - trọng lượng toàn bộ của ôtô (kg)
- bán kính động lực học của bánh xe (m)
Memax - mô men xoắn cực đại của động cơ (N.m)
io - tỷ số truyền của truyền lực chính
htl - hiệu suất truyền lực
Từ (*) và (**), ta chọn để xe có tính cơ động cao.
3.3. Tính tỉ số truyền cực tiểu
Tỉ số truyền cực tiểu được tính theo điều kiện vận tốc cực đại vmax và được tính theo công thức:
3. 4. Tỉ số truyền các tay số trung gian
Chọn tỉ số truyền các tay số trung gian của hộp số theo cấp số nhân. Công bội:
Như vậy ta có:
Tỉ số truyền tay số 2 :
Tỉ số truyền tay số 3 :
Tỉ số truyền tay số 4 :
Tỉ số truyền tay số 5 :
Tỉ số truyền tay số lùi :
Thông số tỉ số truyền của từng cấp số:
1st
2nd
3rd
4th
5th
R
it
4,5
3,51
2,74
2,13
1,00
5,4
3.5. Vận tốc của từng tay số
Sau khi có tỉ số truyền ta có thể tính vận tốc xe ở các tay số:
Ne (v/p)
v1 (m/s)
v2 (m/s)
v3(m/s)
v4(m/s)
v5(m/s)
vR(m/s)
500
1,11
1,43
1,83
2,35
5,01
3,34
750
1,67
2,14
2,74
3,53
7,51
5,008
1000
2,23
2,85
3,66
4,70
10,02
6,68
1250
2,78
3,57
4,57
5,88
12,52
8,35
1500
3,34
4,28
5,48
7,05
15,02
10,02
1750
3,90
4,99
6,40
8,23
17,53
11,69
2000
4,45
5,71
7,31
9,40
20,03
13,35
2250
5,01
6,42
8,22
10,58
22,54
15,02
2500
5,56
7,13
9,14
11,76
25,04
16,69
2750
6,12
7,85
10,05
12,93
27,54
18,36
3000
6,68
8,56
10,97
14,11
30,05
20,03
3250
7,23
9,27
11,88
15,28
32,55
21,70
3500
7,79
9,99
12,79
16,46
35,06
23,37
3750
8,35
10,70
13,71
17,63
37,56
25,04
4000
8,90
11,41
14,62
18,81
40,06
26,71
4250
9,46
12,13
15,54
19,98
42,57
28,38
4500
10,02
12,84
16,45
21,16
45,07
30,05
4750
10,57
13,55
17,36
22,34
47,58
31,72
5000
11,13
14,27
18,28
23,51
50,08
33,39
5250
11,69
14,98
19,19
24,69
52,58
35,06
5500
12,24
15,69
20,10
25,86
55,09
36,72
5750
12,80
16,41
21,02
27,04
57,59
38,39
6000
13,35
17,12
21,93
28,21
60,10
40,06
6250
13,91
17,83
22,85
29,39
62,60
41,73
6500
14,47
18,55
23,76
30,56
65,1
43,40
3.6. Phương trình cân bằng lực kéo
Khi xe chuyển động, lực kéo phát ra tại bánh xe chủ động phải thắng các lực cản: cản lăn, cản không khí, cản lên dốc, cản quán tính.
Phương trình cân bằng lực kéo:
Fk = Ff + Fw ± Fi ± Fj
Lực kéo:
- Lực cản lăn: Ff = G.f (N)
- Lực cản không khí: (N)
Trong đó: – Mô men xoắn (v/p)
G - trọng lượng toàn bộ của ôtô
f - hệ số cản lăn của đường
- hệ số cản khí động học (N.s2/m4)
Hệ số cản khí động học phụ thuộc vào mật độ không khí, hình dạng và chất lượng bề mặt của ôtô (N.s2/m4). K được xác định bằng thực nghiệm.
Đối với xe du lịch loại thường, chọn = 0,4 (N.s2/m4)
S - diện tích cản chính diện (m2)
Diện tích cản chính diện của ôtô là diện tích hình chiếu của ôtô trên mặt phẳng vuông góc với trục dọc của xe ôtô (m2). Việc xác định điện tích có nhiều khó khăn, để đơn giản trong thực tế người ta sử dụng công thức gần đúng sau:
S = 0,85.Bo.H = 0,85.1,755.1,45 2,16 (m2)
Trong đó:
Bo – chiều rộng cơ sở của xe (m)
H – chiều cao cơ sở của xe (m)
Bảng thông số lực kéo :
ne (v/p)
Fk1
(N)
V1
(m/s)
Fk2
(N)
V2
(m/s)
Fk3
(N)
V3
(m/s)
Fk4
(N)
V4
(m/s)
Fk5
(N)
V5
(m/s)
500
7846,1
1,11
6120,0
1,43
4777,4
1,83
3713,8
2,35
1743,6
5,01
750
8073,7
1,67
6297,5
2,14
4916,0
2,74
3821,5
3,53
1794,1
7,51
1000
8279,6
2,23
6458,1
2,85
5041,3
3,66
3919,0
4,70
1839,9
10,02
1250
8463,8
2,78
6601,8
3,57
5153,5
4,57
4006,2
5,88
1880,8
12,52
1500
8626,4
3,34
6728,6
4,28
5252,5
5,48
4083,1
7,05
1917,0
15,02
1750
8767,2
3,90
6838,5
4,99
5338,3
6,40
4149,8
8,23
1948,3
17,53
2000
8886,5
4,45
6931,4
5,71
5410,9
7,31
4206,3
9,40
1974,8
20,03
2250
8984,0
5,01
7007,5
6,42
5470,3
8,22
4252,4
10,58
1996,4
22,54
2500
9059,9
5,56
7066,7
7,13
5516,4
9,14
4288,3
11,76
2013,3
25,04
2750
9114,0
6,12
7108,9
7,85
5549,4
10,05
4314,0
12,93
2025,3
27,54
3000
9146,5
6,68
7134,3
8,56
5569,2
10,97
4329,4
14,11
2032,6
30,05
3250
9157,4
7,23
7142,8
9,27
5575,8
11,88
4334,5
15,28
2035,0
32,55
3500
9146,5
7,79
7134,3
9,99
5569,2
12,79
4329,4
16,46
2032,6
35,06
3750
9114,0
8,35
7108,9
10,70
5549,4
13,71
4314,0
17,63
2025,3
37,56
4000
9059,9
8,90
7066,7
11,41
5516,4
14,62
4288,3
18,81
2013,3
40,06
4250
8984,0
9,46
7007,5
12,13
5470,3
15,54
4252,4
19,98
1996,4
42,57
4500
8886,5
10,02
6931,4
12,84
5410,9
16,45
4206,3
21,16
1974,8
45,07
4750
8767,2
10,57
6838,5
13,55
5338,3
17,36
4149,8
22,34
1948,3
47,58
5000
8626,4
11,13
6728,6
14,27
5252,5
18,28
4083,1
23,51
1917,0
50,08
5250
8463,8
11,69
6601,8
14,98
5153,5
19,19
4006,2
24,69
1880,8
52,58
5500
8279,6
12,24
6458,1
15,69
5041,3
20,10
3919,0
25,86
1839,9
55,09
5750
8073,7
12,80
6297,5
16,41
4916,0
21,02
3821,5
27,04
1794,1
57,59
6000
7846,1
13,35
6120,0
17,12
4777,4
21,93
3713,8
28,21
1743,6
60,10
6250
7596,8
13,91
5925,5
17,83
4625,6
22,85
3595,8
29,39
1688,2
62,60
6500
7325,9
14,47
5714,2
18,55
4460,7
23,76
3467,6
30,56
1628,0
65,10
Đồ thị cân bằng lực kéo của ô tô:
Nhận xét: Từ đồ thị cân bằng lực kéo, ta xác định được:
- Vận tốc cực đại của xe đạt ở tay số 5: vmax = 52,58 (m/s)
- Lực kéo dư ở từng tay số 1, 2, 3, 4, 5 lần lượt là: 8810,7 (N); 6772 (N); 5175,8 (N); 3895,6 (N); 1142,2 (N)
- Vận tốc lớn nhất ở tay số 1 v1max = 13,91 (m/s)
- Vận tốc lớn nhất ở tay số 2 v2max = 17,83 (m/s)
- Vận tốc lớn nhất ở tay số 3 v3max = 21,93 (m/s)
- Vận tốc lớn nhất ở tay số 4 v4max = 29,39 (m/s)
- Vận tốc lớn nhất ở tay số 5 v5max = 62,6 (m/s)
CHƯƠNG IV. XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH CÔNG SUẤT
*Phương trình cân bằng công suất
Ta có phương trình dạng tổng quát:
Pk = Pf + Pw ± Pi ± Pj
Với Pk= ŋtl.Ne
Trong đó: Pk - Công suất kéo trên bánh xe chủ động (kW)
Pe - Công suất của động cơ, lấy theo đường đặc tính ngoài (kW)
Pt - Công suất tổn thất (kW)
ht - Hiệu suất truyền lực
Pf, Pi, Pw, Pj - Công suất cản lăn, cản dốc, cản gió và công suất cản quán tính (kW)
Vì trường hợp đang xét, giả thiết xe chạy đường bằng, ổn định => Công suất cản quán tính (Pj = 0), Công suất cản lên dốc (Pi = 0)
- Xây dựng đường công suất kéo
Pki = Ne. ht
Ne - lấy theo đường đặc tính ngoài, Ne = f(ne)
- Xây dựng nhánh cản
Ta xây dựng cho trường hợp chuyển động ổn định và ôtô không leo dốc do đó: Pi = Pj = 0. Do đó công suất cản xác định theo biểu thức:
Với và
Trong đó: G - trọng lượng toàn bộ của ôtô
f - hệ số cản lăn của đường
v - vận tốc chuyển động của ôtô (m/s)
- hệ số cản khí động học (N.s2/m4)
Bảng thông số công suất:
V1 (m/s)
V2 (m/s)
V3
(m/s)
V4
(m/s)
V5
(m/s)
Pk (kW)
Pf5
(kW)
Pw5
(kW)
Pf5+Pw5
(kW)
1,11
1,43
1,83
2,35
5,01
8,73
1,59
0,07
1,66
1,67
2,14
2,74
3,53
7,51
13,48
2,39
0,23
2,62
2,23
2,85
3,66
4,70
10,02
18,43
3,18
0,55
3,73
2,78
3,57
4,57
5,88
12,52
23,56
3,98
1,07
5,04
3,34
4,28
5,48
7,05
15,02
28,81
4,77
1,85
6,62
3,90
4,99
6,40
8,23
17,53
34,16
5,57
2,93
8,50
4,45
5,71
7,31
9,40
20,03
39,57
6,36
4,38
10,74
5,01
6,42
8,22
10,58
22,54
45,01
7,16
6,23
13,39
5,56
7,13
9,14
11,76
25,04
50,43
7,95
8,55
16,50
6,12
7,85
10,05
12,93
27,54
55,80
8,75
11,37
20,12
6,68
8,56
10,97
14,11
30,05
61,09
9,54
14,77
24,31
7,23
9,27
11,88
15,28
32,55
66,26
10,34
18,77
29,11
7,79
9,99
12,79
16,46
35,06
71,28
11,13
23,45
34,58
8,35
10,70
13,71
17,63
37,56
76,09
11,93
28,84
40,77
8,90
11,41
14,62
18,81
40,06
80,69
12,72
35,00
47,73
9,46
12,13
15,54
19,98
42,57
85,01
13,52
41,98
55,50
10,02
12,84
16,45
21,16
45,07
89,03
14,31
49,84
64,15
10,57
13,55
17,36
22,34
47,58
92,72
15,11
58,61
73,72
11,13
14,27
18,28
23,51
50,08
96,03
15,91
68,36
84,27
11,69
14,98
19,19
24,69
52,58
98,93
16,70
79,14
95,84
12,24
15,69
20,10
25,86
55,09
101,39
17,50
90,99
108,49
12,80
16,41
21,02
27,04
57,59
103,36
18,29
103,97
122,26
13,35
17,12
21,93
28,21
60,10
104,81
19,09
118,13
137,22
13,91
17,83
22,85
29,39
62,60
105,71
19,88
133,52
153,40
14,47
18,55
23,76
30,56
65,10
106,02
20,68
150,20
170,87
Đồ thị cân bằng công suất
CHƯƠNG V. XÂY DỰNG ĐỒ THỊ NHÂN TỐ ĐỘNG LỰC HỌC
5.1. Đồ thị đặc tính động lực học
Để có thể đánh giá toàn diện khả năng động lực học của xe, trong đó có chứa các yếu tố lực kéo, trọng lượng và cả lực cản không khí, người ta đã đưa ra giá trị nhân tố động lực học, kí hiệu là D.
Công thức tính:
Bảng thông số động lực học:
Ne (v/p)
D1
D2
D3
D4
D5
500
0,494
0,385
0,301
0,234
0,109
750
0,508
0,396
0,309
0,240
0,111
1000
0,521
0,406
0,317
0,246
0,112
1250
0,533
0,415
0,324
0,251
0,113
1500
0,543
0,423
0,330
0,255
0,113
1750
0,552
0,430
0,335
0,259
0,112
2000
0,559
0,435
0,339
0,262
0,111
2250
0,565
0,440
0,342
0,264
0,108
2500
0,569
0,443
0,345
0,265
0,105
2750
0,573
0,446
0,346
0,266
0,102
3000
0,574
0,447
0,347
0,266
0,097
3250
0,575
0,447
0,346
0,265
0,092
3500
0,574
0,446
0,345
0,263
0,086
3750
0,572
0,444
0,343
0,261
0,079
4000
0,568
0,441
0,340
0,258
0,072
4250
0,563
0,436
0,336
0,254
0,064
4500
0,556
0,431
0,331
0,250
0,055
4750
0,548
0,424
0,326
0,244
0,045
5000
0,539
0,417
0,319
0,238
0,035
5250
0,528
0,408
0,312
0,231
0,024
5500
0,516
0,398
0,304
0,224
0,012
5750
0,503
0,387
0,294
0,216
-0,001
6000
0,488
0,375
0,284
0,207
-0,014
6250
0,472
0,362
0,273
0,197
-0,028
6500
0,454
0,348
0,262
0,186
-0,043
Đồ thị đặc tính động lực học:
*Nhận xét: Dựa vào đồ thị có thể thấy khả năng động lực học của xe đạt cực đại ở tay số 1, Dmax = 0,575 và đạt cực tiểu ở tay số 5, Dmin = - 0,043.
- Xác định độ dốc lớn nhất của đường i mà xe có thể khắc phục được ở mỗi số truyền:
Ta có: D = f + i với i = tga
Ta có bảng sau:
Số truyền
Dmax
Tốc độ Vmax (m/s) của xe ứng với lực Dmax
i = tga
a( độ)
1
0,569
4,45
0,549
28,76
2
0,447
8,56
0,427
23,12
3
0,347
10,97
0,327
18,1
4
0,266
12,93
0,246
13,82
5
0,113
15,02
0,093
5,3
5.2 Khả năng tăng tốc của ô tô
Khả năng tăng tốc được đánh giá bằng các thông số: gia tốc, thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc.
5.2.1 Gia tốc ô tô
Căn cứ vào đồ thị D - V ta xác định gia tốc ôtô theo công thức:
(m/s2)
Khi ôtô chuyển động trên đường bằng (y = f) khi đó gia tốc được xác định theo công thức:
(m/s2)
Trong các công thức trên:
Di - nhân tố động lực học ở tay số thứ i
y - hệ số cản tổng cộng của đường
g - gia tốc trọng trường, g = 10 m/s2
f - hệ số cản lăn của lốp và đường
di - hệ số kể đến ảnh hưởng của khối lượng chuyển động quay ở tay số i
di = 1,04 + 0,05
- tỷ số truyền ở tay số thứ i
Bảng thông số hệ số ở từng tay số:
Tay số 1
d1 = 2,05
Tay số 2
d2 = 1,66
Tay số 3
d3 = 1,42
Tay số 4
d4 = 1,27
Tay số 5
d5 = 1,09
Bảng thông số gia tốc ô tô:
Ne (v/p)
j1 (m/s2)
j2 (m/s2)
j3(m/s2)
j4(m/s2)
j5(m/s2)
500
2,27
2,20
1,98
1,68
0,82
750
2,34
2,27
2,04
1,73
0,84
1000
2,40
2,33
2,09
1,78
0,85
1250
2,45
2,38
2,14
1,82
0,85
1500
2,50
2,43
2,18
1,85
0,85
1750
2,54
2,47
2,22
1,88
0,85
2000
2,58
2,50
2,25
1,90
0,83
2250
2,61
2,53
2,27
1,92
0,81
2500
2,63
2,55
2,29
1,93
0,78
2750
2,64
2,56
2,30
1,94
0,75
3000
2,65
2,57
2,30
1,94
0,71
3250
2,66
2,57
2,30
1,93
0,66
3500
2,65
2,57
2,29
1,92
0,60
3750
2,64
2,55
2,27
1,90
0,54
4000
2,62
2,53
2,25
1,87
0,47
4250
2,60
2,51
2,23
1,84
0,40
4500
2,57
2,47
2,19
1,81
0,32
4750
2,53
2,44
2,15
1,77
0,23
5000
2,48
2,39
2,11
1,72
0,14
5250
2,43
2,34
2,06
1,66
0,03
5500
2,37
2,28
2,00
1,61
-0,07
5750
2,31
2,21
1,93
1,54
-0,19
6000
2,24
2,14
1,86
1,47
-0,31
6250
2,16
2,06
1,78
1,39
-0,44
6500
2,08
1,98
1,70
1,31
-0,58
Đồ thị gia tốc ô tô:
*Nhận xét:
- Gia tốc đạt cực đại tại tay số 1, jmax = 2,66 (m/s2)
- Gia tốc đạt cực tiểu tại tay số 5, jmin = -0,58 (m/s2)
5.2.2.Thời gian tăng tốc của ô tô
Từ biểu thức => ;
Thời gian tăng tốc của ô tô từ tốc độ v1 đến vận tốc v2 sẽ là: .
Tích phân này không thể giải được bằng phương pháp giải tích, do nó không có quan hệ phụ thuộc chính xác về giải tích giữa sự tăng tốc của ô tô j và vận tốc chuyển động của chúng v. Nhưng tích phân này có thể giải được bằng đồ thị dựa trên cơ sở đặc tính động lực học hoặc dựa vào độ thị gia tốc của ô tô j =f(v). Để tiến hành xác định thời gian ta cần xây dựng đường cong gia tốc nghịch ở mỗi số truyền khác nhau, nghĩa là xây dựng đồ thị = f(v). Ở đây ta xây dựng đồ thị = f(v) ở số 4. Đồ thị gia tốc ngược ở tay số 4:
Từ các số liệu ở bảng trên ta xây dựng được đồ thị gia tốc ngược. Chúng ta lấy một phần diện tích nào đó tương ứng với khoảng biến thiên vận tốc dv, phần diện tích được giới hạn bởi đường cong , trục hoành và hai tung độ tương ứng với sự biến thiên vận tốc dv, sẽ biểu thị thời gian tăng tốc của ôtô. Tổng cộng tất cả các diện tích nhỏ này lại, ta được đồ thị thời gian tăng tốc của ôtô từ vận tốc v1 đến vận tốc v2 và xây dựng được đồ thị thời gian tăng tốc của ôtô phụ thuộc vào vận tốc chuyển động của ôtô t = f(v).
- Giả sử ô tô tăng tốc từ vận tốc 0 m/s lên vận tốc 2 m/s thì cần có khoảng thời gian xác định bằng diện tích (I).
Từ đồ thi gia tốc ngược ta xác định được diện tích ( I) = 1,2 (s).
- Giả sử ô tô tăng tốc từ vận tốc 2 m/s lên vận tốc 8 m/s thì cần có khoảng thời gian xác định bằng diện tích (II).
Từ đồ thi gia tốc ngược ta xác định được diện tích ( II) = 3,18 (s).
- Giả sử ô tô tăng tốc từ vận tốc 8 m/s lên vận tốc14 m/s thì cần có khoảng thời gian xác định bằng diện tích (III).
Từ đồ thi gia tốc ngược ta xác định được diện tích ( III) = 3,25 (s).
- Giả sử ô tô tăng tốc từ vận tốc 14 m/s lên vận tốc 22 m/s thì cần có khoảng thời gian xác định bằng diện tích (IV).
Từ đồ thi gia tốc ngược ta xác định được diện tích ( IV) = 4,4 (s).
- Giả sử ô tô tăng tốc từ vận tốc 22 m/s lên vận tốc 30 m/s thì cần có khoảng thời gian xác định bằng diện tích (V).
Từ đồ thi gia tốc ngược ta xác định được diện tích ( V) = 6 (s).
Từ đó ta có bảng sau:
Diện tích
Khoảng thời gian (s)
I (0 m/s - 2 m/s)
1,2
II(2 m/s - 8 m/s)
3,18
III(8 m/s - 14 m/s)
3,25
IV(14m/s - 22 m/s)
4,4
V(22 m/s - 30 m/s)
6
Tương tự thì ta được khoảng thời gian ô tô tăng tốc từ vận tốc 0 (m/s) -30 (m/s) cần khoảng thời gian bằng diện tích (I) + (II) + (III) + (IV) + (V) =1,2 +3,18+3,25+4,4+6 = 18,02 (s).
Đồ thị thời gian tăng tốc
*Nhận xét: Ở tay số 4, để xe tăng tốc lên vận tốc tối đa thì cần quãng thời gian là 18,02s.
5.2.3. Quãng đường tăng tốc của ôtô
Sau khi xác định được mối quan hệ phụ thuộc giữa thời gian tăng tốc và tốc độ chuyển động rời, ta có thể xác định quãng đường mà ô tô đi được sau thời gian tăng tốc và gọi là quãng đường tăng tốc. Ta có =>
Vậy quãng đường tăng tốc s trong phạm vi biến đổi của tốc độ từ v1 đến v2 được xác định từ biểu thức sau:
Tích phân này cũng không thể giải được bằng phương pháp giải tích, do nó cũng không có quan hệ phụ thuộc chính xác về giải tích giữa thời gian tăng tốc và vận tốc chuyển động của ô tô. Vì vậy chúng ta cũng áp dụng phương pháp giải bằng đồ thị trên cơ sở đồ thị thời gian tăng tốc của ô tô.
Chúng ta lấy một phần nào đó diện tích tương ứng với khoảng biến thiên thời gian dt, phần diện tích được giới hạn bởi đường cong thời gian tăng tốc, trục tung và hai hoành độ tương ứng với độ biến thiên thời gian dt, sẽ biểu thị quãng đường tăng tốc của ôtô. Tổng cộng tất cả các diện tích nhỏ này lại, ta được quãng đường tăng tốc của ô tô từ vận tốc v1 đến v2 và xây dựng được đồ thị quãng đường tăng tốc của ô tô phụ thuộc vào vận tốc chuyển động của chúng.
- Giả sử ô tô tăng tốc từ vận tốc 0 m/s lên vận tốc 2 m/s thì ô tô đi được quãng xác định bằng diện tích (I). Diện tích (I) = 6,36 (m).
- Giả sử ôtô tăng tốc từ vận tốc 2 m/s lên vận tốc 8 m/s thì ô tô đi được quãng xác định bằng diện tích (II). Diện tích (II) = 19,5 (m).
- Giả sử ôtô tăng tốc từ vận tốc 8 m/s lên vận tốc 14 m/s thì ô tô đi được quãng xác định bằng diện tích (III). Diện tích (III) = 26,4 (m).
- Giả sử ôtô tăng tốc từ vận tốc 14 m/s lên vận tốc 22 m/s thì ô tô đi được quãng xác định bằng diện tích (IV). Diện tích (IV) = 48 (m).
- Giả sử ôtô tăng tốc từ vận tốc 22 m/s lên vận tốc 30 m/s thì ô tô đi được quãng xác định bằng diện tích (V). Diện tích (V) = 144,16 (m).
Tương tự ô tô tăng tốc từ vận tốc 2 m/s lên vận tốc 30 m/s thì ô tô đi được quãng xác định bằng tổng các diện tích trên: (I) + (II) + (III) + (IV) + (V) =6,36+19,5+26,4+48+144,16= 244,42 (m).
Ta có bảng sau:
Ô tô tăng tốc từ vận tốc
Quãng đường tăng tốc (m)
0 m/s lên 2m/s
6,36
2 m/s lên 8 m/s
19,5
8 m/s lên 14 m/s
26,4
14 m/s lên 22 m/s
48
22 m/s lên 30 m/s
144,16
Đồ thị quãng đường tăng tốc
*Nhận xét: Ở tay số 4, để xe tăng tốc lên vận tốc tối đa thì cần quãng đường 244,42 (m).
KẾT LUẬN
Việc tính toán động lực kéo của ô tô giúp ta có thể nắm được những phương pháp và công cụ để khảo sát đặc tính động học chuyển động của ô tô, tuy nhiên chỉ mang ý nghĩa lý thuyết vì các hệ số trong quá trình tính toán chưa chính xác so với thực tế.
-------------------------------
Vì mình không up file word lên được nên bạn nào cần, ib facebook mình gửi cho nhé.
https://www.facebook.com/suong.tuyet.100
KHOA CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ
Bài tập lớn môn Lý thuyết ô tô
Đề tài: TÍNH TOÁN KÉO CHUYỂN ĐỘNG THẲNG CỦA XE HONDA CIVIC 2015
Giáo viên hướng dẫn: Lê Quang Việt
Sinh viên thực hiện: Lê Thị Tuyết Sương
Lớp: 15DDS05023
TP Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2017
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU.. 3
CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU.. 4
CHƯƠNG I. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA ÔTÔ.. 5
1.1. Xác định trọng lượng toàn bộ của ôtô. 5
1.2 Chọn lốp. 5
1.3 Hệ số cản khí động học. 5
CHƯƠNG II: XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGOÀI CỦA ĐỘNG CƠ.. 7
CHƯƠNG III. XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH KÉO F-V.. 9
3.1. Xác định tỉ số truyền lực chính. 9
3.2. Tỉ số truyền cực đại . 9
3.3. Tính tỉ số truyền cực tiểu . 10
3.4. Tỉ số truyền các tay số trung gian. 10
3.5. Vận tốc của từng tay số. 11
3.6. Phương trình cân bằng lực kéo. 12
CHƯƠNG IV. XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH CÔNG SUẤT. 16
CHƯƠNG V. XÂY DỰNG ĐỒ THỊ NHÂN TỐ ĐỘNG LỰC HỌC.. 19
5.1. Đồ thị đặc tính động lực học. 19
5.2 Khả năng tăng tốc của ô tô. 21
5.2.1. Gia tốc ô tô. 21
5.3.3.Thời gian tăng tốc của ô tô. 24
5.3.4. Quãng đường tăng tốc của ôtô. 27
KẾT LUẬN.. 30
LỜI NÓI ĐẦU
Ô tô ngày càng được sử dụng rộng rãi ở nước ta như một phương tiện đi lại cũng như vận chuyển hành khách, hàng hóa. Do đó ngành công nghiệp ôtô hiện nay đang phát triển mạnh mẽ và ngày càng đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế. Trong khi đó môn học “ Lý thuyết ôtô” chiếm vị trí quan trọng trong chương trình đào tạo kỹ sư ngành công nghệ ôtô. Môn học “Lý thuyết ôtô” cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản thuộc lĩnh vực lý thuyết ôtô liên quan tới sự phát triển của ngành ôtô trong sự đổi mới của đất nước hiện nay.
Sau khi học xong môn “ Lý thuyết ôtô”, em được thầy giao nhiệm vụ làm bài tập lớn với đề tài: “ Tính toán kéo chuyển động thẳng của xe HONDA CIVIC 2015.” Qua bài tập lớn này giúp em nắm được phương pháp tính toán thiết kế ôtô như: chọn công suất 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, đánh giá các chỉ tiêu của ô tô sao cho năng suất là cao nhất với giá thành thấp nhất để đảm bảo khả năng làm việc ở các loại đường khác nhau, các điều kiện công tác khác nhau.
Tuy nhiên trong quá trình thực hiện bài tập này lớn này, mặc dù đã cố gắng nhưng không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy em rất mong nhận được sự quan tâm đóng góp ý kiến của thầy và các bạn để bài tập lớn của em được hoàn thiện hơn và qua đó cũng rút ra được những kinh nghiệm quý giá cho bản thân để phục vụ tốt hơn cho việc học tập và công việc sau này.
Em xin chân thành cảm ơn!
CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU
Kích thước
Chiều dài cơ sở (mm)
2.670
Kích thước xe (mm)
Dài x Rộng x Cao
4.525 x 1.755 x 1.450
Số chỗ ngồi
05 chỗ
Khoảng sáng gầm xe (mm)
170
Khối lượng
Khối lượng không tải (kg)
1.280
Đặc tính kỹ thuật
Động cơ
Kiểu
i-VTEC 2.0L DOHC
Công suất cực đại (kW [hp] tại vòng/phút)
114[153] /6.500
Momen xoắn (Nm tại vòng/phút)
190/4.300
Hộp số
5 cấp
Hệ thống phanh
Phanh trước
Đĩa tản nhiệt
Phanh sau
Đĩa
Bình nhiên liệu (l)
50
Lốp xe
205/55R16
Vận tốc cực đại (km/h)
234
CHƯƠNG I. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA ÔTÔ
1.1. Xác định trọng lượng toàn bộ của ôtô
Khối lượng toàn bộ của ôtô xác định theo công thức:
m = mo + mn.n = 1.280 + 5.60 = 1580 (kg)
Trọng lượng toàn bộ:
G = m.g = 1580.10 = 15800 ( N)
Trong đó: mo – khối lượng của ôtô (kg )
mn – khối lượng trung bình của mỗi người (kg)
n – số chỗ ngồi
g – gia tốc trọng trường ( chọn g = 10 )
1.2 Chọn lốp
- Ký hiệu lốp: 205/55R16
- Chiều rộng lốp: B = 8 inch
- Đường kính lắp vành : d = 16 inch
- Vậy bán kính thiết kế của lốp được xác định theo công thức sau:
- Bán kính tính toán của lốp xe là:
1.3 Hệ số cản khí động học
- Hệ số cản lăn: f = 0,02 (Loại đường nhựa)
- Hệ số khí động học: C = 0,3 (Ns2/m4)
- Mật độ không khí: = 1,24 (kg/m3)
- Diện tích cản chính diện: A = 0,85.Bo.H = 0,85.1,755.1,45 2,16 (m2)
Trong đó:
Bo – chiều rộng cơ sở của xe (m)
H – chiều cao cơ sở của xe (m)
- Hệ số cản tổng cộng của đường yv khi ôtô chuyển động ở Vmax. Khi thiết kế ôtô tải người ta thường chọn hệ số cản tổng cộng của đường (ứng với khi ôtô chạy ở tốc độ cực đại) với một lượng dự trữ nào đó (lớn hơn hệ số cản lăn) tức là để ôtô vẫn có khả năng vượt dốc khi chuyển động ở vận tốc cực đại.
Chọn ymax = 0,03
- Hiệu suất của hệ thống truyền lực: htl = 0,93
CHƯƠNG II: XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGOÀI CỦA ĐỘNG CƠ
*Công thức Laydecman:
Trong đó:
– Công suất của động cơ và số vòng quay của trục khuỷ ứng với một điểm bất kỳ của đồ thị đặc tính ngoài.
– Công suất có ích cực đại và số vòng quay ứng với công suất nói trên.
Chọn ne = 500 ; 750 ; 1000 ; …. ; 6500 (v/p)
- Xe động cơ xăng : a = b = c = 1
- Mômen xoắn:
Bảng thông số công suất, momen xoắn của động cơ được thể hiện dưới đây:
ne(v/p)
Ne(kW)
Me(Nm)
ne(v/p)
Ne(kW)
Me(Nm)
500
9,39
179,41
3750
81,82
208,40
750
14,5
184,61
4000
86,76
207,16
1000
19,82
189,32
4250
91,41
205,42
1250
25,33
193,53
4500
95,74
203,19
1500
30,98
197,25
4750
99,70
200,47
1750
36,73
200,47
5000
103,26
197,25
2000
42,55
203,19
5250
106,38
193,53
2250
48,39
205,42
5500
109,02
189,32
2500
54,22
207,16
5750
111,14
184,61
2750
60,00
208,4
6000
112,70
179,41
3000
65,69
209,14
6250
113,67
173,71
3250
71,25
209,39
6500
114,00
167,51
3500
76,64
209,14
Đồ thị thể hiện công suất, mômen xoắn của động cơ:
CHƯƠNG III. XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH KÉO P-V
HONDA CIVIC 2015 có 5 số tới, 1 số lùi.
3.1. Xác định tỉ số truyền lực chính
- Tỷ số truyền của truyền lực chính (io) được xác định đảm bảo tốc độ chuyển động cực đại của ôtô ở số truyền cao nhất trong hộp số. io được xác định theo công thức:
Trong đó:
nv - tốc độ vòng quay của trục khuỷu động cơ khi đạt tốc độ lớn nhất (v/ph)
rk - bán kính động học của bánh xe (m)
ipc - tỷ số truyền của số phụ hoặc hộp phân phối ở số truyền cao
ihn - tỷ số truyền của số cao nhất trong hộp số
vmax - vận tốc lớn nhất của ôtô (km/h)
- Tỷ số truyền của số cao nhất trong hộp số:
Đối với hộp số có số truyền thẳng ihn = 1
-Tỷ số truyền số truyền cao của hộp số phụ chọn ipc=1
3.2. Tỉ số truyền cực đại
được tính theo điều kiện xe để khắc phục lực cản lớn nhất của mặt đường mà không bị trượt
Trong đó:
ymax - hệ số cản tổng cộng của đường
G - trọng lượng toàn bộ của ôtô
- bán kính động lực học của bánh xe (m)
Memax - mô men xoắn cực đại của động cơ (N.m)
io - tỷ số truyền của truyền lực chính
htl - hiệu suất truyền lực
Ngoài ra để xe chuyển động được thì cần phải thoả mãn điều kiện bám. Với loại đường đang chọn thì ta chọn hệ số bám của đường φ = 0,8.
Trong đó:
ymax - hệ số cản tổng cộng của đường
G - trọng lượng toàn bộ của ôtô (kg)
- bán kính động lực học của bánh xe (m)
Memax - mô men xoắn cực đại của động cơ (N.m)
io - tỷ số truyền của truyền lực chính
htl - hiệu suất truyền lực
Từ (*) và (**), ta chọn để xe có tính cơ động cao.
3.3. Tính tỉ số truyền cực tiểu
Tỉ số truyền cực tiểu được tính theo điều kiện vận tốc cực đại vmax và được tính theo công thức:
3. 4. Tỉ số truyền các tay số trung gian
Chọn tỉ số truyền các tay số trung gian của hộp số theo cấp số nhân. Công bội:
Như vậy ta có:
Tỉ số truyền tay số 2 :
Tỉ số truyền tay số 3 :
Tỉ số truyền tay số 4 :
Tỉ số truyền tay số 5 :
Tỉ số truyền tay số lùi :
Thông số tỉ số truyền của từng cấp số:
1st
2nd
3rd
4th
5th
R
it
4,5
3,51
2,74
2,13
1,00
5,4
3.5. Vận tốc của từng tay số
Sau khi có tỉ số truyền ta có thể tính vận tốc xe ở các tay số:
Ne (v/p)
v1 (m/s)
v2 (m/s)
v3(m/s)
v4(m/s)
v5(m/s)
vR(m/s)
500
1,11
1,43
1,83
2,35
5,01
3,34
750
1,67
2,14
2,74
3,53
7,51
5,008
1000
2,23
2,85
3,66
4,70
10,02
6,68
1250
2,78
3,57
4,57
5,88
12,52
8,35
1500
3,34
4,28
5,48
7,05
15,02
10,02
1750
3,90
4,99
6,40
8,23
17,53
11,69
2000
4,45
5,71
7,31
9,40
20,03
13,35
2250
5,01
6,42
8,22
10,58
22,54
15,02
2500
5,56
7,13
9,14
11,76
25,04
16,69
2750
6,12
7,85
10,05
12,93
27,54
18,36
3000
6,68
8,56
10,97
14,11
30,05
20,03
3250
7,23
9,27
11,88
15,28
32,55
21,70
3500
7,79
9,99
12,79
16,46
35,06
23,37
3750
8,35
10,70
13,71
17,63
37,56
25,04
4000
8,90
11,41
14,62
18,81
40,06
26,71
4250
9,46
12,13
15,54
19,98
42,57
28,38
4500
10,02
12,84
16,45
21,16
45,07
30,05
4750
10,57
13,55
17,36
22,34
47,58
31,72
5000
11,13
14,27
18,28
23,51
50,08
33,39
5250
11,69
14,98
19,19
24,69
52,58
35,06
5500
12,24
15,69
20,10
25,86
55,09
36,72
5750
12,80
16,41
21,02
27,04
57,59
38,39
6000
13,35
17,12
21,93
28,21
60,10
40,06
6250
13,91
17,83
22,85
29,39
62,60
41,73
6500
14,47
18,55
23,76
30,56
65,1
43,40
3.6. Phương trình cân bằng lực kéo
Khi xe chuyển động, lực kéo phát ra tại bánh xe chủ động phải thắng các lực cản: cản lăn, cản không khí, cản lên dốc, cản quán tính.
Phương trình cân bằng lực kéo:
Fk = Ff + Fw ± Fi ± Fj
Lực kéo:
- Lực cản lăn: Ff = G.f (N)
- Lực cản không khí: (N)
Trong đó: – Mô men xoắn (v/p)
G - trọng lượng toàn bộ của ôtô
f - hệ số cản lăn của đường
- hệ số cản khí động học (N.s2/m4)
Hệ số cản khí động học phụ thuộc vào mật độ không khí, hình dạng và chất lượng bề mặt của ôtô (N.s2/m4). K được xác định bằng thực nghiệm.
Đối với xe du lịch loại thường, chọn = 0,4 (N.s2/m4)
S - diện tích cản chính diện (m2)
Diện tích cản chính diện của ôtô là diện tích hình chiếu của ôtô trên mặt phẳng vuông góc với trục dọc của xe ôtô (m2). Việc xác định điện tích có nhiều khó khăn, để đơn giản trong thực tế người ta sử dụng công thức gần đúng sau:
S = 0,85.Bo.H = 0,85.1,755.1,45 2,16 (m2)
Trong đó:
Bo – chiều rộng cơ sở của xe (m)
H – chiều cao cơ sở của xe (m)
Bảng thông số lực kéo :
ne (v/p)
Fk1
(N)
V1
(m/s)
Fk2
(N)
V2
(m/s)
Fk3
(N)
V3
(m/s)
Fk4
(N)
V4
(m/s)
Fk5
(N)
V5
(m/s)
500
7846,1
1,11
6120,0
1,43
4777,4
1,83
3713,8
2,35
1743,6
5,01
750
8073,7
1,67
6297,5
2,14
4916,0
2,74
3821,5
3,53
1794,1
7,51
1000
8279,6
2,23
6458,1
2,85
5041,3
3,66
3919,0
4,70
1839,9
10,02
1250
8463,8
2,78
6601,8
3,57
5153,5
4,57
4006,2
5,88
1880,8
12,52
1500
8626,4
3,34
6728,6
4,28
5252,5
5,48
4083,1
7,05
1917,0
15,02
1750
8767,2
3,90
6838,5
4,99
5338,3
6,40
4149,8
8,23
1948,3
17,53
2000
8886,5
4,45
6931,4
5,71
5410,9
7,31
4206,3
9,40
1974,8
20,03
2250
8984,0
5,01
7007,5
6,42
5470,3
8,22
4252,4
10,58
1996,4
22,54
2500
9059,9
5,56
7066,7
7,13
5516,4
9,14
4288,3
11,76
2013,3
25,04
2750
9114,0
6,12
7108,9
7,85
5549,4
10,05
4314,0
12,93
2025,3
27,54
3000
9146,5
6,68
7134,3
8,56
5569,2
10,97
4329,4
14,11
2032,6
30,05
3250
9157,4
7,23
7142,8
9,27
5575,8
11,88
4334,5
15,28
2035,0
32,55
3500
9146,5
7,79
7134,3
9,99
5569,2
12,79
4329,4
16,46
2032,6
35,06
3750
9114,0
8,35
7108,9
10,70
5549,4
13,71
4314,0
17,63
2025,3
37,56
4000
9059,9
8,90
7066,7
11,41
5516,4
14,62
4288,3
18,81
2013,3
40,06
4250
8984,0
9,46
7007,5
12,13
5470,3
15,54
4252,4
19,98
1996,4
42,57
4500
8886,5
10,02
6931,4
12,84
5410,9
16,45
4206,3
21,16
1974,8
45,07
4750
8767,2
10,57
6838,5
13,55
5338,3
17,36
4149,8
22,34
1948,3
47,58
5000
8626,4
11,13
6728,6
14,27
5252,5
18,28
4083,1
23,51
1917,0
50,08
5250
8463,8
11,69
6601,8
14,98
5153,5
19,19
4006,2
24,69
1880,8
52,58
5500
8279,6
12,24
6458,1
15,69
5041,3
20,10
3919,0
25,86
1839,9
55,09
5750
8073,7
12,80
6297,5
16,41
4916,0
21,02
3821,5
27,04
1794,1
57,59
6000
7846,1
13,35
6120,0
17,12
4777,4
21,93
3713,8
28,21
1743,6
60,10
6250
7596,8
13,91
5925,5
17,83
4625,6
22,85
3595,8
29,39
1688,2
62,60
6500
7325,9
14,47
5714,2
18,55
4460,7
23,76
3467,6
30,56
1628,0
65,10
Đồ thị cân bằng lực kéo của ô tô:
Nhận xét: Từ đồ thị cân bằng lực kéo, ta xác định được:
- Vận tốc cực đại của xe đạt ở tay số 5: vmax = 52,58 (m/s)
- Lực kéo dư ở từng tay số 1, 2, 3, 4, 5 lần lượt là: 8810,7 (N); 6772 (N); 5175,8 (N); 3895,6 (N); 1142,2 (N)
- Vận tốc lớn nhất ở tay số 1 v1max = 13,91 (m/s)
- Vận tốc lớn nhất ở tay số 2 v2max = 17,83 (m/s)
- Vận tốc lớn nhất ở tay số 3 v3max = 21,93 (m/s)
- Vận tốc lớn nhất ở tay số 4 v4max = 29,39 (m/s)
- Vận tốc lớn nhất ở tay số 5 v5max = 62,6 (m/s)
CHƯƠNG IV. XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH CÔNG SUẤT
*Phương trình cân bằng công suất
Ta có phương trình dạng tổng quát:
Pk = Pf + Pw ± Pi ± Pj
Với Pk= ŋtl.Ne
Trong đó: Pk - Công suất kéo trên bánh xe chủ động (kW)
Pe - Công suất của động cơ, lấy theo đường đặc tính ngoài (kW)
Pt - Công suất tổn thất (kW)
ht - Hiệu suất truyền lực
Pf, Pi, Pw, Pj - Công suất cản lăn, cản dốc, cản gió và công suất cản quán tính (kW)
Vì trường hợp đang xét, giả thiết xe chạy đường bằng, ổn định => Công suất cản quán tính (Pj = 0), Công suất cản lên dốc (Pi = 0)
- Xây dựng đường công suất kéo
Pki = Ne. ht
Ne - lấy theo đường đặc tính ngoài, Ne = f(ne)
- Xây dựng nhánh cản
Ta xây dựng cho trường hợp chuyển động ổn định và ôtô không leo dốc do đó: Pi = Pj = 0. Do đó công suất cản xác định theo biểu thức:
Với và
Trong đó: G - trọng lượng toàn bộ của ôtô
f - hệ số cản lăn của đường
v - vận tốc chuyển động của ôtô (m/s)
- hệ số cản khí động học (N.s2/m4)
Bảng thông số công suất:
V1 (m/s)
V2 (m/s)
V3
(m/s)
V4
(m/s)
V5
(m/s)
Pk (kW)
Pf5
(kW)
Pw5
(kW)
Pf5+Pw5
(kW)
1,11
1,43
1,83
2,35
5,01
8,73
1,59
0,07
1,66
1,67
2,14
2,74
3,53
7,51
13,48
2,39
0,23
2,62
2,23
2,85
3,66
4,70
10,02
18,43
3,18
0,55
3,73
2,78
3,57
4,57
5,88
12,52
23,56
3,98
1,07
5,04
3,34
4,28
5,48
7,05
15,02
28,81
4,77
1,85
6,62
3,90
4,99
6,40
8,23
17,53
34,16
5,57
2,93
8,50
4,45
5,71
7,31
9,40
20,03
39,57
6,36
4,38
10,74
5,01
6,42
8,22
10,58
22,54
45,01
7,16
6,23
13,39
5,56
7,13
9,14
11,76
25,04
50,43
7,95
8,55
16,50
6,12
7,85
10,05
12,93
27,54
55,80
8,75
11,37
20,12
6,68
8,56
10,97
14,11
30,05
61,09
9,54
14,77
24,31
7,23
9,27
11,88
15,28
32,55
66,26
10,34
18,77
29,11
7,79
9,99
12,79
16,46
35,06
71,28
11,13
23,45
34,58
8,35
10,70
13,71
17,63
37,56
76,09
11,93
28,84
40,77
8,90
11,41
14,62
18,81
40,06
80,69
12,72
35,00
47,73
9,46
12,13
15,54
19,98
42,57
85,01
13,52
41,98
55,50
10,02
12,84
16,45
21,16
45,07
89,03
14,31
49,84
64,15
10,57
13,55
17,36
22,34
47,58
92,72
15,11
58,61
73,72
11,13
14,27
18,28
23,51
50,08
96,03
15,91
68,36
84,27
11,69
14,98
19,19
24,69
52,58
98,93
16,70
79,14
95,84
12,24
15,69
20,10
25,86
55,09
101,39
17,50
90,99
108,49
12,80
16,41
21,02
27,04
57,59
103,36
18,29
103,97
122,26
13,35
17,12
21,93
28,21
60,10
104,81
19,09
118,13
137,22
13,91
17,83
22,85
29,39
62,60
105,71
19,88
133,52
153,40
14,47
18,55
23,76
30,56
65,10
106,02
20,68
150,20
170,87
Đồ thị cân bằng công suất
CHƯƠNG V. XÂY DỰNG ĐỒ THỊ NHÂN TỐ ĐỘNG LỰC HỌC
5.1. Đồ thị đặc tính động lực học
Để có thể đánh giá toàn diện khả năng động lực học của xe, trong đó có chứa các yếu tố lực kéo, trọng lượng và cả lực cản không khí, người ta đã đưa ra giá trị nhân tố động lực học, kí hiệu là D.
Công thức tính:
Bảng thông số động lực học:
Ne (v/p)
D1
D2
D3
D4
D5
500
0,494
0,385
0,301
0,234
0,109
750
0,508
0,396
0,309
0,240
0,111
1000
0,521
0,406
0,317
0,246
0,112
1250
0,533
0,415
0,324
0,251
0,113
1500
0,543
0,423
0,330
0,255
0,113
1750
0,552
0,430
0,335
0,259
0,112
2000
0,559
0,435
0,339
0,262
0,111
2250
0,565
0,440
0,342
0,264
0,108
2500
0,569
0,443
0,345
0,265
0,105
2750
0,573
0,446
0,346
0,266
0,102
3000
0,574
0,447
0,347
0,266
0,097
3250
0,575
0,447
0,346
0,265
0,092
3500
0,574
0,446
0,345
0,263
0,086
3750
0,572
0,444
0,343
0,261
0,079
4000
0,568
0,441
0,340
0,258
0,072
4250
0,563
0,436
0,336
0,254
0,064
4500
0,556
0,431
0,331
0,250
0,055
4750
0,548
0,424
0,326
0,244
0,045
5000
0,539
0,417
0,319
0,238
0,035
5250
0,528
0,408
0,312
0,231
0,024
5500
0,516
0,398
0,304
0,224
0,012
5750
0,503
0,387
0,294
0,216
-0,001
6000
0,488
0,375
0,284
0,207
-0,014
6250
0,472
0,362
0,273
0,197
-0,028
6500
0,454
0,348
0,262
0,186
-0,043
Đồ thị đặc tính động lực học:
*Nhận xét: Dựa vào đồ thị có thể thấy khả năng động lực học của xe đạt cực đại ở tay số 1, Dmax = 0,575 và đạt cực tiểu ở tay số 5, Dmin = - 0,043.
- Xác định độ dốc lớn nhất của đường i mà xe có thể khắc phục được ở mỗi số truyền:
Ta có: D = f + i với i = tga
Ta có bảng sau:
Số truyền
Dmax
Tốc độ Vmax (m/s) của xe ứng với lực Dmax
i = tga
a( độ)
1
0,569
4,45
0,549
28,76
2
0,447
8,56
0,427
23,12
3
0,347
10,97
0,327
18,1
4
0,266
12,93
0,246
13,82
5
0,113
15,02
0,093
5,3
5.2 Khả năng tăng tốc của ô tô
Khả năng tăng tốc được đánh giá bằng các thông số: gia tốc, thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc.
5.2.1 Gia tốc ô tô
Căn cứ vào đồ thị D - V ta xác định gia tốc ôtô theo công thức:
(m/s2)
Khi ôtô chuyển động trên đường bằng (y = f) khi đó gia tốc được xác định theo công thức:
(m/s2)
Trong các công thức trên:
Di - nhân tố động lực học ở tay số thứ i
y - hệ số cản tổng cộng của đường
g - gia tốc trọng trường, g = 10 m/s2
f - hệ số cản lăn của lốp và đường
di - hệ số kể đến ảnh hưởng của khối lượng chuyển động quay ở tay số i
di = 1,04 + 0,05
- tỷ số truyền ở tay số thứ i
Bảng thông số hệ số ở từng tay số:
Tay số 1
d1 = 2,05
Tay số 2
d2 = 1,66
Tay số 3
d3 = 1,42
Tay số 4
d4 = 1,27
Tay số 5
d5 = 1,09
Bảng thông số gia tốc ô tô:
Ne (v/p)
j1 (m/s2)
j2 (m/s2)
j3(m/s2)
j4(m/s2)
j5(m/s2)
500
2,27
2,20
1,98
1,68
0,82
750
2,34
2,27
2,04
1,73
0,84
1000
2,40
2,33
2,09
1,78
0,85
1250
2,45
2,38
2,14
1,82
0,85
1500
2,50
2,43
2,18
1,85
0,85
1750
2,54
2,47
2,22
1,88
0,85
2000
2,58
2,50
2,25
1,90
0,83
2250
2,61
2,53
2,27
1,92
0,81
2500
2,63
2,55
2,29
1,93
0,78
2750
2,64
2,56
2,30
1,94
0,75
3000
2,65
2,57
2,30
1,94
0,71
3250
2,66
2,57
2,30
1,93
0,66
3500
2,65
2,57
2,29
1,92
0,60
3750
2,64
2,55
2,27
1,90
0,54
4000
2,62
2,53
2,25
1,87
0,47
4250
2,60
2,51
2,23
1,84
0,40
4500
2,57
2,47
2,19
1,81
0,32
4750
2,53
2,44
2,15
1,77
0,23
5000
2,48
2,39
2,11
1,72
0,14
5250
2,43
2,34
2,06
1,66
0,03
5500
2,37
2,28
2,00
1,61
-0,07
5750
2,31
2,21
1,93
1,54
-0,19
6000
2,24
2,14
1,86
1,47
-0,31
6250
2,16
2,06
1,78
1,39
-0,44
6500
2,08
1,98
1,70
1,31
-0,58
Đồ thị gia tốc ô tô:
*Nhận xét:
- Gia tốc đạt cực đại tại tay số 1, jmax = 2,66 (m/s2)
- Gia tốc đạt cực tiểu tại tay số 5, jmin = -0,58 (m/s2)
5.2.2.Thời gian tăng tốc của ô tô
Từ biểu thức => ;
Thời gian tăng tốc của ô tô từ tốc độ v1 đến vận tốc v2 sẽ là: .
Tích phân này không thể giải được bằng phương pháp giải tích, do nó không có quan hệ phụ thuộc chính xác về giải tích giữa sự tăng tốc của ô tô j và vận tốc chuyển động của chúng v. Nhưng tích phân này có thể giải được bằng đồ thị dựa trên cơ sở đặc tính động lực học hoặc dựa vào độ thị gia tốc của ô tô j =f(v). Để tiến hành xác định thời gian ta cần xây dựng đường cong gia tốc nghịch ở mỗi số truyền khác nhau, nghĩa là xây dựng đồ thị = f(v). Ở đây ta xây dựng đồ thị = f(v) ở số 4. Đồ thị gia tốc ngược ở tay số 4:
Từ các số liệu ở bảng trên ta xây dựng được đồ thị gia tốc ngược. Chúng ta lấy một phần diện tích nào đó tương ứng với khoảng biến thiên vận tốc dv, phần diện tích được giới hạn bởi đường cong , trục hoành và hai tung độ tương ứng với sự biến thiên vận tốc dv, sẽ biểu thị thời gian tăng tốc của ôtô. Tổng cộng tất cả các diện tích nhỏ này lại, ta được đồ thị thời gian tăng tốc của ôtô từ vận tốc v1 đến vận tốc v2 và xây dựng được đồ thị thời gian tăng tốc của ôtô phụ thuộc vào vận tốc chuyển động của ôtô t = f(v).
- Giả sử ô tô tăng tốc từ vận tốc 0 m/s lên vận tốc 2 m/s thì cần có khoảng thời gian xác định bằng diện tích (I).
Từ đồ thi gia tốc ngược ta xác định được diện tích ( I) = 1,2 (s).
- Giả sử ô tô tăng tốc từ vận tốc 2 m/s lên vận tốc 8 m/s thì cần có khoảng thời gian xác định bằng diện tích (II).
Từ đồ thi gia tốc ngược ta xác định được diện tích ( II) = 3,18 (s).
- Giả sử ô tô tăng tốc từ vận tốc 8 m/s lên vận tốc14 m/s thì cần có khoảng thời gian xác định bằng diện tích (III).
Từ đồ thi gia tốc ngược ta xác định được diện tích ( III) = 3,25 (s).
- Giả sử ô tô tăng tốc từ vận tốc 14 m/s lên vận tốc 22 m/s thì cần có khoảng thời gian xác định bằng diện tích (IV).
Từ đồ thi gia tốc ngược ta xác định được diện tích ( IV) = 4,4 (s).
- Giả sử ô tô tăng tốc từ vận tốc 22 m/s lên vận tốc 30 m/s thì cần có khoảng thời gian xác định bằng diện tích (V).
Từ đồ thi gia tốc ngược ta xác định được diện tích ( V) = 6 (s).
Từ đó ta có bảng sau:
Diện tích
Khoảng thời gian (s)
I (0 m/s - 2 m/s)
1,2
II(2 m/s - 8 m/s)
3,18
III(8 m/s - 14 m/s)
3,25
IV(14m/s - 22 m/s)
4,4
V(22 m/s - 30 m/s)
6
Tương tự thì ta được khoảng thời gian ô tô tăng tốc từ vận tốc 0 (m/s) -30 (m/s) cần khoảng thời gian bằng diện tích (I) + (II) + (III) + (IV) + (V) =1,2 +3,18+3,25+4,4+6 = 18,02 (s).
Đồ thị thời gian tăng tốc
*Nhận xét: Ở tay số 4, để xe tăng tốc lên vận tốc tối đa thì cần quãng thời gian là 18,02s.
5.2.3. Quãng đường tăng tốc của ôtô
Sau khi xác định được mối quan hệ phụ thuộc giữa thời gian tăng tốc và tốc độ chuyển động rời, ta có thể xác định quãng đường mà ô tô đi được sau thời gian tăng tốc và gọi là quãng đường tăng tốc. Ta có =>
Vậy quãng đường tăng tốc s trong phạm vi biến đổi của tốc độ từ v1 đến v2 được xác định từ biểu thức sau:
Tích phân này cũng không thể giải được bằng phương pháp giải tích, do nó cũng không có quan hệ phụ thuộc chính xác về giải tích giữa thời gian tăng tốc và vận tốc chuyển động của ô tô. Vì vậy chúng ta cũng áp dụng phương pháp giải bằng đồ thị trên cơ sở đồ thị thời gian tăng tốc của ô tô.
Chúng ta lấy một phần nào đó diện tích tương ứng với khoảng biến thiên thời gian dt, phần diện tích được giới hạn bởi đường cong thời gian tăng tốc, trục tung và hai hoành độ tương ứng với độ biến thiên thời gian dt, sẽ biểu thị quãng đường tăng tốc của ôtô. Tổng cộng tất cả các diện tích nhỏ này lại, ta được quãng đường tăng tốc của ô tô từ vận tốc v1 đến v2 và xây dựng được đồ thị quãng đường tăng tốc của ô tô phụ thuộc vào vận tốc chuyển động của chúng.
- Giả sử ô tô tăng tốc từ vận tốc 0 m/s lên vận tốc 2 m/s thì ô tô đi được quãng xác định bằng diện tích (I). Diện tích (I) = 6,36 (m).
- Giả sử ôtô tăng tốc từ vận tốc 2 m/s lên vận tốc 8 m/s thì ô tô đi được quãng xác định bằng diện tích (II). Diện tích (II) = 19,5 (m).
- Giả sử ôtô tăng tốc từ vận tốc 8 m/s lên vận tốc 14 m/s thì ô tô đi được quãng xác định bằng diện tích (III). Diện tích (III) = 26,4 (m).
- Giả sử ôtô tăng tốc từ vận tốc 14 m/s lên vận tốc 22 m/s thì ô tô đi được quãng xác định bằng diện tích (IV). Diện tích (IV) = 48 (m).
- Giả sử ôtô tăng tốc từ vận tốc 22 m/s lên vận tốc 30 m/s thì ô tô đi được quãng xác định bằng diện tích (V). Diện tích (V) = 144,16 (m).
Tương tự ô tô tăng tốc từ vận tốc 2 m/s lên vận tốc 30 m/s thì ô tô đi được quãng xác định bằng tổng các diện tích trên: (I) + (II) + (III) + (IV) + (V) =6,36+19,5+26,4+48+144,16= 244,42 (m).
Ta có bảng sau:
Ô tô tăng tốc từ vận tốc
Quãng đường tăng tốc (m)
0 m/s lên 2m/s
6,36
2 m/s lên 8 m/s
19,5
8 m/s lên 14 m/s
26,4
14 m/s lên 22 m/s
48
22 m/s lên 30 m/s
144,16
Đồ thị quãng đường tăng tốc
*Nhận xét: Ở tay số 4, để xe tăng tốc lên vận tốc tối đa thì cần quãng đường 244,42 (m).
KẾT LUẬN
Việc tính toán động lực kéo của ô tô giúp ta có thể nắm được những phương pháp và công cụ để khảo sát đặc tính động học chuyển động của ô tô, tuy nhiên chỉ mang ý nghĩa lý thuyết vì các hệ số trong quá trình tính toán chưa chính xác so với thực tế.
-------------------------------
Vì mình không up file word lên được nên bạn nào cần, ib facebook mình gửi cho nhé.
https://www.facebook.com/suong.tuyet.100
