Tải bản đầy đủ

Bài tập lớn lý thuyết ô tô (ô tô tải 3,5 tấn)

NỘI DUNG BÀI TẬP LỚN
I. CÁC THÔNG SỐ CHO TRƯỚC
- Loại ô tô : Ô tô tải 3,5 tấn
- Vận tốc lớn nhất: Vmax =105 km/h = 29 m/s
- Động cơ dùng trên ô tô : Diezel
- Hệ số cản lớn nhất của đường mà ô tô có thể khắc phục Ψmax = 0,25
*Xe tham khảo: Xe tải Huyndai 3,5 tấn HD72
-Kích thước bao ngoài : L0 x B0 x H0 = 7275 x 2170 x 2355 (mm)
-Tự trọng: 3570 (Kg)
-Tải trọng: 3500 (Kg)
-Chiều dài cơ sở: 4235 (mm)
-Số chỗ ngồi: 3 chỗ
- Công thức bánh xe 4 × 2 - cầu sau chủ động
II. NHỮNG THÔNG SỐ TÍNH CHỌN
1.1. Trọng lượng xe:
-G = G0 + A.n0 + Ge
Trong đó :
-G0: Trọng lượng bản thân của xe
-Ge: Tải trọng của xe lớn nhất
-A: Trọng lượng của 1 người
-n0: Số chỗ ngồi trong cabin

Thay số

=> G = 3570+ 3.55 + 3500 = 7235 (kG) = 72350 (N)

1.2. Phân bố tải trọng lên các trục:
Ta sử dụng xe có 1 cầu chủ động :
Chọn:
+Hệ số phân bố tải trọng lên bánh xe cầu trước (m1):
m1 =

G1
= 0,35 ⇒ G1 = G.m1 = 72350.0,35 = 25323( N )
G

+Hệ số phân bố tải trọng lên các bánh xe cầu sau (m2):
Page 1


m1 =

G2
= 0,65 ⇒ G 2 = G.m 2 = 72350.0,65 = 47027( N )
G

* Nhân tố cản không khí: (W)
-Chọn hệ số cản không khí:
K = 0,7(

N, s2
)
m4

-Diện tích cản chính diện (F): F = B . H
Trong đó:
+B: chiều rộng cơ sở của ô tô
+H: chiều cao lớn nhất của ô tô
F = 2,17.2,355 = 5,1(m 2 ) ⇒ W = K .F = 0,7.5,1 = 3,57(

*Hiệu suất hệ thống truyền lực:
η tl = 0,85


*Tính toán chọn lốp xe:
Ta chọn cầu trước 2 bánh ,cầu sau 4 bánh
Trọng lượng đặt lên mỗi bánh là:

G1 25323
=
= 12661,5 N
2
2
G
47027
= 2 =
= 11756,8 N
4
4

Gb1 =
Gb 2

Từ đó ta chọn lốp như sau : 7,50R 16 – 12 PR
Các thông số hình học kích thước lốp xe:

Page 2

N .s 2
)
m2


d
)( mm)
2
rk = λ.r0 (mm)
r0 = ( B +

Trong đó: + r0: là bán kính bánh xe thiết kế

λ

+ : là hệ số biến dạng của lốp
+rk: là bàn kính làm việc trung bình của xe
Thay số:
16 

r0 =  7,5 + 25,4 = 394(mm)
2

rk = 0,93.394 ≈ 366(mm)

III. Chọn động cơ – xây dựng đường đặc tính ngoài
1. Công suất của động cơ ô tô tương ứng với tốc độ cực đại
Vmax = 29(m/s)
-Hệ số cản tổng cộng của đường tương ứng với vận tốc lớn nhất:

Ψv max = f v max = f o .(1 +

2

Vmax
29 3 
 ≈ 0,03
) = 0,02.1 +
1500
1500



-Công suất của động cơ ô tô tương ứng với tốc độ cực đại:
3

N ev

G.Ψv max .Vmax . + K .F .Vmax
=
( KW )
η tl

Trong đó:
+G: Trọng lượng toàn bộ của ô tô
+Vmax: Vận tốc lớn nhất của ô tô
+Ψmax: Hệ số cản tổng cộng của đường tương ứng với tốc độ lớn nhất Vmax

Page 3


(

+W =3,57

N .s 2
)
m2

Thay số:
⇒ N ev =

72350.0,03.29 + 0.7.5,1.29 3
= 176486(W ) ≈ 176,486( KW )
0,85

2. Xây dựng đường đặc tính ngoài:
Công suất cực đại là:

N e ma x =

N ev
2

n 
n 
n
a V + b V  − c  V 
nN
 nN 
 nN 

3

Với động cơ điezel nên ta chọn:
nV
n
= 1; và a = 0,5; b = 1,5; c = 1; e
nN
nN

N e max = N ev = 176,486( KW )

Theo thông số ta chọn của loại xe tải Huyndai 3,5 tấn ta có:
n N = 3200(v / p) ⇒ n N = nV = 3200(v / p)

*Xây dựng đường đặc tính ngoài cho động cơ :
Vẽ các đồ thị Ne = f(ne)
Me = f(ne)
Ta có bảng:
ne
(v/p)

ne
nN

λ

Ne
(KW)

Me
(N.m)

640

0,2

0,15

26,83

400,34

960

0,3

0,26

45,53

453,01

1280

0,4

0,38

66,36

495,16

1600

0,5

0,50

88,24

526,76

Page 4


1920

0,6

0,62

110,13

547,83

2240

0,7

0,74

130,95

558,37

2560

0,8

0,85

149,66

558,37

2880

0,9

0,94

165,19

547,83

3200

1

1

176,49

526,76

IV. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC
1. Chọn tỷ số truyền của truyền lực chính
Xác định i0: Thỏa mãn
Vmax = 0,377.

nV .rk
(m / s)
ihn .i0 .i fc

⇒ i0 = 0,377.

nv .rk
Vmax .ihn .i fc

Với +ihn: Tỷ số truyền của hộp số chính ở số truyền thẳng ihn = 1
+ifc: Tỷ số truyền của hộp số phụ và hộp phân phối (không có hộp số phụ và hộp
phân phối).
+nv: Số vòng quay của trục khuỷu tương ứng Vmax (nv = nN = 3200) (v/p)
+rk: Bán kính làm việc trung bình của bánh xe

io = 0,377.

nv .rk
0,377.3200.0,366
=
≈ 4,2
105
Vmax .ihn .i fc

2. Xác định tỷ số truyền các tay số của hộp số ( 5 số tiến 1 số lùi)
a. Tỉ số truyền tay số 1:
Tỉ số truyền tay số 1 phải thỏa mãn :
Pψ max ≤ Pk max ≤ Pϕ


G .ψ max .rk
M e max .io .η tl

≤ ih1 ≤

G2 .ϕ .rk
M e max .io .η tl

Trong đó:
+ G = 72350(N): Trọng lượng toàn bộ của ô tô
Page 5


+G2 = 47027 (N) : Tải trọng nên các bánh xe cầu sau
η tl

+

=0,85 : Hiệu suất truyền lực

+i0 = 4,2 : Tỉ số truyền chín
+rk =0,366(m) :Bán kính làm việc trung bình của bánh xe

ϕ

+ =0,5 : hệ số bám trên đường lầy lội .
ψ max = 0,25 :
+
hệ số cản tổng cộng lớn nhất của đường

+

M e max = 558,3666

(N.m): momem xoắn cực đại của động cơ

Thay số:
72350.0,25.0,366
47027.0,5.0,366
≤ i h1 ≤
558,3666.4,2.0,85
558,3666.4,2.0,85
⇔ 3.32 ≤ i h1 ≤ 4,32



⇒ ih1 = 4

b. Tỉ số truyền của các tay số trung gian
Tỉ số truyền trung gian trong hộp số ô tô được chọn theo quy luật cấp số nhân. Trị số
truyền trung gian được xác định theo công thức :
ihn = ( n −1) ihn1−m

Trong đó :+ n: số cặp số tiến của hộp số
+ m: chỉ số truyền đang tính
Vậy ta có các tay số trung gian là:
ih1

ih2

ih3

ih4

ih5

4

2,8

2

1,4

1

c.Tay số lùi:
Ta có:
Page 6


iR = (1,2÷1,3)ih1

=> Chọn iR= 1,2.ih1=1,2.4=4,8

V. XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT:
Điều kiện chuyển động :Xe không có mooc, xe chạy trên đường bằng ,đầy tải,ta có
phương trình cân bằng công suất là:
Nk = N f ± Ni + N w ± N j

Trong đó:
+Nk: công suất kéo ở bánh xe chủ động
+Nf: công suất tiêu hao cho cản lăn
+Ni: công suấ tiêu hao cho cản lên dốc
+Nw: công suất tiêu hao cho cản không khí
+Nj: công suất tiêu hao cho lực cản quán tính khi tăng tốc
2
3
 n
 ne 
 ne  
e
 − c
 
N k = N e .η tl = N e max .η tl a.
+ b
n
n
 n N
 N
 N  

Xác định vận tốc của xe tại các tay số theo công thức sau :
Vi = 0,105.

rk .ne
(m / s)
io .ihm.

Ta có bảng:
ne
(v/p)
Ne
(N.m)
V1
(m/s)
Nk1
(W)
V2
(m/s)
Nk2
(W)
V3
(m/s)
Nk3
(W)
V4

640

960

1280

1600

1920

2240

2560

2880

3200

26830

45530

66360

88240

110130

130950

149660

165190

176490

1,46

2,20

2,93

3,66

4,39

5,12

5,86

6,59

7,32

22802

38703

56405

75007

93608

111310

127211

140412

150013

2,09

3,14

4,18

5,23

6,27

7,32

8,37

9,41

10,46

22802

38703

56405

75007

93608

111310

127211

140412

150013

2,93

4,39

5,86

7,32

8,78

10,25

11,71

13,18

14,64

22802

38703

56405

75007

93608

111310

127211

140412

150013

Page 7


(m/s)
Nk4
(W)
V5
(m/s)
Nk5
(W)

4,18

6,27

8,37

10,46

12,55

14,64

16,73

18,82

20,91

22802

38703

56405

75007

93608

111310

127211

140412

150013

5,86

8,78

11,71

14,64

17,57

20,50

23,42

26,35

29,28

22802

38703

56405

75007

93608

111310

127211

140412

150013

*Xây dựng đồ thị công suất cản
Công suất cản :
N c = N f + N w = G. f . cosα .V + W .V 3
⇒ N c = V .( G. f + W .V 2 ).10 − 3 ( KW )

–Xét ô tô chuyển động đều trên đường bằng:

f = f o .(1 +

V

2

1500

)

khi
f = fo

khi

V < 22,2

V ≥ 22,2

(m/s)

(m/s)

Ta có bảng
V(m/s)

0

7,32

10,46

14,64

20,91

29,28

Nc(W)

0

11992

19214

32386

62922

153167

VI . XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÂN BẰNG LỰC KÉO :
Công thức:

Page 8


Pki =

M e .ihm .i0 .ηtl
(N )
rk

Vi = 0,105.

rk .ne
(m / s )
io .ihm .

Pk = Pf + Pw + Pj

f = f o .(1 +

V

2

1500

)

+

Khi
f = fo

+

Khi

V < 22,2

V ≥ 22,2

(m/s)

(m/s)

Trong đó:
+Pk: lực kéo ở bánh xe chủ động
+Pf : lực cản lăn
+Pw: lực cản không khí
+Pj : lực cản quán tính
Bảng v, ne, Me, Pk của các tay số :
n
(v/p)

640

960

1280

1600

1920

2240

2560

2880

3200

400,34

453,01

495,16

526,76

547,83

558,37

558,37

547,83

526,76

1,46

2,20

2,93

3,66

4,39

5,12

5,86

6,59

7,32

Pk1
(N)

15619,76

17674,99

19319,17

20552,31

21374,41

1785,45

21785,45

21374,41

20552,31

V2
(m/s)

2,09

3,14

4,18

5,23

6,27

7,32

8,37

9,41

10,46

Pk2
(N)

10933,83

12372,49

13523,42

14386,62

14962,08

15249,82

5249,82

14962,08

14386,62

V3
(m/s)

2,93

4,39

5,86

7,32

8,78

10,25

11,71

13,18

14,64

Me
(N.m
)
V1
(m/s)

Page 9


Pk3
(N)

7809,88

8837,49

9659,59

10276,16

10687,20

10892,73

10892,73

10687,20

10276,16

V4
(m/s)

4,18

6,27

8,37

10,46

12,55

14,64

16,73

18,82

20,91

Pk4
(N)

5466,92

6186,25

6761,71

7193,31

7481,04

7624,91

7624,91

7481,04

7193,31

v5
(m/s)

5,86

8,78

11,71

14,64

17,57

20,50

23,42

26,35

29,28

Pk5
(N)

3904,94

4418,75

4829,79

5138,08

5343,60

5446,36

5446,36

5343,60

5138,08

*Lực cản Pc = Pf + Pw
Trong đó: + Lực cản lăn
+ Lực cản không khí
Ta có bảng sau:
V(m/s)

0

7,32

10,457

14,64

20,914

29,28

Pc (N)

1447

1638,3

1837,4

2212,2

3008,5

5231,1

VII. XÂY DỰNG ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH ĐỘNG LỰC HỌC
Nhân tố động lực học được tính theo công thức :
Pki − Pw Pki − K .F .V 2
Di =
=
G
G

Trong đó :
+G : Trọng lượng toàn bộ ô tô
+Pki :Lực kéo
+Pw :Lực cản gió
Bảng giá trị trung gian của

Di

ở các tay số khác nhau và theo tốc độ chuyển động của ôtô.

Page 10


V1
(m/s)
D1
V2
(m/s)
D2
V3
(m/s)
D3
V4
(m/s)
D4
V5
(m/s)
D5

1,46

2,20

2,93

3,66

4,39

5,12

5,86

6,59

7,32

0,216

0,244

0,267

0,283

0,294

0,300

0,299

0,293

0,281

2,09

3,14

4,18

5,23

6,27

7,32

8,37

9,41

10,46

0,151

0,171

0,186

0,197

0,205

0,208

0,207

0,202

0,193

2,93

4,39

5,86

7,32

8,78

10,25

11,71

13,18

14,64

0,108

0,121

0,132

0,139

0,144

0,145

0,144

0,139

0,131

4,18

6,27

8,37

10,46

12,55

14,64

16,73

18,82

20,91

0,075

0,084

0,090

0,094

0,096

0,095

0,092

0,086

0,078

5,86

8,78

11,71

14,64

17,57

20,50

23,42

26,35

29,28

0,052

0,057

0,060

0,060

0,059

0,055

0,048

0,040

0,029

-Tính f:

f = f o .(1 +

V

2

1500

+

)

Khi
f = fo

+

Khi

V < 22,2

V ≥ 22,2

(m/s)

(m/s)

Ta có bảng:
V(m/s)

0

7,32

10,46

14,64

20,91

29,28

f

0,02

0,02

0,02

0,02

0,02

0,03

VIII .XÂY DỰNG ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH TĂNG TỐC
Gia tốc của ô tô khi chuyển động không ổn định được tính như sau :
j j = ( D − f ).

g
(m / s 2 )
δj

2
δ j = 1.05 + 0.04.ihm

Ta có bảng:
Page 11


Tay số
ihi

1
4

2
2,8

3
2

4
1,4

5
1

δj

1,69

1,364

1,21

1,128

1,09

Với:
Vi = 0,105.

rk .ne
(m / s)
io .ihm .

Bảng:
V1
(m/s)

1,46

2,20

2,93

3,66

4,39

5,12

5,86

6,59

7,32

J1
V2
(m/s)

1,135

1,299

1,430

1,527

1,592

1,623

1,620

1,585

1,516

2,09

3,14

4,18

5,23

6,27

7,32

8,37

9,41

10,46

J2
V3
(m/s)

0,941

1,082

1,193

1,276

1,329

1,352

1,346

1,311

1,247

2,93

4,39

5,86

7,32

8,78

10,25

11,71

13,18

14,64

J3
V4
(m/s)

0,709

0,820

0,906

0,967

1,004

1,015

1,003

0,965

0,903

4,18

6,27

8,37

10,46

12,55

14,64

16,73

18,82

20,91

J4
V5
(m/s)

0,475

0,552

0,608

0,643

0,657

0,650

0,622

0,572

0,502

5,86

8,78

11,71

14,64

17,57

20,50

23,42

26,35

J5

0,290

0,335

0,360

0,364

0,347

0,311

0,164

0,086

29,28
0,012

IX. XÂY DỰNG ĐỒ THỊ THỜI GIAN VÀ QUÃNG ĐƯỜNG TĂNG TỐC
dv
1
J=
⇒ dt = .dv ⇒ t =
dt
J

Page 12

v2

1

∫ J .dv

v1


Tính gần đúng theo công thức:

(
t vi −v j =
t=

1
1
+ )( v j − vi )
Ji J j
2

∆Vi  1
1
1
dV


t

∑ J ∑ 2 J + J
∫v J
i ( n +1)
 in
1

v2

S=






(v j + vi ).t vi −v j
2

Trong thực tế,đối với hệ thống truyền lực của ô tô với hộp số có cấp, thời gian chuyển từ
số thấp lên số cao xảy ra hiện tượng giảm vận tốc của ô tô một khoảng Δv:
∆v = ψ . g .

tss
δi

Trong đó : tss : Thời gian sang số, chọn ứng với từng lần chuyển số.
ts1 =1(s); ts2 =0,8(s); ts3 =0,6(s); ts4 =0,5(s)
* Tay số 1
V1
(m/s)
1,46

J1
(m/s2)
1,135

1/J1
(s2/m)
0,881

t1
(s)
0

S1
(m)
0

2,2

1,299

0,770

0,604

1,105

2,93

1,430

0,699

1,142

1,377

3,66

1,527

0,655

1,637

1,632

4,39

1,592

0,628

2,107

1,890

5,12

1,623

0,616

2,562

2,167

5,86

1,620

0,617

3,014

2,478

6,59

1,585

0,631

3,471

2,842

7,32

1,516

0,660

3,943

3,285

Page 13


* Tay số 2
V2
(m/s)
7,02

J2
(m/s2)
1,352

1/J2
(s2/m)
0,740

t2
(s)
4,943

S2
(m)
10,605

8,37

1,346

0,743

5,718

6,079

9,41

1,311

0,763

6,505

6,997

10,46

1,247

0,802

7,323

8,128

V3
(m/s)
10,25

J3
(m/s2)
1,015

1/J3
(s2/m)
0,985

t3
(s)
8,123

S3
(m)
16,326

11,71

1,003

0,997

9,574

15,932

13,18

0,965

1,036

11,063

18,525

14,64

0,903

1,108

12,632

21,828

V4
(m/s)
14,54

J4
(m/s2)
0,650

1/J4
(s2/m)
1,539

t4
(s)
13,232

S4
(m)
30,612

16,73

0,622

1,609

16,523

51,620

18,82

0,573

1,747

20,033

62,393

20,91

0,502

1,991

23,941

77,636

V5
(m/s)
20,41

J5
(m/s2)
0,311

1/J5
(s2/m)
3,219

t5
(s)
24,441

S5
(m)
89,933

23,42

0,164

6,110

38,099

299,927

26,35

0,086

11,595

64,019

645,108

* Tay số 3

* Tay số 4

* Tay số 5

Page 14


Page 15



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×