Đồ án Thuyết minh bài tập lớn ô tô

NHẬN XÉT , ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : Kết quả đánh giá : ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ GIÁO VIÊN BẢO VỆ :.................................................................................................. Kết quả đánh giá : .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... PHẦN I: XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGOÀI I/ Xác định trọng lượng toàn bộ của ôtô: Ta đang tính với ôtô tải chuyên chở hàng hóa nên trọng lượng toàn bộ của ôtô được xác định như sau:
Trong đó:
Tự trọng của ôtô.
: Tự trọng môt người.
:Trọng lượng hàng hóa chuyên chở.
Số chổ ngồi trong buồng lái. Đối với xe tải ta đang xét: n=3 người (1 lái 2 phụ)
Vậy ta có: G = 4300 + 5000 + 75.3 = 9525 (kg) II/ Chọn động cơ và xây dựng đường đăc tính ngoài Theo đầu đề bài ta đã biết được loại ôtô, tải trọng và tôc độ
của xe khi chạy trên đường nằm ngang có hệ số cản lăn f . Ta thấy rằng ôtô chỉ đạt được
khi chạy trên đường bằng tốt và không kéo moóc hoăc truyền công suât cho thiết bị phụ....khi đó công suất động cơ phát sinh ra là:

(1) Ở đây : G=9525 kg , trọng lượng toàn tải. f = 0,024 - Hệ số cẳn lăn của đường. Vmax= 95km/h-Tốc độ cực đại của ôtô ở tay số truyền thẳng khi chạy trên đường tốt , nằm ngang. K - Hệ số cản không khí + Đối với ôtô tải : K = 0,05
0,07 KG.
/
Ta chọn K = 0,07KG.
(thông số chọn). F - Diện tích cản chính diện tính theo
. + Việc xác định diên tích cản chính diện gặp nhiều khó khăn , để đơn giản người ta dùng công thưc tính gần đúng sau : F = m.B.
(
) m - Hệ số điền đầy diên tích cản không khí. Đối với ôtô tải m = 1. B - Chiều rộng cơ sở của xe : B = 1,8 m. H - Chiều cao toàn bộ của xe :H = 2,35 m. Do đó : F = 2,35.1,8 = 4,23(
).
- Hiệu suất truyền lực . Đối với ôtô tải
= 0.8 - 0.85 và ta chọn
= 0.85 Từ các thông số đã có trên thay vào công thưc (1) ta có :
=179,9165 (m.l) Công suất tính theo công thức (1) chỉ thỏa mản điều kiện đầu đề thiết kế đã cho. Ta dùng giá trị này để tính toán các phần sau và trên cơ sở đó để xây dựng các đồ thị. Nhưng nếu ta căn cứ vào giá trị công suất đó để chọn động cơ là chưa đủ. Vì công suất động cơ đem thử trong điều kiện thí nghiệm thiếu các bộ phận: tiêu âm, quạt gió, bình lọc không khí và các bộ phân khác Nhưng khi lắp trên ôtô thì các bộ phận trên lại có mặt và mặt khác để tăng khản năng thắng lực cản đột xuất trong quá trình chuyển động thì công suất của động cơ đặt trên ôtô phải lơn hơn công suất tính theo công thức (1) tư15%-20%. Ở đây ta chọn công suất đặt trên ôtô lớn hơn 20% Vậy công suất động cơ được chọn đặt trên ôtô sẽ la :
=179,9615 +0,2.179,9615 = 215,9538 (m.l) III/ Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ xăng có hạn chế số vòng qoay. Ôtô ta đang xét là ôtô tải đặt động cơ xăng có hạn chế số vòng qoay. Đối với ôtô tải không yêu cầu tốc độ lớn như ôtô du lịch mà chủ yếu là yêu cầu năng suất và tính kinh tế cao, theo đường đặc tính ngoài của động cơ thì suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất ứng với chổ công suất không phải là cực đại mà là điểm dưới chổ công suất cưc đại
. Như vậy để đạt được năng suất cao giá thành hạ thì ôtô tải đặt động cơ xăng thường có bộ phận hạn chế số vòng qoay. Ở ôtô có bộ phận hạn chế số vòng qoay thì tốc độ lớn nhất
của ôtô sẻ ứng với số vòng qoay
ở chổ hạn chế . Theo đầu đề thiết kế ta chọn
=3200 v/f ứng với công suất cưc đại
Muốn tìm
ta có biểu thức xác định như sau :
Ta chọn
và với
đã tính từ công thức (1) ta xác định công suất cực đại
theo biểu thức sau :

= 183,447 (m.l) Với
v/p và tỷ số chọn
ta xác định được số vòng qoay ở chổ hạn chế (hay ở
) là :
(vòng/phút) Từ các trị số
và
ta đã xác định được điểm hạn chế số vòng qoay và điểm có công suất cực đại. Để xác định các điểm khác ta sử dụng công thức thực nghiệm của S.R.Lây-Đéc-Man sau đây :
Ở đây :
- Số vòng qoay của động cơ ứng với công suất
.
- Số vòng qoay của động cơ ứng với công suất cực đại
a,b,c - hằng số thực nghiệm. Đối với đông cơ xăng : a = b = c = 1 . Lúc đó :
. Mà theo thực nghiệm đối với động cơ xăng tỷ số
Khi xây dựng được đồ thị
ta có thể xây dựng đồ thị mômen qoay của đông cơ theo công thức sau :
(KG.m) Để cho đơn gian trong tính toán ta lâp bảng quan hệ
theo
rồi từ đó vẽ đồ thị đường đặc tính ngoài của đông cơ .
 0.2  0.3  0.4  0.5  0.6  0.7  0.8  0.9  1  1.1  

 640  960  1280  1600  1920  2240  2560  2880  3200  3520  
 42.56  66.59  90.99  114.7  136.5  155.4  170.2  180  183.4  201.8  
 47.63  49.68  50.91  51.32  50.91  49.68  47.63  44.75  41.06  40.06   Bảng 1: Mối quan hệ
theo
. Từ các giá trị trong bảng (1)ta vẽ đồ thị đường đặc tính ngoài của động cơ với tỷ lệ xích trên đồ thị lấy theo bản vẽ giấy A4 như sau: + Đối với vận tốc:
ne = 35,2
- biểu diển theo trục hoành. + Đối với Mômen xoắn:
Me= 11,12
- biểu diển theo trục tung. . + Đối với công suất :
1,987634
-biểu diển theo trục tung.
Đồ thị1: Đường đặc tính ngoài của động cơ xăng có hạn chế số vòng qoay PHẦN II : XÁC ĐỊNH TỶ SỐ TRUYỀN CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC. I/ Xác định tỷ số của truyền lực chính :
Tỷ số truyền lực chính
được xác định đảo bảo tốc độ chuyển động cực đại
của ôtô khi xe chở với tải trọng định mức thì người lái cho xe chạy ở số truyền cao nhất của hộp số trên mặt đường bằng. Theo lý thuyết
được xác định theo công thức :
(2) Ở đây :
- Tỷ số truyền của truyền lực chính .
- Tỷ số truyền cao nhất của hộp số. Do ta đang xét xe có số truyền cao nhất là số truyền thẳng nên ih=1.
-Vận tốc cực đại của ôtô (đầu đề cho
= 95 ( km/h).
= 2880 v/p Số vòng qoay của động cơ ưng với

-Bán kính lăn của bánh xe :
=
+
: Bán kính thiết kế của lốp :
=
(mm) Theo đầu đề thiết kế ta chọn loại lốp có ký hiệu B-d = 9-20 (insơ) . Dựa vào ký hiệu ta biết được lốp là loại lốp có áp suất thấp nên
. Ta chọn
= 0,935 , vậy bán kính lăn của bánh xe sẻ là
=
.
= 0,935.(9 +
).25,4= 451,231(mm) = 0,451,231 (m). Thay các giá trị đã có vào công thức (2) ta có :
= 5,157 II/ Xác định tỷ số truyền ở các tay số trung gian của hôp số. 1 ,Xác định tỷ số truyền của tay số I : Tỷ số tryền của hộp số bắt đầu được xác định ở tay số trưyền thấp nhất. Tỷ số truyền
được xác định theo điều kiện cần và điều kiện đủ để khắc phục được lưc cản lớn nhất của đường và bánh xe chủ động không bị qoay trong điều kiện chuyển động . - Theo điều kiện khắc phục lực cản lớn nhất :
Khai triển hai vế ta được :
-Theo điều kiện đảm bảo cho bánh xe chủ động không bị trươt qoay:
Khai triển hai vế ta được :
Mà
lại được xác định theo điều kiện cản chuyển động và được kiểm tra theo điều kiện bám :
Điều kiên kiểm tra :
Ở đây :
: tỷ số truyền của truyền lực chính (
= 5,157).
:Bán kính lăn của bánh xe . G: Trọng lượng toàn tải của ôtô.
:Mômen xoắn cực đại của động cơ. So sánh giá trị
ở bảng I ta có
= 51,32 (m.l)
:Trọng lượng bám
= m.
+
:Trọng lượng tĩnh tác dụng cầu chủ động ( cầu sau).
= 6950 kg (chọn theo xe tham khảo) + m: Hệ số phân bố tải trọng m = 1,1
1,3 Ta chọn m = 1,1.
:Hệ số cản tổng cộng của đường :
= f+tg

f :Hệ số cản lăn f = 0,024
:Độ dốc của đường
=15
Vậy :
= 0,024 + tg15
= 0,2919
:Hệ số cản của đường có thể chọn trong khoảng
= 0,6
0,8 ta chọn
= 0,6
=0,85: Hiệu suất truyền lực. Từ các thông số trên ta có :
=
= 5,577 Và điều kiện kiểm tra:
=
= 9,21 . Ta thấy
= 5,577< 9,21 thỏa mãn điều kiện vậy ta chọn
= 5,577 2, Xác định tỷ số truyền của các tay số trung gian: Có hai phương pháp xác định tỷ số truyền ở các tay số trung gian: + Xác định tỷ số truyền theo cấp số nhân . + Xác định tỷ số truyền theo cấp số điều hòa. Ta chọn phương pháp xác định tỷ số truyền theo cầp số điều hòa . Ta đang tính với xe có 5 tay số, tay số cuối cùng
là số truyền thẳng nên
= 1.
=

=

=
PHẦN III : XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÁC CHỈ TIÊU ĐỘNG LƯC HỌC CỦA ÔTÔ . I/ Tính toán chỉ tiêu về công suất . Phương trình cân bằng công suất tổng quát của ôtô như sau:
=
+




+
Trong đó :
: Công suất kéo ở bánh xe chủ động, được xác định Theo công thức :
. với :
:công suất có ích của động cơ.
:công suất tiêu hao cho tổn thất cơ khí trong hệ thống truyền lực.
: Hiệu suất lực (
=0,85).
: Công suất tiêu hao cho lực cản lăn.
=
.
: Công suất tiêu hao cho lực cản quán tính khi tăng tốc
=
.
:Công suất tiêu hao cho lực cản lên dốc.
=
.
:Công suất tiêu hao cho lực cản không khí.
=
.
: Công suất tiêu hao cho lực cản kéo moóc. Ta đang xét với xe không kéo moóc nên
=0. Vây công thức có thể viết lại như sau :
=
+




. Tuy nhiên trong phương trình cân bằng công suất trên ta chỉ cần xác định công suất
,
và
theo tốc độ của tường tay số của hộp số và để xây dựng được đồ thị cân bằng công suất ta phải tính tốc độ chuyển động của ôtô ở từng tay số theo số vòng qoay
của động cơ . Công thức tính :
. Ở đây: Ta đang xét với xe 5 tay số nên n=1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5.
: Bán kính lăn của bánh xe
=0,451231 (m).
:Số vòng qoay của động cơ.
:Tỷ số truyền lực chính
= 5,157
:Tỷ số truyền ở tay số đang xét.
= 5,577 ;
= 3,629 ;
= 2,362 ;
= 1,537 ;
= 1 . Để cho đơn giãn ta lập bảng tính V ở các tay số theo
như sau : ne  640  960  1280  1600  1920  2240  2560  2880   V1  3.784  5.677  7.569  9.461  11.35  13.25  15.14  17.30   V2  5.816  8.724  11.63  14.54  17.45  20.36  23.26  26.17   V3  8.938  13.41  17.88  22.35  26.81  31.28  35.75  40.22   V4  13.74  20.61  27.47  34.34  41.21  48.08  54.95  61.82   V5  21.11  31.67  42.22  52.38  63.33  73.89  84.44  95.0   Bảng 2: Tốc độ chuyển động V của các tay số theo
. Sau khi thành lập được bảng vận tốc V ở từng tay số ta thành lập bảng tính
cho từng tay số theo vận tốc của các tay số đó và thành lập bảng tính
,
,
+
từ vận tốc
đến
. Sử dụng công thức tính sau đây để lập bảng
:
=
.
. Do
nên ta lập chung cùng một bảng Với bảng
theo vận tốc của từng tay số: ne  640  960  1280  1600  1920  2240  2560  2880   V1  3.784  5.677  7.569  9.461  11.35  13.25  15.14  17.30   V2  5.816  8.724  11.63  14.54  17.45  20.36  23.26  26.17   V3  8.938  13.41  17.88  22.35  26.81  31.28  35.75  40.22   V4  13.74  20.61  27.47  34.34  41.21  48.08  54.95  61.82   V5  21.11  31.67  42.22  52.38  63.33  73.89  84.44  95.0  
 42.56  66.59  90.99  114.7  136.5  155.4  170.2  180  
 36.18  56.6  77.34  97.46  116  132.1  144.7  153   Bảng 3:
,
theo vận tốc từng tay số. Sử dụng các công thức tính sau đây để lập bảng tính
,
,
+
theo vận tốc từ
đến
(
vận tốc ở chổ hạn chế số vòng qoay ):
=
.
=
.
+
=
+
.
 3.784  5.677  5.816  7.569  8.724  8.938  9.461  11.35  
 3.204  4.806  4.924  6.408  7.386  7.568  8.01  9.612  
 0.005  0.015  0.017  0.037  0.056  0.06  0.072  0.124  
+
 3.209  4.822  4.941  6.445  7.442  7.628  8.082  9.736  
 11.63  13.25  13.41  13.74  14.54  15.14  17.03  17.45  
 9.848  11.21  11.35  11.63  12.31  12.82  14.42  14.77  
 0.133  0.197  0.204  0.219  0.26  0.293  0.418  0.449  
+
 9,982  11.41  11.56  11.85  12.57  13.11  14.84  15.22  
 17.88  20.36  20.61  21.11  22.35  23.26  26.17  26.81  
 14.14  17.23  17.45  17.87  18.92  19.7  22.16  22.7  
 0.483  0.714  0.74  0.796  0.944  1.065  1.517  1.631  
+
 15.62  17.95  18.19  18.67  19.92  20.76  23.68  24.33  
 27.47  31.42  31.67  34.34  35.75  40.22  41.21  42.22  
 23.26  26.49  26.81  29.08  30.27  34.05  34.89  35.75  
 1.754  2.59  2.686  3.426  3.886  5.505  5.921  6.368  
+
 25.02  29.08  29.5  32.5  34.14  39.56  40.81  42.12  
 48.08  52.78  54.95  61.82  63.33  73.89  84.44  95  
 40.71  44.69  46.52  52.34  53.62  62.56  71.5  80.43  
 9.402  12.44  14.03  19.98  21.49  34.13  50.94  72.53  
+
 50.11  57.12  60.56  72.32  75.11  96.69  122.4  153   Bảng 4: Tính
,
,
+
theo
. Từ các thông số tính toán trên ta vẽ đồ thị cân bằng công suất (hình............).
Hình 2: Đồ thị cân bằng công suất. II/ Tính toán chỉ tiêu về lực kéo (
). Phương trình cân bằng lực kéo của ôtô khi chuyển động tổng quát trên dốc với đấy đủ các thành phần lực các thành phần lực cản được biểu diễn theo dạng sau:
=
+




+
.
Trong đó:
- Lực kéo tiếp tuyến ở các bánh xe chủ động (kg).
=
.-Lực cản lăn (kg).
=
-Lực cản không khí (kg).
=
.G -Lực cản lên dốc (kg).
=
-Lực cản tăng tốc (kg).
-Lực cản kéo moóc. Tính lực kéo ở bánh xe chủ động tính theo công thức sau:
=
.
=
. Ở đây:
: Mômen xoắn ở bánh xe chủ động (KG.m).
:Bán kính lăn của bánh xe chủ động (m).
:Mômen xắn của trục khuỷu động cơ (KG.m).
:Công suất động cơ (m.l).
:Số vòng qoay của động cơ ứng với
(v/f).
:Tỷ số truyền của truyền lực chính.
:Tỷ số truyền ở tay số đang tính toán của hộp số. Từ các thông số đả tính được ở các phần trên và công thức (II) ta lâp bảng
theo vận tốc của từng tay số như sau: ne  640  960  1280  1600  1920  2240  2560  2880   Me  47.63  49.68  50.91  51.32  50.91  49.68  47.63  44.75   V1  3.784  5.677  7.569  9.461  11.35  13.25  15.14  17.30   PK1  2577  2688  2754  2777  2754  2686  2577  2412   V2  5.816  8.724  11.63  14.54  17.45  20.36  23.26  26.17   Pk2  1677  1749  1792  1807  1792  1749  1677  1755   V3  8.938  13.41  17.88  22.35  26.81  31.28  35.75  40.22   Pk3  1091  1138  1166  1176  1166  1138  1091  1025   V4  13.74  20.61  27.47  34.34  41.21  48.08  54.95  61.82   Pk4  709.9  740.5  758.8  764.9  758.8  740.5  709.9  667   V5  21.11  31.67  42.22  52.38  63.33  73.89  84.44  95.0   Pk5  461.9  481.8  493.7  497.7  493.7  481.8  461.9  434   Bảng 5: PKtheo vận tốc của các tay số . Và sử dụng các công thức sau đây để tính Pf ,P
và Pf + P
như sau: Biểu thức tính lực cản lăn : Pf = f.G = 0,024.9525 = 228.6 (kG). Biểu thức tính lực cản không khí:
Với : V- vận tốc của ôtô từ Vmin đến Vmax . K-Hệ số cản không khí K= 0,07. F- Diện tích cản chính diện F= 4,23 m2 . Để đơn giản trong tính toán Pω,Pω+Pf ta lập bảng tính sau: V1  3.784  5.677  7.569  9.461  11.35  13.25  15.14  17.30   Pω  0.3262  0.734  1.0348  2.0388  2.9353  3.966  5.2192  6.6056   Pf+Pω  228.93  229.3  229.9  230.64  231.54  232.6  233.82  235.21   V2  5.816  8.724  11.63  14.54  17.45  20.36  23.26  26.17   Pω  0.077  0.1734  0.3082  0.4815  0.6934  0.944  1.2327  1.5602   Pf+Pω  228.68  228.77  228.91  229.08  229.29  229.5  229.83  230.16   V3  8.938  13.41  17.88  22.35  26.81  31.28  35.75  40.22   Pω  0.182  0.4094  0.7279  1.1373  1.6377  2.229  2.9115  3.6849   Pf+Pω  228.78  229.01  229.33  229.74  230.24  230.8  231.51  232.28   V4  13.74  20.61  27.47  34.34  41.21  48.08  54.95  61.82   Pω  0.4298  0.967  1.7192  2.6862  3.8681  5.265  6.8767  8.7033   Pf+Pω  229.03  229.57  230.32  231.29  232.47  233.9  235.48  237.3   V5  21.11  31.67  42.22  52.38  63.33  73.89  84.44  95.0   Pω  1.0151  2.284  4.0605  6.3445  9.1361  12.44  16.242  20.556   Pf+Pω  229.62  230.88  232.66  234.94  237.74  241  244.84  249.16   Bảng 6: Các giá tri của Pw,Pw+Pf .