ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN SỨC KÉO ÔTÔ KHÁCH

Chia sẻ: Tran Van Hoa | Ngày: | Loại File: RTF | Số trang:334

Thêm vào BST

Báo xấu

318
lượt xem 101
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo luận văn - đề án 'đề tài: tính toán sức kéo ôtô khách', luận văn - báo cáo, cơ khí - chế tạo máy phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN SỨC KÉO ÔTÔ KHÁCH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC LÝ THUYẾT ÔTÔ ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN SỨC KÉO ÔTÔ KHÁCH Giáo viên hướng dẫn : Phạm Hữu Truyền Sinh viên thực hiện: Trần Văn Hóa Lớp: ĐH- CN ÔTÔ K5A Vinh, tháng 3 năm 2013 1|Page Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
Đề số: 3 Trường đại học sư phạm kỹ thuật vinh Khoa cơ khí động lực ******** Bài tập lớn Môn học lý thuyết ô tô Họ tên sinh viên: Trần Văn Hóa Lớp:DHCN ÔTÔ K5A Khóa:2010-2014 Tên bài tập: TÍNH TOÁN SỨC KÉO Ô TÔ KHÁCH I. SỐ LIỆU CHO TRƯỚC: - Số hành khách: 10 - Tốc độ lớn nhất: Vmax = 105 km/h - Hệ số cản lăn của mặt đường: f = 0,017 - Độ dốc của mặt đường α = 13 0 II. NỘI DUNG CẦN HOÀN THÀNH 1/ Xây dựng đặc tính ngoài động cơ. - N e = f (ne) - M e = f (ne) 2/ Xác định tỷ số truyền hệ thống truyền lực. - Xác định tỷ số truyền của truyền lực chính ( i0 ) - Xác định tỷ số truyền của hộp số chính ( ih ) 3/ Tính toán chỉ tiêu động lực học của ôtô - Tính toán chỉ tiêu về công suất ( N k ) - Tính toán chỉ tiêu về lực kéo ( Pk ) - Tính toán nhân tố động lực học khi đầy tải (D) và tải thay đổi ( Dx ) - Tính toán khả năng tăng tốc của ôtô: + Gia tốc (j) + thời gian tăng tốc (t) + Quảng đường tăng tốc (s) III. BẢN VẼ: 1/ Đồ thị đặc tính tốc độ ngoài của động cơ. 2/ Các đồ thị; Cân bằng công suất, cân bằng lực kéo, nhân tố động lực học, gia tốc và gia tốc ngược, thời gian tăng tốc, quảng đường tăng tốc. 3/ Tất cả các đồ thị đều biểu thị trên tờ giấy kẻ ô ly khổ A0
Ngày giao đề: ………………/……/ 2012 Ngày hoàn thành: …………./..…../ 2013 Duyệt bộ môn Giáo viên hướng dẫn Phạm Hữu Truyền 3|Page Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
Nhận xét , đánh giá bài tập lớn Giáo viên hướng dẫn: Kết quả đánh giá: Giáo viên chấm: lời nói đầu
Ôtô ngày càng được sử dụng rộng rãi ở nước ta như một phương tiện di 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 trưởng khoa Phạm hữu truyền , cùng giáo viên giảng dạy 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 TRẦN VĂN HÓA 5|Page Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
A: THUYẾT MINH B: TÍNH TOÁN SỨC KÉO ÔTÔ I: CÁC THÔNG TIN CHO TRƯỚC 1) Loại ôtô Từ yêu cầu số hành khách là 10. Thì số chỗ ngồi trên ô tô phải đảm bảo chở được 10 khách 1 lái xe và 1 phụ tải. Nên ta chọn ô tô chở khách có số chỗ ngồi n = 20 , số chỗ đứng n = 27 ( và chọn loại ô tô 4 × 2 : cầu chủ động sau có 4 bánh xe). 2) Tải trọng chuyên chở - gồm 47 người và hành lý. 3) Tốc độ lớn nhất của ôtô Vmax ở số truyền cao: - Vmax = 105km / h (≈ 29,17m / s ) 4) Hệ số cản của mặt đường Ψ tương ứng với vận tốc cao nhất Ψ = f = 0,017 (lúc này xe đang chạy trên đường bằng) 5) Hệ số cản lớn nhất của mặt đương mà ô tô có thể khắc phục được ở số I là Ψ = f + i = 0,017 + tgx = 0,017 + tg13 ≈ 0,248 0 6) Loại động cơ: Động cơ xăng loại không hạn chế vòng quay. 7) Loại hệ thống truyền lực: một cầu chủ động phía sau. II CÁC THÔNG SỐ CHỌN: 1) Trọng lượng bản thân ô tô: Go - Dựa vào các thông số kỹ thuật ô tô khách ta có với mẫu xe có 20 chỗ ngồi, 27 chỗ đứng ta xác định được Go = 4340kg . 2) Hệ số cản không khí k, diện tích chính diện của ôtô và nhân tố của không khí W . - Đây là loại xe khách và dựa vào thông số kích thước của mẫu ôtô đã chọn ở trên, nên diện tích của chính diện (F) được tính theo biểu thức gần đúng sau: F = B.H = 1,9.2,8 = 5,32m 2 Trong đó: B = 1900mm(= 1,9m) :chiều rộng cơ sở của ôtô
H = 2800mm (= 2,8m) :chiều cao lớn nhất của ôtô - Dựa vào mẫu xe đã chọn ta tìm được hệ số cản của không khí k = 0,03(kgS 2 / m 2 ) . - Từ đây ta xác định được nhân tố cản không khí: W = K .F = 0,03.5,32 = 0,1596 (kgS 2 / m 2 ) 3) Phân bố tải trọng lên các cầu xe ( ở trạng thái tĩnh, đầy tải) - Đây là ô tô khách nên có thể chọn phân bố trọng lượng lên cầu trước và cầu sau như sau: - cầu trước: G1 = 38,97%G - cầu sau: G2 = 61,03%G (G: khối lượng của ô tô khi đầy tải) 4) Hiệu suất cơ khí của hệ thống truyền lực : ηt - Để đánh giá sự tổn thất năng lượng trong hệ thống truyền lực người ta dùng hiệu suất trong hệ thống truyền lực (η t ) là tỉ 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: đối với xe khách thì ηt = 0,8 ÷ 0,85 ⇒ nên ta chọn η t = 0,85 (theo mẫu xe đã có) III TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN 1) Xác định trọng lượng toàn bộ ôtô G (khi đầy tải) - Đối với ôtô chở khách được xác định như sau: G = G0 + nh.Gn + Ghl Trong đó: G0 : trọng lượng bản thân ôtô Gh : khối lượng của một hành khách nh : số lượng hành khách kể cả lái xe và phụ xe. Ghl : khối lượng hành lý. 7|Page Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
Ta có quy định mỗi hành khách được 15kg hành lý => Ghl = nh .15 = 47.15 = 705 kg Với G0 = 4340kg; nh = 47vàGh = 60 kg Ta tính được trọng lượng toàn bộ ôtô khi đầy tải: G = 4340 + 47.60 + 705 = 7865kg 2) Chọn lốp: * Xác định tải trọng tác dụng lên một bánh xe ôtô. - Ta có phân bố tải trọng lên các cầu như sau: G1 = 38,97%G = 38,97%.7865 = 3065 kg G1 = 61,03%G = 61,03%.7865 = 4800 kg - Dựa vào tải trọng phân bố G1 : và G2 sẽ xác định được tải trọng tác dụng lên Gi Gbi = một lốp xe dựa theo biểu thức sau: nbi Gbi : trọng lượng đặt lên một bánh xe (kg) Trong đó Gi : trọng lượng của ôtô phần bố lên dầm cầu thứ i (kg ) nbi : số bánh xe ở đầu cầu dầm cầu thứ i chịu tải. - Từ đó ta có: Đối với bánh xe trước: G1 3065 Gb1 = = = 1532,5kg nb1 2 Đối với bánh xe sau: G2 4800 Gb 2 = = = 1200kg nb 2 4 * Chọn lốp dựa trên tải trọng tác dụng lên một bánh xe cầu trước và cầu sau ta dựa vào bảng I: “kích thước lốp theo tải trọng và áp suất” ta chọn lốp như sau: - đối với bánh xe trước: có kích thước lốp : B-d: 9-20 (insơ) - đối với bánh xe sau có kích thước lốp : B-d: 8,25-20 (insơ) Trong đó: - B: bề rộng của lốp (insơ) - d: đường kính của vành bánh xe (insơ)
 d r0 =  B + 25,4 = Từ đó xác định được bán kính thiết kế theo công thức sau:  2 20 r01 = (9 + ) 25,4 = 482,6mm → với bánh trước: 2 20 r02 = (8,25 + )25,4 = 463,55mm → với bánh sau: 2 - vì cầu sau là cầu chủ động nên ta xác định được bán kính làm việc trung bình của ôtô cho bánh xe sau và lấy giá trị này cho các công thức tính toán sau: rb = r0 .λ Ta có Trong đó - r0 : bán kính thiết kế: r0 = r02 - λ :hệ số tính đến sự biến dạng của lốp, phụ thuộc vào loại lốp. - với xe chọn được thì lốp dùng trên xe là lốp có áp suất thấp nên λ = 0,93 ÷ 0,935 ⇒ ta chọn λ0 = 0.93 ⇒ rb = 463,55.0,93 ≈ 431mm Vậy bán kính làm việc của ôtô là rb = 0,431(m) . 3) Xây dựng đặc tính ngoài của động cơ. a) Xác định công suất cực đại của động cơ. * Xác định công suất cực đại của động cơ ứng với vận tốc cực đại của ôtô. - Khi ôtô chuyển động trên mặt đường có hệ số cản tổng cộng thì công suất ứng với vận tốc cực đại được xác định theo công thức: Nv = 1 nt [ G.ψ .Vmax + kF .Vmax 3 ] ; (w) nt : hiệu suất của hệ thống truyền lực. Trong đó: G : trọng lượng của toàn bộ ôtô khi đầy tải (kg) Vmax : vận tốc lớn nhất của ôtô (m / s) 2 2 W=K.F :nhân tố cản không khí( NS / m ) 9|Page Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
ψ : hệ số cản tổng cộng của mặt đường ở vận tốc lớn nhất. - Khi ô tô chuyển động với vận tốc lớn nhất là lúc ôtô đang chuyển động trên đường bằng, nghĩa là α = 0 ⇒ ψ = f + tgα = f = 0,017 - Vậy công suất của động cơ ứng với vận tốc cực đại còn được xác định theo 1  G.ψ .Vmax kF .Vmax  3 Nv =  + nt  270 3500   công thức sau: [mã lực (ml)] với G[kg ] ; ψ = f ; Vmax [ km / h]; W = k .F [ kgS / m ] 2 2 - Thay các số liệu ứng với các đơn vị ta được: 1  7865.0,017.105 0,1596.1053  Nv = +  ≈ 123,28 [ ml ] nt   270 3500  - Để các thiết bị như máy nén khí, máy phát điện, điều hòa…. Cùng làm việc khi ôtô chuyển động với vận tốc tối đa thì công suất chọn phải lớn hơn công thức tính trên khoảng (10-30%). Như vậy, công suất chọn ứng với vận tốc cực đại sẽ đươc tính theo công thức sau: ta chọn lớn hơn 15% và ta dùng công suất này để chọn động cơ 1  G.ψ .Vmax W .Vmax  3 N v = 115% + [ ml ] nt  270  3500   Ta có: 115% .123,28 ≈ 141,77 [ ml ] * Xác định công suất cực đại của động cơ. - Ta dựa vào công thúc thực nghiệm của SR.Lây Decman.  n n  2 n  3  N e = N e max a. e − b . e n  − c. e  n    [ ml ]  nN   N   N    Trong đó: - N e max : công suất cực đại của đông cơ [ ml ] - ne : số vòng quay của trục khuỷu ứng với từng giá trị công suất [ vòng / phút ] . - nN : số vòng quay của trục khuỷu ứng với công suất cực đại [ vòng / phút ] .
- a, b, c : các hệ số thực nghiệm của SR .LâyDécman. - Ta có: khi N e = N v thì ne = ne max và N e max sẽ được tính theo công thức sau: Nv N e max = 2 3 n n  n  a. e max + b. e max  − c. e max  n   n   nN  N   N  ne max Nv λ= N = Ta đặt nN thì ta có e max a.λ + b.λ2 + c.λ3 - Vì động cơ được chọn là động cơ xăng không có bộ phận hạn chế số vòng quay nên ta dựa vào tài liệu hướng dẫn chọn được: a = b = c = 1; giá trị λ nằm từ : 1,1 ÷ 1,3 → ta chọn λ = 1,1 Nv 123,28 N e max = = ≈ 125,92 [ ml ] - Từ đây ta có: a.λ + b.λ + c.λ 1,1 + 1,12 − 1,13 2 3 b) Xây đựng đường đặc tính ngoài của động cơ. * Phương trình đặc tính ngoài của động cơ. - Phương trình công suất ứng với từng giá trị số vòng quay của trục khuỷu động cơ được viết theo công thức thực nghiệm của SR.LâyDecman:  n  ne  2 n  3  N e = f ( ne ) = N e max a. + b.  − c. e e n  n    [ ml ]  nN   N  N    - Phương trình mômen xoắn ứng với từng giá trị số vòng quay của trục khuỷu  n  ne  2 n   3 M e = M e max . e   − c. e   [ kg.m] + .  n   n N  nN    N   động cơ được viết theo công thức: 1 N e max 1 30 N e max M e max = . = . [ kg.m] Ta có g ωe g π ne 30 N e max  ne  ne   1 2 3  ne  → Me = .a. + b.  − c.  . n  n  g [ g.m] π ne  nN  N  N    Trong đó N e max : công suất cực đại của động cơ [W ] ne : [ vòng / phút ] ; g : gia tốc trọng trường. 11 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
Ne M e = 7,162. Hoặc : M e còn được tính theo công thức sau: ne Trong đó: N e :[ ml ] ne : [ vòng / phút ] M e : [ kg.m] * Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ. - Đường đặc tính của động cơ nhận được bằng cách thí nghiệm động cơ trên bể 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 đối với mỗi lại động cơ sẽ có một đường đặc tính ngoài, nhưng vô số đường đặc tính cục bộ. Khi không có đường đặc tính tốc độ ngoài bằng thực nghiệm, ta có thể xác định đường đặc tính nói trên nhờ công thức thực nghiệm của SR.LaayDecman. * Đường biểu diễn công suất của động cơ: [ N e = f ( ne ) = N e max a.λ' + b.λ'2 − c.λ'3 ] Trong đó : - N e max , nN : công suất lớn nhất của động cơ và hộp số vòng quay tương ứng. - N e , n e : công suất và vòng quay ở một điểm trên đường đặc tính ngoài động cơ. - a, b, c : hệ số thực nghiệm của RS.Lây Déc man. ne λ' = : - nN các đại lượng ne , nN đã biết. - Để động cơ có thể hoạt động ổn định ở số vòng quay N e min ta lấy N e min = 0,2nN ; ne = 0,3nN ; ne = 0,4n N ;.... ; ne max = λnN với λ = 1,1 ⇒ ne max = 1,1nN
- Đối với ô tô chở khách, dùng động cơ xăng dựa vào mẫu xe đã chọn ta có được số vòng quay tương ứng với công suất nhất là: nN = 3600 [ vòng / phút ] ne = 0,2; 0,3; ..... 1,1 - Trong khi lập bảng lập tỷ số nN sau đó tính sẵn biểu thức trong ngoặc [ ] của công thức trên để việc tính N e tiên lợi và nhanh. Đặt: A = [ a.λ + b.λ − c.λ ] ⇒ N e = N e max . A / '2 '3 * Đường biểu diễn mô men xoắn của động cơ Ne M e = f ( ne ) = 716,12. [ kg.m ] ne (các đại lượng N e và ne đã có giải thích ở trên) - Lập bảng quan hệ N e và M e theo ne để vẽ đồ thị đặc tính ngoài động cơ, với các thông số N e max = 125,92 [ cv] nN = 3600 [ vòng / phút ] Bảng : I ne(v/ph) 720 1080 1440 1800 2160 2520 2880 3240 3600 3960 A 0.232 0.363 0.496 0.625 0.744 0.847 0.928 0.981 1 0.979 λ'=n e /n N 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 106.6 123.5 N e (ml) 29.21 45.71 62.46 78.70 93.68 5 116.85 3 125.92 123.28 M e (kg.m) 29.06 30.31 31.06 31.31 31.06 30.31 29.06 27.31 25.05 22.30 * Vẽ đồ thị đặc tính ngoài: - Dựa vào các giá trị ne , N e , M e trong bảng quan hệ ta vẽ đồ thị N e = f1 ( ne ) ; ( ) M e = f 2 ne 13 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
(ml) Ne (KGm) Me B 125.92 123.28 A Ne N max C Me 31.31 M max ne (v/f) 0 720 1080 1440 1800 2160 2520 2880 3240 3600 3960 Hình 1: Đồ thị đặc tính ngoài của ô tô khách
- Ta có công suất ứng với vận tốc lớn nhất tính theo công thức: 1  Gψ .Vmax kF .Vmax  3 Nv = . + 3500  η  270  ta tính được N v = 123,28 [ cv] . Công suất này được biểu diễn ở điểm A trên đồ thị ( hình 1) nghĩa là tương ứng với số vòng quay lớn nhất của động cơ ne max = 3960 [ vòng / phút ] . 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 e max = 125,92 [ cv] có số vòng quay tương ứng là n N = 3600 [ vòng / phút ] Số vòng quay tại ne min = 720 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 mômen và công suất của động cơ tăng lên. Mômen xoắn đạt giá trị cực đại M max = 31,31 [ kg.m] ở số vòng quay nM = 1800 [ vòng / phút ] và công suất đạt giá trị cực đại N max = 125,92 [ cv] , ở số vòng quay nN = 3600 [ vòng / phút ] . Động cơ ôtô chủ yếu làm việc trong vùng nM − nN . Khi tăng số vòng quay của trục khuỷu lớn hơn giá trị nN thì 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 cơ gây hao mòn nhanh các chi tiết động cơ. → chọn động cơ thực tế: để đáp ứng các điều kiện hoạt động thực tế ta cần chọn động cơ thực tế vì trong một nhóm động cơ đốt trong sử dụng cùng loại nhiên liệu nên có cùng công suất định mức ( N eN ) nhưng số vòng định mức ( neN ) lại khác nhau thì việc chọn động cơ nào để lắp lên ôtô thiết kế cùng công suất định mức N eN cần phải dựa trên số vòng quay n eN . Đối với ô tô khách thì chọn động cơ có số vòng quay ( neN ) được lấy giá trị nhỏ: ⇒ chọn động cơ có công suất cực đại : 126 [ cv] . Có số vòng quay neN = 3600 [ vòng / phút ] 15 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
4) Xác định tỷ số truyền của hệ thống truyền lực: Tỷ số truyền của hệ thống truyền lực trong trường hợp tổng quát được xác định theo công thức sau: it = ih .i f .io ih : tỉ số truyền của hộp số chính Trong đó: if : tỉ số truyền của hốp số phụ hoặc hộp phân phối io : tỉ số truyền của truyền lực chính - xe khách một cầu chủ động, truyền lực chính loại đơn thì: if =1 a) Xác định tỉ số truyền của truyền lực chính ( io ) - Tỉ số truyền của truyền lực chính io được xác định từ điều kiện đảm bảo cho ô tô đạt tốc độ lớn nhất được xác định theo công thức: 2π .ro .ne max πrb .ne max 0,377.rb .nv io = = ≈ 60.ihn .i fc .Vmax 30.ihn .i fc .Vmax i fc .ihn .vmax rb :bán kính làm việc trung bình của bánh xe [ m] trong đó: ne max : số vòng quay của trục khuỷu động cơ , ứng với vận tốc lớn nhất của ôtô [ vòng / phút ] ihn : tỉ số truyền của hộp số chính. Vì xe ta chọn ihn là số truyền thẳng → ihn = 1 i fc : tỉ số truyền của hộp số phụ, lấy i fc =1. Vmax : vân tốc lớn nhất của ôtô [ km / h] . - Thay các giá trị tương ứng vào biểu thức trên: rb = 0,431[ m]; ne max = 3960 [ vòng / phút ] ; Vmax = 105 [ km / h] 0,377.0,431.3960 ⇒ io = ≈ 6,128 1.1.105
b) Xác định tỉ số truyền của hộp số chính. * xác định tỉ số truyền ở số 1 của hộp số. - ở tỉ số truyền số 1 của hộp số ôtô phải vượt qua ψ (ψ = f + i ) Số 1 có tỉ số truyền cao nhất trong dãy số của hộp số, tốc độ tương ứng là chậm nhất (khoảng 3 ÷ 5 km / h ), ôtô phải di chuyển ở loại đường có hệ số cản lăn ( f ) đã cho và phải vượt qua được độ dốc ( i ). Như vậy, cần chọn lực kéo tiếp tuyến ở bánh xe chủ động của ôtô để có thể khắc phục được lực cản tổng cộng ψ = f + i trên và để ôtô chuyển động ổn định thì lực kéo tiếp tuyến ở các bánh xe chủ động phải thõa mãn điều kiện: Pk max ≥ P max ⇔ Pk max ≥ψ max .G + k .F .V 2 ψ - Do tốc độ nhỏ (3 ÷ 5 km / h ), có thể bỏ qua lực cản không khí và điều kiện M e max .ihI .io .i fc .ηt Pk max ≥ψ max .G ⇔ ≥ψ max .G của lực kéo của số 1 có thể viết: rb ψ max .G.rb ⇔ ihI ≥ M e max .io .i fc .ηt Trong đó: ψ max : hệ số cản cực đại mà ôtô có thể khắc phục được với α = 13o ⇒ψ max = f + imax = 0,017 + tg13o ≈ 0,248 G : khối lượng toàn bộ ôtô [ kg ] M e max : mômen xoắn cực đại [ kg.m], M e max = 31,31[ kg.m] rb : bán kính của bánh xe [ m ] ηt : hiệu suất của hệ thống truyền lực. - Thay các số liệu đã tìm được: G = 7865 (kg ); rb = 0,431 m 0,248 . 7865 . 0,431 ihI = = 5,15 31,31. 6,128 .1. 0,85 - Ở số truyền số 1 của hộp số, lực kéo tiếp tuyến lớn nhất phát ra ở các bánh xe chủ động của ôtô bị hạn chế bởi điểu kiện bám và được thể hiện: 17 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
M e max .ihI .io .i pc .η t Pk max ≤ Pϕ ⇔ ≤ Gϕ .ϕ rb ϕ.Gϕ .rb ⇒ ihI ≤ M e max .io .i fc .ηt Gϕ : trong đó: trọng lượng bám của cầu chủ động, là trọng lượng thẳng đứng với mắt đường tiếp xúc với bánh xe. Ta có: Gϕ = g 2 = 4800 kg - ϕ : hệ số bán dọc từ hệ số cản lăn đã cho f = 0,017 ta tra bảng thì tìm được xe được thử nghiệm trên đường nhựa bê tông tốt ⇒ từ đó dựa vào loại đường tìm được ta chọn được hệ số bán kính dọc theo điều kiện mặt đường khô theo tài liệu hướng dẫn là ϕ = 0,7 . 0,7 . 4800 . 0,431 ⇒ ihI = = 8,88 31,31. 6,128 .1. 0,85 Vậy ta có thể chọn tỉ số truyền ihI trong khoảng 5,15 ≤ ihI ≤ 8.88 Và ta chọn theo điều kiện khắc phục lực cản ⇒ ihI = 5,15 * Xác định tỉ số truyền các số truyền trung gian hộp số. - Muốn chọn hộp số truyền cho hộp số cần dựa vào chủng loại ôtô, động cơ, phạm vi sử dụng của nó. Dựa vào loại xe đã chọn, ta chọn ôtô có 4 cấp số tiến và một số lùi. - Ta tiến hành chọn hệ thống tỉ số truyền trung gian theo cấp số nhân. + chọn tỉ số truyền ở số cao nhất (số 4) là số truyền thẳng ih 4 = 1 ⇒ tiến hành tính các số truyền trung gian. Khi xác định được tỉ số truyền số 1 và số cuối cùng, trị số truyền trung gian được xác định theo công thức: ihm = n−1 ihI−m n trong đó: n: là số cấp số tiến của hộp số m: là chỉ số ở số truyền đang trang tính, m : 2 ÷ 3 với hộp số của chúng ta có 4 cấp số truyền nên ta có: n=4
- tay số 1: ihI = 5,15 ihII = 3 5,152 ≈ 2,98 - tay số 2: ihIII = 3 5,151 = 1,73 - tay số 3: - tay số 4: ihIV = 1 * Xác định tỉ số truyền của số lùi. Trong hộp số trường được bố trí một tỉ số truyền số lùi (kí hiệu iL ). Tỉ số của tỉ số truyền số lùi được chọn lớn hơn tỉ số truyền số 1: iL = (1,2 ÷ 1,3)ihI Chọn iL = 1,25.ihI =1,25.5,15 = 6,44 - Kiểm tra lại điều kiện chuyển động ổn định ở tốc độ nhỏ nhất: 0,377.ne min .rb Vmin = [km / h] io . ihI .i pc ne min = 720 [vòng / phút ] ; rb = 0,431 m Trong đó: io = 6,128; ihI = 5,15; i p1 = 1 0,377 . 720 . 0,431 ⇒ Vmin = = 3,7 km / h 6,128 . 5,15.1 - Vận tốc nhỏ nhất của ôtô khi chuyển động ổn định là Vmin = 3 ÷ 5 km / h ⇒ Vmin thỏa mãn điều kiện chuyển động ổn định khi chuyển động ở số thấp. 5) Tính toán chỉ tiêu về công suất. a) Tính toán chỉ tiêu về công suất. * Phương trình cân bằng công suất. Trường hợp ôtô khách làm việc tổng quát trên dốc nghiêng ngang. N k = N f + Nω ± N i ± N j N k : công suất kéo ở bánh xe chủ động, được xác định trong đó: N k = N e − N t = N e .η t theo công thức: với ηt : hiệu suất truyền lực 19 | P a g e Bµi tËp lín «t« sv: trần Văn Hóa
N e : công suất của động cơ N t : công suất tiêu hao cho tổn thất cơ khí trong hệ thống truyền lực - Nf : công suất tiêu hao cho cản lăn: V N f = G. f cos α . [ ml ] 270 - Nω : công suất tiêu hao cho cản không khí: k .F .V 3 Nω = [ml ] 3500 - N i : công suất tiêu hao cho lực cản lên dốc: V N i = G . sin α . 270 [ml] - N j : công suất tiêu hao do lực cản quán tính khi tăng tốc: G V Nj = . S i . j. [ml ] g 270 - Thay trị số của các đại lượng vào công thức tổng quát ( phương trình cân bằng công suất) ta tìm được phương trình này. Tuy nhiên trong phương trình này chỉ cần xác định thành phần công suất N k , N f , N ω theo vận tốc của từng số truyền của hộp số. - Để xây đựng đồ thị cân bằng công suất ta cần lập bảng chế độ vận tốc dựa trên công thức gần đúng sau: 0,377 . rb . ne Vi = (km / h) io . i fo . i hi rb = 0,431 m; ih1 = 5,15 với io = 6,128; i f = 1; ih 2 = 2,98 ih 3 = 1,73; ih 4 = 1 Bảng II: Bảng chế độ vận tốc theo các số truyền biến thên từ ne min → ne max * Xây dựng đồ thị cân bằng công suất: