TÍNH TOÁN SỨC KÉO ÔTÔ 2

Chia sẻ: Tran Teo | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:18

Thêm vào BST

Báo xấu

437
lượt xem 163
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hiện nay Ôtô có thể phân thành nhiều chủng loại như: ôtô con, tải, khách hay ôtô chuyên dụng .v.v… Ôtô con: dùng để vận chuyển người với số chỗ ngồi ít hơn 10 kể cả người điều khiển; Ôtô khách: dùng để vận chuyển người với số chỗ ngồi từ 10 trở lên kể cả người điều khiển; Ôtô tải: dùng để vận chuyển các loại hàng hóa. Tải trọng chuyên chở: là khối lượng có ích mà ôtô có thể chở được. Vận tốc lớn nhất của Ôtô (Vmax): là tốc độ của ôtô di chuyển trên mặt đường nằm ngang mà ở đường đó không tăng...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: TÍNH TOÁN SỨC KÉO ÔTÔ 2

1. TÍNH TOÁN SỨC KÉO ÔTÔ 1.1. Thiết kế sơ bộ 1.1.1. Các thông số phát thảo a. Chủng loại Ôtô Hiện nay Ôtô có thể phân thành nhiều chủng loại như: ôtô con, tải, khách hay ôtô chuyên dụng .v.v… • Ôtô con: dùng để vận chuyển người với số chỗ ngồi ít hơn 10 kể cả người điều khiển; • Ôtô khách: dùng để vận chuyển người với số chỗ ngồi từ 10 trở lên kể cả người điều khiển; • Ôtô tải: dùng để vận chuyển các loại hàng hóa. c. Tải trọng chuyên chở: là khối lượng có ích mà ôtô có thể chở được. e. Vận tốc lớn nhất của Ôtô (Vmax): là tốc độ của ôtô di chuyển trên mặt đường nằm ngang mà ở đường đó không tăng tốc được nữa. 1.1.2. Xác định các thông số ban đầu 1.1.2.1. Xác định các hệ số a. Xác định hệ số bám (φd) Muốn cho Ôtô máy kéo có thể di chuyển được thì ở vùng tiếp xúc giữa bánh xe cầu chủ động với mặt đường phải có độ bám (hệ số bám) nhất định. Hệ số bám này phụ thuộc vào nguyên liệu, tình trạng mặt đường … Vì vậy, để có số liệu trong quá trình tính toán cần phải dựa vào bảng 1 chọn giá trị trung bình của hệ số bám ứng với chất liệu và tình trạng mặt đường. Bảng giá trị trung bình của hệ số bám (φd) Bảng 1 Hệ số bám (φd) Kết cấu của mặt đường Ở trạng thái mặt đường Khô Ướt Bêtông nhựa và bêtông Xi-măng mới 0.70 ÷ 0.80 0.50 ÷ 0.60 Bêtông nhựa và bêtông Xi-măng mòn - sạch 0.70 ÷ 0.80 0.35 ÷ 0.45 Bêtông nhựa và bêtông Xi-măng có bùn đất 0.40 ÷ 0.50 0.30 ÷ 0.40 Lát đá 0.45 ÷ 0.70 0.30 ÷ 0.40 Rải đá 0.45 ÷ 0.65 0.30 ÷ 0.40 Đá dăm 0.45 ÷ 0.50 0.40 ÷ 0.55 Đất nện chặt 0.50 ÷ 0.60 0.30 ÷ 0.40 Đất cát 0.50 ÷ 0.60 0.60 ÷ 0.70 Đường đất tình trạng xấu (ướt có bùn lầy) 0.15 ÷ 0.30 0.10 ÷ 0.15 b. Xác định hệ số cản lăn (f) của mặt đường Tich số giữa hệ số cản lăn (f) với trọng lượng toàn bộ (Ga) của Ôtô là lực cản lăn. Lực cản lăn sinh ra khi các bánh xe chuyển động trên mặt đường, lực cản lăn xem như ngoại lực có phương song song với mặt đường, ngược chiều chuyển động, có điểm đặt tại vùng tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đường.
Do tính chất cơ lý và trạng thái của mặt đường … khi bánh xe lăn chính là một trong những nguyên nhân ảnh hưởng đến hệ số cản lăn. Ngoài ra, còn yếu tố quan trọng có ảnh hưởng đến hệ số cản lăn là tốc độ của Ôtô và thực nghiệm chứng tỏ rằng khi Ôtô chuyển động ≤ 80km/h thì trị số của hệ số cản lăn hầu như không thay đổi và khi tính toán lấy giá trị trung bình dựa vào bảng 2 dưới đây: Giá trị trung bình của hệ số cản lăn (f0) Bảng 2 Trạng thái Hệ số cản lăn (f0) Kết cấu của mặt đường mặt đường Tương ứng Tốt 0.012 ÷ 0.018 Bêtông nhựa và bêtông Xi-măng Trung bình 0.018 ÷ 0.020 Tốt 0.020 ÷ 0.022 Lát đá (đá phiến) Trung bình 0.022 ÷ 0.025 Tốt 0.025 ÷ 0.030 Rải đá (đá suối) Trung bình 0.030 ÷ 0.035 Đá dăm 0.023 ÷ 0.025 Khô 0.025 ÷ 0.035 Đất nện chặt Ướt 0.050 ÷ 0.150 Khô 0.100 ÷ 0.300 Đất cát Ướt 0.080 ÷ 0.100 Khi tốc độ của ôtô V > 80km/h thì hệ số cản lăn (f) sẽ được tính theo biểu thức:  V2  f = f 0 1 +  1500    Với: V là vận tốc của ôtô [m/s] Và khi ôtô chuyển động trên mặt đường nhựa tốt hay nhựa – bê tông thì hệ số cản lăn (f) cũng có thể tính theo công thức:  32 + V  f =   2800  c. Xác định hệ số cản tổng cộng (ψ ) của mặt đường Hệ số cản tổng cộng (ψ = f + i ) là tổng của hai hệ số cản lăn (f) và độ dốc của mặt đường (i), nhưng mặt đường thử nghiệm là mặt đường nằm ngang, nên i = 0 và hệ số cản tổng cộng chính hệ số cản lăn. 1.1.2.2. Xác định hiệu suất của hệ thống truyền lực Có chủng loại Ôtô, dựa vào bảng 3 sẽ chọn được hiệu suất (η t ) trung bình. Hiệu suất của hệ thống truyền lực (ηt) bằng thực nghiệm Bảng 3 Loại Ôtô Hiệu suất Du lịch Tải - Khách Nhiều cầu chủ động
ηt ηt = 0.85 ÷ 0.90 ηt = 0.80 ÷ 0.85 ηt = 0.75 ÷ 0.80 Hiệu suất của hệ thống truyền lực được tính theo biểu thức sau: η t = η lη hη cdη oη c Trong đó: η l - hiệu suất của ly hợp; η h - hiệu suất của hộp số và hộp số phụ; η cd - hiệu suất của cardan; η o - hiệu suất của truyền lực chính – vi sai; η c - hiệu suất của truyền lực cuối cùng. 1.1.2.3. Diện tích cản chính diện (F), hệ số cản khí động học (K) và nhân tố cản khí động học (W). Dựa vào bảng 4 và chủng loại ôtô thiết kế, sẽ chọn được các giá trị trung bình của hệ số dạng khí động học (K), diện tích cản chính diện (F), nhân tố cản khí động học (W) Giá trị trung bình của hệ số dạng khí động học (K), Bảng 4 diện tích cản chính diện (F), nhân tố cản khí động học (W) Hệ số dạng khí Diện tích cản Nhân tố cản Loại Ôtô động học (K) chính diện (F) khí động (W) 2 4 2 [daNs / m ] [m ] [daNs2 / m2] Có mui 0.20 ÷ 0.035 1.6 ÷ 2.8 0.030 ÷ 0.090 Du lịch Không có mui 0.04 ÷ 0.05 1.5 ÷ 2.0 0.060 ÷ 0.100 Đầu dài 0.05 ÷ 0.07 0.030 ÷ 0.040 Tải Đầu bằng 0.07 ÷ 0.08 3÷5 0.040 ÷ 0.050 Thùng kín 0.08 ÷ 0.115 0.050 ÷ 0.072 Nội thành 0.05 ÷ 0.06 4.5 ÷ 6 0.030 ÷ 0.036 Khách Liên tỉnh 0.04 ÷ 0.07 0.025 ÷ 0.040 1.1.3. Trọng lượng trên Ôtô 1.1.3.1. Xác định trọng lượng toàn bộ của Ôtô (Ga) Để thuận tiện cho việc tính toán, quy định chung: một hành khách có trọng lượng trung bình là 600N và được mang theo một lượng hành lý tương đương (600N). a. Trọng lượng bản thân Ôtô, G0[N] Trọng lượng của bản thân là khi đổ đầy nhiên liệu, dầu bôi trơn, nước làm mát Có hai cách để tính G0, đó là: - Cách thứ nhất: dựa vào ôtô mẫu ở trên, nên có thể chọn: G0 ứng với Ôt ô mẫu - Cách thứ hai: theo chủng loại Ôtô thiết kế, dựa vào bảng 5 Hệ số khai thác (KG) theo bảng Bảng 5 Loại Ôtô KG
a. Cở nhỏ (trọng lượng toàn bộ < 15000N) 1.15 b. Cở trung (trọng lượng toàn bộ từ 15,000N ÷80,000N) 1.15 ÷ 1.00 c. Cở nhỏ (trọng lượng toàn bộ > 80,000N) 0.80 ÷ 0.75 d. Đoàn Ôtô (rơ moóc, nửa rơ moóc) 0.75 ÷ 0.70 Sẽ chọn hệ số khai thác (KG) và theo biểu thức: G  KG =  t G  ⇔ G0 = K G .Gt [N]   0  a. Tải trọng chuyên chở, Gt [N] Tải trọng chuyên chở là tải trọng có ích mà Ôtô có thể chở được. - Đối với Ôtô con và khách Được tính theo biểu thức sau: Gt = (m1 + m2).n [N]; Trong đó: m1 – trọng lượng của một người [N]; m2 – trọng lượng hành lý của một người [N]; n – lượng người theo thiết kế. - Đối với Ôtô tải Theo quy định là tải trọng hàng hóa chuyên chở, trong đó có tính cả trọng lượng của hai (hoặc ba) người điều khiển, và được tính chung là: Gt [N]; c. Trọng lượng toàn bộ của Ôtô, Ga[N] Được tính theo biểu thức sau: Ga = (Gt + G0)[N] 1.1.3.2. Phân bố tải trọng (Ga) lên các dầm cầu của Ôtô Phân bố tải trọng Ga lên hai trục (dầm cầu) dựa vào chủng loại Ôtô trong bảng 6 Trọng lượng phân bố tải trọng ở trạng thái tĩnh Bảng 6 Trọng lượng phân bố lên các trục của bánh xe Loại Ôtô Phía trước (G1) Phía sau (G2) Ôtô Con 50%Ga 50%Ga Ôtô Tải & Khách (25 ÷ 30)% Ga (70 ÷ 75)% Ga 1.1.4. Chọn lốp Ôtô a. Tải đặt lên lốp Ôtô của một dầm cầu Dựa tải trọng phân bố G1[N] và G2[N], sẽ xác định được tải trọng tác dụng lên một lốp xe dựa theo biểu thức sau: Gi Gbi = nbi Trong đó: Gbi– trọng lượng đặt lên một bánh xe dầm cầu chịu tải lớn, [N]; Gi – trọng lượng của Ôtô phân bố lên dầm cầu thứ i, [N];
nbi – số bánh xe ở dầm cầu thứ i chịu tải, [N]. b. Chọn lốp Ôtô Chọn lốp ôtô phụ thuộc vào: - Chủng loại Ôtô ; - Sức chịu tải; - Theo chế độ chuyển động (vận tốc chuyển động, loại mặt đường) … Và dựa theo bảng tính năng kỹ thuật và kích thước lốp Ôtô, chọn được lốp và có: Bán kính lăn (rb) của bánh xe được tính: rb = λ.r0; [m] Trong đó: r0 – bán kính thiết kế của bánh xe; [m] λ – hệ số tính đến ảnh hưởng sự biến dạng của lốp Ôtô 1.1.5. Chọn động cơ và xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ 1.1.5.1. Chọn động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu Trên Ôtô thường lắp đặt các loại động cơ đốt trong sau: • Động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu xăng: - Loại có bộ phận hạn chế số vòng quay; - Loại có bộ phận hạn chế số vòng quay. • Động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu Diesel; • Động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu khác. 1.1.5.2. Xác định công suất cực đại của động cơ a. Xác định công suất của động cơ ứng với vận tốc cực đại của Ôtô Khi Ôtô chuyển trên mặt đường có hệ số cản tổng cộng thì công suất ứng với vận tốc cực đại được tính theo công thức: N eV max = 1 ηt [ ] Ga .ψ .Vmax + K .F .Vmax ; [W]. 3 Trong đó: ηt - hiệu suất của hệ thống truyền lực; Ga – trọng lượng toàn bộ của Ôtô, [N];
ψ – hệ số cản tổng cộng của mặt đường (ψ = f + i); f – hệ số cản lăn của các bánh xe với mặt đường; i – hệ số cản độ dốc của mặt đường; Vmax – vận tốc lớn nhất của Ôtô, [m/s]; K – hệ số cản khí động học, [N.s2/m4]; F – diện tích cản chính diện, [m2]. Để các thiết bị như: máy nén khí, máy phát điện, vv…cùng làm việc khi Ôtô chuyển động với vận tốc tối đa thì công suất chọn phải lớn hơn công suất tính khoảng (15 ÷ 20)% . Như vậy, Công suất chọn ứng với vận tốc cực đại sẽ được tính theo biểu thức sau: N eV max = (115 ÷ 120 ) %. 1 ηt [ ] Ga .ψ .Vmax + K .F .Vmax ; [W]. 3 b. Xác định công suất cực đại của động cơ Công suất ứng với từng giá trị số vòng quay động cơ được viết theo công thức thực nghiệm của S.R.Lây Décman:  n  ne  2  ne   3 N e = N e max a e + b.  n  − c. n   , [W];     nN   N  N   Trong đó: Nemax – công suất cực đại của động cơ, [W]; ne – số vòng quay của trục khuỷu ứng với từng giá trị công suất, [v/ph]; nN – số vòng quay của trục khuỷu ứng với công suất cực đại, [v/ph]; a, b, c – các hệ số thực nghiệm của S.R.Lây Décman; Khi: Ne = NeVmax thì ne = neVmax và Nemax sẽ được tính theo biểu thức: N eV max N e max = 2 3 n n  n  , [W]; a. eV max + b. eV max  − c. eV max   n   n  nN  N   N  neV max Với: λ = nN Các hệ số thực nghiệm của S.R.Lây Décman: a, b, c và hệ số λ được chọn dựa vào bảng 8 Các hệ số a, b, c và λ của loại động cơ đặt trên Ôtô Bảng 8 Ôtô sử dụng động cơ Diesel Hệ số Xăng 4 kỳ - có buồng cháy: 2 kỳ Trực tiếp Dự bị Xoáy lốc
a 1 0.50 0.60 0.70 0.87 b 1 1.50 1.40 1.30 1.13 c 1 1.00 1.00 1.00 1.00 Bộ phận hạn chế số vòng quay Có Không λ= 0.8 ÷ 0.9 1.1 ÷ 1.3 0.8 ÷ 0.9 c. Chọn động cơ và xác định đường đặc tính ngoài thực tế c.1. Chọn động cơ thực tế Trong một nhóm động cơ đốt trong sử dụng cùng loại nhiên liệu có cùng công suất định mức (Nen) nhưng số vòng quay định mức (nen) lại khác nhau thì việc chọn động cơ nào để lắp lên các Ôtô thiết kế cùng công suất Nen cần phải dựa trên số vòng quay nen, nếu: - Ôtô thiết kế là tải hay khách thì chọn động cơ có số vòng quay n en được chọn lấy giá trị nhỏ; - Ôtô thiết kế là con thì chọn động cơ có số vòng quay nen được chọn lấy giá trị lớn. c.2. Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ c.2.1. Phương trình đường 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 S.R.Lây Décman:  n  ne  2 n  3  N e = f1 (ne ) = N e max a e + b.  − c. e n  n    , [W];  nN   N  N    - Phương trình Mômen xoắn ứng với từng giá trị số vòng quay của trục khuỷu động cơ động cơ được viết theo biểu thức dưới đây: Ne 30.N e M e = f 2 ( ne ) = = [] ωe π.ne 30.N e max  ne  2 3  ne  n  ⇔ M e = f (ne ) = .a + b.  − c. e n  n    [] π .ne  nN  N  N     Trong đó: 2π .ne ωe = - tốc độ góc của trục khuỷu động cơ, [rad/s]; 60 c.2.2. Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ c.2.2.1. Lập bảng biến thiên
Bảng biến thiên với 3 thông số sau: • Số vòng quay (ne) - Đối với động cơ Diesel Vòng quay ổn định nhỏ nhất ( ne min ) của động cơ không lớn hơn 30% vòng quay định mức ( nen ). Nó sẽ giúp Ôtô chuyển động ổn định ở vận tốc nhỏ nhất (Vmin = 3 ÷ 5 km/h) Vòng quay lớn nhất ( ne max ) của động cơ lớn hơn không quá 3% vòng quay định mức ( nen ) • Công suất động cơ - Công suất cực đại ( N e max ) là công suất có ích do động cơ phát ra trong thời gian ngắn, không vượt quá 10% công suất định mức ( N en ); - Công suất định mức ( N en ) là công suất có ích do động cơ phát ra ứng với số vòng quay định mức ( nen ); - Công suất định mức ( N en ) là công suất có ích do động cơ phát ra ứng với số vòng quay định mức ( nen ) • Mômen xoắn động cơ Giá trị N e = f1 (ne ) và M e = f 2 (ne ) phụ thuộc vào biến ne được chọn từ đoạn (nemin÷ nemax). neV max λ= ⇔ ne max = neV max = λ .nN nN Lập bảng biến thiên ne N e = f1 (ne ) M e = f 2 (ne ) nemin 0.05.nN 0.10.nN … 0.75.n N nemax= neVmax = λ.nN Chú ý: Trong quá trình lập bảng biến thiên nên chú ý đến các giá trị: - Mômen xoắn cực đại ( M e max ) và số vòng quay ( neM ) ứng với M e max
- Công suất cực đại ( N e max ), mômen xoắn định mức ( M en ) của động cơ và số vòng quay (neN) ứng với N e max ; - Công suất có ích ( N eV max ) và số vòng quay neVmax ứng với vận tốc cực đại (Vmax) c.2.2.2. Kiểm tra theo các chỉ tiêu c.2.2.3. Vẽ đường đặc tính ngoài của động cơ Dựa vào các giá trị ne , N e , M e trong bảng biến thiên vẽ đồ thị N e = f1 (ne ) , M e = f 2 (ne ) 1.1.6. Tỷ số truyền của hệ thống truyền lực NeN 1.1.6.1. Tỷ số truyền của truyền lực chính (i0) Tỷ số truyền của truyền lực chính (i0) được tính theo công thức sau: 2π .rb .neV max π .rb .neV max i0 = = 60.ihn .i pc .Vmax 30.ihn .i pc .Vmax Trong đó: rbx – bán kính bánh xe, [m]; nemax – số vòng quay lớn nhất của động cơ, [v/ph]; Vmax – vận tốc lớn nhất của Ôtô, [m/s]; ipc – tỷ số truyền của hộp số phụ ở số truyền cao, có thể chọn ipc = (1 ÷ 1.5); ihn – tỷ số truyền ở số truyền cao của hộp số: - Nếu là truyền thẳng thì ihn = 1; - Nếu là truyền tăng thì ihn = (0.7 ÷ 0.85) < 1 trang 132 LTOT. 1.1.6.2. Xác định tỷ số truyền của hộp số và hộp số phụ a. Xác định tỷ số truyền ở số 1 của hộp số • Ở tỷ số truyền số 1 của hộp số Ôtô phải vượt qua ψ (ψ = f + i ) Số 1 có tỷ số truyền cao nhất trong dãy số của hộp số, tốc độ tương ứng là chậm nhất [(3÷5) km/h], Ôtô phải di chuyển ở loại đường (f) đã chọn và vượt qua được một độ dốc (i) theo yêu cầu hoặc dựa vào bảng 9. Như vậy, cần chọn lực kéo tiếp tuyến ở bánh xe chủ động của Ôtô 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 thỏa điều kiện: PK 1 max ≥ ψ max .Ga + W .Vh2 [] 1 Độ dốc (i) thường sử dụng để Ôtô vượt qua ở số truyền của Bảng 9 số 1 - Ôtô có một cầu chủ động i = (17 ÷19)0 - Ôtô có nhiều cầu chủ động i = (28 ÷32)0
Do tốc độ nhỏ [(3÷5) km/h], có thể bỏ qua lực cản không khí và điều kiện của lực kéo của số 1 trên có thể viết: PK 1 max ≥ ψ max .Ga M e max .i0 .ih1 .i pc .η t ⇔ ≥ ψ max .Ga rbx ψ max .Ga .rbx ⇔ i h1 ≥ M e max .i0 .i pc .η t Trong đó: ih1 – tỷ số truyền của số 1 ; Memax – mômen xoắn cực đại, [N.m]; Ga – trọng lượng toàn bộ của Ôtô thiết kế, [N]; rbx – bán kính bánh xe, [m]; f – hệ số cản lăn giữa bánh xe với mặt đường ứng với vận tốc lớn nhất (Vmax) của Ôtô; i – độ dốc mà Ôtô thiết kế sẽ vượt qua ở số 1; ψ = ( f + i ) – hệ số cản tổng cộng lớn nhất của mặt đường ứng với Ôtô chuyển động ở số 1; i0 – tỷ số truyền của truyền lực chính; iPC – tỷ số truyền của hộp phân phối; ηt – hiệu suất của hệ thống truyền lực. • Ở tỷ 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 điều kiện bám, và được thể hiện: PK 1 max ≤ Pϕ PK 1 max − Ga .Sin(i ) ≤ Gϕ .ϕ M e max .i h1 .i pc .i0 .η t Hay − Ga .Sin(i ) ≤ Gϕ .ϕ rbx Ga .Sin(i ) + Gϕ .ϕ .rbx i h1 ≤ M e max .i0 .i pc .η t Trong đó: Pφ – lực bám ở các bánh xe của cầu chủ động với mặt đường; Gφ – trọng lượng bám của cầu chủ động; φ – hệ số bám giữa bánh xe chủ động với mặt đường; Chú ý:
Trong quá trình tính toán, nếu điều kiện bám không thỏa mãn thì phải tính lại trọng lượng phân bố lên cầu chủ động, nghĩa là phải bố trí. b. Xác định tỷ số truyền ở các số trung gian Muốn chọn cấp số truyền cho hộp số cần dựa vào chủng loại Ôtô, động cơ, phạm vi sử dụng của nó. Tiến hành tính các số truyền trung gian sau khi đã xác định được tỷ số truyền số 1: Có hai phương pháp xác định tỷ số truyền trung gian trong hộp số: b.1. Phương pháp thứ nhất Chọn hệ thống tỷ số truyền trung gian theo cấp số nhân • Khi tỷ số truyền ở số n là số truyền thẳng: i hn = 1 - Có công bội: q = n −1 i h1 ; Và tỷ số truyền của các số truyền trung gian được xác định sau: - Tỷ số truyền ở tay số 1 là: ih1 - Tỷ số truyền ở tay số n là: ihn = 1 - Tỷ truyền ở tay số 2 là: i2 = n −1 i1( n − 2 ) - Tỷ truyền ở tay số 3 là: i3 = n −1 i1( n −3 ) - Tỷ truyền ở tay số n là: in = n −1 i1( n − n ) = n −1 i 1 • Khi tỷ số truyền ở số n là số truyền tăng ihn = ( 0.7 ÷ 0.85) Số truyền trước đó (n-1) là số truyền thẳng: ih ( n −1) = 1 . - Có công bội: q = n −2 i h1 Và tỷ số truyền của các số truyền trung gian được xác định sau: Tỷ số truyền thứ k sẽ là: ik = n −2 ihn −( 1+ k ) ] [ 1 b.1. Phương pháp thứ nhất Chọn hệ thống tỷ số truyền trung gian theo cấp số điều hòa (tham khảo tài liệu) c. Tỷ số truyền số lùi Tỷ số truyền của số lùi (il) thường chọn: iL = (1.2 ÷ 1.3).ih1 d. Tỷ số truyền hộp số phụ ( iPC) Tỷ số truyền của số lùi (iL) thường chọn: - Tỷ số truyền ở số cao, thường lấy: iPC = (1.0 ÷ 1.5) - Tỷ số truyền ở số thấp được xác định theo điều kiện không có sự trượt quay của các bánh xe chủ động:
ϕ .Gi .rbx i PC = M e max .i0 .ih1 .η t Trong đó: Pφ – lực bám ở bánh xe của cầu chủ động với mặt đường; Gi – trọng lượng bám được của cầu chủ động i; φ = (0.6 ÷ 0.8) – hệ số bám giữa bánh xe chủ động với mặt đường. Chú ý: Sau khi tìm được giá trị tỷ số truyền ở số thấp, cần kiểm tra lại theo điều kiện chuyển động ổn định ở tốc độ nhỏ nhất (Vmin) của Ôtô. 1.1.7. Xây dựng các đường đặc tính của Ôtô I.1.7.1. Đường đặc tính cân bằng công suất của Ôtô Trên mặt đường ngang (α = 0), Ôtô chuyển động ổn định khi J = 0, thì: a. Phương trình cân bằng công suất a.1. Phương trình cân bằng công suất (Ne) của động cơ có dạng: 1 1 Ne = .(Nf +NW) = .(f.Ga.V + WV3) ηt ηt Tương ứng với phương trình cân bằng công suất (Nei) của động cơ ở từng tay số: 1 1 .(Nfi +NWι) = (f.Ga.Vhi + WVhi ) 3 Nei = ηt ηt 2.π .rbx .nei π .rbx .nei Với: Vhi = = [m/s] 60.i hi .i0 .i pc 30.i hi .i0 .i pc Như vây: Phương trình cân bằng công suất (Nei) của động cơ ở từng tay số: 1 (f.Ga.Vhi + WVhi ) 3 Nei = f(ne) = ηt π .rbx .nei Với: Vhi = [m/s] 30.i hi .i0 .i pc Trong đó: η t – hiệu suất của hệ thống truyền lực; f – hệ số cản lăn; Ga– trọng lượng của Ôtô, [N]; V – vận tốc của Ôtô, [m/s]; Vhi – vận tốc của Ôtô ở tỷ số truyền của số thứ i , [m/s]; W – nhân tố cản khí động, [N.s2/m2];
rbx – bán kính bánh xe, [m]; nei – số vòng quay ứng với số i, [V/ph]; ihi – tỷ số truyền của số i ; i0 – tỷ số truyền của truyền lực chính; iPC – tỷ số truyền của hộp phân phối; a.2. Phương trình cân bằng công suất của động cơ (NK) ở các bánh xe chủ động: NK = (Nf +NW) = f.Ga.V + WV3[] Tương ứng với phương trình cân bằng công suất (NKi) ở từng tay số tại các bánh xe chủ động: 3 NKi = (Nfi +NWι) = f.Ga.Vhi + WVhi Như vây: Phương trình cân bằng công suất (NKi) ở từng tay số tại các bánh xe chủ động: 3 NKi = f(ne) = f.Ga.Vhi + W. Vhi π .rbx .nei Với: Vhi = [m/s] 30.i hi .i0 .i pc b. Bảng số liệu của đường đặc tính cân bằng công suất ne1 Vh1 Vh2 Vh3 Ne1 NK1 Ne2 NK2 Ne3 NK3 Nf3 ΝW3 (vg/ph) (m/s) (m/s) (m/s) c. Đường đặc tính cân bằng công suất của Ôtô (Được xây dựng trên hệ trục tọa độ trên Đề các, trục hoành thể hiện giá trị của vận tốc – V - và trục tung thể hiện các giá trị Nei, NKi, và Nf, ΝW) 1.2.5.2. Đường đặc tính cân bằng lực kéo của Ôtô Điều kiện để Ôtô máy kéo có thể chuyển động: Pϕ ≥ PKi ≥ Pf ± Pi +PW ± PJ +Pm Trong đó: Pϕ − lực bám của bánh xe chủ động với mặt đường; Pf − lực cản lăn của bánh xe với mặt đường; Pi − lực cản lên dốc; PW − lực cản không khí; PJ − lực quán tính; Pm − lực bám ở móc kéo; PKi − lực kéo. Xét trường hợp Ôtô máy kéo:
- Không kéo moóc, tức: Pm = 0; - Chuyển động đều (ổn định), nghĩa là: J = 0, tức: PJ = 0; - Chuyển động trên mặt đường nằm ngang, nghĩa là: i = 0, tức Pi = 0; Với trường hợp trên thì điều kiện để Ôtô máy kéo có thể chuyển động: Pϕ ≥ PKi ≥ Pf + PW a. Đồ thị lực bám (Pϕ ) Phương trình lực bám (Pϕ ) của bánh xe chủ động với mặt đường nằm ngang được viết như sau: Pϕ = f (V ) = Gϕ..ϕ = mi.Giφ.φ Trong đó: mi – hệ số phân bố tải trọng lên cầu chủ động thứ i khi Ôtô chuyển động; Gφ– trọng lượng bám của Ôtô ở cầu chủ động, [N]; φ – hệ số bám; Phương trình lực bám Pϕ của Ôtô được thể hiện bằng đồ thị trên hệ trục tọa độ có mối quan hệ giữa lực kéo tiếp tuyến (PK) phát ra ở các bánh xe chủ động phụ thuộc vào vận tốc (V) của Ôtô, nghĩa là P = f (V ) nó có dạng là một đường thẳng song song với trục (V). b. Đồ thị lực cản lăn ( Pf ) Phương trình lực cản lăn ( Pf ) giữa các bánh xe với mặt đường, được viết: Pf = Ga . f [N] Trong đó: Ga – trọng lượng toàn bộ của Ôtô, [N]; f – hệ số cản lăn giữa các bánh xe với mặt đường, nó phụ thuộc tốc độ của Ôtô, trường hợp vận tốc (V): • V ≤ 80km/h, thì sử dụng hệ số cản lăn: f = f0, với: f0 lấy từ bảng 2 Phương trình lực cản lăn ( Pf ) giữa các bánh xe với mặt đường: Pf = Ga.f0 [N] • V > 80km/h, hệ số cản lăn (f) được tính từ biểu thức:  V2  f = f 0 1 +  1500  , với: f0 lấy từ bảng 2    Phương trình lực cản lăn ( Pf ) giữa các bánh xe với mặt đường:  V2  Pf = f ( ne ) = Ga . f 0 1 + hi  , [N]  1500   
π .rbx .nei Có: Vhi = [m/s] 30.i hi .i0 .i pc Phương trình lực cản lăn Pf của Ôtô được thể hiện bằng đồ thị trên hệ trục tọa độ có mối quan hệ giữa lực kéo tiếp tuyến (PK) phát ra ở các bánh xe chủ động phụ thuộc vào vận tốc (V) của Ôtô, nghĩa là P = f (V ) nó có dạng là: - Một đường thẳng song song với trục (V) khi vận tốc của ôtô máy kéo còn nhỏ hơn hoặc bằng 80km/h - Và khi vận tốc này tăng lớn hơn 80km/h thì đồ thị này bắt đầu cong có dạng của một nhánh Parabol theo phương trình lực cản lăn (Pf) tương ứng. c. Đồ thị tổng lực cản của không khí ( PW ) và lực cản lăn ( Pf ) Phương trình tổng lực cản của không khí ( PW ) và lực cản lăn ( Pf ) của Ôtô, được viết: PC = PW + Pf = f (ne ) = W .Vhi + Ga . f [N] 2 Trong đó: PW = W .Vhi - lực cản không khí; 2 W – nhân tố cản khí động, [N.s2/m2]; Vhi – vận tốc của Ôtô ở tỷ số truyền của số thứ i , [m/s]; Phương trình lực cản tổng PC = PW + Pf của Ôtô được thể hiện bằng đồ thị trên hệ trục tọa độ có mối quan hệ giữa lực kéo tiếp tuyến (PK) phát ra ở các bánh xe chủ động phụ thuộc vào vận tốc (V) của Ôtô, nghĩa là P = f (V ) và khi vận tốc của nó: - Còn nhỏ hoặc bằng 80km/h thì đồ thị thể hiện dựa theo phương trình sau: PC = PW + Pf 0 = f (V ) = W .Vh2 + Ga . f 0 1 - Lớn hơn 80km/h thì đồ thị thể hiện dựa theo phương trình sau:  V2  PC = PW + Pf 0 = f (V ) = W .Vh2 + Ga . f 0 1 + 1  1500    Với: f0 lấy từ bảng 2 d. Đồ thị lực kéo ( PKi ) Phương trình lực kéo ứng với từng số trên Ôtô, được viết: M e .ihi .i0 .i pc .η t 30.N e .ihi .i0 .i pc .η t PK .i = = rbx π .ne .rbx N e 30.N e Với M e = f (ne ) = = ωe π .ne
Trong đó: Me – moment xoắn của trục khuỷu động cơ trên Ôtô, được trích từ bảng số liệu của đường đặc tính ngoài của động cơ, [N.m]; Ne – công suất có ích ứng với mỗi giá trị số vòng quay (ne) của động cơ ihi – tỷ số truyền của tay số thứ i; i0 – tỷ số truyền của truyền lực chính; η t – hiệu suất của hệ thống truyền lực; rbx – bán kính bánh xe, [m]; Phương trình lực kéo (PΚi) ứng với từng số i của Ôtô được thể hiện bằng đồ thị theo từng số trên hệ trục tọa độ có mối quan hệ giữa lực kéo tiếp tuyến ( PK) phát ra ở các bánh xe chủ động phụ thuộc vào vận tốc (V) của Ôtô, nghĩa là P = f (V ) . e. Đường đặc tính cân bằng lực kéo của Ôtô Khi Ôtô máy kéo: - Chuyển động đều (ổn định), nghĩa là: J = 0, tức: PJ = 0; - Chuyển động trên mặt đường nằm ngang, nghĩa là: i = 0, tức Pi = 0; - Không kéo moóc, tức: Pm = 0; Thì phương trình cân bằng lực kéo được biểu thị: PKi = PC = Pf + PWi Đường đặc tính cân bằng lực kéo của Ôtô máy kéo trên hệ trục tọa độ có mối quan hệ giữa lực kéo tiếp tuyến (PK) phát ra ở các bánh xe chủ động phụ thuộc vào vận tốc (V) của Ôtô, nghĩa là P = f (V ) . - Lập bảng số liệu: Bảng số liệu của đường đặc tính cân bằng lực kéo Bảng ne Pφ PK1 PK2 PK3 …… Pf PW Pf + PW (v/ph) - Dựng đường đặc tính trong hệ trục đề các (V, f (V ) ) dựa vào số liệu của bảng 1.2.5.3. Đường đặc tính động lực học của Ôtô khi chất đủ tải Nhân tố động lực học (Di) ứng với từng số i là mối quan hệ giữa hiệu số của lực kéo tiếp tuyến (PKi) với lực cản không khí (PWi) ứng với từng số i, chia cho trọng lượng toàn bộ (Ga) của Ôtô, được viết: p Ki − pWi  M e .i hi i0 .η t 2 1 Di = = − W .Vhi . Ga  rb  Ga Trong đó: Me – moment xoắn trục khuỷu động cơ, [N.m];
ihi – tỷ số truyền số thứ i; i0 – tỷ số truyền của truyền lực chính; η t – hiệu suất hệ thống truyền lực; rbx – bán kính bánh xe, [m]; W – nhân tố cản khí động, [N.s2/m2]; Vhi – vận tốc Ôtô ở tỷ số truyền số thứ i , [m/s]; Ga – trọng lượng toàn bộ Ôtô, [N]; Nhân tố động lực học của Ôtô tính theo điều kiện bám (Dφ) được tính theo biểu thức sau: Pϕ − Pω mi .Giϕ .ϕ − W .Vhi 2 Dϕ = = Ga Ga Trong đó: mi – hệ số phân bố tải trọng lên cầu chủ động khi Ôtô chuyển động; G2φ = G2.m2 – trọng lượng bám ở cầu chủ động phía sau, [N]; φ – hệ số bám; Để Ôtô chuyển động được trên mặt đường ngang (i = 0), Dϕ ≥ Di ≥ f 1.2.5.3. Đường đặc tính động lực học của Ôtô khi tải trọng thay đổi Nhân tố động lực học Ôtô tương ứng với trọng lượng bất kỳ được tính theo biểu thức sau: DX.GX =Di.Ga Trong đó: DX – nhân tố động lực học tương ứng trọng lượng mới của Ôtô; [] GX – trọng lượng mới của Ôtô; [] Di – nhân tố động lực học của Ôtô tương ứng khi chất đủ tải. [] Ga – trọng lượng khi Ôtô chất đủ tải; [] Đặt: GX tan α = Ga Với: α − góc của tia ứng với số phần trăm (%) tải trọng sử dụng so với tải trọng định mức của Ôtô c. Đường đặc tính của nhân tố động lực học - Bảng số liệu của nhân tố động lực học
ne Pϕ − Pω GX f Me Vh1 D1 Vh2 D2 Vh3 D3 Pφ PP .% (v/ph) Ga Ga Đường đặc tính nhân tố động lực học của Ôtô. ( Được xây dựng trên hệ trục tọa độ trên Đề các, trục hoành thể hiện giá trị của vận tốc và nhân tố động lực học (V, D) - và trục tung thể hiện các giá trị f, D i, và Dϕ )