Đồ án lý thuyết ô tô Tính toán và xây dựng đồ thị động lực học của xe STAREX (cứu thương hyundai starex)
MỤC LỤC
Lời nói đầu ................................................................................................................. 2
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU ĐỒ ÁN............................................................. 3
1.1.Đối tượng nghiên cứu :......................................................................... 3
1.2. Phạm vi nghiên cứu :........................................................................... 3
- 2.1. Đường đặc tính ngoài của động cơ đốt trong........................................ 3
1.2.2. Đồ thị cân bằng lực kéo..................................................................... 3
1.2.3. Đồ thị nhân tố động lực học............................................................... 3
1.2.4.Đồ thị cân bằng công suất.................................................................. 3
1.2.5. Đồ thị gia tốc.................................................................................... 3
1.2.6. Đồ thị gia tốc ngược của ô tô.............................................................. 3
1.2.7.Đồ thị xác định thời gian tăng tốc của ô tô........................................... 4
1.2.8. Đồ thị thời gian và quãng đường tăng tốc ô tô...................................... 4
1.2.9. Đồ thị quãng đường tăng tốc của ô tô.................................................. 4
1.3. Mục tiêu nghiên cứu............................................................................. 4
CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC........................................... 6
2.1. Đường đặc tính ngoài của động cơ đốt trong........................................... 6
2.2. Đồ thị cân bằng lực kéo........................................................................ 8
2.3. Đồ thị nhân tố động lực học................................................................ 11
2.4. Đồ thị cân bằng công suất................................................................... 13
2.5. Đồ thị gia tốc..................................................................................... 15
2.6. Đồ thị gia tốc ngược........................................................................... 17
2.7. Đồ thị xác định thời gian và quãng đường tăng tốc của ô tô.................... 18
2.7.1.Đồ thị xác định thời gian tăng tốc...................................................... 18
2.7.2. Đồ thị xác định quãng đường tăng tốc của ô tô................................... 21
2.8. Đồ thị quãng đường và thời gian tăng tốc của ôtô.................................. 22
Kết luận:............................................................................................................................ 25
Tài liệu tham khảo:................................................................................... 26
Lời nói đầu
Trong thời đại đất nước đang trên còn đường phát triển Công nghiệp hóa – Hiện đại hóa, từng bước phát triển đất nước. Trong xu thế của thời đại khoa học kỹ thuật của thế giới ngày một phát triển cao. Để hòa chung với sự phát triển đó đất nước ta đã có chủ chương phát triển một số ngành mũi nhọn, trong đó đòi hỏi đất nước cần có đội ngũ cán bộ, công nhân kỹ thuật, kỹ sư có trình độ, tay nghề cao.
Nắm bắt được điều đó trường Đại học Công Nghệ GTVT đã không ngừng phát triển nâng cao chất lượng đào tạo đội ngũ cán bộ, công nhân có tay nghề và trình độ cao mà còn đào tạo với số lượng đông đảo.
Khi đang là một sinh viên trong trường chúng em đước thực hiện rất nhiều đồ án trong đó có “ Đồ án lý thuyết ô tô”. Đây là một điều kiện rất tốt cho chúng em xâu chuỗi lại những kiến thức mà chúng em đã được học tại trường, bước đầu tiếp xúc làm quen với công việc tính toán thiết kế ô tô.
Trong quá trình tính toán chúng em đã được sự quan tâm chỉ dẫn, sự giúp đỡ nhiệt tình của giáo viên hướng dẫn bộ môn. Tuy vậy nhưng không thể tránh khỏi những hạn chế, thiếu sót trong quá trình thực hiện tính toán trong đồ án
Để hoàn thành tốt, khắc phục những hạn chế và thiếu sót chúng em rất mong được sự góp ý kiến, sự giúp đỡ của Thầy và các bạn để sau này khi ra trường bắt tay vào công việc, quá trình công tác của chúng em được thành công một cách tốt nhất.
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU ĐỒ ÁN
1.1.Đối tượng nghiên cứu :
Tính toán và xây dựng đồ thị động lực học của xe STAREX (cứu thương )
1.2. Phạm vi nghiên cứu :
- 2.1. Đường đặc tính ngoài của động cơ đốt trong
+ Khái niệm
+ Tính toán
+ Vẽ đồ thị
+ Nêu ứng dụng của đồ thị
1.2.2. Đồ thị cân bằng lực kéo
+ Khái niệm
+ Tính toán
+ Vẽ đồ thị
+ Nêu ứng dụng của đồ thị
1.2.3. Đồ thị nhân tố động lực học
+ Khái niệm
+ Tính toán
+ Vẽ đồ thị
+ Nêu ứng dụng của đồ thị
1.2.4.Đồ thị cân bằng công suất
+ Khái niệm
+ Tính toán
+ Vẽ đồ thị
+ Nêu ứng dụng của đồ thị
1.2.5. Đồ thị gia tốc
+ Khái niệm
+ Tính toán
+ Vẽ đồ thị
+ Nêu ứng dụng của đồ thị
1.2.6. Đồ thị gia tốc ngược của ô tô
+ Khái niệm
+ Tính toán
+ Vẽ đồ thị
+ Nêu ứng dụng của đồ thị
1.2.7.Đồ thị xác định thời gian tăng tốc của ô tô
+ Khái niệm
+ Tính toán
+ Vẽ đồ thị
+ Nêu ứng dụng của đồ thị
1.2.8. Đồ thị thời gian và quãng đường tăng tốc ô tô
+ Khái niệm
+ Tính toán
+ Vẽ đồ thị
+ Nêu ứng dụng của đồ thị
1.2.9. Đồ thị quãng đường tăng tốc của ô tô
+ Khái niệm
+ Tính toán
+ Vẽ đồ thị
+ Nêu ứng dụng của đồ thị
1.3. Mục tiêu nghiên cứu:Nhằm hiểu biết, tìm hiểu một cách khoa học về thông số kỹ thuật ô tô để từ đó vận dụng vào tính toán đồ án môn học lý thuyết ô tô, trong bảo dưỡng, khai thác, chẩn đoán kĩ thuật để nâng cao hiệu quả động của ô tô
BẢNG THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA XE STAREX ( cứu thương )
|
|
SỐ LIỆU ĐỒ ÁN |
|
|
Đại lượng |
Giá trị |
Đơn vị |
|
Khối lượng không tải (G0) |
2235 |
kg |
|
Khối lượng toàn tải (Ga) |
2560 |
kg |
|
Công suất Nemax |
172 |
hp |
|
Tốc độ quay nN |
3800 |
v/p |
|
Momen Memax |
22,7 |
kGm |
|
Tốc độ quay nM |
4200 |
v/p |
|
Vận tốc vmax |
182 |
km/h |
|
Tỉ số truyền ih1 |
4,271 |
|
|
Tỉ số truyền ih2 |
2,283 |
|
|
Tỉ số truyền ih3 |
1,414 |
|
|
Tỉ số truyền ih4 |
1,00 |
|
|
Tỉ số truyền ih5 |
0,814 |
|
|
Truyền lực chính i0 |
4,222 |
|
|
Chiều rộng B |
1920 |
mm |
|
Chiều caoH |
1935 |
mm |
|
Kí hiệu lốp |
215/70R16 |
|
|
Loại động cơ |
Diesel |
|
|
Công thức bánh xe |
4×2 |
|
CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC
2.1. Đường đặc tính ngoài của động cơ đốt trong
2.1.1. Khái niệm
Đường đặc tính ngoài của động cơ là những đường biểu thị mối quan hệ giữa công suất có ích (Ne), mô men xoắn có ích (Me), tiêu hao nhiên liệu trọng một giờ (Gt), công suất tiêu hao nhiên liệu riêng (ge) theo số vòng quay của trục khuỷu động cơ (ne, khi bướm ga ( đối với động cơ xăng) mở hoàn toàn hoặc thanh răng ( đối với động cơ điezel) của bơm ga cao áp ở vị trí cung cấp nhiên liệu lớn nhất.
2.1.2. Công thức tính :
Nemax = 172 hp = 128,14kw
vmax = 182 km/h = 50,55 m/s
Trong đó:
- Ne, ne–công suất hữu ích của động cơ và số vòng quay của trục khuỷu ứng với một điểm bất kì của đồ thị đặc tính ngoài. Xe STAREX (cứu thương) buồng cháy trực tiếp.
Không có bộ phận hạn chế số vòng quay : = 1,1 – 1,3
Có bộ phận hạn chế số vòng quay : = 0,8 – 0,9
Chọn = 0,9 ; ne = .nN
Chọn a = 0,5 ; b = 1,5 ; c = 1
- Nmax, nN–công suất có ích cực đại và số vòng quay ứng với công suất nói trên.
- Cho các giá trị ne khác nhau, dựa vào công thức Lây Đecman sẽ tính được công suất Ne tương ứng và từ đó vẽ được đồ thị Ne = f(ne).
- Có các giá trị Ne và ne có thể tính được các giá trị mômen xoắn Me của động cơ theo công thức:
Trong đó :Me – mô men xoắn của động cơ
Trong đó :
v- vận tốc (m/s)
rb – bán kính làm việc trung bình của bánh xe (m)
rb = λ. ro
ro – bán kính thiết kế của bánh xe
λ – hệ số kể đến sự biến dạng của lốp, còn phụ thuộc vào loại lốp:
lốp áp suất thấp : λ = 0,930 ÷ 0,935
lốp áp suất cao: λ = 0,945 ÷ 0,950
= >rb = λ. r0 = 0,95 . 418,2 =397,29 (mm) = 0,39729(m)
it - tỉ số truyền của hệ thống truyền lực
it = i0 . ihn .ipc
trong đó :
i0 : tỉ số truyền lực chính
ihn : tỉ số truyền của hộp số
ipc : tỉ số truyền của hộp số phụ
= = = 4177,8 (v/p)
2.1.3. Bảng số liệu : kết quả tính toán và đồ thịđường đặc tính ngoài của động cơ
|
ne (v/p) |
Ne (kw) |
Me (Nm) |
|
380 |
11,44 |
287,62 |
|
760 |
27,18 |
341,55 |
|
1140 |
46,13 |
386,49 |
|
1520 |
67,23 |
422,44 |
|
1900 |
89,4 |
449,4 |
|
2280 |
111,6 |
467,38 |
|
2660 |
132,7 |
476,37 |
|
3040 |
151,6 |
476,37 |
|
3420 |
167,4 |
467,38 |
|
3800 |
178,8 |
449,4 |
|
4177,8 |
184,9 |
422,62 |
Hình 1.Đồ thị đường đặc tính ngoài của động cơ.
2.1.4. Ứng dụng của đồ thị
Dựa vào đồ thị ta có thể biết được :
- Công suất lớn nhất
- Mô men xoắn lớn nhất
- Vận tốc lớn nhất
2.2. Đồ thị cân bằng lực kéo
2.2.1. Khái niệm:
Phương trình cân bằng lực kéo: Pk = Pf ± Pi ± Pj + Pω
Trong đó:
Pk - lực kéo tiếp tuyến phát ra ở bánh xe chủ động
Pf - lực cản lăn
Pi - lực cản dốc
Pj - lực cản quán tính
Phương trình lực kéo của ôtô có thể biểu diễn bằng đồ thị.Chúng ta xây dựng quan hệ giữa lực kéo phát ra tại bánh xe chủ động Pk và các lực chuyển động phụ thuộc vào vận tốc chuyển động của ôtô v, nghĩa là: P = f(v)
2.2.2. Công thức tính:
Trong đó :
Pk : lực kéo tiếp tuyến ở bánh xe chủ động
Mk : momen xoắn ở bánh xe chủ động
rb : bán kính làm việc của bánh xe chủ động
ηt : hiệu suất của hệ thống truyền lực
chọn ηt = 0,89 ( bảng 1-2 lý thuyết ô tô máy kéo)
Pf = f.G.cosα : lực cản lăn
Pω = w.v2.: lực cản không khí
Trong đó :
w: là nhân tố cản môi trường chọn w= 1,8 (Ns2/m2),
v: là các giá trị vận tốc tại các thời điểm của tay số cao nhất
Pj = : lực cản quán tính của ô tô khi chuyển động tăng tốc
δi = 1,03 + 0,05.i2hi : hệ số kể đến ảnh hưởng khối lượng chuyển động quay của ôtô
Pm = n.ψ.Q : lực cản móc kéo
n- số móc kéo
Q- trọng lượng móc kéo
Xét ô tô chuyển động trên mặt đường nằm ngang (α =0) và không có móc kéo thì phương trình cân bằng lực kéo dược biểu thị như sau :
Pk = Pf +Pω +Pj
2.2.3. Bảng thông số tính toán và đồ thị cân bằng lực kéo
Lực kéo và vận tốc
|
ne (v/p) |
v1 (m/s) |
Pk1 (N) |
v2 (m/s) |
Pk2 (N) |
v3 (m/s) |
Pk3 (N) |
v4 (m/s) |
Pk4 (N) |
v5 (m/s) |
Pk5 (N) |
|
380 |
0,88 |
11618,43 |
1,639 |
6210,46 |
2,647 |
3846,51 |
3,743 |
2720,31 |
4,598 |
2214,3 |
|
760 |
1,75 |
13796,88 |
3,279 |
7374,92 |
5,294 |
4567,73 |
7,485 |
3230,36 |
9,196 |
2629,5 |
|
1140 |
2,63 |
15612,26 |
4,918 |
8345,3 |
7,941 |
5168,75 |
11,23 |
3655,41 |
13,79 |
2975,5 |
|
1520 |
3,51 |
17064,57 |
6,557 |
9121,61 |
10,59 |
5649,57 |
14,97 |
3995,45 |
18,39 |
3252,3 |
|
1900 |
4,38 |
18153,79 |
8,197 |
9703,84 |
13,23 |
6010,18 |
18,71 |
4250,48 |
22,99 |
3459,9 |
|
2280 |
5,26 |
18879,95 |
9,836 |
10092 |
15,88 |
6250,58 |
22,46 |
4420,5 |
27,59 |
3598,3 |
|
2660 |
6,13 |
19243,02 |
11,48 |
10286,1 |
18,53 |
6370,79 |
26,2 |
4505,51 |
32,19 |
3667,5 |
|
3040 |
7,01 |
19243,02 |
13,11 |
10286,1 |
21,17 |
6370,79 |
29,94 |
4505,51 |
36,78 |
3667,5 |
|
3420 |
7,89 |
18879,95 |
14,75 |
10092 |
23,82 |
6250,58 |
33,68 |
4420,5 |
41,38 |
3598,3 |
|
3800 |
8,76 |
18153,79 |
16,39 |
9703,84 |
26,47 |
6010,18 |
37,43 |
4250,48 |
45,98 |
3459,9 |
|
4177,8 |
9,63 |
17071,92 |
18,02 |
9125,54 |
29,1 |
5652 |
41,15 |
3997,17 |
50,55 |
3253,7 |
Các lực cản và tổng cản :
Lực cản lăn chọn hệ số cản lăn f = 0,015 với v < 22 m/s
Với vận tốc v ≥ 22 m/s f = (1+ )
Công suất cản của lực bám :
= mφ
Trong đó : m là hệ số phân bố tải trọng với xe 4x2 lấy m = 0,96 g
trọng lượng toàn tải
φ hệ số bám lấy = 0,8
Pφ = 0,96.2560.9,81.0,8= 19287,2448 (N)
|
v5 (m/s) |
Pf (N) |
Pw (N) |
Pf+Pw (N) |
Pφ (N) |
|
4,5979 |
376,7 |
38,053 |
414,757 |
19287,2 |
|
9,1957 |
376,7 |
152,21 |
528,915 |
19287,2 |
|
13,794 |
376,7 |
342,48 |
719,179 |
19287,2 |
|
18,391 |
376,7 |
608,84 |
985,549 |
19287,2 |
|
22,989 |
509,43 |
951,32 |
1460,75 |
19287,2 |
|
27,587 |
567,83 |
1369,9 |
1937,73 |
19287,2 |
|
32,185 |
636,85 |
1864,6 |
2501,44 |
19287,2 |
|
36,783 |
716,49 |
2435,4 |
3151,87 |
19287,2 |
|
41,381 |
806,74 |
3082,3 |
3889,02 |
19287,2 |
|
45,979 |
907,62 |
3805,3 |
4712,9 |
19287,2 |
|
50,55 |
1018,4 |
4599,5 |
5617,97 |
19287,2 |
Hình 2. Đồ thị cân bằn lực kéo
2.2.4. Ứng dụng đồ thị :
- Sử dụng đồ thị cân bằng lực kéo của ô tô có thể xác định được các chỉ tiêu động lực học của ô tô khi chuyển động ổn định.
- Xác định vmax
- Vượt độ dốc
- Xác định lực cản ( hay hệ số cản lăn ứng với vận tốc chuyển động của ô tô ứng với mỗi vận tốc của ô tô ta có một hệ số cản lăn khác nhau )
2.3. Đồ thị nhân tố động lực học
2.3.1. Khái niệm: Nhân tố động lực học của ô tô là tỷ số giữa lực kéo tiếp tuyến Pk trừ đi lực cản không
Nhân tố động lực học của ô tô là tỷ số giữa lực kéo tiếp tuyến Pk trừ đi lực cản không khí Pw và chia cho trọng lượng toàn bộ của ô tô Ga , tỷ số này ký hiệu là D.
2.3.2. Công thức tính : Nhân tố động lực học :
D = = ( – w.v2). ;
Trong đó : G- trọng lượng toàn tải của ô tô Ga = 2560 (kg)
Pk- Lực kéo tiếp tuyến tại các bánh xe chủ động
P- Lực cản không khí
2.3.3.Bảng số liệu tính toán và vẽ đồ thị nhân tố động lực học
|
ne (v/p) |
v1 (m/s) |
Pw1 (N) |
D1 |
v2 (m/s) |
Pw2 (N) |
D2 |
v3 (m/s) |
Pw3 (N) |
D3 |
v4 (m/s) |
Pw4 (N) |
D4 |
v5 (m/s) |
Pw5 (N) |
D5 |
|
380 |
0,88 |
1,3822 |
0,463 |
1,639 |
4,838 |
0,247 |
2,65 |
12,6106 |
0,153 |
3,743 |
25,214 |
0,107 |
4,598 |
38,053 |
0,087 |
|
760 |
1,75 |
5,5289 |
0,549 |
3,279 |
19,35 |
0,293 |
5,29 |
50,4425 |
0,18 |
7,485 |
100,85 |
0,125 |
9,196 |
152,21 |
0,099 |
|
1140 |
2,63 |
12,44 |
0,621 |
4,918 |
43,54 |
0,331 |
7,94 |
113,496 |
0,201 |
11,23 |
226,92 |
0,137 |
13,79 |
342,48 |
0,105 |
|
1520 |
3,51 |
22,115 |
0,679 |
6,557 |
77,4 |
0,36 |
10,6 |
201,77 |
0,217 |
14,97 |
403,42 |
0,143 |
18,39 |
608,84 |
0,105 |
|
1900 |
4,38 |
34,555 |
0,721 |
8,197 |
120,9 |
0,382 |
13,2 |
315,266 |
0,227 |
18,71 |
630,34 |
0,144 |
22,99 |
951,32 |
0,1 |
|
2280 |
5,26 |
49,76 |
0,75 |
9,836 |
174,2 |
0,395 |
15,9 |
453,982 |
0,231 |
22,46 |
907,69 |
0,14 |
27,59 |
1369,9 |
0,089 |
|
2660 |
6,13 |
67,729 |
0,764 |
11,48 |
237 |
0,4 |
18,5 |
617,92 |
0,229 |
26,2 |
1235,5 |
0,13 |
32,19 |
1864,6 |
0,072 |
|
3040 |
7,01 |
88,462 |
0,763 |
13,11 |
309,6 |
0,397 |
21,2 |
807,08 |
0,222 |
29,94 |
1613,7 |
0,115 |
36,78 |
2435,4 |
0,049 |
|
3420 |
7,89 |
111,96 |
0,747 |
14,75 |
391,8 |
0,386 |
23,8 |
1021,46 |
0,208 |
33,68 |
2042,3 |
0,095 |
41,38 |
3082,3 |
0,021 |
|
3800 |
8,76 |
138,22 |
0,717 |
16,39 |
483,8 |
0,367 |
26,5 |
1261,06 |
0,189 |
37,43 |
2521,4 |
0,069 |
45,98 |
3805,3 |
0,01 |
|
4177,8 |
9,63 |
167,07 |
0,673 |
18,02 |
584,7 |
0,34 |
29,1 |
1524,28 |
0,164 |
41,15 |
3047,6 |
0,038 |
50,55 |
4599,5 |
0,05 |
Đồ thị tia nhân tố động lực học khi tải trọng thay đổi:
Những đường đặc tính động lực học của ô tô lập ra ở góc phần tư bên phải của đồ thị tương ứng với trường hợp ô tô có tải trọng đầy, còn góc phần tư bên trái của đồ thị, ta vạch từ gốc toạ độ nhưng tia làm với trục hoành các góc a khác nhau mà :
tga = = ;
Như vậy mỗi tia ứng với một tải trọng Gx nào đó tính ra phần trăm so với tải trọng đầy của ô tô.
Trong trường hợp Gx = G thì tga = 1, lúc này tia làm với trục hoành một góc a = 450, các tia có a > 450 ứng với Gx> G (khu vực quá tải), các tia có a < 450 ứng với Gx < G (khu vực chưa quá tải).
Hình 3. Đồ thị nhân tố động lực học
2.3.4. Ứng dụng của đồ thị
- Xác định nhân tố động lực học của ô tô
- Xác định vận tốc lớn nhất của ô tô , giá trị này có đước khi ô tô chuyển động ở số truyền cao nhất của hộp số và động cơ làm việc ở chế độ toàn tải.
- Trị số D phụ thuộc vào các thông số kết cấu của ô tô mà ở đồ thị lức kéo không biểu thị được để xác định cho mỗi ô tô cụ thể.
- Khi ô tô chuyển động ở số thấp ( có lớn hơn nhỏ ) sẽ có nhân tố động lực học lớn hơn ở số cao ( có nhỏ hơn nhưng lại lớn )
- Dùng đồ thị để giải các bài toán về động lức học của ô tô
2.4. Đồ thị cân bằng công suất
2.4.1. Khái niệm
Ta có thể biểu diễn các giá trị đã tính toán được của phương trình cân bằng công suất của ô tô trên đồ thị có tọa độ N-v
2.4.2. Công thức tính :
= . = ± + ± +
Nk =Pk.v/1000 ; v =
Trong đó : Nk – Công suất phát ra tại bánh xe chủ động (kw)
Nf – công suất tiêu hao cho cản lăn của các bánh xe (kw)
Nf = : α=00 ;(kw)
F- hệ số cản lăn của đường
Ga = 2560 (kg)
–công suất tiêu hao cho lực cản không khí (kw)
– công suất tiêu hao cho lức cản của tăng tốc (kw)
2.4.3.Bảng số liệu tính toán và đồ thị
Công suất của các thành phần lực cản
|
v5 (m/s) |
Nf(kw) |
Nw(kw) |
Nf+Nw(kw) |
|
4.59787 |
1.73204 |
0.175 |
1.91 |
|
9.19575 |
3.46407 |
1.3997 |
4.86 |
|
13.7936 |
5.19611 |
4.724 |
9.92 |
|
18.3915 |
6.92815 |
11.198 |
18.13 |
|
22.9894 |
8.66019 |
21.87 |
30.53 |
|
27.5872 |
10.3922 |
37.792 |
48.18 |
|
32.1851 |
12.1243 |
60.012 |
72.14 |
|
36.783 |
13.8563 |
89.58 |
103.44 |
|
41.3809 |
15.5883 |
127.55 |
143.14 |
|
45.5492 |
17.1586 |
170.1 |
187.26 |
Hình 4. Đồ thị cân bằng công suất
2.4.4. Ứng dụng đồ thị
- Dùng để xác định trị số các thành phần của công suất cản ở các tay số khác nhau với các số truyền khác nhau, xác định công suất dự trữ ở các tốc độ khác nhau, ở các số truyền khác nhau.
- Dựa vào công suất dự trữ kết hợp với các đồ thị cân bằng lực kéo, đồ thị nhân tố động lực học, đồ thị tăng tốc của ô tô. . . để giải quyết bài toán về động lực học và động lực học của ô tô như tìm khả năng tăng tốc, leo dốc, móc kéo của ô tô, tìm tốc độ lớn nhất của ô tô trên mỗi loại đường, tìm được số truyền hợp lý.
2.5. Đồ thị gia tốc
2.5.1. Khái niệm
Trong quá trình chuyển động của ô tô thì thời gian chuyển động đều chỉ chiếm một phần rất nhỏ qua thống kê thời gian chuyển động đều chỉ chiếm khoảng 15% thời gian chuyển động có gia tốc chiếm khoảng (3045%) thời gian lăn trơn và phanh chiếm (3040%) tổng thời gian chuyển động của ô tô.
2.5.2. Công thức tính :
D = + J.
=>J = ( D- ψ ).
Trong đó : J – Trị số của gia tốc
- Hệ số cản tổng cộng của mặt đường
– hệ số tính đến ảnh hưởng của các khối lượng vận động quay;
Hệ số có thể xác định theo công thức kinh nghiệm sau :
= 1,03 + 0,05.
D - Nhân tố động lực học của ô tô.
2.5.3. Bảng số liệu và đồ thị gia tốc
|
v1 (m/s) |
D1 |
J1 (m/s2) |
v2 (m/s) |
D2 |
J2 (m/s2) |
v3 (m/s) |
D3 |
J3 (m/s2) |
v4 (m/s) |
D4 |
J4 (m/s2) |
v5 (m/s) |
D5 |
J5 (m/s2) |
|
0,88 |
0,463 |
2,26 |
1,64 |
0,25 |
1,76 |
2,65 |
0,15 |
1,20 |
3,74 |
0,11 |
0,84 |
4,60 |
0,09 |
0,66 |
|
1,75 |
0,549 |
2,70 |
3,28 |
0,29 |
2,11 |
5,29 |
0,18 |
1,43 |
7,49 |
0,12 |
1,00 |
9,20 |
0,10 |
0,77 |
|
2,63 |
0,621 |
3,06 |
4,92 |
0,33 |
2,40 |
7,94 |
0,20 |
1,62 |
11,23 |
0,14 |
1,10 |
13,79 |
0,10 |
0,83 |
|
3,51 |
0,679 |
3,35 |
6,56 |
0,36 |
2,62 |
10,59 |
0,22 |
1,75 |
14,97 |
0,14 |
1,16 |
18,39 |
0,11 |
0,83 |
|
4,38 |
0,721 |
3,57 |
8,20 |
0,38 |
2,79 |
13,23 |
0,23 |
1,84 |
18,71 |
0,14 |
1,17 |
22,99 |
0,10 |
0,78 |
|
5,26 |
0,75 |
3,71 |
9,84 |
0,39 |
2,89 |
15,88 |
0,23 |
1,87 |
22,46 |
0,14 |
1,13 |
27,59 |
0,09 |
0,68 |
|
6,13 |
0,764 |
3,78 |
11,48 |
0,40 |
2,93 |
18,53 |
0,23 |
1,86 |
26,20 |
0,13 |
1,05 |
32,19 |
0,07 |
0,52 |
|
7,01 |
0,763 |
3,78 |
13,11 |
0,40 |
2,91 |
21,17 |
0,22 |
1,79 |
29,94 |
0,12 |
0,91 |
36,78 |
0,05 |
0,31 |
|
7,89 |
0,747 |
3,70 |
14,75 |
0,39 |
2,82 |
23,82 |
0,21 |
1,68 |
33,68 |
0,09 |
0,72 |
41,38 |
0,02 |
0,05 |
Hình 5. Đồ thị gia tốc
2.5.4. Ứng dụng đồ thị
- Dùng đồ thị để xác định gia tốc của ô tô ở một tốc độ nào đó ở tỉ số truyền đã cho
- Dùng để xác định thời điểm sang số hợp lý ( thời điểm đổi tay số truyền khi tăng tốc) để đảm bảo độ giảm tốc độ là nhỏ nhất và thời gian đổi số truyền là ngắn nhất và đạt tốc độ cao nhất, nhanh nhất ở các số truyền sau ( b,c,d)
- Dùng đồ thị này để xác định thời gian và quãng đường tăng tốc của ô tô
2.6. Đồ thị gia tốc ngược
2.6.1.Khái niệm:
Thời gian và quãng đường tăng tốc của ôtô là những thông số quan trọng để đánh giá chất lượng động lực học của ôtô. Ta sử dụng đồ thị gia tốc của ôtô để xác định thời gian tăng tốc của ôtô.
2.6.2. Công thức tính:
- Từ biểu thức: J = dt = dv
- Thời gian tăng tốc của ô tô từ tốc độ v1 đến tốc độ v2 sẽ là:
ti = .dv
Trong đó: ti là thời gian tăng tốc từ v1 đến v2
ti = Fi với Fi là phần diện tích giới hạn bởi phần đồ thị
= f (v) ; v = v1 ; v = v2 là trục hoành của đồ thị của gia tốc ngược.
Ta chỉ tính tới giá trị v = 0,9.vmax = 0,9.50,55 = 45,5 (m/s)
Từ đồ thị J= f(v), dựng đồ thị = f(v)
Lập bảng tính giá trị theo v
2.6.3. Bảng giá trị sau tính toán và đồ thị gia tốc ngược
|
ne (v/p) |
v1 (m/s) |
1/j1 (s2/m) |
v2 (m/s) |
1/j2 (s2/m) |
v3 (m/s) |
1/j3 (s2/m) |
v4 (m/s) |
1/j4 (s2/m) |
v5 (m/s) |
1/j5 (s2/m) |
|
380 |
0,876 |
0,442 |
1,64 |
0,567 |
2,647 |
0,837 |
3,74 |
1,193 |
4,598 |
1,512 |
|
760 |
1,753 |
0,371 |
3,28 |
0,473 |
5,294 |
0,699 |
7,49 |
1,004 |
9,196 |
1,296 |
|
1140 |
2,629 |
0,327 |
4,92 |
0,417 |
7,941 |
0,618 |
11,2 |
0,906 |
13,79 |
1,206 |
|
1520 |
3,505 |
0,298 |
6,56 |
0,381 |
10,59 |
0,57 |
15 |
0,86 |
18,39 |
1,201 |
|
1900 |
4,381 |
0,28 |
8,2 |
0,359 |
13,23 |
0,544 |
18,7 |
0,852 |
22,99 |
1,277 |
|
2280 |
5,258 |
0,269 |
9,84 |
0,346 |
15,88 |
0,534 |
22,5 |
0,882 |
27,59 |
1,47 |
|
2660 |
6,134 |
0,264 |
11,5 |
0,342 |
18,53 |
0,538 |
26,2 |
0,956 |
32,19 |
1,908 |
|
3040 |
7,01 |
0,265 |
13,1 |
0,344 |
21,17 |
0,558 |
29,9 |
1,099 |
36,78 |
3,182 |
|
3420 |
7,887 |
0,27 |
14,8 |
0,354 |
23,82 |
0,596 |
33,7 |
1,381 |
41,38 |
19,54 |
Hình 6. Đồ thị gia tốc ngược
2.6.4. Ứng dụng đồ thị
- Dùng để xác định: + Quãng đường tăng tốc
+ Thời gian tăng tốc
2.7. Đồ thị xác định thời gian và quãng đường tăng tốc của ô tô
2.7.1.Đồ thị xác định thời gian tăng tốc
2.7.1.1. Khái niệm
Thời gian và quãng đường tăng tốc là hai chỉ tiêu quan trọng để đánh giá tính chất động lực học của ô tô máy kéo.
Hai chỉ tiêu trên có thể được xác định dựa trên đồ thị gia tốc j = f(v) của ô tô máy kéo.
2.7.1.2. Công thức tính
Từ biểu thức: J = dt = dv
Thời gian tăng tốc của ô tô từ tốc độ v1 đến tốc độ v2 sẽ là:
ti = .dv
Trong đó: ti là thời gian tăng tốc từ v1 đến v2
ti = Fi với Fi là phần diện tích giới hạn bởi phần đồ thị
=f(v); v = v1; v = v2 là trục hoành của đồ thị của gia tốc ngược.
Thời gian tăng tốc toàn bộ
Vì tích phân này không giải được bằng phương pháp giải tích do đó không có quan hệ phụ thuộc chính xác về giải tích giữa gia tốc và vận tốc chuyển động v của chúng. Nhưng tích phân này có thể giải bằng đồ thị dựa vào đồ thị của ô tô j = f(v)
Để tiến hành xác định thời gian tăng tốc theo phương pháp tích phân bằng đồ thị, ta cần xây dựng đường cong gia tốc nghịch 1/j = f(v) cho từng số truyền cao nhất của hộp số.Phần diện tích được giới hạn bởi đường cong 1/j, trục hoành và hại đoạn tung độ tương ứng với khoảng biến thiên vận tốc dv biểu thị thời gian tăng tốc của ô tô. Tổng cộng tất cả các vận tốc này ta được thời gian tăng tốc từ vận tốc v1 đến v2 và xây dựng được đồ thị thờigian tăng tốc phụ thuộc vào vận tốc chuyển động t = f(v).
Giả sử ô tô tăng tốc từ tốc độ v1 đến v2 như đồ thị thì ô tô thì cần có 1 khoảng thời gian xác định bằng diện tích abcd.
Hình 7a. Đồ thị gia tốc ngược 1/j5
2.7.1.3.Bảng kết quả sau tính toán và đồ thị thời gian tăng tốc của ô tô
|
ne (v/p) |
v5 (m/s) |
1/j5 (s2/m) |
t(s) |
|
380 |
4,598 |
1,512 |
0 |
|
760 |
9,196 |
1,296 |
6,4554 |
|
1140 |
13,79 |
1,206 |
12,207 |
|
1520 |
18,39 |
1,201 |
17,74 |
|
1900 |
22,99 |
1,277 |
23,435 |
|
2280 |
27,59 |
1,47 |
29,749 |
|
2660 |
32,19 |
1,908 |
37,515 |
|
3040 |
36,78 |
3,182 |
49,217 |
|
3420 |
41,38 |
19,54 |
101,45 |
Hình 7b. Đồ thị thời gian tăng tốc của ô tô
2.7.1.4. Ứng dụng đồ thị
+ Xác định thời gian tăng tốc lớn nhất của ô tô
+ Xác định vận tốc lớn nhất của ô tô
2.7.2. Đồ thị xác định quãng đường tăng tốc của ô tô
2.7.2.1. Khái niệm
Đồ thị quãng đường tăng tốc của ô tô là đồ thị biểu hiện quãng đường ô tô đi được sau khoảng thời gian tăng tốc t và vận tốc chuyển động của ô tô
2.7.2.2. Công thức tính
Từ biểu thức v = dS/dt, suy ra
dS = vdt
Quãng đường tăng tốc của ô tô S từ vận tốc v1 đến v2 sẽ là:
S =
Vì tích phân này không giải được bằng phương pháp giải tích do đó không có quan hệ phụ thuộc chính xác về giải tích giữa gia tốc và vận tốc chuyển động v của chúng. Nhưng tích phân này có thể giải bằng đồ thị dựa vào đồ thị của ô tô j = f(v).
Giống như cách tính thời gian tăng tốc chúng ta cũng có thể tính được quãng đường thông qua diện tích :
2.7.2.3.Bảng thông số sau tính toán và đồ thị quãng đường tăng tốc của ô tô
|
ne (v/p) |
v5 (m/s) |
1/j5 (s2/m) |
t(s) |
S(m) |
|
380 |
4,598 |
1,512 |
0 |
0 |
|
760 |
9,196 |
1,296 |
6,4554 |
44,5218 |
|
1140 |
13,79 |
1,206 |
12,207 |
110,635 |
|
1520 |
18,39 |
1,201 |
17,74 |
199,679 |
|
1900 |
22,99 |
1,277 |
23,435 |
317,514 |
|
2280 |
27,59 |
1,47 |
29,749 |
477,182 |
|
2660 |
32,19 |
1,908 |
37,515 |
709,28 |
|
3040 |
36,78 |
3,182 |
49,217 |
1112,8 |
|
3420 |
41,38 |
19,54 |
101,45 |
3154 |
Hình 8. Đồ thị quãng đường tăng tốc của ôtô
2.7.2.4. Ứng dụng đồ thị
+ Xác định quãng đường sau khi ô tô tăng tốc
2.8. Đồ thị quãng đường và thời gian tăng tốc của ôtô
Độ biến thiên vận tốc khi chuyển số: ∆v= y.g.tc/d
Trong đó: tl – thời gian chuyển số, chọn tl = 1s
Ѱ – hệ số cản tổng cộng của đường
Quãng đường đi được trong thời gian chuyển số: ∆S=(v-4,7tl.ѱ)tl
Trong đó: v- vận tốc tại thời điểm bắt đầu chuyển số
2.8.1. Bảng số liệu tính toán :
|
V (m/s) |
1/j (s2/m) |
t (s) |
S (m) |
|
0,876 |
0,442 |
0 |
0 |
|
1,753 |
0,371 |
0,356 |
0,4682 |
|
2,629 |
0,327 |
0,662 |
1,4495 |
|
3,505 |
0,298 |
0,935 |
2,8691 |
|
4,381 |
0,28 |
1,189 |
4,6884 |
|
5,258 |
0,269 |
1,43 |
6,891 |
|
6,134 |
0,264 |
1,664 |
9,4763 |
|
7,01 |
0,265 |
1,896 |
12,458 |
|
7,887 |
0,27 |
2,13 |
15,866 |
|
7,773 |
0,27 |
3,13 |
24,507 |
|
8,197 |
0,359 |
3,263 |
26,058 |
|
9,836 |
0,346 |
3,841 |
34,637 |
|
11,48 |
0,342 |
4,405 |
46,943 |
|
13,11 |
0,344 |
4,967 |
61,076 |
|
14,75 |
0,354 |
5,54 |
77,198 |
|
14,62 |
0,354 |
6,54 |
96,067 |
|
15,88 |
0,534 |
7,098 |
108,27 |
|
18,53 |
0,538 |
8,517 |
146,53 |
|
21,17 |
0,558 |
9,967 |
197,86 |
|
23,82 |
0,596 |
11,49 |
258,59 |
|
23,69 |
0,596 |
12,49 |
296,77 |
|
26,2 |
0,956 |
14,44 |
360,26 |
|
29,94 |
1,099 |
18,29 |
513,37 |
|
33,68 |
1,381 |
22,93 |
729,5 |
|
33,55 |
1,381 |
23,93 |
804,44 |
|
36,783 |
3,1817 |
31,317 |
1101,2 |
|
41,381 |
19,537 |
83,546 |
3265,1 |
|
|
δi |
Δt (s) |
Δv (m/s) |
vimax (m/s) |
|
số 1 → số 2 |
1,29060445 |
Thời gian chuyển số ở giữa các tay số được chọn: ∆t = 1(s) |
0,114016343 |
7,8866821 |
|
số 2 → số 3 |
1,1299698 |
0,130224719 |
14,754279 |
|
|
số 3 → số 4 |
1,08 |
0,13625 |
23,821796 |
|
|
số 4 → số 5 |
1,0631298 |
0,138412073 |
33,684019 |
|
|
|
|
|
|
Đồ thị 9. Đồ thị thờigian và quãng đường tăng tốc của ô tô có kể đến sự giảm tốc độ khi chuyển số
2.8.2. Ứng dụng đồ thị :
Xác định thời gian và quãng đường tăng tốc của ô tô theo đồ thị tuy đơn giản nhưng thiếu chính xác , mặc dù có kể cả sự giảm vận tốc khi chuyển số. Vì vậy nó chỉ có giá trị trong phạm vi lý thuyết ô tô, còn trong thực tế người ta phải kiểm nghiệm lại bằng các thí nghiệm với ô tô chuyển động trên đường.
CHƯƠNG III : KẾT LUẬN
Đồ án môn học đã giúp em hiểu được một số vấn đề:
- Các thông số cơ bản của động cơ.
- Chất lượng động lực học cần thiết trong các điều kiện sử dụng khác nhau.
- Xác định được chế độ làm việc thích hợp nhất cho ô tô.
- Xác định được chỉ tiêu đánh giá chất lượng kéo của ô tô như:
+ Vận tốc lớn nhất.
+ Lực cản của các loại đường mà xe có thể khắc phục được.
+ Gia tốc lớn nhất của ô tô.
+ Quãng đường và thời gian tăng tốc của xe khi đạt giá trị max...
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Lê Thị Vàng (2001), Hướng dẫn bài tập lớn môn học Lý thuyết ô tô máy kéo,
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
[2]. Nguyễn Hữu Cẩn (2008), Lý thuyết ô tô máy kéo, NXB KHKT.
[3]. Ngô Hắc Hùng (2003), Lý thuyết ô tô, NXB Giao thông Vận tải.
