Chương 3 Tính Toán Sức Kéo Của ô Tô 9 - 123doc

Đồ thị cân bằng lực kéo của ôtô biểu diễn quan hệ giữa các lực và vận tốc chuyển động của ôtô 2  f vận tốc của ôtô... Cân bằng công suất của ô tô - Công suất của động cơ phát ra được

BÀI GIẢNG LÝ THUYẾT Ô TÔ

GIẢNG VIÊN: VŨ THẾ TRUYỀN

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN SỨC KÉO CỦA ÔTÔ

3.1 Cân bằng lực kéo của ô tô

3.2 Cân bằng công suất của ô tô

3.3 Nhân tố động lực học của ô tô

3.4 Sự tăng tốc của ô tô

NỘI DUNG

3.5 Ảnh hưởng của các thông số kết cấu và của truyền động thủy lực đến chất lượng kéo của ôtô

3.6.Tính toán sức kéo

3.1.1 Phương trình cân bằng lực kéo của ôtô.

Lực kéo tiếp tuyến P k của bánh xe chủ động dùng khắc phục các lực cản:

- Lực cản lăn P f

- Lực cản lên dốc P i

- Lực cản không khí P 

Trường hợp tổng quát PTCB lực kéo có dạng: Pk = Pf ± Pi +Pω ± Pj + P m

3.1 Cân bằng lực kéo của ô tô

v W G

f r

i M

b

t t e





3.1.1 Phương trình cân bằng lực kéo của ôtô.

3.1 Cân bằng lực kéo của ô tô

Biểu thức , “+” khi ôtô chuyển động lên dốc, “-” khi ôtô chuyển động xuống dốc

 có giá trị “+” khi ôtô chuyển động trên mặt đường nằm ngang ( =0) hoặc lên ) hoặc lên dốc hoặc xuống dốc nhưng f > i

Và  có giá trị “-” khi ôtô chuyển động xuống nhưng i > f

3.1.2 Đồ thị cân bằng lực kéo.

Phương trình cân bằng lực kéo biểu diễn bằng đồ thị xây dựng mối quan hệ

Hình 3.1 Đồ thị cân bằng lực kéo của ô tô.

Đồ thị cân bằng lực kéo của ôtô

biểu diễn quan hệ giữa các lực và

vận tốc chuyển động của ôtô

) ( 2

 f

vận tốc của ôtô.

+ v > 22 m/s thì là một đường cong

3.2.1 Phương trình cân bằng công suất của ôtô.

3.2 Cân bằng công suất của ô tô

- Công suất của động cơ phát ra được tiêu tốn cho:

+ Ma sát trong hệ thống truyền lực

- Biểu thức cân bằng giữa công suất phát ra của động cơ và các công cản được gọi

là ‘‘Phương trình cân bằng công suất của ôtô’’ khi chuyển động.

Khi ôtô chuyển động trên đường bằng, không có gia tốc tức là  = 0, j = 0 Ta có phương

trình cân bằng công suất có dạng sau:

) sin

cos (

Wv v

j g

G Gv

N

t

f t

3.2.1 Phương trình cân bằng công suất của ôtô.

3.2 Cân bằng công suất của ô tô

sin

) 1

g

G Gv

Gfv N

Ne  e  t      i 

=>

3.2.2 Đồ thị cân bằng công suất của ôtô

Từ phương trình cân bằng công suất

của ôtô ta xây dựng đồ thị biểu diễn mối

quan hệ giữa công suất của động cơ và

công tiêu hao để thắng lực cản trong

quá trình ôtô chuyển động theo vận tốc

của ôtô, có dạng : N = f(v)

Số vòng quay của trục khuỷu động

phụ thuộc bậc nhất, được biểu thị bằng

công thức:

s

m i

r

n v

t

b

e ;60) hoặc lên

kII

N NkIII

Nếu f thay đổi và phụ thuộc vào vận tốc

chuyển động của ôtô thì đồ thị là một

đường cong dạng:

Đồ thị công suất cản của không khí là một

đường cong bậc ba phụ thuộc vào v:

đường cong tổng công suất cản khi ôtô

chuyển động

Ứng với các v khác nhau thì các tung độ

giới hạn bởi đồ thị và trục hoành sẽ tương

ứng với công suất tiêu hao để thắng được

sức cản của mặt đường và không khí

= 0) hoặc lên nên không còn khả năng tăng tốc

 

N f v

3

.v W

3.2.2 Đồ thị cân bằng công suất của ôtô

3.2 Cân bằng công suất của ô tô

Mức độ sử dụng công suất của động cơ là tỷ số công suất cần thiết để ôtô chuyển

động đều với công suất của động cơ phát ra tại các bánh xe chủ động Nk khi mở hoàn

toàn bướm ga hoặc kéo hết thanh răng bơm cao áp

3.2 Cân bằng công suất của ô tô

3.2.3 Mức độ sử dụng công suất của động cơ.

t e k

N

N

N

N N

N

N Y

3.3.1 Khái niệm và ý nghĩa của nhân tố động lực học.

Khi so sánh tính chất động lực của các loại ôtô khác nhau và ứng với các điều kiện làm việc của ôtô trên các loại đường khác nhau, người ta mong muốn có được một thông số mà nó thể hiện được ngay tính chất động lực học của ôtô

cho trọng lượng toàn bộ của ôtô Tỷ số này ký hiệu bằng chữ “D”

Mối liên hệ giữa nhân tố động lực học D với điều kiện chuyển động của ôtô, nếu từ vế phải của phương trình ta chuyển lực cản không khí sang vế trái và chia cả hai vế cho trọng lượng toàn bộ của ôtô ta được biểu thức:

i

M G

P P D

b

t t e k

G f

G G

Wv r

i M D

i b

t t e

2

i

G

j g

 

3.3 Nhân tố động lực học của ô tô

D thể hiện khả năng ôtô thắng lực cản tổng cộng và khả năng tăng tốc.

Khi ôtô chuyển động đều (ổn định), j = 0) hoặc lên thì D = , khi ôtô chuyển động đều trên đường bằng i = 0) hoặc lên thì D = f, giá trị này có được khi ôtô chuyển động ở số truyền cao nhất của hộp số, động cơ làm việc ở chế độ toàn tải và vận tốc lớn nhất của ôtô v max

Giá trị D max tương ứng với sức cản của mặt đường được đặc trưng bằng hệ số cản tổng cộng lớn nhất ở số truyền thấp nhất của hộp số  max

Các trị số nhân tố động lực học D = , D max và v max là các chỉ tiêu đặc trưng cho tính chất động lực học của ôtô khi chuyển động đều (ổn định)

3.3 Nhân tố động lực học của ô tô

3.3.1 Khái niệm và ý nghĩa của nhân tố động lực học.

Để duy trì cho ôtô chuyển động một thời gian dài thì cần thoả mãn điều kiện sau:

m G

P

P D

3.3 Nhân tố động lực học của ô tô

3.3.1 Khái niệm và ý nghĩa của nhân tố động lực học.

Đồ thị nhân tố động lực học D biểu thị mối quan hệ phụ thuộc giữa nhân tố động lực học D và vận tốc chuyển động của ôtô, nghĩa là D = f(v).

Trên đồ thị nhân tố động lực học D ta cũng xây dựng các đường cong D = f(v) và  = f(v) để xét mối quan hệ nhân tố động lực học D của ôtô theo điều kiện bám của các bánh xe chủ động với mặt đường và điều kiện lực cản của mặt đường.

a Xác định vận tốc lớn nhất của ô tô.

Khi ôtô chuyển động đều (j = 0)

thì tung độ mỗi điểm của đường

cong D ở các số truyền khác nhau

của ôtô ở mỗi loại đường với hệ số

3.3 Nhân tố động lực học của ô tô

Khi động cơ làm việc ở chế độ toàn

tải xác định bằng các đoạn tung độ

3.3.2.2 Sử dụng đồ thị:

3.3.2 Đồ thị nhân tố động lực.

3.3.3 Đặc tính động lực học của ô tô khi tải trọng thay đổi.

Giá trị D tỷ lệ nghịch với trọng lương toàn bộ của nó nên ta tính được D tương

Hình 3-9 Đồ thị kia theo nhân động lực

học khi tải trọng thay đổi

3.3 Nhân tố động lực học của ô tô

Khi biết trị số của hệ số cản mặt đường , nhân tố động lực học D,thì gia tốc

O

d D

1

v2

e

2

3.4.1.Gia tốc của ô tô

t



2

1

v

v

vdt s

3.4 Sự tăng tốc của ô tô

3.4.2.Thời gian tăng tốc của ô tô

3.4.2.Quãng đường tăng tốc của ô tô

2.4.1 ảnh hưởng của tỷ số truyền của truyền lực chính.

Từ công thức xác định nhân tố động lực học của ôtô ta có:

v - vận tốc chuyển động của ôtô

G

Wv r

i M G

P

P

t t e

e b

h t o

n r v

Hình 3-11 Đồ thị cân bằng công suất ôtô với các tỷ số truyền lực khác nhau

của truyền lực chính i o

Hình 3-12 đặc tính động lực học của ôtô

a) Ôtô có hộp số 3 cấp b) Ôtô có hộp số 4 cấp

2.4.2 ảnh hưởng của số lượng số truyền trong hộp số.

Xét động lực học của 2 loại ôtô: có D như nhau; ôtô thứ nhất có 3 số truyền và ôtô thứ hai có 4 số truyền; tỷ số truỳên ở số thứ nhất (số I) và số cuối bằng nhau

3.5 Ảnh hưởng của các thông số kết cấu và của truyền

động thủy lực đến chất lượng kéo của ôtô

2.4.3 Ảnh hưởng của tỷ số truyền của hộp số.

2.4.3.1 Xác định tỷ số truyền ở số 1 của hộp số.

Khi ôtô chuyển động ở số 1 thì tốc độ của chúng nhỏ, lực cản không khí nhỏ nên bỏ qua ta xác định tỷ số truyền i hI theo công thức:

Theo điều kiện bám thì tỷ số truyền ở số I của hộp số được chọn là:

=> Khi chọn tỷ số truyền ở số I của hộp số thì phải thoả mãn:

max

max 0) hoặc lên

b hI

Gr i

b hI

i i M

r

mG i







0) hoặc lên max

b hI

t c p e

b

i i M

r

mG i

i i i M





2.4.3.2 Xác định tỷ số truyền của số trung gian trong hộp số theo cấp số nhân.

Ta có đồ thị sang số của ôtô có hộp số 3 cấp bố trí theo cấp số nhân như hình :

Trong phần này ta phải xác định được công bội ‘q’:

Khi đó tỷ số truyền của các số trung gian được xác định theo biểu thức:

(2.52)

2 1

3 1

1

n n

n n

n k n

2.4.3.3 Chọn hệ thống tỷ số truyền của các số trung gian theo cấp

số điều hoà.

Nhằm mục đích khắc phục nhược điểm của hệ thống tỷ số truyền chọn theo cấp số nhân, người ta có thể chọn hệ thống tỷ số truyền sao cho khoảng tốc độ giữa các số truyền là như nhau

Hình 2.22 Đồ thị sang số

của ôtô khi tỷ số truyền bố

trí theo cấp số điều hoà

Ta xác định được tỷ số truyền của các số trung gian trong hộp số khi biết i hI và a

a: là hằng số điều hoà (2.60) hoặc lên )

Khi đã xác định được a thì ta xác định được tỷ số truyền của các số trung gian

trong hộp số theo công thức;

h

h

i a

h

h

h hIII

h

h hII

i n

i

n i

i n

i

n i

i n

i

n i

2 1

1

; 2 3

1

; 2

1

1

1 1 1 1

i k

k n

i

n i

A- Các dạng thông số

Các thông số cho trước, các thông số trọn và các thông số cần tính toán

1- Các thông số cho trước

Loại ôtô, tải trọng hữu ích hoặc số hành khách, tốc độ lớn nhất của ôtô ở số

cản lăn lớn nhất của mặt đường mà ôtô có thể khắc phục được ở số I, loại động

cơ dùng trên ôtô và cuối cùng là loại hệ thống truyền lực

B- Trình tự tính toán

1- Xác định trọng lượng toàn bộ của ôtô

a) Đối với ôtô con và ôtô chở khách : G = G0) hoặc lên + nh.Gh + Ghl

b) Đối với ôtô vận tải: G = G0) hoặc lên + nc.Gh + Ghh

3- Xác định công suất lớn nhất của động cơ

- Xác định công suất của động cơ khi ôtô chuyển động với vận tốc lớn nhất:

: hệ cản tổng cộng của mặt đường ứng với vận tốc lớn nhất

- Công suất lớn nhất của động cơ:

- Xác định công suất của động cơ theo số vòng quay khác nhau của động cơ:

1

max max

b

a

N

max e

3 2

e N

e

max e e

n

n

c n

n

b n

n a

N N

3.6.Tính toán sức kéo

4- Xác định thể tích công tác của động cơ

Z- Số kỳ của động cơ;

5- Xác định tỷ số truyền của truyền lực chính

)

(

10) hoặc lên 5,

lit n

P

N Z V

N eN

e

e 

max pc

hn

max e b

v i.

i.

n r

i

6- Xác định số lượng số truyền, tỷ số truyền ở các số, hộp số phụ, hoặc hộp phân phối

- Việc xác định số lượng số truyền, tỷ số truyền của hộp số ta đã đề cập trong phần trên

- Tỷ số truyền của hộp số phụ hoặc hộp phân phối:

b pt

i.

i.

M

r G i







1 0

Chú ý: khi tìm tỷ số truyền ở số thấp, cần kiểm tra lại điều kiện ôtô chuyển

pt h

min e b min

i.

i.

i.

n r

v

1 0

60

2 



3.6.Tính toán sức kéo