Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Kỹ thuật - Công nghệ Kỹ thuật viễn thông Nghiên cứu động học và động lực học của xe du lịch camry 2.5q...

Tài liệu Nghiên cứu động học và động lực học của xe du lịch camry 2.5q

.PDF
77
749
125

Mô tả:

tài liệu này giúp bạn đọc biết tính toán và xây dựng đường đặc tính ngoài, đồ thị công suất của động cơ. Hiểu được động học và động lực học ô tô như thế nào, tìm ra tính ổn định và quay vòng của xe...
LỜI CẢM ƠN Qua thời gian học kiến thức ở trường và cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy MSc. Đặng Quý. Chúng em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu động học và động lực học của xe du lịch TOYOTA CAMRY 2.5Q”. Trong thời gian làm đồ án chúng em đã nhận được sự hướng dẫn chặt chẽ và nhiệt tình của thầy MSc. Đặng Quý để chúng em hiểu sâu hơn về lĩnh vực này hơn và tìm ra kết quả tính toán đạt được có thể áp dụng vào thực tế để vận hành xe một cách tốt hơn. Em xin chân thành cảm ơn thầy MSc. Đặng Quý và cùng các thầy cô khoa cơ khí động lực đã tận tình hướng dẫn chúng em hoàn thành đồ án này. Tuy nhiên với kinh nghiệm còn hạn chế chắc chắn chúng em không tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em rất mong được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô giáo để đề tài đạt kết quả tốt hơn. TP. Hồ Chí Minh, tháng 1 năm 2017 Sinh viên thực hiện Phùng Quốc Việt Trần Thanh Vàng i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. i MỤC LỤC .................................................................................................................. ii DANH MỤC HÌNH ẢNH ......................................................................................... v DANH MỤC BẢNG ................................................................................................ vi CHƯƠNG 1: TỐNG QUAN ĐỀ TÀI ........................................................................ 1 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ ..................................................................................................... 1 1.2. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI ............................................................................................ 1 1.3. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI.................................................................................... 2 1.4. KÝ HIỆU VÀ CÁC ĐƠN VỊ ĐO CƠ BẢN. ...................................................... 2 1.5. THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA XE TOYOTA CAMRY 2.5Q. ......................... 3 1.6. HÌNH ẢNH THIẾT KẾ XE. ............................................................................... 5 CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGOÀI ĐỘNG CƠ ............................................................................................................................... 6 2.1. ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGOÀI............................................................................. 6 2.2. ĐẶC TÍNH CÔNG SUẤT .................................................................................. 6 2.3. XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGOÀI CỦA ĐỘNG CƠ. ........................ 8 CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT CÂN BẰNG LỰC KÉO, CÔNG SUẤT VÀ ĐẶC TÍNH ĐỘNG HỌC CỦA XE ............................................................................................. 12 3.1. CÁC LỰC TÁC DỤNG LÊN Ô TÔ KHI CHUYỂN ĐỘNG TỔNG QUÁT. . 12 3.2. XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÂN BẰNG LỰC KÉO Ở CÁC TỶ SỐ TRUYỀN. ... 13 3.2.1. Lực kéo trên bánh xe chủ động ứng với các tay số. .................................... 13 3.2.2. Tốc độ của ô tô ứng với các tay số.............................................................. 14 3.2.3. Tính lực cản lăn. .......................................................................................... 15 3.2.4. Tính lực cản của không khí tác dụng lên xe. .............................................. 19 3.2.5. Tính lực bám Fφ = f(v) ................................................................................ 21 3.2.6. Cân bằng lực kéo của ô tô. .......................................................................... 21 3.2.6.1. Phương trình cân bằng lực kéo. ............................................................ 21 3.2.6.2. Phương pháp xây dựng đồ thị cân bằng lực kéo................................... 22 3.2.6.3.Trình tự xây dựng đồ thị ........................................................................ 25 3.2.6.4. Nhận xét ................................................................................................ 26 ii 3.3. XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT.......................................... 27 3.3.1. Phương trình cân bằng công suất. ............................................................... 27 3.3.2. Phương pháp xây dựng đồ thị. .................................................................... 28 3.3.3. Ý nghĩa sử dụng .......................................................................................... 32 3.4. ĐẶC TÍNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA Ô TÔ. .................................................... 33 3.4.1. Nhân tố động lực học ô tô. .......................................................................... 33 3.4.2. Phương pháp xây dựng đồ thị. .................................................................... 33 3.4.3. Xác định vận tốc lớn nhất của ô tô. ............................................................. 35 3.4.4. Xác định độ dốc lớn nhất mà xe vượt qua được. ........................................ 35 3.4.5. Xác định sự tăng tốc của ô tô ...................................................................... 36 CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA XE ............... 39 4.1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ TÍNH ỔN ĐỊNH .................................................... 39 4.2. TÍNH ỔN ĐỊNH DỌC CỦA Ô TÔ ................................................................... 39 4.2.1. Tính ổn định dọc tĩnh .................................................................................. 39 4.2.1.1. Xét tính ổn định theo điều kiện lật đổ. ................................................. 41 a. Xe đứng yên quay đầu lên dốc ............................................................... 41 b. Xe đứng yên quay đầu xuống dốc. ............................................................. 42 4.2.1.2. Xét tính ồn định theo điều kiện trượt .................................................... 43 4.2.2. Tính ổn định dọc động. ............................................................................... 44 4.2.2.1. Trường hợp xe chuyển động lên dốc hoặc xuống dốc với vận tốc nhỏ, không kéo rơ móc và chuyển động ổn định ....................................................... 44 a. Xét ổn định theo điều kiện lật đổ................................................................ 44 b. Xét ổn định theo điều kiện trượt................................................................. 45 4.2.2.2. Trường hợp xe chuyển động ổn định với vận tốc cao trên đường nằm ngang không kéo rơmóc. ................................................................................... 46 4.3. TÍNH ỔN ĐỊNH NGANG CỦA Ô TÔ KHI CHUYỂN ĐỘNG THẲNG TRÊN ĐƯỜNG NGHIÊNG NGANG ................................................................................. 48 4.3.1. Xét ổn định theo điều kiện lật đổ .............................................................. 48 4.3.2. Xét ổn định theo điều kiện trượt ............................................................... 49 4.4. ỔN ĐỊNH CHUYỂN ĐỘNG Ô TÔ QUAY VÒNG. ........................................ 51 4.4.1. Ổn định chuyển động của xe khi quay vòng xét theo điều kiên lật đổ ....... 51 4.4.1.1. Trường hợp ô tô quay vòng trên đường nghiêng ngang ra ngoài ........ 51 4.4.1.2. Trường hợp ô tô quay vòng trên đường nghiêng ngang vào trong ....... 53 4.4.1.3. Trường hợp ô tô quay vòng trên đưòng nằm ngang ............................. 55 iii 4.4.2. Ổn định chuyển động của xe khi quay vòng xét điều kiện trượt ngang. .... 55 4.4.2.1. Trường hợp xe quay vòng trên đường nghiêng ngang ra ngoài. .......... 55 4.4.2.2. Trường hợp xe quay vòng trên đường nghiêng ngang vào trong ......... 56 4.4.2.3. Trường hợp xe quay vòng trên đường nằm ngang ............................... 57 CHƯƠNG 5:QUAY VÒNG CỦA Ô TÔ ................................................................. 59 5.1. ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC QUAY VÒNG CỦA Ô TÔ. .................. 59 5.1.1. Động học quay vòng của ô tô...................................................................... 59 5.1.2. Động lực học quay vòng của ô tô. .............................................................. 64 5.2. KHẢO SÁT XE QUAY VÒNG TRÊN ĐƯỜNG NHỰA BÊ TÔNG KHÔ.... 67 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN ........................................................................................ 70 6.1. KẾT LUẬN. ...................................................................................................... 70 6.2. KIẾN NGHỊ. ...................................................................................................... 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 71 iv DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Hình ảnh thiêt kế Camry 2.5Q......................................................................... 5 Hình 2.1: Đồ thị đường đặc tính ngoài của động cơ. .................................................... 10 Hình 3.1: Sơ đồ các lực và mômen tác dụng lên ôtô đang đang chuyển động lên dốc . 12 Hình 3.2: Đồ thị cân bằng lực kéo ................................................................................. 25 Hình 3.3: Đồ thị cân bằng công suất. ............................................................................ 32 Hình 3.4: Đồ thị đặc tính động lực học. ........................................................................ 35 Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn gia tốc của ô tô có sáu tỷ số truyền..................................... 38 Hình 4.1: Sơ đồ lực tác dụng lên xe khi đứng yên. ....................................................... 40 Hình 4.2: Sơ đồ lực và mômen tác dụng lên ô tô khi đứng yên quay đầu lên dốc ........ 41 Hình 4.3: Sơ đồ lực và mômen tác dụng lên ô tô khi đứng yên quay đầu xuống dốc .. 42 Hình 4.4: Sơ đồ mômen và lực tác dụng lên ô tô chuyển động trên đường nằm ngang ............................................................................................................................. 46 Hình 4.5: Sơ đồ lực và mô men tác dụng lên ô tô khi chuyển động thẳng trên đường nghiêng ngang................................................................................................................ 48 Hình 4.6: Sơ đồ mômen và lực tác dụng lên ô tô khi quay vòng trên đường nghiêng ngang ra ngoài ............................................................................................................... 51 Hình 4.7: Sơ đồ mômen các lực tác dụng lên xe khi quay vòng trên đường nghiêng vào trong. ....................................................................................................................... 53 Hình 4.8: Sơ đồ mômen và lực tác dụng lên ô tô khi quay vòng trên đường nằm ngang. ............................................................................................................................ 55 Hình 5.1: Sơ đồ động học quay vòng của ô tô khi bỏ qua biến dạng ngang. ................ 60 Hình 5.2: Đồ thị lý thuyết và thực tế về mối quan hệ giữa các góc quay vòng của hai bánh xe dẫn hướng......................................................................................................... 61 Hình 5.3: Sơ đồ động học quay vòng của ô tô có hai bánh dẫn hướng phía trước. ...... 62 Hình 5.4: Sơ đồ động lực học quay vòng của ô tô có hai bánh dẫn hướng phía trước. 65 v DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Bảng giá trị về công suất và mô men của động cơ ......................................... 9 Bảng 3.1: Bảng giá trị tính vận tốc v và lực kéo Fk của từng tay số ............................. 14 Bảng 3.2: Bảng giá trị tính hệ số cản lăn f. ................................................................... 16 Bảng 3.3: Bảng giá trị tính lực cản lăn Ff của từng tay số. ........................................... 18 Bảng 3.4: Bảng số liệu tính lực cản không khí theo vận tốc của từng tay số................ 20 Bảng 3.5: Bảng số liệu tính lực cản tổng cộng. ............................................................. 23 Bảng 3.6: Bảng giá trị của Pk (kW) và Pe (kW) ứng với từng cấp số............................ 28 Bảng 3.7: Bảng giá trị của Pf, Pω, Pf + Pω ứng với từng cấp số ..................................... 30 Bảng 3.8: Bảng giá trị động lực học D theo từng cấp số............................................... 34 Bảng 3.9: Bảng giá trị j theo D và δ của từng tay số. .................................................... 37 Bảng 4.1: Bảng vận tốc giới hạn khi xe quay vòng trên đường nghiêng ngang ra ngoài theo điều kiện lật đổ ứng với từng góc giới hạn khác nhau................................. 53 Bảng 4.2: Bảng vận tốc giới hạn khi xe quay vòng trên đường nghiêng ngang vào trong theo điều kiện lật đổ ứng với từng góc giới hạn khác nhau. ................................ 54 Bảng 4.3: Bảng vận tốc giới hạn khi xe quay vòng trên đường nghiêng ngang ra ngoài theo điều kiện trượt ngang ứng với từng góc giới hạn khác nhau. ...................... 56 Bảng 4.4: Bảng vận tốc giới hạn khi xe quay vòng trên đường nghiêng ngang vào trong theo điều kiện trượt ngang ứng với từng góc giới hạn khác nhau. ...................... 57 vi CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ. Ngày nay cùng với sự phát triển khoa học và công nghệ, ngành công nghiệp ô tô phát triển nhanh chóng góp phần thôi thúc các nhà thiết kế ô tô nghiên cứu để tạo ra những chiếc xe hiện đại hơn về tính năng, mạnh mẽ hơn về công suất để đáp ứng cho nhu cầu kinh tế và an toàn của người sử dụng. Đề tài “Nghiên cứu động học và động lực học của xe du lịch TOYOTA CAMRY 2.5Q” sẽ góp phần làm cơ sở cho việc đánh giá chất lượng động lực học chuyển động ô tô, khả năng sử dụng và lựa chọn chế độ sử dụng sao cho phù hợp. 1.2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI. Với những yêu cầu về nội dung của đề tài, mục tiêu của đề tài nhằm giúp người đọc nắm được các nội dung sau: - Nêu được khái niệm về đặc tính công suất của động cơ dùng trên ô tô. - Vẽ được đường đặc tính ngoài của động cơ đốt trong trên ô tô. - Áp dụng được công thức S.R.Lây Đécman để xây dựng đặc tính ngoài của động cơ. - Trình bày được phương trình cân bằng lực kéo, phương trình cân bằng công suất, đặc tính động lực học của ô tô và các đồ thị tương ứng. - Trình bày được các đặc tính tăng tốc của ô tô. - Xác định được các phản lực thẳng góc tác dụng lên các bánh xe trong những điều kiện chuyển động của ô tô. - Định nghĩa được tính ổn định của ô tô, tính ổn định dọc tĩnh, ổn định dọc động. - Xác định được góc dốc giới hạn mà tại đó ô tô bị lật đổ hay bị trượt trong những điều kiện chuyển động. - Xác định vận tốc tới hạn mà tại đó ô tô bị lật đổ hay bị trượt trong những điều kiện chuyển động. - Xác định được động học và động lực học quay vòng của ô tô. - Xác định được tính ổn định chuyển động của xe khi quay vòng theo điều kiện 1 lật đổ. - Nêu được tính ổn định chuyển động của xe khi quay vòng xét theo điều kiện trượt ngang. 1.3. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI. Do trình độ và thời gian có hạn cộng với nguồn tài liệu hiện có, đề tài chỉ giới hạn tập trung nghiên cứu, tính toán về xây dựng đường đặc tính ngoài động cơ, cân bằng lực kéo, cân bằng công suất và đặc tính động lực học của xe, kiểm tra tính ổn định của xe, kiểm tra động học và động lực học quay vòng của xe. 1.4. KÝ HIỆU VÀ CÁC ĐƠN VỊ ĐO CƠ BẢN. Đại lượng Ký hiệu Đơn vị Hệ số chuyển đổi đơn vi Chiều dài l m 1 inch = 2,54 cm = 0,025m Vận tốc dài Vận tốc góc Số vòng quay Gia tốc Gia tốc góc Lực Trọng lượng v ω n j ε F G m/s rad/s vg/ph m/s2 rad/s2 N N 1 m/s = 3,6 km/h 1 N ≈ 0,1 Kg 10 N ≈ 102 Kg ≈ 0,1 tấn Khối lượng Áp suất m q kg N/m2 1 N/m2 = 1 Pa = 10-5 kG/cm2 Ứng suất σ N/m2 1 MN/m2 ≈ 10 kG/cm2 Mômen quay M Nm 1 Nm ≈ 10 kGcm ≈ 0,1 kGm Công suất Nhiệt độ Nhiệt lượng Nhiệt dung riêng P T Q C W °K J J/kgđộ T = t + 273° 1J ≈ 2,4.10-3 kcal 1J/kgđộ ≈ 2,4.10-3 kcal/kgđộ Thời gian T s 3 2 1.5. THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA XE TOYOTA CAMRY 2.5Q. Xuất xứ Lắp ráp trong nước Kiểu xe Sedan Số chỗ ngồi 5 Số cửa 4 Loại động cơ 4 xy lanh thẳng hàng, 16 van, DOHC, VVT-i kép, ACIS Dung tích động cơ 2.5L Mã Động Cơ/Model 2AR-FE Dung tích công tác (cc) 2494 Công suất tối đa Pemax (kW/vg/ph) 133/6000 Mô men xoắn tối đa Memax (N.m/vg/ph) 231/4100 Dung tích bình nhiên liệu ( lít) 70 Vận tốc cực đại của xe vmax (km/h) 210 Lốp xe &Mâm xe 215/60R16, mâm đúc Kích thước tổng thể 4850 x 1825 x 1470 ( Dài x Rộng xCao ) (mm) Chiều dài cơ sở L (mm) 2775 Chiều rộng cơ sở trước và sau B (mm) 1570x1570 Chiều cao tọa độ trọng tâm hg (m) 0,62 Bán kính vòng quay tối thiểu R (mm) 5500 3 Bán kính tính toán của bánh xe (m) 0,395 Khoảng sáng gầm xe (mm) 150 Khối lượng không tải (kg) 1490 - 1505 Khối lượng toàn tải (kg) 2000 Trọng lượng xe phân bố lên cầu trước G1 (N) 10000 Trọng lượng xe phân bố lên cầu sau G2 (N) 10000 Tỉ số truyền của hộp số ih1 = 3,300 ; ih2 = 1,900 ; ih3 = 1,420 ; ih4 = 1,000 ; ih5 = 0,713; ih6= 0,608; iR = 4,148. Tỉ số truyền của truyền lực chính i0 = 3,815 Phanh trước Đĩa thông gió Phanh sau Đĩa 4 1.6. HÌNH ẢNH THIẾT KẾ XE. Hình 1.1: Hình ảnh thiêt kế Camry 2.5Q. 5 CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGOÀI ĐỘNG CƠ Mục đích khảo sát: - Đường đặc tính ngoài động cơ được sử dụng để đánh giá tính năng kinh tế - kỹ thuật của động cơ. Trong lý thuyết ô tô thường sử dụng để tính toán tính năng kéo và tính năng động lực học của ô tô. 2.1. ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGOÀI. Đường đặc tính ngoài của động cơ (có khi còn là đặc tính tốc độ ngoài) là các đường cong công suất (Pe), mô men (Me), suất tiêu hao nhiên liệu (ge) diễn biến theo tốc độ quay ne (vg/ph) hoặc theo tốc độ động cơ ω của trục khuỷa của động cơ ở chế độ toàn tải (mở 100% bướm ga ở đông cơ xăng hoặc phun nhiên liệu cực đại ở động cơ diesel). Đây là đường đặc tính quan trọng nhất của động cơ dùng để đánh giá các chỉ tiêu công suất (Pe) và tiết kiệm nhiên liệu (ge) của động cơ. Nhờ có đường đặc tính này người ta cũng đánh giá được sức kéo của động cơ qua đặc tính mô men (Me), vùng làm việc ổn định của động cơ và hệ số thích ứng k của nó. 2.2. ĐẶC TÍNH CÔNG SUẤT. Để xác định được lực hoặc mômen tác dụng lên các bánh xe chủ động của ô tô, chúng ta cần phải nghiên cứu đặc tính công suất của động cơ đốt trong loại piston. Đặc tính công suất mô tả quan hệ giữa công suất Pe và hai thành phần của nó là mômen Me và tốc độ góc ωe (hay số vòng quay ne). Thông thường nó được biểu diễn qua đặc tính tốc độ của mômen Me (ωe) hay đặc tính tốc độ của công suất Pe (ωe). Mối quan hệ giữa Pe, Me, ωe được biếu diễn theo công thức: Pe=Me.ωe Trong đó: (2.1) Me- Mômen xoắn của động cơ. Pe- Công suất của động cơ. 6 ωe - Vận tốc góc của động cơ. Thông thường chúng ta hay sử dụng đặc tính Pe, Me (ωe) khi động cơ làm việc ở chế độ cung cấp nhiên liệu lớn nhất, thường gọi là đặc tính ngoài. Chế độ danh định là một điểm trên đặc tính ngoài. Trên đặc tính ngoài, chúng ta lưu ý 2 chế độ danh định:  Chế độ công suất cực đại, lúc đó các thông số có ký hiệu: Pemax, Mep, ωep(nep)  Chế độ mômen xoắn cực đại, lúc đó các thông số có ký hiệu: Pemax, Memax, ωemax(nemax) Giữa hai chế độ có mối liên hệ thông qua hệ số thích ứng (đàn hồi) của động cơ theo mômen Km: Km = Memax/Mep Trong đó: Memax- Mômen xoắn cực đại của động cơ. Km – Hệ số thích ứng của động cơ theo mômen. Đối với động cơ xăng, hệ số thích ứng theo mômen có giá trị: Kn = 1,1 ÷ 1,35. Pemax Ở chế độ danh định khi biết Km thì: Memax = Km.Mep = Km p ωe Ta xây dựng đường đặc tính bằng cách thử động cơ trên bệ thử trong các điều kiện thử xác định, nhưng công suất động cơ trên bệ thử khác với công suất sử dụng thực tế của động cơ đặt trên xe. Vì vậy ta đưa ra thông số hệ số công suất hữu ích ηp: P = P’. ηp Trong đó: P’- Công suất thử. P - Công suất thực tế. Ta có: ηp = ηp’.ηp’’ Trong đó: ηp- Đặc trưng cho sai biệt công suất do thay đổi một số trang bị của động cơ khi thử (0,92 ÷ 0,96). 7 ηp’’ - Đặc trưng cho ảnh hưởng của môi trường khi thử. (Đông cơ xăng ηp” = q 0,101 √ 293 273+t .Với q (Mpa), t (0C) là áp suất và nhiệt độ phòng thử). 2.3. XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGOÀI CỦA ĐỘNG CƠ. Khi tính toán lực kéo hoặc mômen xoắn chủ động ở các bánh xe chúng ta cần phải có đặc tính ngoài của động cơ đốt trong. Đặc tính ngoài của động cơ cho các trị số lớn nhất của mômen, công suất ở số vòng quay xác định. Các trị số nhỏ hơn của mômen hoặc công suất có thể nhận được bằng cách giảm mức cung cấp nhiên liệu. Chú ý: Tiêu chuẩn thử động cơ để nhận được đường đặc tính ngoài ở mỗi nước một khác, vì vậy mà cùng một động cơ nhưng thử ở những nước khác nhau sẽ cho giá trị công suất khác nhau. Khi không có đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ bằng thực nghiệm, ta có thể xây dựng đường đặc tính nói trên nhờ công thức kinh nghiệm của S.R.LâyĐécman. Việc sử dụng quan hệ giải tích giữa công suất, mômen xoắn với số vòng quay của động cơ theo công thức S.R.Lây-Đécman để tính toán sức kéo sẽ thuận lợi hơn nhiều so với khi dùng đồ thị đặc tính ngoài bằng thực nghiệm, nhất là hiện nay việc sử dụng máy vi tính đã trở nên phổ cập. Công thức S.R.Lây-Đécman có dạng như sau : Pe = Pemax [a ne p ne n n ne ne + b( pe )2 − c( pe )3 ] Trong đó: Pe - Công suất hữu ích của động cơ (kW). ne- Số vòng quay của trục khuỷu (vg/ph). Me- Mômen xoắn của động cơ (N.m). Pemax - Công suất có ích cực đại (kW). p ne - số vòng quay ứng với công suất nói trên (vg/ph). 8 a, b, c: là các hệ số thực nghiệm chọn theo loại động cơ, đối với động cơ xăng. a = b = c = l có các giá trị Pe và ne có thể tính được các giá trị của mômen xoắn Me của động cơ theo công thức sau: 104 Pe Me = 1,047ne Trong đó: Pe - Công suất hữu ích của động cơ (kW). ne - Số vòng quay của trục khuỷu (vg/ph). Me - Mômen xoắn của động cơ (N.m). Từ các giá trị Pe, Me tương ứng với các giá trị ne ta có thể vẽ đồ thị Pe= f(ne) và đồ thị Me = f (ne). Như vậy, sau khi xây dựng được đường đặc tính tốc độ ngoài của động cợ chúng ta mới có cơ sở để nghiên cứu tính chất động lực học của ô tô. Bảng 2.1: Bảng giá trị về công suất và mô men của động cơ: ne (vg/ph) Pe (kW) Me (Nm) 800 19,783 236,187 1200 30,856 245,591 1600 42,402 253,116 2000 54,185 258,763 2400 65,968 262,528 2800 77,514 264,409 3200 88,588 264,41 3600 98,952 262,528 4000 108,37 258,763 4400 116,607 253,119 9 4800 123,424 245,591 5200 128,586 236,18 5600 131,857 224,889 6000 133 211,716 6400 131,778 196,66 6800 127,956 179,724 7200 121,296 160,904 Ta vẽ được đồ thị đường đặc tính ngoài động cơ. Pe (kW) Me (Nm) 300 Memax =264,41(Nm) 250 200 Công suất Pemax =133 (kW) 150 Momen 100 50 ne (vg/ph) 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Hình 2.1: Đồ thị đường đặc tính ngoài của động cơ. 10 Nhận xét:  Từ đồ thị trên ta thấy công suất đạt giá trị cực đại tại số vòng quay ne = 6000 vg/phút. Khi ta tiếp tục tăng số vòng quay (tiếp tục đạp ga) thì công suất của động cơ giảm dần. p  Công suất cực đại Pemax = 133 (kW) ở số vòng quay ne =6000 (vg/phút)  Mômen xoắn cực đại Memax = 264,41 (Nm) ở số vòng quay nM p = 3200 (vg/phút) p  Mômen xoắn ứng với công suất cực đại (mômen xoắn định mức) Me = 264,41 (Nm)  Từ đồ thị trên ta cũng thấy khi số vòng quay của động cơ lớn hơn nM e =3200(vg/phút) thì mômen của động cơ không tăng nhưng bắt đầu giảm dần. Nếu tiếp tục tăng số vòng quay thì động cơ sẽ hoạt động không ổn định. 11 CHƯƠNG 3 KHẢO SÁT CÂN BẰNG LỰC KÉO, CÔNG SUẤT VÀ ĐẶC TÍNH ĐỘNG HỌC CỦA XE Mục đích khảo sát: - Phương trình và đồ thị cân bằng lực kéo đánh giá tính chất kéo và tính chất động lực học của ô tô vận chuyển. - Phương trình và đồ thị cân bằng công suất đánh giá chỉ tiêu năng lượng khi ô tô làm việc ở các điều kiện chuyển động khác nhau. - Để đánh giá so sánh các tính chất động lực học của ô tô vận chuyển khác nhau vì các ô tô khác nhau sẽ có trọng lượng khác nhau và đặc tính của các loại ô tô đó cũng khác nhau. 3.1. CÁC LỰC TÁC DỤNG LÊN Ô TÔ KHI CHUYỂN ĐỘNG TỔNG QUÁT. Hình 3.1: Sơ đồ các lực và mômen tác dụng lên ôtô đang đang chuyển động lên dốc. 12 Trên hình 3.1 trình bày sơ đồ các lực và mômen tác dụng lên ô tô đang chuyển động tăng tốc ở trên dốc. Ý nghĩa của các ký hiệu ở trên hình vẽ như sau: G – Trọng lượng toàn bộ của ô tô. Fk1 – Lực kéo tiếp tuyến ở các bánh xe chủ động. Ff1 – Lực cản lăn ở các bánh xe chủ động. Ff2 – Lực cản lăn ở các bánh xe bị động. Fω – Lực cản không khí. Fi – Lực cản lên dốc. Fj – Lực cản quán tính khi xe chuyển động không ổn định (có gia tốc). Fm – Lực cản ở móc kéo. Z1, Z2 – Phản lực pháp tuyến của mặt đường tác dụng lên các bánh xe cầu trước, cầu sau. Mf1 – Mômen cản lăn ở các bánh xe chủ động. Mf2 – Mômen cản lăn ở các bánh xe bị động. Mk – Mômen kéo ở bánh xe chủ động. α – Góc dốc của mặt đường. 3.2. XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÂN BẰNG LỰC KÉO Ở CÁC TỶ SỐ TRUYỀN. 3.2.1. Lực kéo trên bánh xe chủ động ứng với các tay số. Fk là phản lực từ mặt đường tác dụng lên bánh xe chủ động theo chiều cùng với chiều chuyển động của ô tô. Điểm đặt của Fk tại tâm của vết tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đường: Fk = Mk rb = Me .it .η rb (N) (3.1) Trong đó: it - Tỷ số truyền của hệ thống truyền lực. Me - Momen xoắn của động cơ. rb – Bán kính tính toán của xe. η - Hiệu suất của hệ thống truyền lực. Chọn η = 0,85 (xe ô tô) 13 3.2.2. Tốc độ của ô tô ứng với các tay số. vn = π.ne .rb 30.it (m/s) (3.2) Trong đó: ne - Số vòng quay của trục khuỷu (vg/ph) Bảng 3.1: Bảng giá trị tính vận tốc v và lực kéo Fk của từng tay số: ne Me (v/ph) (Nm) Tay số 1 Tay số 2 Tay số 3 v1 Fk1 v2 Fk2 v3 Fk3 (m/s) (N) (m/s) (N) (m/s) (N) 800 236,187 2,627 6398,62 4,563 3684,054 6,105 2753,345 1200 245,591 3,941 6653,387 6,844 3830,738 9,158 2862,972 1600 253,116 5,254 6857,249 9,126 3948,113 12,211 2950,695 2000 258,763 6,568 7010,234 11,407 4036,195 15,263 3016,525 2400 262,528 7,881 7112,232 13,689 4094,922 18,316 3060,415 2800 264,409 9,195 7163,191 15,97 4124,262 21,369 3082,343 3200 264,41 10,509 7163,218 18,252 4124,277 24,422 3082,355 3600 262,528 11,822 7112,232 20,533 4094,922 27,474 3060,415 4000 258,763 13,136 7010,234 22,815 4036,195 30,527 3016,525 4400 253,119 14,449 6857,33 25,096 3948,16 33,58 2950,73 4800 245,591 15,763 6653,387 27,378 3830,738 36,632 2862,972 5200 236,18 17,077 6398,43 29,659 3683,945 39,685 2753,264 5600 224,889 18,39 6092,542 31,941 3507,827 42,738 2621,639 6000 211,716 19,704 5735,668 34,222 3302,354 45,79 2468,075 6400 196,66 21,017 5327,781 36,504 3067,51 48,843 2292,56 6800 179,724 22,331 4868,962 38,785 2803,342 51,896 2095,129 7200 160,904 23,644 4359,103 41,067 2509,787 54,948 1875,735 14
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan