đề tài tính toán động học và động lực học ô tô cần thiết kế

Nội dung nhiệm vụ : - Xác định khối lượng và trọng lượng đầy đủ của ô tô; - Lựa chọn kích thước lốp và tính bán kính bánh xe; - Cân bằng công suất theo chỉ tiêu tốc độ tối đa khi đầy tải

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH

BÀI TIỂU LUẬN

TÊN HỌC PHẦN: LÝ THUYẾT Ô TÔ

Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Nhanh

SVTH: Võ Văn Cường Mã SV:1911251729 Lớp: 19DOTD4 Nguyễn Trọng Kha Mã SV:2182501599 Lớp: 21DOTB3 Nguyễn Minh Khôi Mã SV:2182500504 Lớp: 21DOTC3

Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô

Khoa/Viện: Viện kỹ thuật

Tp.HCM, ngày 24 tháng 06 năm 2024

VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Đề số: 005

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI BÀI TIỂU LUẬN

TÊN MÔN HỌC: LÝ THUYẾT Ô TÔ NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

1 Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài (sĩ số trong nhóm 03):

Võ Văn Cường Mã SV:1911251729 Lớp: 19DOTD4

Nguyễn Trọng Kha Mã SV:2182501599 Lớp: 21DOTB3

Nguyễn Minh Khôi Mã SV:2182500504 Lớp: 21DOTC3

2 Tên đề tài : Tính toán động học và động lực học ô tô cần thiết kế.

3 Ô tô cần thiết kế với các dữ liệu ban đầu:

Loại ô tô: ĐC Xăng

Khối lượng xe: m 0 =1480 (Kg)

Vận tôc cực đại của xe: V amax = 200 (Km/h)

Số tỉ số truyền: 4 (cấp)

Góc lên dốc: α= 8 (độ))

4 Nội dung nhiệm vụ :

- Xác định khối lượng và trọng lượng đầy đủ của ô tô;

- Lựa chọn kích thước lốp và tính bán kính bánh xe;

- Cân bằng công suất theo chỉ tiêu tốc độ) tối đa khi đầy tải Xác định công suất cơ bản của ô tô, chọn độ)ng cơ;

- Tính toán đường đặc tính ngoài của độ)ng cơ;

- Tính toán tỉ số truyền của hệ thống truyền lực;

- Xây dựng đường đặc tính kéo của ô tô;

- Xác định các chỉ số chính độ)ng học của ô tô với hệ thống cơ truyền lực;

- Xây dựng đồ thị cân bằng công suất;

- Xây dựng đường đặc tính kinh tế nhiên liệu của ô tô;

- Viết báo cáo bài tiểu luận.

5 Kết quả tối thiểu phải có:

(1) Cuốn thuyết minh đề tài in A4 có đánh giá của GVHD (FILE WORD)(2) Cuốn thuyết minh đề tài in A4 có đánh giá của GVHD (FILE PDF)

(3) File Excel tính toán

Ngày giao đề tài: 20/05/2024 Ngày nộp báo cáo: 15/06/2024

VIỆN KỸ THUẬT HUTECH

PHIẾU ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HIỆN

TÊN MÔN HỌC: LÝ THUYẾT Ô TÔ NGÀNH: Công nghệ kỹ thuật ô tô

1 Tên đề tài: Tính toán động học và động lực học ô tô cần thiết kế.

2 Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Nhanh

3 Sinh viên/ nhóm sinh viên thực hiện đề tài (sĩ số trong nhóm 03 ):

Võ Văn Cường Mã SV:1911251729 Lớp: 19DOTD4

Nguyễn Trọng Kha Mã SV:2182501599 Lớp: 21DOTB3

Nguyễn Minh Khôi Mã SV:2182500504 Lớp: 21DOTC3

4 Đánh giá bài tiểu luận:

Họ tên sinh viên

Tiêu chí đánh giá về quá trình thực

hiện Tổng điểm tiêu

chí đánh giá về quá trình thực hiện (tổng 3 cột điểm 1+2) 50%

Điểm báo cáo bảo vệ (50%)

Điểm bài tiểu luận= 0.5*tổng điểm tiêu chí + 0.5*điểm báo cáo

Tính chủ động, tích cực, sáng tạo (tối đa 2 điểm)

Đáp ứng yêu cầu về hình thức trình bày (tối đa 3 điểm)

Đáp ứng mục tiêu, nội dung

đề ra (tối đa 5 điểm)

Võ Văn Cường

Nguyễn Trọng Kha

Nguyễn Minh Khôi

Ghi chú: Điểm số nếu có sai sót, GV gạch bỏ rồi ghi lại điểm mới kế bên và ký nháy vào phần điểm chỉnh sửa.

LỜI CẢM ƠN

🙚🙚🙚

Trong thời đại đất nước đang trên con đường Công nghiệp hóa – Hiện đại hóa, từngbước phát triển đất nước Trong xu thế của thời đại khoa học kỹ thuật của thế giớingày một phát triển cao Để hòa chung với sự phát triển đó, đất nước ta đã có chủtrương phát triển một số ngành mũi nhọn, trong đó có ngành Lý Thuyết Ô Tô Để thựchiện được chủ trương đó đòi hỏi đất nước cần phải có đội ngũ cán bộ, công nhân kỹthuật có trình độ, tay nghề cao

Nắm bắt điều đó trường Đại học Hutech không ngừng phát triển và nâng cao chấtlượng đào tạo đội ngũ cán bộ, công nhân có tay nghề và trình độ cao mà còn đào tạovới số lượng đông đảo

Khi đang là một sinh viên trong trường chúng em được thực hiện một bài tập lớn

“Tính toán động học và động lực học ô tô cần thiết kế” Đây là một điều kiện rất tốtcho chúng em có cơ hội xâu chuỗi kiến thức mà chúng em đã được học tại trường,bước đầu đi sát vào thực tế, 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 nhiệttình của giáo viên hướng dẫn bộ môn Tuy vậy nhưng không thể tránh khỏi những hạnchế, thiếu sót trong quá trình tính toán

Để hoàn thành tốt, khắc phục những hạn chế và thiếu sót chúng em rất mong được

sự đóng góp ý kiến, sự giúp đỡ của Thầy và các bạn để sau này ra trường bắt tay vàocông việc, quá trình công tác chúng em được hoàn thành công việc một cách tốt nhất

Em xin chân thành cảm ơn !

MỤC LỤC

Chương 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1

1.1 Đặt vấn đề: 1

1.2 Mục tiêu đề tài: 1

1.3 Nội dung đề tài: 1

1.4 Phương pháp nghiên cứu: 1

1.5 Kết cấu của tiểu luận: 2

Chương 2 NỘI DUNG THỰC HIỆN 3

2.1 Thông số kỹ thuật của ô tô cần thiết kế 3

2.2 Xác định khối lượng và trọng lượng đầy đủ của ô tô 3

2.2.1 Khối lượng của ô tô 4

2.2.2 Trọng lượng của ô tô 5

2.3 Lựa chọn kích thước lốp và tính bán kính bánh xe 5

2.3.1 Lựa chọn kích thước lốp xe 5

2.3.2 Tính bán kính bánh xe 7

2.4 Tính toán công suất cần thiết của động cơ khi ô tô đầy tải và vận tốc tối đa 7

2.4.1 Tính toán hệ số cản tổng cộng của đường 7

2.4.2 Số vòng quay trục khuỷu động cơ 8

2.4.3 Công suất tối đa của động cơ 8

2.5 Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ 8

2.6 Chọn tỉ số truyền của hệ thống truyền lực 10

2.6.1 Xác định tỉ số truyền lực chính 10

2.6.2 Lựa chọn tỉ số truyền của hộp số 10

2.7 Xây dựng đường đặc tính kéo của ô tô 12

2.8 Xác định các chỉ số chính động học của ô tô với hệ thống cơ truyền lực 13

2.9 Xây dựng đồ thị cân bằng công suất 14

2.10 Xây dựng đường đặc tính kinh tế nhiên liệu của ô tô 15

Chương 3 : KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 16

3.1 Kết luận 16

3.2 Hướng phát triển đề tài 16

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật ô tô 3Bảng 2.2 Đường đặc tính ngoài của động cơ 10

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH

Hình 2.1 Các kích thước hình học cơ bản của ô tô 5

Hình 2.2 Công thức công suất cần thiết NeV 7

Hình 2.3 Công thức hệ số cản lăn 8

Hình 2.4 Công thức số vòng quay trục khuỷu động cơ 8

Hình 2.5 Công thức công suất tối đa của động cơ 8

Hình 2.6 Công thức tính công suất có ích của động cơ 8

Hình 2.7 Công thức tính momen xoắn 9

Hình 2.8 Đồ đường đặc tính ngoài của động cơ 10

Hình 2.9 Công thức xác định tỉ số truyền lực chính 10

Hình 2.10 Công thức tính tỉ số truyền của hộp số 11

Hình 2.11 Công thức tính tỉ số truyền của hộp số đối với trục sau 11

Hình 2.12 Bảng kết quả tính toán lực kéo của ô tô ở tay số 1 12

Hình 2.13 Bảng kết quả tính toán lực kéo của ô tô ở tay số 2 12

Hình 2.14 Bảng kết quả tính toán lực kéo của ô tô ở tay số 3 12

Hình 2.15 Bảng kết quả tính toán lực kéo của ô tô ở tay số 4 13

Chương 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

1.1 Đặt vấn đề:

Trong thời đại đất nước đang trên con đường Công nghiệp hóa – Hiện đại hóa,từng bước phát triển đất nước Trong xu thế của thời đại khoa học kỹ thuật của thếgiới ngày một phát triển cao Để hòa chung với sự phát triển đó đất nước ta đã cóchủ trương phát triển một số ngành mũi nhọn, trong đó có ngành cơ Công Nghệ KỹThuật Ô Tô Để thực hiện được chủ trương đó đòi hỏi đất nước cần phải có đội ngũcán bộ, công nhân kỹ thuật có trình độ, tay nghề cao Nắm bắt điều đó trường Đạihọc HUTECH không ngừng phát triển và 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 đảokhi đang là một sinh viên trong trường chúng em được thực hiện một bài tập lớn

“Lý thuyết ô tô”

1.2 Mục tiêu đề tài:

Bài tiểu luận môn học Lý thuyết ô tô là một phần của môn học, với việc vận dụngnhững kiến thức đã học về các chỉ tiêu đánh giá khả năng kéo của ô tô để vận dụngtính toán sức kéo và động lực học lực kéo, xác định các thông số cơ bản của động

cơ hay hệ thống truyền lực của xe Qua đó, biết được một số thông số kỹ thuật,trạng thái, tính năng cũng như khả năng làm việc ô tô khi kéo Từ đó hiểu được nộidung môn học, góp phần vào việc củng cố nâng cao kiến thức phục vụ cho các môntiếp theo và bổ sung thêm vào vốn kiến thức phục vụ cho công việc sau này

1.3 Nội dung đề tài:

- Gồm 3 phần chính:

+ Chương 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

+ Chương 2: NỘI DUNG THỰC HIỆN

+ Chương 3: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

1.4 Phương pháp nghiên cứu:

Bài tiểu luận môn học Lý thuyết ô tô là một phần của môn học, với việc vận dụngnhững kiến thức đã học về các chỉ tiêu đánh giá khả năng kéo của ô tô để vận dụngtính toán sức kéo và động lực học học kéo, xác định các thông số cơ bản của động

1

cơ hay hệ thống truyền lực của xe Qua đó, biết được một số thông số kỹ thuật,trạng thái, tính năng cũng như khả năng làm việc ô tô khi kéo Từ đó hiểu được nộidung môn học, góp phần vào việc củng cố nâng cao kiến thức phục vụ cho các mônhọc tiếp theo và bổ sung thêm vào kiến thức phục vụ cho công việc sau này.

1.5 Kết cấu của tiểu luận:

- Thông số kỹ thuật ô tô cần thiết kế

- Xác định khối lượng và trọng lượng đầy đủ của ô tô;

- Lựa chọn kích thước lốp và tính bán kính bánh xe;

- Cân bằng công suất theo chỉ tiêu tốc độ tối đa khi đầy tải Xác định công suất cơbản của ô tô, chọn động cơ;

- Tính toán đường đặc tính ngoài của động cơ;

- Tính toán tỉ số truyền của hệ thống truyền lực;

- Xây dựng đường đặc tính kéo của ô tô;

- Xác định các chỉ số chính động học của ô tô với hệ thống cơ truyền lực;

- Xây dựng đồ thị cân bằng công suất;

- Xây dựng đường đặc tính kinh tế nhiên liệu của ô tô

2

Chương 2 NỘI DUNG THỰC HIỆN

2.1 Thông số kỹ thuật của ô tô cần thiết kế

Các thông số cho trước

Vận tốc tối đa của ô tô, km/h 200 km/h

Hệ số cản tối đa của mặt đường (hoặc là 8 độ

độ dốc i, góc dốc α)

Khối lượng bản thân xe cần thiết kế, kg 1480 kgKhối lượng chuyên chở (đối với xe tải), kg 325 kg

Số lượng hành khách(xe du lịch, ô tô con) 5

Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật ô tô

3

2.2 Xác định khối lượng và trọng lượng đầy đủ của ô tô

2.2.1 Khối lượng của ô tô

Khối lượng đầy đủ của ô tô được xác định bằng tổng khối lượng bản thân ô

tô và khối lượng chuyên chở theo sức trọng tải tiêu chuẩn và theo số chỗ ngồi hànhkhách, trong đó có tài xế

m = ma + mt

m = 1480 + (5.65) = 1805 (kg)

Trong đó: m - khối lượng đầy đủ của ô tô, kg;

m a - khối lượng bản thân ô tô, kg;

m t - khối lượng chuyên chở, kg.

Khối lượng bản thân ô tô là tổng khối lượng tinh của ô tô, khối lượng nhiênliệu và khối lượng các dụng cụ chuyên dùng đi kèm theo xe

ma = m0 + mnl + mtb

ma = 1480 (kg)

Trong đó: m 0 – khối lượng “tinh” của ô tô, kg;

m nl – khối lượng nhiên liệu, kg;

m tb – khối lượng các dụng cụ chuyên dùng đi kèm theo xe, kg;

Đối với ô tô con, ô tô khách, du lịch, xe buýt thì khối lượng chuyên chở làkhối lượng chuyên chở hành khách và được tính như sau:

mt = zn mn

mt =5.65 = 325 (kg)

Trong đó: z n - số chỗ ngồi trong xe, trong đó cả tài xế;

m n - khối lượng trung bình của hành khách Đối với hành khách

là người Việt Nam thì khối lượng trung bình từ m n =50 60 kg.

4

2.2.2 Trọng lượng của ô tô

Trọng lượng đầy đủ của ô tô được xác định bằng tổng trọng lượng bản thân

ô tô và trọng lượng chuyên chở theo sức trọng tải tiêu chuẩn và theo số chỗ ngồihành khách, trong đó có tài xế

Trọng lượng đầy đủ của ô tô, trọng lượng bản thân ô tô, trọng lượng chuyên chở được tính như sau:

Hình 2.1 Các kích thước hình học cơ bản của ô tô

Trong đó: a - Khoảng cách từ trục trước đến trọng tâm khối

lượng, mm; b - Khoảng cách từ trọng tâm khối lượng đến trục sau, mm;

L - Chiều dài cơ sở của ô tô, mm;

H - Chiều cao ô tô, mm;

h g - Chiều cao từ trọng tâm khối lượng ô tô đến mặt đường, mm; B k - Chiều rộ)ng cơ sở của ô tô, mm; B r - Chiều rộ)ng toàn bộ) của ô tô, mm;

G - Trọng lượng đầy đủ của ô tô, N;

G 1 , G 2 - Tương ứng các trọng lượng của khối lượng đầy đủ tác dụng lên trục trước và trục sau của ô tô, N.

Bán kính làm việc trung bình của bánh xe rк được chọn phụ thuộc vào tảitrọng tác dụng lên một bánh xe Tải trọng tối đa tác dụng lên bánh xe được xác địnhbởi vị trí của trọng tâm khối lượng của ô tô, vị trí này được qui định ở bản vẽ phácthảo ban đầu hoặc bản mẫu của ô tô

Vì vậy, tải trọng tác dụng lên mỗi bánh xe của cầu trước và cầu sau ô tôtương ứng có thể xác định bằng công thức:

P1 = G1

2 = 9738,87752 = 4869,43875 (N)

P2 = G2

2 = 7968,17252 = 3984,08625 (N)

Trong đó: P 1 - tải trọng tác dụng lên mỗi bánh xe của cầu trước ô

tô, N; P 2 - tải trọng tác dụng lên mỗi bánh xe của cầu sau ô tô,

N;

6

G 1 , G 2 - tương ứng các trọng lượng của khối lượng đầy đủ tác dụng lên cầu trước và cầu sau của ô tô.

G1, G2 được tính lần lượt bằng các công thức sau:

+Chiều cao của lốp: hl =205.0,55 =112,75 (mm)

+Bán kính thiết kế của lốp xe: r0 =328,65(mm)

+Bán kính làm việc trung bình của bánh xe:

+Chọn mua lốp có áp suất cao λ : 0,9455

rk = r0 = 0,9455.328,65= 310,738575 (mm)

2.4 Tính toán công suất cần thiết của động cơ khi ô tô đầy tải và vận tốc tối đa

Công suất cần thiết Nev của động cơ phải đủ đảm bảo khả năng xe chuyển động đượckhi đầy tải với vận tốc tối đa cho trước Vamax được xác định bằng công thức sau:

Hình 2.2 Công thức công suất cần thiết NeV

Trong đó: Chọn hiệu suất truyền lực ŋt = 0,925

Hệ số hiệu chỉnh Kp = 0,7

Hệ số cản không khí KB = 0,3

7

Diện tích cản gió Fs(m^2) = 21,5591632 m2

Hệ số cản lăn khi ô tô đứng yên = 0,009

Hệ số cản tổng cộng của mặt đường YV = 0,167468653

Công suất cần thiết khi ô tô đầy tải lên dốc NeV(KW) = 1967,186955 (kW)

2.4.1 Tính toán hệ số cản tổng cộng của đường

Hình 2.3 Công thức hệ số cản lăn

Hệ số cản lăn khi vận tốc ô tô cực đại fV = 0,027

2.4.2 Số vòng quay trục khuỷu động cơ

Hình 2.4 Công thức số vòng quay trục khuỷu động cơĐối với ô tô tải chọn hệ số hồi liệu n là : 33

Số vòng quay của động cơ khi vận tốc ô tô cực đại nV(vòng/phút) = 6600

2.4.3 Công suất tối đa của động cơ

Hình 2.5 Công thức công suất tối đa của động cơCông suất cực đại của động cơ Nemax(KW) = 1945,8335 (kW)

a= 0,7 ; b= 1,3 ; c= 1

⟹ Chọn mua động cơ xăng với công suất cực đại Nemax (KW) = 325 (kW)

2.5 Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ

Ta có công thức S.R.Lây Đécman, công thức tính công suất động cơ:

8

Hình 2.6 Công thức tính công suất có ích của động cơTrong đó:

Ne là công suất có ích của động cơ (kw)

ne là số vòng quay trục khuỷu ứng với một thời điểm bất kì (vòng/ph) Nmax là công suất có ích cực đại của động cơ (kw)

nN là số vòng quay lớn nhất của trục khuỷu động cơ (vòng/ph)

a, b, c là các hệ số thực nghiệm

Động cơ dầu 4 kỳ buồng cháy trực tiếp lấy a=0,5 b=1,3 c=1

Công thức tính momen xoắn được xác định bằng công thức sau :

Hình 2.7 Công thức tính momen xoắnTrong đó: Me – mômen xoắn của động cơ, N.m;

Ne – công suất làm việc của động cơ, kW;

-Từ các công thức trên ta được bảng đường đặc tính ngoài của động cơ :

10

Bảng 2.2 Đường đặc tính ngoài của động cơ

11

Hình 2.8 Đồ đường đặc tính ngoài của động cơ

2.6 Chọn tỉ số truyền của hệ thống truyền lực

2.6.1 Xác định tỉ số truyền lực chính

Khi ô tô chuyển động trên đường bằng không dốc, tỉ số truyền của tay số cuối cùng (sốtruyền thẳng) của hộp số ikz=1, vận tốc chuyển động của ô tô khi đó là tối đa, trong hệthống truyền lực không có hộp số phân phối thì được xác định bằng công thức sau:

Hình 2.9 Công thức xác định tỉ số truyền lực chính

Tỉ số truyền của truyền lực chính i0 = 3,8659

2.6.2 Lựa chọn tỉ số truyền của hộp số

Tỉ số truyền tại cấp số truyền thứ nhất ik1 được tính từ điều kiện ô tô vượt qua sức cảnlớn nhất của đường và được tính bằng công thức sau:

12