Vẽ số độ và viết biểu thức tính lực kéo bánh xe chủ động

Tóm tắt nội dung tài liệu

1. TÍNH TOÁN SỨC KÉO ÔTÔ 1.1. Các thông số cho trước a. Chủng loại: Ôtô con b. Tải trọng chuyên chở: 06 chỗ ngồi c. Nhiên liệu sử dụng cho động cơ: Xăng – Loại không có bộ phận hạn chế số vòng quay c. Kết cấu mặt đường ứng với tốc độ cực đại của Ôtô: Bêtông nhựa và bêtông xi-măng mới d. Tốc độ lớn nhất (Vmax) của Ôtô ở số truyền cao: Vmax = 230 Km/h = 63.89 m/s e. Sơ đồ hệ thống truyền lực: - Một cầu chủ động phía sau f. Chọn Ôtô mẫu: - Thông số kích thước: có chiều rộng = 2020 mm, chiều cao = 1447mm - Trọng lượng bản thân (G0) 1.2. Xác định các thông số chọn 1.2.1. Xác định các hệ số giữa các bánh xe với mặt đường 1.2.1.1. Xác định hệ số bám dọc (φx) giữa các bánh xe chủ động với mặt đường Đường Ôtô thí nghiệm là: bêtông nhựa và bêtông xi-măng mới, có khoảng giá trị của hệ số bám dọc đối với: - Mặt đường khô: 0.70 ÷ 0.80 - Mặt đường ươt: 0.50 ÷ 0.60 Chọn mặt đường khô, giá trị của hệ số bám dọc là: ϕ X = 0.75 1.2.1.2. Xác định hệ số cản lăn (f) giữa các bánh xe với mặt đường Đường Ôtô thí nghiệm là: bêtông nhựa và bêtông xi-măng, có khoảng giá trị của hệ số cản lăn đối với vận tốc bằng hoặc nhỏ hơn 80km/h đối với: - Mặt đường tốt: 0.012 ÷ 0.018 - Mặt đường trung bình: 0.018 ÷ 0.020 Chọn mặt đường trung bình, giá trị của hệ số cản lăn là: f 0 = 0.02 Khi ôtô chuyển động trên mặt đường nhựa tốt hay nhựa – bê tong, ứng với giá trị của vận tốc cực đại Vmax = 46m/s > 22.22m/s thì hệ số cản lăn (f) sẽ được xác định theo biểu thức:  32 + V   32 + 63.89  f = =  = 0.0343  2800   2800  Như vậy: Hệ số cản lăn ứng với vận tốc cực đại Vmax = 63.89m/s là: f = 0.0343 1.2.1.3. Xác định độ dốc mặt đường (i)
Theo bảng 3 của tài liệu hướng dẫn thì độ dốc (i) thường sử dụng để Ôtô một cầu chủ động sẽ vượt qua ở số truyền của số 1 nằm trong khoảng : α = (17 ÷19)0, chọn: α = 180. Để Ôtô con di chuyển ở số truyền cao, đạt vận tốc lớn nhất (Vmax), nên chọn độ dốc mặt đường chuyển động là: α = 00. 1.2.2. Xác định diện tích cản chính diện (F), hệ số cản khí động học (K) và nhân tố cản khí động học (W) Đây là Ôtô con và dựa theo thông số kích thước của một mẫu Ôtô con, nên diện tích cản chính diện (F) được tính gần đúng theo biểu thức sau: F = 0.88.B0.H Trong đó: B0 = 2020 mm – chiều rộng cơ sở của Ôtô thiết kế, [m]; H = 1447 mm – chiều cao toàn bộ của Ôtô thiết kế, [m]; Thế vào, được: F = 0.88 x 2020 x 1447= 2572187.2 mm2 = 2.572 m2 Vậy: F = 2.572 m2 Dựa vào bảng 4 - tài liệu hướng dẫn - sẽ có các khoảng giá trị của: - Hệ số dạng khí động học (K): 0.20 ÷ 0.035 [daNs2 / m4] - Nhân tố cản khí động (W): 0.030 ÷ 0.090 [daNs2 / m2] Chọn: K = 0.02 [daNs2 / m4] Tính chọn: W = F.K = 2.572 m2 x 0.02[daNs2 / m4] = 0.0514 [daNs2 / m2] (thỏa điều kiện) W = 0.514 [Ns2 / m2] (thỏa điều kiện) 1.2.3. Xác định hiệu suất của hệ thống truyền lực (η t ) 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. Dựa vào bảng 5 của tài liệu hướng dẫn, khoảng giá trị về hiệu suất của hệ thống truyền lực (ηt) bằng thực nghiệm của Ôtô con là: ηt = 0.85 ÷ 0.90 Ôtô thiết kế là Ôtô con nên chọn: ηt = 0.88 1.2.4. Xác định trọng lượng của Ôtô
1.2.4.1. Xác định trọng lượng bản thân Ôtô, G0[N] Trọng lượng bản thân là trọng lượng của Ôtô khi chưa chất tải hữu ích (Gt). Thông số này không thể xác định được, có thể dựa vào một Ôtô mẫu có Gt tương đương để xác định G0 G0 = 14900 [N] 1.2.4.2. Xác định tải trọng chuyên chở, Gt[N] Tải trọng chuyên chở là tải trọng có ích mà Ôtô có thể chở được. a. 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. Gt = 4850 [N]; b. 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]; 1.2.4.3. Xác định trọng lượng toàn bộ của Ôtô, Ga[N] Trọng lượng toàn bộ của Ô tô được xác định theo biểu thức sau: Ga = (Gt + G0)[N] Ga = 19750 [N] 1.2.5. Xác định toàn bộ tải trọng lên các dầm cầu của Ôtô ở trạng thái tĩnh Đây là Ôtô con, theo bảng 7 của tài hướng dẫn có thể chọn phân bố trọng lượng lên cầu trước và cầu sau như nhau: G1 = G2 = 50%Ga Trong đó: G1 – trọng lượng Ôtô được phân bố lên các bánh xe của dầm cầu phía trước; G2 – trọng lượng Ôtô được phân bố lên các bánh xe của dầm cầu phía sau. Nên: G1 = G2 = 50%Ga = 50%.19750 N = 9875 [N] Như vậy: G1 = G2 = 9875 [N] 1.2.6. Chọn lốp Ôtô 1.2.6.1. Điều kiện chọn lốp xe Lốp xe được chọn dựa theo các điều kiện sau: - Dựa vào chủng loại Ôtô; - Sức chịu tải của một bánh xe; - Theo chế độ chuyển động (vận tốc di chuyển, kết cấu mặt đường) v.v…
Lốp xe được chọn 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 = 9875 [N] – trọng lượng của Ôtô phân bố lên dầm cầu thứ i, [N]; nbi = 2 – số bánh xe ở dầm cầu thứ i chịu tải, [N]. Thế vào biểu thức: Gi 9875 Gbi = = = 4937.5 [N] nbi 2 1.2.6.2. Thông số lốp xe - Là Ôtô con ; - Lốp xe phải chịu một tải trọng là: Gbi = 4937.5 [N]; - Vận tốc tối đa là: Vmax = 63.89m/s Do đó, đã chọn 225/ 45 R 17 Chiều rộng lốp xe: 225 mm Chiều cao lốp: 225x45% = 101.25 mm Đường kính vành: 25.4x17 = 431.80 mm Bán kính lăn (rb) của bánh xe được tính: rbx = 2x101.25 + 431.80 [mm] 2 x101.25 + 431.80 634.3 rbx = = = 317.15mm 2 2 rbx = 317.15mm 1.3. Chọn động cơ và xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ 1.3.1. Xác định công suất cực đại của động cơ 1.3.1.1. Xác định công suất của động cơ ứng với vận tốc cực đại của Ôtô Khi Ôtô di chuyển trên mặt đường thì công suất ứng với vận tốc cực đại được tính theo biểu thức: N eV max = 1 ηt [ ] Ga .ψ .Vmax + W .Vmax ; [W]. 3 Trong đó: Hiệu suất của hệ thống truyền lực, ηt = 0.88; Trọng lượng toàn bộ của Ôtô, Ga = 19750 [N]; Vận tốc lớn nhất của Ôtô, Vmax = 63.89 m/s [m/s]; Hệ số cản lăn giữa các bánh xe với mặt đường, ứng với tốc độ Vmax, f = 0.0343 ; ψ = f = 0.0343 – hệ số cản tổng cộng của mặt đường (ψ = f + i);
W = 0.514 [Ns2 / m2] – Nhân tố cản khí động. Do đó: N eV max = 1 0.88 [ 19750 Nx0.0343 x63.89m / s + 0.514 N .s 2 / m 2 x63.893 m3 / s 3 ] [N.m/s]. N eV max = 113,972.5795 [Nm/s]. N eV max = 113.973 [kW] 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 15.962% . Như vậy, chọn động cơ có công suất: N eV max = 132.165 ; [kW]. 1.3.1.2. Xác định công suất cực đại của động cơ Động cơ chọn để lắp lên Ôtô là động cơ xăng không có bộ phận giới hạn số vòng quay, dưa theo bảng 8 của tài hướng dẫn chọn: - Các hệ số thực nghiệm của S.R.Lây Décman: a = b = c = 1 neV max -λ= = 1.1 nN Công thức thực nghiệm của S.R.Lây Décman, công suất ứng với từng giá trị số vòng quay động cơ được tính theo biểu thức:  n  ne  2 n   3 N e = N e max a e  + b.  − c. e   , [kW];  n   nN   nN   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 là NeVmax thì ne chính là neVmax và Nemax sẽ được tính theo biểu thức: N eV max N eV max N e max = = neV max n  2 n  3 a.λ + b.λ2 − cλ3 , [W]; a. + b. eV max  n  − c. eV max   n   nN  N   N  neV max Với: λ = nN Thay thế các giá trị đã chọn vào biểu thức trên: N eV max 132.165 N e max = = = 135 , [kW]; a.λ + b.λ − cλ 1.1 + 1.12 − 1.13 2 3
neV max λ= = 1.1 nN 1.3.2. Chọn động cơ và xác định đường đặc tính ngoài thực tế 1.3.2.1. Chọn động cơ thực tế Theo bảng các số liệu kỹ thuật về động cơ đốt trong sử dụng cùng một nhiên liệu , tuy có cùng một công suất định mức (Nemax) nhưng có nhiều số vòng quay định mức (nN) tương ứng. Đây là Ôtô con, nên động cơ được chọn sẽ có số vòng quay định mức lớn. Động cơ chọn với: - Công suất cực đại: 135 kW - Có giá trị số vòng quay tương ứng là: 5500 vòng/phút neV max - Có λ = = 1.1 nN (Công suất (kW [hp] tại v/ph) 135 [184] tại 5500) 1.3.2.2. Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ a. Phương trình 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 = N e max a e  + b.  − c. e    n   nN   nN   N    ne  ne   ne   2 3 N e = 135. +  −    5500  5500   5500     - 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: N e 30.N e Me = = ωe π .ne 2π .ne Với: ωe = - tốc độ góc của trục khuỷu động cơ, [rad/s]; 60 30.135  ne  2 3  n   n  ⇔ Me = . + e  − e   π .ne  5500  5500   5500     1289.152  ne  ne   ne   2 3 ⇔ Me = . +  −   ne  5500  5500   5500     b. Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ
Phương trình đường công suất và mômen xoắn của động cơ có thể biểu diễn bằng đồ thị. Nó được xây dựng theo mối quan hệ giữa công suất và mômen xoắn phát ra của động cơ trong quá trình hoạt động, phụ thuộc vào số vòng quay, có nghĩa: N e = f1 (ne ) M e = f 2 ( ne ) Đường biểu diễn công suất và mômen xoắn của động cơ phụ thuộc vào số vòng quay của trục khuỷu được gọi là đường đặc tính ngoài của động cơ. Do đó:  n  n   n   2 3 N e = f1 ( ne ) = 135. e +  e  −  e   , [W];  5500  5500   5500     Ne 30.N e M e = f 2 ( ne ) = = [N.m] ωe π.ne Nó được thể hiện bằng bảng số liệu dưới đây: Bảng số liệu Bảng 9 ne (vòng/phút) N e = f1 (ne ) [kW] M e = f 2 (ne ) [] nemin = 750 0.15nN =825 0.20nN =1100 0.25nN =1375 0.30nN =1650 1925 2200 2475 2750 3025 3300 3575 3850 4125 4400 4675 4950 5225 nN =5500 135 1.05nN =5775 nemax= neVmax = λ.nN = 1.10nN =6050
6200 Trên hệ trục tọa độ vuông góc: - Trục hoành của đặt các giá trị số vòng quay của trục khuỷu động cơ; - Trục tung đặt các giá trị công suất và mômen xoắn của động cơ. 1.4. Tính chọn tỷ số truyền của hệ thống truyền lực - Không lắp hộp phân phối cũng như hộp số phụ - Tỷ số truyền ở số truyền cao của hộp số là số truyền tăng và ihn = (0.7 ÷ 0.85), chọn: ihn = 0.8 ; - Tốc độ lớn nhất của động cơ đã chọn: nemax= neVmax = λ.nN = 6050 vòng/phút 1.4.1. Tỷ số truyền của truyền lực chính (i0) Tỷ số truyền của truyền lực chính (i0) được tính theo biểu thức sau: 2π .rb .neV max π .rb .neV max i0 = = 60.ihn .i pc .Vmax 30.ihn .i pc .Vmax Trong đó: Bán kính bánh xe: rbx = 317.15mm = 0.31715 [m]; Số vòng quay lớn nhất của động cơ: nemax = 6050 [v/ph]; Vận tốc lớn nhất của Ôtô: Vmax = 46 [m/s]; Tỷ số truyền của hộp số phụ không có, nên: ipc = 1; Tỷ số truyền ở số truyền cao của hộp số: ihn = 0.7 ihn Thay các giá trị vào biểu thức trên: π .rb .neV max π .0.31715 x 6050 i0 = = = 6.24 30.ihn .i pc .Vmax 30 x0.7 x 46 i0 = 6.24 1.4.2. Xác định tỷ số truyền của hộp số và hộp số phụ 1.4.2.1. Xác định tỷ số truyền ở số 1 của hộp số Tỷ số truyền số 1 cần phải chọn sao cho lực kéo tiếp tuyến phát ra ở các bánh xe chủ động của Ôtô có thể khắc phục được lực cản tổng cộng lớn nhất của mặt đường. Từ đó, có thể viết: PK max ≥ ψ max .Ga + W .Vh2 [] 1 Số 1 có tỷ số truyền cao nhất và tốc độ tương ứng yêu cầu phải chậm [(3÷5) km/h], nên có thể bỏ qua lực cản không khí và phương trình trên có thể viết lại: PK max ≥ ψ max .Ga M e max .i0 .ih1 .i pc .η t ⇔ ≥ ψ max .Ga rbx
rbx ⇔ ih1 ≥ ψ max .Ga . M e max .i0 .i pc .ηt Trong đó: ih1 – tỷ số truyền của số 1; Hệ số cản lăn giữa bánh xe với mặt đường ứng với vận tốc nhỏ nhất (V min): f0 = 0.02; Độ dốc mà Ôtô sẽ vượt qua ở số 1: Tan180 = 0.32492; Hệ số cản tổng cộng lớn nhất của mặt đường ứng với Ôtô chuyển động ở số 1; ψ = ( f + i ) = f + tanα = 0.02 + tan190 = 0.02 + 0.34492 = 0.34492 ψ = ( f + i ) = 0.34492 Trọng lượng toàn bộ của Ôtô: Ga = 19750 [N]; Bán kính bánh xe: rbx = 317.15mm = 0.31715 [m]; Mômen xoắn cực đại: Memax = [N.m]; Tỷ số truyền của truyền lực chính: i0 = 6.24 ; Tỷ số truyền của hộp phân phối (không có hộp phân phối): iPC =1; Hiệu suất của hệ thống truyền lực: ηt =0.88. Thay thế các giá trị vào biểu thức: rbx 0.31715 ih1 ≥ ψ max .Ga . = 0.34492 x19750 x M e max .i0 .i pc .ηt 250 x6.2400.738 x0.88 rbx 0.31715 ih1 ≥ψ max .Ga . = 0.34492 x19750 x M e max .i0 .i pc .ηt 250 x 6.2400.738 x 0.88 ih1 ≥ 68.12.164 x(6.423 x10−4 ) = 4.3755 ih1 ≥ 4.3755 (1) Tuy nhiên, lực kéo tiếp tuyến này lại bị hạn chế bởi điều kiện bám, nên: PK max ≤ Pϕ M e max .ih1.i pc .i0 .ηt ⇔ ≤ Gϕ .ϕ rbx rbx ⇔ ih1 ≤ Gϕ .ϕ . M e max .i pc .i0 .ηt Trọng lượng bám của cầu chủ động phía sau khi đang di chuyển trên mặt đường nằm nghiêng có α = 190 là: P = Gϕ .ϕ ϕ Trong đó: Hệ số bám giữa bánh xe chủ động với mặt đường: ϕ X = 0.75 ;
Góc dốc mà Ôtô sẽ vượt qua ở số 1: α = 190 ⇒ Cos190 = 0.94552 ; Trọng lượng thẳng đứng với mặt đường (Gφ) – nơi tiếp xúc của bánh xe – được tính theo sau: Gϕ = 50%.Ga .Cosα Gϕ = 50% x19750 x0.94552 = 9337 [N] Lực bám ở các bánh xe của cầu chủ động với mặt đường nghiêng ( α ): P = Gϕ .ϕ = 9337 x0.75 = 7002.75 [N] ϕ Thay thế các giá trị vào biểu thức: rbx ih1 ≤ Gϕ .ϕ . = 7002.75 x (6.423 x10− 4 ) M e max .i pc .i0 .ηt ih1 ≤ 4.4979 (2) Từ (1) và (2), chọn: ih1 = 4.47 1.4.2.2. Xác định tỷ số truyền ở các số trung gian + Hộp số này chọn: 5 cấp số truyền; + Chọn hệ thống tỷ số truyền trung gian theo cấp số nhân. + Chọn tỷ số truyền ở số cao nhất (5) là số truyền tăng, với: ih 5 = 0.8 Tỷ số truyền của số 4 là số truyền thẳng, ih 4 = 1 Hệ thống tỷ số truyền trung gian theo cấp số nhân, có công bội là: q = 4 −1 i h1 = 3 4.4921 = 1.65 q = 1.65 ; Như vậy: tỷ số truyền của các số truyền trung gian được xác định sau: - Tỷ truyền ở tay số 2 là: i2 = 3 (4.4921) 2 = 2.72 i2 = 2.72 - Tỷ truyền ở tay số 3 là: i3 = n −1 i1( n − 3 ) = 3 4.4921 = 1.65 i3 = 1.65 1.4.2.3. Tỷ số truyền số lùi của hộp số, hộp số phụ hoặc hộp phân phối a. Xác định tỷ số truyền của số lùi (iL) Tỷ số truyền của số lùi (il) thường chọn: iL = (1.2 ÷ 1.3).ih1 Chọn: iL = 1.247.ih1 =1.247x 4.4921 = 5.6 Kiểm tra lại theo điều kiện chuyển động ổn định ở tốc độ nhỏ nhất: 2π .ne min .rbx Vmin = [m/s] 60.i0 .ih1 .i pc
Trong đó: Số vòng quay nhỏ nhất của trục khuỷu động cơ: nemin = 600 [vòng/phút]; 2π .ne min .rbx π .600 x 0.31715 Vmin = = 1.986 60.i .i .i 0 h1 pc 30 x1.986 x 4.4921 π .600 x0.31715 Vmin = = 2.2337 30 x1.986 x 4.4921 Vmin – vận tốc nhỏ nhất của Ôtô. Vmin = (3 ÷ 5) [km/h] = (0.83 ÷ 1.38) [m/s] 1.5. Xây dựng các đường đặc tính của Ôtô 1.5.1. Đường đặc tính cân bằng công suất của Ôtô 1.5.1.1. Phương trình công suất - Phương trình công suất động cơ phát ra:  n  ne  2 n  3  N e = f (V ) = N e max a e + b.  − c. e n  n     nN   N  N    - Phương trình công suất động cơ phát ra tại bánh xe chủ động của Ôtô 1 NK = f(V)= .N ηt e ηt – hiệu suất của hệ thống truyền lực. π .rbx .ne Với: V= [m/s] 30.i .i .i hi 0 pc Trong đó: V – vận tốc chuyển động của Ôtô, [m/s]; rbx – bán kính bánh xe, [m]; ne – số vòng quay, [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. - Công suất tiêu hao để thắng lực cản lăn là: Nf = f(V)= f.Ga.V Trong đó: f – hệ số cản lăn; Ga – trọng lượng toàn bộ của Ôtô, [N]; V – vận tốc của Ôtô, [m/s]. - Công suất tiêu hao để thắng lực cản không khí là: NW = f(V) = WV3 Trong đó:
W – nhân tố cản khí động, [N.s2/m2]. 1.5.1.2. Đường đặc tính cân bằng công suất của Ôtô - Bảng biến thiên của các công suất theo vận tốc hay số vòng quay ne Vh1 Vh2 Vh3 Ne1 NK1 Ne2 NK2 Ne3 NK3 Nf3 ΝW3 (vg/ph) (m/s) (m/s) (m/s) 1.5.2. Đường đặc tính cân bằng lực kéo của Ôtô 1.5.2.1. Phương trình các lực a. Phương trình lực kéo tiếp tuyến: M e .ihi .i0 .i pc .ηt PK = rbx Trong đó: N e 30.N e Me = = [N.m] ωe π .ne Với:  n  n   n   2 3 N e = f1 ( ne ) = 135. e +  e  −  e    5500  5500   5500     π .rbx .ne V= [m/s] 30.ihi .i0 .i pc b. Phương trình lực cản lăn là: Pf = f.Ga - Khi V ≤ 22.22 m/s, f = 0.02, thì: Pf = 0.02x19750 = 395 [N]  32 + V   32 + V   32 + V  - Khi V > 22.22 m/s, f =   , thì: Pf =   x19750 =395x   [N]  2800   2800   56  c. Phương trình lực cản không khí là: PW = W.V2 = 0.77.V2 [N] d Phương trình lực bám ở các bánh xe chủ động là: Pϕ = m.Gϕ.ϕ Trong đó: Hệ số phân bố tải trọng động: m = ; Trọng lượng bám ở bánh xe chủ động: Gϕ = 50% Ga.Cosα; Hệ số bám của các bánh xe chủ động với mặt đường, ϕ = 0.75. 1.5.2.2. Đường đặc tính cân bằng lực kéo của Ôtô - Bảng biến thiên của các lực theo vận tốc hay số vòng quay Bảng số liệu của các đường đặc tính lực: Bảng số liệu của đường đặc tính cân bằng lực kéo Bảng ne Pφ PK1 PK2 PK3 …… Pf PW Pf + PW (v/ph)
- Đường đặc tính cân bằng lực kéo của Ôtô 1.5.3. Nhân tố động lực học của Ôtô 1.5.3.1. Nhân tố động lực học của Ôtô khi tải trọng đúng quy định a. Phương trình nhân tố động lực học Nhân tố động lực học (D) của Ôtô là mối quan hệ giữa hiệu số của lực kéo tiếp tuyến với lực cản không khí, chia cho trọng lượng toàn bộ của Ôtô, được viết: p K − pW  M e .ihi i0 .η t 2 1 D= = − W .Vhi . Ga  rb  Ga Ga G ( f . cos α ± sin α ) ± .δ i . j ⇔  M .i i .η 2 1 g D =  e hi 0 t − W .Vhi . =  rb  Ga Ga  M .i i .η 2 1 δ ⇔ D =  e hi 0 t − W .Vhi . =ψ ± i . j  rb  Ga g Khi Ôtô chuyển động ổn định (đều) có nghĩa là: j = 0 thì: D = ψ Để Ôtô chuyển động được trong thời gian dài, phải thỏa mãn điều kiện: D ≥ψ Nhân tố động lực học của Ôtô tính theo điều kiện bám: Pϕ − PW m.Gϕ .ϕ − W .V 2 Dϕ = = Ga Ga Theo điều kiện bám: Pϕ ≥ PK max ⇔ Dϕ ≥ D Như vậy, điều kiện Ôtô chuyển động được là: Dϕ ≥ D ≥ ψ . b. Đường đặc tính nhân tố động lực học của Ôtô Nhân tố động lực học của Ôtô có thể biểu diễn bằng đồ thị. Nó được xây dựng theo mối quan hệ giữa nhân tố động lực học với vận tốc của Ôtô, có nghĩa: D = f(V), khi Ôtô đầy tải và động cơ làm việc với chế độ toàn tải. Trên trục hoành của hệ trục tọa độ vuông góc đặt các giá trị vận tốc (V); Trên trục tung đặt các giá trị của nhân tố động lực học ở các tỷ số truyền khác nhau của hộp số. Sau đó lập các đường của nhân tố động lực học theo điều kiện bám và hệ số cản tổng cộng ψ. Chúng được thể hiện bằng bảng số liệu dưới đây: Bảng số liệu của các đường đặc tính nhân tố động học Bảng
ne Pϕ − PW ψ Me Vh1 D1 Vh2 D2 Vh3 D3 Pφ PW (v/ph) Ga 1.5.3.2. Nhân tố động lực học của Ôtô khi tải trọng thay đổi Trong quá trình sử dụng thực tế, tải trọng chuyên chở luôn thay đổi trong phạm vi lớn. Từ phương trình nhân tố động lực học khi đủ tải trọng quy định: p K − pW  M e .ihi i0 .η t 2 1 D= = − W .Vhi . Ga  rb  Ga  M .i i .η 2 ⇔ D.Ga = PK − PW =  e hi 0 t − W .Vhi   rb  Khi thay đổi trọng lượng (Ga) thành trọng lượng (GX) thì phương trình trên có thể  M e .ihi i0 .ηt 2 viết lại: D.Ga = PK − PW =  − W .Vhi  = DX .GX  rb  D.Ga = DX .GX Với: DX – nhân tố động lực học tương ứng trọng lượng GX; Từ biểu thức trên có thể viết lại: GX D = DX . = DX . tan α Ga GX Với: tan α = Ga D GX ⇔ tan α = = DX Ga Có thể xây dựng đường đặc tính động lực học ứng với tải trọng thay đổi bằng đồ thị tia. Đồ thị tia này được xây dựng trên cùng hệ trục tọa độ với đồ thị nhân tố động lực khi đủ tải (nằm trong góc phần tư thứ I), nhưng nằm trong góc phần tư thứ II. Trên trục hoành ở góc phần tư thứ II của hệ trục tọa độ vuông góc đặt D; Trên trục tung đặt các giá trị của nhân tố động lực học ở các tỷ số truyền khác nhau của hộp số. Như vậy mỗi tia ứng với một tải trọng GX nào đó tính ra phần trăm so với đủ tải của Ôtô Nếu GX = Ga thì: tan α = 1 , lúc này tia làm với trục hoành một góc α = 45 0 ; Các tia có α > 45 0 ứng với GX > Ga – khu vực quá tải;
Các tia có α < 45 0 ứng với GX < Ga – khu vực chưa đủ tải. Các đường đặc tính này được xây dựng chung từ bảng số liệu của nhân tố động lực học trên. Bảng số liệu của các đường đặc tính nhân tố động học Bảng ne Pϕ − Pω GX ψ Me Vh1 D1 Vh2 D2 Vh3 D3 Pφ PW .% (v/ph) Ga Ga