TRƯỜNG ĐHSPKT VINH …..… KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
********
BÀI TẬP LỚN
MÔN HỌC Ô TÔ 1
Họ tên sinh viên: Chu Văn Ký
Lớp: ĐHLT – Công nghệ ô tô Khoá: 2
Tên bài tập: TÍNH TOÁN SỨC KÉO Ô TÔ TẢI
I. SỐ LIỆU CHO TRƯỚC:
- Tải trọng: 7500 kg
- Tốc độ lớn nhất: V
max
= 80 km/h
- Hệ số cản lăn của mặt đường: f = 0,023
- Độ dốc của mặt đường α= 13
0
- Các số liệu cần thiết khác: Loại động cơ, loại lốp, hệ thống truyền lực.
II. NỘI UNG CẦN HOÀN THÀNH:
1. Xây dựng đặc tính ngoài động cơ.
- N
e
= f(n
e
)
- M
e
= f(n
e
)
2. Xác định tỷ số truyền hệ thống truyền lực.

GVHD : PHẠM HỮU TRUYỀN SVTH: NGUYỄN VĂN DŨNG
1
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH …..… KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Phần I. XÂY DỰNG ĐẶC TINH TỐC ĐỘ NGOÀI CỦA ĐỘNG CƠ, CHỌN
ĐỘNG CƠ ĐẶT TRÊN Ô TÔ
I. XÁC ĐỊNH TRỌNG LƯỢNG TOÀN BỘ Ô TÔ :
1. Đối với ô tô tải:
- Đây là loại ô tô tải chuyên chở hàng hoá trên các loại đường công thức tính khối
lượng toàn bộ xe:
G = G
o
+ A.n
0
+ G
e
(1)
- A: Trọng lượng trung bình của mỗi người trên ô tô (trọng lượng bình quân của
mỗi người thừa nhận là 65 kg)
- n
o
: Số chỗ ngồi trong buồng lái (còn gọi là cabin) (n
0
= 3)
- G
e
: Tải trọng định mức của ôtô G
e
= 7500 (kg)
- G

+ N
ω
)
N
v
=
1
tl
η
(
ax
. .
270
m
G f V
+
3
ax
. .
3500
m
K F V
) (mã lực) (2)
Trong đó:
t
η
- Hiệu suất của hệ thống truyền lực
K - Hệ số cản của khô ng khí (KGS
2
/m

Hệ số khí cản động học phụ thuộc vào mật độ không khí, hình dạng chất lượng bề
mặt của ô tô( KG.s
2
/m
4
). K được xác định bằng thực nghiệm:
Ta chọn K= 0,085
c. Diện tích cản chính diện: (F)
GVHD : PHẠM HỮU TRUYỀN SVTH: NGUYỄN VĂN DŨNG
3
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH …..… KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Diện tích cản chính điện của ô tô là diện tích hình chiếu của ô tô lên mặt phẳng
vuông góc với trục dọc của xe ô tô (m
2
). Việc xác định diện tích có nhiều khó
khăn, để đơn giản trong tính toán người ta dùng công thức gần đúng sau:
F = B.H
Trong đó:
- B: Chiều rộng cơ sở của ôtô (m)
- H: Chiều cao lớn nhất của ôtô tính từ mặt đường đến điểm cao nhất của ô tô (m)
Ta chọn các thông số này của xe:
B = 2,62 (m)
H = 2,0 (m)
Vậy ta có: F = B.H = 2,62.2,0 = 5,24 (m
2
)
- Các thông số đã cho:
+ f : Hệ số cản lăn của đường (f = 0.023)
+ V
max:

1 1 14195.0,023.80 0,085.5,24.80
270 3500 0,80 270 3500
tl
G f V K F V
Nv
η
 
 
= + = +
 ÷
 
 
 
= 202,36 (mã lực) = 148,94 (kw)
Đây là công suất thoả mãn điều kiện khi thiết kế nhưng khi lắp trên ôtô có
thêm các bộ phận khác, mặt khác để tăng khả năng thắng sức cản đột xuất trong
GVHD : PHẠM HỮU TRUYỀN SVTH: NGUYỄN VĂN DŨNG
4
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH …..… KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
qúa trình chuyển động thì ta phải chọn công suất cao hơn 15
÷
20% so với công
suất trong quá trình tính toán nên ta chọn:
N
v
= 148,94 + 148,94 . 20% = 177,73 (kw) =242,84 (mã lực)
Lấy Nv = 242,84 (mã lực)
So sánh công suất này với công suất của xe tham khảo ta có:
Ứng với N
v

= 2100
a, b, c, các hệ số thực nghiệm, đối với động cơ Điêzen buồng cháy trực tiếp ta
chọn:
a = 0,5; b = 1,5; c = 1,0
Đối với động cơ Điêzen ta chọn
λ
= 1,0
N
emax
=
1 2 3
. . .
Nv
a b c
λ λ λ
 
+ −
 
=
2 3
242,84
0,5.1,0 1,5.1,0 1,0.1
 
+ −
 
= 242,84 (mã lực)
Động cơ đặt trên ô tô máy kéo sẽ phát ra công suất thấp hơn công suất cực đại
nhận được nhận trên bệ thử. Công suất thực tế mà động cơ phát ra sẽ bằng công
suất cực đại nhận được trên bệ thử nhân với hệ số α = (0,8 ÷ 0,9) nên ta có
N

e
, n
e
: Công suất và số vòng quay ở 1 điểm trên đường đặc tính của động cơ và
khi đó: n
N
= n
V
= 2100 (v/phút)
a,b,c, các hệ số thực nghiệm, đối với động cơ Điêzen buồng cháy trực tiếp ta chọn:
a = 0,5; b = 1,5; c = 1,0
N
e
n
n
=
'
λ
: Các đại lượng n
e
, n
N
đã biết
Để tính toán công thức (3) được nhanh chóng ta chọn:
A=
[ ]
3
'
2
''

n
n
c
n
n
b
n
n
a
32









−








+=
N

, N
e
, n
e
/n
n
, A) dựa vào số vòng quay
của n
e
:
n
e
420 630 840 1050 1260 1470 1680 1890 2100

'
λ
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
A
0.15 0.26 0.38 0.5 0.62 0.74 0.85 0.94 1
N
e
29.90 51.82 75.73 99.65 123.57 147.48 169.41 187.34 199.30
M
e
50.98 58.91 64.57 67.97 70.24 71.85 72.22 70.99 67.97
N
k
23.92 41.45 60.59 79.72 98.85 117.99 135.52 149.87 159.44

Khi biểu diễn trên đồ thị ta chon chiều dài trên đồ thị của trục tung ứng với

===
e
M
M
e
µ

5,10
200
2100
200
max
===
e
n
n
e
µ
Ta có giá trị biểu diễn của các giá trị:
n
e
gtbd n
e
M
e
gtbd M
e
N
e
gtbd N

142.52595
1470
140
71.85
149.6875
147.48
170.10381
1680
160
72.22
150.4583
169.41
195.39792
1890
180
70.99
147.8958
187.34
216.07843
2100
200
67.97
141.6042
199.3
229.87313
Từ bảng số liệu ta vẽ được đường đặc tính ngoài:
GVHD : PHẠM HỮU TRUYỀN SVTH: NGUYỄN VĂN DŨNG
7
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH …..… KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
n(v/p)

định mức n
n
.
GVHD : PHẠM HỮU TRUYỀN SVTH: NGUYỄN VĂN DŨNG
8
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH …..… KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Phần II. XÁC ĐỊNH TỈ SỐ TRUYỀN CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC
1. Xác định tỷ số truyền của truyền lực chính: ( i
0
)
Theo đầu bài cho xe chạy với vận tốc cực đại V
max
, với tải trọng định mức thì
người lái phải cho xe chạy ở tay số truyền thẳng, trên mặt đường bằng nghĩa là i
h
=
1 theo lý thuyết thì tỷ số truyền i
0
được xác định theo công thức sau :
i
0
=0,377.
max
.
.
v b
hn
n r
i V
Trong đó:


( B +
2
d
) 25,4 = (14 +
2
20
).25,4 = 609,6 (mm)
-
λ
1
: Hệ số kể đến biến dạng của lốp.
- Lốp có áp suất thấp
λ
1
= (0,93
÷
0,935); Chọn
λ
1
= 0,935
r
b
= 0,935. 609,6 = 570 (mm) = 0,570 (m)

+ i
hn
: Tỷ số truyền thẳng cao nhất của hộp số: i
h
= 1

P
ϕ
Do đó i
h1
được xác định theo điều kiện cản của chuyển động :
i
h1
=
ax
ax 0
. .
. .
m b
em tl
G r
M i
ψ
η
Trong đó :
+ G = 14195 (kg). Trọng lượng của
toàn bộ ôtô
toàn bộ ôtô
+ ψ
axm
= i + f =
0,23
0,23 + 0,023 = 0,253 là hệ số cản cực đại của đường
+ r
b
=0,57. Bán kính động lực học của bánh xe

1h
≤
tl
bx
iMe
mGr
η
ϕ
ϕ0max
Trong đó :
+
ϕ
= 0,6 ÷ 0,8 . Hệ số bám cực đại giữa lốp và đường
chọn
ϕ
= 0,8
+ m : Hệ số phân bố tải trọng lên cầu chủ động
m = 1,1 ÷ 1,2 cầu chủ động sau : chọn m = 1,2
Thay số vào ta có :
GVHD : PHẠM HỮU TRUYỀN SVTH: NGUYỄN VĂN DŨNG
10
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH …..… KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
i
1h
≤
52,19
64,5.80,0.16,66

2
4
1h
i
= 2,62
i
h4
=
4
1h
i
=1,62
i
5h
=1
2.1.3. Tỷ số truyền số lùi
Tỷ số truyền số lùi thường chọn trong khoảng
i
i
l
l
= ( 1,1
= ( 1,1
÷
÷
1,3).i
1,3).i
h1
h1


r
= N
e
( 1-
tl
η
) công suất tiêu hao cho sức cản của gió
-) N
f
=
.
. . . os
270 270
f
P V
f GV c
α
=
công suất tiêu hao để thắng lực cản (m.l)
-) N
ω
=
3
. .
3500
K F V
công suất tiêu hao cho sức cản gió
GVHD : PHẠM HỮU TRUYỀN SVTH: NGUYỄN VĂN DŨNG
11
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH …..… KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

tl
η
Phương trình cân bằng công suất có dạng :
N
k
= N
f
+ N
u

±
N
i

±
N
j

Công suất dư được tính theo công thức sau :
N
a
= N
k
- N
Muốn lập được đồ thị cân bằng công suất của ôtô ta phải tính tốc độ chuyển động
của ôtô ở các tay số theo số vòng quay của động cơ (n
e
) theo công thức sau :
+ Ở tay số 1 : V
1

i i

+ Ở tay số 4 : V
4
= 0,377
0 4
.
.
b e
h
r n
i i

+ Ở tay số 5 : V
5
= 0,377.
0 5
.
.
b e
h
r n
i i
GVHD : PHẠM HỮU TRUYỀN SVTH: NGUYỄN VĂN DŨNG
12
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH …..… KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Trong đó :
- r
b
: Bán kính lăn của bánh xe

1050
99.65 5.83 79.72
6.87 0.025 6.894
1260
123.57 7.00 98.86
8.24 0.044 8.286
1470
147.48 8.16 117.98
9.62 0.069 9.685
1680
169.41 9.33 135.53
10.99 0.103 11.093
1890
187.34 10.50 149.87
12.36 0.147 12.510
2100
199.3 11.66 159.44
13.74 0.202 13.939
 Tay số 2 ( V2 ) :

ne Ne V
2
N
k2
N
f2
N
ω2
N
2

ω3
N
3
ψ
420 29.9 6.40
23.92 7.54 0.03 7.57
630 51.82 9.60
41.46 11.31 0.11 11.42
840 75.73 12.80
60.58 15.08 0.27 15.34
1050 99.65 16.00
79.72 18.85 0.52 19.37
1260 123.57 19.20
98.86 22.62 0.90 23.52
1470 147.48 22.40
117.98 26.39 1.43 27.82
1680 169.41 25.60
135.53 30.16 2.14 32.29
1890 187.34 28.80
149.87 33.92 3.04 36.97
2100 199.3 32.00
159.44 37.69 4.17 41.87
 Tay số 4 (V4 ) :
ne Ne V
4
N
k4
N
f4
Nω4 N

5
ψ
420 29.9 16.00
23.92 18.85 0.52 19.37
630 51.82 24.00
41.46 28.27 1.76 30.03
840 75.73 32.00
60.58 37.69 4.17 41.87
1050 99.65 40.01
79.72 47.12 8.15 55.27
1260 123.57 48.01
98.86 56.54 14.08 70.62
1470 147.48 56.01
117.98 65.96 22.36 88.32
1680 169.41 64.01
135.53 75.39 33.38 108.76
1890 187.34 72.01
149.87 84.81 47.52 132.33
2100 199.3 80.01
159.44 94.24 65.19 159.42

GVHD : PHẠM HỮU TRUYỀN SVTH: NGUYỄN VĂN DŨNG
14
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH …..… KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Từ bảng số liệu ta vẽ được đồ thị:
Vmax
V(km/h)
16.00
32.00
48.01 50.01 80.01

= P
f
+ P
ω
+ P
i
+ P
j

Trong đó :
+ P
k
Là lực kéo tiếp tuyến ở các bánh xe chủ động (kg)
+ P
f
= f.G.cosα lực cản lăn ( kg)
+ P
ω
=
2
. .
13
K F V
lực cản của không khí ( kg)
GVHD : PHẠM HỮU TRUYỀN SVTH: NGUYỄN VĂN DŨNG
15
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH …..… KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
+ P
i
= G. sinα lực cản lên dốc ( kg)

: Mômen xoán của trục khuỷu động cơ (g.m)
+ i
0
: Tỷ số truyền của truyền lực chính
+ i
h
: Tỷ số truyền của hộp số tuỳ theo từng tay số tính toán
Thay số vào công thức trên cho từng tay số khác nhau ta thành lập được bảng
sau :
 Đối với tay truyền số 1:
Me
ne Ne V
1
P
k1
P
f1
P
ω1
P
1
ψ
50.98
420
29.89 2.33 2768.3 318.00 0.19 318.18
58.91
630
51.82 3.50 3198.9 318.00 0.42 318.42
64.57
840

2
ψ
GVHD : PHẠM HỮU TRUYỀN SVTH: NGUYỄN VĂN DŨNG
16
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH …..… KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
50.98 420 29.89 3.77 1711.0 318.00 0.488 318.48
58.91 630 51.82 5.66 1977.2 318.00 1.098 319.09
64.57 840 75.73 7.55 2167.2 318.00 1.95 319.95
67.97 1050 99.65 9.44 2281.3 318.00 3.050 321.05
70.24 1260 123.57 11.32 2357.5 318.00 4.392 322.39
71.85 1470 147.48 13.21 2411.5 318.00 5.978 323.97
72.22 1680 169.41 15.10 2423.9 318.00 7.808 325.80
70.99 1890 187.34 16.98 2382.6 318.00 9.882 327.88
67.97 2100 199.3 18.87 2281.3 318.00 12.200 330.20
 Đối với tay truyền số 3 :
Me
ne Ne V
3
P
k3
P
f3
P
ω3
P
3
ψ
50.98 420 29.89 6.11 1057.3 318.00 1.3 319.27
58.91 630 51.82 9.16 1221.8 318.00 2.9 320.87
64.57 840 75.73 12.22 1339.1 318.00 5.1 323.11

99.65 24.70 871.62 318.00 20.89 338.89
70.24
1260
123.57 29.63 900.73 318.00 30.09 348.08
71.85
1470
147.48 34.57 921.37 318.00 40.95 358.95
72.22
1680
169.41 39.51 926.12 318.00 53.49 371.49
70.99
1890
187.34 44.45 910.35 318.00 67.70 385.69
67.97
2100
199.3 49.39 871.62 318.00 83.58 401.57
 Đối với tay truyền số 5:
GVHD : PHẠM HỮU TRUYỀN SVTH: NGUYỄN VĂN DŨNG
17
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH …..… KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Me
ne Ne V
5
P
k5
P
f5
P
ω5
P


P
k3
20.52 25.6
1559.4
1470.4

P
k4
998.02
941.03
623.8
40.01

P
k5
64.01
v
max

P
f
318.00

P
f +
P
?
50.01
80.01

- P
k
: Lực cản tiếp tuyến ở các bánh xe chủ động ( kg)
- Pω : Lực cản không khí
- M
e
: Mô men xoắn động cơ lấy theo đặc tính ngoài (kg.m)
-
h
i
: Tỷ số truyền của hộp số ứng với từng cấp số .
-
tl
η
: Hiệu suất của hệ thống truyền lực.
-
o
i
: Tỷ số truyền của hệ thống truyền lực.
-
b
r
: Bán kính bánh xe (m):
- K :Hệ số cản khí động học (KG.s
2
/m
4
).
- F : Diện tích cản chính diện (m
2

1050
5.83 3690.9 1.17
0.260
70.24
1260
7.00 3814.2 1.68
0.269
71.85
1470
8.16 3901.6 2.28
0.275
72.22
1680
9.33 3921.7 2.98
0.276
70.99
1890
10.50 3854.9 3.78
0.271
67.97
2100
11.66 3690.9 4.66
0.260
 Đối với tay truyền số 2 :
Me
ne V
2
P
k2
P

3
50.98 420 6.11 1057.3 1.3
0.074
58.91 630 9.16 1221.8 2.9
0.086
64.57 840 12.22 1339.1 5.1
0.094
67.97 1050 15.27 1409.7 8.0
0.099
70.24 1260 18.32 1456.7 11.5
0.102
71.85 1470 21.38 1490.1 15.7
0.104
72.22 1680 24.43 1497.8 20.5
0.104
70.99 1890 27.49 1472.3 25.9
0.102
67.97 2100 30.54 1409.7 32.0
0.097
 Đối với tay truyền số 4 :
GVHD : PHẠM HỮU TRUYỀN SVTH: NGUYỄN VĂN DŨNG
20
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH …..… KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Me
ne V
4
P
k4
P
ω4

70.99
1890
44.45 910.35 67.70
0.059
67.97
2100
49.39 871.62 83.58
0.056
 Đối với tay truyền số 5 :

Me
ne V
5
P
k5
P
ω5
D
5
50.98 420 16.00 403.5 8.8
0.028
58.91 630 24.00 466.3 19.7
0.031
64.57 840 32.00 511.1 35.1
0.034
67.97 1050 40.01 538.0 54.8
0.034
70.24 1260 48.01 556.0 79.0
0.034
71.85 1470 56.01 568.7 107.5

Ở đây : trọng lượng toàn bộ G=14195 (kg)
trọng lượng bản thân G
o
=6500 (kg)
Gx : trọng lượng của ôtô khi chở với trọng tải thay đổi ( Gồm trọng lượng thiết
kế Go và trọng lượng hàng thực tế chất lên xe Gex )
Ta đem chất tải lên xe theo số phần trăm tải trọng định mức Ge ta sẽ xác định được
trọng lượng của toàn bộ xe với trọng lượng chở hàng thực tế Gx từ đó ta tìm được
góc α tương ứng với số phần trăm tải trọng nói trên .
Ta thành lập bảng sau :
Phần trăm
tính theo tải
định mức
Quy ra
trọng lượng
G
ex
(KG) G=G
0
+G
e
G
x
=G
0
+ G
ex
tg
α
=

14000
14000
1.00
45.0
120% 9000
14000
15500
1.11
47.9
140% 10500
14000
17000
1.21
50.5
160% 12000
14000
18500
1.32
52.9
180% 13500
14000
20000
1.43
55.0
Khi vẽ đồ thị D ở góc bên phải ta chọn ttỷ lệ xích trên các trục:
-trục tung
001104.0
250
276,0
==

.
).(
ij
i
gDi
j
δ
ψ
−
=
Trong đó :
- D
i
: Nhân tố động lực học của xe ở tay số i
-
ψ
: Hệ số cản tổng cộng của đường
- g : Gia tốc trọng trường ( g = 9.81 m/s²)
- i
hi
: Tỷ số truyền ở tay số i .
-
ij
δ
: Hệ số tính đến ảnh hưởng của các khối lượng quay khi tăng tốc
ở tay số i.
Để đơn giản khi tính toán j ta tính với trường hợp xe tăng tốc trên đường
bằng ở các số truyền do đó
ψ
=

1
J
1
2.33
0.195 3.39 0.497
3.50
0.225 3.39 0.585
GVHD : PHẠM HỮU TRUYỀN SVTH: NGUYỄN VĂN DŨNG
24
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH …..… KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
4.67
0.247 3.39 0.648
5.83
0.260 3.39 0.685
7.00
0.269 3.39 0.710
8.16
0.275 3.39 0.728
9.33
0.276 3.39 0.732
10.50
0.271 3.39 0.718
11.66
0.260 3.39 0.684
 Đối với tay truyền số 2 :
V
2
D
2
δ

6.11
0.074 1.35 0.373
9.16
0.086 1.35 0.456
12.22
0.094 1.35 0.515
15.27
0.099 1.35 0.549
18.32
0.102 1.35 0.572
21.38
0.104 1.35 0.587
24.43
0.104 1.35 0.588
27.49
0.102 1.35 0.572
30.54
0.097 1.35 0.537
 Đối với tay truyền số 4 :
V
4
D
4
δ
4
J
4
9.88
0.046 1.17 0.192
14.82