BÀI TẬP LỚN
MÔN HỌC: LÍ THUYẾT ÔTÔ
TÍNH TOÁN SỨC KÉO ÔTÔ CÓ HỆ THỐNG
TRUYỀN LỰC CƠ KHÍ
I/ NHỮNG THÔNG SỐ BAN ĐẦU
• Loại xe: 20 chỗ
• Động cơ: Diesel
• Góc leo dốc cực đại: α
max
=20 → Khả năng leo dốc cực đại: i
max
=tgα
max
=tg20
0
≈0,36
• Hệ số cản lăn: f
0
=0,02
• Hệ số cản lăn cực đại:
2 2
max 0
v 29,17
f f 1 0,02. 1 0,03
1500 1500
   
= + = + =
 ÷  ÷
   
• Hệ số bám: φ=0,7
• Hộp số: 5 cấp

• Trọng lượng toàn bộ của ôtô: G=G
0
+G
t
=3500+1500=5000 kG= 50000 N
2/Phân bố tải trọng động của ôtô ra các trục bánh xe
• Đối với ôtô một cầu sau chủ động (theo kinh nghiệm)
m
1
=0,32÷0,45
m
2
=0,55÷0,68
Ta chọn m
1
=0,35; m
2
=0,65
Khi đó:
• Tải trọng phân bố lên cầu trước khi đầy tải: G
1
= m
1
.G = 0,35.5000 = 1750 kG = 17500 N
• Tải trọng phân bố lên cầu sau khi đầy tải: G
2
= m
2
.G = 0,65.5000 = 3250 kG = 32500 N
• Hệ số khí động học K, nhân tố cản khí động W và diện tích cản chính diện F

G 812,5 kG
n 4
= = =
Chọn kiểu lốp: 7.00 R16LT 12PR 116/114M
Bán kính thiết kế:
0
d 16
r B .25,4 7 .25,4 381 mm
2 2
   
= + = + =
 ÷  ÷
   
• Chọn hệ số tính đến ảnh hưởng của sự biến dạng của lốp xe: λ = 0,935
• Bán kính làm việc trung bình của bánh xe:
b 0
r .r 0,935.381 356,235 mm= λ = =
≈0,356 m
II/CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGOÀI CỦA ĐỘNG CƠ
1/Xác định công suất lớn nhất của động cơ ở chế độ vận tốc ôtô cực đại
Ở chế độ vân tốc cực đại của ôtô (chạy trên đường không có độ dốc) thì công suất lớn nhất của động cơ được
tính:
( )
( )
3
vmax vmax max max
t
3
1 1
N G. .v K.F.v

• Tỉ số truyền tăng của hộp số ứng với v
max
i
ht
= 0,65÷0,85, ta chọn i
ht
=0,7
• Tỉ số truyền cao của hộp số phụ i
pc
=1 (không sử dụng hộp số phụ)
• Tỉ số truyền của cầu chủ động:
b
0 n
r
0,356
i A 38. 5,1
2,65 2,65
= = =
(Hệ số vòng quay A
n
=30÷40)
-Điểm có tọa độ ứng với công suất cực đại của động cơ
Công suất cực đại của động cơ được chọn theo công thức thực nghiệm của Leidecman:
vmax
emax
2 3 2 3
v v v
N N N
N
126,0643

Thường được chọn trong khoảng (500÷800) vòng/phút, ta chọn 520 vòng/phút
Ta vẽ đồ thị N
e
=f(n
e
) theo công thức N
e
=K.N
emax
Trong đó,
2 3 2 3
e e e e e e
N N N N N N
n n n n n n
K a. b c 0,7. 1,3 1.
n n n n n n
       
= + − = + −
 ÷  ÷  ÷  ÷
       
Đồ thị M
e
=f(n
e
) bằng công thức
4
e
e
e
10 N

-Hệ số đàn hồi của động cơ:
M
n
N
n 1957,005
K 0,7
n 2795,722
= = =
Phù hợp với điều kiện
III/TÍNH CHỌN TỈ SỐ TRUYỀN CỦA CẦU CHỦ ĐỘNG
Tỷ số truyền cầu chủ động i
c
=i
o
.i
cc
; với i
o
là tỷ số truyền lực chính , i
cc
là tỷ số truyền cuối cùng . Do xe ôtô của
ta không có tỷ số truyền cuối cùng nên i
c
=i
0
. Tỷ số truyền lực chính tính theo công thức sau :
.
.2795,722.0,356
5,1
30. . . 30.0,7.1.29,17

3,36
. . 482,3581.5,1.0,85
⇔ ≥
× ×
⇒ ≥ = =
e c h t
b
a b
h
e o t
M i i
G
r
G r
i
M i
η
ψ
ψ
η
- Lực kéo tiếp tuyến này cũng phải thỏa điều kiện bám (tránh hiện tượng trượt quay của bánh xe chủ động) :
maxk
P P
ϕ
≤
1
max 0
. .
. . .
b

Chọn i
h1
=3,7
2/Tỉ số truyền các tay số trung gian
Hộp số của xe có 5 số tới và 1 số lùi
Vì xe sử dụng động cơ Diesel nên ta chọn tỉ số truyền tay số 5 nhỏ hơn 1 (để xe có thể đạt tốc độ cao)
Chọn i
h5
=0,7
Tỉ số truyền tay số 4 là 1 (tỉ số truyền từ tay số 1 đến tay số 4 phân bố theo cấp số nhân)
công bội
3
2
1
3,7 1.55
−
= = ≈
n
h
q i
- Tỉ số truyền tay số 2:
3[ (1 2)] 2
2
2 1
3.7 2,39
− +
−
= = ≈
n
n

= × = =
R h
i i
- Khi đó ta được tỉ số truyền các tay số là:
1 2 3 4 5
3,7; 2,39; 1,55; 1; 0.7
= = = = =
h h h h h
i i i i i
V/XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT CỦA ĐỘNG CƠ
Phương trình cân bằng công suất:
e r f i mk o
N N N N N N= + ± + +
Trong đó :
.
k t e
N N
η
=
N
e
tính theo công thức Leidecman theo giả thiết như trên.
Trong điều kiện đường bằng xe chạy ổn định không kéo móc
N
k
=N
f
+ N
w
f

N
e
(kW)
N
k1
(kW)
N
f1
(kW)
N
w1
(kW)
N
f1
+N
w1
(kW)
559.1443472 1.103395412 23.19583458 19.71645939 1.729163643 0.00332684 1.732490482
838.7165 1.655093 37.8193 32.1464 2.593745 0.011228 2.604974
1118.289 2.206791 53.45127 45.43358 3.458327 0.026615 3.484942
1397.861 2.758489 69.33538 58.93507 4.322909 0.051982 4.374891
1677.433 3.310186 84.71522 72.00794 5.187491 0.089825 5.277316
1957.005 3.861884 98.83443 84.00926 6.052073 0.142638 6.194711
2236.577 4.413582 110.9366 94.29611 6.916655 0.212918 7.129572
2516.15 4.965279 120.2654 102.2256 7.781236 0.303158 8.084395
2795.722 5.516977 126.0643 107.1547 8.645818 0.415855 9.061673
-Tay số 2:
n
e
(vòng/phút)

n
e
(vòng/phút)
V
h3
(m/s)
N
e
(kW)
N
k3
(kW)
N
f3
(kW)
N
w3
(kW)
N
f3
+N
w3
(kW)
559.1443 2.639565 23.19583 19.71646 4.13654 0.045544 4.182085
838.7165 3.959347 37.8193 32.1464 6.20481 0.153712 6.358523
1118.289 5.27913 53.45127 45.43358 8.27308 0.364355 8.637436
1397.861 6.598912 69.33538 58.93507 10.34135 0.711632 11.05298
1677.433 7.918694 84.71522 72.00794 12.40962 1.2297 13.63932
1957.005 9.238477 98.83443 84.00926 14.47789 1.952718 16.43061
2236.577 10.55826 110.9366 94.29611 16.54616 2.914844 19.461

1677.433 12.24769 84.71522 72.00794 19.19372 4.549889 23.74361
1957.005 14.28897 98.83443 84.00926 22.39267 7.225055 29.61772
2236.577 16.33025 110.9366 94.29611 25.59162 10.78492 36.37654
2516.15 18.37153 120.2654 102.2256 28.79057 15.35587 44.14645
2795.722 20.41282 126.0643 107.1547 31.98953 21.0643 53.05383
-Tay số 5
n
e
(vòng/phút)
V
h5
(m/s)
N
e5
(kW)
N
k5
(kW)
N
f5
(kW)
N
w5
(kW)
N
f5
+N
w5
(kW)
559.1443 5.832233 23.19583 19.71646 9.139865 0.491296 9.631161

-Tay số 1
n
e
(vòng/phút)
V
h1
(m/s)
M
e
(N.m)
P
k1
(N)
P
f1
(N)
P
w1
(N)
559.1443
1.10339
5
396.2227 17868.9 1567.13
3.01509
3
838.7165
1.65509
3
430.6769 19422.71 1567.13
6.78395

8
2516.15
4.96527
9
456.5175 20588.08 1567.13
61.0556
3
2795.722
5.51697
7
430.6769 19422.71 1567.13
75.3773
2
-Tay số 2
n
e
(vòng/phút
)
V
h2
(m/s)
M
e
(N.m)
P
k2
(N)
P
f2
(N)

9
1677.433 5.12
482.358
1
14064.6 1567.13
64.9
148
9
1957.005 5.97
482.358
1
14064.6 1567.13
88.3
563
8
2236.577 6.83
473.744
6
13813.45 1567.13
115.
404
3
2516.15 7.68
456.517
5
13311.14 1567.13
146.
058
5
2795.722 8.53

17.
25
45
2
838.7165 3.959347
430.676
9
8119.117 1567.13
38.
82
26
8
1118.289 5.27913
456.517
5
8606.264 1567.13
69.
01
81
1397.861 6.598912
473.744
6
8931.028 1567.13
10
7.8
40
8
1677.433 7.918694
482.358
1

430.676
9
8119.117 1567.13
43
1.3
63
1
-Tay số 4
n
e
(vòng/phút
)
V
h4
(m/s)
M
e
(N.m)
P
k4
(N)
P
f4
(N)
P
w4
(N)
559.1443 4.082563 396.222
7
4829.432 1567.13 41.

1
5879.308 1567.13
37
1.4
89
6
1957.005 14.28897
482.358
1
5879.308 1567.13
50
5.6
38
6
2236.577 16.33025
473.744
6
5774.321 1567.13
66
0.4
25
9
2516.15 18.37153
456.517
5
5564.34
5
1567.13
83
5.8

559.1443 5.832233
396.222
7
3380.602 1567.13
84.
23
8
838.7165
8.74834
9
430.676
9
3674.568 1567.13
18
9.5
35
5
1118.289 11.66447
456.517
5
3895.042 1567.13
33
6.9
52
1397.861 14.58058
473.744
6
4042.024 1567.13
52
6.4

05.
82
2795.722 29.16116
430.676
9
3674.568 1567.13
21
05.
95
-Đồ thị cân bằng lực kéo của ôtô
VII/ XÂY DỰNG ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA ÔTÔ
- Từ công thức nhân tố động lực học:
a
fd
a
wk
G
PP
G
PP
D
+
=
−
=
-Bảng số liệu tính toán:
V
h1
(m/s)
D

0.17309
9
4.965279 0.41054 7.68 0.263302 11.87804
0.16513
7
5.516977 0.386947 8.53 0.247547 13.19782
0.15375
5
V
h4
(m/s)
D
h4
V
h5
(m/s)
D
h5
4.082563
0.09576
3
5.832233 0.065927
6.123845 0.10313 8.748349 0.069701
8.165126
0.10798
5
11.66447 0.071162
10.20641 0.110327 14.58058 0.070311
12.24769 0.110156 17.4967 0.067147
14.28897

tx
/G
t
), % G
tx
G
x
tgα=G
x
/G α (độ)
0 0 3500 0.7 34.99202
10 150 3650 0.73 36.12944
20 300 3800 0.76 37.23483
40 600 4100 0.82 39.35175
60 900 4400 0.88 41.34778
80 1200 4700 0.94 43.22853
100 1500 5000 1 45
120 1800 5300 1.06 46.66834
140 2100 5600 1.12 48.2397
-Đồ thị nhân tố động lực học
VIII/ XÂY DỰNG ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH TĂNG TỐC CỦA ÔTÔ
1/Đồ thị gia tốc của ôtô
Gia tốc của ôtô khi chuyển động thay đổi ,không ổn định được tính :
( )
i
g
j D
ψ
δ
= −

quãng đường tăng tốc.
Bảng số liệu tính toán:
D
h1
j
1
(m/s
2
)
1/j
1
(s
2
/m)
D
h2
j
2
(m/s
2
)
1/j
2
(s
2
/
m)
0.35731
8
1.901283 0.52596 0.230917 1.516366

7
0.279525 1.885689
0.5
303
1
0.42633
5
2.303834
0.43405
9
0.273961
1.84341
3
0.5
424
72
0.41054 2.211711 0.452139 0.263302 1.762425
0.5
674
0.38694
7
2.074098 0.482137 0.247547 1.642722
0.6
087
46
D
h3
j
3
(m/s

044
38
0.17074
5
1.212604 0.824671 0.107985 0.70965
1.4
091
46
0.17646
4
1.26235 0.792173 0.110327 0.731336
1.3
673
61
0.17876
2
1.282345 0.779821 0.110156 0.729757
1.3
703
19
0.17764
1
1.272589 0.7858 0.107473 0.704915
1.4
186
11
0.17309
9
1.233083 0.810976 0.102278 0.656808
1.5

7
0.327972 3.049036875
0.06970
1
0.363756 2.74909701
0.071162 0.377612 2.648219892
0.070311 0.369541 2.706056446
0.06714 0.33954 2.945129098
7 4
0.06167
2
0.287619 3.476823085
0.05388
4
0.213767 4.677989516
0.04378
4
0.117988 8.475427078
0.03137
2
0.000282 3543.377087
2/Đồ thị thời gian và quãng đường tăng tốc
-Thời gian tăng tốc được tính:
2
1
v
v
dV
t
j

i
chỉ lập đến giá trị vận tốc 0,9v
max
-Quãng đường tăng tốc của ôtô được tính theo công thức:
n
1
V
V
S V.dt=
∫
Sử dụng đồ thị t=f(v) và dùng phương pháp tích phân đồ thị, tính phần diện tích ∆F giữa đường cong và khoảng
tung độ ∆t
i
tương ứng với ∆V
i
và lập bảng giá trị
Các giá trị S
i
được tính như sau:
1 1
S F= ∆
n 1 2 n
S F F F
= ∆ +∆ + + ∆
Ta có bảng số liệu:
stt
v (m/s) 1/j (s
2
/m) ∆F t (giây) ∆F S (m)
1

13.19782 0.939129 2.309757
10.4827
8
24.6216 61.18324
8
16.33025 1.522514 3.85546
14.3382
4
38.87504 100.0583
9
18.37153 1.708123 3.29732
17.6355
6
32.63377 132.692
10
20.41282 3.476823 5.291968
22.9275
3
41.4003
5
174.0924
11
26.24505 8.475427
34.8541
5
57.7816
8
235.3575 409.4499
3/Đồ thị thời gian và quãng đường tăng tốc:
Trong thực tế có sự ảnh hưởng của thời gian chuyển số giữa các số truyền đến quá trình tăng tốc.

1 0.182809
2 0.238141
3 0.272637
4 0.290209
5 0.297227
stt
v (m/s) t (giây) ∆F S (m)
1 1.10339
5
0 0
2 2.20679
1
0.538972 0.29735 0.29735
3 3.86188
4
1.264251
1.49225
1
1.789601
4 5.51697
7
3.332741
3.80422
5
5.593826
5 5.33416
8
4.332741 -0.70066 5.411017
6
7.6797 6.189156

41.4003
5
174.0924
14 20.1226
1
23.92753 -6.79888 173.8022
15 26.2450
5
57.78168 250.13 409.4499
Xe tăng tốc từ 1,1-26,25 m/s mất khoảng thời gian 57,78 giây và trong quãng đường 409,45 m. Giá trị này
là hợp lí đối với xe ôtô khách 20 chỗ sử dụng động cơ Diesel.