TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC
LÝ THUYẾT ÔTÔ
ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN SỨC KÉO ÔTÔ KHÁCH
Sinh viên thực hiện:

Phạm Hữu Truyền
Trần Văn Hóa

Lớp:

ĐH- CN ÔTÔ K5A

Giáo viên hướng dẫn :

Vinh, tháng 3 năm 2013

1|Page

Bµi tËp lín «t«

1|Page

Bµi tËp lín «t«

1|Page

Bµi tËp lín «t«


3/ Tớnh toỏn ch tiờu ng lc hc ca ụtụ
- Tớnh toỏn ch tiờu v cụng sut ( N k )
- Tớnh toỏn ch tiờu v lc kộo ( Pk )
- Tớnh toỏn nhõn t ng lc hc khi y ti (D) v ti thay i ( Dx )
- Tớnh toỏn kh nng tng tc ca ụtụ:
+ Gia tc (j)
+ thi gian tng tc (t)
+ Qung ng tng tc (s)
III. BN V:

1/ th c tớnh tc ngoi ca ng c.
2/ Cỏc th; Cõn bng cụng sut, cõn bng lc kộo, nhõn t ng lc
hc, gia tc v gia tc ngc, thi gian tng tc, qung ng tng tc.
2|Page

Bài tập lớn ôtô

2|Page

Bài tập lớn ôtô

2|Page

Bài tập lớn ôtô

sv: trn Vn Húa
sv: trn Vn Húa
sv: trn Vn Húa



Kết quả đánh giá:

Giáo viên chấm:

4|Page

Bµi tËp lín «t«

4|Page

Bµi tËp lín «t«

4|Page

Bµi tËp lín «t«

sv: trần Văn Hóa
sv: trần Văn Hóa
sv: trần Văn Hóa


lời nói đầu
Ôtô ngày càng được sử dụng rộng rãi ở nước ta như một phương tiện di lại cá
nhân cũng như vận chuyển hành khách, hàng hoá rất phổ biến. Sự gia tăng
nhanh chóng số lượng ôtô trong xã hội, đặc biệt là các loại ôtô đời mới đang kéo
theo nhu cầu đào tạo rất lớn về nguồn nhân lực phục vụ trong nghành công
nghiệp ôtô nhất là trong lĩnh vực thiết kế.
Sau khi học xong giáo trình ‘‘ Lý thuyết ôtô -máy kéo ’’ chúng em được
tổ bộ môn giao nhiệm vụ làm bài tập lớn môn học. Vì bước đầu làm quen với
công việc tính toán, thiết kế ôtô nên không tránh khỏi những bỡ ngỡ và vướng

góp ý kiến của các thầy, các bạn để em có thể hoàn thiện bài tập lớn của mình
hơn và cũng qua đó rút ra được những kinh nghiệm qúi giá cho bản thân nhằm
phục vụ tốt cho quá trình học tập và công tác sau này.
Em xin chân thành cảm ơn !
Sinh viên thực hiện
TRẦN VĂN HÓA

A: THUYẾT MINH
B: TÍNH TOÁN SỨC KÉO ÔTÔ
I: CÁC THÔNG TIN CHO TRƯỚC
1) Loại ôtô

Từ yêu cầu số hành khách là 10. Thì số chỗ ngồi trên ô tô phải đảm bảo chở
được 10 khách 1 lái xe và 1 phụ tải. Nên ta chọn ô tô chở khách có số chỗ ngồi
n = 20 , số chỗ đứng n = 27 ( và chọn loại ô tô 4 × 2 : cầu chủ động sau có 4 bánh

xe).
2) Tải trọng chuyên chở

- gồm 47 người và hành lý.
3) Tốc độ lớn nhất của ôtô Vmax ở số truyền cao:

- Vmax = 105km / h (≈ 29,17m / s)
4) Hệ số cản của mặt đường Ψ tương ứng với vận tốc cao nhất
Ψ = f = 0,017 (lúc này xe đang chạy trên đường bằng)

6|Page

Bµi tËp lín «t«


Trong đó: B = 1900mm(= 1,9m) :chiều rộng cơ sở của ôtô
H = 2800mm (= 2,8m) :chiều cao lớn nhất của ôtô

- Dựa vào mẫu xe đã chọn ta tìm được hệ số cản của không khí
k = 0,03(kgS 2 / m 2 ) .
- Từ đây ta xác định được nhân tố cản không khí:
W = K .F = 0,03.5,32 = 0,1596 (kgS 2 / m 2 )

3) Phân bố tải trọng lên các cầu xe ( ở trạng thái tĩnh, đầy tải)
- Đây là ô tô khách nên có thể chọn phân bố trọng lượng lên cầu trước và cầu
sau như sau:
- cầu trước: G1 = 38,97%G
- cầu sau: G2 = 61,03%G (G: khối lượng của ô tô khi đầy tải)
7|Page

Bµi tËp lín «t«

7|Page

Bµi tËp lín «t«

7|Page

Bµi tËp lín «t«

sv: trần Văn Hóa
sv: trần Văn Hóa
sv: trần Văn Hóa




8|Page

Bµi tËp lín «t«

8|Page

Bµi tËp lín «t«

sv: trần Văn Hóa
sv: trần Văn Hóa
sv: trần Văn Hóa


G1 = 38,97%G = 38,97%.7865 = 3065 kg
G1 = 61,03%G = 61,03%.7865 = 4800 kg

- Dựa vào tải trọng phân bố G1 : và G2 sẽ xác định được tải trọng tác dụng lên

một lốp xe dựa theo biểu thức sau:
Trong đó

Gbi =

Gi
nbi

Gbi : trọng lượng đặt lên một bánh xe (kg)
Gi : trọng lượng của ôtô phần bố lên dầm cầu thứ i (kg )
nbi : số bánh xe ở đầu cầu dầm cầu thứ i chịu tải.

2

Từ đó xác định được bán kính thiết kế theo công thức sau:
→ với bánh trước:
→ với bánh sau:

9|Page

Bµi tËp lín «t«

9|Page

Bµi tËp lín «t«

9|Page

Bµi tËp lín «t«

r01 = (9 +

20
)25,4 = 482,6mm
2

r02 = (8,25 +

20
)25,4 = 463,55mm
2


]

1
3
G.ψ .Vmax + kF .Vmax
nt
;

(w)
Trong đó:

nt : hiệu suất của hệ thống truyền lực.
G : trọng lượng của toàn bộ ôtô khi đầy tải (kg)
Vmax : vận tốc lớn nhất của ôtô (m / s)
2
2
W=K.F :nhân tố cản không khí( NS / m )

ψ : hệ số cản tổng cộng của mặt đường ở vận tốc

lớn nhất.

10 | P a g e

Bµi tËp lín «t«

10 | P a g e

Bµi tËp lín «t«



- Thay các số liệu ứng với các đơn vị ta được:
Nv =

1  7865.0,017.105 0,1596.1053 
+
≈ 123,28
nt 
270
3500 

[ ml ]

- Để các thiết bị như máy nén khí, máy phát điện, điều hòa…. Cùng làm việc khi
ôtô chuyển động với vận tốc tối đa thì công suất chọn phải lớn hơn công thức
tính trên khoảng (10-30%). Như vậy, công suất chọn ứng với vận tốc cực đại
sẽ đươc tính theo công thức sau: ta chọn lớn hơn 15% và ta dùng công suất này
để chọn động cơ
Ta có:

N v = 115%

1
nt

3
 G.ψ .Vmax W .Vmax

+
 270

[ ml ]

Trong đó: - N e max : công suất cực đại của đông cơ [ ml ]
- ne : số vòng quay của trục khuỷu ứng với từng giá trị công suất

[ vòng / phút ] .
11 | P a g e

Bµi tËp lín «t«

11 | P a g e

Bµi tËp lín «t«

11 | P a g e

Bµi tËp lín «t«

sv: trần Văn Hóa
sv: trần Văn Hóa
sv: trần Văn Hóa


- nN : số vòng quay của trục khuỷu ứng với công suất cực đại

[ vòng / phút ] .
- a, b, c : các hệ số thực nghiệm của SR .LâyDécman.
- Ta có: khi N e = N v thì ne = ne max và N e max sẽ được tính theo công thức sau:
N e max =



N e max =

Nv
123,28
=
≈ 125,92 [ ml ]
2
3
a.λ + b.λ + c.λ 1,1 + 1,12 − 1,13

b) Xây đựng đường đặc tính ngoài của động cơ.
* 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 SR.LâyDecman:
 n
n
N e = f ( ne ) = N e max a. e + b. e
 nN
 nN

2


n
 − c. e

 nN



 ne 
n
e
M e = M e max .
+ .  − c. e
 nN  n N 
 nN

1 N e max 1 30 N e max
.
= .
g ωe
g π ne





3


 [ kg.m]


[ kg.m]

sv: trần Văn Hóa
sv: trần Văn Hóa
sv: trần Văn Hóa


M e = 7,162.

Ne
ne

Trong đó: N e :[ ml ]
ne : [ vòng / phút ]
M e : [ kg .m]

* Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ.
- Đường đặc tính của động cơ nhận được bằng cách thí nghiệm động cơ trên bể
thử, khi cho động cơ làm việc ở chế độ cung cấp nhiên liệu cực đại, tức là mở
bướm ga hoàn toàn ta sẽ nhận được đường đặc tính ngoài của động cơ, nếu
bướm ga mở ở các vị trí khác nhau sẽ cho ta các đường đặc tính cục bộ. Như
vậy đối với mỗi lại động cơ sẽ có một đường đặc tính ngoài, nhưng vô số
đường đặc tính cục bộ.
Khi không có đường đặc tính tốc độ ngoài bằng thực nghiệm, ta có thể xác
định đường đặc tính nói trên nhờ công thức thực nghiệm của
SR.LaayDecman.
* Đường biểu diễn công suất của động cơ:

[

N e = f ( ne ) = N e max a.λ' + b.λ'2 − c.λ'3

]

Trong đó :
- N e max , nN : công suất lớn nhất của động cơ và hộp số vòng quay tương ứng.
- N e , n e : công suất và vòng quay ở một điểm trên đường đặc tính ngoài động

với λ = 1,1 ⇒ ne max = 1,1nN
- Đối với ô tô chở khách, dùng động cơ xăng dựa vào mẫu xe đã chọn ta có được
số vòng quay tương ứng với công suất nhất là: nN = 3600 [ vòng / phút ]
ne
= 0,2; 0,3; ..... 1,1
n
N
- Trong khi lập bảng lập tỷ số
sau đó tính sẵn biểu thức trong

ngoặc [ ] của công thức trên để việc tính N e tiên lợi và nhanh.
/
'2
'3
Đặt: A = [ a.λ + b.λ − c.λ ]

⇒ N e = N e max . A

* Đường biểu diễn mô men xoắn của động cơ
M e = f ( ne ) = 716,12.

Ne
ne

[ kg.m ]

(các đại lượng N e và ne đã có giải thích ở trên)

- Lập bảng quan hệ N e và M e theo ne để vẽ đồ thị đặc tính ngoài động cơ, với
các thông số N e max = 125,92 [ cv]


3600
1

3960
0.979

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1.1

N e (ml)

29.21


30.31

29.06

27.31

25.05

22.30

λ'=n e /n N

* Vẽ đồ thị đặc tính ngoài:
- Dựa vào các giá trị ne , N e , M e trong bảng quan hệ ta vẽ đồ thị
N e = f1 ( ne ) ;

14 | P a g e

Bµi tËp lín «t«

14 | P a g e

Bµi tËp lín «t«

14 | P a g e

Bµi tËp lín «t«

M e = f 2 ( ne )


1080

1440

1800

2160

2520

2880

3240

3600

3960

Hình 1: Đồ thị đặc tính ngoài của ô tô khách

15 | P a g e

Bµi tËp lín «t«

15 | P a g e

Bµi tËp lín «t«

15 | P a g e

N max = 125,92 [ cv ] , ở số vòng quay n N = 3600 [ vòng / phút ] . Động cơ ôtô chủ yếu

làm việc trong vùng nM − nN .
Khi tăng số vòng quay của trục khuỷu lớn hơn giá trị nN thì công suất sẽ giảm,
chủ yếu là do sự nạp hỗn hợp khí kém đi và do tăng tổn thất ma sát trong động
cơ. Ngoài ra khi tăng số vòng quay sẽ làm tăng tải trọng động cơ gây hao mòn
nhanh các chi tiết động cơ.

16 | P a g e

Bµi tËp lín «t«

16 | P a g e

Bµi tËp lín «t«

16 | P a g e

Bµi tËp lín «t«

sv: trần Văn Hóa
sv: trần Văn Hóa
sv: trần Văn Hóa


→ chọn động cơ thực tế: để đáp ứng các điều kiện hoạt động thực tế ta cần

chọn động cơ thực tế vì trong một nhóm động cơ đốt trong sử dụng cùng loại
nhiên liệu nên có cùng công suất định mức ( N eN ) nhưng số vòng định mức



Bµi tËp lín «t«

17 | P a g e

Bµi tËp lín «t«

πrb .ne max
2π .ro .ne max
0,377.rb .nv
=
≈
60.ihn .i fc .Vmax 30.ihn .i fc .Vmax i fc .ihn .vmax

sv: trần Văn Hóa
sv: trần Văn Hóa
sv: trần Văn Hóa


trong đó:

rb :bán kính làm việc trung bình của bánh xe [ m]
ne max : số vòng quay của trục khuỷu động cơ , ứng với vận tốc

lớn
nhất của ôtô [ vòng / phút ]
ihn : tỉ số truyền của hộp số chính. Vì xe ta chọn ihn là số

truyền
thẳng → ihn = 1


Bµi tËp lín «t«

18 | P a g e

Bµi tËp lín «t«

sv: trần Văn Hóa
sv: trần Văn Hóa
sv: trần Văn Hóa


- Do tốc độ nhỏ (3 ÷ 5 km / h ), có thể bỏ qua lực cản không khí và điều kiện của

lực kéo của số 1 có thể viết:

M e max .ihI .io .i fc .ηt
rb

≥ψ max .G

ψ max .G.rb
M e max .io .i fc .η t

⇔ ihI ≥

Trong đó:

Pk max ≥ψ max .G ⇔



Gϕ :

trọng lượng bám của cầu chủ động, là trọng lượng thẳng

đứng
với mắt đường tiếp xúc với bánh xe.
Ta có: Gϕ = g 2 = 4800 kg
19 | P a g e

Bµi tËp lín «t«

19 | P a g e

Bµi tËp lín «t«

19 | P a g e

Bµi tËp lín «t«

sv: trần Văn Hóa
sv: trần Văn Hóa
sv: trần Văn Hóa


- ϕ : hệ số bán dọc từ hệ số cản lăn đã cho f = 0,017 ta tra bảng thì tìm được xe
được thử nghiệm trên đường nhựa bê tông tốt ⇒ từ đó dựa vào loại đường tìm
được ta chọn được hệ số bán kính dọc theo điều kiện mặt đường khô theo tài
liệu hướng dẫn là ϕ = 0,7 .
⇒ ihI =


20 | P a g e

Bµi tËp lín «t«

20 | P a g e

Bµi tËp lín «t«

20 | P a g e

Bµi tËp lín «t«

sv: trần Văn Hóa
sv: trần Văn Hóa
sv: trần Văn Hóa


- tay số 4: ihIV = 1
* Xác định tỉ số truyền của số lùi.
Trong hộp số trường được bố trí một tỉ số truyền số lùi (kí hiệu iL ). Tỉ số của tỉ
số truyền số lùi được chọn lớn hơn tỉ số truyền số 1: iL = (1,2 ÷ 1,3)ihI
Chọn iL = 1,25.ihI =1,25.5,15 = 6,44
- Kiểm tra lại điều kiện chuyển động ổn định ở tốc độ nhỏ nhất:
Vmin =

0,377.ne min .rb
[ km / h]
io . ihI .i pc



N k = N e − N t = N e .η t

ηt : hiệu suất truyền lực
N e : công suất của động cơ

21 | P a g e

Bµi tËp lín «t«

21 | P a g e

Bµi tËp lín «t«

21 | P a g e

Bµi tËp lín «t«

sv: trần Văn Hóa
sv: trần Văn Hóa
sv: trần Văn Hóa


N t : công suất tiêu hao cho tổn thất cơ khí trong hệ

thống

truyền lực

- N f : công suất tiêu hao cho cản lăn:

cần xác định thành phần công suất N k , N f , Nω theo vận tốc của từng số truyền
của hộp số.
- Để xây đựng đồ thị cân bằng công suất ta cần lập bảng chế độ vận tốc dựa trên
công thức gần đúng sau:
Vi =

0,377 . rb . ne
( km / h)
io . i fo . i hi

với

22 | P a g e

Bµi tËp lín «t«

22 | P a g e

Bµi tËp lín «t«

22 | P a g e

Bµi tËp lín «t«

rb = 0,431 m;

ih1 = 5,15

io = 6,128;



trong đó:

N c 4 : công suất tiêu hao cho lực cản tổng cộng ở tay số

4
N ω 4 : công suất tiêu hao cho lực cản không khí ở tay số

4
Nf4 :

công suất tiêu hao cho lực cản ở tay số 4

- Lập bảng tính công suất của ôtô:
Với G = 7865[kg ]; f = 0,017;

W

= k .F = 0,1596 [kgS 2 / m 2 ] và η t = 0,85

Bảng III
n e (v/ph)
720
1080
1440
1800
2160
2520
2880


V h 3 (km/h)
11.04
16.55
22.07
27.59
33.11
38.62
44.14

V h 4 (km/h)
19.09
28.64
38.18
47.73
57.27
66.82
76.36

Ne(ml)
Nk(ml)
29.21
24.83
45.71
38.85
62.46
53.09
78.70
66.90
93.68
79.63

21.45
28.59
36.93
46.69
58.12


3240
3600
3960

16.68
18.54
20.39

28.83
32.03
35.24

49.66
55.18
60.69

85.91
95.46
105.00

123.53
125.92
123.28


Bµi tËp lín «t«

sv: trần Văn Hóa
sv: trần Văn Hóa
sv: trần Văn Hóa

71.46
86.93
104.79


- Trên đồ thị vừa xây dựng được nằm giữa N k và N e là công suất dư của ôtô,
công suất dư này để ôtô có thể khắc phục các công suất cản sau:
+, công suất cản lên dốc.
+, công suất cản tăng tốc.
- Giả sử khi ôtô chuyển động ở tay số 4 mà N k 4 = N c ta chiếu điểm giao nhau
giữa hai đường này xuống trục hoành ta được vận tốc lớn nhất của ôtô:
V = Vmax = 105 km / h.

tại thời điểm này ôtô không còn khả năng tăng tốc hoặc khắc phục độ dốc hơn
được nữa.
- Khi N ki > N c ⇒ ta xác định được công suất dư của ôtô ở các tay số:
N di = N ki − N c .

Ví dụ: ở tay số 4, tại vận tốc V= 85.91 (km/h) ta có N k = 105 (ml); N c = 71.46
(ml)
⇒ ta xác định được N d = N k − N c = 105 − 71,46 = 33.54 (ml )

Từ đây ta có thể xác định dược độ dốc mà ô tô có thể vượt qua khi chuyển động

Bµi tËp lín «t«

sv: trần Văn Hóa
sv: trần Văn Hóa
sv: trần Văn Hóa