Thiết kế Ô tô bốn chổ ngồi sử dụng hai nguồn động lực: Nhiệt - Điện V100 – 40

1. MỤC ĐÍCH ,Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI: 1.1. MỞ ĐẦU: Sự phát triển các phương tiện giao thông ở các khu vực trên thế giới nói chung không giống nhau, mỗi nước có một quy định riêng về khí thải của xe , nhưng đều có xu hướng là từng bước cải tiến cũng như chế tạo ra loại ôtô mà mức ô nhiễm là thấp nhất và giảm tối thiểu sự tiêu hao nhiên liệu. Mặt khác không những trong tương lai mà hiện nay nguồn tài nguyên dầu mỏ ngày càng cạn kiệt dẫn đến giá dầu tăng cao mà nguồn thu nhập của người dân lại tăng không đáng kể. Ngày nay xe chạy bằng dầu diezel, xăng hoặc các nhiên liệu khác đều đang tràn ngập trên thị trường dẫn đến tình trạng ách tắc giao thông gây ra bao nhiêu vụ tai nạn thương tâm, cũng như gây ô nhiễm môi trường, làm cho bầu khí quyển ngày một xấu đi, hệ sinh thái thay đổi dẫn đến hiệu ứng nhà kính nên nhiệt độ ngày một tăng làm những tảng băng ở Bắc cực, Nam cực cùng những nơi khác tan ra gây ra lũ lụt, sóng thần làm cho thế giới phải lao đao. Vì thế việc tìm ra phương án để giảm tối thiểu lượng khí gây ô nhiễm môi trường là một vấn đề cần được quan tâm nhất hiện nay của ngành ô tô nói riêng và mọi người nói chung. Vì thế, ôtô sạch không gây ô nhiễm (zero emission) là mục tiêu hướng tới của các nhà nghiên cứu và chế tạo ôtô ngày nay. Có nhiều giải pháp đã được công bố trong những năm gần đây, tập trung là hoàn thiện quá trình cháy động cơ Diesel, sử dụng các loại nhiên liệu không truyền thống cho ôtô như LPG, khí thiên nhiên, methanol, biodiesel, điện, pile nhiên liệu, năng lượng mặt trời, ôtô lai (hybrid) . Xu hướng phát triển ôtô sạch có thể tổng hợp như sau: . Tài liệu gồm có Bản thuyết minh + Bản vẽ AutoCAD

doc99 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 06/06/2013 | Lượt xem: 1827 | Lượt tải: 5download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Thiết kế Ô tô bốn chổ ngồi sử dụng hai nguồn động lực: Nhiệt - Điện V100 – 40, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Tỷ số truyền của cặp bánh răng gài số 3: Số răng bánh răng chủ động của cặp bánh răng gài số 3: (răng) Làm tròn Z3 = 27 (răng) Số răng bị động: Z3’ = = Zt’ - Z3 = 49 - 27 = 22 (răng) + Tính kiểm tra lại tỷ số truyền của các tay số. Trong quá trình xác định số răng các bánh răng, do làm tròn số răng nên tỷ số truyền các tay số sẽ khác so với tính toán ban đầu. Chính vì vậy ta phải tiến hành tính toán kiểm tra lại tỷ số truyền các tay số: nếu sự sai khác tỷ số truyền dưới 5% thì vẫn đạt yêu cầu. Đối với cặp bánh răng luôn ăn khớp: Za = 18, Za’ = 31, ia = ( Za’ / Za) = 1,7. Đối với cặp bánh răng gài số 1: Z1 = 15, Z1’ = 33, ig1 = ( Z1’ / Z1) = 2,2. Đối với cặp bánh răng gài số 2: Z2 = 23, Z2’ = 26, ig2 = ( Z2’ / Z2) = 1,13. Đối với cặp bánh răng gài số 3: Z3 = 27, Z3’ = 22, ig3 = ( Z3’ / Z3) = 0,81. Như vậy tỷ số truyền các tay số là: + Số 1: ih1 = ia × ig1 = 1,7 × 2,2 = 3,74. + Số 2: ih2 = ia × ig2 = 1,7 × 1,13 = 1,921 + Số 3: ih3 = ia × ig3 = 1,7 × 0,81 = 1,377. Kiểm tra sự sai khác của tỷ số truyền: + Số 1: D1 = ( ih1 - ih10 ) / ih10 = [ ( 3,74 - 3,75 ) / 3,75]×100% = -0,26% + Số 2: D2 = ( ih2 - ih20 ) / ih20 = [( 1,921 - 1,956 ) / 1,956]×100% = 1,7% + Số 3: D3 = ( ih3 - ih30 ) / ih30 = [( 1,377 - 1,323 ) / 1,323]×100% = 4,08% Ở đây: ihi - Tỷ số truyền các tay số tính được. ihi0 - Tỷ số truyền các tay số tính chọn ban đầu. - Các thông số hình học của các bánh răng. + Cặp bánh răng luôn luôn ăn khớp. Số răng: Za = 18 răng, Za’ = 31 răng. Môđuyn pháp: mn = 2,5 mm. Chiều cao răng: h = 2,25mn = 2,25×2,5 = 5,625 mm. Chiều cao đầu răng: hd = mn = 2,5 mm. Độ hở hướng tâm: c = 0,25mn = 0,25×2,5 = 0,625 mm. Đường kính vòng chia: dc = (mn×Za)/cosđ = (2,5×18)/cos230 = 49 mm. dc’ = (mn×Za’)/cosđ = (2,5×31)/cos230 = 84 mm. Đường kính vòng lăn: d = dc = 49 mm, d’ = dc’ = 84 mm. Đường kính vòng đỉnh răng: De = dc + 2mn = 49 + 2×2,5 = 54 mm. De’ = dc’ + 2mn = 84 + 2×2,5 = 89 mm. Đường kính vòng chân răng: Di = dc - 2mn - 2c = 49 - 2×2,5 - 2×0,625 = 42,75 mm. Di’ = dc’ - 2mn - 2c = 84 - 2×2,5 -2×0,625 = 77,75 mm. + Cặp bánh răng gài số 1. Số răng: Z1 = 15 răng, Z1’ = 33 răng. Môđuyn pháp: mn = 2,5 mm. Chiều cao răng: h = 2,25mn = 2,25×2,5 = 5,625 mm. Chiều cao đầu răng: hd = mn = 2,5 mm. Độ hở hướng tâm: c = 0,25mn = 0,25×2,5 = 0,625 mm Đường kính vòng chia: dc = (mn×Za)/cosđ = (2,5×15)/cos230 = 40,7 mm. dc’ = (mn×Za’)/cosđ = (2,5×33)/cos230 = 89,6 mm. Đường kính vòng lăn: d = dc = 40,7 mm, d’ = dc’ = 89,6 mm. Đường kính vòng đỉnh răng: De = dc + 2mn = 40,7 + 2×2,5 = 45,7 mm. De’ = dc’ + 2mn = 89,6 + 2×2,5 = 94,6 mm. Đường kính vòng chân răng: Di = dc - 2mn - 2c = 40,7 - 2×2,5 - 2×0,625 = 34,45 mm. Di’ = dc’ - 2mn - 2c = 89,6 - 2×2,5 -2×0,625 = 83,3 mm. + Cặp bánh răng gài số 2. Số răng: Z2 = 23 răng, Z2’ = 26 răng. Môđuyn pháp: mn = 2,5 mm. Chiều cao răng: h = 2,25mn = 2,25×2,5 = 5,6 mm. Chiều cao đầu răng: hd = mn = 2,5 mm. Độ hở hướng tâm: c = 0,25mn = 0,25×2,5 = 0,625 mm. Đường kính vòng chia: dc = (mn×Z2)/cosđ = (2,5×23)/cos230 = 62,46 mm. dc’ = (mn×Z2’)/cosđ = (2,5×26)/cos230 = 70,6 mm. Đường kính vòng lăn: d = dc = 62,46 mm, d’ = dc’ = 70,6 mm. Đường kính vòng đỉnh răng: De = dc + 2mn = 62,46 + 2×2,5 = 67,74 mm. De’ = dc’ + 2mn = 70,6 + 2×2,5 = 75,6 mm. Đường kính vòng chân răng: Di = dc - 2mn - 2c = 62,46 - 2×2,5 - 2×0,625 = 56,21 mm. Di’ = dc’ - 2mn - 2c =70,6 - 2×2,5 - 2×0,625 = 64,35 mm. + Cặp bánh răng gài số 3. Số răng: Z3 = 27 răng, Z3’ = 22 răng. Môđuyn pháp: mn = 2,5 mm. Chiều cao răng: h = 2,25mn = 2,25×2,5 = 5,6 mm. Chiều cao đầu răng: hd = mn = 2,5 mm. Độ hở hướng tâm: c = 0,25mn = 0,25×2,5 = 0,625 mm. Đường kính vòng chia: dc = (mn×Z2)/cosđ = (2,5×27)/cos230 = 73,3 mm. dc’ = (mn×Z2’)/cosđ = (2,5×22)/cos230 = 59,74mm. Đường kính vòng lăn: d = dc = 73,3mm, d’ = dc’ = 59,74mm. Đường kính vòng đỉnh răng: De = dc + 2mn = 73,3+ 2×2,5 = 78,3mm. De’ = dc’ + 2mn = 59,74+ 2×2,5 = 64,74 mm. Đường kính vòng chân răng: Di = dc - 2mn - 2c = 73,3 - 2×2,5 - 2×0,625 = 67,05mm. Di’ = dc’ - 2mn - 2c =64,74 - 2×2,5 - 2×0,625 = 53,49 mm. 4.3.5. Tính toán đồng tốc Nhiệm vụ tính toán. Tính toán đồng tốc có các nhiệm vụ chính sau: + Xác định các kích thước cơ bản để đồng tốc đảm bảo được hiệu quả yêu cầu, thể hiện qua chỉ tiêu - thời gian đồng tốc tc và tuổi thọ cần thiết - đánh giá qua giá trị áp suất và công trượt riêng trên bề mặt ma sát. 1 4 K Q rk b Jb 1 2 3 4 a rc + Xác định các thông số của bộ phận khoá để đảm bảo yêu cầu chống gài số khi chưa đồng tốc. Hình 4.2. Sơ đồ tính toán đồng tốc. 1-Mặt côn; 2-Vành răng đồng tốc; 3-Vành răng bánh răng; 4-Chốt khóa. Trong sơ đồ này, hệ thống đồng tốc về nguyên tắc được chia thành hai phần: + Phần thứ nhất: bao gồm các khối lượng có liên hệ động học với trục thức cấp, như các khối lượng quay, tính từ trục thứ cấp đến bánh xe chủ động và khối lượng chuyển động tịnh tiến của ôtô. Mômen quán tính của các khối lượng này, được qui dẫn về trục thứ cấp và kí hiệu là Ja. + Phần thứ hai:Bao gồm các chi tiết có liên hệ động học với trục sơ cấp của hộp số ,như: trục sơ cấp hộp số, trục trung gian và các bánh răng trên nó, các bánh răng trục thứ cấp,...Mômen quán tính của các khối lượng này được qui dẫn về trục sơ cấp của hộp số và kí hiệu là Jb. Xác định các kích thước cơ bản. Để xác định các kích thước cơ bản của đồng tốc, cần phải thiết lập mối quan hệ giữa các thông số kích thước và các chỉ tiêu làm việc của đồng tốc. Muốn vậy, ta viết phương trình chuyển động cho khối lượng quán tính Jb khi chuyển số, với giả thiết: + Bỏ qua ảnh hưởng lực cản của dầu bôi trơn đến sự giảm tốc độ góc của bánh răng vì trong điều kiện nhiệt độ bình thường ảnh hưởng này không đáng kể Ta được: Jb×iđt2×(dw/dt) = Mms (4.14) Tích phân phương trình (4.15) nhận được: Jb×iđt2× |wb - wa| = Mms×tc (4.15) Ở đây: Mms: Mômen ma sát của đồng tốc (Nm), xác định theo công thức: Mms = m×Q×rms/sina (4.16) Trong đó: m-Hệ số ma sát a-Nửa góc côn của bề mặt ma sát rms- Bán kính trung bình của bề mặt ma sát Q-Lực chiều trục tác dụng lên bề mặt ma sát. Lực này do người tác dụng lên đòn điều khiển tạo ra, do vậy: Q = Pđk×iđk×hđk [N] (4.17) Trong đó: Pđk- Lực tác dụng lên đòn điều khiển (N) iđk, hđk-Tỷ số truyền từ đòn điều khiển đến nạng gạt đồng tốc và hiệu suất dẫn động tương ứng. iđt-Tỷ số truyền từ trục sơ cấp đến bánh răng cần gài, cũng chính là tỷ số truyền của tay số cần gài của hộp số, tức là iđt = ihk. wa, wb-Tốc độ góc của trục cần nối ( trước khi chuyển số ) và bánh răng cần gài đặt trên nó ( rad/s ). Rõ ràng: wa = we/ihk ± 1 wb = we/ihk (4.18) Trong đó: ihk, ihk ± 1 - Tỷ số truyền tay số cần gài và tay số đang làm việc (cần nhả) của hộp số. we-Tốc độ góc trục ra động cơ điện (rad/s) khi chuyển số: we có thể xác định gần đúng theo công thức: we = (0,6 ¸ 0,7)wN khi chuyển từ số thấp lên số cao hơn. we = (0,4 ¸ 0,5)wN khi chuyển từ số cao xuống số thấp. Trong đó: wN -Tốc độ góc của trục ra của động cơ ứng với công xuất cực đại của động cơ. wN = p×nN/30 (rad/s) Với nN = 2900 (vg/ph) Suy ra: wN = p×2900/30 = 304 (rad/s) Do đó: + Khi chuyển từ số thấp lên số cao: Chọn: we = 0,7wN = 0,7×304 = 212.8 [rad/s]. + Khi chuyển từ số cao lên số thấp: Chọn: we = 0,45wN = 0,45× 304 = 136,8 [rad/s]. Jb-Mômen quán tính qui dẫn, được xác định như sau: Jb = Jsc + Jtg ×ia-2 + Jhi×ihi-2 (4.19) Trong đó: Jsc, Jtg- Mômen quán tính trục sơ cấp hộp số, trục trung gian và bánh răng lắp trên nó. Jhi,-Mômen quán tính của bánh răng tay số thứ i đặt trên trục thứ cấp. ia, ihi,-Tỷ số truyền của cặp bánh răng dẫn động trục trung gian(luôn luôn ăn khớp), tay số thứ i của hộp số. Xác định Jsc: Mômen quán tính trục sơ cấp được xác định theo công thức: (kg.mm2) (4.20) Ở đây: r - Khối lượng riêng vật liệu trục sơ cấp. Đối với thép: r = 7,8×10-6 (kg/mm3) Dsc - Đường kính trục sơ cấp: Dsc = d1 = 30 (mm) l - Chiều dài trục sơ cấp, có thể xác định sơ bộ như sau: l = Dsc/0,15 = 30/0,15 = 200 (mm) Suy ra: (kg.mm2) Xác định Jtg: Jtg = Jtg1 + Jtg2 Trong đó: Jtg1 - Mômen quán tính của trục trung gian. Jtg2 - Mômen quán tính của các bánh răng trên trục trung gian. Mômen quán tính trục trung gian được xác định theo công thức: (kg.mm2) (4.21) Ở đây: r - Khối lượng riêng vật liệu trục trung gian. Đối với thép: r = 7,8×10-6 (kg/mm3) Dtg - Đường kính trục trung gian: Dtg = d2 = 32(mm) ltg - Chiều dài trục trung gian, có thể xác định sơ bộ như sau [3]: l1 = Dtg/0,17 = 32/0,17 = 188,23(mm) Suy ra: (kg.mm2) Mômen quán tính của các bánh răng trên trục trung gian được xác định theo công thức: (4.22) Ở đây: r - Khối lượng riêng vật liệu trục trung gian. Đối với thép: r = 7,8×10-6 (kg/mm3) b - Bề rộng các bánh răng luôn ăn khớp, số 3, số 2: b = 20 mm. b1 - Bề rộng bánh răng số 1: b1 = 20 mm. da, d3, d2, d1 - Đường kính vòng lăn các bánh răng luôn ăn khớp, số 3, số 2, số 1: da = 84 mm, d3 = 59,74 mm, d2 = 70,6 mm, d1 = 89,6 mm . Dtg - Đường kính trục trung gian: Dtg = d2 = 32 (mm) Suy ra: Jtg2 = 7,8´10-6´p´20´(1/32)´{(844 - 324)+(59,744 - 324) + (70,64 - 324) + (89,64 - 324)´(20/20)} = 2233,6(kg.mm2) Vậy: Jtg = Jtg1 +Jtg2 = 151,1 + 2233,6 = 2384,7 (kg.mm2) Xác định Jhi: Trên trục thứ cấp chỉ có bánh răng gài số 2, số 3 luôn ăn khớp với trục trung gian nên: Jhi bao gồm Jh2 và Jh3. Trong đó: Jh2 - Mômen quán tính bánh răng gài số 2. Jh3 - Mômen quán tính bánh răng gài số 3. Mômen quán tính bánh răng gài số 2 Jh2 được xác định theo công thức sau: (4.23) Ở đây: r - Khối lượng riêng vật liệu bánh răng. Đối với thép: r = 7,8×10-6 (kg/mm3) b - Bề rộng các bánh răng gài số 2: b = 20 mm. dg2 - Đường kính vòng lăn các bánh răng gài số 2: dg2 = 70,6 mm. Dtc - Đường kính trục thứ cấp: Dtc = d3 = 35(mm) Suy ra: (kg.mm2) Mômen quán tính bánh răng gài số 3 Jh3 được xác định theo công thức sau: (4.24) Ở đây: r - Khối lượng riêng vật liệu bánh răng. Đối với thép: r = 7,8×10-6 (kg/mm3) b - Bề rộng các bánh răng gài số 3: b = 20 mm. dg3 - Đường kính vòng lăn các bánh răng gài số 3: dg3 = 59,74mm. Dtc - Đường kính trục thứ cấp: Dtc = d3 = 35 (mm) Suy ra: (kg.mm2) Vậy: Jb = Jsc + Jtg ×ia-2 + Jhi×ihi-2 Jb = 123,99 + 2384,7 ×2-2 + 171,99×1,956-2 Jb = 838,678(kg.mm2) Thay (5.25) vào (5.24), sau khi biến đổi, xác định được: (4.25) Trong công thức (4.26), một số đại lượng được xác định như sau [9]: + Nửa góc côn của bề mặt ma sát a: a = 70 ¸ 120. Chọn a = 70. + Hệ số ma sát m: m = 0,06 ¸ 0,1 - đối với cặp ma sát thép - đồng thau. Chọn: m = 0,07. + Thời gian đồng tốc tc: đối với ôtô du lịch: tc = (0,15 ¸ 0,30)s (cho các tay số cao) tc = (0,50 ¸ 0,80)s (cho các tay số thấp). Chọn tc = 0,25. + Lực tác dụng lên đòn điều khiển Pđk: Pđk = 60 [N] đối với xe du lịch. + Tỷ số truyền từ đòn điều khiển đến nạng gạt đồng tốc iđk: iđk = 2 ÷ 3. Chọn iđk = 2. + Hiệu suất dẫn động từ đòn điều khiển đến nạng gạt đồng tốc hđk: hđk = 0,85 ÷ 0,9. Chọn hđk = 0,85. Vậy: Bán kính trung bình của bề mặt ma sát bánh răng gài số 3: + Khi chuyển từ số 2 lên 3: + Khi chuyển từ số 4 xuống 3: Bán kính trung bình của bề mặt ma sát bánh răng gài số 4: Tuy nhiên để cho đơn giản trong chế tạo và sửa chữa cũng như thống nhất sản phẩm, ta chọn một kích thước như nhau cho đồng tốc. Chọn rms = 23,85 mm. Từ giá trị rms vừa tìm được, ta có thể xác định được: + Chiều rộng cần thiết của bề mặt ma sát (tính theo mặt côn sinh), để bảo đảm cho áp suất không vượt quá giá trị cho phép: bms = (Q/sina)/(2´p´rms´[p]). Hay: bms = (Pđk´iđk´hđk)/(2´p´rms´[p]´sina). (4.26) Ở đây: Pđk, iđk, hđk, rms, a - Đã được xác ở phần trên. [p] - Áp suất cho phép trên bề mặt ma sát: [p] = 1 ¸ 1,5 (N/mm2) Chọn [p] = 1 (N/mm2) Suy ra: bms = (60´2´0,85)/(2´p´22,5´1´sin70) = 102/17,22 = 6(mm) + Bán kính trung bình của bề mặt hãm rb (bán kính bề mặt phản lực): rb = (0,85 ¸ 1,15)rms. Chọn rb = 1,15´rms = 1,15´23,85 = 27,4275 (mm) 4.3.6. Tính toán kiểm tra đồng tốc + Thời gian đồng tốc tc Thời gian đồng tốc tc(s) được xác định chính xác theo công thức: (4.27) Ở đây: we - Tốc độ góc trục khuỷu động cơ (rad/s) khi chuyển số. + Khi chuyển từ số thấp lên số cao: we = 212,8(rad/s) + Khi chuyển từ số cao lên số thấp: we = 136,8 (rad/s) Jb - Mômen quán tính qui dẫn. Jb = 838,678(kg×mm2) = 838,678×10-6 (kg×m2) ihk, ihk±1 - Tỷ số truyền tay số cần gài và tay số trước đó. Mms - Mômen ma sát của đồng tốc(Nm), xác định theo công thức: Mms = m×Q×rms/sina = m×Pđk×iđk×hđk×rms/sina Trong đó: m-Hệ số ma sát. m = 0,07. a-Nửa góc côn của bề mặt ma sát. a = 70. rms- Bán kính trung bình của bề mặt ma sát. rms = 23,85(mm) Pđk- Lực tác dụng lên đòn điều khiển(N). Pđk = 60 (N) iđk, hđk-Tỷ số truyền từ đòn điều khiển đến nạng gạt đồng tốc và hiệu suất dẫn động tương ứng. iđk = 2, hđk = 0,85 Suy ra: Mms = 0,07×60×2×0,85×23,85×10-3/sin70 = 1,3973(N.m) ec-Gia tốc góc của trục mà trên đó đặt đồng tốc (rad/s2), được xác định theo công thức: (4.28) Trong đó: g -Gia tốc trọng trường m/s2. y -Hệ số cản tổng cộng của xe khi chạy, lấy y = 0,02 đối với tay số cao nhất và y = 0,05 đối với các tay số còn lại. ibx, hbx -Tỷ số truyền và hiệu suất dẫn động, ibx = i0 = 3,345. Hiệu suất dẫn động hbx lấy gần bằng htl: hbx = htl = 0,93 d -Hệ số tính đến ảnh hưởng của các khối lượng quay trong hệ thống truyền lực, có thể xác định theo công thức: d = 1 + (d1 + d2.ihk2), với d1 » d2 = 0,03 ¸ 0,05. Chọn d1 » d2 =0,04. Khi gài số 3: d = 1 + ( 0,04 + 0,04×1,42) = 1,1184. Khi gài số 4: d = 1 + ( 0,04 + 0,04×12) = 1,08. rbx- Bán kính bánh xe, rbx = 300 (mm) Suy ra: + Khi gài số 3: (rad/s2) + Khi gài số 4: (rad/s2) Vậy thời gian đồng tốc khi gài các số là: + Khi gài số 3: - Chuyển từ số 2 lên: (s) - Chuyển từ số 4 xuống: (s) + Khi gài số 4: (s) + Công trượt (Wms) Công trượt Wms trên bề mặt ma sát của đồng tốc được xác định theo công thức: (4.29) + Khi gài số 3: - Chuyển từ số 2 lên: (J) - Chuyển từ số 4 xuống: (J) + Khi gài số 4: (J) + Công trượt riêng (wms) Công trượt riêng là công trượt tính cho một đơn vị diện tích bề mặt ma sát, do vậy: (4.30) Ở đây: rms, bms - Bán kính trung bình và chiều rộng bề mặt ma sát. rms = 2,385 cm; bms = 0,6 cm. + Khi gài số 3: - Chuyển từ số 2 lên: (J/cm2) - Chuyển từ số 4 xuống: (J/cm2) + Khi gài số 4: (J/cm2) + Xác định góc vát bề mặt hãm (b) của bộ phận khóa Bộ phận khoá của đồng tốc thiết kế là loại răng phản lực. Để đảm bảo yêu cầu không cho gài số khi chưa đồng tốc, góc vát b của bề mặt hãm phải thỏa mãn điều kiện: K > S (4.31) Ở đây: K - Lực do mômen ma sát tạo ra, có tác dụng ép chặt các bề mặt khóa, chống lại sự gài số. S - Lực xuất hiện trên mặt vát, khi người lái tác dụng lên đồng tốc lực chiều trục Q, có tác dụng tách các bề mặt hãm để thực hiện gài số. Theo điều kiện cân bằng lực ta có: K = Mms/rb = m×Q×rms/(rb×sina) S = Q.tgb Thế các biểu thức trên vào (7.60) nhận được: Hay: 5.XÂY DỰNG CÁC ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH CỦA XE THIẾT KẾ : 5.1. XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN : Đặc tính ngoài của động cơ điện biểu thị mối quan hệ giữa mômen và tốc độ góc của động cơ. Đặc tính ngoài được dùng trong các tính toán sức kéo của ô tô. Để xây dựng đường đặc tính cơ của động cơ điện kích từ nối tiếp ta dựa vào đường đặc tính vạn năng của động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp Do quan hệ F = f(Iư) là phi tuyến nên để dựng các đặc tính cơ của động cơ ta sử dung phương pháp đồ thị giả tích dựa vào các đường cong thực nghiệm đã cho. Vì các động cơ một chiều kích từ nối tiếp cùng loại đều có giá trị tương đối khe hở không khí và mức độ bão hoà của mạch từ không khác nhau nhiều, nên các quan hệ giữa tốc độ w, mô men M, với dòng điện theo đơn vị tương đối gần trùng nhau .Người ta gọi các đặc tính đó là đặc tính vạn năng w* = f(I*), M* = f(I*) và được xác định bằng thực nghiệm. Các đại lượng cơ bản sử dung trong đơn vị tương đối được chọn là các thông số định mức Uđm , Iđm, Mđm, wđm, ... các đặc tính này có dạng biểu diễn trên hình 5.1. Dựa vào đặc tính vạn năng và các thông số định mức của động cơ ta dựng được các đặc tính cơ. Cách vẽ như sau: Lấy các giá trị tuỳ ý của động điện tương đối I*1, I*2, ... In* , dựa vào đồ thị các đặc tính vạn năng ta tra được các trị số tương ứng của tốc độ và mô men tương đối :w*1,w*2...w*n và M*1; M*2 ....M*n . Hình 5.1. Đặc tính vạn năng của động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp Tính đổi các đại lượng tương đối trên ra đại lượng tuyệt đối theo biểu thức: (5.1) Từ đồ thị trên ta cho các giá trị của I* ta được các giá trị tương ứng như bảng sau: Bảng 5.1 I* (A) M* (N.m) w* (rad/s) w (rad/s) wđm (rad/s) nđm (v/ph) Pđm (Kw) Mđm (N.m) M (N.m) I (A) Iđm (A) 0.1 0.1 2.29 695 303.7 2920 13,6 52 3.622 4.8 48 0.2 0.15 2.17 659 303.7 2920 13,6 52 5.434 9.6 48 0.25 0.18 2.1 638 303.7 2920 13,6 52 6.52 12 48 0.3 0.2 2.06 626 303.7 2920 13,6 52 7.245 14.4 48 0.4 0.22 1.92 583 303.7 2920 13,6 52 7.969 19.2 48 0.8 0.32 1.54 468 303.7 2920 13,6 52 11.59 38.4 48 1.2 0.58 1.24 377 303.7 2920 13,6 52 21.01 57.6 48 1.6 0.95 0.98 304 303.7 2920 13,6 52 34.41 76.8 48 2 1.58 0.8 243 303.7 2920 13,6 52 57.23 96 48 2.4 2.7 0.65 197 303.7 2920 13,6 52 97.81 115 48 2.5 3.1 0.6 182 303.7 2920 13,6 52 112.3 120 48 Từ bảng số liệu trên ta vẽ được đường đặc tính cơ ( n = f(M) như hình 5.2 sau khi lấy xấp xỉ. Hình 5.2.. Đặc tính cơ của động cơ điện một chiều dùng trên xe. Từ đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp ta thấy nó có dạng của đường Hyperbol bậc hai. Ta thấy rằng ở động cơ điện một chiều kích thích nối tiếp, tốc độ (n) giảm rất nhanh khi momen (M) tăng và khi mất tải (I = 0, M = 0) có trị số rất lớn. Cũng vì vậy mà thường ít dùng động cơ điện một chiều trong các trường hợp dễ xảy ra mất tải như dùng đai truyền. Vì khi xảy ra mất tải thì tốc độ của động cơ sẽ tăng đột ngột rất nguy hiểm. Với đặc tính cơ mềm mại như vậy, động cơ điện một chiều rất có ưu việt trong những điều kiện cần mở máy nặng nề và cần tốc độ thay đổi trong một phạm vi rộng. Ví dụ ở các đầu máy kéo tải (xe điện, đầu máy điện, cầm trục...) Giải điều chỉnh động cơ điện : Giải điều chỉnh D là tỷ số giữ tốc độ làm việc lớn nhất và nhỏ nhất ứng với phụ tải : (5.2) Đối với ô tô bốn chỗ ngồi ta cần giải điều chỉnh rộng nên trong hệ truyền động điện có giải điều chỉnh D càng rộng càng tốt. Giá trị D phụ thuộc vào và . Tốc độ lớn nhất thường bị giới hạn bởi độ bền cơ học của phần quay của động cơ điện. Ở tốc độ cao các bộ phận này chịu lực động khá lớn nên có thể hư hỏng. Ở động cơ điện một chiều tốc độ này còn bị giới hạn bởi sự chuyển mạch. Khi tốc độ lớn tia lửa phát sinh trên cổ góp dưới các rìa chổi than sẽ mạnh lên và có thể không cho phép . Vì vậy các động cơ điện thông dụng chỉ cho phép với wđm = 304(rad/s). Vậy đối với động cơ điện ta sử dụng có . Vì đối với ôtô ta cần tốc độ cao nhưng ở tốc độ càng cao thì độ bền cơ học của động cơ điện càng xấu đi do đó ta chọn = 472(rad/s). Đối với xe bốn chỗ ngồi thì vận tốc xe luôn chạy ổn định nên để xác định được mô men cực đại của động cơ điện là rất khó vì vậy để xác định được mô men cực đại của động cơ điện ta dựa vàogiả thiết sau : Nếu lấy dòng điện cho phép của động cơ ở hệ đơn vị tương đối là thì mô men lớn nhất của động cơ điện kích từ nối tiếp là [Cơ sở truyền động điện tự động, tập 1], suy ra mômen lớn nhất mà động cơ điện đạt được là: Suy ra chọn Mmax = 108(N.m). 5.1.1. LẬP ĐỒ THỊ CÂN BẰNG LỰC KÉO CỦA Ô TÔ: Phương trình cân bằng lực kéo tổng quát của ôtô có dạng. PK =Pf +Pw ± Pj ± PI +Pm. (5.3) Trong đó: PK :Lực kéo ở bánh xe chủ động. PK = Me.it.ht/rb . Trong đó: ht :Hiệu suất truyền của truyền lực. Chọn ht = 0,93 [1] it: Tỷ số truyền của hệ thống truyền lực. rb : Bán kính bánh xe. rb = r.l . R = 320 [mm] , l = (0,93 - 0,95 ) [1] Chọn l=0,945. it = io.ihi . io : Tỷ số truyền của truyền lực chính . ihi : Tỷ số truyền ở tay số thứ i của hộp số. Chọn Pf: Lực cản lăn : Pf =f.Ga.cosa. f : Hệ số cản lăn. f =( 0,012- 0,015) Chọn f = 0,013 [1]. Ga: Trọng lượng toàn bộ của ôtô. a: Độ dốc của mặt đường. Pw:Lực cản không khí. Pw =K.F.v2. K : Hệ số cản của không khí phụ thuộc kết cấu của ô tô .Đối với xe du lịch : K = (0,2 - 0,35 ) [1] .Chọn K =0,25. F : Tiết diện cản của ô tô. F =B.H (B,H tương ứng là chiều cao và chiều rộng toàn bộ). F = 1,90.1,80 =3,42 [m2] Pj :Lưc cản tăng tốc. Pj =Ga.d.j/g . j : Gia tốc của ô tô. d : Gia góc của các khối lượng quay quy về gia tốc của ô tô. Pi: Lực cản dốc. Pi :=Ga,sina Pm :Lực kéo ở moóc kéo. Trong trường hợp ôtô không kéo moóc phương trình cân bằng lực kéo của ôtô có thể viết lại như sau: Me.it.ht/rb = Ga (f.cosa + sina )+ K.F.v2 + Ga.d.j/g (5.4) Trị số lực kéo PK ở các tay sô khác nhau sẽ khác nhau và được tính bằng công thức. PK = Me.it.ht/rb . Hay PK =103.Ne.it.ht/rb .we. Trong đó : ht :Hiệu suất truyền của hệ thống truyền lực. Chọn ht = 0,93 [1] it: Tỷ số truyền của hệ thống truyền lực. rb : Bán kính bánh xe. rb = r.l , r= 320 [mm] , l = (0,93 - 0,95 ) [1] , chọn l=0,945. it = io.ihi . io : Tỷ số truyền của truyền lực chính . ihi : Tỷ số truyền ở tay số thứ i của hộp số. Lực kéo ở tay số thứ i. Pki =103.Ne. io.ihi .ht/rb .we. Hay Pki =103.Me. io.ihi .ht/rb . Dựa vào công thức trên ta lập bảng biến thiên của lực kéo ở các tay số theo tốc độ của ô tô. Bảng 5.2.Lực kéo ở các tay số theo tốc độ của ô tô. V1 7.25867 6.5078 6.00717 5.50657 5.005977 4.505 4.0048 V2 13.9162 12.477 11.5168 10.5571 9.597349 8.638 6,582 V3 20.5745 18.446 17.0271 15.6082 14.18928 12.77 11.351 V4 27.22 24.404 22.5269 20.6497 18.77241 16.9 15.018 Pk1 746.679 1120 1418.69 1773.36 3173.384 4480 5973.4 Pk2 389.468 584.2 739.988 924.985 1655.237 2337 3115.7 Pk3 263.428 395.14 500.514 625.642 1119.57 1581 2107.4 Pk4 199.114 298.67 378.317 472.896 846.2358 1195 1592.9 V 27.22 22.05 17.64 13.23 9.79 6.83 4.86 213.387 140.03 89.6168 50.4095 27.6031 13.43 6.8024 Từ các giá trị tính toán trong bảng trên ta vẽ đồ thị cân bằng lực kéo như sau. Hình 5.3. Đồ thị cân bằng lực kéo. 5.1.2. LẬP ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH ĐỘNG LỰC CỦA Ô TÔ: Chỉ tiêu về lực kéo của ô tô chưa đánh giá hết được khả năng động lực của ôtô,vì với hai ôtô có cùng sức kéo như nhau nhưng ôtô nào có khối lượng nhỏ hơn .nhân tố cản khí động nhỏ hơn thì ôtô đó có đặc tính động lực tốt hơn. Vì vậy để đánh giá hết khả năng ,chất lượng động lực của ôtô người ta đưa ra chỉ tiêu về nhân tố động lực của ôtô. D = (Pk - Pw)/Ga. Trong đó : Pk :Lực kéo tiếp tuyến ở các bánh xe chủ động. Pw :Lực cản của không khí. Ga =1355KG: Khối lượng toàn bộ của ôtô. Nhân tố động lực được tính ứng với từng tay số và tốc độ của ôtô khi chở đầy tải.Theo công thức ta lập bảng tính giá trị của nhân tố động lực ứng với từng tay số của ôtô. Đồ thị nhân tố ở đây được lập ra ứng với từng tay số và tốc độ của ôtô khi chở đầy tải . Để xác định nhân tố động lưc của ôtô khi chở non tải hay quá tải ta phải dùng một đồ thị tương ứng là đồ thị tia. Từ công thức tính nhân tố động lực : D = (Pk - Pw)/Ga. Ta thấy nhân tố động lực tỷ lệ nghịch với trọng lượng toàn bộ của ôtô Ga .Như vậy ứng với một tải trọng bất kỳ của ôtô ta có trọng lượng là Gx ,và nhân tố động lực là Dx. Dx =D.Ga/Gx. Ta đặt: Gx/Ga =tga .Suy ra : Dx =D.cotga. Từ đó ta suy ra cách dựng đồ thị nhân tố động lực ở tải trọng bất kỳ như sau Góc phần tư phía trái của đồ thị ta dựng các tia hợp với trục hoành một góc: a = arctg(Gx/Ga). Mỗi tia ứng với một góc a nào đó thì tương ứng với một tải trọng nào đó và được tính ra phần trăm so với tải trọng có ích định mức của ôtô. Mỗi tia ứng với một trọng lượng Gx nào đó ,và ứng với một tia ta xác định được giá trị nhân tố động lực Dx ứng với các giá trị D khác nhau. Muốn xác định được một giá trị Dx từ một giá trị D nào đó ứng với tải trọng Gx ta kéo từ giá trị D đó một đường song song với trục hoành cắt tia có góc a =acrtg(Gx/Ga) dóng xuống trục hoành ta được giá trị Dx Dx =D.Ga/Gx. Khi Gx= Ga , tga = Gx/ Ga =1 suy ra a = 45o . Ta lập bảng tính giá trị phần trăm tải trọng Gx và a. Go=1050 [Kg]: Ga =1355 [Kg], Gt =305[Kg] % tải trọng: (Gtx/Gt.)% , Gtx =Gt.% tải. Gx =Go +Gtx [Kg] : tga =Gx/Ga, a = acrtg(Gx/Ga). Bảng 4.3. Giá trị tính nhân tố động lựcD. V1 7.258667 6.50777 6.0072 5.50657 5.00598 4.5054 4.00478 V2 13.91616 12.4766 11.517 10.5571 9.59735 8.6376 6,582 V3 20.57445 18.4461 17.027 15.6082 14.1893 12.77 11.3514 V4 27.22 24.4041 22.527 20.6497 18.7724 16.895 15.0179 Pk1 746.6786 1120.02 1418.7 1773.36 3173.38 4480.1 5973.43 Pk2 389.4676 584.201 739.99 924.985 1655.24 2336.8 3115.74 Pk3 263.4282 395.142 500.51 625.642 1119.57 1580.6 2107.43 Pk4 199.1143 298.671 378.32 472.896 846.236 1194.7 1592.91 Pw1 11.80217 9.48664 8.0833 6.79221 5.6134 4.5469 3.59257 Pw2 43.3797 34.8688 29.711 24.9653 20.6324 16.712 13.2048 Pw3 94.82101 76.2176 64.943 54.57 45.0992 36.53 28.8635 Pw4 165.968 133.406 113.67 95.5154 78.9384 63.94 50.5206 D1 0.054274 0.08202 0.1042 0.13047 0.23396 0.3305 0.4409 D2 0.02556 0.04057 0.0525 0.06647 0.12072 0.1714 0.22914 D3 0.012471 0.02359 0.0322 0.04224 0.07947 0.0836 0.15374 D4 0.002452 0.01222 0.0196 0.02791 0.05675 1.7993 0.11408 Bảng 5.4: Giá trị góc của đồ thị tia.. .100% 0 20 40 60 80 100 120 140 Gtx 0 61 122 183 244 305 366 427 Gx= G0+Gtx 1050 1111 1172 1233 1294 1355 1416 1477 = tga 0,775 0,82 0,865 0,91 0,955 1 1,045 1,09 a 37079’ 39037’ 40088’ 42032’ 4307’ 450 46028’ 47049’ Hình 5.4: Đồ thị nhân tố động lực và đồ thị tia 5.2. Xây dựng đặc tính của nguồn động cơ nhiệt : 4.2.1 . Những thông số cho trước theo yêu cầu: 1. Loại t (tải / khách / buýt / con ) : xe con 2. Trọng lượng toàn bộ của xe (kể cả lái xe): G = 13550 [kG] 3. Tốc độ cực đại : Vmax =100[km/h] 4. Loại động cơ ( điện - nhiệt ) 5. Loại đường bê tông nhựa , hệ số cản tổng cộng lớn nhất = 0.35 6. Bán kính bánh xe Rbx : = 0.32[m] 7. Công thức bánh xe : 4 x 2 5.2.2 : Tính chọn động cơ : a. Tính công suất ô tô ứng với tốc độ cực đại Nv [w] Trong đó G : Trọng lượng toàn bộ xe [N] G = 13550 [N] fo : Hệ số cản lăn, chọn theo bảng B-1 sau: Loại đường   Hệ số cản lăn fo Đường bí tng nhựa (cực tốt)    0,012 - 0,015 Đường bí tng nhựa tốt   0,005 - 0,008 Đường rải đá mịn  0,023 - 0,030 Đường đất (khô)  0,025 - 0,035 Đườngđất(ẩm ướt)  0,050 - 0,150 Đường đất cát (khô)  0,100 - 0,300 Chọn fo = 0.008 Vmax : Tốc độ cực đại cua xe = 27,22 [m/s] k : Hệ số cản không khí [Ns2/m4],chọn theo bảng B-2 F : Diện tích cản chính diện [m2 ], có thể chọn theo bảng B-2 Bảng B-2 Loại xe Hệ số cản khng kh k [Ns2/m4] Diện tch cản chnh diện F[m2] Xe du lịch vỏ kín  0,15 - 0,35 1,6 - 2,1 Xe du lịch vỏ hở (để trần)  0,40 - 0,50 1,5 - 2,0 Xe khách và buýt  0,24 - 0,40 4,5 - 6,5 Xe tải  0,50 - 0.70 3,0 - 5,0 Chọn k = 0.25 Chọn F = 1.85 Tnh Nv = 14473 [w] b. Tính công suất động cơ ứng với tốc độ cực đại Nev [kw] Trong đó : 1000 : Hệ số chuyển đổi thứ nguyên [watt] thành [KW] : Hiệu suất của hệ thống truyền lực , chọn theo bảng B-3 Bảng B-3 Loại xe Hiệu suất Xe du lịch 0,90 - 0,93  Xe tải và khách có truyền lực đơn 0,87 - 0,89  Xe tải và khách có truyền lực kép 0,80 - 0,85  Chọn = 0.9 Tính Nev =16,08[KW] = 0,8 c. Tính công suất cực đại yêu cầu của động cơ Nevmax [kw] Trong đó: a,b,c : Các hằng số thực nghiệm ,chọn theo bảng B-4 Bảng B-4 Loại động cơ Gía trị các hằng số Động cơ cần buji đánh lữa(điện….) A = b = 1 ; c = -1 Động cơ không cần buji đánh lữa(Điízel) a=0,53; b=1,56; c=-1,90 Chọn a = 1; b= 1; c= -1 :Tỷ số tốc độ ứng với tốc độ cực đại của xe , chọn theo bảng Bảng B-5 Loại xe và loại động cơ  Gía trị tỷ số Tất cả các loại xe lắp động cơ Diízel  1,0 Xe con lắp động cơ xăng(không hạn chế tốc độ)  1,1 - 1,25 Xe con lắp động cơ xăng(có hạn chế tốc độ)  1,0 - 1,10 Xe tải lắp động cơ xăng(có hạn chế tốc độ )  0,9 - 1,0 Xe khách và buýt lắp động cơ xăng(có hạn chế tốc độ) 0,9 - 1,1 Chọn = 0,9 Tnh: Neđ = 14,3 d. Chọn công suất cực đại của động cơ Nemax [KW] Công suất cực đại của động cơ Nemax được chọn phải lớn hơn công suất cực đại tính toán theo yêu cầu ở trên từ 10% đến 25% để bù vào công suất phải tiêu hao cho việc làm mât động cơ, tiêu thụ năng lượng điện trang bị trín xe, tiêu hao do máy nén khí (hoặc hút khí) hổ trợ phanh và tiêu hao các trang bị khác trên xe như máy điều hoà nhiệt độ đối với xứ nóng hay máy sưỡi ấm ở xứ lạnh v.v… [Vg/ph] 4.2.3 Xác định tỷ số truyền của hệ thống truyền lực: a. Xác định tỷ số truyền của truyền lực chính i0: Trong đó: : Tốc độ góc ứng với công suất cực đại của động cơ [rad/s] = nN.3.1416/30 = 544.544 [rad/s] : Tỷ số tốc độ cực đại của xe; = =1.1 Rbx :Bán kính làm việc của bánh xe Rbx = 0.32 [m] Vmax :Tốc độ cực đại của xe [m/s] Vmax = 27.78 [m/s] Tính gía trị io = 6.90 b. Tính tỷ số truyền thấp ih1: + . Tính ih1 theo điều kiện kéo Trong đó: G : Trọng lượng toàn bộ xe [N] G = 13550 [N] : Hệ số cản lớn nhất của đường ; = 0.35 Rbx : Bán kính làm việc của bánh xe [m] Rbx = 0.32 [m] i0 : Tỷ số truyền của truyền lực chính ; i0 = 6.90 : Hiệu suất của hệ thống truyền lực; =0.9 : Hệ số tổn thất cho trang bị phụ trên xe Memax ; Mô men cực đại của động cơ: Với MN : Mô men ứng với công suất cực đại [Nm]; : Tốc độ góc ứng với mô men cực đại [rad/s] 112.02 Tnh Memax : Memax = 140.03 Tnh ih1 : ih1 = 6.48 +. Kiểm tra ih1 theo điều kiện bám: 272.3 [rad/s] Trong đó : : Hệ số bám , chọn = 0,7 - 0,8 : Chọn = 0.75 : Trọng lượng của cầu chủ động , xác định bằng: VớI Gcd là trọng lượng phân bố trên cầu chủ động , chọn theo bảng B-6 Bảng B-6 Loại xe và công thức bánh xe Giá trị Gcd Xe tải và khách có công thức bánh xe 4x2 (0,65 - 0,70).G Xe con có công thức bánh xe 4x2 (0,50 - 0,55).G Xe tải có công thức bánh xe 6x2 (0,50 - 0,55).G Xe tải có công thức bánh xe 6x4 (0,70 - 0,75).G Xe tải có công thức bánh xe 8x4 (0,65 - 0,70).G Chọn Gcd = 7113.75 mcd : Là hệ số phân bố lại tải trọng lên cầu chủ động : *. Khi cầu sau là chủ động : mcd =1,20 - 1,35 *. khi cầu trước là chủ động : mcd =0,65 - 0,70 Chọn mcd = 1.25 Tnh : = 8892.19 Tnh ih1: ih1 £ 9.11357 Thoả mãn c. Tnh số cấp hộp n: Số cấp Trong đó : ih1 : Tỷ số truyền thấp nhất ; ih1 = 6.48 Ln(ih1) :Logarit theo số tự nhiên (e) của tỷ số truyền số thấp ih1 Ln(q) :Logarit theo số tự nhiên (e) của tỷ số truyền liên tiếp q = 1,6 - 1.7 :Chọn q = 1.65 Tính n: n = 4.73 Làm tròn n* = 4 (Nếu n* <= 4 thì chọn thêm số truyền tăng it = 0,65 - 0,85 . Nếu n*=5 với xe tải hoặc xe khách thì có thể chọn thêm số truyền tăng ) Tỷ số truyền tăng it = 0.8 (nếu c) d Xác định các tỷ số truyền trung gian ik (k=2 - n* -1) a) Nếu là xe tải và xe khách , tính chính xác lại công bội q* Tính các số trung gian: ih2 =ih1/q* = ih2 =ih2/q* = ih2 =ih3/q* = b) Nếu là xe du lịch (xe con), tính hằng số điều hoà a*: Tính các số trung gian: 5.2.4. Xây dựng đồ thị đặc tính nhân tố động lực : 4.2.4.1.Lập bảng tính như bảng B-7 ta được như sau V(1) Pk(1) D(1) V(2) Pk(2) D(2) 0.1 0.390 4135.5 0.070 0.3052 1.102 1462.885837 0.561 0.107920639 0.2 0.779 4401 0.281 0.3248 2.203 1556.832634 2.245 0.114729737 0.3 1.169 4590.7 0.632 0.3388 3.305 1623.937489 5.051 0.11947505 0.4 1.559 4704.6 1.124 0.3471 4.406 1664.200402 8.979 0.122156578 0.5 1.948 4742.5 1.756 0.3499 5.508 1677.621373 14.029 0.122774321 0.6 2.338 4704.6 2.528 0.347 6.609 1664.200402 20.202 0.121328279 0.7 2.728 4590.7 3.441 0.3385 7.711 1623.937489 27.497 0.117818452 0.8 3.117 4401 4.494 0.3245 8.812 1556.832634 35.915 0.11224484 0.9 3.507 4135.5 5.688 0.3048 9.914 1462.885837 45.455 0.104607442 1 3.897 3794 7.022 0.2795 11.015 1342.097098 56.117 0.09490626 1.1 4.286 3376.7 8.497 0.2486 12.117 1194.466417 67.902 0.083141292 V(3) Pk(3) D(3) V(4) Pk(4) D(4) 1.813 888.61 1.521 0.065468 2.525 638.1 2.949 0.0469 3.627 945.68 6.083 0.069343 5.051 679.1 11.797 0.0492 5.440 986.44 13.688 0.07179 7.576 708.4 26.544 0.0503 7.254 1010.9 24.334 0.072809 10.101 725.9 47.189 0.0501 9.067 1019.1 38.022 0.072401 12.626 731.8 73.733 0.0486 10.880 1010.9 54.751 0.070564 15.152 725.9 106.175 0.0457 12.694 986.44 74.523 0.0673 17.677 708.4 144.517 0.0416 14.507 945.68 97.336 0.062608 20.202 679.1 188.756 0.0362 16.320 888.61 123.191 0.056489 22.727 638.1 238.895 0.0295 18.134 815.24 152.087 0.048941 25.253 585.4 294.932 0.0214 19.947 725.56 184.025 0.039966 27.778 521 356.867 0.0121 Với i = 1,2….,n 5.2.4.2. Vẽ đồ thị nhân tố động lực : 6.LẮP ĐẶT HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN : 6.1. SƠ ĐỒ LẮP ĐẶT HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN : Như đã trình bày ở phần 3 thì ta chọn phương án cầu sau là cầu chủ động. Vì vậy ta có sơ đồ lắp đặt hệ thống truyền lực của xe như hình 7.1:Tỷ lệ phân bố tải trọng giữa hai cầu xe là 45% - 55%. Xe sử dụng kiểu treo độc lập, phanh là hệ thống phanh thuỷ lực cùng phanh dừng cơ khí. Hình 6.1: Sơ đồ lắp đặt hệ thống động lực 1- Lò xo giảm chấn hệ thống treo trước ; 2- Bộ chuyển đổi điện ; 3,4- Đòn dẫn hướng hệ thống treo ; 5- Thanh ngang hệ thống treo ; 6- Ăc quy ; 7- Dầm cầu sau ; 8- Lò xo giảm chấn ; 9- Cầu chủ động ; 10- Khớp nối chữ thập ; 11- Gối đỡ trung gian ; 12- Trục các đăng ; 13- Khớp nối đàn hồi ; 14- Hộp số ; 15- Động cơ điện ; 16- Vô lăng ; 17- Đòn nối cơ cấu lái ;18- Hình thang lái ; 19- Dầm cầu trước ; 20- Động cơ nhiệt ; 21- Bộ truyền đai ; 22- Máy phát điện. 6.2.SƠ ĐỒ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỔNG QUÁT : Sơ đồ điều khiển tổng quát trên xe được thể hiện trên hình 7.2 a) ở chế độ bình thường, động cơ điện kéo bánh xe chủ động quay thông qua hộp số và bộ vi sai. Máy phát điện và động cơ nhiệt liên hệ với nhau qua khớp nối đàn hồi hoặc bộ truyền động đai. Ở chế độ xe chạy bình thường (tức không nạp điện cho ắc quy) thì động cơ nhiệt ở trạng thái dừng. Công suất của động cơ điện được dùng để kéo xe ô tô chuyển động mà không chịu ảnh hưởng của cụm máy phát điện và nó nhận điện năng từ bộ nguồn ăc quy. b) Ở chế độ xe lên dốc dốc, người lái điều khiển bằng cách sang số hoặc về số từ cần điều khiển hộp số. hình 6.2.Sơ đồ điều khiển tổng quát trên xe c) Khi dung lượng bình ăc quy giảm xuống mức cho phép, người lái chuyển điều khiển xe sang hoạt động ở chế độ "nạp điện cho ăc quy". Khi động cơ nhiệt hoạt động kéo máy phát điện nạp bình ắc quy cung cấp điện năng cho động cơ điện. Vì công suất của cụm động cơ nhiệt - máy phát điện được chọn cân bằng với động cơ điện nên có thể chạy xe trong thời gian dài mà không làm hết bình ắc quy. Động cơ nhiệt được bộ điều tốc điều khiển chạy ở một tốc độ cố định tương ứng với công suất phát ra cực đại nên hạn chế phát thải các chất gây ô nhiễm môi trường d) Khi cần phải lùi xe, người lái kéo cần điều khiển chiều chuyển động của xe (bộ đảo chiều) sang vị trí "lùi", động cơ điện sẽ được cấp một điện áp ngược (đổi chiều cực tính) làm động cơ điện đổi chiều quay kéo xe chạy lùi. Trong trường hợp này. Muốn dừng xe người lái phải sử dụng hệ thống phanh thuỷ lực được trang bị trên xe. Để đề phòng trường hợp khi xe dừng, người lái nhả bàn đạp ga và không tắt hệ thống điện toàn bộ xe, dòng điện kích từ có thể làm nóng cuộn dây kích từ của máy phát điện và làm tổn hao năng lượng, một rơ le điện từ sẽ điều khiển cắt dòng điện kích từ khi tín hiệu từ cảm biến tốc độ xe nhỏ hơn mức cho phép. Tất cả mọi chế độ hoạt động của xe sẽ được một bộ điều khiển thông qua các tín hiệu vào từ cảm biến vị trí bàn đạp ga, vị trí các cần hoặc nút điều khiển, cảm biến tốc độ xe và các tín hiệu ra đến bộ điều chỉnh điện áp cấp cho động cơ điện và bộ khởi động của động cơ nhiệt. Nhóm tín hiệu vào Nhóm tín hiệu ram Chế độ hoạt động Công tắc bàn đạpga Cần hộpsố sang số Cần số chuyển hướng Tốc độ xe (Km/h) Bộ điều tốc Bộ đảo chiều quay Bình thường ON Số 1 Tiến 025 0 0 Lùi 025 0 1 Số 2 Tiến 050 0 0 Lùi 050 0 1 Số 3 Tiến 072 0 0 Lùi 072 0 1 Số 4 Tiến 098 0 0 Lùi 098 0 1 Nạp điện cho Ăc quy ON Số 1 Tiến 025 1 0 Lùi 025 1 1 Số 2 Tiến 050 1 0 Lùi 050 1 1 Số 3 Tiến 072 1 0 Lùi 072 1 1 Số 4 Tiến 098 1 0 Lùi 098 1 1 Bảng1: Bảng hệ thống điều khiển điện của ô tô thiết 7. KẾT LUẬN: Ô tô lai bốn chỗ ngồi sử dụng động cơ điện chạy bằng acquy và động cơ đốt trong chạy bằng nhiệt là ô tô cá nhân phù hợp với điều kiện Việt Nam cả về điều kiện sử dụng lẫn khả năng cung cấp năng lượng và bảo vệ môi trường. Hệ thống động lực của xe đã được tính tóan, thiết kế với việc sử dụng các trang thiết bị có sẵn cho thấy khả năng chế tạo ô tô nói trên là hiện thực *Xe thiết kế đáp ứng được yêu cầu cấp thiết nhất ngày nay lă: - Giảm được tối thiểu sự ô nhiễm môi trường. -Vận tốc lớn nhất của xe vừa phải, ph hợp với đường xá Việt Nam. - Giâ thănh ph hợp với mức thu nhập của người lao động Việt nam. - Dễ sử dụng, bảo dưỡng. TÀI LIỆU THAM KHẢO TS. Trần Thọ, PGS.TS.Võ Quang Lạp, Cơ sở điều khiển tự động truyền động điện, NXB Khoa học và kỹ thuật. Bùi Quốc Khánh, Nguyễn văn Liễn, Nguyễn Thị Hiền, Truyền động điện, NXB Khoa học và kỹ thuật. Lê Văn Doanh, Nguyễn Thế Công, Trần Văn Thịnh, Điện tử công suất, NXB Khoa học và kỹ thuật. Bùi Văn Ga, Hồ Sỹ Xuân Diệu, Ô tô hybrid: Phương tiện giao thông cá nhân ô sạch phù hợp với điều kiện Việt Nam, Hội nghị Khoa học-Công nghệ, Kỷ Niệm 40 năm Ngày Thành lập Cục Đăng Kiểm Việt Nam, pp. 165-172, Hà Nội 16-4-2004. By Robert J. Traister, All about Electric & Hybrid Cars, Tab Books Inc. Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên, Tính toán và thiết kế ô tô máy kéo, NXB Giáo dục 1996. Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên, Thiết kế và tính toán ÔTÔ MÁY KÉO, BỘ ĐẠI HỌC VÀ TRUNG HỌC CHUYÊN NGHIỆP 1983 Đỗ Văn Dũng, Hệ thống điện và điện tử trên ô tô hiện đại, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, 2003. Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng, Lý thuyết ôtô máy kéo, NXB Khoa học và kỹ thuật TS. Nguyễn Hoàng Việt, Trang bị điện và điện tử trên ôtô, Giáo trình lưu hành nội bộ - 1998 Website: hppt://www.dc-motors.globalspec.com. Website: hppt://www.smart.com. Website: hppt://www.toyota.com. Website: hppt://www.baldor.com. BẢN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẨN: .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. Đà nẵng, ngày……tháng……năm2006 Giáo viên hướng dẩn Ths: Lê Văn Tụy. Ks: Phạm Quốc Thái BẢN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN DUYỆT: .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. Đà nẵng, ngày……tháng……năm2006 Giáo viên duyệt Ths: Nguyễn Văn Đông. MỤC LỤC. STT: Trang 1. MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA ĐỀ TÀI: 1 1.1. MỞ ĐẦU: 1 1.2. MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA ĐỀ TÀI: 6 2. PHÂN TÍCH VÀ CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN KẾT NỐI ĐỘNG CƠ NHIỆT VÀ ĐỘNG CƠ DIỆN: 8 2.1. GIỚI THIỆU CÁC PHƯƠNG ÁN KẾT NỐI ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ NHIỆT: 8 2.1.1. Kiểu kết nối nối tiếp: 8 2.1.2.Kiểu lai song song: 9 2.1.3. Kiểu lai hổn hợp: 11 2.2.CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT NỐI GIỮA ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ NHIỆT : 12 2.3. CÁC KIỂU TRUYỀN ĐỘNG THEO KIỂU LAI NỐI TIẾP: 13 2.3.1. Hệ thống truyền động kiểu nối tiếp với cầu trước là cầu chủ động : 13 2.3.2. Hệ thống truyền động kiểu nối tiếp với cầu sau là cầu chủ động: 14 2.4. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC TRÊN XE THIẾT KẾ: 16 3. TÍNH TOÁN VÀ CHỌN CÁC THÔNG SỐ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN, ĐỘNG CƠ NHIỆT VÀ MÁY PHÁT ĐIỆN : 16 3.1. TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN: 16 3.1.1. Tính toán công suất động cơ điện: 16 3.1.2. Lựa chon động cơ diện và hiệu điện thế của động cơ điện : 19 3.1.3. Mở máy động cơ điện một chiều: 23 3.2. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CHO BỘ NGUỒN ẮC QUY: 23 3.3. CHỌN CÔNG SUẤT MÁY PHÁT ĐIỆN, ĐỘNG CƠ NHIỆT VÀ SƠ ĐỒ NẠP ĐIỆN CHO ẮC QUY: 26 3.1.3. Chọn công suât máy phát điện và động cơ nhiệt: 26 3.3.2. Sơ đồ nạp điện cho ắc quy dùng trên xe: 29 3.4. ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN LẮP TRÊN XE THIẾT KẾ: 33 3.4.1. Phương án điều khiển động cơ điện một chiều kich từ nối tiếp: 33 3.4.1.1. Điều khiển động cơ điện bằng cách thay đổi từ thông: 34 3.4.1.2. Phương pháp điều chỉng tốc độ bằng cách thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng để tăng điện trở phần ứng (Rư): 35 3.4.1.3. Phương pháp điều chỉnh tôc độ bằng cach thay đổi điện áp – U: 35 3.4.1.4. Mạch đảo chiều của hệ thống Tyristo-động cơ: 39 Mạch điện điển hình để điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp: 41 4. THIẾ KẾ TÍNH TOÁN HỘP SỐ: 46 4.1. Nhiệm vụ yêu cầu thiết kế: 46 4.2. Lựa chọn phương án thiết kế: 46 4.3. Thiết kế theo phương án đã chọn: 48 4.3.1. Số cấp của hộp số: 48 4.3.2. Xác định tỉ số truyền của hộp số: 49 4.3.3. Xác định tỉ số truyền các tay số trung gian: 50 4.3.4. Xác định các thông số cơ bản của hộp số: 51 4.3.5. Tính toán đồng tốc: 59 4.3.6. Tính toán kiểm tra đồng tốc: 65 5. XÂY DỰNG CÁC ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH CỦA XE THIẾT KẾ: 68 5.1. XÂY DỰNG ĐĂC TÍNH CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN: 68 5.1.1. Lập đồ thị cân bằng lực kéo của ôtô: 72 5.1.2. Lập đồ thị đăc tính động lực của ôtô: 75 5.2. Xây dựng đặc tính của nguồn động cơ nhiệt: 78 4.2.3. Xác định tỷ số truyền của hệ thống truyền lực: 80 5.2.4. Xây dựng đồ thị đăc tính nhan tố động lực: 83 6. LẮP ĐẶT HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN: 85 6.1. SƠ ĐỒ LẮP ĐẶT HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN: 85 6.2. SƠ ĐỒ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỔNG QUÁT: 85 7. KÊT LUẬN: 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docTM QUAN HOAN THANH.doc
  • dwgBan ve cac phuong an bo tri oto hybrid.dwg
  • dwgBan ve cau chu dong oto Hybrid.dwg
  • dwgBan ve do thi dac tinh keo xe thiet ke.dwg
  • dwgBan ve ket cau hop so.dwg
  • dwgBan ve tong the.dwg
  • docLOI NOI DAU SUA.DOC
  • docNHIEM VU THIET KE DATN QUAN.doc
  • dwgSo do dieu khien dong co dien va dong co nhiet - So do dieu .dwg