MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: ............................................................................................................................. 1
TỔNG QUAN ĐỀ TÀI ............................................................................................................. 1
1.1. Đặt vấn đề ....................................................................................................................... 1
1.2. Giới hạn đề tài ................................................................................................................ 1
1.3. Mục tiêu đề tài ................................................................................................................ 2
1.4. Ký hiệu và đơn vị đo cơ bản ........................................................................................... 3
1.5. Thông số kỹ thuật của xe giường nằm THACO MOBIHOME HB120 SSL ................. 4
1.6. Hình ảnh thiết kế xe ........................................................................................................ 6
CHƯƠNG 2: ............................................................................................................................. 7
TÍNH TỐN XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGỒI CỦA ĐỘNG CƠ ........................ 7
2.1. Giới thiệu đường đặc tính ngồi ..................................................................................... 7
2.2. Xây dựng đường đặc tính ngồi của động cơ ................................................................. 7
CHƯƠNG 3: ........................................................................................................................... 12
TÍNH TỐN KIỂM TRA CÂN BẰNG LỰC KÉO, CƠNG SUẤT VÀ ĐẶC TÍNH ĐỘNG
LỰC HỌC XE GIƯỜNG NẰM ............................................................................................. 12
3.1. Các lực tác dụng lên xe trong trường hợp chuyển động tổng quát .............................. 12
3.2. Xây dựng đồ thị cân bằng lực kéo ở các tỷ số truyền .................................................. 13
3.2.1. Lực kéo trên bánh xe chủ động ứng với các tay số ................................................ 13
3.2.2. Tốc độ của xe ở từng tay số ................................................................................... 14
3.2.3. Tính lực cản lăn ...................................................................................................... 16
3.2.4. Tính lực cản khơng khí tác dụng lên xe ................................................................. 18
3.2.5. Tính lực bám Fφ...................................................................................................... 19
3.2.6. Cân bằng lực kéo xe ............................................................................................... 20
3.2.6.1. Phương trình cân bằng lực kéo ........................................................................ 20
3.2.6.2. Xây dựng đồ thị cân bằng lực kéo ................................................................... 21
3.2.6.3. Trình tự xây dựng đồ thị cân bằng lực kéo ...................................................... 23
3.2.6.4. Nhận xét ........................................................................................................... 24
3.3. Xây dựng đồ thị cân bằng công suất ............................................................................ 24
3.3.1. Phương trình cân bằng cơng suất ........................................................................... 24

3.3.2. Phương pháp xây dựng đồ thị cân bằng công suất................................................. 25
3.4. Đặc tính động lực học của xe ....................................................................................... 31
3.4.1. Đặc tính động lực học xe ....................................................................................... 31
3.4.2. Phương pháp xây dựng đồ thị ................................................................................ 31
3.4.3. Xác định vận tốc lớn nhất của xe ........................................................................... 34
3.4.4. Xác định độ dốc lớn nhất mà xe vượt qua được .................................................... 34
3.4.5. Xác định sự tăng tốc của xe ................................................................................... 35
CHƯƠNG 4: ........................................................................................................................... 38
TÍNH TỐN KIỂM TRA ĐỘ ỔN ĐỊNH XE GIƯỜNG NẰM ............................................ 38
4.1. Khái niệm chung về tính ổn định ................................................................................. 38
4.2. Tính ổn định dọc của xe giường nằm ........................................................................... 38
4.2.1. Xác định tọa độ trọng tâm của xe giường nằm ...................................................... 38
4.2.2. Tính ổn định dọc tĩnh ............................................................................................. 41
4.2.3. Tính ổn định dọc động ........................................................................................... 44
4.3. Tính ổn định ngang của xe giường nằm ....................................................................... 48
4.3.1. Tính ổn định ngang của xe khi chuyển động thẳng trên đường nghiêng ngang .... 48
4.3.2. Tính ổn định ngang của xe khi chuyển động quay vòng trên đường nghiêng
ngang ................................................................................................................................ 51
CHƯƠNG 5 ............................................................................................................................ 60
TÍNH TỐN KIỂM TRA QUAY VỊNG XE GIƯỜNG NẰM ............................................ 60
5.1. Động học và động lực học quay vòng của xe................................................................ 60
5.1.1.Động học quay vòng của xe .................................................................................... 60
5.1.2. Động lực học quay vòng của xe ............................................................................. 65
5.2. Khảo sát điều kiện để xe quay vòng ổn định ở các loại đường khác nhau .................. 68
CHƯƠNG 6: ........................................................................................................................... 71
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................................ 71
6.1. Kết luận ........................................................................................................................ 71
6.2. Kiến nghị ...................................................................................................................... 72



DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Hình ảnh thiết kế xe giường nằm THACO MOBIHOME HB120 SSL ................... 6
Hình 2.1: Đồ thị đặc tính ngồi của động cơ xe giường nằm ................................................. 10
Hình 3.1: Sơ đồ các lực và mơmen tác dụng lên xe đang chuyển động tăng tốc ở trên dốc. . 12
Hình 3.2: Đồ thị cân bằng lực kéo .......................................................................................... 23
Hình 3.3: Đồ thị cân bằng cơng suất ....................................................................................... 30
Hình 3.4: Đồ thị đặc tính động lực học................................................................................... 34
Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn gia tốc của xe có sáu tỷ số truyền ................................................ 37
Hình 4.1: Sơ đồ tính tốn tọa độ trọng tâm của xe ................................................................. 39
Hình 4.2: Sơ đồ lực và mômen tác dụng lên xe khi đứng yên quay đầu lên dốc. .................. 42
Hình 4.3: Sơ đồ lực và mômen tác dụng lên xe khi đứng yên quay đầu xuống dốc .............. 43
Hình 4.4: Sơ đồ lực và mômen tác dụng lên xe khi chuyển động trên đường nằm ngang ..... 47
Hình 4.5: Sơ đồ lực và mômen tác dụng lên xe khi chuyển động thẳng trên đường nghiêng
ngang. ...................................................................................................................................... 48
Hình 4.6: Sơ đồ lực và mơmen tác dụng lên xe khi quay vịng trên đường nghiêng ngang ra
ngồi. ....................................................................................................................................... 51
Hình 4.7: Sơ đồ lực và mơmen tác dụng lên xe khi quay vịng trên đường nghiêng ngang hướng
vào trong ................................................................................................................................. 54
Hình 4.8: Sơ đồ lực và mơmen tác dụng lên xe khi quay vịng trên đường nằm ngang......... 56
Hình 5.1: Sơ đồ động học quay vòng của xe khi bỏ qua biến dạng ngang. ............................ 60
Hình 5.2: Đồ thị lý thuyết, thực tế về mối quan hệ giữa góc quay vịng của bánh xe dẫn hướng
................................................................................................................................................. 61
Hình 5.3: Sơ đồ động học quay vịng của xe có hai bánh dẫn hướng phía trước. .................. 62
Hình 5.4: Sơ đồ động lực học quay vòng của xe có hai bánh xe dẫn hướng phía trước. ....... 66


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Bảng giá trị công suất Pe và mơmen Me theo số vịng quay ne ................................ 9
Bảng 3.1: Hiệu suất truyền lực theo loại ô tô ......................................................................... 14

Bảng 3.2: Bảng giá trị vận tốc v và lực kéo Fk ở từng tay số ................................................. 14
Bảng 3.3: Bảng giá trị hệ số cản lăn và lực cản lăn ứng với từng tốc độ. .............................. 16
Bảng 3.4: Bảng giá trị lực cản khơng khí theo từng vận tốc của xe. ...................................... 18
Bảng 3.5: Bảng giá trị lực cản tổng cộng Ff +FꞶ(N) .............................................................. 21
Bảng 3.6: Bảng giá trị của Pk (kW) và Pe (kW) ứng với từng tốc độ ở mỗi cấp số. ............... 26
Bảng 3.7: Bảng giá trị Pf (kW)) ứng với từng tốc độ ở mỗi cấp số. ....................................... 27
Bảng 3.8: Bảng giá trị PꞶ (kW) ứng với từng tốc độ ở mỗi cấp số. ....................................... 28
Bảng 3.9: Bảng giá trị Pf +PꞶ (kW) ứng với từng tốc độ ở mỗi cấp số. ................................. 29
Bảng 3.10: Bảng giá trị động lực học D và Dφ theo từng tốc độ ở mỗi cấp số ...................... 32
Bảng 3.11: Độ dốc lớn nhất mà xe vượt qua được ở mỗi tay số ............................................ 35
Bảng 3.12: Bảng giá trị gia tốc j theo D và δ của từng tay số. ............................................... 36
Bảng 4.1: Bảng giá trị trọng lượng và chiều cao trọng tâm của các bộ phận trên xe ............. 39
Bảng 4.2: Bảng vận tốc giới hạn khi xe quay vịng trên đường nghiêng ngang ra ngồi theo
điều kiện lật đổ ứng với từng góc nghiêng ngang khác nhau của đường. .............................. 53
Bảng 4.3: Bảng vận tốc giới hạn khi xe quay vòng trên đường nghiêng ngang vào trong theo
điều kiện lật đổ ứng với từng góc nghiêng ngang khác nhau của đường ............................... 55
Bảng 4.4: Bảng vận tốc giới hạn khi xe quay vòng trên đường nghiêng ngang ra ngồi theo
điều kiện trượt ngang ứng với từng góc nghiêng ngang khác nhau của đường...................... 57
Bảng 4.5: Bảng vận tốc giới hạn khi xe quay vòng trên đường nghiêng ngang vào trong theo
điều kiện trượt ngang ứng với từng góc nghiêng ngang khác nhau của đường...................... 58
Bảng 5.1: Bảng giá trị của jx và jy ứng với từng vận tốc quay vòng giới hạn khác nhau. ...... 65
Bảng 5.2: Bảng giá trị của Fjl ứng với từng vận tốc quay vòng giới hạn khác nhau. ............. 68
Bảng 5.3: Bảng giá trị vận tốc nguy hiểm vnh của xe khi quay vòng trên từng loại đường ... 70


CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

1.1. Đặt vấn đề
Hiện nay, trong thời kì kinh tế ngày càng phát triển thì phần lớn dân số ở các tỉnh thành,

nông thôn,.. tập trung ở các thành phố lớn để học tập, tìm kiếm cơng việc, du lịch,... Do đó
lĩnh vực vận chuyển hành khách phát triển mạnh mẽ nhưng trong khi đó cơ sở hạ tầng giao
thông vẫn chưa thể đáp ứng kịp thời với tốc độ phát triển kinh tế và dân số như hiện nay. Một
trong những biện pháp khắc phục những hạn chế về mặt hạ tầng giao thông là sử dụng những
phương tiện thoải mái cho hành khách trên mỗi chặng hành trình.
Ở nước ta hiện nay, nghành cơng nghiệp ô tô đang trên đà phát triển nên việc nhập khẩu
ngun chiếc khơng cịn là giải pháp tối ưu. Thay vào đó, các nhà máy sản xuất xe giường
nằm như công ty ô tô Trường Hải, tổng công ty cơ khí giao thơng vận tải Samco,.. sẽ nhập
khẩu khung gầm (chassis) ở nước ngoài và tiến hành sản xuất khung vỏ để lắp ráp thành phẩm
và đưa ra thị trường. Quy trình sản xuất này cũng được áp dụng cho xe giường nằm THACO
MOBIHOME HB120 SSL.
Do những yêu cầu trên, để giải quyết bài toán kinh tế kĩ thuật đối với ngành vận tải nói
chung tạo điều kiện cho người điều hành và vận hành, việc khảo sát khả năng làm việc của xe
ứng với từng loại động cơ là rất cần thiết và phải được tiến hành một cách cụ thể. Và sau một
thời gian được học tập chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô tại khoa Cơ khí động lực thì
chúng em chọn đề tài “TÍNH TOÁN KHẢO SÁT ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA
XE KHÁCH GIƯỜNG NẰM” để hiểu sâu hơn về kiến thức của việc đánh giá và tính tốn
khả năng động học và động lực học trên xe khách giường nằm.

1.2. Giới hạn đề tài
Vì trình độ kiến thức của chúng em và khoảng thời gian cho phép có giới hạn nên đề tài

1


được ngun cứu tính tốn xây dựng đường đặc tính ngồi động cơ, khảo sát cân bằng lực
kéo, cơng suất và đặc tính động lực học, tính tốn kiểm tra độ ổn định, tính tốn quay vịng
của xe giường nằm.

1.3. Mục tiêu đề tài

Nhằm mục đích hiểu nội dung đề tài thông qua các yêu cầu về nội dung cũng như các
yêu cầu về hình thức. Chúng em xin liệt kê các mục tiêu cần đạt được sau khi hoàn thành đề
tài:
- Nêu được khái niệm về đặc tính cơng suất của động cơ dùng trên xe giường nằm.
- Áp dụng công thức S.R.Lây Đécman để xây dựng đường đặc tính ngồi động cơ.
- Trình bày được phương trình cân bằng lực kéo, phương trình cân bằng cơng suất, đặc
tính động lực học của xe giường nằm và các đồ thị tương ứng.
- Trình bày được các đặc tính tăng tốc của xe giường nằm.
- Xác định được góc giới hạn mà tại đó xe bị lật đổ hoặc bị trượt trong những điều kiện
chuyển động.
- Xác định tốc độ giới hạn mà tại đó xe bị lật đổ hoặc trượt trong các điều kiện di chuyển.
- Khảo sát được động học và động lực học quay vòng của xe.
- Khảo sát được tính ổn định của xe khi quay vịng theo điều kiện lật đổ.
- Khảo sát được tính ổn định của xe khi quay vòng theo điều kiện trượt ngang.
- Khảo sát tính ổn định khi quay vịng xe trên các loại đường khác nhau.
- Giải thích được lý do tại sao trên những đoạn đường xe quay vịng thì mặt đường có xu
hướng nghiêng ngang vào trong mà khơng nghiêng ngang ra ngồi.
- Xác định được vận tốc nguy hiểm của xe giường nằm khi quay vòng trên các loại đường
khác nhau.

2


- Qua các mục tiêu cần đạt được ở trên để đưa ra kết luận về đặc tính động học và động
lực học của xe khách giường nằm cho từng điều kiện chuyển động cũng như các yếu tố ảnh
hưởng đến sự ổn định chuyển động của xe.
- Qua quá trình thực hiện đồ án chúng em nhận thấy độ ổn định ngang của xe giường
nằm rất kém vì hiện tượng lật đổ xảy ra trước khi trượt và góc lật đổ cũng khá nhỏ. Nguyên
nhân do chiều cao trọng tâm khá lớn.


1.4. Ký hiệu và đơn vị đo cơ bản
Đại lượng

Ký hiệu

Đơn vị

Hệ số chuyển đổi

Chiều dài

l

m

1 inch = 2,54 cm = 0,0254 m

Vận tốc dài

v

m/s

1 m/s = 3,6 km/h

Vận tốc góc

Ꞷ

rad/s


Số vịng quay

n

vg/ph

Gia tốc

j

m/s2

Gia tốc góc

ɛ

rad/s2

Lực

F

N

1 N ≈ 0,1 kG

Trọng lượng

G


N

103 N ≈ 102 kG ≈ 0,1 tấn

Khối lượng

m

kg

Áp suất

q

N/m2

1N/m2 = 1Pa =10-5 kG/cm2

Ứng suất

σ

N/m2

1 MN/m2 ≈ 10 kG/cm2

Mômen quay

M


N.m

1 N.m ≈ 10 kG.cm ≈ 0,1 kG.m

Công

L

J

1 J = 1 N.m ≈ 0,1 kG.m

Công suất

P

W

1 W = 1 J/s ≈ 0,1 kG.m/s
1 (PS) ≈ 0,7355 (kW) ≈ 0,98632 HP

3


Nhiệt độ

T

K


T = t + 2730

Nhiệt lượng

Q

J

1 J ≈ 2,4.10-3 kcal

Nhiệt dung riêng

C

J/kg.độ

1 J/kg.độ ≈ 2,4. 10-3 kcal/kg.độ

Thời gian

t

s

1.5. Thông số kỹ thuật của xe giường nằm THACO MOBIHOME HB120
SSL
KHUNG GẦM

AERO EXPRESS (HYUNDAI)


ĐỘNG CƠ
Kiểu

D6CB

Loại

Diesel, 4 kỳ, 6 xy lanh thẳng hàng, có tăng áp, làm
mát bằng nước

Dung tích xy lanh

12344 cc

Đường kính x Hành trình

130 x 155 (mm)

piston
Cơng suất cực đại/Tốc độ

410 (PS) /1900 (vg/ph)

quay
Mômen xoắn cực đại/Tốc độ

1730 N.m /1200 (vg/ph)

quay

TRUYỀN ĐỘNG
Ly hợp

01 đĩa đơn, ma sát khô, dẫn động thuỷ lực, trợ lực
khí nén

Hộp số

Cơ khí, số sàn, 6 số tiến, 1 số lùi

Tỷ số truyền hộp số

ih1 = 6,32; ih2 = 3,62; ih3 = 2,15; ih4 = 1,37; ih5 = 1,00;
ih6 = 0,811; iR = 5,810

4


Tỷ số truyền truyền lực

io = 4,3

chính
HỆ THỐNG LÁI

Trục vít ê-cu bi, trợ lực thủy lực

HỆ THỐNG PHANH

Khí nén 2 dịng, có ABS


HỆ THỐNG TREO
Trước

Phụ thuộc, phần tử đàn hổi là bầu hơi, giảm chấn
thủy lực

Sau

Phụ thuộc, phần tử đàn hổi là bầu hơi, giảm chấn
thủy lực

LỐP XE
Trước/Sau

12R22.5/Dual 12R22.5

KÍCH THƯỚC
Kích thước tổng thể

12000 x 2500 x 3700 (mm)

(DxRxC)
Vết bánh trước

2050 (mm)

Vết bánh sau

1860 (mm)


Chiều dài cơ sở

6150 (mm)

Khoảng sáng gầm xe

196 (mm)

KHỐI LƯỢNG
Khối lượng khơng tải

13680 (kg)

Khối lượng tồn bộ

16500 (kg)

Trọng lượng phân bố lên cầu G1 = 49500(N)
trước
Trọng lượng phân bố lên cầu G2 = 115500(N)
sau
Số người cho phép chở

40 (38 giường nằm + 02 ghế ngồi)

(kể cả lái xe)
ĐẶC TÍNH

5



Khả năng leo dốc

35,5 %

Bán kính quay vịng nhỏ

10,4 (m)

nhất
Tốc độ tối đa

120(km/h)

Dung tích thùng nhiên liệu

400 (lít)

1.6. Hình ảnh thiết kế xe

Hình 1.1: Hình ảnh thiết kế xe giường nằm THACO MOBIHOME HB120 SSL.

6


CHƯƠNG 2:
TÍNH TỐN XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGỒI
CỦA ĐỘNG CƠ


2.1. Giới thiệu đường đặc tính ngồi
Đường đặc tính ngồi là các đường biểu diễn mối quan hệ của công suất, mơmen, suất
tiêu hao nhiên liệu với số vịng quay của động cơ khi nhiên liệu cung cấp cho động cơ cực đại.
Trên ô tô nhiên liệu cung cấp cực đại cho động cơ được hiểu là khi bướm ga được mở hồn
tồn. Các đường biểu diễn nói trên khi nhiên liệu cung cấp bình thường gọi là đường đặc tính
cục bộ.
Đường đặt tính ngồi là đường đặc tính quan trọng nhất của một động cơ dùng để đánh
giá các chỉ tiêu công suất (Pemax) và tiết kiệm nhiên liệu (gemin) của động cơ đối với động cơ
diesel. Mặc khác nhờ có đường đặc tính này người ta cũng đánh giá được sức kéo của động
cơ qua đặc tính mơ men (Me), vùng làm việc ổn định của động cơ và hệ số thích ứng K của
nó.

2.2. Xây dựng đường đặc tính ngồi của động cơ
Khi tính tốn lực kéo hoặc mômen xoắn chủ động ở các bánh xe, chúng ta cần phải có
đặc tính ngồi của động cơ đốt trong.
Đặc tính ngồi của động cơ cho các trị số lớn nhất của mơmen, cơng suất ở số vịng quay
xác định. Các trị số nhỏ hơn của mômen hoặc công suất có thể nhận được bằng cách giảm
mức cung cấp nhiên liệu.
Chú ý: Tiêu chuẩn thử nghiệm động cơ để nhận được đường đặc tính ngồi ở mỗi nước
là khác nhau, vì vậy mà cùng một động cơ nhưng thử ở những nước khác nhau sẽ cho giá trị
công suất khác nhau.

7


Khi khơng có đường đặc tính tốc độ ngồi của động cơ bằng thực nghiệm, ta có thể xây
dựng đường đặc tính nói trên nhờ cơng thức kinh nghiệm của S.R.Lây Đécman. Việc sử dụng
quan hệ giải tích giữa cơng suất, mơmen xoắn với số vịng quay của động cơ theo cơng thức
S.R.Lây Đécman để tính tốn sức kéo sẽ thuận lợi hơn nhiều so với khi dùng đồ thị đặc tính
ngồi bằng thực nghiệm, nhất là hiện nay việc sử dụng máy vi tính đã trở nên phổ cập.

Cơng thức S.R.Lây Đécman có dạng như sau:
Pe = f(ne ) = Pemax [a
Trong đó :

ne

p

ne

n

2

n

3

+ b ( pe ) − c ( pe ) ]
ne

ne

(2.1)

Pe

- Cơng suất hữu ích của động cơ (kW).

ne


- Số vòng quay của trục khuỷu ứng với một điểm bất kỳ của đồ thị

đặc tính ngồi .
Pemax - Công suất cực đại của động cơ (kW).
p

ne

- Số vịng quay ứng với cơng suất cực đại .

a, b, c - Các hệ số thực nghiệm.
Động cơ xe khách giường nằm khảo sát có:
Cơng suất cực đại: Pemax = 410 (PS) = 301,55 (kW) tại số vòng quay npe = 1900 (vg/ph).
Động cơ diesel 4 kỳ có buồng cháy xoáy lốc:
a = 0,7 ; b = 1,3 ; c = 1
Có các giá trị Pe và ne ta có thể tính được các giá trị mơmen xoắn Me của động cơ theo
cơng thức sau:
Me =
Trong đó:

104 Pe
1.047.ne

(2.2)

Me - Mômen xoắn động cơ (N.m).
Pe - Công suất của động cơ (kW).
ne - Số vòng quay của trực khuỷu (vg/ph).
8



p

Từ (2.2) suy ra: Me =

104 Pemax
p
1,047ne

=

104 .301,55
1,047.1900

= 1515,86 (N.m)

Mômen xoắn cực đại: Memax = 1730 (N.m) tại số vòng quay: nm
e = 1200 (vg/ph).
Vậy phương trình đường cong cơng suất của xe có dạng:
Pe = f(ne ) = 301,55 [0.7

ne
1900

+ 1,3 (

ne
1900


2

) − 1(

ne
1900

3

) ]

(2.3)

Các giá trị Pe , Me tương ứng với các giá trị ne nên ta vẽ đồ thị Pe và đồ thị Me .
Như vậy, sau khi xây dựng được đường đặc tính tốc độ ngồi của động cơ, chúng ta mới
có cơ sở để nghiên cứu tính chất động lực học của xe.
Vì là động cơ diesel có sử dụng bộ điều tốc nên giới hạn tốc độ số vòng quay của động
cơ “Hb120 Ssl” .
𝑝

nemax > 𝑛𝑒 = 10 ÷ 20% suy ra
nemin = 600 (vg/ph)
nemax = 2100 (vg/ph)
Sử dụng phần mềm Matlab vẽ hàm số (2.3) ta cho giá trị ne → Pe . Sau đó nối các điểm
lại ta có đồ thị cơng suất theo số vịng quay của động cơ.
Bảng 2.1: Bảng giá trị công suất Pe và mômen Me theo số vòng quay ne .
ne (vg/ph)

Pe (kW)


Me (N.m)

600

96,255

1532,236

700

115,898

1581,365

800

135,867

1622,096

900

155,897

1654,429

1000

175,725


1678,363

1100

195,086

1693,900

9


1200

213,718

1701,038

1300

231,357

1699,779

1400

247,738

1690,121

1500


262,598

1672,065

1600

275,673

1645,611

1700

286,699

1610,759

1800

295,413

1567,508

1900

301,550

1515,860

2000


150,775

757,930

2100

0

0

Từ bảng số liệu ta vẽ được đồ thì đặc tính ngồi:

Hình 2.1: Đồ thị đặc tính ngồi của động cơ xe giường nằm.
10


Nhận xét đồ thị:
p

- Công suất cực đại Pemax = 301,55 (kW) ở số vòng quay ne = 1900 (vg/ph).
- Khi ta tiếp tục tăng số vịng quay thì cơng suất của động cơ giảm dần về 0 nhờ bộ điều
tốc của động cơ.
- Mômen xoắn cực đại Memax = 1700 (N.m) tại số vòng quay nm
e = 1200 (vg/ph).
p

- Mômen tương ứng với công suất cực đại Me = 1515.86 (N.m).
- Từ đồ thị trên ta thấy khi số vòng quay của động cơ lớn hơn ne = 1200 (vg/ph) thì
mơmen của động cơ khơng tăng nhưng bắt đầu giảm dần. Nếu tiếp tục tăng số vịng quay thì

động cơ sẽ hoạt động không ổn định và khi tăng số vịng quay đến 1900 (vg/ph) thì mơmen
động cơ giảm dần về 0 bởi bộ điều tốc.

11


CHƯƠNG 3:
TÍNH TỐN KIỂM TRA CÂN BẰNG LỰC KÉO, CƠNG
SUẤT VÀ ĐẶC TÍNH ĐỘNG LỰC HỌC XE GIƯỜNG NẰM
3.1. Các lực tác dụng lên xe trong trường hợp chuyển động tổng qt

Hình 3.1: Sơ đồ các lực và mơmen tác dụng lên xe đang chuyển động tăng tốc ở trên dốc.
Ý nghĩa của các ký hiệu ở trên hình vẽ như sau:
G – Trọng lượng toàn bộ của xe.
Fk – Lực kéo tiếp tuyến ở các bánh xe chủ động.
Ff1 – Lực cản lăn ở các bánh xe bị động.
Ff2 – Lực cản lăn ở các bánh xe chủ động.
Fꞷ – Lực cản khơng khí.
12


Fi – Lực cản lên dốc.
Fj – Lực cản quán tính khi xe chuyển động khơng ổn định.
Z1,Z2 – Phản lực pháp tuyến của mặt đường tác dụng lên các bánh xe cầu trước,
cầu sau.
Mf1 – Mômen cản lăn ở các bánh xe bị động.
Mf2 – Mômen cản lăn ở các bánh xe chủ động.
α – Góc dốc mặt đường.

3.2. Xây dựng đồ thị cân bằng lực kéo ở các tỷ số truyền

3.2.1. Lực kéo trên bánh xe chủ động ứng với các tay số
Fk là phản lực từ mặt đường tác dụng lên bánh xe chủ động theo chiều cùng với chiều
chuyển động xe. Điểm đặt của Fk tại tâm của vết tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đường.

Fk =
Trong đó:

Mk
rb

=

Me .it . η
rb

(N)

(3.1)

it – Tỉ số truyền của hệ thống truyền lực.
Me – Mômen xoắn của động cơ.
rb – Bán kính tính tốn của bánh xe.
𝜂 – Hiệu suất của hệ thống truyền lực.

Bán kính động học và bán kính động lực học của bánh xe (kí hiệu lốp: 12R22.5)
rb = λ.r0 (mm).
Với: r0 - Bán kính thiết kế của bánh xe.
λ - Hệ số biến dạng của lốp, được chọn phụ thuộc vào loại lốp (λ=0,945÷0,95).
Chọn lốp có áp suất cao λ = 0,945.
d


22,5

2

2

r0 = (B + ).25,4 = (12 +

).25,4 = 590,55 (mm) = 0,59 (m)

13


Trong đó:

B – Bề rộng lốp xe.
d – Đường kính vành xe.

Suy ra: rb = 0,945.0,59 = 0,56 (m)
Bảng 3.1: Hiệu suất truyền lực theo loại ô tô.
Loại ô tô

Trị số trung bình của hiệu suất truyền lực

Ơ tơ du lịch

0,90 ÷ 0,95

Ơ tơ tải và ơ tơ khách


0,85 ÷ 0,90

Ơ tơ có tính năng cơ động cao

0,80 ÷ 0,85

(loại từ 2 cầu chủ động trở lên)
Chọn hiệu suất truyền lực: η = 0,85.

3.2.2. Tốc độ của xe ở từng tay số
vn =
Trong đó:

π.ne .rb

(3.2)

30.in

ne – Số vịng quay của trục khuỷu (vg/ph).
v – Vận tốc của xe tương ứng từng tay số (m/s).

Bảng 3.2: Bảng giá trị vận tốc v và lực kéo Fk ở từng tay số.

ne

Me

600


Tay số 1

Tay số 2

Tay số 3

v1

Fk1

v2

Fk2

v3

Fk3

1532,236

1,294

59989,903

2,259

34361,305

3,804


20407,958

700

1581,365

1,510

61913,394

2,636

35463,052

4,438

21062,310

800

1622,096

1,725

63508,083

3,012

36376,465


5,072

21604,807

900

1654,429

1,941

64773,970

3,389

37101,546

5,706

22035,449

14


1000

1678,363

2,157


65711,056

3,765

37638,295

6,340

22354,236

1100

1693,900

2,372

66319,339

4,142

37986,710

6,974

22561,168

1200

1701,038


2,588

66598,821

4,519

38146,793

7,608

22656,244

1300

1699,779

2,804

66549,500

4,895

38118,543

8,242

22639,466

1400


1690,121

3,020

66171,378

5,272

37901,960

8,876

22510,833

1500

1672,065

3,235

65464,454

5,648

37497,045

9,510

22270,344


1600

1645,611

3,451

64428,728

6,025

36903,797 10,144 21918,001

1700

1610,759

3,667

63064,201

6,401

36122,216 10,778 21453,802

1800

1567,508

3,882


61370,871

6,778

35152,303 11,412 20877,749

1900

1515,860

4,098

59348,739

7,154

33994,056 12,046 20189,840

ne

Me

600

Tay số 4

Tay số 5

Tay số 6


v4

Fk4

v5

Fk5

v6

Fk6

1532,236

5,970

13004,140

8,179

9492,073

10,085

7698,071

700

1581,365


6,965

13421,100

9,542

9796,423

11,765

7944,899

800

1622,096

7,960

13766,784 10,905 10048,747 13,446

8149,534

900

1654,429

8,955

14041,193 12,268 10249,046 15,127


8311,976

1000

1678,363

9,950

14244,327 13,631 10397,319 16,808

8432,226

1100

1693,900 10,945 14376,186 14,994 10493,566 18,488

8510,282

1200

1701,038 11,940 14436,770 16,357 10537,788 20,169

8546,146

1300

1699,779 12,935 14426,078 17,720 10529,984 21,850

8539,817


15


1400

1690,121 13,929 14344,112 19,083 10470,155 23,531

8491,296

1500

1672,065 14,924 14190,871 20,447 10358,300 25,211

8400,581

1600

1645,611 15,919 13966,354 21,810 10194,419 26,892

8267,674

1700

1610,759 16,914 13670,562 23,173

9978,513

28,573

8092,574


1800

1567,508 17,909 13303,496 24,536

9710,581

30,254

7875,281

1900

1515,860 18,904 12865,154 25,899

9390,623

31,935

7615,796

3.2.3. Tính lực cản lăn
Ff = fi . G
Trong đó:

(3.3)

G – Trọng lượng tồn bộ xe.
G = m.g = 16500.10 = 165000 (N)
f – Hệ số cản lăn tương ứng từng tốc độ.

Hệ số cản lăn ứng với từng tốc độ được tính bởi cơng thức:
f=

32+v

(3.4)

2800

Bảng 3.3: Bảng giá trị hệ số cản lăn và lực cản lăn ứng với từng tốc độ.
v1

f1

1,294

0,012

1,510

Ff1

v2

f2

Ff2

v3


f3

Ff3

1961,973 2,259

0,012

2018,851

3,804

0,013

1,294

0,012

1974,682 2,636

0,012

2041,040

4,438

0,013

1,510


1,725

0,012

1987,392 3,012

0,013

2063,229

5,072

0,013

1,725

1,941

0,012

2000,102 3,389

0,013

2085,419

5,706

0,013


1,941

2,157

0,012

2012,812 3,765

0,013

2107,608

6,340

0,014

2,157

2,372

0,012

2025,521 4,142

0,013

2129,798

6,974


0,014

2,372

16


2,588

0,012

2038,231 4,519

0,013

2151,987

7,608

0,014

2,588

2,804

0,012

2050,941 4,895

0,013


2174,176

8,242

0,014

2,804

3,020

0,013

2063,651 5,272

0,013

2196,366

8,876

0,015

3,020

3,235

0,013

2076,360 5,648


0,013

2218,555

9,510

0,015

3,235

3,451

0,013

2089,070 6,025

0,014

2240,744 10,144

0,015

3,451

3,667

0,013

2101,780 6,401


0,014

2262,934 10,778

0,015

3,667

3,882

0,013

2114,490 6,778

0,014

2285,123 11,412

0,016

3,882

4,098

0,013

2127,199 7,154

0,014


2307,313 12,046

0,016

4,098

v4

f4

Ff4

v5

f5

Ff5

v6

f6

Ff6

5,97

0,014

2237,505


8,18

0,014

2367,668

10,08

0,015

5,97

6,96

0,014

2296,137

9,54

0,015

2447,993

11,77

0,016

6,96


7,96

0,014

2354,769 10,90

0,015

2528,319

13,45

0,016

7,96

8,95

0,015

2413,401 12,27

0,016

2608,645

15,13

0,017


8,95

9,95

0,015

2472,032 13,63

0,016

2688,970

16,81

0,017

9,95

10,94

0,015

2530,664 14,99

0,017

2769,296

18,49


0,018

10,94

11,94

0,016

2589,296 16,36

0,017

2849,621

20,17

0,019

11,94

12,93

0,016

2647,928 17,72

0,018

2929,947


21,85

0,019

12,93

13,93

0,016

2706,560 19,08

0,018

3010,272

23,53

0,020

13,93

14,92

0,017

2765,191 20,45

0,019


3090,598

25,21

0,020

14,92

15,92

0,017

2823,823 21,81

0,019

3170,924

26,89

0,021

15,92

16,91

0,017

2882,455 23,17


0,020

3251,249

28,57

0,022

16,91

17


17,91

0,018

2941,087 24,54

0,020

3331,575

30,25

0,022

17,91


18,90

0,018

2999,719 25,90

0,021

3411,900

31,93

0,023

18,90

3.2.4. Tính lực cản khơng khí tác dụng lên xe
FꞶ = 0,625.Cx.S.v2
Trong đó:

(3.5)

Cx – Hệ số cản khơng khí.
Chọn Cx = 0,68
S – Diện tích cản khơng khí.
S = (3,7 – 0,196).2,5 = 8,76 (m2)

Bảng 3.4: Bảng giá trị lực cản khơng khí theo từng vận tốc của xe.
v1


FꞶ1

v2

FꞶ2

v3

FꞶ3

1,294

6,235

2,259

19,004

3,804

53,873

1,510

8,486

2,636

25,866


4,438

73,328

1,725

11,084

3,012

33,784

5,072

95,775

1,941

14,028

3,389

42,758

5,706

121,215

2,157


17,319

3,765

52,788

6,340

149,648

2,372

20,956

4,142

63,873

6,974

181,075

2,588

24,939

4,519

76,014


7,608

215,494

2,804

29,269

4,895

89,211

8,242

252,906

3,020

33,945

5,272

103,464

8,876

293,311

3,235


38,967

5,648

118,772

9,510

336,709

3,451

44,336

6,025

135,136

10,144

383,100

18


3,667

50,051

6,401


152,556

10,778

432,484

3,882

56,113

6,778

171,032

11,412

484,861

4,098

62,520

7,154

190,563

12,046

540,231


v4

FꞶ4

v5

FꞶ5

v6

FꞶ6

5,97

132,681

8,18

249,030

10,08

378,625

6,96

180,594

9,54


338,957

11,77

515,351

7,96

235,878

10,90

442,720

13,45

673,112

8,95

298,533

12,27

560,317

15,13

851,907


9,95

368,560

13,63

691,750

16,81

1051,737

10,94

445,957

14,99

837,017

18,49

1272,602

11,94

530,726

16,36


996,120

20,17

1514,502

12,93

622,866

17,72

1169,057

21,85

1777,436

13,93

722,377

19,08

1355,829

23,53

2061,405


14,92

829,259

20,45

1556,437

25,21

2366,409

15,92

943,513

21,81

1770,879

26,89

2692,447

16,91

1065,137

23,17


1999,157

28,57

3039,521

17,91

1194,133

24,54

2241,269

30,25

3407,629

18,90

1330,500

25,90

2497,216

31,93

3796,771


3.2.5. Tính lực bám Fφ
Vì xe khách giường nằm có cầu chủ động là cầu sau nên:
Fφ = mk2.G2.φ

(3.6)
19


Chọn φ = 0,8 (Hệ số bám dọc giữa lốp và mặt đường (φ = 0,7÷ 0,8)).
Hệ số thay đổi tải trọng tác dụng lên cầu sau mk2 = 1,2 ( mi = 1,2÷1,4).
Fφ = mk2.G2.φ = 1,2.115500.0,8 = 110880 (N)

3.2.6. Cân bằng lực kéo xe
3.2.6.1. Phương trình cân bằng lực kéo
Lực kéo tiếp tuyến ở các bánh xe chủ động dùng để khắc phục các lực cản chuyển động.
Biểu thức cân bằng giữa lực kéo ở các bánh xe chủ động và các lực cản được gọi là phương
trình cân bằng lực kéo.
Xét trường hợp tổng quát, ta có:
Fk = Ff ± Fi + Fꞷ ± Fj + Fm
Ở lực Fi: dấu (+) dùng khi xe lên dốc, dấu (-) dùng khi xuống dốc.
Ở lực Fj: dấu (+) dùng khi xe tăng tốc, dấu (-) dùng khi giảm tốc.
Thay các giá trị các lực vào phương trình trên, ta nhận được:
Me .it .η
rb

= G.f.cosα ± G.sinα + W.v2 ±

G.δ.j
g


+ n.Q.ψ

Nếu ta tổng hợp hai lực cản Ff và Fi, ta sẽ được lực cản tổng cộng của đường Fψ :
Fψ = Ff ± Fi = G.(f.cosα ± sinα) = G. ψ
G – Trọng lượng toàn bộ của xe.
ψ – Hệ số cản tổng cộng của đường: ψ = fcosα ± sinα , nếu α < 5o có thể coi: ψ = f ± i.
i – Độ dốc của mặt đường: i = tgα.
Lưu ý:
- Độ dốc i có giá trị (+) khi xe lên dốc, và giá trị (-) khi xe xuống dốc.
- Hệ số ψ có giá trị (+) khi f > i và giá trị (-) khi f < i hoặc ψ = 0 khi f = i khi xuống dốc.

20


- Nếu xe chuyển động đều (j = 0) trên đường nằm ngang (α = 0) và khơng kéo theo
rơmóc thì phương trình cân bằng lực kéo sẽ đơn giản hơn: Fk = Ff + Fꞷ
3.2.6.2. Xây dựng đồ thị cân bằng lực kéo
Xét xe chuyển động đều j = 0, xe khơng kéo theo rơmóc Fm = 0 và xe chạy trên đường
bằng phẳng Fi = 0.
Ta có phương trình cân bằng lực kéo:
Fk = Ff + Fꞷ
Bảng 3.5: Bảng giá trị lực cản tổng cộng Ff +FꞶ(N).
v1

Ff1 + FꞶ1

v2

Ff2 + FꞶ2


v3

Ff3 + FꞶ3

1,294

1968,207

2,259

2037,854

3,804

2045,895

1,510

1983,169

2,636

2066,906

4,438

2102,710

1,725


1998,476

3,012

2097,013

5,072

2162,518

1,941

2014,130

3,389

2128,177

5,706

2225,319

2,157

2030,130

3,765

2160,396


6,340

2291,113

2,372

2046,477

4,142

2193,671

6,974

2359,900

2,588

2063,170

4,519

2228,001

7,608

2431,680

2,804


2080,210

4,895

2263,387

8,242

2506,452

3,020

2097,595

5,272

2299,829

8,876

2584,218

3,235

2115,327

5,648

2337,327


9,510

2664,977

3,451

2133,406

6,025

2375,881

10,144

2748,729

3,667

2151,831

6,401

2415,490

10,778

2835,473

3,882


2170,602

6,778

2456,155

11,412

2925,211

21