Tài liệu kỹ thuật Xây dựng một số phần mềm chuyên dụng sử dụng trong thiết kế tính toán ô tô (Phần 1)

Nội dung text: Tài liệu kỹ thuật Xây dựng một số phần mềm chuyên dụng sử dụng trong thiết kế tính toán ô tô (Phần 1)

1. Bộ Khoa học và Công nghệ Ch−ơng trình KC.05 - Dự án KC.05.DA.13 Trung tâm Phát triển Công nghệ Ô tô ===o0o=== Tài liệu kỹ thuật Xây dựng một số phần mềm chuyên dụng sử dụng trong thiết kế tính toán ô tô Ch−ơng I : Tính toán động lực học ô tô Ch−ơng II : Tính toán hệ thống phanh Ch−ơng III : Tính toán hệ thống treo Ch−ơng IV : Tính toán hệ thống lái Ch−ơng V : Tính toán hệ thống ly hợp Ch−ơng VI : Tính toán khung ô tô 6091-7 07/9/2006 Hà Nội – 2004
2. Lời nói đầu Ngành ôtô máy kéo đã ra đời từ lâu và hiện đang giữ một vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Tr−ớc đây, ở Việt Nam, ngành ôtô máy kéo chủ yếu mang tính chất sử dụng và sửa chữa. Trong thập kỷ cuối của thế kỷ XX, hơn 10 liên doanh hoạt động lắp ráp ôtô tại Việt Nam đã đ−ợc thành lập và vấn đề tăng tỷ lệ nội địa hoá trong sản xuất là mục tiêu quan trọng của ngành ôtô Việt Nam trong giai đoạn tới. Để nhanh chóng đạt đ−ợc điều này, một mặt chúng ta cần xây dựng những ch−ơng trình tính toán thiết kế của riêng mình, mặt khác phải nghiên cứu sâu hơn để hiểu rõ các quá trình xảy ra bên trong các hệ thống cũng nh− để can thiệp sâu hơn vào các quá trình đó nhằm thu đ−ợc những kết quả tối −u. Bên cạnh việc thiết kế, cải tiến, chúng ta đang nhập về sử dụng khá nhiều xe của n−ớc ngoài. Vấn đề quan trọng ở đây là phải đánh giá đ−ợc tính năng hoạt động của các hệ thống để kiểm định chất l−ợng các loại xe này. Ngoài việc sử dụng các phép đo bằng thực nghiệm nh− hiện có, xu h−ớng tính toán và mô phỏng trên máy tính đem lại kết quả nhanh chóng và khá chính xác. Hiện nay công việc thiết kế và kiểm nghiệm các hệ thống trên ôtô đang rất đ−ợc các nhà khoa học và các nhà chế tạo quan tâm. Trong công tác kiểm định ngoài việc đo trên các băng thử tại các trạm đăng kiểm, ngày nay xu thế còn có thể đánh giá bằng các số liệu tính toán. Tr−ớc kia, các quá trình tính toán kiểm nghiệm và thiết kế còn hạn chế vì các công thức cồng kềnh, phức tạp và thời gian tính toán dài. Ngày nay các công việc tính toán đã đ−ợc sự trợ giúp của máy tính đã phát triển hơn rất nhiều, giải quyết đ−ợc vấn đề thời gian và sức lao động. Trên ôtô hiện đại có rất nhiều hệ thống, mỗi hệ thống lại có kết cấu rất đa dạng và phức tạp nên việc tính toán cũng gặp nhiều khó khăn. Từ tr−ớc đến nay ch−a có một ch−ơng trình tính toán tổng quát nào để ứng dụng cho những ng−ời sử dụng một cách nhanh chóng và có hệ thống mà lại đảm bảo tính hiệu quả, nghĩa là rút ngắn đ−ợc thời gian và khối l−ợng tính toán. Chúng tôi đã tiến hành hệ thống hoá kết cấu các hệ thống hiện đang sử dụng rộng rãi trên ôtô cùng với phần tính toán thiết kế, cải tiến và kiểm nghiệm của chúng. Ch−ơng trình tổng hợp các công thức tính toán hiện đ−ợc sử dụng lâu nay, hệ thống hoá và xây dựng phần tính toán có giao diện bằng tiếng Việt dễ đọc, dễ hiểu để có thể sử dụng một cách dễ dàng và tiện lợi. Ch−ơng trình của chúng tôi cũng xây dựng với h−ớng mở, nghĩa là tuy ch−a tính - 3 -
3. toán triệt để một số cụm phức tạp, một số kết cấu mới, nh−ng chúng ta có thể dễ dàng và nhanh chóng mở rộng để kết nối với ch−ơng trình cho hoàn thiện hơn. Ch−ơng trình đã tổng hợp và xây dựng các phần ch−ơng trình tính toán thiết kế, kiểm nghiệm một số hệ thống trên ôtô có giao diện bằng tiếng Việt ứng dụng trên nền phần mềm Matlab: - Xây dựng thuật toán và ch−ơng trình tính toán động lực học ôtô. - Xây dựng thuật toán và ch−ơng trình tính toán hệ thống phanh (phanh dầu, dẫn động cơ khí, cơ khí có trợ lực loại chân không kết hợp thuỷ lực). - Xây dựng thuật toán và ch−ơng trình tính toán hệ thống treo (treo phụ thuộc với bộ phận đàn hồi loại nhíp và giảm chấn thuỷ lực). - Xây dựng thuật toán và ch−ơng trình tính toán hệ thống lái (cơ cấu lái loại trục vít - êcu bi, dẫn động lái cơ khí có trợ lực). - Xây dựng thuật toán và ch−ơng trình tính toán hệ thống ly hợp (cơ cấu ly hợp loại ma sát khô 1 đĩa, 2 đĩa, dẫn động cơ khí có trợ lực). - Xây dựng thuật toán và ch−ơng trình tính toán khung ôtô. Các phần mềm xây dựng đ−ợc đã đ−ợc công bố trên một số hội nghị chuyên ngành và đ−ợc ứng dụng trong quá trình đào tạo các công nghệ mới cho các kỹ s− và kỹ thuật viên tại Công ty ôtô Sài Gòn (7/2004). Những phần mềm chuyên dụng có thể dùng làm cơ sở để tính toán thiết kế và nghiên cứu sâu những quá trình phức tạp của các hệ thống trên ôtô, cũng nh− làm tài liệu cho các cán bộ chuyên ngành. Những nội dung cần tiếp tục là mở rộng hoàn thiện các quá trình thiết kế các cụm, hệ thống phức tạp hơn, tiến hành thử nghiệm và chế tạo các cụm trên ôtô cũng nh− thử nghiệm tổng thể ôtô để hiệu chỉnh cho hoàn thiện hơn.- Hội nghị KH quốc tế về Công nghệ ôtô cho Việt Nam (ICAT' 2002) tháng 10/2002. Trung tâm phát triển Công nghệ Ô tô Dự án KC.05.DA.13 - 4 -
4. Mục lục Trang Lời nói đầu 3 Mục lục 5 Ch−ơng I. Tính toán động lực học ôtô 9 I. Đặt vấn đề 9 1.1. Tổng quát 9 1.2. Nhiệm vụ 9 II. Các b−ớc tính toán 9 2.1. Xây dựng đ−ờng đặc tính tốc độ ngoài của động cơ 9 2.2. Xây dựng các chỉ tiêu động lực học của ôtô 10 2.2.1. Xác định chỉ tiêu về công suất 10 2.2.2. Xác định về chỉ tiêu lực kéo 11 2.2.3. Xác định chỉ tiêu về nhân tố động lực học 11 2.2.4. Xác định khả năng tăng tốc cuả ôtô 11 III. Sơ đồ thuật toán 13 IV. Xây dựng ch−ơng trình có giao diện tiếng Việt 16 V. Kết luận 21 Ch−ơng II. Tính toán hệ thống phanh 22 I. Đặt vấn đề 22 1.1. Tổng quát 22 1.2. Phân loại hệ thống phanh 22 1.3. Nhiệm vụ 25 II. Các b−ớc tính toán 26 2.1. Bài toán thiết kế 26 2.1.1. Tính mô men phanh cần thiết sinh ra ở các cơ cấu phanh 26 2.1.2. Tính toán cơ cấu phanh 27 2.1.3. Tính toán dẫn động phanh 29 2.1.4. Tính bền 31 2.2. Bài toán kiểm nghiệm 32 2.2.1. Tính lực tác dụng lên cơ cấu phanh 32 2.2.2. Tính mô men phanh tác dụng lên các cơ cấu phanh 34 2.2.3. Tính lực phanh tổng cộng tác dụng lên các cơ cấu phanh 35 - 5 -
5. 2.2.4. Kiểm tra các điều kiện làm việc của hệ thống 35 2.2.5. Tính bền một số chi tiết quan trọng của hệ thống 36 2.2.6. Kiểm tra các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh 37 III. Sơ đồ thuật toán 39 3.1. Sơ đồ thuật toán tính toán thiết kế hệ thống phanh 39 3.2. Sơ đồ thuật toán tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh 43 IV. Xây dựng ch−ơng trình có giao diện tiếng Việt 47 V. Kết luận 59 Ch−ơng III. Tính toán hệ thống treo 60 I. Đặt vấn đề 60 1.1. Tổng quát 60 1.2. Phân loại hệ thống treo 60 1.3. Nhiệm vụ 62 II. Các b−ớc tính toán 63 2.1. Bài toán thiết kế 63 2.1.1. Tính các thông số dao động của bánh xe 63 2.1.2. Tính toán bộ phận đàn hồi 65 2.1.3. Tính toán bộ phận giảm chấn 69 2.2. Bài toán kiểm nghiệm 72 2.2.1. Tính chính xác độ cứng và độ võng của khối nhíp 72 2.2.2. Tính bền nhíp 73 2.2.3. Kiểm tra lại độ êm dịu của hệ thống treo 73 2.2.4. Tính bền và tính nhiệt giảm chấn 73 III. Sơ đồ thuật toán 74 3.1. Sơ đồ thuật toán tính toán thiết kế bộ phận đàn hồi hệ thống treo 74 3.2. Sơ đồ thuật toán tính toán kiểm nghiệm bộ phận đàn hồi hệ thống treo 77 3.3. Sơ đồ thuật toán tính toán kiểm nghiệm bộ phận giảm chấn hệ thống treo 80 IV. Xây dựng ch−ơng trình có giao diện tiếng Việt 82 V. Kết luận 94 Ch−ơng IV. Tính toán hệ thống lái 95 I. Đặt vấn đề 95 1.1. Tổng quát 95 1.2. Phân loại hệ thống lái 95 1.3. Nhiệm vụ 97 - 6 -
6. II. Các b−ớc tính toán 98 2.1. Bài toán thiết kế 98 2.1.1. Tính toán động học dẫn động lái 98 2.1.2. Xác định mômen cản quay vòng 99 2.1.3. Chọn tỉ số truyền 99 2.1.4. Tính toán cơ cấu lái 100 2.1.5. Tính toán dẫn động lái 102 2.2. Bài toán kiểm nghiệm 104 2.2.1. Kiểm tra động học dẫn động lái 104 2.2.2. Xác định mômen cản quay vòng 104 2.2.3. Tính toán tỉ số truyền 104 2.2.4. Tính bền các chi tiết trong hệ thống 105 III. Sơ đồ thuật toán 108 3.1. Sơ đồ thuật toán tính toán thiết kế hệ thống lái 108 3.2. Sơ đồ thuật toán tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái 112 IV. Xây dựng ch−ơng trình có giao diện tiếng Việt 116 V. Kết luận 127 Ch−ơng V. Tính toán hệ thống ly hợp 128 I. Đặt vấn đề 128 1.1. Tổng quát 128 1.2. Phân loại hệ thống ly hợp 128 1.3. Nhiệm vụ 131 II. Các b−ớc tính toán 132 2.1. Bài toán thiết kế 132 2.1.1. Xác định mômen ma sát của ly hợp 132 2.1.2. Xác định kích th−ớc cơ bản của ly hợp 132 2.1.3. Tính công tr−ợt và công tr−ợt riêng 133 2.1.4. Tính toán hệ thống dẫn động ly hợp 134 2.1.5. Tính bền một số chi tiết điển hình 135 2.2. Bài toán kiểm nghiệm 139 2.2.1. Xác định lực ép lên đĩa ma sát 139 2.2.2. Xác định mômen ma sát của ly hợp 140 2.2.3. Xác định hệ số dự trữ của ly hợp 140 2.2.4. Kiểm tra công tr−ợt và kiểm tra công tr−ợt riêng 140 - 7 -
7. 2.2.5. Kiểm tra hành trình bàn đạp và lực bàn đạp 140 2.2.6. Tính bền một số chi tiết của hệ thống 141 III. Sơ đồ thuật toán 142 3.1. Sơ đồ thuật toán tính toán thiết kế ly hợp 142 3.2. Sơ đồ thuật toán tính toán kiểm nghiệm ly hợp 145 IV. Xây dựng ch−ơng trình có giao diện tiếng Việt 148 V. Kết luận 158 Ch−ơng VI. Tính toán khung ôtô 159 I. Đặt vấn đề 159 1.1. Tổng quát 159 1.2. Mục đích 159 1.3. Giả thiết tính toán 159 II. Các b−ớc tính toán 160 2.1. Xác định các tải trọng đặt lên khung 160 2.2. Tính các phản lực tại vị trí lắp đặt hệ thống treo 160 2.3. Vẽ biểu đồ nội lực tác dụng lên khung, xác định vị trí nguy hiểm chịu lực tổng hợp lớn 161 2.4. Kiểm tra bền uốn khung tại tiết diện nguy hiểm 161 2.5. Kiểm tra bền xoắn khung 162 III. Sơ đồ thuật toán 164 IV. Xây dựng ch−ơng trình có giao diện tiếng Việt 166 V. Kết luận 170 Kết luận 171 Tài liệu tham khảo 172 - 8 -
8. Ch−ơng I. Tính toán động lực học ôtô I. Đặt vấn đề 1.1. Tổng quát Động cơ đ−ợc coi là nguồn động lực chính để xe có thể chuyển động trên đ−ờng. Bởi vậy để có thể khảo sát một chiếc ôtô nào, nhiệm vụ đầu tiên là phải khảo sát khả năng động lực học của chiếc xe đó. Một chiếc ôtô có tải trọng xác định, để có thể chạy ổn định trên một loại đ−ờng xá nhất định thì tr−ớc hết phải có đủ công suất và mômen kéo do động cơ phát ra. Ngoài ra, việc đánh giá khả năng động lực khác của ôtô nh− thời gian, quãng đ−ờng tăng tốc, v.v là một trong những công việc hết sức cần thiết. Quá trình tính toán động lực học ôtô là một công tác đầu tiên để đánh giá chiếc xe đó. Bởi vậy trong ch−ơng này chúng tôi xin trình bày một cách tổng hợp cách thức xây dựng các lý thuyết và ch−ơng trình ứng dụng để tính toán động lực học ôtô. 1.2. Nhiệm vụ Quá trình tính toán động lực học của ôtô nhằm thoả mãn các nhiệm vụ sau: - Xây dựng đ−ờng đặc tính tốc độ ngoài của động cơ. Công việc này nhằm đánh giá đ−ợc công suất và mômen xoắn của động cơ có đảm bảo đ−ợc cho ôtô chuyển động đ−ợc trong các điều kiện định tr−ớc hay không. - Tính toán các chỉ tiêu động lực học. Đây là quá trình đánh giá các chỉ tiêu động lực của động cơ lắp đặt trên ôtô trong điều kiện chuyển động cho tr−ớc, từ đó có thể đánh giá đ−ợc chất l−ợng động lực học của ôtô. II. Các b−ớc tính toán: Qui trình tính toán động lực học ôtô gồm các b−ớc sau: - Xây dựng đ−ờng tốc độ ngoài của động cơ - Tính toán các chỉ tiêu động lực học của ôtô: + Tính toán chỉ tiêu về công suất + Tính toán chỉ tiêu về lực kéo + Tính toán chỉ tiêu về nhân tố động lực học khi đầy tải và tải thay đổi + Tính toán khả năng tăng tốc của ôtô: gia tốc, thời gian tăng tốc, quãng đ−ờng tăng tốc. 2.1. Xây dựng đ−ờng đặc tính tốc độ ngoài của động cơ Các số liệu cho tr−ớc là thông số xe, thông số động cơ, vận tốc cực đại của xe, các điều kiện chuyển động, từ đó chúng ta phải xây dựng đ−ợc đ−ờng đặc tính ngoài (công suất, mô men xoắn) của động cơ đó. Công suất của động cơ Ne là một hàm của số vòng quay ne theo công thức: 2 3 ⎡ ⎛ n ⎞ ⎛ n ⎞ ⎛ n ⎞ ⎤ N = N ⎢a⎜ e ⎟ + b⎜ e ⎟ − c⎜ e ⎟ ⎥ (mã lực) (1.1) e e max ⎜ n ⎟ ⎜ n ⎟ ⎜ n ⎟ ⎣⎢ ⎝ N ⎠ ⎝ N ⎠ ⎝ N ⎠ ⎦⎥ Mô men xoắn của động cơ là một hàm của số vòng quay: - 9 -
9. N e M e = 716,2 (kGm) (1.2) n e Trong đó: Nemax : Công suất cực đại của động cơ a, b, c : Là các hệ số thực nghiệm Động cơ xăng: a = b = c = 1 Động cơ điezel 4 kỳ: a = 0,5; b = 1,5; c = 1 Động cơ điezel 2 kỳ: a = 0,87; b = 1,13; c = 1 ne: số vòng quay của động cơ, ne biến thiên từ nemin đến nemax (vòng/phút) nN : Số vòng quay ứng với công suất lớn nhất của động cơ Từ đó ta xây dựng đ−ợc các đ−ờng Ne(ne) và Me(ne) 2.2. Xây dựng các chỉ tiêu động lực học của ôtô 2.2.1. Xác định chỉ tiêu về công suất - Công suất kéo ở bánh xe chủ động đ−ợc xác định theo công thức: Nk = Ne . ηt (mã lực) (1.3) Trong đó: ηt là hiệu suất truyền lực - Số vòng quay của động cơ ứng với vận tốc cực đại: i 0i hn Vmax n V = (vòng/phút) (1.4) 0,377.rb i0: tỉ số truyền của truyền lực chính ihn: tỉ số truyền ở tay số cao nhất Vmax: vận tốc cực đại của ôtô (km/h) rb: bán kính làm việc trung bình của bánh xe (m) rb = λ1.r0 (m) (1.5) λ1: hệ số kể đến sự biến dạng của lốp. λ1 = 0,93 - 0,95. r0: bán kính thiết kế của bánh xe. r0 = (Bl + dl/2) (m) B1: chiều rộng lốp dl: đ−ờng kính vành bánh xe - Vận tốc chuyển động của ôtô ở các số truyền đ−ợc tính theo công thức: rb .n e Vm = 0,377. (km/h) (1.6) i o .i hm Trong đó: m: chỉ số truyền đang tính (m = 1ữn) n: số cấp số tiến của hộp số - 10 -
10. ne: số vòng quay của động cơ, ne biến thiên từ nemin đến nemax (vòng/phút) (nemax = nV) Từ đó chúng ta xây dựng đ−ợc đồ thị biểu diễn công suất kéo của động cơ theo vận tốc chuyển động của xe ở từng tay số. 2.2.2. Xác định về chỉ tiêu lực kéo: - Lực kéo tiếp tuyến Pk tại bánh xe chủ động ở tay số thứ m đ−ợc xác định theo công thức: M e .i hm .i o .ηt Pkm = (kG) (1.7) rb Trong đó: Me: Mô men xoắn của trục khuỷu động cơ (kGm) ηt: Hiệu suất của hệ thống truyền lực Từ đó chúng ta xây dựng đ−ợc đồ thị biểu diễn lực kéo theo vận tốc chuyển động của xe ở từng tay số. - Tính lực cản không khí Pω ở mỗi tay số theo vận tốc: K.F.V 2 P = m (kG) (1.8) ω 13 Trong đó: K: Hệ số cản không khí (kGs2/m4) Ôtô du lịch: K = 0,02 - 0,035 Ôtô tải: K = 0,06 - 0,07 F: Diện tích cản chính diện của ôtô (m2) F = B . H (m2) (1.9) Vm: Vận tốc của ôtô ở mỗi tay số (km/h) B: Chiều rộng cơ sở của ôtô (m) H: chiều cao toàn bộ của ôtô (m) 2.2.3. Xác định chỉ tiêu về nhân tố động lực học: - Nhân tố động lực học ở tay số thứ m đ−ợc xác định theo công thức: P - P D = km wm (1.10) m G Từ đó chúng ta xây dựng đ−ợc đồ thị biểu diễn nhân tố động lực học theo vận tốc chuyển động của xe ở từng tay số. 2.2.4. Xác định khả năng tăng tốc cuả ôtô a. Xác định gia tốc: - Gia tốc ở tay số thứ m của ôtô khi chạy trên đ−ờng bằng đ−ợc xác định theo công thức: (D m - f )g 2 jm = (m/s ) (1.11) δ im Trong đó : - 11 -
11. jm: Gia tốc của ôtô khi chuyển động ở tay số thứ m f: Hệ số cản lăn của đ−ờng g: Gia tốc trọng tr−ờng g = 9,81 m/s2. δim: Hệ số kể đến ảnh h−ởng của các khối l−ợng chuyển động quay 2 δim = 1,04 + 0,05 i hm (1.12) Từ đó chúng ta xây dựng đ−ợc đồ thị biểu diễn gia tốc theo vận tốc chuyển động của xe ở từng tay số. b.Xác định thời gian tăng tốc: Thời gian tăng tốc đ−ợc tính theo công thức: V2 1 t = dv (giây) (1.13) ∫ j V1 Thời gian tăng tốc đ−ợc xác định bằng cách tích phân đồ thị 1/j(v). Ta có thể xác định thời gian tăng tốc t bằng ph−ơng pháp tính gần đúng nh− sau: - Chia khoảng vận tốc vmin ữ 0,95 vmax thành k khoảng. - Tính diện tích mỗi khoảng nằm d−ới đ−ờng cong 1/j theo công thức: v − v 1/ j −1/ j ∆t = i+1 i . i+1 i (s) (1.14) i 3,6 2 v: vận tốc chuyển động của xe (km/h) - Tính thời gian tăng tốc theo công thức: k t = ∑ ∆t i (s) (1.15) i=1 c. Xác định quãng đ−ờng tăng tốc Quãng đ−ờng tăng tốc đ−ợc tính theo công thức: V2 S = ∫ vdt (m) (1.16) V1 Quãng đ−ờng tăng tốc đ−ợc xác định bằng cách tích phân đồ thị t(v) Ta có thể xác định quãng đ−ờng tăng tốc S bằng ph−ơng pháp tính gần đúng nh− sau: - Chia khoảng vận tốc vmin ữ 0,95 vmax thành k khoảng. - Tính diện tích mỗi khoảng nằm d−ới đ−ờng cong t theo công thức: v − v ∆S = (t − t ). i+1 i (s) (1.17) i i+1 i 2.3,6 v: vận tốc chuyển động của xe (km/h) - Tính quãng đ−ờng tăng tốc theo công thức: k S = ∑ ∆Si (s) (1.18) i=1 - 12 -
12. III. Sơ đồ thuật toán Bắt đầu Nhập dữ liệu Nhập dữ liệu Nhập dữ liệu Nhập dữ liệu điều chung của xe của động cơ kiện chuyển động Xây dựng đ−ờng đặc tính ngoài của động cơ Xác định chỉ tiêu công suất Xác định chỉ tiêu lực kéo Xác định chỉ tiêu nhân tốc động lực học Xác định khả năng tăng tốc của ôtô Gia tốc ôtô Thời gian Quãng đ−ờng tăng tốc tăng tốc Xem kết quả Kết thúc Hình 1.3. Sơ đồ lôgíc thuật toán tính toán động lực học ôtô Với trình tự các b−ớc tính toán động lực học ôtô nh− ở phần II, chúng tôi đ−a ra sơ đồ thuật toán của bài toán thiết kế hệ thống ly hợp trên hình 1.3. Trong sơ đồ trên có các khối ch−ơng trình thực hiện các chức năng sau: - 13 -
13. 3.1. Các khối nhập dữ liệu: Các khối này thực hiện chức năng lựa chọn phần nhập dữ liệu tính toán. Có 3 khối nhập dữ liệu là nhập dữ liệu của xe, dữ liệu động cơ, các và dữ liệu tham khảo về điều kiện chuyển động, bao gồm: Các thông số kỹ thuật ôtô - Loại xe (con hay tải) - Trọng l−ợng toàn bộ của ô tô - Chiều rộng cơ sở của ôtô - Chiều cao toàn bộ của ôtô - Vận tốc chuyển động lớn nhất của ôtô - Kích th−ớc lốp - Tỷ số truyền của truyền lực chính. - Tỷ số truyền của các tay số trong hộp số chính - Hiệu suất truyền lực Các thông số động cơ: - Loại động cơ (xăng, điezen 2 kỳ, 4 kỳ) - Các hệ số tính toán (hệ số Lâyđécman) - Công suất cực đại của động cơ /số vòng quay ứng với công suất cực đại - Mômen xoắn cực đại/ số vòng quay ứng với mômen xoắn cực đại - Số vòng quay tối thiểu của động cơ Các điều kiện chuyển động: - Gia tốc trọng tr−ờng - Hệ số cản lăn của đ−ờng - Góc dốc cực đại cho phép của mặt đ−ờng. - Hệ số cản không khí - Hệ số kể đến sự biến dạng của lốp 3.2. Khối xây dựng đ−ờng đặc tính ngoài của động cơ: Khối này thực hiện việc tính toán công suất, mômen xoắn của động cơ theo số vòng quay và vẽ đồ thị đặc tính ngoài. 3.3. Khối xác định chỉ tiêu công suất: Khối này thực hiện việc tính toán công suất và vẽ đồ thị công suất ứng với vận tốc chuyển động của xe ở từng tay số. 3.4. Khối xác định chỉ tiêu lực kéo: Khối này thực hiện việc tính toán lực kéo tiếp tuyến ở bánh xe chủ động và vẽ đồ thị lực kéo ứng với vận tốc chuyển động của xe ở từng tay số. 3.5. Khối xác định chỉ tiêu nhân tố động lực học: - 14 -
14. Khối này thực hiện việc tính toán nhân tố động lực học và vẽ đồ thị nhân tố động lực học ứng với vận tốc chuyển động của xe ở từng tay số. 3.6. Các khối xác định khả năng tăng tốc: Gồm có 3 khối thành phần là khối xác định gia tốc, thời gian tăng tốc và quãng đ−ờng tăng tốc để thực hiện các công việc: - Tính toán gia tốc và vẽ đồ thị gia tốc ứng với vận tốc chuyển động của xe ở từng tay số. - Tính toán thời gian và vẽ đồ thị thời gian tăng tốc của xe ứng với vận tốc chuyển động. - Tính toán quãng đ−ờng và vẽ đồ thị quãng đ−ờng tăng tốc của xe ứng với vận tốc chuyển động. 3.7. Khối xem kết quả Sau khi đã tính toán và kiểm tra các chỉ tiêu động lực học, khối này sẽ thể hiện các kết quả tính toán và các đồ thị thể hiện đặc tính động lực học của ôtô. 3.8. Kết luận Sau khi đã hoàn thành tính toán thiết kế, chúng ta đ−a ra kết luận về chất l−ợng động lực học của xe, trên cơ sở đó có thể đánh giá hoặc chọn động cơ lắp cho xe đó. - 15 -
15. IV. Xây dựng ch−ơng trình có giao diện tiếng Việt Trên cơ sở sơ đồ thuật toán cho bài toán tính toán động lực học ôtô, chúng tôi tiến hành xây dựng ch−ơng trình có giao diện bằng tiếng Việt để thực hiện các thao tác này một cách trực quan trên máy tính. Ch−ơng trình đ−ợc viết trên nền ngôn ngữ lập trình ứng dụng Matlab 5.3. Khi lựa chọn tính toán động lực học từ ch−ơng trình tổng thể, ban đầu sẽ có menu thông báo cho phép ng−ời dùng bắt đầu thực hiện bài toán tính động học: Hình 1.4.1. Menu chính Nếu bấm chọn "Tiếp tục" sẽ đ−a ra menu ch−ơng trình tính toán động lực học ôtô. Chọn "Thoát" để quay trở lại ch−ơng trình tổng thể toàn bộ các hệ thống trên ôtô. 4.1. Ch−ơng trình tính toán động lực học Khi lựa chọn "Tiếp tục" từ menu chính sẽ chạy phần ch−ơng trình tính toán động lực học có giao diện nh− sau: Hình 1.4.2. Menu chính "Tính toán động lực học ôtô" - 16 -
16. Trên menu có thanh công cụ cho phép chúng ta thực hiện các thao tác của bài toán tính toán. Ban đầu là "Nhập dữ liệu", sau đó là "Xem kết quả" và kết thúc là "Thoát khỏi ch−ơng trình". Bên cạnh đó ng−ời sử dụng có thể xem phần "Trợ giúp" để biết thêm thông tin giúp đỡ về cách thức sử dụng ch−ơng trình trong những lần đầu tiên. 4.2. Nhập dữ liệu Đây là phần ch−ơng trình rất quan trọng, bao gồm các dữ liệu chung của xe, động cơ, hộp số và các điều kiện chuyển động. Modul nhập dữ liệu gồm có hai phần: Nhập dữ liệu từ bàn phím và nhập dữ liệu từ tệp. 4.2.1. Nhập dữ liệu từ tệp Khi bấm chọn nhập dữ liệu từ tệp sẽ hiện ra bảng lựa chọn các tệp dữ liệu của các xe cơ sở đã có sẵn các thông số cho phép ng−ời sử dụng lựa chọn để tham khảo một số thông số khi mới nhập lần đầu tiên. Hình 1.4.3. Nhập dữ liệu từ tệp Khi ta chọn đ−ợc tệp dữ liệu thì ch−ơng trình sẽ hiện ra các menu giống nh− nhập dữ liệu từ bàn phím cho phép ng−ời sử dụng có thể tham khảo để giữ nguyên hay sửa đổi các thông số của xe đó. 4.2.2. Nhập dữ liệu từ bàn phím Khi bấm chọn "Nhập dữ liệu từ bàn phím" để nhập các dữ liệu, sẽ hiện ra menu để ng−ời sử dụng nhập các thông số phục vụ cho quá trình tính toán: Sau khi đã nhập đầy đủ các thông số cơ bản để tính toán động lực học, chúng ta có thể l−u lại các thông số này khi bấm vào "L−u lại", hoặc có thể bấm "Tiếp tục" để kết thúc phần nhập dữ liệu, chuyển sang phần tiếp theo. Bấm "Thoát" khi nhập dữ liệu sai hoặc không muốn nhập dữ liệu nữa. 4.3. L−u dữ liệu Sau khi đã nhập dữ liệu, ng−ời sử dụng có thể l−u lại các thông số để khi cần không phải nhập lại số liệu cũng nh− để có đ−ợc một số thông số để tham khảo. Khi chọn "L−u lại" ch−ơng trình sẽ đ−a ra menu cho phép ng−ời dùng có thể l−u lại tệp dữ liệu theo tên tuỳ chọn. - 17 -
17. Hình 1.4.4. Nhập dữ liệu từ bàn phím Hình 1.4.5. Nhập dữ liệu từ tệp 4.4. Xem kết quả Sau khi đã hoàn thành phần nhập dữ liệu, ch−ơng trình sẽ tự động tính toán và các kết quả tính sẽ đ−ợc thể hiện khi ng−ời sử dụng bấm vào phần "Xem kết quả" ở menu chính. Khi bấm vào "Xem kết quả", sẽ hiện ra bảng chứa kết quả là các đồ thị đặc tính động cơ, đặc tính động lực học và khả năng tăng tốc. Trên bảng thể hiện kết quả, có các nút bấm cho phép ng−ời sử dụng có thể lựa chọn kết quả cần xem, bấm "Thoát" khi kết thúc phần xem kết quả. Sau khi xem xong kết quả mà không muốn thực hiện công việc tính toán động lực học ôtô nữa, thì ng−ời sử dụng có thể lựa chọn "Thoát khỏi ch−ơng trình" để quay về menu chính nh− ban đầu để kết thúc phần "Tính toán động lực học ôtô". - 18 -
18. Hình 1.4.6. Các kết quả tính động lực học Hình 1.4.7. Các đồ thị đặc tính ngoài động cơ - 19 -