Thí Nghiệm Ô Tô ĐHBKHN

1 Muc đích thí nghiệm, các dạng thí nghiệm và yêu cầu thiêt bị 1 1 Mục đích và vai trò của thí nghiệm ô tô Mục đích của thí nghiệm là để đánh giá và phát hiện ưu nhược điểm của các cụm chi tiết, hệ thống và toàn bộ ô tô về các mặt sau • Thông số kỹ thuật và các tính năng làm việc cơ bản như vmax, Ne, Me, f, φ, hg, Rqv, Hệ số cản khí động K, vv • Độ tin cậy làm việc (ổn định quĩ đạo chuyển động khi phanh, lái, vv) • Độ bền và tuổi thọ Tóm lại, mục đích của.

Thí nghiệm tơ Muc đích thí nghiệm, dạng thí nghiệm yêu cầu thiêt bị 1.1 Mục đích vai trị thí nghiệm tơ Mục đích thí nghiệm để đánh giá phát ưu nhược điểm cụm chi tiết, hệ thống tồn tơ mặt sau: • Thơng số kỹ thuật tính làm việc vmax, Ne, Me, f, φ, hg, Rqv, Hệ số cản khí động K, vv • Độ tin cậy làm việc (ổn định quĩ đạo chuyển động phanh, lái, vv) • Độ bền tuổi thọ Tóm lại, mục đích thí nghiệm tơ đánh giá chất lượng cụm chi tiết hệ thống tồn tơ cách tổng thể để từ đề xuất cải tiến hồn thiện sản phẩm nhằm thiết kế, chế tạo sửa chữa xe ngày tốt Thí nghiệm tơ 1.2 Các dạng thí nghiệm Thí nghiệm tơ phân loại theo: a Mục đích thí nghiệm - Thí nghiệm kiểm tra nhà máy sau sản xuất - Thí nghiệm điều kiện sử dụng - Thí nghiệm nghiên cứu khoa học b Tính chất thí nghiệm - Thí nghiệm xác định tính chất kéo Pki = f(v) - Thí nghiệm xác định tính kinh tế nhiên liệu ge = f(ne) - Thí nghiệm xác định tính chất phanh (Sp, tp, Jpmax, Pp) - Thí nghiệm xác định độ ổn định điều khiển - Thí nghiệm xác định độ êm dịu chuyển động (f, C) - Thí nghiệm xác định tính động (Rqv, góc thốt, vv) - Thí nghiệm xác định độ tin cậy (xác xuất hư hỏng Rt) - Thí nghiệm xác định độ mịn,, độ bền, vv Thí nghiệm tơ d Theo đối tượng thí nghiệm - Thí nghệm tơ đơn (thường đánh giá chức cụm, hệ thống xe) - Thí nghiệm lơ nhỏ (cho thử nghiệm sản phẩm mới) - Thí nghiệm loạt lớn (phục vụ công tác quản lý) e Theo cường độ thời gian thí nghiệm - Thí nghiệm bình thường theo qui định - Thí nghiệm tăng cường (rút ngắn thời gian tăng cường độ) 1.3 Yêu cầu thiết bị đo • Đảm bảo độ xác cần thiết cho thí nghiệm • Khơng bị ảnh hưởng rung động • Đặc tính tuyến tính gần tuyển tính để dễ ngoại suy nội suy (y = f(x)) • Trọng lượng kích thước nhỏ gọn • Khơng chịu ảnh hưởng thời tiêt khí hậu Thí nghiệm tơ Các loại cảm biến dùng thí nghiệm Cảm biến thiết bị nhận tín hiệu trạng thái đối tượng cần đo biến đổi thành dạng tín hiệu điện tương ứng 2.1 Phân loại cảm biến • Theo cơng dụng có loại cảm biến sau: - Cơ - Nhiệt - Quang - Hóa • Theo ngun lý biến đổi đại lượng khơng điện thành đại lượng điện có: - Nhóm máy phát điện: đại lượng không điện đối tượng cần đo biến thành sức điện động dịng điện Nhóm khơng cần nguồn điện thân cảm biến nguồn điện Ví dụ: cảm biến thạch anh - Nhóm thơng số: đại lượng không điện đối tượng cần đo làm biến đổi vài thông số cảm biến điên trở (R), điện dung (C), điện cảm (L) Thí nghiệm tô 2.2 Nguyên tắc chọn cảm biến Nguyên tắc chung: dựa đặc tính cảm biến tính chất đại lượng cần đo Cụ thể là: a Hàm đơn trị đại lượng cần đo x tín hiệu đầu cảm biến y Tốt nhât hàm tuyến tính y =f(x) b Khoảng thay đổi biên độ tần số đại lượng cần đo đặc tính, biên độ cảm biến c Độ nhạy cảm biến (phản ánh kịp thời thay đổi đại lượng cần đo - Độ nhạy tuyệt đối = Δy/Δx - Độ nhạy tương đối = (Δy/y)/(Δx/x) d Sai số tĩnh sai số động cảm biến e Độ nhạy cảm biến với yếu tố môi trường nhiệt độ, độ ẩm, độ rung ồn, vv gây lên sai số phụ f Kích thước, khối lượng, độ phức tạp phương pháp lắp cảm biến lên chi tiết đo Thí nghiệm tơ 2.3 Cấu tạo nguyên lý làm việc số cảm biến 2.3.1 Cảm biến cảm ứng từ a Cấu tạo: - Nam châm - Khung dây - Cổ góp b Nguyên lý làm việc: - e sức điện đông - W số vòng dây - dΦ/dt tốc độ biến thiên từ thơng qua khung dây Thí nghiệm tơ c Ứng dụng - Đo vận tốc góc trục quay - Đo tốc độ gia tốc chuyển động thẳng ô tô ( Đại lượng không điện đối tượng cần đo vận tốc góc, vận tốc dài gia tốc Đại lượng điện sức điện động tần số sức điện động) Thí nghiệm ô tô 2.3.2 Cảm biến điện áp a Cấu tạo Vỏ Các thạch anh Các kim loại Nắp Viên bi Dây nối b Nguyên lý làm việc Q = k.P - Q điện lượng tạo tác động lực lên thạch anh - k số xác định độ nhạy cảm biến - P lực tác động Thí nghiệm tơ c Ứng dụng • Ưu điểm: - Quan hệ tuyến tính giưa P Q - Hằng số k ổn định nhiệt độ cao t0 =3500C - Điện trở suất lớn - Độ bền độ cứng cao • Đo lực • Đo áp st động đốt Thí nghiệm tơ 2.3.3 Cảm biến điện cảm a Cấu tạo • Loại đơn lõi thép Cuộn dây Phần ứng • Loại ghép Là hai cảm biến điện cảm loại loại đơn ghép lại Thí nghiệm tơ • Sai số tương đối (Ký hiệu α) - sai số mà trị số so sánh với trị số nhận đại lượng cần - công thức biểu diễn sai số tương đối là: x100%   x Trong đó: x- trị số đại lượng đo Δ – trị số sai số tuyệt đối _ _ thức Có thể biểu diễn sai số tương đối theo biểu x(1   )  x  x(1   ) x  x(1   ) - đo lường, sử dụng sai số tương đối phản ánh mức độ xác phép đo tốt so với dùng sai số tuyệt đối Thí nghiệm tơ 14.2 Xác định sai số ngẫu nhiên 14.2.1 Các đặc trưng phân bố chuẩn Đường cong phân bố chuẩn sai số ngẫu nhiên - Trục hoành biểu thị trị số sai số ngẫu nhiên (δ) - Trục tung biểu diễn tần suất p(δ) sai số ngẫu nhiên xuất q trình đo Thí nghiệm tơ • Một số đặc trưng quan trọng phân bố chuẩn: - Hàm phân bố mật độ xác suất có dạng: p( )   2 e 2 2 n    i 1 n i (với n>30) Thí nghiệm tơ Trong đó: δ – trị số sai số ngẫu nhiên p(δ) – tần suất sai số ngẫu nhiên nhận qua lần đo σ – sai lệch trung bình bình phương sai số ngẫu nhiên δi – trị số sai số ngẫu nhiên lần đo lập lại thứ i n – số lần lặp lại - Trên đường cong phân bố, trị số sai số ngẫu nhiên phân bố đối xứng qua trục tung nhận giá trị dương âm (trị số ±δ) - Các sai số ngẫu nhiên có giá trị nhỏ xuất nhiều hơn, sai số ngẫu nhiên có giá trị lớn xuất Đường cong phân bố chuẩn có giá trị cực đại trục tung ứng với sai số ngẫu nhiên có trị số - Tùy thuộc vào giá trị σ mà đường cong có hình dạng khác (xem hình dưới) Thí nghiệm tơ Dạng đường cong phân bố phụ thuộc vào tham số σ - Tương ứng với trị số σ nhỏ, đường cong nhọn tức độ xác phép đo cao thể có sai số có trị số nhỏ xuất nhiều - Ngược lại, với σ lớn đường cong tù, tức độ xác phép đo thấp thể sai số lớn xuất nhiều - Đường cong phân bố chẩn xác định khoảng (-∞, +∞)  vậy:   p( )d  Thí nghiệm tơ - Tích phân hàm p(δ) khoảng (δ1, δ2) cho xác suất xuất sai số khoảng (δ1, δ2) lần đo Giá trị xác suất ký hiệu biểu thức P(δ1≤ δ ≤ δ2) Kêt xác suât khoảng sai số có giá trị đặc biệt là: P(-σ ≤ δ ≤ +σ) = 0,68 P(-2σ ≤ δ ≤ +2σ) = 0,955 P(-3σ ≤ δ ≤ +3σ) = 0,997 P(-ρ ≤ δ ≤ +ρ) = 0,5 Trong ρ = 2σ/3 Trị số ρ = 2σ/3 gọi sai số xác suất chia đường cong phân bố chuẩn hai phần có diện tích - Xác suất xuất kết đo với sai số khoảng ±3σ lớn (99.7% số lần đo có sai số nằm giới hạn này) Vì lý thuyết thống kê sai số ứng với giá trị 3σ gọi sai số giới hạn (δlim = ±3σ) Thí nghiệm ô tô 14.2.2 Cách tính sai số ngãu nhiên kết đo Để ứng dụng kêt nhận từ đường cong phân bố chuẩn vào xử lý kết thí nghiệm thực tế cần ý _ đặc điểm sau: - Giá trị thực đại lượng cần đo ( ) biết sai số ngẫu nhiên lần đo thứ i khơng tính cơng thức lý thuyết: _ δi = xi – x mà phải sử dụng cơng thức: δi = xi – xtb Trong xtb giá trị trung bình số học giá trị đo thực hiên lần thí nghiệm n x xtb  x i 1 n i Thí nghiệm tô - Đường cong phân bố chuẩn xác định khoảng (-∞, +∞) thực tế thí nghiệm, số lần đo có giới hạn Các tính tốn thống kê cho thấy số lần đo n < 30 giá trị sai lệch trung bình bình phương sai số ngẫu nhiên tính theo cơng thức: n x   i 1 i n 1 - Khoảng kích thước (xtb - δ‫( ÷ )٭‬xtb + δ‫ )٭‬trong kết đo gọi khoảng tin cậy kết đo δ‫ ٭‬gọi sai số tin cậy tương ứng với xác suất tin cậy β để xuất kết đo Đại lượng β = P(- δ‫ ≤ ٭‬δ ≤ + δ‫ )٭‬là xác suất xuất sai số δ có giá trị khoảng (- δ‫ ÷٭‬+ δ‫)٭‬ - Sai số tin cậy, xác suất tin cậy kết đo phụ thuộc vào số lần đo Các kết tính tốn thống kê cho thấy công thức liên hệ đại lượng sau: Thí nghiệm tơ n  i x i 1   t  t n(n  1) n * Trong tβ – hệ số xét đến ảnh hưởng số lần đo đến sai số tin cậy, gọi hệ số Student - Fischer (xem bảng đây) - Tính ước lượng khoảng tin cậy xác suât tin cậy kết đo theo trình tự: + Từ kết nhận từ n lần đo x1, x2, …, xn tính giá trị xtb, δi σ (khi n≥ 30) σx n< 30 + Tra bảng Student – Fischer để tìm giá trị tβ tương ứng với số lần đo thí nghiệm xác suất tin cậy tương ứng + Tính giá trị δ‫٭‬theo giá trị tβ σx Thí nghiệm tơ Bảng 14.1: Bảng tra hệ số Student-Fischer Số lần thí nghiệm n Xác suất tin cậy, β 0,7 0,9 0,95 2,0 6,3 12,7 1,3 2,9 1,3 Số lần thí nghiệm n Xác suất tin cậy, β 0,7 0,9 0,95 1,1 1,9 2,3 4,3 10 1,1 1,8 2,3 2,4 3,2 11-14 1,1 1,8 2,2 1,2 2,1 2,8 15-16 1,1 1,8 2,1 1,2 2,0 2,6 17-27 1,1 1,7 2,1 7-8 1,1 1,9 2,4 28-40 1,1 1,7 2,0 Thí nghiệm ô tô 14.2.3 Tính số lần đo để đảm bảo sai số xác suất tin cậy cho trước Nếu biết giá trị σ σx qua số lần đo xác suất tin cậy β sử dụng bảng 14.2 để xác định số lần thí nghiệm cần thiết nhằm đạt sai số mong muốn Hệ số Bảng 14.2 Xác định số lần thí nghiệm  t   n x t '  * Xác suất tin cậy t’ β 0,5 0,7 0,9 0,95 0,99 1,0 11 0,5 13 18 31 0,4 19 27 46 0,3 13 32 46 78 0,2 13 29 70 100 170 0,1 47 110 270 390 700 Xác định hệ số bám φ Kết thí nghiệm xác định hệ số bám φ cho bảng sau: Lần Giá trị đo 0.695 0.715 0.689 0.721 0.692 Xác đinh khoảng tin cậy kết đo qua thí nghiệm với xác suất tin cậy 95% ? Nếu muốn kết đo với sai số không ± 0.01 xác suất tin cậy 99% phải tiến hành lần đo ? Xac dinh he so bam φ (95%) Xi δi δi2 σx 0.695 0.0074 0.0001 0.715 -0.0126 0.0002 δ* = ±0.01 t’β = 0.687127 0.689 0.0134 0.0002 0.721 -0.0186 0.0003 0.692 0.0104 0.0001 Σδi2 = 0.0008 Xtb = 0.7024 0.672866 ≤φ≤ 0.7319 0.014553 δ* 0.029534 99% n=31 Xác định vận tốc cực đại xe Kết thí nghiệm xác định vận tốc cực đại xe cho bảng sau: Lần đo Giá trị (Km/h) 185.4 185.8 184.6 184.8 186.2 186.4 Xác đinh khoảng tin cậy kết đo qua thí nghiệm với xác suất tin cậy 95% ? Nếu muốn kết đo với sai số không ± 0.05Km/h xác suất tin cậy 90% phải tiến hành lần đo ? Xac dinh van toc cuc dai (95%) δi2 σx δ* Xtb δi 185.4 -0.13333 0.0177778 185.8 0.266667 0.0711111 δ* = ±0.05 0.733939 0.779036 184.6 -0.93333 0.8711111 t’β = 0.0681 184.8 -0.73333 0.5377778 90%n= 13 186.2 0.666667 0.4444444 186.4 0.866667 0.7511111 Xtb = 185.53 184.7543 Σδi2 = 2.69 ≤ Vmax ≤ 186.31237 ... trọng lượng ô tô đầy tải Làm thí nghiệm đo lần lấy kết trung bình (4.3) Thí nghiệm tơ b Phương pháp dùng ô tô kéo ô tô đằng sau • Các bước tiến hành: - Kiểm tra tính trạng kỹ thuật xe thí nghiệm xe.. .Thí nghiệm tơ 1.2 Các dạng thí nghiệm Thí nghiệm tơ phân loại theo: a Mục đích thí nghiệm - Thí nghiệm kiểm tra nhà máy sau sản xuất - Thí nghiệm điều kiện sử dụng - Thí nghiệm nghiên... mịn,, độ bền, vv Thí nghiệm tơ d Theo đối tượng thí nghiệm - Thí nghệm tơ đơn (thường đánh giá chức cụm, hệ thống xe) - Thí nghiệm lơ nhỏ (cho thử nghiệm sản phẩm mới) - Thí nghiệm loạt lớn (phục