THÍ NGHIỆM VÀ ĐĂNG KIỂM Ô TÔ N DƯƠNG THỊ HIỆN E duongthihien@tlu edu vn A 116 KTX Nhà 4 T 0989132621 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN KỸ THUẬT Ô TÔ mailto damhoangphuc@gmail com mailto damho[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CƠ KHÍ - BỘ MƠN KỸ THUẬT Ơ TƠ THÍ NGHIỆM VÀ ĐĂNG KIỂM Ô TÔ N: DƯƠNG THỊ HIỆN E: duongthihien@tlu.edu.vn A: 116 KTX Nhà T: 0989132621 GIỚI THIỆU CHUNG Mục tiêu Sau khóa học, u cầu: • Hiểu mục đích, nội dung phương pháp thí nghiệm tơ • Nắm vững qui trình thủ tục cơng cụ để tiến hành thí nghiệm tơ, tiêu chuẩn đăng kiểm • Lập kế hoạch tiến hành thí nghiệm tơ theo mục đích thí nghiệm • Phân tích xử lý kết thí nghiệm đảm bảo độ xác theo yêu cầu GIỚI THIỆU CHUNG Nội dung mơn học • Mục đích, vai trị dạng thí nghiệm tơ • Nghiên cứu dạng thí nghiệm tơ • Hệ thống thí nghiệm -Đối tượng thí nghiệm (chi tiết, cụm, hệ thống tồn tơ - Qui trình dụng cụ thí nghiệm - Con người • Xác đinh hệ số tác động ô tô môi trường - Hệ số cản lăn - Hệ số bám - Hệ số cản khí động GIỚI THIỆU CHUNG • Xác định thơng số hình học trọng lượng ô tô - Tọa độ trọng tâm (a, b, hg) - Trọng lượng ô tô (khô, không tải, đầy tải) • Thí nghiệm hệ thống truyền lực - Hiệu suất - Nhiệt độ • Xác đinh tính chất động lực học ô tô - Quãng đường (S) - Thời gian (t) - Vận tốc (v) - Gia tốc (j) GIỚI THIỆU CHUNG • Xác định tính chất phanh ô tô -Các tiêu đánh giá hiệu phanh (Sp, tp, jpmax, Pp, ổn định quĩ đạo phanh) - Các chế độ thử phanh (0, I, II) - Các thiết bị thử phanh (gia tốc kế, bệ thử, vv) • Thí nghiệm tính kinh tế nhiên liệu tơ • Thí nghiệm tính điều khiển - Tính điều khiển tiêu chí đánh giá -Các dạng thí nghiệm tính điều khiển tơ (chuyển động thẳng, quay vịng, chuyển làn, ) • Thí nghiệm tính ổn định tơ - Ổn định ngang - Ảnh hưởng góc lệch bên GiỚI THIỆU CHUNG • Thí nghiệm dao động tơ - Các tiêu đánh giá độ êm dịu - Nghiên cứu độ êm dịu chuyển động ô tô đường -Nghiên cứu độ êm dịu chuyển động tơ phịng thí nghiệm • Thí nghiệm khung vỏ - Thi nghiệm bệ thử tĩnh (uốn, xoắn) - Thí nghiệm va đập bệ thử (mơ mấp mô) -Nghiên cứu trạng thái ứng suât khung vỏ (biến dạng ứng suất tập trung) • Sai số xử lý sai số thí nghiệm - Các loại sai số đặc điểm chúng - Xsc định sai số ngẫu nhiên GIỚI THIỆU CHUNG Phương pháp tiến hành • Lên lớp lý thuyết • Thực hành thí nghiệm Phương pháp đánh giá • Điểm q trình - Kiểm tra kỳ - Thí nghiệm - Chuyên cần, tập, báo cáo • Kiểm tra cuối kỳ Tài liệu tham khảo • Thí nghiệm ô tô – GS TS Nguyễn Hữu Cẩn, PGS TS Phạn Hữu Nam • Bài giảng Thí nghiệm đăng kiểm tơ • Quy chuẩn, tiêu chuẩn Cục đăng kiểm tơ VN • Tài liệu tham khảo thư viện internet • Tiêu chuẩn tham khảo (ISO, ECE, NCAP, NHTSA-FMVSS, ) BÀI 1: Mục đích, phân loại, yêu cầu thí nghiệm 1.1 Mục đích thí nghiệm, dạng thí nghiệm yêu cầu thiêt bị 1.1.1 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 từ thiết kế, chế tạo sử dụng mặt sau: • Thơng số kỹ thuật tính làm việc vmax, Ne, Me, f, φ, hg, Rqv, Hệ số cản khí động K, • Độ tin cậy làm việc (ổn định quĩ đạo chuyển động phanh, lái, ) • 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 chẩn đoán xe ngày tốt BÀI 1: Mục đích, phân loại, yêu cầu thí nghiệm 1.1.2 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 (HTL) - 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 BÀI 1: Mục đích, phân loại, yêu cầu thí nghiệm 1.1.3 Quy trình thí nghiệm a Mục đích, u cầu TN: đưa mục tiêu, yêu cầu cụ thể – – – – – – b c d e Chọn PP thí nghiệm Chọn đường thử (nếu có) Chọn xe thí nghiệm Lựa chọn thiết bị đo Quy trình thực Xử lí đánh giá kết Chuẩn bị thí nghiệm Chọn thiết bị đo Điều kiện thí nghiệm Kết đánh giá SAI SỐ VÀ XỬ LÍ SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM Xác định sai số ngẫu nhiên 1.Các đặc trưng phân bố chuẩn (Phân bố Gauss) Một ĐLNN X gọi ĐLNN liên tục nếu: Tập hợp giá trị X lấp đầy hay khoảng trục số, lấp đầy toàn trục số Xác suất để X nhận giá trị cụ thể ln không, nghĩa với số a : P{X = a} = Như ĐLNN liên tục, xác suất để nhận giá trị khoảng quan tâm Xác suất định hàm gọi hàm mật độ xác suất X SAI SỐ VÀ XỬ LÍ SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM • Một số đặc trưng quan trọng phân bố chuẩn: - Hàm phân bố mật độ xác suất có dạng: d2 e p(d ) = s 2p 2s mang đầy đủ tính chất hàm mật độ xác suất n s = å d i=1 (với n>30) n i SAI SỐ VÀ XỬ LÍ SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 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) SAI SỐ VÀ XỬ LÍ SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 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: +¥ ị p(d)dd =1 -¥ SAI SỐ VÀ XỬ LÍ SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM - 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) = 0,682 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) SAI SỐ VÀ XỬ LÍ SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM Một số khoảng tin cậy xác suất tin cậy đáng lưu ý: ´ B ấ t luận s bao nhiêu, diện tích S bao hàm đường j(x) tồn trục x có giá trị = 1; nghĩa P = ´ Đ n g phân bố chuẩn có đỉnh cao s nhỏ (s thước đo độ phân tán) Khi s nhỏ độ xác cao, giá trị x riêng lẻ tập trung lại xung quanh trung tâm phân bố m ´ Đ n g phân bố chuẩn hai đại lượng sai số ngẫu nhiên coi trùng chúng có thông số ngược lại SAI SỐ VÀ XỬ LÍ SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 11.2.2 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 ( x ) khơng thể biết sai số ngẫu nhiên lần đo thứ i khơng tính công thức lý thuyế_t: δi = x i – x mà phải sử dụng công thức: δi = xi – xtb Trong xtb giá trị trung bình sốnhọc giá trị đo thực hiên lần thí nghiệm x tb = å xi i=1 n SAI SỐ VÀ XỬ LÍ SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM - 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 s x = å d i2 i=1 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 cơng thức liên hệ đại lượng sau: SAI SỐ VÀ XỬ LÍ SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM n sx d =tb =tb i=1 n(n -1) n * Trong d å i 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 SAI SỐ VÀ XỬ LÍ SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM Bảng 14.1: Bảng tra hệ số Student-Fischer Số lần thí nghiệm n 0,95 Số lần thí nghiệm n 0,7 0,9 0,7 0,9 0,95 2,0 6,3 12,7 1,1 1,9 2,3 1,3 2,9 4,3 10 1,1 1,8 2,3 1,3 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 Xác suất tin cậy, β Xác suất tin cậy, β SAI SỐ VÀ XỬ LÍ SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 11.2.3 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 * d tb' = = n sx tb Bảng 14.2 Xác định số lần thí nghiệm t’β Xác suất tin cậy 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 SAI SỐ VÀ XỬ LÍ SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 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 ? SAI SỐ VÀ XỬ LÍ SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM Xác định hệ số bám φ (95%) Xi δi δi2 σx δ* 0.014553 0.029534 0.695 0.0074 0.0001 0.715 -0.0126 0.0002 0.689 0.0134 0.0002 δ* = ±0.01 t’ = β 0.687127 0.721 -0.0186 0.0003 99% n=31 0.692 0.0104 0.0001 Σδ = i 0.0008 ≤φ≤ 0.7319 Xtb = 0.7024 0.672866 SAI SỐ VÀ XỬ LÍ SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 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 ± 0.5Km/h xác suất tin cậy 90% phải tiến hành lần đo ? SAI SỐ VÀ XỬ LÍ SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM Xác định vận tốc cực đại (95%) δi Xtb σx δi 185.4 -0.13333 0.0177778 185.8 0.266667 0.071 1 184.6 -0.93333 0.871 1 184.8 -0.73333 0.5377778 186.2 0.666667 0.4444444 186.4 0.866667 0.7511 Xtb = 185.53 184.7543 Σδ = 2.69 i ≤ Vmax ≤ 186.31237 0.733939 δ* 0.779036 δ* = ±0.5 t’ β = 0.681 90%n= 13