Bài giảng thí nghiệm ô tô - Đại học - Chương 6 xác định tính chất động lực học của ô tô

Chương 1: Các vấn đề cơ bản trong đo lường kỹ thuậtChương 2: Các loại cảm biến dùng trong thí nghiệm Chương 3: Thí nghiệm động cơ Chương 4: Thí nghiệm xác định hệ số tác động giữa ô tô v

Chương 1: Các vấn đề cơ bản trong đo lường kỹ thuật

Chương 2: Các loại cảm biến dùng trong thí nghiệm

Chương 3: Thí nghiệm động cơ

Chương 4: Thí nghiệm xác định hệ số tác động giữa ô tô và môi trường

Chương 5: Thí nghiệm hệ thống truyền lực

Chương 6: Thí nghiệm xác định tính chất động lực học của ô tô

Chương 7: Thí nghiệm đánh giá chất lượng phanh

Chương 8: Thí nghiệm đánh giá tính năng chuyển động của ô tô Chương 9: Thí nghiệm đánh giá tính kinh tế nhiên liệu

Nội dung chương 6

6.1 Mục đích thí nghiệm.

6.2 Thí nghiệm xác định tốc độ lớn nhất của ô tô.

6.2.1 Xác định tốc độ cực đại bằng cách đo trực quan 6.2.2 Xác định tốc độ cực đại bằng máy ghi sóng.

6.3 Thí nghiệm xác định khả năng tăng tốc của ô tô.

6.1 Mục đích thí nghiệm

Tính chất động lực học của ô tô là những tính chất đảm bảo cho ô tô có tốc

độ trung bình lớn nhất đối với những điều kiện sử dụng đã cho Tốc độ trung bình lớn nhất khi ô tô chuyển động được đảm bảo bởi một loại chỉ tiêu chủ yếu như : tốc độ cực đại mà ô tô có thể phát huy trên đường đã cho, gia tốc, quãng đường và thời gian tăng tốc, khả năng lên dốc.

Tính chất động lực học của ô tô còn được đánh giá theo các số liệu của đường đặc tính động lực học được thiết lập khi thí nghiệm ô tô trên đường.

6.2 Thí nghiệm xác định vận tốc lớn nhất của ô tô

6.2.1 Xác định tốc độ cực đại bằng cách đo trực quan

Sơ đồ bố trí thí nghiệm như hình vẽ :

Hình 6.1 Sơ đồ đoạn đường để xác định tốc độ cực đại của ô tô.

Tốc độ cực đại của ô tô được xác định theo công thức sau:

V max = 3,6.

Trong đó : S : quãng đường thí nghiệm tính theo m;

T : thời gian ô tô chạy trên quãng đường thí nghiệm (đoạn II-III), tính theo giây.

a Thiết bị dùng cho thí nghiệm :

 Chuẩn bị quãng đường thí nghiệm phải nằm ngang( hình 6.1 ) và thẳng chiều rộng đường ≥6 m không có góc nghiêng bên, ngã tư, cầu và có độ dài khoảng 3 km.

 Quãng đường phải đủ dài để ô tô có thể gia tốc đến tốc độ cực đại( đoạn I÷II)

 Đoạn đường chuyển động với tốc độ cực đại là 1 kmm ( đoạn II ÷III ).

 Đoạn đuờng chuyển động chậm dần và dừng của xe ( đoạn III÷IV).

 Chuẩn bị xe thí nghiệm.

 Đồng hồ bấm giờ.

b Trình tự thí nghiệm :

 Trước khi tiến hành thí nghiệm ta tiến hành kiểm tra các dụng cụ thí nghiệm.

 Cho xe chạy rà nóng khoảng 10 – 15 km với tốc độ sử dụng trung bình.

 Cho xe chuyển động tăng tốc sao cho đạt tốc độ cực đại ổn định trước khi

đi qua các cọc II hoặc III ( tùy theo hướng chuyển động của xe) của đoạn đường thí nghiệm II-III

 Quan sát viên ngồi trên ôt ô theo dõi khi thấy hai cọc II ở một bên đường trùng làm một thì bấm giây, tiếp đó giám sát viên sẽ ngắt đồng hồ bấm giây khi nhìn thấy hai cọc III trùng làm một, nghĩa là đã hết đoạn đường thí nghiệm S.

Việc thí nghiệm được tiến hành theo hai chiều ngược nhau, mỗi chiều cho chạy hai lần.

6.2.2 Xác định tốc độ cực đại của ô tô bằng cách ghi trên máy ghi sóng

Thiết bị thí nghiệm Dụng cụ thí nghiệm

 Cho ô tô tăng tốc cho đến tốc độ

cực đại ở số truyền cao

 Khi ô tô qua cọc chuẩn định

trước thì cho máy ghi sóng làm việc

máy ghi sóng sẽ ghi lại tốc độ của ô

tô Cũng trong thời gian này cho

máy đo quãng đường làm việc và

quan sát viên theo chỉ số của máy

đo này sẽ xác định thời điểm cần

ngắt máy nghi song

 Chú ý : Đường thử nghiệm phải

để đo tốc độ của ô tô.

 Phía bên trái của bánh số 5 có đạt cảm biến đóng mở 2 để đếm số vòng quay của bánh xe số 5 Sự đến

số vòng quay này cũng được ghi trên máy ghi sóng.

Thiết bị thí nghiệm Dụng cụ thí nghiệm

 Thí nghiệm được tiến hành

theo hai chiều ngược nhau Tốc độ

Hình 6.2 Dạng đường tốc độ cực đại ghi

trên máy ghi sóng.

Thiết bị thí nghiệm Dụng cụ thí nghiệm

 Tốc độ của ô tô được xác định

theo biểu thức sau:

định bằng cách đo trên đồ thị.

 Trên máy ghi sóng thường có bộ phận để đánh dấu thời gian Như vậy khi dùng bánh xe số 5 cùng với máy ghi sóng có thể xác định quãng đường phanh, tốc độ bắt đầu phanh

và thời gian phanh Cả ba thông số này đều được ghi cùng một lúc trên máy ghi sóng.

6.3 Thí nghiệm xác định khả năng tăng tốc của ô tô

Từ đồ thị ta thấy rõ 3 giai đoạn của quá trình tăng tốc ở các số truyền II, III, IV.

Đường cong 1, 2, 2’, 3, 3’, 4 chỉ rõ tính chất thay đổi tốc độ của ô tô khi tăng tốc từ v 0 = 5 km/h (hv 0 ) cho đến tốc độ đã chọn v a (hv a ).

Sự biến thiên tốc độ trong khoảng 1- 2 tương ứng với sự tăng tốc ở số 2 Thời gian từ 2 – 2’ ứng với lúc chuyển số tốc độ lúc đó giảm.

Sự biến thiên tốc độ 2’ – 3 và 3’ – 4 chỉ rõ tính chất thay đổi tốc độ tương ứng ở các số truyền III và IV.

Việc tăng tốc ở số 4 được kết thúc khi ô tô chuyển động với tốc độ ổn định.

a Tốc độ khi tăng tốc :

Tốc độ được xác định theo công thức

V = 3,6.μ v h v Trong đó: μ v tỷ lệ xích tốc độ.

h v tung độ của điểm cần xác định tốc độ

b Gia tốc khi tăng tốc

Gia tốc được xác định bằng phương pháp vi phân đồ thị.

J = Δv/Δtv/Δv/Δtt

Độ tăng tốc độ Δv/Δtv được xác định theo biểu thức

Δv/Δtv = μ v Δv/Δth v Trong đó : Δv/Δth v độ gia tăng tung độ của đồ thị tốc độ trong thời gian Δv/Δtt.

Độ gia tăng thời gian Δv/Δtt được xác định

Δv/Δtt = μ t Δv/Δtn t Trong đó: Δv/Δtn t số lần đánh dấu thời gian ứng với khoảng gia tăng tốc độ.

μ t tỷ lệ xích thời gian.

Từ các giá trị gia tốc ta xác định đồ thị phụ thuộc gia tốc bởi tốc độ ô tô

J 0 =f(v 0 )

Hình 6.6 Đồ thị chỉ sự phụ thuộc gia tốc bởi

tốc độ ở các số truyền.

c.Quãng đường tăng tốc

Quãng đường ô tô chạy được khi tăng tốc cho đến những giá trị tốc độ v x

đã xác định được như sau:

S x = μ s N s Trong đó: n s là số lần đánh dấu quãng đường từ điểm bắt đầu tăng tốc độ

v 0 đến giá trị tốc độ đã chọn v x

μ s là tỷ lệ xích quãng đường.

Từ giá trị của quãng đường ta xây dựng đồ thị chỉ sự phụ thuộc quãng đường bởi quãng đường khi tăng tốc.

Hình 6.7 Đồ thị chỉ sự phụ thuộc quãng đường

khi tăng tốc độ.

d Thời gian tăng tốc

Thời gian tăng tốc của ô tô đến những giá trị tốc độ đã định được xác định theo công thức

t = μ t n t Trong đó: μ t tỷ lệ xích thời gian.

n t số lần đánh dấu thời gian tính từ thời điểm bắt đầu tăng tốc

Thiết bị thí nghiệm Dụng cụ thí nghiệm

Trước khi tiến hành cần kiểm

tra các dụng cụ thí nghiệm và xác

định trước tỷ lệ xích của các thông

số ghi trên băng giấy của máy ghi

sóng.

Người lái gài số hai và cho ô tô

chạy với tốc dộ chuyển động bằng

v 0 = 5 km/h

Theo tín hiệu của người điều

khiển thí nghiệm viên ngồi trên ô

tô sẽ cho máy ghi sóng làm việc

sau đó khi thấy máy ghi sóng đã

làm việc được 2 3 giây thì người lái

sẽ ấn nhanh bàn đạp ga để mở

hoàn toàn bướm xăng và giữ nó ở

số truyền đang chạy cho đến hết

thời điểm tăng tốc.

Dùng cảm biến tenxơ và máy ghi sóng sẽ ghi cả tốc độ v, thời gian t và quãng đường S Cảm biến

đo quãng đường và đo tốc độ đặt ở bánh xe số 5

Trên hình 8.5 trình bày bánh xe

số 5 và lắp đặt nó với ô tô Phía bên phải của bánh xe có đặt cảm biến 1

để đo tốc độ của ô tô.

Phía bên trái của bánh số 5 có đạt cảm biến đóng mở 2 để đếm số vòng quay của bánh xe số 5 Sự đến

số vòng quay này cũng được ghi trên máy ghi sóng.

Thiết bị thí nghiệm Dụng cụ thí nghiệm

Ô tô lúc đó tăng tốc rất nhanh

tiếp đo tiến hành chuyển nhanh

sang các số tiếp theo và cuối qua

trình tăng tốc sẽ chạy ở số truyền

thẳng với tốc độ 50 km/h

Thí nghiệm được tiến hành theo

hai chiều ngược nhau.

Thí nghiệm được tiến hành trên đường nằm ngang bằng phẳng có chiều dài độ 2-3 km.

Hình 6.9 Bánh xe số 5 và lắp

đặt nó với ô tô.

f Kết quả thí nghiệm

Giá trị đo Lần đo

Tỷ lệ xích vận tốc

Tỷ lệ xích thời gian

Tỷ lệ xích quãng đường

Tung độ

Lần đo 1

Lần đo 2

Lần đo 3

GTTB

6.4 Thí nghiệm xác định đặc tính kéo của ô tô

6.4.1 Xác định đặc tính kéo trong phòng thí nghiệm

Trong phòng thí nghiệm người ta thường dùng bệ thử loại tang trống để xác định đặc tính kéo của ô tô (hình 6.5)

Coi mất mát năng lượng cho sự cản lăn của bánh xe trên trống quay là không đáng kể Lực kéo tiếp P k sinh ra giữa bánh xe chủ động và trống quay bằng lực ở móc kéo P mk chỉ trên lực kế 2.

Hình 6.5 Sơ đồ bệ thử ô tô loại tang trống.

1 Ô tô thử nghiệm; 2 Lực kế; 3 Dây cáp; 4 Trụ

cố định; 5 Tang trống

Số vòng quay của bánh xe chủ động được xác định theo công thức sau:

n bx = n trống r trống /r bx Trong đó: n trống là số vòng quay của trống quay

r trống là bán kính của trống quay.

r bx là bán kính bánh xe.

Tốc độ chuyển động của ô tô được xác định theo biểu thức sau :

Tiếp tục tiến hành thí nghiệm ở các chế độ tải và chế độ tốc độ khác nhau của trống quay ta sẽ xác định được đồ thị chỉ quan hệ giữa lực kéo tiếp tuyến

P k và tốc độ của ô tô ta có P k = f(v).

Số vòng quay của bánh xe chủ động được xác định theo công thức sau:

Hình 6.6 Dạng đồ thị đặc tính kéo của ô tô.

a.Thiết bị dùng cho thí nghiệm

Thiết bị thí nghiệm chính là bệ thử loại tăng trống như hình 6.5 bệ thử này sử dụng nguyên lý chuyển động nghịch đảo tức là ô tô được giữ đứng yên còn đường (dưới dạng tang trống quay) thì chuyển động.

Hình 6.8 Sơ đồ bệ thử ô tô loại tang trống.

b Trình tự tiến hành thí nghiệm :

Tiến hành kiểm tra các dụng cụ thí nghiệm, xác định các thông số : r bx ;

r trống

Cho bánh xe chủ động của ô tô đặt trên tang trống quay 5.

Cho động cơ khởi động làm cho bánh chủ động quay và làm cho tang trống 5 quay.

Ứng với từng chế độ tải ta tiến hành phanh chuyển động của tang trống quay

Ô tô 1 được nối với trụ 4 bằng dây cáp 3 qua lực kế 2, ta tiến hành thử cho từng tay số một và khi thử mở hoàn toàn bướm ga.

Ta tiến hành ghi lại các thông số : Lực kéo P mk ; số vòng quay của trống quay n trống

Ta lại tiến hành đổi với các tay số khác nhau và ở các chế độ tải và tốc

độ khác nhau.

Tiếp tục ghi lại các thông số : P mk ; n trống

6.4.2 Xác định đặc tính kéo của ô tô ở trên đường

Khi thí nghiệm để xác định đặc tính kéo của ô tô trên đường người ta dùng

xe cần thí nghiệm để kéo xe ô tô gây tải Xe gây tải là xe được thiết kế có bộ phận phanh để hãm các bánh xe và tạo ra các chế độ tải trọng khác nhau trong khí thử Giữa xe thí nghiệm ở đằng trước và xe gây tải ở đằng sau có đặt lực kế tự ghi để ghi lực kéo sinh ra ở móc kéo P mk ứng với tốc độ chuyển động v của ô tô.

Biết được lực kéo ở móc kéo P mk ta có thể xác định lực kéo tiếp tuyến P k như sau.

P k =P mk + P f + P ω Trong đó: P f lực cản lăn của ô tô

P ω lực cản không khí

P f, P ω được xác định từ trước

Kết quả thí nghiệm :

Lần I