Bài giảng Thí nghiệm ô tô - Đại học - Chương 7 thí nghiệm đánh giá chất lượng phanh ô tô

Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng phanh Trong lý thuyết ô tô, để đánh giá hiệu quả phanh người ta dùng chỉ tiêu sau: Quãng đường phanh; gia tốc chậm dần, thời gian phanh, lực phanh sinh r

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 7

7.1 Mục đích thí nghiệm.

7.2 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng phanh.

7.3 Các thí nghiệm đánh giá chất lượng phanh trên đường và tr

ên băng thử.

7.3.1 Thí nghiệm trên đường.

7.3.2 Thí nghiệm trên băng thử.

7.1 Mục đích thí nghiệm

Thí nghiệm đánh giá chất lượng phanh của ô tô giúp xác định các lực phanh tại các bánh xe của ô tô từ đó đánh giá tình trạng sử dụng và khả năng lưu hành của ô tô.

7.2 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng phanh

Trong lý thuyết ô tô, để đánh giá hiệu quả phanh người ta dùng chỉ tiêu sau: Quãng đường phanh; gia tốc chậm dần, thời gian phanh, lực phanh sinh ra ở bánh xe.

Các chỉ tiêu nói trên được thể hiện qua các công thức sau:

Quãng đường phanh :

Gia tốc chậm dần khi phanh :

Thời gian phanh :

Lực phanh ở bánh xe :

Trong đó: - hệ số tính đến ảnh hưởng các khối lượng quay của ôtô;

v- vận tốc của ô tô lúc bắt đầu phanh;

- hệ số bám của bánh xe với mặt đường;

g- gia tốc trọng trường;

M P - mô men phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh đặt ở bánh xe;

r b - bán kính làm việc trung bình của bánh xe.

Trong 4 chỉ tiêu về hiệu quả phanh nói trên thì quãng đường phanh là chỉ tiêu được dùng nhiều nhất vì nó có ý nghĩa quan trực quan, người lái xe dễ nhận biết.

Chỉ tiêu quãng đường phanh và gia tốc chậm dần khi phanh là chỉ tiêu được dùng ở nhiều nước để đánh giá hiệu quả phanh khi thử ô tô trên

đường Chỉ tiêu lực phanh ở bánh xe thường được dùng để đánh giá hiệu quả phanh khi thử ô tô trên bệ thử.

Như vậy trong thực tế thường dùng một trong 3 chỉ tiêu để đánh giá hiệu quả phanh là quãng đường phanh hoặc gia tốc chậm dần khi phanh ở bánh

xe Còn chỉ tiêu thời gian phanh chỉ dùng trong nghiên cứu khoa học.





Bảng 7.1 Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh của một số nước

r b - bán kính làm việc trung bình của bánh xe.

Nước

Quãng đường phanh

Gia tốc chậm dần

Lực phanh Cực đại Trung bình

7.3 Các thí nghiệm đánh giá chất lượng phanh của ô tô trên đường

Sở dĩ phải thử phanh ở chế độ I và II là vì khi trống phanh bị nóng thì hệ số

ma sát giữa má phanh và trống phanh bị giảm nhiều, do đó hiệu quả của

phanh sẽ kém đi.

7.3.1.2 Tiêu chuẩn về chất lượng phanh

Tiêu chuẩn hiệu quả phanh của ô tô khi thử trên đường đối với trường hợp nghiên cứu, thiết kế chế tạo được trình bày ở bảng 7.2, khi thử thì ô tô ở

trạng thái đầy tải.

Tiêu chuẩn về ổn định hướng của ô tô khi phanh trong điều kiện nghiên cứu khoa học, thiết kế chế tạo là trục dọc của ô tô không lệch quá so với hướng trục dọc lúc bắt đầu phanh hoặc cuối quá trình phanh thì ô tô vẫn nằm trong hành lang cho phép là 3,5m

Trong điều kiện sử dụng thì hệ thống phanh được kiểm tra định kỳ bằng

cách thử ở chế độ phanh nguội (chế độ 0) với tiêu chuẩn cụ thể được trình bày ở bảng 7.3 Tiêu chuẩn này được Bộ Giao thông vận tải Việt Nam ban hành năm 1995 Khi thử thì cho xe ô tô ở trạng thái không tải chạy trên

đường nhựa khô nằm ngang ở vận tốc bắt đầu phanh là 8,33m/s (30km/h), nếu đạt tiêu chuẩn ở bảng 7.3 thì cho phép lưu hành trên đường.

Bảng 7.2 Tiêu chuẩn hiệu quả phanh của ô tô chở khách (M), chở hàng (N)

7.3.1.2 Tiêu chuẩn về chất lượng phanh

Phương

tiện vận

chuyển

Loại ô tô (ký hiệu)

Tốc độ bắt đầu phanh v(km/h)

Lực trên bàn đạp phanh

Pb.đkhông lớn hơn (N)

Chế độ thử

Quãng đường phanh Sp không lớn hơn (m)

Gia tốc chậm dần ổn định jô.đkhông nhỏ hơn (m/s2)

Sp không lớn hơn (m)

jô.đkhông nhỏ hơn (m/s 2 )

Sp không lớn hơn (m)

jô.đ không nhỏ hơn (m/s 2 )

Ô tô chở

khách

M2 60 700 25,8 7 32,3 5,3 34,3 4,9 M3 60 700 32,1 6 40,1 4,5 42,7 4,1

Ô tô tải

N1 70 700 44,8 5,5 56 4,1 59,6 3,8 N2 50 700 25,0 5,5 31,3 4 33,3 3,7 N3 40 700 17,2 5,5 21,5 4 22,9 3,6

Trong đó :

M1 – Ô tô chở khách không quá 8 chỗ ngồi, không kể người lái

M2 – Ô tô chở khách hơn 8 chỗ ngồi, không kể người lái, trọng lượng toàn bộ ≤ 5 tấn

M3 – Ô tô chở khách, trọng lượng toàn bộ > 5 tấn.

N – Ô tô chở hàng

N1 – Ô tô chở hàng, trọng lượng toàn bộ ≤ 3,5 tấn

N2 – Ô tô chở hàng, trọng lượng toàn bộ từ 3,5 đến 12 tấn

N3 – Ô tô chở hàng, trọng lượng toàn bộ lớn hơn 12

N – Ô tô chở hàng

N1 – Ô tô chở hàng, trọng lượng toàn bộ ≤ 3,5 tấn

N2 – Ô tô chở hàng, trọng lượng toàn bộ từ 3,5 đến 12 tấn

N3 – Ô tô chở hàng, trọng lượng toàn bộ lớn hơn 12

Bảng 7.3 Tiêu chuẩn về hiệu quả phanh để cho phép ô tô lưu hành trên đường của nước Cộng hòa XHCN Việt Nam.

Loại ô tô

Quãng đường phanh không lớn hơn (m)

Gia tốc chậm dần cực đại không nhỏ hơn (m/s 2 )

- Ô tô con và các loại ô tô khác thiết kế trên cơ sở ô tô con 7,2 5,8

- Ô tô tải trọng toàn bộ nhỏ hơn 80kN và ô tô khách có chiều dài toàn bộ dưới 7,5m

7.3.1.3 Phương pháp tiến hành và dụng cụ thí nghiệm phanh ô tô trên đường

a.Đo quãng đường phanh

Dụng cụ thí nghiệm

Súng phun để đo quãng đường phanh :

Súng phun có thể làm việc trên nguyên lý phun đầy chất lỏng hoặc trên

nguyên lý phun bằng thuốc nổ Nguyên lý phun bằng chất lỏng có nhược điểm là áp suất phun

không cao và quán tính của cơ cấu cho nên độ chính xác thấp Điểm đánh dấu trên đường không rõ và không hội tụ.

Súng phun làm việc trên nguyên lý phun chất nổ, nhờ có áp suất khi nổ lớn cho nên độ chính xác cao, điểm đánh dấu trên đường hội tụ tốt và rất rõ.

Hính 7.1 Súng phun dấu thơi điểm bắt

Súng phun gồm có đầu phun 1, trong đầu phun có chứa viên thuốc nổ

và chất đánh dấu Đầu phun được gắn chặt với thanh 3 Thanh 3 có thể chuyển động lên xuống trong bộ phận kẹp chặt 4 và được cố định với bộ phận kẹp chặt bằng các bu lông Ở đầu phun có nến đánh lửa 2 Nến đánh lửa được nối bằng dây dẫn 6 với bộ tăng điện thế 5 Bộ tăng điện thế 5 được cung cấp diện từ ắc quy của ô tô qua dây dẫn 6.

 Tiến hành thí nghiệm

Người lái cho xe chạy với vận tốc như trong bảng 7.2 tức là :

Đối với xe tải : 40 -70 km/h.

Đối với xe khách : 60 - 80 km/h.

Khi người lái xe đạp chân lên bàn đạp phanh sẽ đóng cặp tiếp điểm nối kín mạch điện và ở nến điện sẽ phát sinh tia lửa điện làm cháy thuốc nổ gây áp suất cao đẩy chất đánh dấu xuống đường với tốc độ rất lớn

Nhờ vậy đánh dấu được chính xác vị trí của xe ở thời điểm bắt đầu phanh Khoảng cách đo được từ vị trí đánh dấu trên mặt đường đến vị trí của súng phun ở cuối quá trình phanh lúc xe dừng hẳn sẽ cho ta quãng đường phanh Đầu súng phun càng sát mặt đường thì độ chính xác càng cao Thường người

ta đặt đầu súng phun cách mặt đường 100 mm.

b Đo gia tốc chậm dần khi phanh

độ để chỉ gia tốc Thân của gia tốc kế có các núm cao su 3 hình côn để gắn gia tốc kế vào mặt phẳng của vỏ ô tô mà chúng ta muốn đo gia tốc Khi

ấn mạnh các núm cao su hình côn 3 vào bề mặt phẳng của ô tô thì dưới núm cao su sẽ là chân không, do đó ở phía ngoài của núm cao su sẽ có áp suất khí trời ép các núm cao su miết chặt vào mặt phẳng của ô tô, nhờ vậy mà giảm tốc kế được gắn chặt vào thân ô tô

Trên hình 7.3 trình bày giảm tốc kế loại thủy ngân Nó gồm bởi những ống thông nhau ở dưới có chứa thủy ngân và phía trên có chứa chất lỏng có mầu Các ống thủy tinh được đặt trong một vỏ hộp có mặt kính và đặt trên ô

tô ở tư thế nằm nghiêng Khi có giảm tốc thì thủy ngân ở bình 1 sẽ di chuyển

từ ống này sang ống kia và làm dịch chuyển mức chất lỏng ở các ống

nghiêng Sự dịch chuyển chất lỏng càng nhiều khi giảm tốc càng lớn Dịch chuyển chất lỏng trên ống 3 chỉ giảm tốc và trên ống này có thang đo đến 8 m/s 2 Ống 2 dùng để đo gia tốc và trên ống này cũng có thang đo kháctheo m/

s 2 Tiết diện của ống 2 nhỏ hơn tiết diện của ống 3.

Hình 7.2 Giảm tốc kế loại con lắc để đo gia tốc

chậm dần khi phanh.

1 Con lắc; 2 Hộp kín bằng nhựa; 3 Núm cao su.

Ở phía dưới của bình thông nhau 1 có thần eo lại (tiết diện nhỏ đi) với mục đích giảm chấn khi khối thủy ngân dịch chuyển Bình dự trữ 5 nhằm mục đích giảm ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt độ Hai ống 2 và 3 được

thông với nhau bằng một ống rất nhỏ 4 để khi ô tô không hoàn toàn nằm trên mặt phẳng ngang thì chất lỏng có mầu vẫn nằm ở mức ngang nhau tương ứng với vạch số 0.

Giảm tốc kế loại thủy ngân cho phép đo gia tốc chậm dần cực đại khi

phanh (chỉ số trên ống 3) hoặc đo gia tốc của ô tô (thí dụ khi khởi động hoặc khi chạy với gia tốc) theo chỉ số trên ống 2.

Hình 7.3 Giảm tốc kế loại thủy ngân.

1 Thủy ngân; , 2,3 Các chỉ số trên ống; 4 ống; 5 Bình dự

trữ.

 Tiến hành thí nghiệm

Người lái cho xe chạy với vận tốc như trong bảng 7.2 tức là :

Đối với xe tải : 40 -70 km/h.

Đối với xe khách : 60 - 80 km/h.

Đo với gia tốc kế loại con lắc thì ta tiến hành gắn các núm cao su 3 của con lắc vào mặt phẳng của vỏ ô tô, và phải lắp đặt sao cho con lắc nằm ở vị trí thẳng đứng và kim chỉ lúc đầu đúng vào vạch 0 Giảm tốc kế loại con lắc cho phép đo gia tốc chậm dần cực đại khi phanh.

Đo với gia tốc kế loại thủy ngân khi có giảm gia tốc thì thủy ngân ở bình

1(hình 7.3) sẽ di chuyển từ ống này sang ống kia và làm dịch chuyển mức chất lỏng ở các ống nghiêng Giản tốc kế thủy ngân cho phép đo gia tốc chậm dần cực đại khi phanh (số chỉ trên ống 3) hoặc đo gia tốc của ô tô theo số chỉ trên ống 2.

c Do quãng đường phanh

Dụng cụ thí nghiệm

Bánh xe số 5 là bánh xe được gắn thêm vào ô tô mà trên đó có đặt cảm biến

để đo tốc độ của ô tô lúc bắt đầu phanh và cảm biến đóng mở (bộ tiếp điểm)

để xác định quãng đường phanh của ô tô.

Trên hình 7.4 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.

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.

Hình 7.4 Bánh xe số 5 và lắp đặt nó với ô tô.

1 cảm biến đo tốc độ; 2 Cảm biến đóng mở đếm số

vòng quay của bánh xe số 5

 Trình tự thí nghiệm

Trước khi thí nghiệm ta cần phải xác định trước tỷ lệ xích của các thông số ghi trên băng giấy của máy ghi sóng.

Người lái gài số và cho xe chạy với vận tốc như sau :

Đối với xe tải : 40 - 70 km/h.

Đối với xe tải : 40 -70 km/h.

GT LĐ

Quãng đường phanh (m)

Gia tốc chậm dần khi phanh (m/s 2 )

Vận tốc bắt đầu phanh (km/h)

7.3.1.4 Thí nghiệm phanh trên bệ thử

Khi thí nghiệm phanh trên bệ thử người ta xác định lực phanh hoặc mô men phanh sinh ra ở các bánh xe và không đồng đều lực phanh hoặc mô men phanh trên cùng một trục Ngoài ra bệ thử còn cho phép đo thời gian chậm tác dụng của dẫn động phanh ở từng bánh xe.

Hình 7.5 Sơ đồ bệ thử loại con lăn để thử phanh.

1 Bánh xe ô tô; 2 Con lăn; 3.động cơ điện; 4.lực kế.

Khi thử phanh trên bệ trong kiểm tra định kỳ thì tổng lực phanh ở các bánh xe phải lớn hơn hoặc bằng 50% trọng lượng của ô tô và độ sai lệch lực phanh trên cùng một trục không được vượt quá 20% so với lực phanh lớn nhất ở trên trục đó.

Để giảm tiêu hao công suất trong kiểm tra phanh định kỳ (vì kiểm tra phanh định kỳ được tiến hành đại trà cho tất cả ô tô lưu hành trong sử dụng

và số lượng này rất lớn) thì tốc độ tiếp tuyến của các con lăn (tương ứng với tốc độ chuyển động tịnh tiến của ô tô) thường có giá trị thấp từ 4 ÷ 6 km/h.

a.Dụng cụ thí nghiệm

Bệ thử con lăn là thiết bị dùng để thí nghiệm phanh (hình 7.5).

Bệ thử gồm có động cơ điện 3 dẫn động các con lăn 2 bộ phận đo lực 4 Bề mặt con lăn có các gân hoặc có độ nhám đảm bảo hệ số bám giữa con lăn và lốp xe không nhỏ hơn 0,65 ÷ 0,70 Loại bệ thử này được dùng nhiều trong kiểm tra phanh định kỳ.

b Trình tự thí nghiệm

Kiểm tra các dụng cụ thí nghiệm trước khi tiến hành thí nghiệm.

Người lái cho xe vào bệ thử, khi đó bánh xe sẽ được đặt lên con lăn 2

Tiến hành khởi động động cơ điện 3, khi đó động cơ điện dẫn động các con lăn 2 và qua ma sát làm quay các bánh xe ô tô 1

Khi có hiệu lệnh của người điều khiển, người lái xe tiến hành đạp bàn đạp phanh Khi phanh thì các bánh xe sẽ cản trở sự quay của các con lăn 2, do

đó sinh ra mô men phản lực được đo bằng các lực kế 4 Mô men phản lực

tỷ lệ thuận với mô men phanh sinh ra trên bánh xe.

Ta tiến hành đo lần lượt lực phanh cho các bánh xe.

Khi thử phanh trên bệ trong kiểm tra định kỳ thì tổng lực phanh ở các bánh

xe phải lớn hơn hoặc bằng 50% trọng lượng của ô tô và có độ sai lệch lực phanh trên cùng một trục không được vượt quá 20% so với lực phanh lớn nhất ở trên trục đó.

c Kết quả thí nghiệm

Lực phanh (kN) Lần 1 Lần 2 Lần 3 GTTB Cầu trước

Bánh xe trước bên trái

Bánh xe trước bên phải

Cầu sau Bánh xe trước bên trái

Bánh xe trước bên phải