Giáo trình Thí nghiệm ô tô

Chương I NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ THÍ NGHIỆM Ô TÔ 1.1 Các loại thí nghiệm điều kiện thí nghiệm ô tô 1.1.1 Phân loại thí nghiệm ô tô Thí nghiệm ô tô phân loại theo nhiều dấu hiệu khác * Theo đối tượng thí nghiệm là: Thí nghiệm toàn ô tô thí nghiệm tổng thành cụm riêng biệt Khi chế tạo loại ô tô cải biến loại ô tô có người ta tiến hành thí nghiệm ô tô mẫu, thí nghiệm ô tô sản xuất công nghiệp loạt thí nghiệm ô tô sản xuất hàng loạt * Theo mục đích thí nghiệm gồm: Thí nghiệm ô tô theo công dụng, thí nghiệm để xác định tác động môi trường xung quanh đến ô tô (nhiệt độ, độ ẩm, đường, xạ, mặt trời, rung động), thí nghiệm xác định tính chất khai thác ô tô (thí nghiệm để xác định tính chất kéo, tính chất phanh, tính kinh tế nhiên liệu), thí nghiệm ô tô theo độ tin cậy v.v… * Theo vị trí thí nghiệm gồm: Thí nghiệm phòng, thí nghiệm bãi thử thí nghiệm đường Thí nghiệm phòng thí nghiệm nhận thông tin có độ xác cao thời gian thí nghiệm ngắn Trên bãi thử ô tô chịu tác động tổ hợp tác nhân bên gần giống với khai thác Tuy nhiên thí nghiệm bãi thử thường có hiệu với số cụm định ô tô Các thông tin nhận đáng tin cậy ta thí nghiệm ô tô đường điều kiện khai thác thực tế Thường dạng thí nghiệm tốn khó khăn * Theo thời gian thí nghiệm phân thành: thí nghiệm nhanh thí nghiệm bình thường Mức độ nhanh thí nghiệm đặc trưng tỷ số thời gian thí nghiệm với thời gian khai thác để nhận thông tin 1.1.2 Các điều kiện chung để thí nghiệm Nhiên liệu vật liệu bôi trơn sử dụng thí nghiệm phải chủng loại quy định nhà chế tạo, chất lượng chúng phải bảo đảm Bảo dưỡng kỹ thuật ô tô suốt trình thí nghiệm phải theo quy định nhà sản xuất quy chế hành bảo dưỡng kỹ thuật sửa chữa Điều kiện khí hậu ảnh hưởng đến ổn định kết đo thí nghiệm đường Để xác định đa số tiêu khai thác – kỹ thuật nên tiến hành thí nghiệm điều kiện thời tiết khô, nhiệt độ không khí ÷ 25oC, tốc độ gió không lớn m/s Tốc độ hướng gió ghi vào biên thí nghiệm Chế độ nhiệt động tổng thành khác thí nghiệm phải nằm giới hạn ghi hướng dẫn sử dụng Để đảm bảo chế độ nhiệt theo quy định thường cho xe chạy quãng đường Thời gian điều kiện chạy xe ghi phương pháp thí nghiệm Chế độ nhiệt tổng thành kiểm soát sát xao Chế độ tải trọng ghi rõ chương trình thí nghiệm Đối với ô tô có hai chế độ tải trọng bản: đầy tải không tải Các ô tô có tính thông qua cao thí nghiệm đường xấu cho phép giảm tải chuyên chở Khi thí nghiệm ô tô thường sử dụng chế độ tải trọng không đầy đủ tương ứng với trọng lượng lái xe hai hành khách với tư trang họ Đối với ô tô buýt nội thành ngoại thành, hai chế độ tải trọng kể có chế độ tải tức thời ứng với cao điểm Khi tiến hành thí nghiệm phải đảm bảo nghiêm ngặt an toàn cho người, ô tô thiết bị thí nghiệm 1.2 Đo lường thí nghiệm ô tô 1.2.1 Các khái niệm định nghĩa Thí nghiệm ô tô gắn liền với việc đo lường nhiều đại lượng vật lý, học, nhiệt học, hóa học hay âm học Số lượng đại lượng lớn nhiều lần số lượng đại lượng từ điện Các thiết bị đo đại không tác dụng lên giác quan người, mà tự động thu thập số liệu, truyền số liệu xa, tính toán tham gia người Do với quan điểm kỹ thuật trình đo, thiết bị đo đại biến đổi thông tin giá trị đại lượng cần đo thành dạng thích hợp với người hay máy móc Dạng biến đổi thích hợp dạng đại lượng điện Khi hoạt động việc truyền đi, ghi lại, tính toán hay điều khiển dùng thiết bị điện tiêu chuẩn Những thiết bị có nhiều ưu điểm quan trọng: có dải đo rộng, có độ nhậy lớn đo đại lượng mà phương pháp khác đo Có dải tần số rộng đo đại lượng không đổi hay biến đổi chậm mà đo đại lượng biến đổi nhanh Có khả đo từ xa lúc đo nhiều đại lượng khác số lượng tính chất, cho phép tính toán kết dùng chúng để điều khiển trình khác Có khả liên hợp thiết bị đo điều khiển tự động khối thiết bị điện kiểu Bất kỳ thiết bị đo kênh nhận, biến đổi thông tin giá trị đại lượng cần đo tạo mạch nối tiếp chuyển đổi đo Cơ cấu thực quan hệ hàm đơn trị đại lượng với đại lượng khác gọi chuyển đổi đo Dụng cụ đo đại lượng không điện thường gồm ba phận độc lập: cảm biến, thiết bị đo thị Chúng cấu tạo riêng rẽ phận nối với dây dẫn đường dây thông tin khác Cảm biến tập hợp mặt cấu tạo nhiều chuyển đổi, bố trí đối tượng đo Do yêu cầu điều kiện sử dụng đối tượng đo thường khắt khe (thiếu chỗ bố trí, nhiệt độ cao, rung động, bụi bẩn…) nên điểm cần đo thường bố trí số tối thiểu chuyển đổi đo để nhận thông tin giá trị đại lượng cần đo, biến thành dạng thuận tiện cho việc truyền xa Phần lại dụng cụ (mạch đo, khuyếch đại, nguồn…) thường gọi thiết bị đo, chế tạo thành phận độc lập, bố trí chỗ thuận lợi không làm nặng thêm đối tượng đo Bộ phận thị loại báo (có thang đo kim chỉ), loại tín hiệu (tác động vị trí xác định báo ánh sáng, âm thanh) tự ghi Bộ phận cần đặt vị trí thuận lợi cho việc quan sát Trong số trường hợp để sử dụng phương pháp đo điện phải sử dụng phần tử nhạy cảm Phần tử nhạy cảm có tác dụng biến đại lượng cần đo thành đại lượng khác mà cảm biến sơ cấp tiếp nhận 1.2.2 Các yêu cầu chung thiết bị đo Thiết bị đo dùng cho thí nghiệm cần đảm bảo yêu cầu sau đây: - Đảm bảo độ xác cần thiết cho thí nghiệm - Không bị ảnh hưởng rung động, điều cần thiết thí nghiệm đường - Đặc tính thiết bị đo cần phải tuyến tính gần với tuyến tính suốt phạm vi đo - Trọng lượng kích thước nhỏ để đặt ô tô Điều quan trọng thí nghiệm đường - Không bị ảnh hưởng khí hậu thời tiết 1.3 Các thiết bị dùng thí nghiệm ô tô 1.3.1 Cầu đo a/ Sơ đồ nguyên lý cầu đo cân Cầu đo gồm điện trở R1 , R2 , R3 , R4 gọi nhánh cầu Trên nhánh chéo cầu cung cấp điện U, nhánh chéo khác mắc dụng cụ đo có điện trở bên R4 Trên nhánh cầu với điện trở R1 R2 có dòng điện I I chạy qua, nhánh điện trở R3 R4 có dòng điện I đ chạy qua, dòng điện chạy qua dụng cụ đo Hình 1.1 Sơ đồ cầu đo Đối với mạch gồm máy phát U điện trở R1 R4 ta có: R1 I + R ( I − I đ ) = U (1) Đối với mạch gồm máy phát U điện trở R2 R3 ta có: R I + R3 ( I + I đ ) = U (2) Từ (1) (2) ta có: I1 = U + R4 I đ U − R3 I đ I2 = R1 + R4 R + R3 (3) Xét mạch vòng R1 , Rđ R2 ta có: R1 I + R đ I đ − R I = (4) Thay (3) vào (4) ta có: Iđ = U ( R R − R1 R3 ) Rđ ( R1 + R )( R + R3 ) + R1 R ( R + R3 ) + R R3 ( R1 + R ) (5) Từ biểu thức (5) ta thấy I đ = giá trị điện trở R1 , R2 , R3 , R4 tuân theo điều kiện sau: R R − R1 R3 = (6) Khi I đ = cầu đo gọi cân b/ Phương pháp dán cảm biến dây điện trở lên chi tiết cần đo Trên hình 1.2 trình bày phương pháp dán cảm biến dây điện trở hợp lý để đo lực kéo mô men uốn đàn hồi Hình 1.2 Sơ đồ dán cảm biến dây điện trở để đo lực kéo mô men uốn a) nhánh làm việc có bù trừ nhiệt độ; b),c) hai nhánh làm việc có bù trừ nhiệt độ; d) bốn nhánh làm việc có bù trừ nhiệt độ Theo sơ đồ 1.2a (đo lực kéo) có nhánh làm việc R1 (nhánh đo) cảm biến bù trừ nhiệt R4 dán thẳng góc với phương tác dụng lực kéo P Ngoài việc bù trừ ảnh hưởng nhiệt độ, dán cảm biến R4 theo vị trí bù trừ mát độ nhạy nhánh làm việc cảm biến bị biến dạng theo chiều ngang Dán cảm biến theo sơ đồ hình 1.2b tăng đồ nhạy lên lần có cảm biến bù trừ nhiệt Ngoài sơ đồ bù trừ ảnh hưởng bị uốn Khi đo mô men uốn theo sơ đồ hình 1.2c cảm biến R1 dán mặt bị kéo thanh, cảm biến R4 dán mặt bị nén Sơ đồ tăng độ nhạy lên lần so với sơ đồ có nhánh làm việc có bù trừ nhiệt độ Trên sơ đồ hình 1.2d tất nhánh làm việc có bù trừ nhiệt độ, độ nhạy tăng lên lần c/ Phương pháp mắc cảm biến vào sơ đồ đo Hình 1.3 Sơ đồ mắc cảm biến vào cầu đo để đo lực kéo 1: kéo, 2: cảm biến dây điện trở, 3: mạch cầu, 4: máy khuyếch đại, 5: máy ghi sóng 1.3.2 Đo lực mô men Hình 1.4 Bàn đo lực để đo phản lực pháp tuyến bánh xe a) sơ đồ điện; b) sơ đồ thiết bị đo 1: thép phẳng, 2: đồng hồ đo; 3: giá đỡ; 4: đòn, 5: truyền lực, 6: phần tử nhạy cảm, 7: bệ đỡ, 8: chốt điều chỉnh, 9: giá, 10: chốt Người ta dùng bàn đo lực (hình 1.4) để đo phản lực pháp tuyến bánh xe ô tô Tải trọng từ bánh xe truyền cho (1), (1) lại tỳ lên phần tử nhạy cảm (6) thông qua chốt điều chỉnh (8) Các phần tử nhạy cảm có hình dáng dầm chống uốn đặt tự giá (9) bệ (7) Các chốt (10) giữ cho (1) không bị lật Phản lực xác định tenzô R1 , R4 đặt phần tử nhạy cảm lực kế (2) Kết cấu phần tử nhạy cảm sơ đồ nối tenzô bảo đảm cho kết đo không phụ thuộc vào vị trí đặt tải trọng phạm vi (1) Cơ cấu đo khí gồm (5), đòn (4), đồng hồ (2) giá đỡ (3) dùng để đo trực tiếp để hiệu chỉnh thiết bị đo điện 1.3.3 Đo áp lực Khi thí nghiệm ô tô thường phải đo áp lực chất lỏng chất khí Để đo áp lực động phải dùng chuyển đổi có phần tử nhạy cảm Khi áp lực thay đổi chậm (với tần số không lớn 1hz) người ta dùng chuyển đổi áp lực có phần tử nhạy cảm dạng ống áp kế (hình 1.5) Hình 1.5 Ống áp kế Hình 1.6 Sơ đồ dán tenzô lên ống thành mỏng Ở bề mặt bên ống có dán tenzô nối theo sơ đồ bán cầu Ống áp kế có quán tính lớn nên dùng để đo trình thay đổi nhanh, ví dụ áp lực chất lỏng hệ thống phanh thủy lực đo chuyển đổi Khi tần số thay đổi áp lực độ vài hz người ta dùng phần tử nhạy cảm có dạng ống thành mỏng, đường kính ống thành mỏng chọn đường kính ống áp lực, chiều dày thành cố gắng nhỏ theo điều kiện bền Trên phần tử nhạy cảm có dán tenzô (2), (5) (hình 1.6), thiết bị dùng để đo áp lực chất lỏng chất khí có lưu lượng nhỏ không đổi, ví dụ áp lực khí nén dẫn động phanh 1.3.4 Đo quãng đường tốc độ Để đo quãng đường ô tô dùng đồng hồ dẫn động từ hệ thống truyền lực Xong phương pháp không xác bánh xe ô tô bị trượt truyền lực mô men Ngoài bán kính lăn bánh xe thay đổi phụ thuộc vào tải trọng, vào áp lực lốp mòn lốp Vì thí nghiệm ô tô để đo quãng đường tốc độ người ta dùng bánh xe số với tốc kế máy phát Hình 1.7 Sơ đồ nguyên lý đo tốc độ bánh xe số 1: bánh xe số 5, 2: hộp giảm tốc, 3: đĩa, 4: đèn, 5: cảm biến quang, 6,7: đếm Tốc kế máy phát dòng điện xoay chiều gồm vỏ, vỏ có lõi thép cuộn dây đấu nối tiếp Bánh xe (1) nối với ô tô thí nghiệm khớp cầu Điều cho phép bánh xe dao động với ô tô Để tránh cho bánh xe nhấc khỏi mặt đường người ta dùng giảm chấn Quãng đường xác định máy đến xung góc quay bánh xe Khi vị trí lỗ bóng đèn tế bào quang điện nằm đường thẳng tế bào nhận ánh sáng máy đếm đến xung Dựa vào số xung đếm máy tính quãng đường vận tốc ô tô thí nghiệm 1.3.5 Đo gia tốc Gia tốc chuyển động thẳng ô tô ghi gia tốc kế (hình 1.8) Gia tốc kế có trọng khối (3) đặt thân (1) lò xo (2) giảm chấn không khí gồm xy lanh (7) nối với khung piston (8) Con chạy (4) phân áp (6) nối cứng với trọng khối (3) a.q B A t.h Hình 1.8 Sơ đồ gia tốc kế Khi ô tô chuyển động sức căng lò xo nhau, trọng khối (3) nằm vị trí trung gian Nếu ô tô chuyển động có gia tốc hướng theo trục AB trọng khối (3) dịch chuyển Độ dịch chuyển trọng khối gia tốc thay đổi tỉ lệ với gia tốc Con chạy phân áp (6) dịch chuyển thay đổi trị số tín hiệu đầu Phân áp (5) dùng để cân cầu đo trọng khối vị trí trung gian 1.3.6 Đo nhiệt độ Việc lựa chọn dụng cụ đo nhiệt độ phụ thuộc vào khoảng nhiệt độ công tác tổng thành nghiên cứu Để đo nhiệt độ từ 120 ÷ 1500C dùng nhiệt kế chất lỏng Chất công tác sử dụng nhiệt kế chất khí (nitơ, hêli), chất lỏng sôi nhiệt độ thấp chất lỏng bị đốt nóng tăng đáng kể thể tích (thủy ngân, rượu mêtilich) Nhiệt kế có độ xác cao đo nhiệt độ ổn định có quán tính lớn Để đo nhiệt độ 300 ÷ 3500C người ta dùng nhiệt điện trở dây dẫn nhiệt điện trở bán dẫn Nhiệt điện trở bán dẫn có độ nhạy điện trở cao nhiều so với nhiệt điện trở dây dẫn, xong có nhược điểm không ổn định (độ lệch đến 20%) 10 Khi thí nghiệm hộp số bệ thử nói xác định trạng thái nhiệt thông qua việc đo nhiệt độ dầu bôi trơn, theo dõi thời gian làm việc liên tục khoảng tăng nhiệt độ từ 40 ÷ 120oC chế độ công suất động cực đại b) Thí nghiệm đăng Khi thí nghiệm truyền động đăng cần xác định độ bền tĩnh, độ bền lâu số vòng quay nguy hiểm Trước thí nghiệm cần kiểm tra cân trục đăng thiết bị chuyên dùng Khi thí nghiệm đăng độ bền tĩnh bệ thử người ta nối cứng đầu trục đăng, đầu lại nối với hộp giảm tốc động điện tỷ số truyền hộp giảm tốc chọn theo điều kiện giới hạn Trường hợp thứ xác định mô men xoắn phá hủy trường hợp thứ hai kiểm tra biến dạng trục Khi thí nghiệm đăng độ bền lâu bệ thử, chương trình chất tải phải kể đến ảnh hưởng mô men xoắn, số vòng quay, góc lệch trục dịch chuyển dọc trục Hiện thường sử dụng bệ thử với dòng công suất kín để thí nghiệm đăng độ bền lâu (hình 4.6) Hình 4.6 Sơ đồ thí nghiệm đăng độ bền lâu Dòng công suất kín tạo trục đăng (3), hộp giảm tốc (2) dẫn động quay nhờ động điện (1) Hệ chất tải hai xi lanh quay (8) (một xi lanh tạo tải trọng tần số thấp, tần số cao) Các góc lệch trục thay đổi nhờ xi lanh thủy lực (7) Sự dịch chuyển dọc trục truyền động đăng thực 50 xi lanh thủy lực (5) Để kiểm tra hoạt động bệ thử người ta dùng thiết bị đo mô men xoắn (4) số vòng quay (6) Trạng thái giới hạn truyền động đăng đánh giá theo độ mòn mặt tiếp xúc biểu phá hủy chúng 4.2.4 Thí nghiệm cầu chủ động a) Xác định độ cứng cầu chủ động Độ cứng vỏ cầu thường kiểm tra riêng theo hai phần: vỏ truyền lực vỏ cầu chủ động Độ cứng vỏ cầu chủ động kiểm tra trạng thái tĩnh (hình 4.7a) Khi kiểm tra người ta đặt lực tĩnh thẳng đứng tác dụng vào vị trí bắt nhíp Giá trị lực thường chọn tải trọng tĩnh thực tế tác dụng lên vỏ cầu Sau dùng đồng hồ so đo số điểm sơ đồ Hình 4.7 Sơ đồ thiết bị để xác định độ cứng phần tử cầu chủ động a) vỏ cầu chủ động; b) vỏ truyền lực Khi kiểm tra độ cứng vỏ truyền lực người ta tác dụng mô men xoắn vào trục chủ động, vỏ truyền lực bán trục kẹp chặt với khung bệ thử, sau dùng đồng hồ so đo số điểm hình 4.7b b) Thí nghiệm độ bền tĩnh cầu chủ động Khi xác định độ bền tĩnh phần truyền lực cầu chủ động, bán trục kẹp chặt, tăng từ từ mô men xoắn truyền đến trục chủ động truyền lực khâu yếu bị phá hủy Trên hình 4.8 trình bày sơ đồ bệ thử để xác định độ bền tĩnh cầu chủ động Bệ thử bao gồm: động điện (2) truyền chuyển động đến trục chủ động cầu thí nghiệm (1) qua truyền đai (3), hộp giảm tốc (4), truyền bánh vít 51 trục vít (5), đăng (8) Khung cân đồng hồ đo (7) dùng để xác định giá trị mô men xoắn tác dụng vào cầu chủ động cầu thí nghiệm Hình 4.8 Sơ đồ bệ xác định độ bền tĩnh cầu chủ động Trong trường hợp cần xác định độ bền uốn vỏ cầu cần tăng dần tải trọng thẳng đứng tác dụng lên mặt bích bắt nhíp Để kiểm tra chất lượng mối hàn vỏ cầu cần thí nghiệm theo tải trọng xoắn c) Thí nghiệm tuổi thọ cầu chủ động Khi thí nghiệm cầu chủ động tuổi thọ cần xác định độ bền lâu bánh truyền lực chính, ổ bi truyền lực bánh xe, chi tiết vi sai, bán trục, phớt chắn dầu dầm cầu chủ động Nguyên nhân chủ yếu ảnh hưởng đến tuổi thọ truyền lực khả làm việc cặp bánh côn xoắn Chế độ làm việc cặp bánh phụ thuộc vào giá trị mô men tác dụng khoảng số vòng quay chúng Khi lập chương trình thí nghiệm tuổi thọ cầu chủ động cần ý đến đặc điểm phá hủy bánh Sơ đồ chung bệ thí nghiệm cầu chủ động tuổi thọ trình bày hình 4.9 52 Hình 4.9 Sơ đồ chung bệ thí nghiệm truyền lực độ bền lâu Động điện (1) qua trục đăng (3) kéo quay truyền lực thí nghiệm (4) Mô men xoắn trục đăng kiểm tra thiết bị đo mô men (2) Phanh cảm ứng (6) nối với bán trục cầu chủ động đai truyền (5) Mô men hãm thay đổi theo chương trình chọn kiểm tra thiết bị đo (7) Trước thí nghiệm cần chạy rà cầu chủ động không tải với tải trọng nhỏ khoảng vài 4.3 Thí nghiệm hệ thống treo, bánh xe hệ thống điều khiển 4.3.1 Thí nghiệm hệ thống treo Thí nghiệm độ bền lâu phận đàn hồi Bộ phận đàn hồi hệ thống treo thường nhíp hay lò xo trụ Khi thí nghiệm độ bền lâu nhíp bệ thử cần chọn chương trình thí nghiệm hợp lý Cơ sở để lập chương trình thí nghiệm chế độ tải trọng thực tế Trong trình ô tô chuyển động, tải trọng tác dụng lên nhíp phức tạp Nó chịu uốn tác dụng tải trọng thẳng đứng, chịu kéo, nén ảnh hưởng lực kéo lực phanh, chịu xoắn cầu bị cong tương đối so với khung thùng xe bị nghiêng Để tạo tất loại tải trọng tác dụng lên nhíp phức tạp, nên nhiều trường hợp người ta quan tâm đến tải trọng thẳng đứng ảnh hưởng đến độ bền lâu nhíp chủ yếu 53 Các loại bệ thử với hệ thống chất tải thẳng đứng khí thủy lực sử dụng rộng rãi Nhíp kẹp bệ thử giống vị trí bắt ô tô Các bệ thử cần có thiết bị điều chỉnh lực tác dụng tần số dao động theo yêu cầu Thí nghiệm kết thúc xuất vết nứt nhíp Trên hình 4.10 trình bày sơ đồ bệ thí nghiệm độ bền lâu nhíp với dẫn động thủy lực Thiết bị chất tải bệ thử bơm thủy lực (8), van phân phối (7) xi lanh thủy lực hai chiều (2) Thiết bị chất tải điều khiển khối so sánh (5) Tại đây, tín hiệu truyền đến từ thiết bị chương trình (6) so sánh với tín hiệu ghi đo lực tác dụng lên nhíp thí nghiệm (1) Từ kết so sánh điều khiển làm việc thiết bị chất tải theo yêu cầu giá trị tải trọng chu kỳ tác dụng Hình 4.10 Sơ đồ bệ thí nghiệm độ bền lâu nhíp dẫn động thủy lực 4.3.2 Thí nghiệm lốp bánh xe a) Xác định tính đàn hồi chống rung lốp Tính đàn hồi tính rung lốp đánh giá độ cứng độ chống rung Độ cứng độ chống rung lốp có ảnh hưởng đáng kể đến độ êm dịu chuyển động ô tô Do vậy, thực tế người ta thường quan tâm đến độ cứng độ chống rung động lực học lốp Các giá trị độ cứng trạng thái động xác định ghi dao 54 động tự tắt dần lốp với kích thích nhân tạo bệ thử mặt đường Dao động lốp trường hợp thường có dạng hình 4.11 ψ ψi ψi+1 t T Hình 4.11 Đồ thị dao động bánh xe lốp Độ cứng động lực học độ chống rung lốp xác định bệ thử hình 4.12 Bệ bao gồm: dầm (2), đặt bánh xe với lốp thí nghiệm (3) khối nặng (6) Tất quay quanh điểm tựa O Khi thí nghiệm, hệ thống nâng lên hạ xuống nhờ xi lanh thủy lực (5) Dao động trục bánh xe quanh tâm O ghi lại thiết bị (4) Trong trường hợp này, độ cứng độ chống rung động lực học tính theo công thức: ψ   4π + ln i J ψ i +1 C đ = 2c   L0 T         ψi ψ i +1 L0 T J c ln Kđ = Trong đó: C đ , K đ : độ cứng độ chống rung động lực học lốp J c : mô men quán tính hệ thống với trục lăn O ψ i ,ψ i +1 : biên độ dao động góc trục bánh xe trục lắc bệ thử T : chu kỳ dao động 55 L0 : khoảng cách từ trục lắc đến trục bánh xe Các giá trị T ,ψ i ,ψ i +1 xác định từ biểu đồ dao động lốp bánh xe ghi thí nghiệm o L0 Hình 4.12 Thiết bị xác định độ cứng độ chống rung lốp phòng thí nghiệm b) Thí nghiệm lốp độ bền lâu Độ bền lâu lốp phụ thuộc vào nhiều yếu tố: tải trọng, nhiệt độ, độ ẩm, kết cấu, điều kiện sử dụng bảo quản…Việc tính toán lý thuyết gần Do cần nghiên cứu thực nghiệm lốp chế độ bền lâu có ý nghĩa đặc biệt quan trọng việc nghiên cứu chế tạo tìm biện pháp sử dụng để nâng cao tuổi thọ lốp Trong trình sử dụng lốp thường bị hư hỏng mòn mặt lốp lớp mành lốp bị phá hủy Thông thường mòn mặt lốp nguyên nhân làm giảm tuổi thọ lốp Hiện nay, bệ thử độ bền lâu lốp với mặt tựa dạng lăn làm việc mặt (hình 4.13) sử dụng rộng rãi 56 Hình 4.13 Sơ đồ bệ thử độ bền lâu lốp Bệ thử gồm: Bánh xe với lốp thí nghiệm lắp đòn ép chặt với lăn lực nén từ xi lanh thủy lực hay khí nén Bề mặt lăn tạo dạng giống với độ mấp mô mặt đường, bệ thử dẫn động quay từ động điện Nếu thay đổi chất tải cho bệ thử theo chương trình lập, xác định độ bền lâu theo hao mòn phá hủy lốp Khi thí nghiệm bệ thử phải ý đảm bảo áp suất lốp áp suất định mức, số vòng quay lăn chọn cho nhiệt độ lốp không vượt nhiệt độ lớn xuất điều kiện sử dụng, chế độ tải trọng tác dụng lên lốp chọn theo kết sử lý thống kê tải trọng tác dụng thực tế 4.3.3 Thí nghiệm hệ thống lái Thí nghiệm cấu lái mòn Khi thí nghiệm cấu lái mòn, chế độ thí nghiệm chọn sau: - Số vòng quay trục lái chọn số vòng quay lớn xuất sử dụng (gần vòng/giây) - Lực đặt lên vành tay lái 35% ÷ 40% lực cực đại tác dụng lên quay vòng ô tô chỗ 57 - Đòn quay đứng lắc với góc độ cực đại 10 12 13 11 14 Hình 4.14 Sơ đồ bệ thí nghiệm cấu lái mòn Trên hình 4.14 trình bày sơ đồ bệ thí nghiệm cấu lái mòn Chuyển động quay trục lái truyền từ động điện (1), qua hộp giảm tốc hành tinh (2), hộp giảm tốc đảo chiều (3) truyền bánh côn (11) Trên trục (4) đặt bánh côn (6) (7), khớp nối điện từ (5) (8) để thực chuyển động đảo chiều Các bánh (6) (7) ăn khớp với bánh (9) để thực chuyển động lắc Trục (10) nối với trục (12) qua truyền (11) Trục (13) cấu lái thí nghiệm hãm phanh thủy lực (14) 4.3.4 Thí nghiệm hệ thống phanh a) Thí nghiệm cấu phanh Khi thí nghiệm đường độ bền lâu cấu phanh, người ta theo dõi hao mòn má phanh theo hành trình xe chạy Để giảm bớt thời gian thí nghiệm chọn trước đoạn đường phanh tiến hành phanh gấp liên tục Sau đo độ dày má phanh điểm chọn trước Căn vào giá trị đo đạc xây dựng quan 58 hệ độ mòn má phanh với quãng đường chạy, từ xác định độ bền giả định má phanh Hình 4.15 Sơ đồ bệ quán tính thí nghiệm cấu phanh 1: động điện, 2: truyền bánh răng, 3: bánh đà quán tính, 4: thiết bị đo mô men, 5: cấu phanh, 6: khớp nối, 7: đồng hồ đo áp lực dẫn động phanh, 8: xy lanh phanh Để thí nghiệm riêng rẽ cấu phanh người ta sử dụng bệ thử kiểu quán tính (hình 4.15) Nhờ có bánh đà (5) bệ thử cho phép mô trình phanh thực tế Toàn hệ thống đảm bảo tính tương đương ma sát xuất cấu phanh thí nghiệm b) Thí nghiệm dẫn động phanh Khi thí nghiệm đường người ta đánh giá chất lượng hệ thống dẫn động phanh chủ yếu theo quan hệ lực tác dụng lên bàn đạp với áp suất chất lỏng hay khí nén hệ thống dẫn động Lực tác dụng lên bàn đạp đo cảm biến biến dạng hay lực kế Áp suất môi chất công tác hệ thống dẫn động (trong đường ống, phận cường hóa, phận điều hòa lực phanh…) đo đồng hồ đo áp suất Đường đặc tính thường xây dựng với tải trọng thay đổi theo mức tải trọng thay đổi liên tục Trong trường hợp thứ người ta chia khoảng tải trọng từ đến giá trị cực đại cho phép loại ô tô thành mức 59 có bước nhảy chừng 100N, mức thời gian tác dụng trì không nhỏ giây Trong trường hợp thứ tải trọng tăng dần cho thời gian tăng tải trọng từ đến cực đại không nhỏ 10 giây Ngoài chất lượng hệ thống phanh đánh giá tụt áp hệ thống dẫn động phanh khí nén động không làm việc, tụt áp rò rỉ dầu phanh hệ thống phanh thủy lực 4.4 Thí nghiệm khung vỏ cabin 4.4.1 Thí nghiệm bệ thử a) Thí nghiệm bệ thử với tải trọng tĩnh Thí nghiệm khung, vỏ bệ thử với tải trọng tĩnh phương pháp đơn giản, đủ xác để kiểm tra độ bền độ cứng Mục đích phương pháp thí nghiệm đánh giá khả chịu lực cụm kết cấu, phát đoạn mối nối yếu để tìm cách xử lý gia cường hay thay đổi kết cấu Tải trọng thẳng đứng gây uốn chuyển vị khung, vỏ, cabin (khối lượng treo, hành khách, hành lý…phân bố theo chiều dài) Để dễ phát đoạn kết cấu yếu thí nghiệm người ta sử dụng hệ số tải Với xe du lịch xe khách chọn khoảng ÷ 3,5; với xe ô tô vận tải chọn khoảng 3,5 ÷ 4,5 60 Hình 4.16 Sơ đồ thí nghiệm tĩnh khung vỏ xe a) tải trọng thẳng đứng; b) tải trọng gây xoắn Trên hình 4.16a trình bày sơ đồ thí nghiệm tĩnh khung vỏ xe du lịch với tải trọng thẳng đứng Theo phương pháp lực tổng cộng tác dụng lên khung vỏ PΣ thay lực tập trung P1 , P2 , P3 , P4 Các lực gây uốn khung vỏ mặt phẳng thẳng đứng Độ cứng toàn kết cấu đánh giá theo chuyển vị khung vỏ, biến dạng ô cửa kính, cửa vào…Các chuyển vị nêu đo đồng hồ so đặt đế bệ thử với vạch chia từ 0,01 ÷ 0,02mm Từ kết nhận được, xây dựng biểu đồ chuyển vị đối tượng thí nghiệm Giá trị đặc trưng độ võng cực đại kết cấu Đối với xe con, độ võng cực đại khung vỏ ứng với tải trọng định mức thường không 0,5 ÷ 1mm Sơ đồ bệ thử để thí nghiệm khung vỏ chịu mô men xoắn trình bày hình 4.16b Khung vỏ thí nghiệm (1) đặt giá đỡ di động, phía trước trượt, phía sau lắc mặt phẳng nằm ngang Khi thí nghiệm lực truyền từ động điện 61 (6) qua hộp số (5) đến phần công son giá đỡ sau (3), tạo mô men xoắn tác dụng lên khung vỏ thí nghiệm b) Thí nghiệm bệ thử với tải trọng động Thí nghiệm bệ thử tải trọng động nhằm xác định độ bền mỏi biến dạng phát sinh điều kiện động Tải trọng động tác dụng thường dùng tải trọng gây uốn tải trọng gây xoắn, uốn xoắn đồng thời Tần số tác dụng loại tải trọng nêu thí nghiệm mỏi thường nằm khoảng ÷ 12Hz (tương ứng với tần số tác động tải trọng điều kiện thực tế) Chương trình chất tải thí nghiệm khung vỏ chương trình mức chương trình với tải trọng ngẫu nhiên Chương trình tương ứng với quãng đường xe chạy khoảng 2000 ÷ 3000 km đường dải đá dăm với tốc độ 50 ÷ 60 km/h, ứng với tần số tác dụng tải trọng 10Hz thời gian chương trình 12 Thiết bị chất tải thường dùng loại bệ thí nghiệm động khung vỏ dạng rung quán tính, điện động lực học thủy lực Trên hình 4.17 trình bày dạng chung bệ với kích thích quán tính để thí nghiệm chung mỏi chịu xoắn quanh trục dọc Hình 4.17 Bệ thí nghiệm mỏi khung xe chịu xoắn 62 Phần tử bệ quán tính rung hai trục kẹp chặt khung Chúng tạo lực mô men thay đổi theo quy luật hình sin Khung thí nghiệm (5) đặt đệm cao su lò xo (4) khâu đàn hồi hệ thống dao động Bộ rung (3) có liên hệ với khung đối trọng chuyên dùng (1), đối trọng chuyên dùng kẹp (2) Khi dịch chuyển theo khung rung tạo sơ đồ tải trọng khác Chế độ thí nghiệm thay đổi cách điều chỉnh số vòng quay khối lượng không cân rung Giá trị tải trọng tác dụng lên khung đo cảm biến 4.4.2 Thí nghiệm đường Thí nghiệm đường xác định độ tin cậy tuổi thọ, tốc độ gỉ khung vỏ cabin Số lượng mẫu dùng để thí nghiệm thường từ vài mẫu đến trọn lô Khi thí nghiệm điều kiện khai thác bình thường, hành trình thí nghiệm chọn hành trình đại tu, tải trọng tác dụng tải trọng định mức Định kỳ đo đạc kiểm tra rút kết luận trạng thái kỹ thuật khung vỏ cabin Ngoài việc kiểm tra chế độ bền thí nghiệm đường xác định chế độ tải trọng thực tế tác dụng lên khung vỏ Để xác định chế độ tải trọng này, Người ta dùng nhiều phương pháp khác phổ biến đo ứng suất động tiết diện khác kết cấu cảm biến biến dạng Trong nhiều trường hợp người ta đo mô men xoắn tác dụng lên khung vỏ ô tô chuyển động với vận tốc thay đổi loại đường khác Trên hình 4.18 trình bày hệ thống cảm biến để nghiên cứu chế độ tải trọng tác dụng lên vỏ xe Ở đây, cặp cảm biến dán vào dầm dọc góc 45 nối với thành mạch đo Mạch đo truyền tín hiệu điện đến phận thị tỷ lệ với mô men xoắn tác dụng vào vỏ xe Khi thí nghiệm khung vỏ bãi thử chuyên dùng với chặng đường đặc biệt (ổ gà, đá hộc, dốc cao…) rút ngắn hành trình thí nghiệm khoảng 10 ÷ 30 lần Trên chặng đường đặc biệt bãi thử (lầy lội, nước bẩn, bụi…) kiểm tra độ kín vỏ xe, độ tin cậy cửa vào, độ chịu gỉ vật liệu chế tạo khung vỏ 63 Hình 4.18 Hệ thống cảm biến để nghiên cứu chế độ tải trọng tác dụng lên vỏ ô tô 64 [...]... phanh 2.3.2 Các dụng cụ và thi t bị dùng khi thí nghiệm hệ thống phanh trên đường (mở rộng) a/ Súng phun dùng để đo quãng đường phanh Quãng đường phanh là quãng đường ô tô chuyển động kể từ khi người lái bắt đầu đạp lên bàn đạp phanh cho đến khi ô tô dừng hẳn Để xác định được quãng đường này cần phải đánh dấu được vị trí ô tô ứng với lúc người lái bắt đầu đạp lên bàn đạp phanh Thi t bị đánh dấu này được... bánh xe ô tô trên băng chuyển động có các độ nhấp nhô khác nhau Khi dùng các bệ thi t kế theo các phương pháp nói trên người ta ghi chuyển dịch và gia tốc của các bộ phận ô tô nhờ các dụng cụ tự ghi Trên các giá chuyên dùng ta sẽ mô phỏng được gần đúng sự làm việc thực tế của ô tô mà vẫn đảm bảo an toàn khi chi phí tối thi u về thời gian và phương tiện thí nghiệm 23 Hình 2.7 Sơ đồ giá thí nghiệm loại... đường phanh + Gia tốc chậm dần Cực đại Trung bình + Đức + Áo + Bỉ + Mỹ + Pháp + Lực phanh + + + + + Nhật Bản + 2.3.2 Thí nghiệm phanh trên đường + 2.3.2.1 Các chế độ thử phanh Trong điều kiện nghiên cứu thi t kế, chế tạo việc thử phanh được tiến hành ở 3 chế độ: - Chế độ O : Chế độ thử phanh nguội, là thử phanh khi nhiệt độ trống phanh nhỏ hơn 1000 C - Chế độ I : Chế độ thử phanh nóng, phanh được rà nhiều... kéo của ô tô 2.1.2 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 thi t kế có bộ phận phanh để hãm 13 các bánh xe và tạo ra các chế độ tải trọng khác nhau trong khi 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... ta dùng chỉ tiêu góc lệch β khi phanh hoặc quy định hành lang cho phép mà cuối quá trình phanh ô tô phải nằm trong hành lang đó Tuỳ theo sự phát triển về công nghệ ô tô và trình độ cung cấp các trang thi t bị để thử ô tô mà mỗi nước thừa nhận một số chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh riêng Mặc dù có các công thức lý thuyết để xác định hiệu quả phanh nhưng để đảm bảo an toàn thì phải tiến hành xác định... Vì vậy khi thí nghiệm cần xác định các thông số đặc trưng cho tính ổn định theo lật, sự ổn định quỹ đạo và tính ổn định ngang 26 Ô tô thí nghiệm chở đủ tải và có tình trạng kỹ thuật theo yêu cầu Nhất thi t phải kiểm tra sơ bộ các góc đặt bánh xe dẫn hướng, các khe hở trong hệ thống lái, áp lực không khí trong lốp Hao mòn của vỏ lốp không quá 30% Chiều dài của đoạn đường thí nghiệm chừng 500m khi ô... km/h 29 sao cho bánh trước bên ngoài bám theo vòng tròn bán kính 15m Sau khi xe ra khỏi đường vòng, người lái bỏ tay khỏi vành tay lái để bánh xe dẫn hướng tự động quay trở về vị trí trung gian Sử dụng thi t bị đo, ghi góc quay và tốc độ quay của vành tay lái từ khi người lái bỏ tay (xe bắt đầu ra khỏi đường vòng) tới khi vành tay lái ngừng tự quay trả về Sau đó dừng xe và kiểm tra lại vị trí của bánh... động thì động cơ, hệ thống truyền lực, hệ thống treo, lốp và khung của thùng xe là nguồn phát ra tiếng ồn Tiếng ồn cũng phát sinh do dòng không khí thổi qua thùng xe Mỗi loại ô tô mới sản xuất ra nhất thi t phải qua thí nghiệm để xác định đặc tính của tiếng ồn bên trong và bên ngoài ở các chế độ làm việc khác nhau Mục đích của thí nghiệm là so sánh tiếng ồn sinh ra khi ô tô làm việc với tiêu chuẩn về... tô cùng loại và có tình trạng kỹ thuật tốt mòn của vỏ lốp không quá 30%, áp lực không khí trong lốp theo tiêu chuẩn của nhà chế tạo Khi đo tiếng ồn bên trong tất cả các cửa kính được đóng lại còn các thi t bị thông gió thì cho làm việc Ô tô không chất tải mà chỉ có lái xe và 1 ÷ 2 thí nghiệm viên Thí nghiệm tiến hành trên đường bằng (độ dốc không lớn hơn 1%), mặt bê tông hoặc bê tông át phan, chiều... tiêu về kinh tế - kỹ thuật của ô tô đều kém, thậm chí có những trường hợp trực tiếp hay gián tiếp gây tai họa cho tính mạng của nhiều người Hiện nay bên cạnh những phương pháp tính toán đang được hoàn thi n dần, phương pháp thí nghiệm trong nghiên cứu về độ tin cậy tỏ ra chiếm ưu thế Các thí nghiệm có thể được tiến hành trên đường hoặc trên bệ thử Mục đích của các thí nghiệm nhằm xác định các chỉ tiêu