Đề cương bài giảng thí nghiệm ô tô

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BÀI GIẢNG HỌC PHẦN: THÍ NGHIỆM Ô TÔ SỐ TÍN CHỈ: 02 LOẠI HÌNH ĐÀO TẠO: ĐẠI HỌC CHÍNH QUY NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ Hưng Yên - 2015 Khoa Cơ khí Động lực Trường Đại Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên CHƢƠNG I CÁC VẤN ĐỀ CƠ BẢN TRONG ĐO LƢỜNG KỸ THUẬT 1.1 Mục đích thí nghiệm Thí nghiệm ôtô chiếm vị trí quan trọng công nghiệp ôtô Mục đích việc thí nghiệm để đánh giá phát ưu nhược điểm chi tiết, cụm chi tiết toàn ôtô mặt như: Thông số kỹ thuật tính làm việc Độ tin cậy làm việc Độ bền tuổi thọ Tóm lại, nhờ có thí nghiệm đánh giá chất lượng chi tiết, cụm toàn ôtô cách tổng thể từ có sở đề xuất cải tiến hoàn thiện chúng nhằm đảm bảo sản xuất ôtô ngày có chất lượng cao Cần ý chữ thí nghiệm hiểu theo nghĩa hẹp, thí nghiệm xác định độ cứng lò xo ly hợp, nghĩa rộng thí nghiệm đánh giá chất lượng làm việc ôtô điều kiện sử dụng v.v… Quy mô độ phức tạp thí nghiệm phụ thuộc vào mục đích đề ban đầu Tuỳ theo mục đích tính chất thí nghiệm mà đề chương trình thí nghiệm bao gồm: Phương pháp tiến hành thời gian thí nghiệm Đối tượng dùng cho thí nghiệm Trang thiết bị dùng cho thí nghiệm Vị trí, chế độ điều kiện thí nghiệm Phương pháp xử lý số liệu thí nghiệm 1.2 Các dạng thí nghiệm ôtô Thí nghiệm ôtô phân loại theo: Mục đích thí nghiệm Tính chất thí nghiệm Vị trí tiến hành thí nghiệm Trang Khoa Cơ khí Động lực Trường Đại Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Đối tượng thí nghiệm Cường độ thời gian thí nghiệm Theo mục đích thí nghiệm ta có thí nghiệm kiểm tra kiểm tra nhà máy sản xuất, thí nghiệm điều kiện sử dụng, thí nghiệm nghiên cứu khoa học Theo tính chất thí nghiệm ta có thí nghiệm để xác định tính chất kéo, tính nhiên liệu, tính chất phanh, tính ổn định điều khiển, tính êm dịu chuyển động, tính động, độ tin cậy làm việc, độ mòn, độ bền…của ôtô Theo vị trí tiến hành thí nghiệm ta có thí nghiệm bệ thử (trong phòng thí nghiệm), thí nghiệm bãi thử, thí nghiệm đường Thí nghiệm bệ thử tiến hành cho chi tiết, cho cụm cho ôtô cách dễ dàng so với thí nghiệm đường Theo đối tượng thí nghiệm ta có thí nghiệm mẫu ôtô đơn chiếc, thí nghiệm mẫu ôtô đợt sản xuất nhỏ, thí nghiệm ôtô sản xuất đại trà Theo cường độ thời gian thí nghiệm ta có thí nghiệm bình thường theo quy định thí nghiệm tăng cường Ở thí nghiệm tăng cường thời gian thường rút ngắn chế độ tải trọng tăng 1.3 Yêu cầu 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 ôtô Điều quan trọng thí nghiệm đường Không bị ảnh hưởng khí hậu thời tiết Câu hỏi ôn tập Câu 1: Nêu mục đích thí nghiệm ôtô? Câu 2: Các dạng thí nghiệm ôtô? Câu 3: Yêu cầu thiết bị đo thí nghiệm ôtô? Trang Khoa Cơ khí Động lực Trường Đại Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên CHƢƠNG II CÁC LOẠI CẢM BIẾN DÙNG TRONG THÍ NGHIỆM 2.1 Định nghĩa phân loại cảm biến Cảm biến phận để nhận tín hiệu trang thái tín hiệu cần đo biến đổi thành tín hiệu điện tương ứng Trong thí nghiệm ôtô thường dùng cảm biến để đo đại lượng: chuyển dịch, tốc độ, gia tốc, lực, áp suất ứng suất Khi nghiên cứu động đốt cấu khác ôtô dùng đến cảm biến loại nhiệt, loại quang loại hoá, hall, áp suất … Cảm biến phân loại theo nguyên lý biến đổi đại lượng không điện thành đại lượng điện theo hai nhóm lớn: Nhóm phát điện (gênêratơ): nhóm đại lượng không điện từ đối tượng cần đo biến đổi thành sức điện động cường độ dòng điện, chẳng hạn cảm biến điện cảm, cảm biến thạch anh, cảm biến quang, cảm biến hall cảm biến khác không cần nguồn điện cảm biến nguồn phát điện Nhóm thông số: nhóm đại lượng không điện từ đối tượng cần đo biến đổi thành vài thông số điện cảm biến điện trở tenxơ, cảm biến điện dung, cảm biến điện từ, cảm biến trượt 2.2 Cấu tạo loại cảm biến 2.2.1 Cảm biến điện áp a Nguyên lý hoạt động Nguyên lý cảm biến điện áp Hình vẽ Hiệu ứng áp điện (piezoelectric): Ở trạng thái ban đầu tinh thể thạch anh trung hòa điện, tức ion dương ion âm cân hình 2.1A Khi có áp lực bên tác dụng lên tinh thể thạch anh làm cho mạng tinh thể bị biến dạng Điều dẫn đến dịch chuyển ion Một điện áp điện (B) Hình 2.1: Nguyên lý hoạt động hiệu ứng áp điện Trang Khoa Cơ khí Động lực Trường Đại Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên tạo Ngược lại, ta đặt vào điện áp, điều dẫn đến biến dạng tinh thể bảo toàn lực (hình 2.1C) A Thạch anh tinh thể trạng thái chưa làm việc; B Tác động lực bên ngoài; C đặt vào điện áp; Áp lực; Ion chiếm chỗ; Điện áp tạo ra; Phương tác động; Biến dạng tinh thể; Cung cấp điện áp b Ứng dụng Cảm biến áp điện ứng dụng rộng rãi khí ngành công nghệ ôtô Chẳng hạn như: cảm biến kích nổ, cảm biến áp suất, cảm biến siêu âm, cảm biến gia tốc Ứng dụng cảm biến điện áp Hình vẽ Cảm biến tiếng gõ đặt nắp động đầu xi lanh Thành phần áp điện cảm biến kích nổ chế tạo tinh thể thạch anh vật liệu có áp lực sinh điện áp Phần tử áp điện thiết kế có kích thước với tần só riêng trùng với tần số rung động có tượng kích nổ để xẩy tượng cộng hưởng (f=7kHz) Như vậy, có kích nổ, tinh thể thạch anh chịu áp lục lớn sinh điện áp Hình 2.2: Cảm biến tiếng gõ Trang Khoa Cơ khí Động lực Trường Đại Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên 2.2.2 Cảm biến cảm ứng từ a Nguyên lý hoạt động Nguyên lý hoạt động Hình vẽ Những cảm biến làm việc nguyên lý phát sinh sức điện động mạch từ thông thay đổi Nguyên lý làm việc cảm biến trình bày hình 2.3 Cảm biến cấu tạo khung dây điện quay trường nam châm vĩnh cửu gây nên hai cực bắc N nam S Khi khung dây điện quay từ thông qua dây điện Hinh 2.3: Sơ đồ nguyên lý làm việc cảm biến cảm ứng từ thay đổi sức điện động e (tín hiệu ra) sinh hai đầu khung dây Sức điện động e biểu diễn điện tỷ thuận với tốc độ thay đổi từ công thức: thông qua khung dây điện d e  W dt Trong đó: W: Số vòng dây khung dây d : Tốc độ thay đổi từ thông dt qua dây điện b Ứng dụng Ứng dụng cảm biến cảm ứng từ Hình vẽ Ứng dụng thực tế cảm biến tốc độ bánh xe: Cảm biến bao gồm: nam châm bao kín cuộn dây vòng cảm biến Nam châm cuộn dây đặt cách vòng cảm biến khoảng xác Trang Khoa Cơ khí Động lực Trường Đại Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên định Khi vòng cảm biến không nằm đối diện cực từ, từ thông qua cuộn dây cảm ứng có giá trị thấp khe hở không khí lớn lên có từ trở cao Khi đến gần cực từ cuộn dây, khe hở không khí giảm dần khiến từ thông tăng nhanh Như vậy, nhờ biến thiên từ thông, cuộn dây xuất sức điện động cảm ứng Khi vòng cảm biến đối diện cuộn dây từ thông đạt giá trị cực đại điện áp hai đầu cuộn dây không Khi vòng cảm biến di chuyển khỏi cực từ, khe hở không khí tăng dần làm từ thông giảm sinh sức điện động theo chiều ngược lại Hình 2.4: Cảm biến tốc độ Nam châm vĩnh cửu; Cuộn dây; Từ trường; Vòng cảm biến; Khe hở không khí; Cáp kết nối Việc luân chuyển bánh xe thay đổi khe hở dẫn đến làm thay đổi từ trường Những thay đổi từ trường tạo điện áp xoay chiều cuộn dây Các tần số tín hiệu thay đổi tốc độ bánh xe tăng giảm Cảm biến vị trí trục cam: Cảm biến vị trí trục cam đặt vành đai puly cam tích hợp chia điện Bộ phận cảm biến cuộn cảm ứng, nam châm vĩnh cửu rotor dùng để khép mạch từ có số hình 2.5 Về nguyên lý tương tự cảm biến tốc độ Việc luân chuyển trục cam thay đổi khe hở dẫn đến làm thay đổi từ trường Sự biến thiên từ trường tạo điện áp xoay chiều cuộn dây Tần số thay đổi hình 2.5 Cảm biến giúp Hình 2.5: Cảm biến vị trí trục cam Cảm biến vị trí trục cam; Vòng cảm biến trục cam Trang Khoa Cơ khí Động lực Trường Đại Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên xác định góc chuẩn trục cam, từ xác định điểm chết kỳ nén xi lanh để đánh lửa 2.2.3 Cảm biến áp suất a Nguyên lý hoạt động Nguyên lý hoạt động cảm biến áp suất Cảm biến áp suất thường sử dụng để đo áp suất ôtô Cấu tạo quan trọng cảm biến áp suất là: Chip silicon 5, chip silicon có màng điện trở mắc với theo hình cầu Wheatstone Khi áp suất cao, màng tác dụng làm điện trở biến Các điện trở biến dạng kết nối với theo hình cầu mạch Wheatstone Và điện trở thay đổi giá trị điện trở dẫn đến thay đổi điện áp điện trở đo Điện trở um thay đổi phù hợp Sự thay đổi phù hợp với áp suất màng Hình vẽ minh họa Hình 2.6: Cảm biến áp suất Màng; Chân không; Thủy tinh chịu nhiệt; Mạch cầu; Chip silicon b Ứng dụng Ứng dụng cảm biến áp suất Hình vẽ Cảm biến áp suất đường ống nạp (MAP) Cảm biến MAP đặt dẫn khí nạp Cảm biến nhằm xác định áp suất đường ống nạp Điều cần thiết để điều chỉnh xác tỷ lệ hòa khí Cảm biến MAP cung cấp điện áp tham chiếu 5V Cảm Trang Khoa Cơ khí Động lực Trường Đại Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên biến bao gồm chip silicon Mặt silicon tiếp xúc với áp suất đường ống nạp Hai mặt phủ thạch anh để tạo thành điện trở áp điện Khi áp suất đường ống nạp thay đổi, giá trị điện trở áp điện thay đổi Các điện trở áp điện nối thành cầu Wheastone Hình 2.7: Cảm biến áp suất đường ống nạp Cảm biến áp suất nhiên liệu Cảm biến lắp đặt ống phân phối hệ thống cung cấp nhiên liệu Cảm biến nhằm xác định áp suất nhiên liệu Việc xác định áp suất thực cách sử dụng màng mỏng Hình 2.8: Cảm biến áp suất nhiên liệu thép thay đổi điện trở Việc làm biến dạng màng thép tạo thay đổi điện trở, việc thay đổi điện trở tỷ lên với áp suất nhiên liệu khuyếch đại IC khuyếch đại Hình 2.9: Cấu tạo cảm biến áp suất nhiên liệu Dây kết nối; IC khuyếch đại; Màng ngăn thép; Áp suất nhiên liệu; Vỏ 2.2.4 Cảm biến Hall Trang Khoa Cơ khí Động lực Trường Đại Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên a Nguyên lý hoạt động Nguyên lý cảm biến Hall Hình vẽ Hiệu ứng Hall tạo bán dẫn (IC hall) Khi cung cấp điện áp chiều U có dòng điện phân bố toàn bề mặt IC Hall tạo từ trường xung quang Hall Khi ta thay đổi từ trường dẫn đến thay đổi điện tử, điện tử bất ngờ chệch hướng quỹ đạo Kết Hall đưa hiệu điện Hall (hình 2.10) Hình 2.10: Nguyên lý cảm biến HALL b Ứng dụng Ứng dụng cảm biến Hall Hình vẽ Cảm biến vị trí trục khuỷu: Cảm biến Hall lắp gần bánh đà Puli trục khuỷu Cảm biến xác định vị trí trục tốc độ trục khuỷu Các tín hiệu từ cảm biến vị trí suất dạng xung Các xung đưa tới ECU Hình 2.11: Cảm biến vị trí trục khuỷu Theo sơ đồ nguyên lý, khí có nguồn cung cấp đến IC Hall có từ Cặp cực từ; Cảm biến tốc độ động thông qua IC Hall cho cơ; Khoảng cách cặp cực tín hiệu điện áp Khi cực bắc lại gần IC cảm biến tốc độ; Khoảng cách Hall IC Hall tạo điện áp Còn xung; Tín hiệu từ cảm biến tốc độ cực nam lại gần IC Hall thay đổi điệp áp nhỏ so với cực bắc, Trang Khoa Cơ khí Động lực Yên Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Lần đo GTTB b Góc lệch bên bánh xe: Để tìm giá trị góc lệch bên bánh xe sử dụng sơ đồ hình 8.2 Góc lệch bên δ thường nhỏ coi sau:   sin   n R p (8.1) Trong đó: n: khoảng cách hình 8.1 R: bán kính quay vòng bánh dẫn hướng phía p: hiệu số bán kính quay vòng bánh xe trước bánh xe sau phía 2.n  m 2n  2mn nn  2.n  m 2L (8.2) Trong đó: m: khoảng cách hình 11.1 L: chiều dài sở ôtô (L = n + m) Hình 8.2 Sơ đồ chuyển động quay vòng ôtô bánh xe có góc lệch bên Trang120 Khoa Cơ khí Động lực Yên Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Biến đổi ta có: 2n  2mn  m  m n  m  n  m n  2L 2L 2 2 n  m  n  m  h  h n 2L (8.3) Trong đó: h: giá trị hình 8.2 Nhưng: n+m=L (R-p)2 = n2 + h2 R2 = m2 + h2 (*) Thay giá trị (*) vào (8.3) ta có: L2  R  p   R L2  p  Rp n  2L 2L (8.4) Lắp biểu thức (8.4) vào (8.1) ta biểu thức để xác định góc δ2 sau: L2  p  Rp 2  LR  p  (8.5) Biểu thức (8.5) cho phép xác định góc lệch bên bánh sau δ2 đại lượng L, R, p biết Góc lệch bên bánh xe trước xác định sở công thức: cos     R  p cos  R (8.6) R  p cos  (8.7) Từ đó: 1    arccos R Trong đó: θ - góc quay thực tế bánh xe dẫn hướng phía trong, xác định cách đo góc θ lúc bắt đầu thí nghiệm Như biết bán kính quay vòng R, chiều dài sở ôtô L, hiệu số bán kính quay vòng bánh xe phía p, góc quay bánh xe dẫn hướng θ ta xác định góc lệch δ2 δ1 biểu thức (8.5) (8.7) Trang121 Khoa Cơ khí Động lực Yên Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Trình tự dụng cụ thí nghiệm Trình tự thí nghiệm Thiết bị thí nghiệm Kiểm tra thiết bị đo trước Tiến hành sân nằm ngang có tiến hành thí nghiệm ta tiến hành phủ bê tông lớp nhựa đường sân đo chiều dài sở xe L có vạch sẵn vòng tròn có bán kính Cho ôtô thí nghiệm chuyển khác hình 8.3 động với vận tốc không đổi định sẵn theo vòng tròn, tốc độ chuyển động ô tô xác định theo thời gian quãng đường ôtô chạy chu vi vòng tròn Ta tiến hành đo vết bánh xe để xác định hiệu số bán kính quay vòng Ta xác định P, R., góc Hình 8.3 Sân tiến hành thí nghiệm xác định góc lệch bên bánh xe Kết thí nghiệm GT LĐ R (m) (độ) p (m) Lần đo I Lần đo II Lần đo III Kết = = 8.3 Thí nghiệm đánh giá tính êm dịu chuyển động ôtô 8.3.1 Các tiêu đánh giá tính êm dịu chuyển động ôtô Khi ôtô chuyển động đường không phẳng nảy sinh giao động phần không treo phần treo ôtô Trang122 Khoa Cơ khí Động lực Yên Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Dao động vỏ ôtô (phần treo) xác định tính êm dịu chuyển động ôtô Tính êm dịu chuyển động ôtô đặc trưng khả ôtô chuyển động lâu dài đường mà không gây mệt mỏi cho người lái hành khách có tác động dao động Dao động ôtô thường đặc trưng thông số như: chu kỳ tần số dao động, biên độ dao động, gia tốc tốc độ tăng trưởng gia tốc Vì thông số nói sử dụng làm tiêu để đánh giá độ êm dịu chuyển động ôtô Tác động thông số (chỉ tiêu) riêng biệt đến cảm giác người khác nhau, chưa xác định tiêu để đánh giá xác độ êm dịu chuyển động mà thường phải dùng vài tiêu tiêu nói để đánh giá độ êm dịu chuyển động ô tô Giáo sư Bờ-rôn–stên kết thực nghiệm ôtô loại đường khác đề xuất việc đánh giá độ êm dịu chuyển động theo giá trị gia tốc thẳng đứng số lần va đập xảy km đường chạy theo bảng 8.1 sau: Bảng8 Bảng thực nghiệm số lần va đập km Độ êm dịu chuyển động Số lần va đập km sinh gia tốc m/s2 2-3 3-5 5-7 7-10 >10 Rất tốt 15-20 2-5 0 0 Tốt 25-30 12-15 1-2 0 Bình thường - 30-40 10-12 0-1 0 Không đạt - - - Rất xấu - - - 2-5 Theo số liệu bảng 8.1 thấy độ êm dịu chuyển động ôtô không đạt yêu cầu ôtô chạy quãng đường 1km có gia tốc dao động thẳng đứng phạm vi m/s2 Tốc độ tăng trưởng gia tốc mà người chịu đựng nằm khoảng 10 15 m/s2, tốc độ tăng trưởng gia tốc lên đến 25 30 m/s2 gây cảm giác khó chịu cho người Việc nghiên cứu độ êm dịu chuyển động ôtô tiến hành phòng thí nghiệm đường Thử dao động phòng thí nghiệm cho Trang123 Khoa Cơ khí Động lực Yên Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng phép rút gọn thời gian, tạo điều kiện dao động theo yêu cầu, giảm phương tiện kinh phí cho thí nghiệm 8.3.2 Thí nghiệm đánh giá tính êm dịu chuyển động ôtô 8.3.2.1 Nghiên cứu độ êm dịu chuyển động ôtô phòng thí nghiệm Khi nghiên cứu phòng thí nghiệm người ta chế tạo dao động phương pháp sau: Ghìm chặt vỏ ôtô xuống sâu, sau thả đột ngột để vỏ ôtô dao động Nâng toàn ô tô lên độ cao (độ 50 60mm) bệ chuyên dùng thả ôtô đột ngột Ôtô đứng mặt phẳng dao động theo chu kỳ nhờ cấu biên tay quay Đặt bánh xe ôtô trống quay lệch tâm trống quay có gờ lồi Đặt bánh xe ôtô băng chuyển động có độ nhấp nhô khác Khi dùng bệ thiết kế theo phương pháp nói người ta ghi chuyển dịch gia tốc phận ôtô nhờ dụng cụ tự nghi Trên hình 8.4 trình bày sơ đồ bệ thử dao động ôtô loại băng chuyển động Ôtô giữ bệ thử giây cáp Hình 8.4: Bệ thử dao động loại băng chuyển động Ụ nhô; Băng chuyển động; Cuộn băng giấy; 5,6,7,8,11,12,13 Thanh; 9.Giá đỡ; 10 Con lắc; 14 Tang trống chủ động; 15 Tấm dỡ; 16.Tang trống; 17 Tấm dỡ; 18 Tang trống Trang124 Khoa Cơ khí Động lực Yên Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Trên hình 8.5 trình bày đường cong dao động nghi lại bệ thử Từ đường cong dao động ghi bệ thử Hình 8.5 Các đường cong dao động ô tô Các bánh xe trước; Vỏ ôtô nằm bánh xe trước; Các bánh xe sau Như nêu dùng cảm biến gia tốc, ta ghi lại gia tốc điểm từ phân tích tác động thông số dao động đến thể người Phương pháp tiến hành dụng cụ thí nghiệm : Phƣơng pháp tiến hành Dụng cụ thí nghiệm Kiểm tra thiết bị dùng cho thí nghiệm Thiết bị thí nghiệm bệ thử dao động (Lắp đặt mô hình thí nghiệm hình loại băng chuyển động hình 8.4 vẽ) Thanh đầu ghi ghi lại dao Điều chỉnh tang trống 16 để làm điểm động trục trước tựa cho bánh xe trước điều Thanh đầu ghi ghi lại phần chỉnh tang trống 14 để làm điểm tựa treo trục trước cho bánh xe sau Thanh cho phép ghi lại dao động Khi muốn đo dao động điểm ghế ngồi theo mặt phẳng đứng ôtô ta nối Thanh 8, giá dỡ lắc 10 quay đầu ghi vào cuộn giấy quanh trục giá dỡ ta Tiến hành khởi động động điện, chuyển dao động theo phương nằm đo tăng trống chủ động 14 quay ngang ghế ngồi thành dao động băng chuyền chuyển động theo phương thẳng đứng qua Trang125 Khoa Cơ khí Động lực Yên Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Khi ụ nhấp nhô làm cho ô 11 ghi dao động theo phương tô dao động thẳng đứng băng giấy Kết thúc thí nghiệm ta quan sát dao động theo phương nằm ngang đường cong dao động ôtô hình (phương dọc) ghế ngồi lắc 8.5 Từ đường cong ta 10 có cánh tay đòn vuông góc với xác định chu kỳ dao động T có chiều dài tay đòn vỏ ôtô (phần treo) Tbx bánh xe (phần không treo), xác định biên độ dao động (các dịch chuyển) z1, z2, z3 Từ thông số xác định tần số dao động độ tắt dần dao động Chú ý : Các ụ nhấp nhô thường có chiều cao 50 mm chiều dài cuả chúng chọn 250, 500 1000 mm tùy theo loại đường tương ứng cần thí nghiệm Cũng với dùng ụ nhấp nhô có chiều dài 120 mm chiều cao 25 mm, 35 50 mm, lúc dao động ô tô tương tự chuyển động đường lát đá Ụ nhấp nhô thường làm prô hình sin Kết thí nghiệm: Giá trị đo Lần đo Chu kỳ dao Chu kỳ dao Biên độ Z1 động động vỏ ôtô (T) bánh xe(Tbx) Biên độ Z2 Biên độ Z3 Lần đo Lần đo Lần đo GTTB Trang126 Khoa Cơ khí Động lực Yên Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng 8.3.2.2 Nghiên cứu độ êm dịu chuyển động ôtô đường Khi thí nghiệm đường để xác định độ êm dịu chuyển động ôtô người ta đo gia tốc thẳng đứng gia tốc ngang, đo chuyển dịch thẳng đứng vỏ bánh xe ôtô Gia tốc vỏ ôtô ghi nhờ gia tốc ký đặt điểm khác ghế ngồi, sàn xe v.v… Gia tốc góc vỏ ôtô nghi dụng cụ loại quay Chuyển dịch vỏ ôtô ghi cách quay phim thí nghiệm cách chụp ảnh điểm phát sáng gắn ôtô Thí nghiệm tiến hành tải đầy không tải Đối với ôtô du lịch thường tiến hành đầy tải Độ êm dịu chuyển động ôtô xác định ba loại đường: tốt, trung bình xấu Tốc độ dịch chuyển ôtô thí nghiệm chọn tùy theo loại ôtô loại đường Thí dụ ôtô du lịch dung tích nhỏ chạy đường nhựa tốt tốc độ đạt 50, 70; 90km/h xe khách 30 90 km/h, chạy đường nhựa xấu bị hư hỏng tốc độ xe du lịch dung tích nhỏ 30; 45; 60 75 km/h, xe khách xe tải 40; 45 60km/h Đối với đường đất xấu tốc độ thí nghiệm 10; 20 30 km/h Chiều dài đoạn đường thí nghiệm đường nhựa tốt thường 1000mm, loại đường xấu có tốc độ thấp, chiều dài đoạn đường thí nghiệm chọn 700, 500 250 m Câu hỏi ôn tập Câu 1: Trình bày thí nghiệm đánh giá tính ổn định chuyển động ôtô Câu 2: Trình bày thí nghiệm đánh giá độ êm dịu chuyển động ôtô Trang127 Khoa Cơ khí Động lực Yên Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng CHƢƠNG IX THÍ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ TÍNH KINH TẾ NHIÊN LIỆU CỦA ÔTÔ 9.1 Mục đích thí nghiệm Lượng tiêu hao nhiên liệu ôtô vận hành chế độ khác phụ thuộc nhiều vào đặc điểm kết cấu ôtô (động cơ, hệ thống truyền lực, hệ thống an toàn, hệ thống treo, hình dáng vỏ xe…) Tính kinh tế nhiên liệu dùng để đánh giá chung đặc điểm kết cấu tính làm việc cụm chi tiết, hệ thống ôtô có ảnh hưởng đến tiêu hao nhiên liệu xe làm việc điều kiện vận hành khác 9.2 Tính kinh tế nhiên liệu ôtô Do phức tạp đa dạng điều kiện vận hành nên người ta phải quy định số loại thí nghiệm đặc biệt để đánh giá tính kinh tế nhiên liệu ôtô Các loại thí nghiệm bao gồm: thí nghiệm đo tiêu hao nhiên liệu chế độ kiểm tra, thí nghiệm đo tiêu hao nhiên liệu xe vận hành chế độ ổn định, đo tiêu hao nhiên liệu đường có prôphin dọc thay đổi, đo tiêu hao nhiên liệu xe hoạt động chế độ chu trình, đo tiêu hao nhiên liệu điều kiện vận hành thực tế (trên đường giao thông chung) Các thí nghiệm phải kiểm tra điều chỉnh hệ thống truyền lực, hệ thống phanh, góc đặt bánh xe, áp suất lốp tiêu chuẩn quy định để tránh gây lực cản chuyển động làm ảnh hưởng tói kết đo tiêu hao nhiên liệu, trước tiến hành đo Trước tiến hành đo, phải cho xe hoạt động (chạy quãng đường từ 30 50 km) để đạt chế độ nhiệt dầu vôi trơn động hệ thống truyền lực Trang128 Khoa Cơ khí Động lực Yên Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng 9.3 Các thí nghiệm đánh giá tính kinh tế nhiên liệu ôtô 9.3.1 Thí nghiệm đo tiêu hao nhiên liệu chế độ kiểm tra Thí nghiệm nhằm xác định lượng tiêu hao nhiên liệu nhỏ mà xe đạt điều kiện vận hành tốt Trị số hao nhiên liệu chế độ kiểm tra đưa vào bảng thông số kỹ thuật xe Thí nghiệm tiến hành điều kiện đường vận hành cho phép tiêu hao nhiên liệu nhỏ đường thí nghiệm đường thẳng, phẳng, khô sạch, có độ bám cao Đoạn đường đo phải có chiều dài khoảng 3km Trạng thái xe thí nghiệm đầy tải Trên đoạn đường đo, xe chuyển động tay số cao vận tốc không đổi kinh tế (không phải vận tốc lớn nhất)để đảm bảo cho lượng tiêu hao nhiên liệu nhỏ Trong thí nghiệm sử dụng dụng cụ đo lượng tiêu hao nhiên liệu có độ xác 1% Thí nghiệm tiến hành lặp lặp lại đoạn đường đo theo hai hướng chuyển động ngược chiều để khắc phục ảnh hưởng gió độ dốc mặt đường Kết đo trị số trung bình tiêu hao nhiên liệu tiêu hao nhiên liệu qua hai lần đo Trong tài liệu kỹ thuật xe thường ghi kết dạng: tiêu hao nhiên liệu (lit/100km) tương ứng với vận tốc kinh tế (vkt) xe 9.3.2 Thí nghiệm đo tiêu hao nhiên liệu chế độ chuyển động ổn định Thí nghiệm nhằm đánh giá lượng tiêu hao nhiên liệu xe tương ứng với vận tốc chuyển động khác Kết đo thường biểu diễn dạng đường cong quan hệ lượng tiêu hao phụ thuộc vào tốc độ ôtô Đường thí nghiệm phải đủ dài để đảm bảo đoạn đường tiến hành đo tiêu hao nhiên liệu (dài km) xe chuyển động tốc độ đo ổn định Đường thí nghiệm thẳng, phẳng, khô có độ bám tốt Xe thí nghiệm trạng thái không tải Thí nghiệm đo tiến hành từ tốc độ cao xe thí nghiệm sau giảm dần qua lần đo 20 km/h xe du lịch, 10 km/h xe tải xe buýt tốc độ ổn định nhỏ xe Mỗi thí nghiệm tiến hành lặp lại đoạn đường đo theo hai hướng chuyển động ngược chiều Trong thí nghiệm tiến hành đo thông số thời gian chuyển động lượng tiêu hao nhiên liệu tương ứng xe đoạn đường thí nghiệm km định Trang129 Khoa Cơ khí Động lực Yên Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Hình 9.1 Tiêu hao nhiên liệu theo tốc độ chuyển động Kết đo tốc độ trị số trung bình tiêu hao nhiên liệu qua hai lần đo Từ kết thí nghiệm tiến hành xây dựng đồ thị biểu diễn quan hệ lượng nhiên liệu tiêu hao (lít/100 km) tương ứng với tốc độ chuyển động ôtô Hình 9.1 dạng đồ thị biểu diễn quan hệ tiêu hao nhiên liệu theo tốc độ ôtô 9.3.3 Thí nghiệm đo tiêu hao nhiên liệu đƣờng bãi thử chuyên dùng Thí nghiệm để đánh giá so sánh tiêu hao nhiên liệu ô tô điều kiện vận hành đoạn đường thí nghiệm Trong điệu kiện vận hành thực tế, ảnh hưởng phương tiện tham gia giao thông khác nên tốc độ chuyển động xe tay số thường khả phát huy trị số lớn Trong thí nghiệm này, gần với điều kiện đường vận hành thực tế đường sử dụng, người ta sử dụng đoạn đường thí nghiệm có prôphin dọc khác bãi thử chuyên dùng giới hạn tốc độ lớn cho phép xe đoạn đường đo Trước đo, người lái xe thí nghiệm cần vận hành thử vài lần đường thí nghiệm để điều khiển xe thành thạo với thời gian ngắn (nhưng tốc độ xe không vượt giới hạn quy định thí nghiệm) Tiến hành đo tiêu hao nhiên liệu thời gian thí nghiệm tất đoạn đường (tương ứng với tốc độ giới hạn quy định đoạn đường đó) theo hai hướng chuyển động ngược chiều Từ kết nhận người ta tính tốc độ bình lượng tiêu hao nhiên liệu trung bình tương ứng xây dựng đường cong biểu diễn quan hệ phụ thuộc lượng tiêu hao nhiên liệu (lít/100 km) phụ thuộc tốc độ Hình 9.2 dạng đường biểu diễn quan hệ lượng tiêu hao nhiên liệu lít/100 km phụ thuộc vào tốc độ thí nghiệm đường có prôphin dọc thay đổi So sánh với đồ thị hình 9.1, lượng tiêu hao nhiên liệu xe thí Trang130 Khoa Cơ khí Động lực Yên Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng nghiệm đường có prôphin dọc thay đổi bãi thử chuyên dùng cao tiêu hao nhiên liệu xe chuyển động chế độ ổn định Hình 9.2 Tiêu hao nhiên liệu theo tốc độ đường bãi thử chuyên dùng 9.3.4 Thí nghiệm đo tiêu hao nhiên liệu xe chuyển động theo chu trình Thí nghiệm tiến hành với loại xe mà điều kiện vận hành có tính chu trình (ví dụ xe ôtô buýt thành phố, ôtô vận tải làm việc công trường, ôtô chuyên dùng khác xe chở thư báo, xe chở hàng…) nhằm xác định lượng nhiên liêu tiêu hao theo chu trình vận hành đặc trưng Các thông số đặc trưng chu trình vận hành thường bao gồm: quãng đường, số lần thời gian lần dừng xe, thời gian chuyển động, số lần thay đổi tay số truyền, thời gian quãng đường chuyển động ứng với tay số, số lần ngắt ly hợp, số lần phanh cường độ phanh, lượng nhiên liệu tiêu hao chế độ tải động Bằng phương pháp thống kê toán học người ta tiến hành xử lý thống kê thông số đặc điểm chu trình để xây dựng quy trình thí nghiệm xác định tiêu hao nhiên liệu cho chế độ vận hành theo chu trình loại xe thí nghiệm Quy trình thường bao gồm quy định số lần vào số, số lần phanh, số lần dừng xe… Thí nghiệm tiến hành theo khoảng định trước (ví dụ theo hành trình tuyến hoạt động ôtô buýt) mà bao gồm vài chục hàng trăm chu trình Trong thí nghiệm, người ta đo lượng nhiên liệu tiêu hao thời gian chuyển động chung ôtô Từ số liệu đo, tiến hành tính lượng tiêu hao nhiên liệu theo đơn vị quăng đường, tốc độ trung bình (xác định theo thời gian chung bao gồm thời gian dừng xe) tốc độ chuyển động trung bình (chỉ tính theo thời gian chuyển động xe) 9.3.5 Thí nghiệm đo tiêu hao nhiên liệu đƣờng giao thông chung Thí nghiệm tiến hành đoạn đường giao thông chung với chiều dài đo 50  100 km nhằm đánh giá tiêu hao nhiên liệu điều kiện vận hành Trang131 Khoa Cơ khí Động lực Yên Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng thực tế xe Người ta tiến hành thí nghiệm nhiều loại đường vận hành đặc trưng (đường nhựa, đường đá, đường đất) Tiến hành thí nghiệm hai lần đoạn đường thí nghiệm theo hai hướng chuyển động ngược chiều Các thông số đo bao gồm quãng đường, thời gian vận hành lượng nhiên liệu tiêu hao Để thuận lợi cho việc đánh giá so sánh, thí nghiệm ghi lại đặc điểm đoạn đường vận hành thí nghiệm, chế độ tải trọng, tình trạng mặt đường nhiễu (do phương tiện giao thông khác, thời tiết) ảnh hưởng trình thí nghiệm Kết hợp với việc đo lượng nhiên liệu tiêu hao người ta xác định lượng tiêu hao dầu bôi trơn động hệ truyền lực 9.4 Dụng cụ đo lƣợng tiêu hao nhiên liệu Để xác định lượng nhiên liệu tiêu hao thí nghiệm tính kinh tế nhiên liệu ô tô người ta sử dụng phương pháp: TT Dụng cụ lƣợng nhiên liệu tiêu hao Hình vẽ Phương pháp thể tích: Đo thời gian tiêu hao lượng nhiên liệu chứa ống đo tích xác định Hình 9.3 trình bày sơ đồ nguyên lý đo theo phương pháp thể tích Nhiên liệu cung cấp cho động đưa vào từ hai nguồn: từ thùng chứa nhiên liệu xe từ ống đo tích biết trước Dụng cụ đo có van điều khiển để lấy nhiên liệu từ nguồn Ống có hình dạng hình trụ khắc vạch chia có dạng bình Hình 9.3 Sơ đồ nguyên lý phương pháp thể tích để đo tiêu hao nhiên liệu: Nguồn sáng; Ống đo; Cảm biến Trang132 Khoa Cơ khí Động lực Yên cầu có phần thể tích xác định làm to nhỏ khác cho phù hợp với thí nghiệm có lượng tiêu hao nhiên liệu nhiều hay (hình 9.4) Khi sử dụng ống đo kiểu hở (hình 9.4a), ống đo đặt bơm cung cấp nhiên liệu động Trong thí nghiệm phạm phải sai số đo giảm cột áp nhiên liệu cung cấp cho động trình đo Để khắc phục nhược điểm người ta phải bố trí thêm bơm phục để trì cột áp nhiên liệu từ ống đo cấp cho động thí nghiệm sử dụng ống đo kiểu kín (hình 9.4b) Bắt đầu thời điểm đo thí nghiệm, van điều khiển mở đường cung cấp nhiên liệu từ ống đo tới động Trong trình đo, dụng cụ đo thời gian ghi lại thời gian tiêu hao ứng với thể tích xác định ông đo Phương pháp thể tích thường sử dụng thí nghiệm đo tiêu hao nhiên liệu xe sử dụng động xăng Đối với động dùng dầu ê den, độ nhớt dầu lớn xăng ảnh hưởng đến độ xác đọc vạch chia ống đo trình thí nghiệm Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng phôtô điôt; Thùng nhiên liệu; 5, Các van a) b) Hình 9.4: Phương pháp thể tích để đo tiêu hao nhiên liệu a) Ống đo hình cầu kiểu hở b) Ống đo hình cầu kiểu kín Trang133 Khoa Cơ khí Động lực Yên Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Phương pháp khối lượng: Đo thời gian tiêu hao khối lượng nhiên liệu xác định Hình 9.5 trình bày nguyên lý đo phương pháp khối lượng Phương pháp khối lượng có độ xác cao phương pháp thể tích không bị ảnh hưởng sai số thay đổi tỷ trọng nhiên liệu nhiệt độ thay đổi Phương pháp khối lượng Hình 9.5 Sơ đồ nguyên lý đo tiêu hao thường sử dụng thí nghiệm đo tiêu hao nhiên liệu theo phương pháp khối lượng nhiên liêu ôtô sử dụng động Thùng chứa; 2, Các van; Bình đo; điêzel Cảm biến đo; Quả cân Câu hỏi ôn tập Câu 1: Trình bày thí nghiệm đo tiêu hao nhiên liệu chế độ kiểm tra Câu 2: Trình bày thí nghiệm đo tiêu hao nhiên liệu chế độ chuyển động ổn định Câu 3: Trình bày thí nghiệm đo tiêu hao nhiên liệu đường thử bãi thử chuyên dụng Câu 4: Trình bày thí nghiệm đo tiêu hao nhiên liệu xe chuyển động theo chu trình Câu 5: Trình bày thí nghiệm đo tiêu hao nhiên liệu đường giao thông chung Câu 6: Trình bày dụng cụ đo lượng tiêu hao nhiên liệu Trang134 ... với thí nghiệm đường Theo đối tượng thí nghiệm ta có thí nghiệm mẫu tô đơn chiếc, thí nghiệm mẫu tô đợt sản xuất nhỏ, thí nghiệm tô sản xuất đại trà Theo cường độ thời gian thí nghiệm ta có thí. .. cho thí nghiệm Trang thiết bị dùng cho thí nghiệm Vị trí, chế độ điều kiện thí nghiệm Phương pháp xử lý số liệu thí nghiệm 1.2 Các dạng thí nghiệm tô Thí nghiệm tô phân loại theo: Mục đích thí. .. quan trọng thí nghiệm đường Không bị ảnh hưởng khí hậu thời tiết Câu hỏi ôn tập Câu 1: Nêu mục đích thí nghiệm tô? Câu 2: Các dạng thí nghiệm tô? Câu 3: Yêu cầu thiết bị đo thí nghiệm tô? Trang