M cl c
7 TÍNH KIN HT NHIÊN LI U CA Ô TÔ
7.1.3. Các quy tc đo tiêu hao nhiên li u
Quy t c đo tiêu hao nhiên li u xác đ nh quy trình cho vi c đo tiêu hao nhiên li u. Giá tr tiêu hao nhiên li u th c t c a ô tô ph thu c vào cách v n hành, đi u ki n đ ng sá và tình tr ng giao thông, môi tr ng và tình tr ng k thu t ô tô. Thông th ng, chu trình đo tiêu hao nhiên li u và ô nhi m khí x đ c k t h p, và có nhi u chu trình khác nhau áp d ng cho các qu c gia, vùng lãnh th .
Ví d , t i n c c các đi u ki n th đ c áp d ng đ n n m 1996 theo tiêu chu n DIN 70030 nh sau:
Liên quan đ n ô tô th : ng c đã ch y rà (t i thi u 3000 km)
Liên quan đ n vi c đo l ng: V n t c không đ i và có giá tr b ng ¾ v n t c c c đ i ô tô nh ng không quá 110 km/h. M t l ng 10% đ c c ng vào đ tính đ n các đi u ki n không bình th ng.
Các đi u ki n khác:
- V n t c gió: d i 3 m/s.
- i u ki n môi tr ng: 1 bar, 293K
- Nhiên li u: theo tiêu chu n DIN 51600 đ i v i x ng có chì, DIN 51607 đ i v i x ng không chì, và DIN 51601 đ i v i nhiên li u diesel.
S xác đ nh tiêu hao nhiên li u theo ph ng pháp trên b ch trích do đi u ki n v n t c không đ i là thi u th c t . H n n a, các giá tr xác đ nh đ c th p h n giá tr th c t . Hình so sánh tiêu hao gi a 2 ph ng pháp (th c t và theo chu trình) đ i v i cùng ô tô b i nh ng chuyên gia. Giá tr th c t cao h n kho ng 20%.
Biên so n: TS. Phan Minh c – B môn Ô tô, khoa C khí Giao thông 84 Các nhà ch t o ô tô châu Âu, ch y u là c, đ n n m 1996 áp d ng quy t c 80/1268/EEC trong vi c th tiêu hao nhiên li u ô tô. Theo quy t c này, tiêu hao nhiên li u đ c xác đ nh t ng ng v i 3 ch đ v n hành ô tô: Bcity t ng ng v i chu trình European City Cycle, B90 ng v i ch đ v n t c không đ i 90 km/h, và B120 ng v i ch đ v n t c không đ i 120 km/h. Sau đó, tiêu hao nhiên li u h n h p BEuromix đ c xác đ nh là trung bình c ng c a các giá tr Bcity, B90, và B120. Tiêu hao nhiên li u xác đ nh theo quy t c Euromix g n v i th c t h n. 3 B B B BEuromix city 90 120 Eq. 7-15
Hình 7-3 So sánh k t qu đo tiêu hao nhiên li u
K t 1/1996, chu trình m i đ c áp d ng t i c ng đ ng châu Âu, cho vi c xác đ nh ô nhi m và tiêu hao nhiên li u c a ô tô. Theo tiêu chu n ECE-R 83/02, chu trình th ECE15+EUDC bao g m kho ng t c đ cao h n, c th g m 2 ph n:
Ph n m t, chu trình b t đ u v i 40 giây kh i đ ng đ ng c ô tô, theo sau b i 4 chu trình ECE-R15. Chu trình th ECE-R15 g m 22 cung (không t i, t ng t c, đ u, và gi m t c). Th c hi n 22 cung đo n này 4
l n t ng ng v i quãng đ ng 4,052 km, trong th i gian th 13 phút, và v n t c trung bình là 18,7 km/h.
Ph n 2 g m 13 cung và t o thành 6,955 km và kho ng th i gian 400 giây v i t c đ trung bình 56,9 km. Chu trình có chi u dài t ng c ng 11,007 km v i th i gian 1220 giây, v i v n t c trung bình 32,5 km/h. Tiêu hao nhiên li u xác đ nh theo chu trình này cao h n chu trình c kho ng 10%.
Hình 7-4 Chu trình th ECE 15 + EUDC 7.2. Bi n pháp gi m tiêu hao nhiên li u
Nh trên ta đã bi t, tiêu hao nhiên li u đ c xác đ nh b i quan h nh sau:
c T 0 idle idle * 0 F b * 0 F dem T, t e a fuel trac .k Vdt t . b dt . b dt . V . F . b . K . 1 B T T
V i l c kéo ti p tuy n c n thi t, đ c xác đ nh theo ph ng trình:
x sm, l v i 2 w R l v dem , T .V (e .m m ).a F 2 A. . C ) sin cos . (f .g. ) m (m F
T ph ng trình tiêu hao nhiên li u trên có th th y r ng gi m tiêu hao nhiên li u đ c th c hi n b ng các bi n pháp:
Biên so n: TS. Phan Minh c – B môn Ô tô, khoa C khí Giao thông 86 - Nâng cao tính kinh t nhiên li u c a đ ng c , th hi n qua su t tiêu hao
nhiên li u c a đ ng c be, nh t là ch đ t i c c b c a đ ng c .
- Các thông s liên quan s c c n c a ô tô nh tr ng l ng ô tô (mv + ml), h s s c c n c a đ ng (), h s s c c n không khí (Cw), di n tích
c n chính di n (A). Các thông s này ph i đ c gi m trên c s đ m
b o tiêu chí an toàn, kinh t , tính ti n nghi.
- S d ng h p lý s truy n c a h p s đ ch đ làm vi c c a đ ng c
vùng kinh t , có su t tiêu hao nhiên li u th p
- Tránh s d ng ô tô non t i hay quá t i.
- T ng hi u su t truy n l c t, gi m công su t d n đ ng các trang b nh b m tr l c, b m n c… (gi m Ka) đ t ng công su t kéo t i bánh xe
ch đ ng.
- Nâng cao ch t l ng đi u hành giao thông nh h th ng h ng d n, do
nh h ng đ n đ c đi m v n hành ô tô: t c đ , t ng t c, và d ng xe.
- Nâng cao k n ng lái. ng d ng các gi i pháp ki m soát thông minh đ
ng n ng a ng i lái có các thao tác gây t ng tiêu hao nhiên li u.
Hình 7-5 V trí t ng ng gi a engine map và các quy lu t yêu c u c a s c c n
Khi thi t k ô tô, s b trí h th ng truy n l c, s phân b t s truy n, t
ph ng án đi u khi n đ i v i h th ng truy n l c vô c p có nh h ng r t l n đ n tiêu hao nhiên li u. Hình 7-5 mô t “engine map” cùng v i các quy lu t yêu c u đ i v i h th ng truy n l c có c p, và đ c tính đi u ch nh đ i v i truy n l c vô c p đ đ t tiêu hao nhiên li u t i thi u. i v i h th ng truy n l c có c p, thông th ng s truy n cao nh t chi m t l l n trong t ng th i gian v n hành. Do đó, đ ng cong t ng ng ph i vùng có su t tiêu hao nhiên li u c c ti u đ t ng tính kinh t nhiên li u c a ô tô.
Trái l i, h th ng truy n l c vô c p có kh n ng đ m b o ch n đi m làm vi c c a đ ng c đ i v i m i giá tr công su t yêu c u. Do đó, s t i u có th đ c đi u ch nh cho t ng giá tr công su t yêu c u c th . B ng cách này, đi u khi n h p lý t s truy n, có th chuy n v trí đ ng cong công su t c n thi t v khu v c có su t tiêu hao nhiên li u th p trên “engine map”.
Hình 7-6 So sánh tiêu hao nhiên li u các s truy n
Hình 7-6 mô t tiêu hao nhiên li u theo quãng đ ng ch y t ng s truy n c đ nh. S truy n ho t đ ng càng cao, nói chung, d n đ n tiêu hao nhiên li u càng th p.
Biên so n: TS. Phan Minh c – B môn Ô tô, khoa C khí Giao thông Ch ng
8 TÍNH CH T PHANH Ô TÔ
8.1. Khái ni m
Tính ch t phanh là tính ch t gi m t c hay d ng xe c ng b c theo ý mu n và đi u khi n c a ng i lái. Phanh ô tô và kéo có quan h ph thu c nhau. Ch t l ng phanh càng cao thì kh n ng phát huy t c đ c a xe càng l n. Trong quá trình phanh, ma sát chuy n hóa đ ng n ng chuy n đ ng c a ô tô thành nhi t tiêu tán trong môi tr ng không khí. N ng l ng này t n th t và không th tái s d ng cho chuy n đ ng c a ô tô. Do v y, hi n nhiên s làm t ng tiêu hao nhiên li u. i v i h th ng phanh chính, ph n l n n ng l ng tiêu tán d i d ng nhi t do ma sát c c u phanh khi phanh bình th ng, d i d ng nhi t do ma sat bánh xe và m t đ ng khi phanh ng t.Th c ch t c a quá trình phanh là gia t ng l c c n tác d ng lên ô tô đ tiêu tán đ ng n ng c a ô tô. Khi phanh, ng i lái nh bàn đ p ga nên không có l c kéo ti p tuy n bánh xe ch đ ng.
Các bi n pháp th c hi n phanh:
Dùng ma sát: t o ra ma sát t i c c u phanh đ tiêu hao n ng l ng chuy n đ ng c a ô tô.
Dùng c c u lá ch n: t c là t ng di n tích c n chính di n.
Khi phanh có th l i d ng c s c c n trong đ ng c (không tách đ ng c kh i h th ng truy n l c).
8.2. Th c nghi m đánh giá quá trình phanh
Các ch tiêu phanh ô tô có th xác đ nh trên b ng th ho c đo trên đ ng b ng cách đo quãng đ ng phanh, th i gian, gia t c ch m d n, và l c phanh khi phanh v i c ng đ l n nh t. i u ki n th phanh cho t ng lo i ô tô - bao g m t i tr ng ô tô, v n t c ban đ u, lo i đ ng và tr ng thái đ ng, đ d c, áp su t môi ch t trong d n đ ng phanh - ph thu c vào tiêu chu n áp d ng khi
th .Th i gian và quãng đ ng phanh th c t ph i nh h n th i gian và quãng đ ng phanh cho phép.
Hình 8-1 S ph thu c quãng đ ng phanh vào h s bám c a đ ng và v n t c ban đ u c a ô tô
Th c t cho th y quãng đ ng phanh t ng lên khi h s bám gi a bánh xe và m t đ ng gi m, ho c v n t c ban đ u c a ô tô t ng (Hình 8-1).
Biên so n: TS. Phan Minh c – B môn Ô tô, khoa C khí Giao thông 90 Hình 8-2 mô t quan h lý thuy t gi a th i gian, v n t c, l c phanh, và gia t c ch m d n c a ô tô trong quá trình phanh.
tr là th i gian ph n ng c a ng i lái – ph thu c hoàn toàn vào k n ng c a ng i lái, có giá tr 0,4-1 giây và th ng l y 0,8 s.
tdr là th i gian tr c a h th ng; ph thu c lo i c ng nh tình tr ng k thu t h th ng phanh; kho ng 0,2-0,4s đ i v i phanh th y l c, 0,6- 0,8s đ i v i phanh khí nén,
tin là th i gian l c phanh t ng d n t 0 đ n giá tr l n nh t; ph thu c c ng đ phanh, lo i và tr ng thái m t đ ng. Giá tr c a nó, trong tr ng h p phanh kh n c p, t t c các bánh xe hãm c ng, đ c th ng kê trong b ng. Ô tô con 0,05 – 0,2 Ô tô t i và khách v i phanh th y l c 0,05 – 0,4 Ô tô t i v i phanh khí nén, t i tr ng đ n 4500 kg 0,15 – 1,2 Ô tô t i, t i tr ng trên 4500 kg 0,2 – 1,5 Ô tô khách v i phanh khí nén 0,2 – 1,3
tbr là th i gian phanh v i l c phanh l n nh t, cho đ n khi ô tô d ng.
Trong kho ng th i gian tr + tdr, l c phanh không có và ô tô chuy n đ ng đ u v i v n t c ban đ u V. Trong kho ng th i gian tin, l c phanh và gia t c ch m d n t ng, gi thi t theo quy lu t tuy n tính còn v n t c gi m theo quy lu t phi tuy n đ n giá tr V’. Trong kho ng th i gian tbr, l c phanh và gia t c ch m d n không đ i, còn v n t c gi m d n đ n 0, gi thi t theo quy lu t tuy n tính.
8.3. Th c nghi m đánh giá quá trình phanh8.3.1. ng l c h c bánh xe khi phanh 8.3.1. ng l c h c bánh xe khi phanh
Kh o sát quá trình phanh th c hi n nh l c ma sát t i c c u phanh.Hình 8-3 mô t h th ng phanh d n đ ng th y l c tr l c chân không và c c u phanh ki u đ a. Khi phanh, ng i lái gi m cung c p nhiên li u cho đ ng c và
nh n bàn đ p phanh. Qua c c u d n đ ng phanh, má phanh ép m nh vào đ a phanh t o ra mô men phanh Mp hãm chuy n đ ng quay c a đ a phanh, bánh xe.
Hình 8-3 S đ h th ng phanh d n đ ng th y l c tr l c chân không v i c c u phanh đ a
Biên so n: TS. Phan Minh c – B môn Ô tô, khoa C khí Giao thông 92 Hình 8-4 L c tác d ng vào bánh xe khi phanh
L c và mô men tác d ng vào bánh xe khi phanh đ c mô t trên Hình 8-4:
Tr ng l c tác d ng trên bánh xe Gw
Ph n l c pháp tuy n c a m t đ ng FZ
Mô men c n l n MR, ng c chi u quay bánh xe
Mô men l c quán tính Mj, cùng chi u quay bánh xe khi phanh Mô men phanh t i c c u phanh Mp, ng c chi u quay bánh xe Ph n l c ti p tuy n c a đ ng FB
L c tác d ng t khung xe K
Khi bánh xe ch u mô men hãm Mp, bánh xe quay ch m l i. Ngoài ra, do quán tính, chuy n đ ng t nh ti n v tr c c a ô tô còn đ c duy trì nên bánh xe tác d ng l c vào đ ng theo h ng chuy n đ ng. Ph n l c Fbr c a m t đ ng
tác d ng l i bánh xe đúng b ng v đ l n nh ng ng c chi u v i l c này. L c
Fbr là ph n l c ti p tuy n tác d ng vào bánh xe khi phanh, đ c g i là l c
phanh.
Trong tr ng h p t ng quát, t đi u ki n cân b ng mô men các l c c a bánh xe đ i v i tr c quay c a nó, ta có l c phanh t i bánh xe đ c xác đ nh: dyn j R p B r M - M M F Eq. 8-1 Mp +MR- Mj Gw FZ FB V K rdyn
8.3.2. ng l c h c ô tô khi phanh
Kh o sát ô tô có 2 tr c bánh xe, th c hi n phanh khi chuy n đ ng trên d c.
Gi s tr c sau là tr c ch đ ng và 2 tr c bánh xe đ u đ c phanh. Ph ng
trình chuy n đ ng c a ô tô nh sau:
Hình 8-5 L c tác d ng ô tô khi phanh
0 F - G.sin F F F F F F FB1 B2 R1 R2 drag fr,e sm,x a Eq. 8-2 V i Ffr,e là l c c n sinh ra t i các bánh xe ch đ ng do mô men ma sat Tfr,e trong đ ng c . dyn n t e fr, e ,