PHẦN I: CƠ SỞ SƯ PHẠM ĐỂ XÂY DỰNG NỘI DUNG MÔN HỌC THÍ NGHIỆM Ô TÔ
CHƯƠNG 7. THÍ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG PHANH CỦA Ô TÔ
7.3. Các thí nghiệm đánh giá chất lượng phanh của ô tô trên đường và trên băng thử
7.3.1. Thí nghiệm phanh ô tô trên đường
Do tốc độ chuyển động và tải trọng của ô tô ngày càng tăng cho nên ngày nay không thể chỉ thử phanh “nguội” mà còn phải thử phanh “nóng”.
Người ta phân biệt việc thử phanh trong điều kiện nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và thử phanh trong điều kiện sử dụng.
Trong điều kiện nghiên cứu, thiết kế, chế tạo việc thử phanh được tiến hành ở 3 chế độ như sau:
+ Chế độ 0: Chế độ thử phanh nguội, nghĩa là thử phanh khi nhiệt độ trống phanh nhỏ hơn 100oC.
+ Chế độ I: Chế độ thử phanh nóng, nghĩa là thử phanh được rà nhiều lần cho đến khi nhiệt độ trống phanh lớn hơn 100oC rồi mới đem thử.
+ Chế độ II: Chế độ thử phanh trên đường dốc dài, trống phanh nóng trong thời gian dài.
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 80 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) Phương
tiện vận chuyển
Loại ô tô
(ký hiệu)
Tốc độ bắt đầu phanh v(km/h)
Lực trên bàn đạp phanh
Pb.đ
khôn g lớn hơn
(N)
Chế độ thử
0 I II
Quãng đường phanh
Sp
không lớn hơn (m)
Gia tốc chậm
dần ổn định
jô.đ
khôn g nhỏ
hơn (m/s2)
Sp
khôn g lớn hơn (m)
jô.đ
khôn g nhỏ
hơn (m/s2)
Sp
khôn g lớn hơn (m)
jô.đ
không nhỏ hơn (m/s2)
Ô tô chở khách
M1 80 500 43,2 7 54 5,4 57,5 5,0
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
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
Đồ án tốt nghiệp Trang
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
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.
Tiêu chuẩn về tính ổn định hướng của ô tô khi phanh trong điều kiện sử dụng do Bộ Giao thông vận tải Việt Nam ban hành cũng giống như tiêu chuẩn về ổn định hướng của ô tô khi phanh trong điều kiện nghiên cứu khoa học, thiết kế chế tạo đã nêu ở trên.
7.3.1.3. Phương pháp tiến hành và dụng cụ thí nghiệm phanh ô tô trên đường
TT Phương pháp tiến hành Dụng cụ thí nghiệm
a Đo quãng đường phanh :
− 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
− 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 Loại ô tô
Quãng đường phanh không lớn hơn (m)
Gia tốc chậm dần cực đại không nhỏ hơn (m/s2)
- 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
9,5 5,0
- Ô tô tải hoặc đoàn ô tô có trọng toàn bộ lớn hơn 80kN và ô tô khách có chiều dài toàn bộ lớn hơn 7,5m
11 4,2
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.
độ chính xác thấp. Điểm đánh dấu trên đường khụng rừ và khụng 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 trờn đường hội tụ tốt và rất rừ.
Trên hình 7.1 trình bày cấu tạo của súng phun để đánh dấu thời điểm bắt đầu phanh. 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.
Nhờ có bộ phận kẹp chặt 4 ta có thể lắp súng phun một cách dễ dàng trên ô tô ở vị trí thuận lợi và nhờ có thanh 3 ta có thể điều chỉnh khoảng cách giữa đầu súng phun và bề mặt đường bằng cách cho thanh 3 dịch chuyển trong bộ phận kẹp chặt 4. Bộ phận điện thế 5 nhằm mục đích nâng cao hiệu thế để tạo tia lửa ở nến đánh lửa.
hính 7.1. Súng phun dấu thơi điểm bắt đầu phanh.
1. Đầu phun; 2. Nến đánh lửa; 3. Thanh Đồ án tốt nghiệp Trang
nối; 4. Bộ phận kẹp chặt; 5. Bộ tăng điện thế; 6.dây dẫn.
b Đo gia tốc chậm dần khi phanh :
− 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
Để đo gia tốc chậm dần khi phanh có thể dùng giảm tốc kế loại con lắc (hình 7.2) hoặc giảm tốc kế loại thủy ngân (hình 7.3)
Giảm tốc kế hình con lắc có kết cấu đơn giản, nó gồm con lắc 1 được treo trong 1 vỏ hộp kín bằng nhựa 2. Khi phanh do có lực quán tính làm cho con lắc nghiêng đi một góc và kim chỉ của gia tốc kế cũng nghiêng theo. Gia tốc ngày càng lớn thì con lắc nghiêng càng nhiều. Trên vỏ nhựa 2 có thang chia độ để chỉ gia tốc m/s2. 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.
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.
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/s2. Ống 2 dùng để đo gia tốc và trên ống này cũng có thang đo kháctheo m/s2. Tiết diện của ống 2 nhỏ hơn tiết diện của ống 3.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.
Đồ án tốt nghiệp Trang
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.
c Do quãng đường phanh :
− 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 khách : 60 80 km/h.
− Theo tín hiệu của người điều khiển thí nghiệm viên ngồi trên ô tô sẽ cho máy ghi sóng làm việc. Sau khi máy ghi sóng làm việc được 2 3 giây thì người lái sẽ ấn bàn đạp phanh cho xe dừng hẳn.
− Để xác định được quãng đường phanh và vận tốc bắt đầu phanh cần phải xử lý băng giấy của máy ghi sóng.
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.
Hình 7.4 . Bánh xe số 5 và lắp đặt nó với ô tô.
2. cảm biến đo tốc độ; 2. Cảm biến đóng mở đếm số vòng quay của bánh xe số 5
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.
− Kết quả thí nghiệm
GT LĐ
Quãng đường phanh
(m)
Gia tốc chậm dần khi phanh (m/s2)
Vận tốc bắt đầu phanh
(km/h) Lần đo 1
Lần đo 2 Lần đo 3 Giá trị TB