2. Các giải pháp đề ra để nâng cao chất lượng giảng dạy và học tập
5.3.2. Các bệ thử làm việc theo nguyên lý dịng cơng suất kín và xác định hiệu suất truyền lực
suất truyền lực
Sơ đồ bố trí để xác định hiệu suất của hộp số theo dịng cơng suất kín :
Hình 5.4. Sơ đồ bệ thử để xác định hiệu suất của hộp số theo dịng cơng suất kín. 1. Động cơ; 2. Hộp số; 3. Hộp giảm tốc; 4. Trục các đăng; 5. Lực kế; 6. Xi lanh
thủy lực; 7. Bộ biến đổi.
Hiệu suất của hộp số được xác định theo biểu thức sau( giả thiết hộp số cĩ ma sát như nhau).
Trong đĩ: Mtải – mơ men gây tải;
Mđc – mơ men đo được ở động cơ điên loại cân bằng khi lắp hai hộp số trên bệ thử;
M’
đc – mơ men đo được ở động cơ điện loại cân bằng khi thay đổi hai hộp số bằng một trục các đăng.
Trên hình 5.5 trình bày sơ đồ bệ thử hệ thống truyền lực theo nguyên lý dịng cơng suất kín.
Hình 5.5. Sơ đồ bệ thử hệ thống truyền lực theo nguyên lý dịng cơng suất kín. 1. Động cơ điện; 2. Hộp số; 3. Cầu sau; 4,5,6 Hộp truyền động loại bánh răng;
7,8. Trục các đăng; 9. bộ gây tải.
Khi biết cơng suất mất mát cho hộp số 2 và các hộp truyền động bánh răng 4; 5; 6, ta cĩ thể tính được hiệu suất của hệ truyền lực nhờ đo cơng suất của động cơ điện loại cân bằng và đo cơng suất gây tải.
− Trình tự và dụng cụ thí nghiệm
Trình tự thí nghiệm Thiết bị thí nghiệm
- Trước hết ta tiến hành kiểm tra các thiết bị thí nghiệm.
- Ta tiến hành kiểm tra thiết bị thí
−Trên hình 5.4 trình bày sơ đồ bệ thử hộp số theo nguyên lý dịng cơng suất kín. Bệ thử gồm cĩ hộp số 2, hai hộp giảm tốc 3
nghiệm trước khi tiến hành.
- Vào số tại hộp số 2, khởi động động cơ điện 1, động cơ điện quay làm cho trục sơ cấp của hộp số quay và khi đĩ trục thứ cấp quay, thơng qua hộp truyền động loại bánh răng 4, làm cho các trục các đăng 7,8 quay.
- Ứng với từng chế độ tải trọng thì ta tiến hành thay đổi nhờ bộ phanh thủy lực 9.
- Ứng với từng tốc độ của động cơ ta cĩ thể tiến hành thay đổi số vịng quay của máy điện 1.
- Tiến hành xác định mơ men của máy điện 1 và bộ gây tải 9 thơng qua các lực kế. Từ đĩ ta cĩ thể xác định được hiệu suất của hộp số.
vảtục các đăng 4, hệ thống dẫn động bằng động cơ điện loại cân bằng 1. Xi lanh thuỷ lực 6 dùng để gây tải cho hệ thống. Mơ men gây tải Mtải được đo nhờ bộ biến đổi 7, cịn mơ men quay dịng kín Mđc được đo bằng lực kế 5. Muốn xác định được hiệu suất của hộp số cần phải tính đến ảnh hưởng của ma sát trong hộp giảm tốc 3. Muốn thế cần phải thay hai hộp số 2 bằng một trục các đăng để xác định mơmen M’
đc cần để quay vịng kín. Lúc đĩ sơ đồ thử giống như sơ đồ hình 5.3.
−Hình 5.5 là bố trí sơ đồ bệ thử hệ thống truyền lực theo dịng cơng suất kín.
Bệ thử gồm cĩ động cơ điện loại cân bằng 1, hộp số 2, hai cầu sau 3, các hộp truyền động loại bánh răng 4 ; 5 ; 6, trục các đăng 7 và 8. Trên trục các đăng 8 cĩ đặt bộ gây tải 9. Bộ gây tải 9 sẽ sinh ra mơ men xoắn khác nhau trong dịng kín. Hộp truyền động 4 đảm bảo cho các trục các đăng 7 và 8 cĩ tốc độ gĩc như nhau và các nửa trục ở hai cầu cĩ tốc độ như nhau.
− Kết quả thí nghiệm
Giá trị đo
Lần đo
Mơ men gây tải Mtải
Mơ men động cơ điện Mđc
Mơ men đo được ở động cơ điện khi thay đổi hai hộp số
bằng một trục các đăng. M’
Lần đo 1 Lần đo 2 Lần đo 3 GTTB
CHƯƠNG 6. XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT ĐỘNG LỰC HỌC CỦA Ơ TƠ 6.1. Mục đích thí nghiệm
Tính chất động lực học của ơ tơ là những tính chất đảm bảo cho ơ tơ cĩ tốc độ trung bình lớn nhất đối với những điều kiện sử dụng đã cho. Tốc độ trung bình lớn nhất khi ơ tơ chuyển động được đảm bảo bởi một loại chỉ tiêu chủ yếu như : tốc độ cực đại mà ơ tơ cĩ thể phát huy trên đường đã cho, gia tốc, quãng đường và thời gian tăng tốc, khả năng lên dốc.
Tính chất động lực học của ơ tơ cịn được đánh giá theo các số liệu của đường đặc tính động lực học được thiết lập khi thí nghiệm ơ tơ trên đường.
6.2. Thí nghiệm xác định vận tốc lớn nhất của ơ tơ
Tốc độ cực đại của ơ tơ được xác định trên đường nhựa tốt theo những phương pháp sau đây :
- Đo các thơng số chuyển động bằng phương pháp trực quan. - Đo các thơng số chuyển động trên máy ghi sĩng.
6.2.1. Xác định tốc độ cực đại bằng cách đo trực quan
Sơ đồ bố trí thí nghiệm như hình vẽ :
Hình 6.1. Sơ đồ đoạn đường để xác định tốc độ cực đại của ơ tơ.
Tốc độ cực đại của ơ tơ được xác định theo cơng thức sau: Vmax = 3,6.
Trong đĩ : S : quãng đường thí nghiệm tính theo m;
T : thời gian ơ tơ chạy trên quãng đường thí nghiệm (đoạn II-III), tính theo giây.
- Dụng cụ và trình tự thí nghiệm
Trình tự thí nghiệm Thiết bị thí nghiệm
- Trước khi tiến hành thí nghiệm ta tiến hành kiểm tra các dụng cụ thí nghiệm.
- Cho xe chạy rà nĩng khoảng 10 – 15 km với tốc độ sử dụng trung bình.
- Cho xe chuyển động tăng tốc sao cho đạt tốc độ cực đại ổn định trước khi đi qua các cọc II hoặc III ( tùy theo
- Chuẩn bị quãng đường thí nghiệm phải nằm ngang(hình 6.1) và thẳng chiều rộng đường ≥6 m khơng cĩ gĩc nghiêng bên, ngã tư, cầu và cĩ độ dài khoảng 3 km.
+ Quãng đường phải đủ dài để ơ tơ cĩ thể gia tốc đến tốc độ cực đại( đoạn I÷II)
hướng chuyển động của xe) của đoạn đường thí nghiệm II-III. Quan sát viên ngồi trên ơt ơ theo dõi khi thấy hai cọc II ở một bên đường trùng làm một thì bấm giây, tiếp đĩ giám sát viên sẽ ngắt đồng hồ bấm giây khi nhìn thấy hai cọc III trùng làm một, nghĩa là đã hết đoạn đường thí nghiệm S.
- Việc thí nghiệm được tiến hành theo hai chiều ngược nhau, mỗi chiều cho chạy ba lần.
cực đại là 1 kmm ( đoạn II ÷III ).
+ Đoạn đuờng chuyển động chậm dần và dừng của xe ( đoạn III÷IV).
- Chuẩn bị xe thí nghiệm. - Đồng hồ bấm giờ như hình
Hình 6.2. Đồng hồ bấm giờ.
- Kết quả thí nghiệm
TS
LĐ Thời gian quãng đường II-III (t)
Quãng đường thí nghiệm (S)
Lần đo 1 Lần đo 2
Lần đo 3
Kết quả Tốc độ cực đại của ơ tơ : Vmax =
6.2.2. Xác định tốc độ cực đại của ơ tơ bằng cách ghi trên máy ghi sĩng Thiết bị thí nghiệm Dụng cụ thí nghiệm
- Cho ơ tơ tăng tốc cho đến tốc độ cực đại ở số truyền cao.
- Khi ơ tơ qua cọc chuẩn định trước thì cho máy ghi sĩng làm việc máy ghi sĩng sẽ ghi lại tốc độ của ơ tơ. Cũng trong thời gian này cho máy đo quãng đường làm việc và quan sát viên theo chỉ số của máy đo này sẽ xác định thời điểm cần ngắt máy nghi song.
- Chú ý : Đường thử nghiệm phải bằng phẳng và nhẵn chiều dài đường thí nghiệm khoảng 500 m. thí nghiệm được tiến hành theo hai chiều ngược nhau. Tốc độ cực đại được xác định bằng cách xử lý đồ thị đo theo giá trị trung bình của các thí nghiệm.
Trên hình 6.3 trình bày dạng đường thí nghiệm nhận được từ máy ghi sĩng.
Hình 6.3. Dạng đường tốc độ cực đại ghi
Trên hình 6.4 trình bày bánh xe số 5 và lắp đặt nĩ với ơ tơ. Phía bên phải của bánh xe cĩ đặt cảm biến 1 để đo tốc độ của ơ tơ.
Phía bên trái của bánh số 5 cĩ đặt cảm biến đĩng mở 2 để đếm số vịng quay của bánh xe số 5. Sự đến số vịng quay này cũng được ghi trên máy ghi sĩng.
Hình 6.4 . Bánh xe số 5 và lắp đặt nĩ với ơ tơ.
1. cảm biến đo tốc độ; 2. Cảm biến đĩng mở đếm số vịng quay của bánh xe số 5
Trên máy ghi sĩng thường cĩ bộ phận để đánh dấu thời gian. Như vậy khi dùng bánh xe số 5 cùng với máy ghi sĩng cĩ thể xác định quãng đường phanh, tốc độ bắt đầu phanh và thời gian phanh. Cả ba thơng số này đều được ghi cùng một lúc trên máy ghi sĩng.
trên máy ghi sĩng.
Tốc độ của ơ tơ được xác định theo biểu thức sau:
v = 3,6.µv.hv km/h,
Trong đĩ : µv tỷ lệ xích về tốc độ được xác định bằng cách lấy chuẩn trước.
hv tung độ của đồ thị ghi trên máy ghi sĩng và được xác định bằng cách đo trên đồ thị.
6.3. Thí nghiệm xác định khả năng tăng tốc của ơ tơ
Các tính chất tăng tốc của ơ tơ được dặc trưng bằng gia tốc, thời gian và quãng đường tăng tốc trong một khoảng thay đổi tốc độ nhất định.
Cĩ thể xác định các tính chất tăng tốc theo phương pháp sau : - Dung phương pháp đo ghi trên máy ghi sĩng.
6.3.1. Dùng thiết bị Tenxơ
Trên hình 6.5 trình bày đồ thị ghi trên băng giấy của máy ghi sĩng khi thí nghiệm tăng tốc ở ba số truyền.
Hình 6.5. Đồ thị ghi trên giấy của máy ghi sĩng khi thí nghiệm tăng tốc.
Từ đồ thị ta thấy rõ 3 giai đoạn của quá trình tăng tốc ở các số truyền II, III, IV. + Đường cong 1, 2, 2’, 3, 3’, 4 chỉ rõ tính chất thay đổi tốc độ của ơ tơ khi tăng tốc từ v0 = 5 km/h (hv0) cho đến tốc độ đã chọn va (hva).
+ Sự biến thiên tốc độ trong khoảng 1- 2 tương ứng với sự tăng tốc ở số 2. + Thời gian từ 2 – 2’ ứng với lúc chuyển số tốc độ lúc đĩ giảm.
+ Sự biến thiên tốc độ 2’ – 3 và 3’ – 4 chỉ rõ tính chất thay đổi tốc độ tương ứng ở các số truyền III và IV.
+ Việc tăng tốc ở số 4 được kết thúc khi ơ tơ chuyển động với tốc độ ổn định
a. Tốc độ khi tăng tốc
Tốc độ được xác định theo cơng thức
V = 3,6.μv. hv. Trong đĩ: μv tỷ lệ xích tốc độ.
Hv. tung độ của điểm cần xác định tốc độ
Khi xác định tốc độ cần chọn cần chọn 3 điểm trên mỗi số điểm đầu, điểm giữa, điểm cuối của quá trình tăng tốc.
b. Gia tốc khi tăng tốc
Gia tốc được xác định bằng phương pháp vi phân đồ thị. J = Δv/Δt
Độ tăng tốc độ Δv được xác định theo biểu thức Δv = μv. Δhv.
Trong đĩ : Δhv độ gia tăng tung độ của đồ thị tốc độ trong thời gian Δt. Độ gia tăng thời gian Δt được xác định
Δt = μt . Δnt.
Trong đĩ: Δnt số lần đánh dấu thời gian ứng với khoảng gia tăng tốc độ. Μt . tỷ lệ xích thời gian.
Hình 6.6. Đồ thị chỉ sự phụ thuộc gia tốc bởi tốc độ ở các số truyền.
c. Quãng đường tăng tốc.
Quãng đường ơ tơ chạy được khi tăng tốc cho đến những giá trị tốc độ vx đã xác định được như sau:
Sx = μs. ns
Trong đĩ: ns là số lần đánh dấu quãng đường từ điểm bắt đầu tăng tốc độ v0 đến giá trị tốc độ đã chọn vx.
μs là tỷ lệ xích quãng đường.
Từ giá trị của quãng đường ta xây dựng đồ thị chỉ sự phụ thuộc quãng đường bởi quãng đường khi tăng tốc.
Hình 6.7. Đồ thị chỉ sự phụ thuộc quãng đường khi tăng tốc độ.
d. Thời gian tăng tốc
Thời gian tăng tốc của ơ tơ đến những giá trị tốc độ đã định được xác định theo cơng thức
t = μt. nt. Trong đĩ: μt tỷ lệ xích thời gian.
Nt số lần đánh dấu thời gian tính từ thời điểm bắt đầu tăng tốc ở tốc độ v0 đến tốc độ vx dã chọn.
Xây dựng đồ thị t = f(v) biểu diễn sự phụ thuộc giữa thời gian và tốc độ trong quá trình tăng tốc.
Hình 6.8. Đồ thị sự phụ thuộc quãng đường khi tăng tốc độ.
- Dụng cụ và trình tự thí nghiệm
Trình tự thí nghiệm Dụng cụ thí nghiệm
Trước khi tiến hành cần kiểm tra các dụng cụ thí nghiệm và xác định trước tỷ lệ xích của các thơng số ghi trên băng giấy của máy ghi sĩng.
Người lái gài số hai và cho ơ tơ chạy với tốc dộ chuyển động bằng v0= 5 km/h.
Theo tín hiệu của người điều khiển thí nghiệm viên ngồi trên ơ tơ sẽ cho máy ghi sĩng làm việc. sau đĩ khi thấy máy ghi sĩng đã làm việc được 2 3 giây thì người lái sẽ ấn nhanh bàn đạp ga để mở hồn tồn bướm xăng và giữ nĩ ở số truyền đang chạy cho đến hết thời điểm tăng tốc. Ơ tơ lúc đĩ tăng tốc rất nhanh tiếp đo tiến hành chuyển nhanh sang các số tiếp theo và cuối qua trình tăng tốc sẽ chạy ở số truyền thẳng với tốc độ 50 km/h.
Thí nghiệm được tiến hành theo hai chiều ngược nhau.
Dùng cảm biến tenxơ và máy ghi sĩng sẽ ghi cả tốc độ v, thời gian t và quãng đường S. Cảm biến đo quãng đường và đo tốc độ đặt ở bánh xe số 5.
Trên hình 8.5 trình bày bánh xe số 5 và lắp đặt nĩ với ơ tơ. Phía bên phải của bánh xe cĩ đặt cảm biến 1 để đo tốc độ của ơ tơ.
Phía bên trái của bánh số 5 cĩ đạt cảm biến đĩng mở 2 để đếm số vịng quay của bánh xe số 5. Sự đếm số vịng quay này cũng được ghi trên máy ghi sĩng.
Hình 6.9 . Bánh xe số 5 và lắp đặt nĩ với ơ tơ.
Thí nghiệm được tiến hành trên đường nằm ngang bằng phẳng cĩ chiều dài độ 2-3 km.
- Kết quả thí nghiệm Giá trị đo Lần đo Tỷ lệ xích vận tốc Tỷ lệ xích thời gian Tỷ lệ xích quãng đường Tung độ Lần đo 1 Lần đo 2 Lần đo 3 GTTB
6.4. Thí nghiệm xác định đặc tính kéo của ơ tơ
Đường đặc tính kéo của ơ tơ chỉ sự phụ thuộc giữa lực kéo tiếp tuyến Pk của ơ tơ và tốc độ chuyển động v của nĩ. Đường đặc tính kéo được xác định khi mở bướm xăng hồn tồn và khi ơ tơ chất đầy tải. Đặc tính kéo cĩ thể xác định ở trong phịng thí nghiệm hoặc ở trên đường.
6.4.1. Xác định đặc tính kéo trong phịng thí nghiệm
Trong phịng thí nghiệm người ta thường dùng bệ thử loại tang trống để xác định đặc tính kéo của ơ tơ (hình 6.10)
Hình 6.10. Sơ đồ bệ thử ơ tơ loại tang trống.
Coi mất mát năng lượng cho sự cản lăn của bánh xe trên trống quay là khơng đáng kể. Lực kéo tiếp Pk sinh ra giữa bánh xe chủ động và trống quay bằng lực ở mĩc kéo Pmk chỉ trên lực kế 2.
Số vịng quay của bánh xe chủ động được xác định theo cơng thức sau: nbx = ntrống . rtrống/rbx
Trong đĩ: ntrống là số vịng quay của trống quay rtrống là bán kính của trống quay. Rbx là bán kính bánh xe.
Tốc độ chuyển động của ơ tơ được xác định theo biểu thức sau.
Tiếp tục tiến hành thí nghiệm ở các chế độ tải và chế độ tốc độ khác nhau của trống quay ta sẽ xác định được đồ thị chỉ quan hệ giữa lực kéo tiếp tuyến Pk và tốc độ của ơ tơ ta cĩ Pk = f(v).
Hình 6.11. Dạng đồ thị đặc tính kéo của ơ tơ.
- Dụng cụ và trình tự thí nghiệm
Trình tự thí nghiệm Dụng cụ thí nghiệm
+ Tiến hành kiểm tra các dụng cụ thí nghiệm, xác định các thơng số : rbx; rtrống.
+ Cho bánh xe chủ động của ơ