2. Các giải pháp đề ra để nâng cao chất lượng giảng dạy và học tập
7.3.2. Thí nghiệm phanh trên bệ thử
Khi thí nghiệm phanh trên bệ thử người ta xác định lực phanh hoặc mơ men phanh sinh ra ở các bánh xe và khơng đồng đều lực phanh hoặc mơ men phanh trên cùng một trục. Ngồi ra bệ thử cịn cho phép đo thời gian chậm tác dụng của dẫn động phanh ở từng bánh xe.
Bệ thử con lăn (Hình 7.5) hiện nay được dùng nhiều, nĩ cĩ ưu điểm là chiếm diện tích bé, chế độ ổn định, và cĩ thể tiến hành thử ở bất cứ thời tiết nào vì bệ thử được đặt trong phịng.
Khi thử phanh trên bệ trong kiểm tra định kỳ thì tổng lực phanh ở các bánh xe phải lớn hơn hoặc bằng 50% trọng lượng của ơ tơ và độ sai lệch lực phanh trên cùng một trục khơng được vượt quá 20% so với lực phanh lớn nhất ở trên trục đĩ.
Hình 7.5. Sơ đồ bệ thử loại con lăn để thử phanh. 1. Bánh xe ơ tơ; 2. Con lăn; 3.động cơ điện; 4.lực kế.
Để giảm tiêu hao cơng suất trong kiểm tra phanh định kỳ (vì kiểm tra phanh định kỳ được tiến hành đại trà cho tất cả ơ tơ lưu hành trong sử dụng và số lượng này rất lớn) thì tốc độ tiếp tuyến của các con lăn (tương ứng với tốc độ chuyển động tịnh tiến của ơ tơ) thường cĩ giá trị thấp từ 4 ÷ 6 km/h.
- Phương pháp tiến hành và dụng cụ thí nghiệm
Phương pháp tiến hành Dụng cụ thí nghiệm
− Kiểm tra các dụng cụ thí nghiệm trước khi tiến hành thí nghiệm.
− Người lái cho xe vào bệ thử, khi đĩ bánh xe sẽ được đặt lên con lăn 2.
− Tiến hành khởi động động cơ điện 3, khi đĩ động cơ điện dẫn động các con lăn 2 và qua ma sát làm quay các bánh xe ơ tơ 1.
− Khi cĩ hiệu lệnh của người điều khiển, người lái xe tiến hành đạp bàn đạp phanh. Khi phanh thì các bánh xe sẽ cản trở sự quay của các con lăn 2, do đĩ sinh ra mơ men phản lực được đo bằng các lực kế 4. Mơ men phản lực tỷ lệ thuận với mơ men phanh sinh ra trên bánh xe.
− Ta tiến hành đo lần lượt lực phanh cho các bánh xe.
− Khi thử phanh trên bệ trong kiểm tra định kỳ thì tổng lực phanh ở các bánh xe phải lớn hơn hoặc bằng 50% trọng lượng của ơ tơ và cĩ độ sai lệch lực phanh trên cùng một trục khơng được vượt quá 20% so với lực phanh lớn nhất ở trên trục đĩ.
− Bệ thử con lăn là thiết bị dùng để thí nghiệm phanh (hình 7.5).
Bệ thử gồm cĩ động cơ điện 3 dẫn động các con lăn 2 bộ phận đo lực 4. Bề mặt con lăn cĩ các gân hoặc cĩ độ nhám đảm bảo hệ số bám giữa con lăn và lốp xe khơng nhỏ hơn 0,65 ÷ 0,70. Loại bệ thử này được dùng nhiều trong kiểm tra phanh định kỳ.
− Kết quả thí nghiệm
Lần 1 Lần 2 Lần 3 GTTB Cầu trước
Bánh xe trước bên trái Bánh xe trước bên phải
Cầu sau Bánh xe trước bên trái Bánh xe trước bên phải
CHƯƠNG 8. THÍ NGHIỆM CÁC TÍNH NĂNG CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ơ TƠ
8.1. Mục đích thí nghiệm
Thí nghiệm các tính năng chuyển động của ơ tơ bao gồm hai mục đích chính đĩ là :
− Đánh giá được tính ổn định của ơ tơ tức là khả năng ơ tơ cĩ thể chuyển động ở các điều kiện đường xá khác nhau mà khơng bị lật.
− Đánh giá tính em dịu của ơ tơ tức là khả năng ơ tơ cĩ thể dao động được lâu dài trên đường mà khơng gây mệt mỏi cho người lái và hành khách.
8.2. Thí nghiệm đánh giá tính ổn định chuyển động của ơ tơ 8.2.1. Các chỉ tiêu đánh giá độ ổn định chuyển động của ơ tơ
Nĩi một cách khái quát, tính ổn định của ơ tơ là khả năng đảm bảo giữ được quỹ đạo chuyển động theo yêu cầu trong mọi điều kiện chuyển động khác nhau. Tùy thuộc điều kiện sử dụng, ơ tơ cĩ thể đứng yên, chuyển động trên đường dốc (đường cĩ gĩc nghiêng dọc hoặc nghiêng ngang), cĩ thể quay vịng hoặc phanh ở các loại đường khác nhau. Trong những điều kiện chuyển động phúc tạp như vậy, ơ tơ phải giữ được quỹ đạo chuyển động của nĩ sao cho khơng bị lật đổ, khơng bị trượt hoặc thùng xe bị nghiêng. .v.v. Các chỉ tiêu đánh giá độ ổn định chuyển động của ơ tơ ta cĩ hai chỉ tiêu cơ bản đĩ là :
− Gĩc ổn định ngang của ơ tơ
− Gĩc lệch bên của ơ tơ.
8.2.2. Thí nghiệm đánh giá tính ổn định chuyển động của ơ tơ a. Xác định gĩc ổn định ngang của ơ tơ :
Gĩc ổn định ngang cịn cĩ thể xác định theo biểu thức của lý thuyết ơtơ như sau:
g h B tg . 2 = α
Trong đĩ: α : gĩc ổn định ngang của ơtơ; B : chiều rộng cơ sở của ơtơ;
hg :chiều cao trọng tâm của ơtơ.
Tang của gĩc ổn định ngang α được gọi là hệ số ổn định ngang η0 của ơtơ, nghĩa là: g h B tg . 2 0 ≈ α = η
Hình 8.1. Sơ đồ bố trí xác định gĩc ổn định ngang của ơ tơ. 1. Khung sàn cứng; 2. Bộ phận nâng hạ; 3. Ơ tơ thử nghiệm.
− Trình tự và thiết bị 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 ơ tơ lên bệ thử chuyên dụng, giữ cho ơ tơ khỏi bị lật nghiêng.
− Nâng khung sàn lên bằng tời hoặc kích thủy lực.
− Khi ơ tơ cĩ xu hướng (bắt đầu) bị lật nghiêng, tiến hành đo gĩc nghiêng của mặt sàn, gĩc nghiêng này thương ứng với gĩc ổn định ngang của ơ tơ.
− Ta tiến hành đo gĩc ổn định ngang trên bệ thử chuyên dụng, bệ thử này cĩ cấu tạo gồm hai bộ phận chính :
− Khung sàn cứng.
− Bộ phận nâng khung sàn cứng bằng thủy lực hoặc tời mơ tả như hình 8.1
− Kết quả thí nghiệm : Giá trị đo
Lần đo Gĩc ổn định ngang Lần đo 1 Lần đo 1 Lần đo 1 GTTB b. Gĩc lệch bên của bánh xe :
Để tìm được giá trị gĩc lệch bên của bánh xe chúng ta sử dụng sơ đồ ở hình 8.2. Gĩc lệch bên δ thường rất nhỏ cho nên cĩ thể coi như sau:
p R n − = ≈ 2 2 sinδ δ (8.1)
Trong đĩ: n: khoảng cách chỉ trên hình 8.1.
R: bán kính quay vịng của bánh dẫn hướng phía trong
p: hiệu số các bán kính quay vịng của bánh xe trước và bánh xe sau cùng một phía. ( ) ( ) L mn n m n m n n n 2 2 2 . 2 . 2 = 2 + + + = (8.2)
Trong đĩ: m: khoảng cách chỉ trên hình 11.1 L: chiều dài cơ sở của ơtơ (L = n + m)
Hình 8.2. Sơ đồ chuyển động quay vịng của ơtơ khi bánh xe cĩ gĩc lệch bên.
Biến đổi tiếp theo ta cĩ:
( ) L m n m n L m m mn n n 2 2 2 2 2 + + 2 − 2 = + 2 + 2− 2 = ( ) L h h m n m n n 2 2 2 2 2 2 − + − + + = (8.3) Trong đĩ: h: giá trị chỉ trên hình 8.2
Nhưng: n + m = L
(R-p)2 = n2 + h2
R2 = m2 + h2
Thay các giá trị ở (11.6) vào (11.3) ta cĩ:
( ) L Rp p L L R p R L n 2 2 2 2 2 2 2 2+ − − = + − = (8.4)
Lắp biểu thức (8.4) vào (8.1) ta được biểu thức để xác đ ịnh gĩc δ2 như sau:
(R p) L Rp p L − − + = 2 2 2 2 2 δ (8.5)
Biểu thức (11.8) cho phép xác định gĩc lệch bên của bánh sau δ2 vì các đại lượng L, R, p đã biết.
Gĩc lệch bên của bánh xe trước được xác định trên cơ sở cơng thức:
( ) ( ) R p R 2 1 cos cosθ −δ = − δ (8.6) Từ đĩ: ( ) R p R 2 1 cos arccos δ θ δ = − − (8.7) Đồ án tốt nghiệp Trang
Trong đĩ: θ - gĩc quay thực tế bánh xe dẫn hướng phía trong, xác định bằng cách đo gĩc θ lúc bắt đầu thí nghiệm.
Như vậy biết được bán kính quay vịng R, chiều dài cơ sở của ơtơ L, hiệu số các bán kính quay vịng của các bánh xe ở cùng một phía p, và gĩc quay bánh xe dẫn hướng θ ta cĩ thể xác định được các gĩc lệch δ2 và δ1 bằng các biểu thức (8.5) và (8.7).
− Trình tự và dụng cụ thí nghiệm
Trình tự thí nghiệm Thiết bị thí nghiệm Kiểm tra thiết bị đo trước khi tiến
hành thí nghiệm và ta tiến hành đo chiều dài cơ sở của xe L.
Cho ơ tơ thí nghiệm chuyển động với vận tốc khơng đổi đã định sẵn theo một trong các vịng trịn, tốc độ chuyển động của ơ tơ được xác định theo thời gian và quãng đường ơ tơ chạy chính là chu vi vịng trịn.
Ta tiến hành đo các vết bánh xe để xác định hiệu số của các bán kính quay vịng. Ta xác định P, R., gĩc .
Tiến hành trên sân nằm ngang cĩ phủ bê tơng hoặc lớp nhựa đường trên sân cĩ vạch sẵn các vịng trịn cĩ bán kính khác nhau hình 8.3
Hình 8.3. Sân tiến hành thí nghiệm xác định gĩc lệch bên của bánh xe.
− Kết quả thí nghiệm GT
LĐ R (m) p (m) (độ)
Lần đo I Lần đo II
Lần đo III Kết quả
8.3. Thí nghiệm đánh giá tính êm dịu chuyển động của ơ tơ 8.3.1. Các chỉ tiêu đánh giá tính êm dịu chuyển động của ơ tơ
Khi ơ tơ chuyển động trên đường khơng bằng phẳng sẽ nảy sinh giao động ở phần khơng được treo và phần được treo của ơ tơ.
Dao động của vỏ ơ tơ (phần được treo) sẽ xác định thính êm dịu chuyển động của ơ tơ.
Tính êm dịu chuyển động của ơ tơ đặc trưng khả năng ơ tơ cĩ thể chuyển động lâu dài trên đường mà khơng gây mệt mỏi cho người lái và hành khách mặc dù cĩ tác động của dao động.
Dao động của ơ tơ thường được đặc trưng bằng các thơng số như : chu kỳ hay là tần số dao động, biên độ dao động, gia tốc và tốc độ tăng trưởng gia tốc. Vì vậy các thơng số nĩi trên được sử dụng làm chỉ tiêu để đánh giá độ êm dịu chuyển động của ơ tơ.
Tác động của từng thơng số (chỉ tiêu) riêng biệt đến cảm giác con người rất khác nhau, vì vậy cho đến nay vẫn chưa xác định chỉ tiêu duy nhất nào để đánh giá chính xác độ êm dịu chuyển động mà thường phải dùng= vài chỉ tiêu trong các chỉ tiêu nĩi trên để đánh giá độ êm dịu chuyển động của ơ tơ.
Giáo sư Bờ- rơn – stên bằng những kết quả thực nghiệm ơ tơ trên các loại đường khác nhau đã đề xuất việc đánh giá độ êm dịu chuyển động theo giá trị gia tốc thẳng đứng và số lần va đập xảy ra trong 1 km đường chạy theo bẳng 8.1 như sau :
Độ êm dịu chuyển động
Số lần va đập trên 1 km. sinh ra ở các gia tốc m/s2
2 2-3 3-5 5-7 7-10 >10
Rất tốt 15-20 2-5 0 0 0 0
Tốt 25-30 12-15 1-2 0 0 0
Bình thường - 30-40 10-12 0-1 0 0
Khơng đạt - - - 0
Rất xấu - - - 2-5
Theo số liệu ở bẳng 8.1 thấy rằng độ êm dịu chuyển động của ơ tơ sẽ khơng đạt yêu cầu khi ơ tơ chạy trên quãng đường 1km cĩ gia tốc dao động thẳng đứng trong phạm vi 5 7 m/s2.
Tốc độ tăng trưởng gia tốc mà con người chịu đựng được nằm trong khoảng 10 15 m/s2 ; khi tốc độ tăng trưởng gia tốc lên đến 25 30 m/s2 sẽ gây cảm giác khĩ chịu cho con người.
Việc nghiên cứu độ êm dịu chuyển động của ơ tơ cĩ thể tiến hành trong phịng thí nghiệm hoặc trên đường. Thử dao động trong phịng thí nghiệm cho phép rút gọn thời gian, tạo được các điều kiện dao động theo yêu cầu, giảm được phương tiện và kinh phí cho thí nghiệm.
8.3.2. Thí nghiệm đánh giá tính êm dịu chuyển động của ơ tơ
8.3.2.1. nghiên cứu độ êm dịu chuyển động của ơ tơ trong phịng thí nghiệm
Khi nghiên cứu trong phịng thí nghiệm người ta cĩ thể chế tạo dao động bằng các phương pháp sau :
− Ghìm chặt vỏ ơ tơ xuống sâu, sau đĩ thả đột ngột để vỏ ơ tơ dao động;
− Nâng tồn bộ ơ tơ lên độ cao (độ 50 60mm) bằng bệ chuyên dùng và thả ơ tơ đột ngột;
− Ơ tơ đứng trên mặt phẳng dao động theo chu kỳ nhờ cơ cấu biên tay quay;
− Đặt bánh xe ơ tơ trên trống quay lệch tâm hoặc trên trống quay cĩ các gờ lồi.
− Đặt bánh xe ơtơ trên băng chuyển động cĩ các độ nhấp nhơ khác nhau.
Khi dùng các bệ thiết kế theo các phương pháp nĩi trên người ta ghi chuyển dịch và gia tốc của các bộ phận ơ tơ nhờ các dụng cụ tự nghi.
Trên hình 8.4 trình bày sơ đồ bệ thử dao động ơ tơ loại băng chuyển động. ơ tơ được giữ trên bệ thử bằng giây cáp.
Hình 8.4. Bệ thử dao động loại băng chuyển động.
1. ụ nhơ; 2. Băng chuyển động; 4. 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.
Trên hình 8.5. trình bày các đường cong dao động được nghi lại trên bệ thử. Từ các đường cong dao động được ghi trên bệ thử.
Hình 8.5. Các đường cong dao động của ơ tơ.
1. Các bánh xe trước; 2. Vỏ ơ tơ nằm trên các bánh xe trước; 3. Các bánh xe sau.
Như đã nêu ở trên nếu dùng các cảm biến gia tốc, ta cĩ thể ghi lại các gia tốc của các điểm và từ đĩ phân tích được tác động của các thơng số dao động đến cơ thể con người.
− Phương pháp tiến hành và dụng cụ thí nghiệm :
Phương pháp tiến hành Dụng cụ thí nghiệm
− Kiểm tra thiết bị dùng cho thí nghiệm (Lắp đặt mơ hình thí nghiệm như hình vẽ).
− Điều chỉnh tang trống 16 để làm điểm tựa cho các bánh xe trước và điều chỉnh tang trống 14 để làm điểm tựa cho bánh xe sau.
− Khi muốn đo dao động của bất kỳ điểm nào của ơ tơ thì ta nối các thanh và các đầu ghi vào cuộn giấy 4.
− Tiến hành khởi động động cơ điện, khi đo tăng trống chủ động 14 quay và băng chuyền 2 chuyển động.
− Khi đĩ các ụ nhấp nhơ 1 sẽ làm cho ơ tơ dao động.
Kết thúc thí nghiệm ta quan sát được đường cong dao động của ơ tơ như hình 8.5. Từ các đường cong này ta cĩ thể xác định được chu kỳ dao động T của vỏ ơ tơ (phần được treo) và Tbx của các bánh xe (phần khơng được treo), xác định biên độ dao động (các dịch chuyển) z1, z2, z3 . Từ các thơng số này cĩ thể xác định tần số dao động và độ tắt dần của dao động.
− Chú ý :
+ Các ụ nhấp nhơ 1 thường cĩ chiều cao 50 mm và chiều dài cuả chúng cĩ thể chọn 250, 500 hoặc 1000 mm tùy theo loại đường tương ứng cần thí nghiệm. Cũng với khi dùng các ụ nhấp nhơ cĩ chiều dài 120 mm và chiều cao 25 mm, 35 hoặc 50 mm, lúc đĩ dao động của ơ tơ tương tự như khi chuyển động trên đường lát đá. Ụ nhấp nhơ thường làm prơ hình sin.
− Thiết bị thí nghiệm là bệ thử dao động loại băng chuyển động hình 8.4.
− Thanh 5 và đầu ghi của nĩ ghi lại dao động của trục trước.
− Thanh 6 và đầu ghi của nĩ ghi lại phần được treo ở trục trước.
− Thanh 7 cho phép ghi lại dao động của ghế ngồi theo mặt phẳng đứng.
− Thanh 8, giá dỡ 9 và con lắc 10 quay quanh trục của giá dỡ 9 ta cĩ thể chuyển dao động theo phương nằm ngang của ghế ngồi thành dao động theo phương thẳng đứng và qua thanh 11 cĩ thể ghi dao động theo phương thẳng đứng trên băng giấy 4 và đĩ cũng dao động theo phương nằm ngang (phương dọc) của ghế ngồi vì con lắc 10 cĩ cánh tay địn vuơng gĩc với nhau và cĩ chiều dài tay địn bằng nhau.
− Kết quả thí nghiệm : Giá trị đo Lần đo Chu kỳ dao động của vỏ ơ tơ (T) Chu kỳ dao động của các bánh xe(Tbx)
Biên độ Z1 Biên độ Z2 Biên độ Z3
Lần đo 1 Lần đo 1