PHẦN I: CƠ SỞ SƯ PHẠM ĐỂ XÂY DỰNG NỘI DUNG MÔN HỌC THÍ NGHIỆM Ô TÔ
CHƯƠNG 8. THÍ NGHIỆM CÁC TÍNH NĂNG CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ
8.2. Thí nghiệm đánh giá tính ổn định chuyển động của ô tô
Nói một cách khái quát, tính ổn định của ô tô 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, ô tô có thể đứng yên, chuyển động trên đường dốc (đường có góc nghiêng dọc hoặc nghiêng ngang), có thể quay vòng hoặc phanh ở các loại đường khác nhau. Trong những điều kiện chuyển động phúc tạp như vậy, ô tô phải giữ được quỹ đạo chuyển động của nó sao cho không bị lật đổ, không bị trượt hoặc thùng xe bị nghiêng. .v.v. Các chỉ tiêu đánh giá độ ổn định chuyển động của ô tô ta có hai chỉ tiêu cơ bản đó là :
− Góc ổn định ngang của ô tô
− Góc lệch bên của ô tô.
8.2.2. Thí nghiệm đánh giá tính ổn định chuyển động của ô tô a. Xác định góc ổn định ngang của ô tô :
Góc ổn định ngang còn có thể xác định theo biểu thức của lý thuyết ôtô như sau:
hg
tg B .
= 2 α
Trong đó: α : góc ổn định ngang của ôtô;
B : chiều rộng cơ sở của ôtô;
hg :chiều cao trọng tâm của ôtô.
Tang của góc ổn định ngang α được gọi là hệ số ổn định ngang η0 của ôtô, nghĩa là:
hg
tg B .
0 ≈ α = 2 η
Hình 8.1. Sơ đồ bố trí xác định góc ổn định ngang của ô tô.
1. Khung sàn cứng; 2. Bộ phận nâng hạ; 3. Ô tô 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 ô tô lên bệ thử chuyên dụng, giữ cho ô tô khỏi bị lật nghiêng.
− Nâng khung sàn lên bằng tời hoặc kích thủy lực.
− Khi ô tô có xu hướng (bắt đầu) bị lật nghiêng, tiến hành đo góc nghiêng của mặt sàn, góc nghiêng này thương ứng với góc ổn định ngang của ô tô.
− Ta tiến hành đo góc ổn định ngang trên bệ thử chuyên dụng, bệ thử này có cấu tạo gồm hai bộ phận chính :
− Khung sàn cứng.
− Bộ phận nâng khung sàn cứng bằng thủy lực hoặc tời mô tả như hình 8.1
− Kết quả thí nghiệm : Giá trị đo
Đồ án tốt nghiệp Trang
Lần đo Góc ổn định ngang
Lần đo 1
Lần đo 1
Lần đo 1
GTTB
b. Góc lệch bên của bánh xe :
Để tìm được giá trị góc lệch bên của bánh xe chúng ta sử dụng sơ đồ ở hình 8.2.
Góc lệch bên δ thường rất nhỏ cho nên có thể coi như sau:
p R
n
= −
≈ 2
2 sinδ
δ (8.1)
Trong đó: n: khoảng cách chỉ trên hình 8.1.
R: bán kính quay vòng của bánh dẫn hướng phía trong
p: hiệu số các bán kính quay vòng của bánh xe trước và bánh xe sau cùng một phía.
( )
(nn mm) n L mn
n
n 2
2 2 .
2 .
2 = 2 +
+
= + (8.2)
Trong đó: m: khoảng cách chỉ trên hình 11.1 L: chiều dài cơ sở của ôtô (L = n + m)
Hình 8.2. Sơ đồ chuyển động quay vòng của ôtô khi bánh xe có góc lệch bên.
Biến đổi tiếp theo ta có:
( )
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 đó: 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 có:
( )
L Rp p
L L
R p R n L
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 góc δ2 như sau:
(R p)
L
Rp p
L
−
−
= + 2
2 2
2
δ2
(8.5)
Biểu thức (11.8) cho phép xác định góc lệch bên của bánh sau δ2 vì các đại lượng L, R, p đã biết.
Góc lệch bên của bánh xe trước được xác định trên cơ sở công thức:
( ) ( )
R p
R 2
1
cosθ −δ = − cosδ
(8.6) Từ đó:
( )
R p
R 2
1
arccos cosδ θ
δ = − − (8.7)
Đồ án tốt nghiệp Trang
Trong đó: θ - góc quay thực tế bánh xe dẫn hướng phía trong, xác định bằng cách đo góc θ lúc bắt đầu thí nghiệm.
Như vậy biết được bán kính quay vòng R, chiều dài cơ sở của ôtô L, hiệu số các bán kính quay vòng của các bánh xe ở cùng một phía p, và góc quay bánh xe dẫn hướng θ ta có thể xác định được các góc 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 ô tô thí nghiệm chuyển động với vận tốc không đổi đã định sẵn theo một trong các vòng tròn, tốc độ chuyển động của ô tô được xác định theo thời gian và quãng đường ô tô chạy chính là chu vi vòng tròn.
Ta tiến hành đo các vết bánh xe để xác định hiệu số của các bán kính quay vòng. Ta xác định P, R., góc .
Tiến hành trên sân nằm ngang có phủ bê tông hoặc lớp nhựa đường trên sân có vạch sẵn các vòng tròn có bán kính khác nhau hình 8.3
Hình 8.3. Sân tiến hành thí nghiệm xác định góc 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 ô tô