CHƯƠNG III. THỰC NGHIỆM ĐO TIÊU HAO NHIÊN LIỆU Ô TÔ
3.2. PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM ĐO TIÊU HAO NHIÊN LIỆU Ô TÔ
Ngoài ra, các quy trình chạy xe cũng đã được quy hoạch và xây dựng thành chu trình mô phỏng còn gọi là các chu trình chạy xe (Cycle Drive) nhằm phục vụ cho công tác đánh giá thử nghiệm ở trong các phòng thí nghiệm hiện đại.
3.2.1. Các phương pháp thử nghiệm chạy xe
Có ba phương pháp thực nghiệm cơ bản để tiến hành thực nghiệm xác định mức tiêu hao nhiên liệu của ô tô, bao gồm:
- Thực nghiệm mô phỏng trên băng thử.
- Thực nghiệm chạy xe trên đường thử nghiệm - Thực nghiệm chạy xe trên đường thực tế.
Tuy nhiên với mỗi phương pháp đều có tính ưu nhược điểm riêng, bên cạnh đó để giảm thiểu chi phí, đơn giản, an toàn nhưng đem lại hiệu quả và tính chính xác. Luận văn tiến hành thực nghiệm theo phương pháp thực nghiệm chạy xe trên đường thực tế.
3.2.2. Quy trình chạy xe thử nghiệm trên đường thực tế
Phương pháp chạy xe trên đường thực tế cho phép chúng ta có thể nghiên cứu mở rộng các yếu tố đường sá, điều kiện thời tiết, các yếu tố vận hành ảnh hưởng đến tiêu hao nhiên liệu của ô tô mà cách chạy mô phỏng trong phòng thí nghiệm không thể tạo ra được. Đề tài luận văn tiến hành xây dựng quy trình thử nghiệm xe trên đường như sau:
! Chạy xe theo chộ độ vận hành tốc độ không đổi (V=Const)
Theo chế độ này, chúng ta lần lượt vận hành thử nghiệm xe chạy trên đường bằng với các giá trị tốc độ không đổi, bao gồm: 30-40-50-60-70-80-90 [km/h]. Mỗi lượt chạy với mỗi tốc độ hằng số được thực hiện trong thời gian khoảng 240[s] và được thực hiện ít nhất 03 lượt chạy để lấy giá trị trung bình.
! Chạy xe theo chế độ vận hành có gia tốc
Chạy xe có gia tốc trong nội đô theo hai tuyến đường:
- Loại đường có không có dãi phân cách cứng, tốc độ lớn nhất cho phép Vmax = 50[km/h], nhiều ngã tư và có hệ thống đèn tín hiệu, có nhiều phương tiện đi lại. Mỗi lần đạt tốc độ 50 [km/h] thì dữ liệu được ghi lại, quy trình được lặp lại 4 lượt chạy.
- Loại đường có dãi phân cách cứng, mỗi bên có tối thiểu 02 làn dành cho xe ô tô, tốc độ lớn nhất cho phép lên đến 60[km/h]; nhiều ngã tư và có hệ thống đèn tín hiệu, có nhiều phương tiện đi lại. Mỗi lần đạt tốc độ 60 [km/h] thì dữ liệu được ghi lại;quy trình được lặp lại 4 lượt chạy.
- Chạy xe chuyển tiếp từ nội đô ra ngoại ô: Xe được vận hành trong nội đô; nhưng có tiếp giáp với ngoại ô nhằm thực hiện chế độ gia tốc nhanh để chuyển chế độ tốc độ hạn chế từ nội đô (50 [km/h] hoặc 60 [km/h]) sang tốc độ cao từ 80[km/h] đến 90 [km/h] ở ngoại ô.
! Chạy xe theo chế độ vận hành có gia tốc trên đường đèo dốc
Chọn đường đèo dốc để thử nghiệm tiêu hao nhiên liệu một cách đầy đủ theo phương trình tổng quát (2.2). Tùy mức độ dèo dốc mà tiêu hao nhiên liệu sẽ tăng cao vì có thêm lực cản lên dốc.
3.2.3. Điều kiện thực nghiệm chạy xe trên đường thực tế 3.2.3.1. Đường thực nghiệm
Để dễ dàng đánh giá, đường thực nghiệm phải đảm bảo các yêu cầu sau đây:
- Đường thử nghiệm là đường bê tông khô hoặc nhựa đường.
- Đủ dài so với yêu cầu chạy thực nghiệm đảm bảo thời gian chạy tối thiểu 240 giây.
- Vận tốc tối đa của đường thử phải có giới hạn trên không nhỏ dưới 100 [km/h]
hoặc trong quá trình thử nghiệm chọn tuyến đường thực nghiệm sao cho xe gia tốc đến 100 [km/h]
- Phải đảm bảo an toàn cho xe và người trong quá trình thực nghiệm.
- Điều kiện thời tiết ổn định (không có gió bão).
Từ các yêu cầu về đường thực nghiệm nêu trên tác giả chọn tuyến đường để tiến hành thực nghiệm chu trình vận hành như sau:
Hình 3. 6 trình bày đường thử nghiệm chu trình vận hành gia tốc không đổi- đường dẫn vào cảng Chân Mây, Thừa Thiên Huế.
Hình 3. 7 trình bày Đường thử nghiệm chu trình vận hành có gia tốc- chu trình nội đô, đườn Nguyễn Văn Linh, TP Đà Nẵng.
Hình 3. 8 trình bày Đường thử nghiệm chu trình vận hành có gia tốc – chu trình chạy đường có độ dốc, đèo Phước Tượng, Thừa Thiên Huế.
Hình 3. 6. Đường thử nghiệm chu trình vận hành gia tốc không đổi- đường dẫn vào cảng Chân Mây, Thừa Thiên Huế.
Hình 3. 7. Đường thử nghiệm chu trình vận hành có gia tốc- chu trình nội đô, đườn Nguyễn Văn Linh, TP Đà Nẵng.
Hình 3. 8. Đường thử nghiệm chu trình vận hành có gia tốc – chu trình chạy đường có độ dốc, đèo Phước Tượng, Thừa Thiên Huế.
3.2.3.2. Chế độ vận hành
- Hai xe thực nghiệm khi tiến hành xác định tiêu hao nhiên liệu ở các chu trình chạy thử nghiệm hai xe di chuyển nối đuôi nhau để đảm bảo điều kiện vận hành hai xe là gần tương đồng nhất.
- Chế độ tải trọng là xe đầy tải, mỗi xe có 05 người bao gồm người điều khiển xe và 04 hành khách trong xe.
- Để đơn giản ta xem hành vi lái xe người lái khi tiến hành thực nghiệm là tương đồng nhau.
3.2.4. Phương pháp pháp xử lý dữ liệu thử nghiệm tiêu hao nhiên liệu
Bằng phương pháp thử nghiệm, chúng ta sẽ đo được diễn biến lượng tiêu hao nhiên liệu Gh [lít/h] và tốc độ xe V [km/h] gần như tức thời theo thời gian thực t [s].
Tuy nhiên, theo công thức (2.25), đặc biệt tại các điểm có tốc độ V(i) = 0 (khi dừng đèn đỏ) thì không thể áp dụng công thức (2.25) để tính tiêu hao hiên liệu ô tô Qnl tại từng điểm đo vì bài toán không xác định (mẫu số bằng không).
Do vậy, để có thể tính được lượng tiêu hao nhiên liệu ô-tô Qnl [lít/100km], ta có thể tính tổng tiêu hao nhiên liệu Gcyc trên toàn bộ đoạn đường của chu trình chạy Scyc
(quảng đường xe chạy được) như sau:
𝑄!" = 100𝐺!"!
𝑆!"!𝜌!" (3. 1)
Trong đó Gcyc là lượng nhiên liệu xe tiêu thụ trong cả quảng đường xe chạy được sau thời gian tcyc[s], tính bằng [kg]; còn Scyc là quảng đường ô-tô đi được sau thời gian tcyc[s]xe chạy, tính bằng [km]; và ρnl là tỷ trọng nhiên liệu, tính bằng [kg/lít]. Nghĩa là ta sử dụng thêm phương pháp tích phân số cho Gcyc và Scyc như sau:
+ Với Gcyc được tính theo tích phân gần đúng như sau:
𝐺!"! = 1 2
(𝐺!(!)+ 𝐺!(!!!))(𝑡(!!!)−𝑡!) 3600
!!!
!!!
(3. 2)
Ở đây Gh(i) là lượng tiêu hao nhiên liệu giờ [kg/h] đo được từ cảm biến lưu lượng tại thời điểm t(i), tính bằng giây[s]; còn Gh(i+1) là lượng tiêu hao nhiên liệu giờ tại thời điểm tiếp theo t(i+1).
+ Và Scyc được tính theo tích phân gần đúng như sau:
𝑆!"! = 1 2
(𝑉(!)+ 𝑉(!!!))(𝑡(!!!)−𝑡!) 3600
!!!
!!!
(3. 3) Ở đây V(i) là tốc độ ô-tô [km/h], đo được từ cảm biến tốc độ tại thời điểm t(i); còn V(i+1) là tốc độ ô-tô tại thời điểm tiếp theo t(i+1).