Thí nghiệm ô tô Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông Chương Thí nghiệm tính chất khai thác ô tô 4.1 Xác định hệ số tác động ô tô môi trường 4.1.1 Xác định hệ số cản lăn 4.1.1.1 Thử nghiệm đường Để xác định hệ số cản lăn f thử nghiệm đường dùng phương pháp sau: a) Phương pháp đo tendô: Dán cảm biến tendo lên nửa trục ô tô mắc sơ đồ đo để ghi tín hiệu Để tránh sức cản không khí người ta cho ô tô chạy với tốc độ 5,55m/s(20km/h) đường nằm ngang Cảm biến tendo đo giá trị mômen quay Mtr sinh nửa trục Lực kéo tiếp tuyến xác định: Pk 2M tr rbx đó: rbx bán kính làm việc trung bình bánh xe Bán kính làm việc trung bình bánh xe xác định: rbx = ro đó: ro bán kính tự bánh xe hệ số biến dạng lốp Lực cản không khí P nên từ phương trình cân lực kéo ta có: Pk = Pf Hệ số cản lăn xác định: f Pf Pk 2M tr G G rbx G : G trọng lượng ô tô tải đầy b) Phương pháp dùng ô tô kéo ô tô đằng sau: Ô tô thí nghiệm kéo ô tô khác(ô tô 1) hai ô tô có đặt lực kế tự ghi Để tránh ảnh hưởng lực quán tính lực cản không khí, làm thí nghiệm vùng vận tốc thấp (từ 2,77m/s đến 5,55m/s) Thí nghiệm tiến hành đường ngang 33 Thí nghiệm ô tô Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông Hình 4.1: Sơ đồ xác định hệ số cản lăn phương pháp ô tô kéo ô tô 1- ô tô kéo; 2-ô tô thí nghệm; 3- lực kế f Hệ số cản lăn f xác định: Pk G đó: Pk lực lực kế tự ghi, N G trọng lượng ô tô thí nghiệm Để tránh tượng ô tô bị trườn nhanh phía trước làm cho dây kéo trùng lại số đo lực kế không ổn định, thí nghiệm đường dốc có độ dốc không lớn (nhỏ 0,5%) Phương trình cân lực kéo có dạng: Pk = Gsin + fGcos đó: góc dốc đường Hệ số cản lăn xác định: f Pk G sin G cos c) Phương pháp chạy theo quán tính Thí nghiệm đường nằm ngang bên lề đường cắm hai cọc cao 2m cách 1m đường nối chân hai cọc thẳng góc với đường tâm đường Cho ô tô chạy với vận tốc 5,55m/s Người quan sát ngồi ô tô theo dõi hai cọc Khi tầm mắt qua sát hai cọc nằm đường thẳng ngắt hộp số(tách động khỏi hệ thống truyền lực) để ô tô chạy theo quán tính dừng hẳn Đo quãng đường chạy theo quán tính S Hình 4.2: Sơ đồ đường thí nghiệm cọc đóng đường 34 Thí nghiệm ô tô Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông Phương trình cân động năng: G.v fGS g.2 đó: v vận tốc ô tô bắt đầu chạy theo quán tính, m/s hệ sô tính đến khối lượng quay ô tô hộp số bị ngắt J bx g 1,04 0,05i2h rbx G : Jbx mô men quán tính tất bánh xe, Nms2 ih tỷ số truyềncủa hộp số chưa ngắt hộp số, g gia tốc trọng trường, m/s2 Hệ số cản lăn xác định: f v 2gS 4.1.1.2 Thử nghiệm phòng thí nghiệm Trong phòng thí nghiệm người ta xác định hệ số cản lăn bệ thử loại trống bệ thử loại đĩa Hình4.3: Sơ đồ bệ thử loại trống (a), bệ thử loại đĩa (b) Công suất tiêu hao cản lăn xác định: Nf = Nđc Nmph = Mđcđc Mmphmph đó: Nf công suất tiêu hao cho cản lăn Nđc công suất động điện Nmph công suất máy phát Mđc mô men quay động Mmph mô men quay máy phát đc vận tốc góc động điện 35 Thí nghiệm ô tô Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông mph vận tốc góc máy phát Công suất cản lăn xác định theo biểu thức: Nf = Pfv = Pfđcrbx đó: v vận tốc tiếp tuyến điểm tiếp xúc bánh xe với trống hay đĩa Ta có: Pfđcrbx = Mđcđc Mmphmph Pf dc đó: Pf M dcdc - M mph mph dc rbx n n dc , mph mph 30 30 M dc n dc - M mph n mph n dc rbx : nđc số vòng quay động điện nmph số vòng quay máy phát f Pf M dc n dc - M mph n mph Q n dc rbx Q đó: Q lực thẳng đứng tác dụng lên bánh xe 4.1.2 Xác định hệ số bám Hệ số bám có ý nghĩa quan trọng tới tính chất kéo, tới chất lượng phanh tính ổn định chuyển động ô tô 4.1.2.1 Thử nghiệm đường a) Phương pháp dùng hai ô tô kéo Để xác định hệ số bám dùng hai ô tô kéo Khi thí nghiệm phanh cứng bánh xe ô tô bị kéo đằng sau, ô tô đằng sau bị kéo lê đường Chỉ số lực kế tự ghi cho ta lực bám P Hệ số bám bánh xe với mặt đường xác định: P G b) Phương pháp phanh: Cho ô tô chạy đường nằm ngang với tốc độ v phanh ngặt quãng đường phanh Sp Khi phanh ô tô có phương trình động sau: 36 Thí nghiệm ô tô Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông Pp S p Gv g2 đó: Pp lực phanh sinh bánh xe hệ số tính đến trọng khối quay ô tô g gia tốc trọng trường Lực phanh sinh bánh xe Pp xác định theo biểu thức: Pp = G Gv Ta có: GS p g.2 v 2gS p 4.1.2.2 Thử nghiệm phòng thí nghiệm Trong phòng thí nghiệm người ta xác định hệ số bám bệ thử loại trống loại đĩa Trong trường hợp cho bánh xe bi trượt quay lăn đĩa bệ thử Ta tăng dần mô men quay bánh xe, lăn đĩa hãm lại Đo mô men quay bánh xe M biết bán kính bán xe r bx lực Qbx ép vào lăn đĩa bệ thử Hệ số bám xác định: M rbx Q bx 4.1.3 Xác định hệ số cản không khí 4.1.3.1 Thử nghiệm đường a) Phương pháp dùng cảm biến áp suất Đặt cảm biến áp suất mặt trước ô tô, nối vào sơ đồ cầu đo Thí nghiệm tiến hành đường nằm ngang thời tiết không gió Cho ô tô chạy với vận tốc ổn định 20km/h đo áp lực không khí P ghi máy dao động ký, tiếp cho ô tô chạy ổn định với vận tốc 30, 40, 50, 60 km/h Thí nghiệm tiến hành lặp lại lần tốc độ để lấy trung bình P Ns2 K 2, Fv m4 Hệ số cản không khí xác định: đó: v vận tốc ô tô chạy ổn định dốc, vận tốc đo thí nghiệm, m/s F diện tích cản diện ô tô: 37 Thí nghiệm ô tô Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông - ô tô con: F = 0,78BoHo, m - ô tô tải: F = B.Ho, m2 đó: B chiều rộng sở ô tô, m Bo chiều rộng toàn ô tô, m Ho chiều cao toàn ô tô, m b) Phương pháp cho ô tô xuống dốc tác dụng lực trọng trường Biết hệ số cản lăn f ta xác định hệ số cản không khí K cách cho ô tô chạy xuống dốc tác dụng lực trọng trường Đoạn đường thí nghiệm cần có độ dài vừa đủ ô tô bắt đầu chạy từ đầu dốc nhờ thành phần lực Pi đạt vận tốc ổn định lực cản không khí lực cản lăn Đoạn đường thường không nhỏ 500m Khi ô tô đạt vận tốc ổn định có phương trình cân lực kéo: Pi = P f + P đó: Pi thành phần trọng lượng, tác dụng song song với mặt đường dốc Pi = Gsin góc dốc Thay giá trị Pi, Pf P vào biểu thức ta có: Gsin = Gf + KFv2 Hệ số cản không khí xác định sau: K G(sin f) Ns2 , Fv m4 Thí nghiệm tiến hành lần lấy giá trị trung bình c) Phương pháp dùng hai ô tô kéo Cho ô tô kéo ô tô thí nghiệm vận tốc cao 11,11m/s 16,66 m/s (hay 40km/h 60km/h) không lớn 19,44m/s(70km/h) lúc f bắt đầu phụ thuộc vào vận tốc v Khoảng cách hai ô tô không nhỏ 15m Phương trình cân lực kéo có dạng: Pk = Pf + Pi + P đó: Pk lực lực kế tự ghi Pk = fGcos + gsin + KFv2 Hệ số cản không khí xác định: K Pk G(fcos sin ) Fv Nếu thí nghiệm đường nằm ngang hệ số cản không khí xác định: 38 Thí nghiệm ô tô Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông K Pk Gf Ns , Fv m 4.1.3.2 Thử nghiệm phòng thí nghiệm(SV tự đọc) Trong phòng thí nghiệm dùng ống khí động để xác định hệ số cản không khí K ống khí động treo ô tô mẫu Một đầu ống khí động có đặt động điện lắp cánh quạt Ô tô mẫu có hình đồng dạng với ô tô thiết kế thu nhỏ Khi động điện làm việc làm quay cánh quạt tạo luồng không khí chạy qua ống khí động Tại chỗ đặt ô tô mẫu có đặt dụng cụ để đo tốc độ dòng khí Dòng khí qua ống khí động đẩy lùi ô tô mẫu phía sau Để cho ô tô mẫu trở vị trí ban đầu bàn cân đặt thêm cân Bàn cân nối với ô tô mẫu qua hệ thống ròng rọc Nhờ trọng lượng cân bàn cân cân lực dòng không khí đẩy ô tô mẫu lực cản không khí Thay đổi tốc độ cánh quạt có tốc độ v khác dòng khí ống khí động từ có lực cản không khí khác Hình 4.4: Sơ đồ ống khí động 1-ống khí động; 2-động điện; 3-quạt;4-mẫu ô tô thí nghiệm; cân;6- đồng hồ đo áp suất Hệ số cản không khí K xác định: P Ns2 K , Fm v m đó: Fm diện tích cản diện ô tô mẫu, m2 v vận tốc dòng không khí, đo ống khí động, m/s P lực đẩy ô tô mẫu (lực cản không khí), đo cân bàn cân 5, N Xác định giá trị K ứng với tốc độ v khác sau lấy giá trị k trung bình 39 Thí nghiệm ô tô Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông Cần ý ô tô mẫu ống khí động phải đồng dạng với ô tô thật chuyển động môi trường thực tế Muốn phải đảm bảo tiêu đồng dạng nghĩa đảm bảo trị số Rây nôn hai trường hợp có giá trị Chỉ tiêu đồng dạng thể qua số Rây nôn theo biểu thức: Re vl đó: Re trị số Rây nôn v vận tốc dòng không khí l kích thước chủ yếu ô tô hệ số nhớt động học không khí Để đảm bảo tiêu đồng dạng vận tốc dòng không khí ống khí động phải tăng lần so với vận tốc chuyển động ô tô, nhiêu lần kích thước ô tô thực lớn kích thước ô tô mẫu Các ống khí động khó đảm bảo điều kiện nói trên, hệ số cản không khí xác định ống khí động cần phải đem so sánh với hệ số cản không khí xác định thí nghiệm đường để có chỉnh lý cần thiết Để dòng không khí bao quanh ô tô ống khí động gần với điều kiện thực tế ô tô chạy đường người ta làm nhiều phương án khác Hình 4.5: Các loại sơ đồ đặt ô tô mẫu ống khí động 40 Thí nghiệm ô tô Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông 4.2 Xác định thông số hình học thông số trọng lượng ô tô 4.2.1Các thông số hình học(SV tự đọc) Các thông số hình học bao gồm thông số kích thước , thông số bán kính bánh xe, thông số kích thước liên quan đến tính động tính quay vòng ô tô 4.2.1.1 Các thông số kích thước Hình 4.6: Sơ đồ kích thước ô tô Các thông số kích thước bao gồm: - Các kích thước chung (kích thước biên) chiều dài L, chiều rộng B, chiều cao H ô tô Ba kích thước cho hình dung không gian mà ô tô choán chỗ Ngoài kích thước chiều cao H chiều rộng B có ý nghĩa động, qua nen (đường ngầm núi), qua cầu (cầu thường cầu chui); - Chiều dài sở Lo - Khoảng cách đường tâm bánh xe trước Bo1 bánh xe sau Bo2 Để xác định kích thước nói cần phải đặt ô tô bề mặt nằm ngang có độ nhấp nhô cục không mm Tùy theo kích thước, đo dùng dụng cụ dây dọi, thước đo chiều dài, dụng cụ đo chiều cao loại quang học dụng cụ đo chiều cao loại thủy lực 41 Thí nghiệm ô tô Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông Một số kích thước chiều dài sở Lo, chiều cao ô tô H, khoảng cách đường tâm bánh xe Bo chịu ảnh hưởng tải trọng, đo cần xác định trạng thái không chất tải trạng thái đầy tải 4.2.1.2 Các kích thước bán kính bánh xe Bán kính tự bánh xe: Khi đo bán kính tự bánh xe cần phải giữ áp suất lốp với quy định nhà máy sản xuất Bán kính tự xác định nhờ dụng cụ thước cặp compas loại đặc biệt Bán kính đo điểm (cách khoảng 60 90o) chu vi lốp Ngoài để tránh ảnh hưởng méo lốp (lốp không tròn đều) người ta tiến hành đo chu vi vòng tròn lốp tính bán kính tự bánh xe Chu vi lốp đo thước dây Sai số bán kính xác định theo hai phương pháp đo không vượt giới hạn xác phép đo Bán kính tĩnh bánh xe: Được xác định trạng thái không tải đầy tải Bán kính tĩnh đo thước cặp, thước dây, dụng cụ đo loại quang học Bán kính lăn bánh xe xác định theo công thức: rl S 2n b đó: S quãng đường mà bánh xe thực tế qua nb số vòng quay bánh xe thực tế Như để xác định bán kính lăn bánh xe đo quãng đường thực tế S mà bánh xe lăn số vòng quay nb bánh xe Quãng đường S đo thước đo chiều dài dụng cụ đo quãng đường, nb đo dụng cụ đếm số vòng quay loại điện Bán kính lăn xác định trạng thái xe không tải đầy tải ứng với tốc độ khác Đối với xe du lịch xe khách thí nghiệm tốc độ 60, 80, 100 km/h, ô tô tải 40, 60 km/h 4.2.1.3 Các thông số kích thước liên quan đến tính động Các thông số kích thước liên quan đến tính động bao gồm: - Khoảng sáng gầm xe K, - Bán kính động dọc bán kính động ngang - Góc động trước góc động sau 42 Thí nghiệm ô tô Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông Hình 4.22 a) ống đo hình cầu kiêủ hở b) ống đo hình cầu kiểu kín Để khắc phục nhược điểm người ta phải bố trí thêm bơm phụ để trì cột áp nhiên liệu từ ống đo cấp cho động khí thí nghiệm sử dụng ống đo kiểu kín (hình 4.22.b) Bắt đầu thời điểm đo thí nghiệm, van điều khiểm mở đường cung cấp nhiên liệu từ ống đo tới động Trong trình đo, dụng cụ đo thời gian ghi lại thời gian tiêu hao tương ứng với thể tích xác định ống đo Phương pháp thể tích thường sử dụng thí nghiệm đo tiêu hao nhiên liệu xe sử dụng động xăng Đối với động dùng dầu diezen, độ nhớt dầu lớn xăng làm ảnh hưởng đến độ xác đọc vạch chia ống đo trình thí nghiệm - Phương pháp khối lượng: đo thời gian tiêu hao khối lượng nhiên liệu xác định Hình 4.23 trình bày nguyên lý đo phương pháp khối lượng Phương pháp khối lượng có độ xác cao phương pháp thể tích không bị ảnh hưởng cá sai số thay đổi tỷ trọng nhiên liệu nhiệt độ thay đổi Phương pháp khối lượng thường sử dụng thí nghiệm đo tiêu hao nhiên liệu ô tô sử dụng động diezen 76 Thí nghiệm ô tô Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông Hình 4.23 Sơ đồ nguyên lý đo tiêu hao nhiên liệu theo phương pháp khối lượng: 1- thùng chứa; 2,3- van; 4- bình đo; 5- cảm biến đo; 6- cân 4.7 Thí nghiệm ô tô tính điều khiển 4.7.1 Tính điều khiển, nhân tố ảnh hưởng tiêu đánh giá Tính điều khiển ô tô: tính chất nhằm đảm bảo cho xe giữ nguyên hướng chuyển động thẳng lực tác dụng người lái khả thay đổi hướng chuyển động xe phù hợp với tác động người lái vành tay lái Để đánh giá tính điều khiển xe ta so sánh quỹ đạo chuyển động thực tế xe với quỹ đạo tính toán mong muốn người điều khiển điều kiện chuyển động khác Các nhân tố ảnh hưởng đến tính điều khiển ô tô: - Thông số kết cấu xe (giữ vai trò quan trọng hệ thống lái bố thí bánh xe hướng dẫn hướng) - Chất lượng khâu điều khiển nhân tố người lái (trình độ thành thạo, kinh nghiệm, phản xạ) - Điều kiện đường xá, thời tiết tiến hành vận hành xe Yêu cầu: - Để giảm thiểu ảnh hưởng nhân tố người lái đến tính điều khiển xe tiến hành thí nghiệm kiểm chứng Các thí nghiệm bao gồm: người lái tiến 77 Thí nghiệm ô tô Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông hành làm thí nghiệm nhiều loại xe khác nhau, so sánh với kết nhận xe với người lái khác - Điều kiện đường đảm bảo theo yêu cầu mục đích thí nghiệm (mặt đường bê tông, nhựa át phan, phẳng, độ nhám phù hợp với loại đường ) Điều kiện thời tiết thí nghiệm phải đảm bảo tầm nhìn người lái, tác động gió thổi ngang (tốc độ gió thổi ngang không 3m/s) nhiệt độ không khí không 30oC Các tiêu đánh giá tính điều khiển xe gồm có: - Bán kính cong nhỏ đường mà ô tô đạt chuyển động đường vòng với tốc độ quy định - Tốc độ giới hạn xe thay đổi bán kính cong quỹ đạo chuyển động - Sai lệch quỹ đạo chuyển động thực xe so với quỹ đạo cho trước tần số lặp lại sai lệch - Tính điều khiển nhẹ nhàng đánh giá lượng tiêu hao người lái điều khiển ô tô chuyển động theo quỹ đạo cho 4.7.2 Các dạng thí nghiệm tính điều khiển ô tô 4.7.2.1 Thí nghiệm điều kiện sử dụng Mục đích thí nghiệm nhằm đánh giá chung tính điều khiển xe điều kiện vận hành thực tế Sự đánh giá thực theo nhận xét chủ quan hai lái xe thí nghiệm (những người có trình độ thành thạo kinh nghiệm điều khiển xe) Quãng đường vận hành xe thí nghiệm dài 100-200km đường giao thông chung, tiến hành thí nghiệm lái xe đường thử chuyên dụng Các lái xe đưa nhận xét đánh giá khả điều khiển xe thí nghiệm theo dấu hiệu: Trong trình điều khiển có xảy tượng lệch bên, dao động dọc, dao động bên nghiêng ngang thùng xe? Lực tác dụng lên vành lái có lớn không? Các bánh xe hướng dẫn có ổn định đảm bảo khả tự trả lái không? Có khả điều khiển xe thời gian kéo dài không? Trong trình xe chuyển động có phải thường xuyên tác động lên vành lái để trì hướng chuyển động mong muốn xe không? 78 Thí nghiệm ô tô Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông 4.7.2.2 Thí nghiệm tính ổn định hướng chuyển động ô tô Mục đích thí nghiệm nhằm đánh giá tính ổn định hướng chuyển động thẳng xe Thí nghiệm tiến hành đoạn đường thẳng, bề rộng mặt đường 3,5m chiều dài tới 800m Mặt đường thí nghiệm bê tông xi măng nhựa át phan, phẳng, cứng, độ nghiêng ngang đường không 0,5% độ nghiêng dọc không 1% Sử dụng thiết bị đo ghi liên tục góc quay vành lái, thiết bị ghi góc xoay trục đối xứng dọc xe ghi thời điểm xe bắt đầu vào phần đường thí nghiệm thời điểm xe bắt đầu khỏi phần đường thí nghiệm Tốc độ xe chuyển động phần đường thí nghiệm trì hai chế độ 60km/h 100km/h với độ xác 3km/h Với mục đích đảm bảo an toàn thí nghiệm cho phép xe chuyển động với tốc độ 80% so với tốc độ quy định Trong trình thí nghiệm, người lái xe điều khiển vành lái đảm bảo cho xe không vượt khỏi dải đường 3,5m Chỉ tiêu đánh giá tính ổn định hướng tổng (lũy kế) góc quay vành lái suốt thời gian xe chuyển động đoạn đường thí nghiệm Trị số nhỏ, tính ổn định hướng chuyển động xe cao Người ta sử dụng tiêu tốc độ dịch chuyển bên trung bình vytb để đánh giá tính ổn định hướng chuyển động thẳng xe: vytb=v.o đó: v - tốc độ chuyển động trung bình ô tô đoạn đường thí nghiệm o - góc lệch trung bình đơn vị thời gian ô tô so với hướng chuyển động thẳng ban đầu Các kết thí nghiệm tính ổn định chuyển động thẳng so sánh đối chiếu với nhận xét người lái xe thí nghiệm điều kiện sử dụng Nếu kết luận hai thí nghiệm không phù hợp cần lặp lại thí nghiệm phân tích nguyên nhân gây nhận xét mâu thuẫn tính điều khiển xe thí nghiệm 4.7.2.3 Thí nghiệm chuyển Thí nghiệm chuyển nhàm mục đích đánh giá phản ứng hệ thống người lái - xe điều kiện xe chuyển từ dải đường sang dải đường khác song song với với chuyển vị bên 3,5m 79 Thí nghiệm ô tô Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông Sự cần thiết thí nghiệm xuất phát từ thực tế: yêu cầu khả động người lái - xe gặp chướng ngại vật xuất bất ngờ trình xe chuyển động Thí nghiệm tiến hành đường phẳng, bê tông xi măng át phan Chiều dài đoạn đường mà xe thực chuyển 20m (hình 4.24) Hình 4.24 Sơ đồ bố trì thí nghiệm chuyển X- vị trí đặt cảm biến quang xe; B- chiều rộng sở xe; L- chiều dài sở xe; yo- bề rộng dải điều khiển chuyển làn; N01- đoạn đường bắt đầu thực chuyển làn; No2- đoạn chuyển làn; No3- đoạn đường ổn định; No4- đoạn đường kết thúc chuyển Trên đường thí nghiệm người ta tiến hành kẻ sơn đánh dấu dải đường bố trí đánh dấu ụ hình nón làm cao su có vạch sơn đánh dấu (hình 4.25) Hình 4.25 Sử dụng ụ cao su đánh dấu tiến hành thí nghiệm Để đo tốc độ ô tô thời điểm bắt đầu chuyển làn, hình 4.25, người ta bố trí cảm biến quang vị trí đánh dấu X với khoảng cách 10m sử dụng dụng cụ đo thời gian với độ xác tới 0,01s Trên xe thí nghiệm bố trí dụng cụ 80 Thí nghiệm ô tô Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông đo góc dao động dọc ngang xe, độ nghiêng ngang thùng xe, lực tác dụng lên vành lái xe thực chuyển Trong tiêu chuẩn ngành thiết kế yêu cầu kỹ thuật ô tô có quy định giá trị tốc độ giới hạn (giới hạn dưới) xe đảm bảo thực khả động điều kiện chuyển tương ứng với đoạn đường chuyển 12m 20m (đoạn đường No2 hình 4.24) Ví dụ xe tải tương ứng với đoạn chuyển 12m yêu cầu tốc độ xe không nhỏ 55km, với đoạn đường chuyển 20m quy định tốc độ xe không nhỏ 80km/h 4.7.2.4 Thí nghiệm chuyển động đường vòng Thí nghiệm nhằm mục đích xác định tốc độ giới hạn (lớn nhất) mà xe chuyển động đường vòng có bán kính không đổi Thí nghiệm thực diện tích phẳng có đường kính không nhỏ 120m, mặt đường khô, phủ bê tông xi măng nhựa át phan có hệ số bám cao Hình 4.26 Sơ đồ thí nghiệm xe chuyển động vào đường vòng o N 1-đoạn đường chuẩn bị vào đường vòng; No2-đoạn bắt đầu chuyển động theo đường vòng; No3đoạn đường khỏi đường vòng Trên diện tích thí nghiệm vạch dấu dải đường chuyển động rộng 3m, đường vòng có bán kính 30 60m (theo mép đường vòng) sơn ụ cao su đánh dấu (hình 4.26) 81 Thí nghiệm ô tô Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông Trên xe thí nghiệm bố trí dụng cụ đo ghi tốc độ với độ xác 0,5km/h Trước thí nghiệm người lái xe cần làm quen với xe đường thí nghiệm để điều khiển xe với tốc độ mong muốn Những đặc tính ô tô ảnh hưởng đến tính điều khiển: - Tính quay vòng tĩnh động - Tốc độ giới hạn ô tô đường vòng với hệ số bám nhỏ - Sự ổn định bánh xe dẫn hướng - Bán kính quay vòng nhỏ nhất, quay vành lái nhẹ nhàng, góc quay lớn vành lái bánh xe dẫn hướng tỷ số truyền góc hệ thống lái Thí nghiệm thường đo lặp lại lần kết thí nghiệm tính trị số trung bình tốc độ ô tô qua lần đo Để đảm bảo an toàn cho người xe thí nghiệm, xe thường bố trí thêm bánh xe an toàn gắn vào phần cầu sau xe Khi nghiêng tới góc 25-30o, bánh xe an toàn chạm đất tránh cho xe bị lật đổ Trên xe thí nghiệm bố trí dụng đo góc dao động dọc ngang xe, độ nghiêng ngang thùng xe trình chuyển động đường vòng Trong tiêu chuẩn ngành thiết kế yêu cầu kỹ thuật ô tô có quy định giá trị tốc độ trung bình xe thời điểm vào đường vòng với bán kính quy định (30 60m) Ví dụ, xe tải thí nghiệm vào đường vòng bán kính 60m yêu cầu tốc độ xe phải đạt tới 70km/h Một dạng khác thí nghiệm chuyển động đường vòng thí nghiệm điều kiện mặt đường vòng có hệ số bám thấp (mặt đường trơn, ướt đóng băng) Khi thí nghiệm, ô tô chuyển động vào đường tròn có bán kính 15m Mặt đường thí nghiệm có hệ số bám thấp Người lái xe điều khiển ô tô cho bánh xe dẫn hướng phía trước bên trái lăn theo vòng tròn Tốc độ xe tăng dần (từ 1-1,5km/h) sau lần thí nghiệm bắt đầu xảy trượt bánh xe cầu sau 4.7.2.5 Thí nghiệm vè tính ổn định bánh xe dẫn hướng 82 Thí nghiệm ô tô Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông Thí nghiệm nhằm mục đích đánh giá khả tự trả vị trí trung gian bánh xe dẫn hướng xe khỏi đường vòng mà không cần có lực tác động người lái vành tay lái Thí nghiệm tiến hành diện tích có bán kính không nhỏ 15m, bề mặt đường khô, phủ bê tông nhựa xi măng Xe thí nghiệm chuyển động với tốc độ 20km/h cho bánh trước bên bám theo đường tròn bán kính 15m Sau xe khỏi đường vòng, người lái bỏ tay khỏi vành tay lái để bánh xe dẫn hướng tự động quay trở vị trí trung gian.Sử dụng thiết bị đo, ghi góc quay tốc độ quay vành tay lái từ người lái bỏ tay (xe bắt đầu khỏi đường vòng) tới vành tay lái ngừng tự quay trả Sau dừng xe kiểm tra lại vị trí bánh xe dẫn hướng so với vị trí trung gian (tương ứng xe chuyển động thẳng) Các kết thí nghiệm cho phép xác định tốc độ góc vành tay lái tự quay trả vị trí trung gian, đánh giá tính ổn định của bánh xe dẫn hướng Thí nghiệm thường tiến hành lặp lại ba lần theo hướng chuyển động ngược chiều đường thí nghiệm 4.7.2.6 Thí nghiệm đánh giá khả điều khiển ô tô Tính điều khiển nhẹ nhàng ô tô đánh giá lực tác dụng lên vành tay lái trường hợp quay vòng bánh xe dẫn hướng chỗ, cho xe chuyển động theo đường vòng hình số cho xe chuyển động vượt qua cac chướng ngại vật Thí nghiệm quay vòng chỗ tiến hành mặt đường bê tông nhựa át phan, khô Đo lực vành tay lái quay vòng xe chỗ hai phía phải trái bánh xe chạm vào vít hạn chế góc quay, Đối với xe sử dụng hệ thống lái có trở lực (thủy lực khí nén) thí nghiệm tiến hành động xe làm việc Thí nghiệm đường vòng số 8(vòng tròn có bán kính 20m khoảng cách tâm hai vòng tròn 28m) với tốc độ 25km/h xe ô tô con, ô tô chở khách có số chỗ ngồi tới ô tô vận tải có khối lượng toàn tới 3500kg Tốc độ 20km/h áp dụng cho loại xe khác đường vòng số có bán kính vòng tròn 30m khoảng cách tâm hai vòng 42m 83 Thí nghiệm ô tô Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông Khi thí nghiệm cho ô tô chuyển động qua chướng ngại vật, đường thí nghiệm bố trí mấp mô hình thang cao 6cm, chiều rộng đáy 25 30cm, mấp mô đặt cách 0,75m Trong thí nghiệm đo giá trị cực đại trung bình lực tác dụng lên vành tay lái 4.8 Xác định tính ổn định ô tô Tính ổn định ô tô: khả ô tô chuyển động điều kiện đường xá khác mà không bị lật đổ không bị trượt ngang trục trượt ngang tất trục ô tô 4.8.1 Xác định góc ổn định ngang ô tô Góc ổn định ngang ô tô xác định điều kiện tĩnh bệ thử chuyên dùng cho ô tô chạy sườn dốc nghiêng tự tạo sườn dốc sẵn có tự nhiên có tăng dần độ nghiêng bên Bề mặt dốc phủ lớp nhựa cứng Khi thử bệ thử chuyên dùng ô tô đặt khung sàn cứng Một đầu khung sàn nâng lên tời kích thủy lực Bệ phải có phận giữ cho ô tô khỏi bị lật nghiêng Khi ô tô có xu hướng (bắt đầu) bị lật nghiêng người ta đo góc nghiêng mặt sàn Góc nghiêng tương ứng với góc ổn định ngang ô tô Góc ổn định ngang ô tô xác định theo biểu thức lý thuyết ô tô sau: tg B 2h g đó: - góc ổn định ngang ô tô; B - chiều rộng sở ô tô; Hg- chiều cao trọng tâm ô tô, xác định thực nghiệm tg gọi hệ số ổn định ngang o ô tô, nghĩa là: tg 4.8.2 Góc lệch bên bánh xe 84 B 2h g Thí nghiệm ô tô Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông Khi ô tô quay vòng đường có góc nghiêng ngang có tác dụng lực bên gió ngang bánh xe va chạm vào vật cản xuất góc lệch bên bánh xe Lúc bánh xe không chuyển động mặt phẳng bánh xe quay, mà chuyển động lệch theo hướng lệch với mặt phẳng bánh xe quay góc Góc gọi góc lệch bên bánh xe Người ta phân biệt góc lệch bên bánh trước góc lệch bên bánh sau Các góc lệch nói chung không 4.8.2.1 Xác định góc lệch bên bánh xe Góc lệch bên bánh xe xác định theo số bán kính quay vòng bánh trước bánh sau ô tô Thí nghiệm tiến hành sàn nằm ngang có phủ lớp bê tông lớp nhựa đường Trên sân có vạch sẵn vòng tròn với cac bán kính khác Hình 4.27 Sơ đồ chuyển động quay vòng ô tô bánh xe có góc lệch bên Ô tô thí nghiệm chuyển động với tốc độ không đổi định sẵn theo vòng tròn Tốc độ chuyển động ô tô xác định theo thời gian quãng đường ô tô chạy vòng tròn (chu vi) Nhờ có vết bánh xe để lại sàn thử ta đo hiệu số bán kính quay vòng bánh trước bánh sau phía ô tô 85 Thí nghiệm ô tô Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông Như qua thí nghiệm biết hiệu số bán kính quay vòng góc quay hai bánh xe dẫn hướng giá trị bán kính quay vòng cho tốc độ chuyển động ô tô biết Để tìm góc lệch bên bánh xe sử dụng sơ đồ hình 4.27 Góc lệch bên thường nhỏ coi sau: sin n Rp đó: n - khoảng cách hình 4.27; R- bán kính quay vòng bánh xe dẫn hướng phía trong; p - hiệu số bán kính quay vòng bánh xe trước bánh xe sau phía 2(n m) 2n 2mn nn 2(n m) 2L đó: m- khoảng cách hình 4.27 L- chiều dài sở ô tô (L=m+n) Biến đổi ta có: 2n 2mn m m (m n)2 n m n 2L 2L n (m n)2 n m h h 2L đó: h-giá trị hình 4.27 m+n=L 2 (R-p) =n +h R2 =m +h Thay giá trị ta có: L2 (R p)2 R L2 p 2Rp n 2L 2L Lắp biểu thức ta biểu thức để xác định góc sau: 86 Thí nghiệm ô tô Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông 2 L p 2Rp 2L(R p) Biểu thức cho phép xác định góc lệch bên bánh sau đại lượng L,P p biết Góc lệch bên bánh xe trước xác định sở công thức: cos( ) (R p)cos R Từ : arccos (R p)cos2 R đó: -góc quay thực tế bánh xe dẫn hướng phía trong, xác định cách đo góc lúc bắt đầu thí nghiệm Như biết bán kính quay vòng R, chiều dài sở ô tô L, hiệu số bán kính quay vòng bánh xe phía p, góc quay bánh xe dẫn hướng ta xác định góc lệch biểu thức 4.8.2.2 ảnh hưởng góc lệch bên bánh xe đến ổn định chuyển động Nếu 1>2 lực bên tác dụng lên ô tô lực ly tâm khác chiều gây vòng quay thiếu, trạng thái giữ cho ô tô chuyển động thẳng ổn định Nếu 1[...]... và n 4.2.2 Các thông số trọng lượng 4.2.2.1 Các loại trọng lượng của ô tô( SV Đọc tài liệu) Người ta phân biệt các loại trọng lượng của ô tô như sau: - Trọng lượng khô của ô tô - Trọng lượng bản thân của ô tô - Trọng lượng toàn bộ của ô tô Trọng lượng khô, trọng lượng bản thân, trọng lượng toàn bộ của ô tô được xác định nhờ bàn cân ô tô Trọng lượng khô của ô tô là trọng lượng khi ô tô chưa được cung... hơn (m/s2) - Ô tô con và các loại ô tô khác thiêt kế trên cơ sở 7,2 5,8 của ô tô con -Ô tô tải trọng lượng toàn bộ nhỏ hơn 80kN và ô tô 9,2 5,0 khách có chiều dài toàn bộ dưới 7,5m - Ô tô tải hoặc đoàn ô tô có trọng lượng toàn bộ lớn hơn 80kN và ô tô khách 11 4,2 có chiều dài toàn bộ trên 7,5m 63 Thí nghiệm ô tô Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông Bảng 4.5 Tiêu chuẩn hiệu quả phanh của ô tô chở khách (M),... = Pmk + P f + P 4.5 Thí nghiệm dao động ô tô 4.5.1 Chỉ tiêu để đánh giá tính êm dịu chuyển động của ô tô Khi ô tô chuyển động trên đường không bằng phẳng sẽ nảy sinh dao động ở phần không được treo và phần được treo của ô tô Dao động của vỏ ô tô (phần được treo) sẽ xác định tính êm dịu chuyển động của ô tô Tính êm dịu chuyển động của ô tô đặc trưng bằng các thông số như: - chu kỳ hay là tần số dao động... tiết ô tô thường xác định không phải bằng tính toán mà bằng con đường thực nghiệm Trong thực nghiệm thường dùng phương pháp lắc hoặc phương pháp dao động xoắn để xác định mô men quán tính a) Xác định mô men quán tính của khối lượng treo của ô tô Hình 4.9: Sơ đồ để xác định mô men quán tính phần được treo của ô tô Trên hình là sơ đồ thí nghiệm để xác định mô men quán tính của khối lượng treo của ô tô đối... 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 nghiên cứu khoa học, thiêt kế chế tạo đã nêu ở trên 64 Thí nghiệm ô tô 4.4 xây dựng đường đặc tính kéo của ô tô Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông 4.4.1 Xác định đặc tính kéo của ô tô trong phòng thí nghiệm Trong phòng thí nghiệm dùng bệ... xác định mô men quán tính của ô tô Trên hình là phương pháp xác định mô men quán tính của ô tô trên bệ thử có tấm phẳng lắc (rung) 1 Mô men quán tính Jo của ô tô đối với trục nằm ngang đi qua trọng tâm của ô tô được xác định như sau: Jo cl 2 T 2 Mlo2 J t.p m t.p l2t.p (*) 2 4 trong đó: To - chu kỳ dao động của ô tô cùng với tầm phẳng lắc khi thử ( xác định bằng thực nghiệm) c - độ cứng của lò xo... 3,6 khách Ô tô tải M1 - ô tô chở khách không quá 8 chỗ ngồi, không kể người lái; M2- ô tô chở khác hơn 8 chỗ ngồi không kể người lái, trọng lượng toàn bộ 5 tấn; M3 - ô tô chở khách trọng lượng toàn bộ 5 tấn N - ô tô chở hành; 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 >12 tấn Tiêu chuẩn về tính ổn... suất tối đa Thí nghiệm được tiến hành 3 lần và lấy giá trị trung bình 51 Thí nghiệm ô tô 4.3 Xác định chất lượng phanh ô tô Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông 4.3.1 Những chỉ tiêu đánh giá chất lượng phanh ô tô( SV tự đọc) Hệ thống phanh làm việc tốt hay xấu được thể hiện qua chất lượng của quá trình phanh Chất lượng của quá trình phanh thể hiện hiệu quả phanh và tính ổn định hướng của ô tô khi phanh Để... gờ lồi - đặt bánh xe ô tô trên băng chuyển động có các độ nhấp nhô khác nhau 67 Thí nghiệm ô tô Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông Khi dùng các bệ thiết kế theo phương pháp nói trên người ta ghi chuyển dịch và gia tốc của các bộ phận ô tô nhờ các dụng cụ tự ghi Trên hình 4.17 l sơ đồ bệ thử dao động ô tô loại băng chuyển động ô tô được giữ trên bệ thử bằng dây cáp Các bánh xe của ô tô được đặt trên băng... bề mặt cứng và bằng phẳng, độ nghiêng của đường không quá 5% - Chọn loại đường có hệ số bám không nhỏ hơn 0,72 0,75 - Điều kiện thời tiết: gió nhẹ, mát trời, không mưa, không sương mù 53 Thí nghiệm ô tô Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông - Trước khi thí nghiệm các tổng thành của ô tô được hâm nóng sơ bộ bằng cách cho ô tô chạy với tốc độ (0,8 0,9)vmax trong 1h, ô tô có tải trọng định mức Trong điều kiện