Tính lực cản chuyển động của xe trên đường bằng phương pháp lăn trơn và đo lực phanh ôtô trên băng thử

..................................................................................................... 24 2.3.1 Mô tả thí nghiệm: ............................................................................................................ 24 2.3.2 Trình tự thí nghiệm: ........................................................................................................ 27 2.4 Kết quả và xử ký kết quả ....................................................................................................... 29 2.4.1 Dữ liệu thí nghiệm .......................................................................................................... 29 2.4.2 Sử lý số liệu và đánh giá số liệu ...................................................................................... 30 2.4.2.1 Đánh giá lực phanh riêng ở cầu sau (có tải). ................................................................ 30 2.4.2.2 Đánh giá độ lệch phanh trên cầu sau (có tải) ............................................................... 30 2.4.2.3 Xử lý diễn biến lực phanh cầu sau (có tải) ................................................................... 30 Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 2 2.4.3 Kết luận. .......................................................................................................................... 31 PH N III : Đ T H H L Ệ Ô TÔ TH CH TR H C ........................................... 32 3.1. Mục đích. .............................................................................................................................. 32 3.2. Cơ sở lí thuyết. ...................................................................................................................... 32 3.3. Thiết bị thí nghiệm. .............................................................................................................. 33 3.3.1. Các dụng cụ sử dụng. ..................................................................................................... 33 3.4. Trình tự thí nghiệm. .............................................................................................................. 34 3.3 Đánh giá và kết luận ............................................................................................................... 44 Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 3 ỜI I Đ U Môn h c Thí nghiệm tô Máy công trình có một vai tr quan tr ng trong ngành Cơ khí Động lực, gi p sinh viên kiểm tra l i lý thuyết mà mình đ đƣ c h c, đồng thời hiểu rõ hơn về phƣơng pháp đo các đ i lƣ ng vật lý trong lý thuyết ôtô. Điều đó gi p một kỹ sƣ trong tƣơng lai dễ dàng tiếp cận với các công nghệ mới. Sau khi h c môn Thí nghiệm tô Máy công trình , sinh viên sẽ làm bài Thực hành môn Thí nghiệm tô Máy công trình .Trong bài báo cáo này, nhóm thực hiện đo đặc tính lực cản chuyển động của xe trên đƣờng bằng phƣơng pháp lăn trơn và đo lực phanh ôtô trên băng thử. Với bản thân của mỗi thành viên trong nhóm c n h n chế về mặt kiến th c nên bài báo cáo không tránh đƣ c những sai sót. R t mong sự chỉ d y thêm của quý thầy. Sau c ng, em xin chân thành cám ơn thầy ê Văn Tụy đ tận tình hƣớng d n, gi p đ nhiệt tình trong quá trình nhóm làm thí nghiệm của môn h c này. Đà ng, ngày 22 tháng 11 năm 2015. Sinh viên Đặng Thế Vũ Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 4 GIỚI THIỆU TRU G TÂM THÍ GHIỆM VÀ ĐỘ G CƠ T Ph ng thí nghiệm động cơ AV là một trong những ph ng thí nghiệm hiện đ i của trƣờng Đ i h c Bách khoa Đà ng nói riêng cà của cả ƣớc nói chung. Đƣ c đầu tƣ xây dựng từ năm 2000 và hoàn thành đƣa vào sử dụng năm 2003, ph ng thí nghiệm là nơi thực hiện nhiều thí nghiệm, thực nghiệm quan tr ng phục vụ cho công tác giảng d y, h c tập và nghiên c u của giảng viên và sinh viên khoa Cơ Khí Giao Thông. Hình 1.1 – Trung tâm thí nghiệm động cơ và ôtô tại trường ĐH Bách khoa Đà Nẵng Trung tâm chuyên nghiên c u khảo sát, đo đ c các đặc tính của động cơ đốt trong, đặc tính lực kéo, lực phanh của ô tô, kiểm tra các thông số kỹ thuật của ô-tô với sự hỗ tr của các trang thiết bị hiện đ i nhƣ băng thử APA ( đo công su t động cơ), các thiết bị đo lƣờng khí thải (AVL DiSmoke 4000 Diesel Tester), đo tiêu hao nhiên liệu (AVL Fuel Balance 733), băng thử phanh (đo lực phanh bánh xe ).. Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 5 Đối tƣ ng thí nghiệm - Xe d ng để thí nghiệm là d ng xe du lịch Mercedes Benz MB140 Hình 1 Xe Mercedes Benz MB140 - Các thông số kỹ thuật cơ bản của xe Mercedes Benz MB140 : - Kiểu động cơ: M-161, phun xăng điện tử. - Số xilanh: 04, th tự làm việc 1-3-4-2. - Công su t cực đ i [Kw] /số v ng quay[v/ph]: 91,5/5000 - Mômen cực đ i (Nm) /số v ng quay(v/ph): 185/3500 - Dung tích xilanh: 1,295 [Cm3] - Tốc độ cực đ i : 155 [Km/h]. - Tỉ số truyền hộp số : 4,22-2,83-1.54-1,14-0,88. - Tỉ số truyền của cầu chủ động : 4,88 - Tr ng lƣ ng không tải : 2060 [Kg] Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 6 - Tr ng lƣ ng toàn bộ: 3100 [Kg]. - Chiều dài tổng thể : 5340 [mm] - Chiều rộng tổng thể : 1855 [mm] - Chiều cao tổng thể : 2105 [mm] - Chiều dài cơ sở : 2680 [mm] - Tải tr ng phân bố lên cầu trƣớc/sau: 1500/1600 [Kg] - Cở lốp trƣớc sau: 195.75/R16. Phần I: ĐO Đ Đ Ủ Đ 1.1. Cơ sở lí thuyết. L hg P h Z1 Z2 Pj Pf1 Pf2 a b V G Mf1 Mf2 Hình 1-1: Các lực tác dụng lên ô tô khi lăn trơn trên mặt đường ngang. Trong đó: + V- Vận tốc chuyển động của ô tô. + G - Tr ng lƣ ng toàn bộ của ô tô. + Pf1 – Lực cản lăn ở bánh xe bị động. + Pf2 – Lực cản lăn ở bánh xe chủ động. Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 7 + Pω – Lực cản không khí. + Pj – Lực quán tính của ô tô khi chuyển động. + Z1, Z2 – Phản lực pháp tuyến của mặt đƣờng tác dụng lên các bánh xe ở cầu trƣớc và cầu sau. + Mf1, Mf2 – Mô men cản lăn ở bánh xe bị động và chủ động. + a,b- Khoảng cách tính từ tr ng tâm của ô tô tới tâm bánh xe trƣớc và sau của ô tô. + L- Chiều dài cơ sở của xe. Khi ô tô đang chuyển động với một vận tốc ban đầu, nếu ta cắt lý h p thì ô tô chịu tác dụng của các lực: - Lực cản lăn; - Lực cản không khí; - Lực quán tính của ô tô; Theo lý thuyết ô tô: 2 . . .si.f .cos . . nikF G k AV G dv G g dt     (1.1) Trong đó: + Fk-Lực kéo tiếp tuyến sinh ra t i bánh xe chủ động. |+ α _-Độ dốc của mặt đường. + f-Hệ số cản lăn. + k-Hệ số cản không khí. (1.1a) + A-Diện tích cản chính diện của ô tô. A = 0,8.1,855.2,100 = 3,124 [m 2 ] (1.1b) + V-Vận tốc chuyển động tƣơng đối của ô tô trong môi trƣờng không khí. + f- Hệ số cản lăn của đƣờng: 32 2800 V f   (1.2) + G-Tr ng lƣ ng toàn bộ của xe. + g- Gia tốc tr ng trƣờng; g=9,81 [m/s2]. Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 8 + δi-Hệ số xét đến khối lƣ ng chuyển đổi quay của động cơ và hệ thống truyền lực, thông thƣờng δi 1. + - Gia tốc tịnh tiến của ô tô, [m/s2]. Xét trƣờng h p xe chuyển động trên đƣờng ngang (α= ), từ công th c (1.1) suy ra ta có phƣơng trình chuyển động của ô tô nhƣ sau: 2. . ..f . ikF G dv G k g d AV t   (1.3) Khi tăng gia tốc của ô tô để ô tô đ t đến tốc độ Vmax thì phƣơng trình (1.3) sẽ trở thành: 2. . ..f . ikF G dv G k g d AV t    (1.4) Khi đ t đến giá trị Vmax ta cắt nhiên liệu (thả chân ga), cắt ly h p cho xe chuyển động chậm dần lăn trơn trên đƣờng từ đó Fk=0, ta có phƣơng trình: 20 .f . . .. i G dv g G A t k V d    (1.5) Khi δi 1, ta viết l i phƣơng trình lăn trơn chuyển động chậm dần: 2.f. . . G d G g V v K t A d  (1.6) Vậy lực quán tính chuyển động chậm dần luôn luôn đồng nh t với lực cản chuyển động của ô tô với b t kỳ tốc độ nào. 2. .f . .j c G dv F F g dt G k AV   (1.7) Ta có phƣơng trình tổng quát của hệ số cản lăn f: f=f0+f1.V+f2.V 2 (1.8) Thế vào phƣơng trình (1.7) ta có: 2 1 2 0 2.( ). .. . .c G dv F f f V f V g dt G k AV     (1.9) Đặt: F0=G.f0 (1.10) F1=G.f1 (1.11) Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 9 F2=G.f2+k.A (1.12) Vậy phƣơng trình tổng quát của lực cản lăn: 2 0 1 2. .V F .c G dv F F F V g dt     (1.13) Lực quán tính do chuyện động chậm dần của xe đóng vai tr là lực kéo, để xe chuyển động đƣ c thì lực quán tính bằng lực cản. Vì vậy để xác đinh đặc tính lực cản của ô tô trên đƣờng ta xác định lực quán tính chậm dần của ô tô. hƣ vậy phƣơng pháp là thay vì đo lực cản của ô tô ngƣời ta đo lực cản chuyển động chậm dần khi lăn trơn bằng cách đo vận tốc ô tô theo thời gian quay trơn. 1.2. hương pháp và trình tự thí nghiệm 1.2.1. hương pháp đo Xác định tải tr ng toàn bộ của ô tô. Cho xe gia tốc đến một vận tốc (v) nào đó ta ngƣng cung c p nhiên liệu, cắt li h p và cho xe lăn trơn trên đƣờng và khi đó xe chuyển động chậm dần đều. Phƣơng pháp là đo biến thiên tốc độ theo thời gian. D ng đồng hồ đếm thời gian thay đổi theo tốc độ của ô tô ta lập đƣ c bảng số liệu nhƣ sau: ti Vi j Pj P t1 V1 j1 Pj1 t2 V2 J2 Pj2 t3 V3 J3 Pj3 . tn Vn Jn Pjn Vẽ đồ thị biểu diễn quan hệ thay đổi giữa vận tốc V theo thời gian khi xe chuyển động chậm dần. D ng phƣơng pháp x p xỉ bình phƣơng cực tiểu để tìm đƣ c hàm V(t), bậc của hàm x p xỉ có sai số trung bình phƣơng nhỏ hơn cảm biến. Ta có đƣ c đồ thị sau: Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 10 Hình 1-2: Đồ thị biểu diễn vận tốc chuyển động của xe theo thời gian và hàm xấp xỉ tương ứng. L y đ o hàm của đa th c V(t) ta đƣ c: = ∑ (1.14) Tính theo t ta tìm đƣ c j. Từ đó ta tính đƣ c Pj và ta tìm đƣ c giá trị Pc. Tiếp tục x p xỉ hàm bậc 2 hàm Pctheo V. Hình 1-3. Đồ thị biểu diễn quan hệ vận tốc theo lực cản tổng cộng của đường và xấp xỉ bậc hai hàm Pc theoV. Pc =Pf+Pω= F0+F1V+F2V 2 (1.15) Các hệ số trên tƣơng ng với các hệ số f0, và hệ số K khi xe ch y trên đƣờng tốt Fc =G(a+bV)+k.A.V 2 (1.16) Từ đó ta tìm đƣ c các hệ số cản lăn và hệ số cản không khí. t(s) V = amt m +...+a3t 3 + a2t 2 +a1t + a0 V(m/s) t(s) Fc=F2.V 2+F1.V+F0 Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 11 1.2.2. rình tự làm thí nghiệm 1.2 2 1 ác bước làm thí nghiệm Xe làm thí nghiệm: Mercedes benz MB140D, 16 chỗ ngồi, tự trọng 2100 [KG],công suất động cơ:90kw,số vòng quay:5000(v/p). Hình 1-4. Mecedes Benz MB140 (Số lƣ ng ngƣời trên xe là 8 sinh viên lên xe và thầy hƣớng d n làm thí nghiệm ) + Bắt đầu di chuyển đến địa điểm làm thí nghiệm. + Chuẩn bị đồng hồ bầm giờ và quan sát đồng hồ táp lô báo tốc độ ôtô. + Cho xe ch y vƣ t quá tốc độ 55[km/h] thì bắt đầu nhả bàn đ p ga, đ p bàn đ p ly h p nhằm ngắt ly h p và cho xe lăn trơn trên mặt đƣờng th ng. + Khi kim đồng hồ báo tốc độ chỉ 50 [km/h] thì bắt đầu b m đồng hồ, ng với vị trí này ta có thời gian t=0. Khi tốc độ của ô tô giảm c n 45[km/h] thì ta tiếp tục b m đồng hồ tính giây để xác định t. Và c làm cho đến khi tốc độ của ô tô giảm c n 20[km/h], t c là ta c tính t tƣơng ng với V=5km/h. Sau đó ta ghi t t cả các kết quả đo l i. Ta thực hiện quá trình nhƣ vậy 4 lần và kết th c quá trình đo. Thực hiện xong quá trình đo cho xe trở về xƣởng, thí nghiệm l y số liệu đ hoàn t t. Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 12 1.2.2.2. ảng kết quả đo như sau Bảng 1-1: Giá trị thời gian đo theo vận tốc. tt V [km/h] Thời gian mỗi lần đo t [s] L1 L2 L3 L4 1 50 0,00 0,00 0,00 0,00 2 45 7,08 7,01 7,84 9,52 3 40 15,36 15,33 16,51 18,59 4 35 22,90 22,91 25,37 28,88 5 30 31,86 32,92 35,24 39,96 6 25 40,87 43,47 48,06 52,38 7 20 52,09 55,57 62,66 64,36 1.3 ử lí số liệu 1.3 1 ây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ của V theo t Ta xây dựng đƣờng đặc tính vận tốc V theo t ( V = f(t)). Kết quả đo khi làm thí nghiệm với V có th nguyên là [m/s]. Bảng 1-2: Quan hệ của vận tốc V theo thời gian t. tt V [km/h] V [m/s] Thời gian mỗi lần đo t [s] L1 L2 L3 L4 TB 1 50.00 13.888889 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 2 45.00 12.500000 7,08 7,01 7,84 9,52 7,86 3 40.00 11.111111 15,36 15,33 16,51 18,59 16,45 4 35.00 9.722222 22,90 22,91 25,37 28,88 25,02 5 30.00 8.333333 31,86 32,92 35,24 39,96 35,00 6 25.00 6.944444 40,87 43,47 48,06 52,38 46,20 7 20.00 5.555556 52,09 55,57 62,66 64,36 58,67 Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 13 Từ bảng số liệu vi = f(ti), tiến hành x p xỉ đặc tính biến thiên v = f(t) thành đa th c x p xỉ bậc ba đối với thời gian t.D ng công cụ Excel để tìm hàm biểu diễn mối quan hệ giữa V và t ta đƣ c: Hình 1-5: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ của v theo t và hàm xấp xỉ của nó v=f(t). Qua đó ta tìm đƣ c phƣơng trình biểu diễn mối quan hệ trên nhƣ sau: V = 6E-07t 3 + 0,0006t 2 - 0,1819t + 13,893 (1.17) Kết quả trên đƣ c tính toán với ttb, xác định dv/dt= f(t). Từ hàm x p xỉ V=f(t), bằng cách l y đ o hàm của nó, ta xác định đƣ c hàm dv/dt=f(t). Theo lý thuyết thì lực cản FC = - FJ (Lực quán tính). Điều đó có nghĩa ta xác định FC thông qua lực quán tính Fj. Với Fj = ma.j (1.18) hƣ vậy: FC = -ma.j [N] (1.19) Với: j- Gia tốc quán tính của xe khi lăn trơn [m/s2] ma- khối lƣ ng có tải của xe Mercedes Benz MB140 [kg] ma=m0+mhk (1.20) m0- Khối lƣ ng không tải của xe: m0 = 2100. 9,81/9.81 = 2100 [kg]. y = 6E-07x3 + 0,0006x2 - 0,1819x + 13,893 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 14 mhk- Khối lƣ ng của hành khách (ngƣời làm thí nghiệm, trung bình mỗi ngƣời nặng 65kg): mhk = (11.65).9,81/9,81 = 715 [kg]. Vậy khối lƣ ng toàn bộ là: ma = m0 + mhk = 2100 + 715 = 2815[kg] (1.21) Vậy ma = 2815 [kg] Từ công th c (1.17) ta suy ra: 6 2 21,8.10 . 0,0012. 0.1819 [ / ] dv j t t m s dt     (1.22) Từ đó suy ra đƣ c lực cản FC với thời gian t (s) ta đ đo đƣ c ở trên: 6 2.( ) . (1,8.10 . 0,0012. 0.1819).2815 [ ]C a G dv F j m t t N g dt        (1.23) Bảng 1-3: Giá trị lực cản theo vận tốc: tt V [km/h] V [m/s] Thời gian t[s] dv/dt [m/s 2 ] Fc [N] 1 50.00 13,9 0,00 -0,1819 469 2 45.00 12,5 7,86 -0,17235 431 3 40.00 11,1 16,45 -0,16168 399 4 35.00 9,7 25,02 -0,15076 368 5 30.00 8,3 35,00 -0,1377 337 6 25.00 6,9 46,20 -0,12262 308 7 20.00 5,6 58,67 -0,1053 283 D u của dv/dt là (-) để chỉ ta th y rằng xe ch ng ta đang khảo sát đang chuyển động chậm dần. Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 15 1.3 2 ây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ của Fc theo V. Ta có Fc= Pj và ch ng ta tiếp tục x p xỉ hàm bậc 2 của Fc theo V để tìm mối quan hệ giữa ch ng: Hình1-6: Đồ thị biểu diễn lực cản Fc theo V và hàm xấp xỉ Fc = f(V)  Từ đó ta tìm đƣ c hàm biểu diễn mối quan hệ nhƣ sau: Fc = 0,4937.V 2 + 12,669.V + 197,07 (1.24) Ta đƣ c: + F0 = 197,07 [N] + F1 = 12,669 [N] + F2 = 0,4937 [N] - Theo lý thuyết: f0 (1.25) f1 (1.26) (1.27)  Từ công th c (1.10), (1.11) và (1.12), ta suy ra các hệ số cản là: 0 0 197,07 0,00714 2815.9,81 F f G    (1.28) y = 0,4937x2 + 12,669x + 197,07 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ lực cản Fc và vận tốc VFc[N] V [m/s] Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 16 1 1 12,669 2815.9,81 F f G   =0,000459 (1.29) 2 2. .f 0,4937F k A G   (1.30) Suy ra 22 . 0 F k A f G   (1.31) Từ công th c (1.31) và (1.1b) suy ra: 2 0,4937 3.124 F k A   = 0,158 [Ns 2 /m 4 ] (1.32) So sánh với lý thuyết thì các thông số tìm đƣ c nhỏ hơn r t nhiều do điều kiện khách quan trong quá trình tiến hành thí nghiệm:  Mặt đƣờng tốt, đang xuống dốc (độ dốc nhỏ).  Đo trong điều kiện chiều chuyển động của ôtô với gió biển (đang thổi m nh).  Từ đó ta có các giá trị f theo V từ công th c (1.8), (1,28), (1,29) và (1.31) nhƣ sau: Bảng 1-4: Các giá trị lực cản f theo vận tốc V: Bảng trị số f theo V v [m/s] f 13,889 0,013515 12,500 0,0128775 11,111 0,01224 9,722 0,0116025 8,333 0,010965 6,944 0,0103275 5,556 0,00969 Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 17 1.4. Đánh giá kết quảvà kết luận Qua quá trình thí nghiệm đo đặc tính lực cản chuyển động của xe trên đƣờng bằng phƣơng pháp lăn trơn (trên xe MERCEDES-BENZ MB140) và dựa vào đƣờng đặc tính quan hệ lực cản với vận tốc ta có thể đánh giá một số v n đề nhƣ sau: - Ta th y rằng hệ số cản lăn f0 nhở ch ng tỏ rằng chung ta thí nghiệm trên đƣờng nhựa tốt và có một số yêu tố làm cho hệ số cản lăn nhỏ đó là thí nghiệm đƣờng c n ƣớt nên đƣờng trơmn làm hệ số cản lăn th p. - Với hệ số cản không khí k nhỏ, vì chính l c thí nghiệm ta ch y c ng chiều với hƣớng gió (thí nghiệm trên đƣờng Nguyễn T t Thành nên có gió biển lớn hơn gió trong đƣờng thƣờng) làm cho hệ số cản không khí th p. - Qua thí nghiệm này ta th y rằng hệ số cản lăn không phải là hằng số phụ thuộc vào tốc độ. T y theo kiểu lốp xe, ch t lƣ ng mặt đƣờng mà thực nghiệm cho th y rằng có khi hệ số lăn phụ thuộc bặc hai của tốc độ, có khi phụ thuộc vào bậc nh t theo tốc độ. + Nếu f1 0 suy ra: f = f0 + f2. V 2 (1.33) Tƣơng tự với công th c khi xe chuyển động với tốc độ theo thực nghiệm: 2 0 1 1500 V f f        (1.34) Suy ra : 2 0. 1 1500 c V F G f        (1.35) + Nếu f2 suy ra: f=f0 + f1.V (1.36) Hay tương tự như công thức: f=a + b.V (1.37) Suy ra: Fc = G(a+b.V) (1.38) Kết luận. - Lực cản tổng cộng của ô tô trên đƣờng phụ thuộc vào các lực cản chuyển động của ô tô. T t cả các yếu tó ảnh hƣởng đến các lực cản chuyển động của ô tô sẽ ảnh hƣởng đến lực cản tổng cộng của ô tô. - Vận tốc ô tô càng lớn thì lực cản càng lớn do hệ số cản khí động tăng. Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 18 - Thực tế thì các hệ số luôn tồn t i dao động xung quanh các giá trị lí thuyết, bởi vì thí nghiệm thực tế luôn tồn t i các biến động nhỏ tác động đến quá trình thí nghiệm. - Qua bài thí nghiệm ch ng ta cũng hiểu rõ hơn về các công cản mà ch ng ta đ đƣ c h c và các bƣớc tiến hành làm thí nghiệm cũng nhƣ cách xử lí số liệu. - Lực cản lăn ảnh hƣởng r t lớn với đến sự chuyển động của ôtô nếu quá lớn sẽ làm tiêu hao công su t của động cơ nên xu hƣớng thiết kế ôtô l c nào cũng yêu cầu lực cản là nhỏ nh t để có thể tận dụng tối đa công su t động cơ. - Lực cản lăn c n phụ thuộc r t nhiều vào các yếu tố nhƣ bề mặt đƣờng, lo i lốp, tải tr ng, tốc độ chuyển động của xe. - Về cách đo: Việc đo lực quán tính chuyển động dần khi xe lăn trơn trên đƣờng với (α=0). Nhờ phƣơng pháp x p xĩ trên trong excel mà ta có thế đƣa ra đƣ c các đƣờng đặc tính trƣơng suốt qua trình thí thí nghiệm và xử lý số liệu. Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 19 PHẦN II : ĐO Ô Ô 2.1. Mục đích. Đo lực phanh của các bánh trên c ng một cầu để từ đó có thể nhận xét về sự sai lệch lực phanh giữa các bánh. Từ đó có cơ sở cho việc điều chỉnh vì rằng nếu lực phanh hai bên m t cân bằng lớn sẽ gây cho xe dễ bị không ổn định, quay đầu xe khi phanh. 2.2 Cơ sở lý thuyết. Các lực tác dụng lên ô tô khi phanh trên đƣờng nằm ngang. L h g P h  Z1 Z2 Pj Pf1 Pf2 a b V G Mf1 Mf2 Pp1 Pp2 Hình 2.1: Các lực tác dụng lên ô tô khi phanh trên đường nằm ngang. Trong đó: + V- Vận tốc chuyển động của ô tô. + G - Tr ng lƣ ng toàn bộ của ô tô. + Pf1 – Lực cản lăn ở bánh xe bị động. + Pf2 – Lực cản lăn ở bánh xe chủ động. + Pp1, Pp2- Lực phanh tác dụng lên bánh xe trƣớc và bánh xe sau. + Pω – Lực cản không khí. + Pj – Lực quán tính của ô tô khi chuyển động. + Z1, Z2 – Phản lực pháp tuyến của mặt đƣờng tác dụng lên các bánh xe ở cầu trƣớc và cầu sau. Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 20 + Mf1, Mf2 – Mô men cản lăn ở bánh xe bị động và chủ động. + a,b- Khoảng cách tính từ tr ng tâm của ô tô tới tâm bánh xe trƣớc và sau của ô tô. + L- Chiều dài cơ sở của xe. - Theo ly thuyêt ô tô: Phƣơng trình chuyển động của ô tô: k f1 f 2 ω i j P P P P PP     (2.1) Trong đó: Pk – lực kéo tiếp tuyến phát ra ở bánh xe chủ động. Pω – lực cản không khí. Pj – lực cản quán tính. Pi – lực cản dốc. Pf ,Pf2– lực cản lăn của cầu trƣớc và cầu sau. Pψ - lực cản tổng cộng của đƣờng. Pψ if PP  (2.2) Tƣ (2.1) v (2.2) suy ra phƣơng trình chuyển động của ô tô k f1 f 2 ω i j ψ ω jP P P P P P P PP        (2.3) Khi xe chuyển động đều (α=0) khi đó phƣơng trình chuyển đông đều là: k f1 f 2P P P P   (2.4) - Để thực hiện quá trình phanh ngƣời lái thực hiện các thao tác sau: + Cắt nhiên liệu (nhả chân ga). + Cắt ly h p, Fk = 0 [N] + Đ p phanh để t o hình thành lực phanh ở bánh xe trƣớc Pp1, lực phanh ở bánh xe sau Pp2 và lực quán tính Pj. Phƣơng trình chuyển động khi phanh.    2 1 2. (P P )j p pP Gf KV (2.5) = G.f + KV 2 + (Z1.φ+Z2.φ) = G.f + KV 2 + φ .(Z1+Z2) = G.f + KV 2 + φ.G (2.6) Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 21 Suy ra : 2 Pmax. | . .f KV .i G dv G G g dt      (2.7) Trong đó: + φ Hệ số bám. + K hệ số tỷ lệ, K=k.A  Các chỉ tiêu đánh giá chất lư ng của quá trình phanh: * Gia tốc phanh chậm dần: Ta chia phƣơng trình (2.7) cho G. ta có: 2 Pmax KV | f i dv g dt G         (2.8) Hay   2 max .p i KV g j a bV G          (2.9)  Jp đ t giá trị max khi V=0  δi (2.10)  a= f0 (2.11) Suy ra: jPmax= φmax.g (2.12) * Độ lệch phanh bên trái và bên phải:   (L) (R) (L) (R) % .100 25% max , P P L P P P P K P P    ( TCVN) (2.13) * Thời gian phanh (tp) Ta có: dv dv j .g dt dt .g       (2.14) Thời gian phanh nhỏ nh t đƣ c xác định:  21 v v p vv g. 1 g. dv t 1 2       (2.15) v1 – vận tốc của ôtô ng với thời điểm bắt đầu phanh Khi ô tô dừng h n thì v2 = 0, do đó: Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 22 1 pmin v t .g   (2.16) * Qu ng đƣờng phanh (Sp) hân hai vế (2.14) với dS ta có: dv .dS .g.dS hay v.dv .g.dS dt     (2.17) Qu ng đƣờng phanh nhỏ nh t sẽ là:   1 2 v 2 2 p 1 2 v vdv 1 S v v .g 2. .g      (2.18) Khi ô tô dừng h n thì v2 = 0, do đó: 2 1 pmin v S 2. .g   (2.19) * ực phanh (Pp) và lực phanh riêng (Pr) ực phanh sinh ra ở các bánh xe đƣ c xác định: p p bx M P R  (2.20) Trong đó: Mp – mômen phanh của các cơ c u phanh Rbx – bán kính làm việc trung bình của bánh xe ực phanh riêng ở các bánh xe đƣ c xác định: p r P P G  (2.21) ực phanh riêng đ t giá trị lớn nh t khi Ppmax : Khi đó: max max max .p r P G P G G      (2.22) - Rulô đƣ c nối với máy điện (stato quay và đƣ c khống chế l i nhờ cảm biến lực). Pp.RL = Mq = Mdt = Pcb.L (2.23) => Pp= L cb R L.P . (2.24) Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 23 -Cách đo lực phanh: Hình 2-2: Tạo và đo lực phanh Mp = 2PL.RL Mđt (2.25) Pp = bx LL bx p R 2.R.P R M  (2.26) L btcb pΣ R i.L.P P  (2.27) Trong đó: Mđt - Mômen điện từ của máy điện. L - Cánh tay đ n của cảm biến. Pcb- Lực đo đƣ c bằng cảm biến ibt - Tỷ số truyền tính từ rulô đến máy điện. G +G1 = 4.Pcb => G = 4.Pcb -G1 ibx(p) ipbx(p) ir(p) G P P  ; ibx(t) ipbx(t) ir(t) G P P  Pri = 2 PP ii r(t)r(p)  ≥ 0.5 )P,max(P PP K r(p)r(t) r(p)r(t)   ≤ 25%. Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 24 hận xét: Trong các chỉ tiêu đánh giá ch t lƣ ng quá trình phanh thì chỉ tiêu qu ng đƣờng phanh là đặc trƣng nh t và có ý nghĩa quan tr ng nh t, vì qu ng đƣờng phanh cho phép ngƣời lái hình dung đƣ c vị trí xe sẽ dừng trƣớc một chƣớng ng i vật mà h phải xử lý để khỏi xảy ra tai n n khi ngƣời lái phanh ở tốc độ ban đầu nào đó. Tuy nhiên bốn chỉ tiêu trên đều có giá trị nhƣ nhau do đó khi đánh giá ch t lƣ ng phanh chỉ cần d ng một trong bốn chỉ tiêu nêu trên. Đối với nội dung của bài thí nghiệm ta chỉ quan tâm đến chỉ tiêu lực phanh và lực phanh riêng. - hƣ đ phân tích ở trên thì Pr đ t giá trị cực đ i là: Prmax = φmax Về mặt lý thuyết thì φmax = 0,85 tuy nhiên trong thực tế thì: + φr = 0,85 đối với xe có trang bị ABS + φr = 0,6 đối với xe không trang bị ABS Theo quy định ở nƣớc ta thì φr của t t cả các bánh xe phải thỏa m n: φr ≥ 0,5. Cần ch ý rằng trong một số trƣờng h p mặc d φr ≥ 0,5 nhƣng l i không đảm bảo điều kiện nêu trên vì khi lực phanh riêng trên mỗi bánh xe quá lệch nhau nên khi phanh sẽ không đảm bảo tính ổn định của ôtô. Xu t phát từ yếu cầu đó ngƣời ta đƣa ra thêm chỉ tiêu phụ đế đánh giá độ sai lệch giữa lực phanh của các bánh xe trên c ng một cầu của ôtô: KL theo tiêu chuẩn Việt am.   (L) (R) (L) (R) % .100 25% max , P P L P P P P K P P    ( TCVN) 2.3. hương pháp đo. D ng băng thử t i trung tâm thí nghiệm động cơ và ô tô trƣờng Đ i h c Bách Khoa Đà ng để đo lực phanh và tr ng lƣ ng. Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 25 2.3 1 Mô tả thí nghiệm: - Băng thử: Hình 2.3 Mặt cắt ngang của băng thử 1. Rulô chủ động; 2. Cảm biến tốc độ; 3. Con lăn trơn; 4. Rulô bị động; 5. Vít h n chế xê dịch ngang; 6. xo hồi vị; 7. Cảm biến vị trí; 8. Cảm biến đo tr ng lƣ ng; 9. Dầm chữ I. Nguyên lý hoạt động: Xe cho vào băng thử phải đ ng vị trí qui định, tốc độ xe chậm. Khi các bánh xe trên một cầu nằm giữa hai con lăn và tỳ lên con lăn quay trơn. Điều khiển nhả công tắc an toàn, l c này các thiết bị s n sàng ho t động. Theo c u t o đ trình bày ở trên, do bộ con lăn đƣ c đặt trên các cảm biến lực, nên l c này do tr ng lƣ ng của xe làm các cảm biến lực (8) bị uốn cong làm thay đổi giá trị điện trở của cảm biến. Sự thay đổi này đƣ c báo về bộ xử lý trong tủ điều khiển và chuyển thành giá trị tr ng lƣ ng thật hiển thị lên màn hình CD của đồng hồ hiển thị. hƣ vậy tr ng lƣ ng cân cao hay th p tuỳ thuộc vào độ cong của cảm biến (8). 1 2 4 6 3 5 987 Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 26 Kiểm tra tr ng lƣ ng và xác định chế độ thử: Việc xác định chế độ thử sẽ qui định tốc độ thử, sử dụng các tiêu chuẩn đánh giá cho từng lo i xe. Khi đ cân xong tr ng lƣ ng ta nh n giữ n t START để điều khiển các thiết bị ho t động. Động cơ điện lần lƣ t khởi động kéo các con lăn quay c ng chiều với chiều tiến của xe. Rôto của động cơ điện quay, thông qua hộp giảm tốc và các bộ truyền động xích kéo hai con lăn quay. Do kết c u của các đĩa xích mà hai con lăn này quay c ng tốc độ với nhau và kéo bánh xe chuyển động theo. c này bánh xe đóng vai tr chuyển động kéo con lăn quay trơn quay theo. Tiếp tục ta b m n t cho in kết quả. Khi tốc độ ch y ổn định, ngƣời lái bắt đầu đ p phanh. Trong quá trình đ p phanh, do ma sát giữa bánh xe và con lăn, bánh xe cản l i sự chuyển động của con lăn làm con lăn quay chậm l i. Sự chuyển động chậm l i này tác động trực tiếp lên rôto của động cơ điện làm nó quay chậm l i trong khi su t điện động của động cơ v n giữ nguyên. Tốc độ của động cơ điện quay chậm l i sẽ làm tăng sự trƣ t của vectơ quay điện từ của stato và rôto gây nên mômen chống l i sự trƣ t đó và tác động ngƣ c l i stato của động cơ điện. Do stato của động cơ điện có thể quay tự do quanh trục của nó nên l c này sẽ dịch chuyển một góc nào đó, stato đƣ c bắt chặt với cảm biến lực phanh thông qua giá chữ T nên nó kéo cảm biến dịch chuyển theo. Một đầu cảm biến bị ngàm chặt vào khung băng thử nên cảm biến bị uốn cong gây nên sự thay đổi giá trị điện trở trong cảm biến. Sự thay đổi này đƣ c báo về bộ xử lý trung tâm và đƣ c chuyển thành giá trị lực phanh. Giá trị này đƣ c thể hiện trên đồng hồ của đồng hồ hiển thị. hƣ vậy giá trị lực phanh phụ thuộc vào m c độ uốn cong của cảm biến lực phanh. Bộ xử lý nhận giá trị lực phanh ở từng bánh xe và tính toán ra độ lệch lực phanh giữa các bánh xe trên một cầu. Trong hệ thống có bố trí con lăn quay trơn đƣ c d n động nhờ bánh xe. goài nhiệm vụ an toàn là đóng ngắt công tắc an toàn, con lăn c n có nhiệm vụ đo hệ số trƣ t giữa bánh xe và con lăn nhờ một cảm biến tốc độ gắn đối diện với các lỗ khoan trên con lăn. ó ngắt đóng điện điều khiển động cơ điện và lƣu l i kết quả t i thời điểm hệ số trƣ t vƣ t quá một giá trị cho phép. Theo tính toán lực phanh đ t giá trị lớn nh t ở độ trƣ t 20%. Do đó khi phát hiện bánh xe bên nào trong quá trình phanh t o độ trƣ t lớn thì bộ xử lý sẽ ngắt m ch điều khiển, nhờ đó đảm bảo cho việc đánh giá kết quả sát với điều kiện ho t động thực tế của xe. Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 27 Phần mềm sẽ xử llys kết quả tổng h p căn c vào tiêu chaaunr đ đƣ c dài đặt để đƣa ra kết quả kiểm tra. -Màn hình hiển thị kết quả đo: Hình 2-4. Màn hình hiển thị kết quả đo lực phanh Nguyên lý làm việc: Bánh xe vào thử đƣ c đặt giữa hai rulô có mối liên hệ tỷ số truyền động, tỷ số truyền động i =1, đƣ c d n động bằng môtơ điện. Kết h p giảm tốc làm giảm tốc từ môtơ đến rulô sao cho tốc độ xe thử 3  5 Km/s. Khi tốc độ xe đ chuyển động ổn định, lái xe đ p phanh t o ra momen phanh ở bánh xe. 2.3.2 rình tự thí nghiệm:  Cho xe ch y vào vị trí băng thử: bánh xe đặt l t vào hai lô.  Đặt thiết bị giữ c ng bánh xe sau (đo cầu trƣớc).  Khởi động thiết bị đo: đóng điện, chuẩn bị các phím s n sàng.  Nổ máy xe để có tr lực cho phanh mặc d không kéo bánh.  B m Start cho lô chủ động quay kéo bánh xe và ngƣời điều khiển bắt đầu phanh. Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 28  Đến khi có hiện tƣ ng trƣ t các bánh xe thì độ chênh lệch giữa vận tốc lô chủ động và lô bị động sẽ đƣ c các cảm biến tốc độ ghi nhận và đƣa tín hiệu về bộ xử lý, bộ xử lý sẽ cho ngừng lô chủ động. Hình 2-5: Sơ đồ của thiết bị đo lực phanh 1- Bánh xe. 2- Rulô đỡ bánh xe. 3- Khung của băng thử. 4- Nền bệ thử. 5- Cảm biến đo trọng biến đo trọng lư ng lư ng. 6- Đế tỳ cảm. 7- Rulô. Khi đó ta b m cho in kết quả. Trên màn hình sẽ có các đồng hồ chỉ giá trị lực phanh của bánh bên trái và bên phải, chỉ độ lệch lực phanh tƣơng đối, chỉ tr ng lƣ ng cầu. Trên màn hình sẽ có các đồng hồ chỉ giá trị lực phanh cả bánh bên trái và bên phải, chỉ độ lệch lực phanh tƣơng đối, chỉ tr ng lƣ c cầu. Ta tiến hành thí nghiệm: Đối với nhóm 3 ch ng em đƣ c thí nghiệm đo lực phanh sau . 1 2 3 4 567 ? bx p PL G Pp PL Pp Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 29 2.4 Kết quả và xử ký kết quả. 2 4 1 Dữ liệu thí nghiệm . Hình 2.6 Kết quả đo lực phanh 2 bánh xe Mercedes Benz MB140 cầu sau (có tải) ( gày thí nghiệm 03-10-2015) Bảng 2.1 Kết quả đo đư c. Lực phanh Trái Phải Lớn nh t [kN] Fp(L) = 4,30 [kN] Fp(R) = 2,91 [kN] T i điểm kết th c [k ] F(L) = 4,22 [kN] F(R) = 2,91 [kN] Thời điểm kết th c Thời điểm lực phanh lớn nh t Độ lệch trên trục [%] 31% 32,4% Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 30 Trái Phải Tổng Tr ng lƣ ng [T n] 0,62 0,55 1,17 2.4.2 Sử lý số liệu và đánh giá số liệu. 2.4.2.1 Đánh giá lực phanh riêng ở cầu sau (có tải). Từ số liệu lực phanh lớn nh t ở 2 bánh cầu sau (có tải) thu đƣ c, ta tính lực phanh riêng rồi so sánh với giá trị cho phép. Nếu lực phanh riêng của cầu lớn hơn 50% thì đ t và ngƣ c l i. = ( ) ( ) = ( ) = Vậy lực phanh riêng trung bình cầu sau (có tải) đ t điều kiện. 2.4.2.2 Đánh giá độ lệch phanh trên cầu sau (có tải) Từ số liệu lực phanh lớn nh t ở 2 bánh cầu sau (có tải) thu đƣ c, ta tính độ lệch lực phanh 2 bánh rồi so sánh với giá trị cho phép. Nếu lực phanh riêng của cầu nhỏ hơn 25% thì đ t và ngƣ c l i. = | ( ) ( )| a { ( ) ( )} = | | = KL = 32,4% > [KL] =25% Độ lệch phanh ở cầu sau (có tải) lớn hơn 25% nên không đ t. Dựa vào đồ thị ta th y lực phanh ở bánh sau bên phải th p hơn nhiều so với bên trái, điều này cho ta biết phanh bánh sau bên phải đang có v n đề và cần khắc phục ngay. 2.4.2.3 Xử lý diễn biến lực phanh cầu sau (có tải) Theo nguyên tắc thì ta nên d ng phƣơng pháp x p xỉ bằng một đa th c. hƣng do để chẩn đoán tình tr ng phanh nên ta d ng công cụ x p xỉ có s n của EXCE để nhận đƣ c hàm x p xỉ. Từ đó đánh giá tình tr ng kỹ thuật của phanh.  Fp=a0 + a1x (hàm bậc nh t) + Nếu a0 = 0 thì đƣờng đặc tính đi qua gốc t a độ, nghĩa là phanh ăn chuẩn. Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 31 + Nếu a0 ≠ 0 thì phanh bị ăn sớm hoặc muộn.  Fp=a0 + a1x + a2x 2 (hàm bậc hai) + Nếu a0 = 0; a2 = 0 thì đƣờng đặc tính đi qua gốc t a độ, nghĩa là phanh ăn chuẩn. + Nếu a2 > 0 thì đồ thị cong lõm xuống dƣới thì phanh ăn chậm và bó. + Nếu a2 < 0 thì đồ thị cong lồi lên trên thì khi phanh bị trƣ t, không ăn. Ta có thể d ng nhiều phƣơng pháp để tìm mối quan hệ giữa lực phanh Pp và thời gian phanh t. Phƣơng pháp thƣờng d ng đó là Phƣơng pháp bình phƣơng cực tiểu . Tuy nhiên để tiện cho quá trình tính toán thì ta có thể tìm hàm trực tiếp qua công cụ hỗ tr Exell. 2 4 3 Kết luận. + Lực phanh riêng trung bình cầu sau (có tải) đ t điều kiện. + Độ lệch phanh ở cầu sau (có tải) lớn hơn 25% nên không đ t. Dựa vào đồ thị ta th y lực phanh ở bánh sau bên phải th p hơn nhiều so với bên trái, điều này cho ta biết phanh bánh sau bên phải đang có v n đề và cần khắc phục ngay. + Phanh có xu hƣớng l c đầu ăn nhƣng sau không ăn d n tới dễ bị bó phanh. Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 32 PH N III : Đ TI U HA HI IỆU T THE CHU TR H ECE1504 3.1. Mục đích. -Đo tiêu hao nhiên liệu của ô tô qua đó để đánh giá tính kinh tế nhiên liệu của ô tô. 3.2. Cơ sở lí thuyết. - Theo lý thuyết ô-tô, m c tiêu thụ nhiên liệu của ô tô phụ thuộc vào su t tiêu hao nhiên liệu có ích của động cơ và công su t tiêu hao để khắc phục lực cản chuyển động; g i là phƣơng trình đánh giá lƣ ng tiêu hao nhiên liệu khi ô tô chuyển động không ổn định, đƣ c xác định nhƣ sau: tnl je đ FFFg q   .36 )(   (3.1) - Khi ô tô chuyển động ổn định Fj = 0 , thì lƣ ng tiêu hao nhiên liệu sẽ là tnl e đ FFg q   .36 )(   (3.2) - M c tiêu hao nhiên liệu trên 100km qu ng đƣờng ch y giảm khi su t tiêu hao nhiên liệu của động cơ giảm, nghĩa là nếu động cơ có kết c u h p lý và quá trình cháy hoàn thiện thì giảm đƣ c m c tiêu hao nhiên liệu của ô tô. goài ra, xe chuyển động trên đƣờng nhựa tốt, lực cản th p sẽ ít tiêu hao nhiên liệu. Tỷ tr ng nhiên liệu cũng ảnh hƣởng rõ nét đến tiêu hao nhiên liệu ô-tô, với nhiên liệu nhẹ - tỷ tr ng nhỏ, xe sẽ tiêu hao nhiên liệu lớn hơn so với lo i nhiên liệu có tỷ tr ng lớn hơn. Và dĩ nhiên xe có tr ng lƣ ng càng nhỏ thì tiêu hao nhiêu liệu càng ít. - Tuy nhiên trên băng thử ô-tô CD-48 ch ng ta không có đ i lƣ ng su t tiêu hao nhiên liệu động cơ ge [kg/kW.h] mà hệ thống đo chỉ cho ta đ i lƣ ng Gh [kg/h], Vì vậy ta có công th c xác định lƣ ng tiêu hao nhiên liệu ô-tô qđ [lít/100km] trên băng thử theo lƣ ng tiêu hao nhiên liệu đo đƣ c trong một giờ Gh [kg/h] và tốc độ chuyển động thực tế của xe v [km/h] nhƣ sau : Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 33 ; . 100 nl h đ v G q   (3.3) Trong đó nl là tỷ tr ng của nhiên liệu [kg/lít]. ghĩa là công th c (3.3) cho phép đo đƣ c tiêu hao nhiên liệu của xe trên băng thử CD-48 nhờ cảm biến tốc độ xe và cảm biến lƣu lƣ ng của hệ thống thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu 735. 3.3. Thiết bị thí nghiệm. 3.3.1 ác dụng cụ sử dụng. - Hệ thống thiết bị đo động lực h c CD-48 với các cảm biến đo tốc độ. Hình 3.14-Bố trí các thiết bị trong phòng thí nghiệm 1- tô thử nghiệm Mercedes Benz MB-140; 2-Băng thử CD 48; 3-Bộ bảo vệ an toàn; 4-Bộ tăng lực bám cho bánh xe chủ động; 5-Cảm biến an toàn cho ôtô trên băng thử; 6-Qu t gió mô phỏng gió làm mát cho gầm ôtô; 7-Bộ cung c p nhiên liệu 1 10 8 6 4 2 5 9 7 11 3 Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 34 cho ôtô thử nghiệm; 8-Bộ c p và đo tiêu hao nhiên liệu 735; 9-Màn hình hiển thị chu trình lái xe trên băng thử; 10-Thiết bị đo ô nhiễm khí xả của ôtô trong quá trình vận hành thử nghiệm; 11-Hệ thống máy tính hiển thị và điều khiển. - goài ra, để khóa c ng ôtô lên nền bệ, hệ thống băng thử c n có bộ khóa c ng ôtô khi thử nghiệm (Vehicle Restrain System) – c n g i là bộ c m bánh xe (hình 3.15). Bên c nh việc c m chặt bánh xe, c n có hệ thống kéo chặt ôtô xuống ru-lô để tăng độ bám của bánh xe chủ động với mặt ru-lô; đồng thời giữ độ ổ định ngang cho ôtô khi ch y thử nghiệm trên băng thử. 3.4. Trình tự thí nghiệm. - Gá xe lên băng thử. - Ch y hâm nóng thiết bị - Mở chu trình lái xe ECE1504 trong thành phố với v  50km/h - ái xe ch y theo chu trình ECE1504 - Mở màn hình đo liên tục (1 lần/s) các giá trị tiêu hao nhiên liệu Gh[kg/h] ng với các tốc độ Vi; tỷ tr ng nhiên liệu gần nhƣ không thay đổi nl = 0,713 [kg/lít]. Hình 3.15- Bộ cùm bánh xe Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 35 Bảng 3.1: kết quả đo vận tốc V [km/h] và Gh [kg/h] như sau: Recorder_time FB_VAL VELOCITY Gct Sct t [s] Gh [kg/h] V [km/h] [kg/ct] [km/ct] 206,1 0,972 0,000 0,000269 0,00000 207,1 0,961 0,000 0,000268 0,00000 208,1 0,967 0,000 0,000285 0,00000 209,1 1,088 0,000 0,000277 0,00000 210,1 0,905 0,000 0,000264 0,00000 211,1 0,997 0,000 0,000264 0,00000 212,1 0,906 0,000 0,000260 0,00001 213,1 0,963 0,070 0,000411 0,00028 214,1 1,998 1,975 0,001236 0,00144 215,1 6,898 8,413 0,001883 0,00310 216,1 6,661 13,924 0,001177 0,00372 217,1 1,816 12,830 0,000842 0,00379 218,1 4,247 14,465 0,001053 0,00408 219,1 3,331 14,901 0,000855 0,00414 220,1 2,823 14,879 0,000841 0,00416 221,1 3,231 15,050 0,000885 0,00420 222,1 3,144 15,194 0,000878 0,00425 223,1 3,179 15,411 0,000885 0,00429 224,1 3,195 15,467 0,000720 0,00411 225,1 1,986 14,095 0,000490 0,00369 226,1 1,541 12,479 0,000360 0,00330 Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 36 227,1 1,051 11,259 0,000308 0,00265 228,1 1,169 7,833 0,000317 0,00169 229,1 1,110 4,363 0,000305 0,00061 230,1 1,088 0,000 0,000277 0,00000 231,1 0,905 0,000 0,000264 0,00000 232,1 0,997 0,000 0,000264 0,00000 233,1 0,906 0,000 0,000277 0,00000 234,1 1,088 0,000 0,000277 0,00000 235,1 0,905 0,000 0,000264 0,00000 236,1 0,997 0,000 0,000264 0,00000 237,1 0,906 0,000 0,000261 0,00000 238,1 0,974 0,000 0,000269 0,00000 239,1 0,960 0,000 0,000268 0,00000 240,1 0,966 0,000 0,000269 0,00000 241,1 0,972 0,000 0,000269 0,00000 242,1 0,961 0,000 0,000268 0,00000 243,1 0,967 0,000 0,000285 0,00000 244,1 1,088 0,000 0,000277 0,00000 245,1 0,905 0,000 0,000264 0,00000 246,1 0,997 0,000 0,000264 0,00000 247,1 0,906 0,000 0,000261 0,00000 248,1 0,974 0,000 0,000269 0,00000 249,1 0,960 0,000 0,000268 0,00000 250,1 0,966 0,000 0,000274 0,00000 Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 37 251,1 1,005 0,000 0,000432 0,00055 252,1 2,107 3,957 0,000616 0,00147 253,1 2,328 6,623 0,000822 0,00225 254,1 3,590 9,581 0,001204 0,00312 255,1 5,082 12,906 0,000971 0,00368 256,1 1,907 13,557 0,001049 0,00391 257,1 5,643 14,563 0,001431 0,00443 258,1 4,659 17,298 0,001244 0,00507 259,1 4,296 19,202 0,001274 0,00558 260,1 4,878 21,009 0,001523 0,00614 261,1 6,086 23,164 0,001853 0,00681 262,1 7,252 25,836 0,002367 0,00765 263,1 9,787 29,263 0,002213 0,00839 264,1 6,149 31,148 0,001696 0,00882 265,1 6,065 32,374 0,001571 0,00903 266,1 5,246 32,669 0,001475 0,00911 267,1 5,373 32,931 0,001456 0,00916 268,1 5,113 33,044 0,001299 0,00912 269,1 4,239 32,623 0,001190 0,00902 270,1 4,327 32,296 0,001209 0,00894 271,1 4,377 32,067 0,001214 0,00888 272,1 4,367 31,859 0,001221 0,00883 273,1 4,425 31,693 0,001215 0,00878 274,1 4,326 31,551 0,001212 0,00875 Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 38 275,1 4,403 31,447 0,001217 0,00872 276,1 4,358 31,320 0,001217 0,00869 277,1 4,406 31,227 0,001218 0,00866 278,1 4,361 31,150 0,001239 0,00866 279,1 4,562 31,195 0,001277 0,00867 280,1 4,633 31,228 0,001278 0,00868 281,1 4,570 31,278 0,001269 0,00869 282,1 4,567 31,324 0,001277 0,00871 283,1 4,630 31,358 0,001279 0,00871 284,1 4,579 31,376 0,001276 0,00872 285,1 4,607 31,399 0,001262 0,00872 286,1 4,477 31,376 0,000874 0,00847 287,1 1,816 29,639 0,000310 0,00790 288,1 0,419 27,247 0,000068 0,00724 289,1 0,072 24,869 0,000015 0,00659 290,1 0,033 22,565 0,000009 0,00597 291,1 0,031 20,384 0,000008 0,00531 292,1 0,025 17,828 0,000128 0,00447 293,1 0,897 14,344 0,000263 0,00360 294,1 0,997 11,603 0,000278 0,00286 295,1 1,006 8,984 0,000272 0,00212 296,1 0,949 6,300 0,000263 0,00137 297,1 0,948 3,576 0,000260 0,00059 298,1 0,921 0,671 0,000279 0,00009 Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 39 299,1 1,088 0,000 0,000277 0,00000 300,1 0,905 0,000 0,000264 0,00000 301,1 0,997 0,000 0,000264 0,00000 302,1 0,906 0,000 0,000277 0,00000 303,1 1,088 0,000 0,000277 0,00000 304,1 0,905 0,000 0,000264 0,00000 305,1 0,997 0,000 0,000264 0,00000 306,1 0,906 0,000 0,000261 0,00000 307,1 0,974 0,000 0,000269 0,00000 308,1 0,960 0,000 0,000268 0,00000 309,1 0,966 0,000 0,000269 0,00000 310,1 0,972 0,000 0,000269 0,00000 311,1 0,961 0,000 0,000268 0,00000 312,1 0,967 0,000 0,000285 0,00000 313,1 1,088 0,000 0,000277 0,00000 314,1 0,905 0,000 0,000264 0,00000 315,1 0,997 0,000 0,000264 0,00000 316,1 0,906 0,000 0,000261 0,00000 317,1 0,974 0,000 0,000269 0,00000 318,1 0,960 0,000 0,000266 0,00020 319,1 0,957 1,421 0,000367 0,00082 320,1 1,683 4,452 0,000431 0,00148 321,1 1,419 6,178 0,000640 0,00209 322,1 3,191 8,843 0,001004 0,00286 Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 40 323,1 4,037 11,714 0,001215 0,00362 324,1 4,714 14,375 0,001437 0,00427 325,1 5,633 16,364 0,001007 0,00442 326,1 1,615 15,494 0,000812 0,00452 327,1 4,228 17,084 0,001326 0,00513 328,1 5,316 19,819 0,001689 0,00586 329,1 6,847 22,345 0,001790 0,00653 330,1 6,041 24,661 0,001609 0,00710 331,1 5,544 26,424 0,001499 0,00752 332,1 5,252 27,754 0,001587 0,00792 333,1 6,177 29,238 0,001954 0,00841 334,1 7,892 31,333 0,002456 0,00905 335,1 9,788 33,844 0,002552 0,00958 336,1 8,589 35,131 0,001383 0,00968 337,1 1,366 34,541 0,001347 0,00984 338,1 8,333 36,292 0,002386 0,01038 339,1 8,846 38,432 0,002408 0,01094 340,1 8,490 40,313 0,002406 0,01144 341,1 8,834 42,083 0,002515 0,01193 342,1 9,272 43,835 0,002507 0,01238 343,1 8,778 45,331 0,002420 0,01277 344,1 8,647 46,602 0,002444 0,01312 345,1 8,952 47,867 0,002392 0,01344 346,1 8,270 48,922 0,002281 0,01370 Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 41 347,1 8,156 49,712 0,002055 0,01384 348,1 6,643 49,970 0,001867 0,01390 349,1 6,800 50,117 0,001890 0,01394 350,1 6,808 50,242 0,001904 0,01397 351,1 6,904 50,378 0,001918 0,01401 352,1 6,908 50,499 0,001909 0,01404 353,1 6,834 50,602 0,001883 0,01407 354,1 6,721 50,685 0,001865 0,01409 355,1 6,709 50,738 0,001868 0,01410 356,1 6,738 50,772 0,001170 0,01384 357,1 1,686 48,899 0,000348 0,01325 358,1 0,820 46,495 0,000125 0,01258 359,1 0,083 44,095 0,000016 0,01193 360,1 0,031 41,785 0,000304 0,01141 361,1 2,158 40,333 0,000653 0,01107 362,1 2,546 39,343 0,000724 0,01080 363,1 2,668 38,425 0,000564 0,01044 364,1 1,395 36,738 0,000477 0,01002 365,1 2,040 35,398 0,000653 0,00974 366,1 2,658 34,710 0,000842 0,00960 367,1 3,405 34,435 0,000984 0,00956 368,1 3,681 34,367 0,001012 0,00953 369,1 3,605 34,274 0,001024 0,00952 370,1 3,767 34,253 0,001064 0,00953 Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 42 371,1 3,893 34,333 0,001082 0,00955 372,1 3,895 34,436 0,001126 0,00959 373,1 4,214 34,627 0,001226 0,00967 374,1 4,613 35,002 0,001272 0,00977 375,1 4,548 35,332 0,001256 0,00985 376,1 4,497 35,620 0,000845 0,00980 377,1 1,585 34,945 0,000371 0,00947 378,1 1,087 33,266 0,000305 0,00890 379,1 1,112 30,802 0,000322 0,00823 380,1 1,207 28,457 0,000343 0,00750 381,1 1,265 25,517 0,000215 0,00679 382,1 0,283 23,390 0,000048 0,00619 383,1 0,059 21,188 0,000013 0,00556 384,1 0,034 18,824 0,000116 0,00464 385,1 0,798 14,616 0,000240 0,00352 386,1 0,933 10,737 0,000267 0,00250 387,1 0,988 7,260 0,000266 0,00154 388,1 0,928 3,793 0,000254 0,00056 389,1 0,898 0,232 0,000276 0,00003 390,1 1,088 0,000 0,000277 0,00000 391,1 0,905 0,000 0,000264 0,00000 392,1 0,997 0,000 0,000264 0,00000 393,1 0,906 0,000 0,000277 0,00000 394,1 1,088 0,000 0,000277 0,00000 Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 43 395,1 0,905 0,000 0,000264 0,00000 396,1 0,997 0,000 0,000264 0,00000 397,1 0,906 0,000 0,000261 0,00000 398,1 0,974 0,000 0,000261 0,00000 ng ct ng Sct 0,162190 0,996622 Bảng 3.2 – Kết quả đo trên băng thử CD-48 Hình 3.16- Diễn biến tiêu hao nhiên liệu ôtô trên toàn bộ chu trình ECE1504. - Đồ thị kết quả đo diễn biến lƣ ng tiêu hao nhiên liệu Gh và tốc độ xe V trong thực tiễn ở hình 3.16 cho th y ch ng biến đổi ph c t p theo thời gian, đặc biệt t i các điểm có tốc độ V(i) = 0 thì không thể áp dụng công th c (2.12) vì bài toán không xác định. Do vậy có thể tính lƣ ng tiêu hao nhiên liệu ô-tô qđ [lít/100km] gần đ ng theo phƣơng pháp tích phân số nhƣ sau: qđ =  (3.1) 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 200,0 250,0 300,0 350,0 400,0 V (km/h) Qnl (kg/h) Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 44 - Trong đó Gct là lƣ ng nhiên liệu xe tiêu thụ trong cả chu trình lái xe ECE1504, tính bằng [kg]; c n Sct là quảng đƣờng ô-tô đi đƣ c sau chu trình lái xe ECE1504, tính bằng [km]; và nl là tỷ tr ng nhiên liệu, tính bằng [kg/lít]. - Với Gct đƣ c tính theo tích phân gần đ ng nhƣ sau:          1 1 )()1()1()( 3600.2 n i iiihih ct ttGG G (3.2) - Ở đây Gh(i) là lƣ ng tiêu hao nhiên liệu giờ [kg/h] đo đƣ c từ cảm biến lƣu lƣ ng t i thời điểm t(i), tính bằng giây [s]; c n Gh(i+1) là lƣ ng tiêu hao nhiên liệu giờ t i thời điểm tiếp theo t(i+1). - Và Sct đƣ c tính theo tích phân gần đ ng nhƣ sau:          1 1 )()1()1()( 3600.2 n i iiii ct ttvv S (3.3) - Ở đây V(i) là tốc độ ô-tô [km/h], đo đƣ c từ cảm biến tốc độ t i thời điểm t(i); c n V(i+1) là tốc độ ô-tô t i thời điểm tiếp theo t(i+1). - Từ bảng số liệu 3.2 ta tính đƣ c: Gct = 0,16219 [kg] Sct = 0,996622 [km] - Theo [3.1] ta tính đƣ c lƣ ng tiêu hao nhiên liệu của ôtô qđ [lít/100km] : qđ = 100.0,16219 22,8246 0,713.0,996622  [lít/100km]. 3 3 Đánh giá và kết luận + Số liệu là tập h p của ba bộ số liệu tiêu hao nhiên liệu ở ba dải tốc độ khác nhau - từ 0 (km/h) đến gần16 (km/h) - từ 0 (km/h) đến gần 35(km/h) - từ 0 (km/h) đến gần 52(km/h) Thí nghiệm ôtô & máy công trình. GVHD: Ts. Lê Văn Tụy SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A Trang 45 ƣ ng tiêu hao nhiên liệu trung bình của xe theo bảng số liệu khoảng (10lít/100km) + Ở mỗi dải số liệu ta có thể th y rõ khi xe có sự chuyển số thì lƣ ng tiêu hao nhiên liệu giảm và tăng một cách đột ngột ,cũng có những giai đo n mà lƣ ng tiêu hao nhiên liệu không thay đổi nhiều. + Có thể th y khi xe ch y không tải thì lƣ ng nhiên liệu tiêu hao gần nhƣ là hằng số c (0,5 kg/h) khi xe bắt đầu khởi hành t c là bắt đầu lăn bánh thì lƣ ng tiêu hao nhiên liệu của xe cực lớn .điều này cũng dễ hiểu vì l c đó xe cần một lực kéo lớn để khắc phục l i các lực cản lớn thông thƣờng vào l c này xe thƣờng đi ở số 1 và trong 1 thời gian ngắn thì xe sẽ sang số.Khi sang số lƣ ng tiêu hao nhiên liệu sẽ giảm m nh.và các số khác cũng tƣơng tự quy luật vậy. TÀI IỆU THAM KHẢO [1]. VĂ TỤY, Bài giảng môn h c Thí nghiệm ô tô và máy công trình, Giáo trình nội bộ Khoa Cơ khí Giao thông, Trƣờng Đ i h c Bách khoa, Đ i h c Đà ng. [2]. GUYỄ HỮU CẨ , DƢ QUỐC THỊ H, PHẠM MI H THÁI, GUYỄ VĂ TÀI, THỊ VÀ G (2007), ý thuyết ô tô máy kéo, hà xu t bản Khoa h c và kỹ thuật, Hà ội.