Bài giảng Thí nghiệm ô tô - Đại học - Chương 7 thí nghiệm đánh giá chất lượng phanh ô tô

THÍ NGHIỆM Ô TÔ
Chương 1: Các vấn đề cơ bản trong đo lường kỹ thuật
Chương 2: Các loại cảm biến dùng trong thí nghiệm
Chương 3: Thí nghiệm động cơ
Chương 4: Thí nghiệm xác định hệ số tác động giữa ô tô và môi
trường
Chương 5: Thí nghiệm hệ thống truyền lực
Chương 6: Thí nghiệm xác định tính chất động lực học của ô tô
Chương 7: Thí nghiệm đánh giá chất lượng phanh
Chương 8: Thí nghiệm đánh giá tính năng chuyển động của ô tô
Chương 9: Thí nghiệm đánh giá tính kinh tế nhiên liệu
Nội dung chương 7
7.1. Mục đích thí nghiệm.
7.2. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng phanh.
7.3. Các thí nghiệm đánh giá chất lượng phanh trên đường và tr
ên băng thử.
7.3.1. Thí nghiệm trên đường.
7.3.2. Thí nghiệm trên băng thử.
Chương 7: Thí nghiệm đánh giá chất lượng phanh ô tô
7.1. Mục đích thí nghiệm
Thí nghiệm đánh giá chất lượng phanh của ô tô giúp xác định các lực phanh
tại các bánh xe của ô tô từ đó đánh giá tình trạng sử dụng và khả năng lưu
hành của ô tô.
7.2. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng phanh
Trong lý thuyết ô tô, để đánh giá hiệu quả phanh người ta dùng chỉ tiêu sau:
Quãng đường phanh; gia tốc chậm dần, thời gian phanh, lực phanh sinh ra ở
bánh xe.
Các chỉ tiêu nói trên được thể hiện qua các công thức sau:
Quãng đường phanh :
Gia tốc chậm dần khi phanh :
Thời gian phanh :

Lực phanh ở bánh xe :








Chương 7: Thí nghiệm đánh giá chất lượng phanh ô tô
Trong đó: - hệ số tính đến ảnh hưởng các khối lượng quay của ôtô;
v- vận tốc của ô tô lúc bắt đầu phanh;
- hệ số bám của bánh xe với mặt đường;
g- gia tốc trọng trường;
M
P

- mô men phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh đặt ở bánh xe;
r
b
- bán kính làm việc trung bình của bánh xe.
Trong 4 chỉ tiêu về hiệu quả phanh nói trên thì quãng đường phanh là chỉ
tiêu được dùng nhiều nhất vì nó có ý nghĩa quan trực quan, người lái xe dễ
nhận biết.
Chỉ tiêu quãng đường phanh và gia tốc chậm dần khi phanh là chỉ tiêu
được dùng ở nhiều nước để đánh giá hiệu quả phanh khi thử ô tô trên
đường. Chỉ tiêu lực phanh ở bánh xe thường được dùng để đánh giá hiệu quả
phanh khi thử ô tô trên bệ thử.
Như vậy trong thực tế thường dùng một trong 3 chỉ tiêu để đánh giá hiệu
quả phanh là quãng đường phanh hoặc gia tốc chậm dần khi phanh ở bánh

xe. Còn chỉ tiêu thời gian phanh chỉ dùng trong nghiên cứu khoa học.







δ
ϕ
Chương 7: Thí nghiệm đánh giá chất lượng phanh ô tô
Bảng 7.1 Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh của một số nước
r
b
- bán kính làm việc trung bình của bánh xe.







Nước
Quãng
đường
phanh
Gia tốc chậm dần
Lực phanh
Cực đại Trung bình
Nga + +

+
Đức + +
Áo
+
Bỉ + +
Đan Mạch +
Ý +
Mỹ + + +
Pháp + +
Thụy Sỹ +
Thụy Điển
+
Nhật Bản + +
Chương 7: Thí nghiệm đánh giá chất lượng phanh ô tô
7.3. Các thí nghiệm đánh giá chất lượng phanh của ô tô trên đường
và trên băng thử
7.3.1. Thí nghiệm phanh ô tô trên đường
7.3.1.1. Các chế độ thử phanh
Do tốc độ chuyển động và tải trọng của ô tô ngày càng tăng cho nên ngày nay
không thể chỉ thử phanh “nguội” mà còn phải thử phanh “nóng”.
Người ta phân biệt việc thử phanh trong điều kiện nghiên cứu, thiết kế, chế
tạo và thử phanh trong điều kiện sử dụng.
Trong điều kiện nghiên cứu, thiết kế, chế tạo việc thử phanh được tiến hành
ở 3 chế độ như sau:
+ Chế độ 0: Chế độ thử phanh nguội, nghĩa là thử phanh khi nhiệt độ trống
phanh nhỏ hơn 100



o

C.
+ Chế độ I: Chế độ thử phanh nóng, nghĩa là thử phanh được rà nhiều lần
cho đến khi nhiệt độ trống phanh lớn hơn 100
o
C rồi mới đem thử.
+ Chế độ II: Chế độ thử phanh trên đường dốc dài, trống phanh nóng trong
thời gian dài.
Sở dĩ phải thử phanh ở chế độ I và II là vì khi trống phanh bị nóng thì hệ số
ma sát giữa má phanh và trống phanh bị giảm nhiều, do đó hiệu quả của
phanh sẽ kém đi.







Chương 7: Thí nghiệm đánh giá chất lượng phanh ô tô
7.3.1.2. Tiêu chuẩn về chất lượng phanh
Tiêu chuẩn hiệu quả phanh của ô tô khi thử trên đường đối với trường hợp
nghiên cứu, thiết kế chế tạo được trình bày ở bảng 7.2, khi thử thì ô tô ở
trạng thái đầy tải.
Tiêu chuẩn về ổn định hướng của ô tô khi phanh trong điều kiện nghiên cứu
khoa học, thiết kế chế tạo là trục dọc của ô tô không lệch quá so với hướng
trục dọc lúc bắt đầu phanh hoặc cuối quá trình phanh thì ô tô vẫn nằm trong
hành lang cho phép là 3,5m
Trong điều kiện sử dụng thì hệ thống phanh được kiểm tra định kỳ bằng
cách thử ở chế độ phanh nguội (chế độ 0) với tiêu chuẩn cụ thể được trình
bày ở bảng 7.3. Tiêu chuẩn này được Bộ Giao thông vận tải Việt Nam ban
hành năm 1995. Khi thử thì cho xe ô tô ở trạng thái không tải chạy trên

đường nhựa khô nằm ngang ở vận tốc bắt đầu phanh là 8,33m/s (30km/h),
nếu đạt tiêu chuẩn ở bảng 7.3 thì cho phép lưu hành trên đường.
Bảng 7.2. Tiêu chuẩn hiệu quả phanh của ô tô chở khách (M), chở hàng (N)







Chương 7: Thí nghiệm đánh giá chất lượng phanh ô tô
7.3.1.2. Tiêu chuẩn về chất lượng phanh







Chương 7: Thí nghiệm đánh giá chất lượng phanh ô tô
Phương
tiện vận
chuyển
Loại ô tô
(ký hiệu)
Tốc độ bắt
đầu phanh
v(km/h)
Lực trên
bàn đạp

phanh
P
b.đ

không
lớn hơn
(N)
Chế độ thử
0 I II
Quãng
đường
phanh S
p
không
lớn hơn
(m)
Gia tốc
chậm
dần ổn
định j
ô.đ

không
nhỏ hơn
(m/s2)
S
p
không
lớn hơn
(m)

j
ô.đ

không
nhỏ hơn
(m/s
2
)
S
p
không
lớn hơn
(m)
j
ô.đ
không
nhỏ hơn
(m/s
2
)
Ô tô chở
khách
M1 80 500 43,2 7 54 5,4 57,5 5,0
M2 60 700 25,8 7 32,3 5,3 34,3 4,9
M3 60 700 32,1 6 40,1 4,5 42,7 4,1
Ô tô tải
N1 70 700 44,8 5,5 56 4,1 59,6 3,8
N2 50 700 25,0 5,5 31,3 4 33,3 3,7
N3 40 700 17,2 5,5 21,5 4 22,9 3,6
Trong đó :

M1 – Ô tô chở khách không quá 8 chỗ ngồi, không kể người lái
M2 – Ô tô chở khách 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 hàng
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 lớn hơn 12
N – Ô tô chở hàng
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 lớn hơn 12







Chương 7: Thí nghiệm đánh giá chất lượng phanh ô tô
Bảng 7.3. Tiêu chuẩn về hiệu quả phanh để cho phép ô tô lưu hành trên
đường của nước Cộng hòa XHCN Việt Nam.







Chương 7: Thí nghiệm đánh giá chất lượng phanh ô tô

Loại ô tô
Quãng đường
phanh không
lớn hơn (m)
Gia tốc chậm dần cực đại
không nhỏ hơn (m/s
2
)
- Ô tô con và các loại ô tô khác
thiết kế trên cơ sở ô tô con
7,2 5,8
- Ô tô tải trọng toàn bộ nhỏ
hơn 80kN và ô tô khách có
chiều dài toàn bộ dưới 7,5m
9,5 5,0
- Ô tô tải hoặc đoàn ô tô có
trọng toàn bộ lớn hơn 80kN và
ô tô khách có chiều dài toàn bộ
lớn hơn 7,5m
11 4,2
7.3.1.3. Phương pháp tiến hành và dụng cụ thí nghiệm phanh ô tô
trên đường
a.Đo quãng đường phanh

Dụng cụ thí nghiệm
Súng phun để đo quãng đường phanh :
Súng phun có thể làm việc trên nguyên lý phun đầy chất lỏng hoặc trên
nguyên lý phun bằng thuốc nổ. Nguyên lý phun bằng chất lỏng có nhược
điểm là áp suất phun
không cao và quán tính của cơ cấu cho nên độ chính xác thấp. Điểm đánh

dấu trên đường không rõ và không hội tụ.
Súng phun làm việc trên nguyên lý phun chất nổ, nhờ có áp suất khi nổ lớn
cho nên độ chính xác cao, điểm đánh dấu trên đường hội tụ tốt và rất rõ.







Chương 7: Thí nghiệm đánh giá chất lượng phanh ô tô







Chương 7: Thí nghiệm đánh giá chất lượng phanh ô tô
Hính 7.1. Súng phun dấu thơi điểm bắt
đầu phanh.
Đầu phun; 2. Nến đánh lửa; 3. Thanh
nối; 4. Bộ phận kẹp chặt; 5. Bộ tăng điện
thế; 6.dây dẫn.
Trên hình 7.1 trình bày cấu tạo của súng phun để đánh dấu thời điểm
bắt đầu phanh.
Súng phun gồm có đầu phun 1, trong đầu phun có chứa viên thuốc nổ và
chất đánh dấu. Đầu phun được gắn chặt với thanh 3. Thanh 3 có thể
chuyển động lên xuống trong bộ phận kẹp chặt 4 và được cố định với bộ
phận kẹp chặt bằng các bu lông. Ở đầu phun có nến đánh lửa 2. Nến đánh

lửa được nối bằng dây dẫn 6 với bộ tăng điện thế 5. Bộ tăng điện thế 5
được cung cấp diện từ ắc quy của ô tô qua dây dẫn 6.

Tiến hành thí nghiệm
Người lái cho xe chạy với vận tốc như trong bảng 7.2. tức là :

Đối với xe tải : 40 -70 km/h.

Đối với xe khách : 60 - 80 km/h.
Khi người lái xe đạp chân lên bàn đạp phanh sẽ đóng cặp tiếp điểm nối kín
mạch điện và ở nến điện sẽ phát sinh tia lửa điện làm cháy thuốc nổ gây áp
suất cao đẩy chất đánh dấu xuống đường với tốc độ rất lớn.
Nhờ vậy đánh dấu được chính xác vị trí của xe ở thời điểm bắt đầu phanh.
Khoảng cách đo được từ vị trí đánh dấu trên mặt đường đến vị trí của súng
phun ở cuối quá trình phanh lúc xe dừng hẳn sẽ cho ta quãng đường phanh.
Đầu súng phun càng sát mặt đường thì độ chính xác càng cao. Thường người
ta đặt đầu súng phun cách mặt đường 100 mm.







Chương 7: Thí nghiệm đánh giá chất lượng phanh ô tô
b. Đo gia tốc chậm dần khi phanh

Dụng cụ thí nghiệm
Để đo gia tốc chậm dần khi phanh có thể dùng giảm tốc kế loại con lắc (hình
7.2) hoặc giảm tốc kế loại thủy ngân (hình 7.3)

Giảm tốc kế hình con lắc có kết cấu đơn giản, nó gồm con lắc 1 được treo
trong 1 vỏ hộp kín bằng nhựa 2. Khi phanh do có lực quán tính làm cho con
lắc nghiêng đi một góc và kim chỉ của gia tốc kế cũng nghiêng theo. Gia tốc
ngày càng lớn thì con lắc nghiêng càng nhiều. Trên vỏ nhựa 2 có thang chia
độ để chỉ gia tốc . Thân của gia tốc kế có các núm cao su 3 hình côn để
gắn gia tốc kế vào mặt phẳng của vỏ ô tô mà chúng ta muốn đo gia tốc. Khi
ấn mạnh các núm cao su hình côn 3 vào bề mặt phẳng của ô tô thì dưới núm
cao su sẽ là chân không, do đó ở phía ngoài của núm cao su sẽ có áp suất khí
trời ép các núm cao su miết chặt vào mặt phẳng của ô tô, nhờ vậy mà giảm
tốc kế được gắn chặt vào thân ô tô.







Chương 7: Thí nghiệm đánh giá chất lượng phanh ô tô
Trên hình 7.3 trình bày giảm tốc kế loại thủy ngân. Nó gồm bởi những
ống thông nhau ở dưới có chứa thủy ngân và phía trên có chứa chất lỏng có
mầu. Các ống thủy tinh được đặt trong một vỏ hộp có mặt kính và đặt trên ô
tô ở tư thế nằm nghiêng. Khi có giảm tốc thì thủy ngân ở bình 1 sẽ di chuyển
từ ống này sang ống kia và làm dịch chuyển mức chất lỏng ở các ống
nghiêng. Sự dịch chuyển chất lỏng càng nhiều khi giảm tốc càng lớn. Dịch
chuyển chất lỏng trên ống 3 chỉ giảm tốc và trên ống này có thang đo đến 8
m/s
2
. Ống 2 dùng để đo gia tốc và trên ống này cũng có thang đo kháctheo
m/s
2

. Tiết diện của ống 2 nhỏ hơn tiết diện của ống 3.







Chương 7: Thí nghiệm đánh giá chất lượng phanh ô tô
Hình 7.2. Giảm tốc kế loại con lắc để đo gia tốc
chậm dần khi phanh.
1. Con lắc; 2. Hộp kín bằng nhựa; 3. Núm cao su.
Ở phía dưới của bình thông nhau 1 có thần eo lại (tiết diện nhỏ đi) với
mục đích giảm chấn khi khối thủy ngân dịch chuyển. Bình dự trữ 5 nhằm
mục đích giảm ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt độ. Hai ống 2 và 3 được
thông với nhau bằng một ống rất nhỏ 4 để khi ô tô không hoàn toàn nằm trên
mặt phẳng ngang thì chất lỏng có mầu vẫn nằm ở mức ngang nhau tương
ứng với vạch số 0.
Giảm tốc kế loại thủy ngân cho phép đo gia tốc chậm dần cực đại khi
phanh (chỉ số trên ống 3) hoặc đo gia tốc của ô tô (thí dụ khi khởi động hoặc
khi chạy với gia tốc) theo chỉ số trên ống 2.







Chương 7: Thí nghiệm đánh giá chất lượng phanh ô tô
Hình 7.3. Giảm tốc kế loại thủy ngân.

1. Thủy ngân; , 2,3. Các chỉ số trên ống; 4. ống; 5. Bình dự
trữ.

Tiến hành thí nghiệm
Người lái cho xe chạy với vận tốc như trong bảng 7.2. tức là :

Đối với xe tải : 40 -70 km/h.

Đối với xe khách : 60 - 80 km/h.
Đo với gia tốc kế loại con lắc thì ta tiến hành gắn các núm cao su 3 của con
lắc vào mặt phẳng của vỏ ô tô, và phải lắp đặt sao cho con lắc nằm ở vị trí
thẳng đứng và kim chỉ lúc đầu đúng vào vạch 0. Giảm tốc kế loại con lắc cho
phép đo gia tốc chậm dần cực đại khi phanh.
Đo với gia tốc kế loại thủy ngân khi có giảm gia tốc thì thủy ngân ở bình
1(hình 7.3) sẽ di chuyển từ ống này sang ống kia và làm dịch chuyển mức
chất lỏng ở các ống nghiêng. Giản tốc kế thủy ngân cho phép đo gia tốc chậm
dần cực đại khi phanh (số chỉ trên ống 3) hoặc đo gia tốc của ô tô theo số chỉ
trên ống 2.







Chương 7: Thí nghiệm đánh giá chất lượng phanh ô tô
c. Do quãng đường phanh

Dụng cụ thí nghiệm
Bánh xe số 5 là bánh xe được gắn thêm vào ô tô mà trên đó có đặt cảm biến

để đo tốc độ của ô tô lúc bắt đầu phanh và cảm biến đóng mở (bộ tiếp điểm)
để xác định quãng đường phanh của ô tô.
Trên hình 7.4 trình bày bánh xe số 5 và lắp đặt nó với ô tô. Phía bên phải của
bánh xe có đặt cảm biến 1 để đo tốc độ của ô tô.
Phía bên trái của bánh số 5 có đạt cảm biến đóng mở 2 để đếm số vòng quay
của bánh xe số 5. Sự đến số vòng quay này cũng được ghi trên máy ghi sóng.







Chương 7: Thí nghiệm đánh giá chất lượng phanh ô tô
Trên máy ghi sóng thường có bộ phận để đánh dấu thời gian. Như vậy
khi dùng bánh xe số 5 cùng với máy ghi sóng có thể xác định quãng đường
phanh, tốc độ bắt đầu phanh và thời gian phanh. Cả ba thông số này đều
được ghi cùng một lúc trên máy ghi sóng.







Chương 7: Thí nghiệm đánh giá chất lượng phanh ô tô
Hình 7.4 . Bánh xe số 5 và lắp đặt nó với ô tô.
1. cảm biến đo tốc độ; 2. Cảm biến đóng mở đếm số
vòng quay của bánh xe số 5


Trình tự thí nghiệm
Trước khi thí nghiệm ta cần phải xác định trước tỷ lệ xích của các thông số
ghi trên băng giấy của máy ghi sóng.
Người lái gài số và cho xe chạy với vận tốc như sau :

Đối với xe tải : 40 - 70 km/h.

Đối với xe tải : 40 -70 km/h.

Đối với xe khách : 60 -80 km/h.
Theo tín hiệu của người điều khiển thí nghiệm viên ngồi trên ô tô sẽ cho máy
ghi sóng làm việc. Sauk hi máy ghi sóng làm việc được 2 3 giây thì người lái
sẽ ấn bàn đạp phanh cho xe dừng hẳn.
Để xác định được quãng đường phanh và vận tốc bắt đầu phanh cần phải
xủa lý băng giấy của máy ghi sóng.







Chương 7: Thí nghiệm đánh giá chất lượng phanh ô tô

Chương 7: Thí nghiệm đánh giá chất lượng phanh ô tô
GT
LĐ
Quãng đường
phanh
(m)
Gia tốc chậm
dần khi phanh
(m/s
2
)
Vận tốc bắt đầu
phanh
(km/h)
Lần đo 1
Lần đo 2
Lần đo 3
Giá trị TB
d. Kết quả thí nghiệm
7.3.1.4. Thí nghiệm phanh trên bệ thử
Khi thí nghiệm phanh trên bệ thử người ta xác định lực phanh hoặc mô men
phanh sinh ra ở các bánh xe và không đồng đều lực phanh hoặc mô men
phanh trên cùng một trục. Ngoài ra bệ thử còn cho phép đo thời gian chậm
tác dụng của dẫn động phanh ở từng bánh xe.

Chương 7: Thí nghiệm đánh giá chất lượng phanh ô tô
Hình 7.5. Sơ đồ bệ thử loại con lăn để thử phanh.
1. Bánh xe ô tô; 2. Con lăn; 3.động cơ điện; 4.lực kế.
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 ô tô và độ sai lệch lực
phanh trên cùng một trục không được vượt quá 20% so với lực phanh lớn
nhất ở trên trục đó.
Để giảm tiêu hao công suất trong kiểm tra phanh định kỳ (vì kiểm tra
phanh định kỳ được tiến hành đại trà cho tất cả ô tô 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 ô tô) thường có giá trị thấp từ 4 ÷ 6 km/h.







Chương 7: Thí nghiệm đánh giá chất lượng phanh ô tô
a.Dụng cụ thí nghiệm
Bệ thử con lăn là thiết bị dùng để thí nghiệm phanh (hình 7.5).
Bệ thử gồm có động cơ điện 3 dẫn động các con lăn 2 bộ phận đo lực 4. Bề
mặt con lăn có các gân hoặc có độ nhám đảm bảo hệ số bám giữa con lăn và
lốp xe không nhỏ hơn 0,65 ÷ 0,70. Loại bệ thử này được dùng nhiều trong
kiểm tra phanh định kỳ.

Chương 7: Thí nghiệm đánh giá chất lượng phanh ô tô
b. Trình tự thí nghiệm
Kiểm tra các dụng cụ thí nghiệm trước khi tiến hành thí nghiệm.
Người lái cho xe vào bệ thử, khi đó bánh xe sẽ được đặt lên con lăn 2.
Tiến hành khởi động động cơ điện 3, khi đó động cơ điện dẫn động các con
lăn 2 và qua ma sát làm quay các bánh xe ô tô 1.
Khi có 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
đó sinh ra mô men phản lực được đo bằng các lực kế 4. Mô men phản lực
tỷ lệ thuận với mô 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 ô tô và có độ sai lệch lực
phanh trên cùng một trục không được vượt quá 20% so với lực phanh lớn
nhất ở trên trục đó.







Chương 7: Thí nghiệm đánh giá chất lượng phanh ô tô