BÀi giảng Thí nghiệm ôtô - Đại học - Chương 8: Các đặc tính chuyển động của 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 8
8.1. Mục đích thí nghiệm.
8.2. Thí nghiệm đánh giá tính chuyển động của ô tô.
8.2.1. Các chỉ tiêu đánh giá tính ổn định của ô tô.
8.2.2. Thí nghiệm đánh giá tính ổn định của ô tô.
8.3. Thí nghiệm đánh giá tính êm dịu của ô tô.
8.3.1. Các chỉ tiêu đánh giá.
8.3.2. Thí nghiệm đánh giá tính êm dịu của ô tô.
Chương 8: Các đặc tính chuyển động của ô tô
8.1. Mục đích thí nghiệm
Thí nghiệm các tính năng chuyển động của ô tô bao gồm hai mục đích chính
đó là :
Đánh giá được tính ổn định của ô tô tức là khả năng ô tô có thể chuyển động
ở các điều kiện đường xá khác nhau mà không bị lật.
Đánh giá tính em dịu của ô tô tức là khả năng ô tô có thể dao động được lâu
dài trên đường mà không gây mệt mỏi cho người lái và hành khách.

Chương 8: Các đặc tính chuyển động của ô tô
8.2. Thí nghiệm đánh giá tính ổn định chuyển động của ô tô
8.2.1. Các chỉ tiêu đánh giá độ ổn định chuyển động của ô tô
Các chỉ tiêu đánh giá độ ổn định chuyển động của ô tô ta có hai chỉ tiêu cơ
bản đó là :
•
Góc ổn định ngang của ô tô
•
Góc lệch bên của ô tô.





Chương 8: Các đặc tính chuyển động của ô tô
8.2.2. Thí nghiệm đánh giá tính ổn định chuyển động của ô tô
a) Xác định góc ổn định ngang của ô tô :
Góc ổn định ngang còn có thể xác định theo biểu thức của lý thuyết ôtô như
sau:
Trong đó: α : góc ổn định ngang của ôtô;
B : chiều rộng cơ sở của ôtô;
h
g
:chiều cao trọng tâm của ôtô.

Chương 8: Các đặc tính chuyển động của ô tô
g
h
B
tg
.2
=
α
Tang của góc ổn định ngang α được gọi là hệ số ổn định ngang η
0
của ôtô,
nghĩa là:





g
h
B
tg
.2
0
=≈
αη
Hình 8.1. sơ đồ bố trí xác định góc ổn định ngang của ô tô.
1. Khung sàn cứng; 2. Bộ phận nâng hạ; 3. Ô tô thử nghiệm.
Chương 8: Các đặc tính chuyển động của ô tô

Thiết bị dùng cho thí nghiệm

Ta tiến hành đo góc ổn định ngang trên bệ thử chuyên dụng, bệ thử này có cấu
tạo gồm hai bộ phận chính :

Khung sàn cứng.

Bộ phận nâng khung sàn cứng bằng thủy lực hoặc tời mô tả như
hình 8.1 .

Trình tự thí nghiệm
Trước khi tiến hành thí nghiệm ta tiến hành kiểm tra các dụng cụ thí nghiệm.
Cho ô tô lên bệ thử chuyên dụng, giữ cho ô tô khỏi bị lật nghiêng.
Nâng khung sàn lên bằng tời hoặc kích thủy lực.
Khi ô tô có xu hướng (bắt đầu) bị lật nghiêng, tiến hành đo góc nghiêng của
mặt sàn, góc nghiêng này thương ứng với góc ổn định ngang của ô tô.






Chương 8: Các đặc tính chuyển động của ô tô
.





Chương 8: Các đặc tính chuyển động của ô tô
Giá trị đo
Lần đo Góc ổn định ngang

Lần đo 1
Lần đo 2
Lần đo 3
GTTB

Kết quả thí nghiệm
b. Góc lệch bên của bánh xe :
Để tìm được giá trị góc lệch bên của bánh xe chúng ta sử dụng sơ đồ ở hình
8.2.





Chương 8: Các đặc tính chuyển động của ô tô
Hình 8.2. Sơ đồ chuyển động quay vòng của
ôtô khi bánh xe có góc lệch bên.
Xác định góc δ2 như sau:
Góc lệch bên của bánh xe trước được xác định trên cơ sở công thức:

Từ đó
Trong đó: θ - góc quay thực tế bánh xe dẫn hướng phía trong, xác định
bằng cách đo góc θ lúc bắt đầu thí nghiệm.





Chương 8: Các đặc tính chuyển động của ô tô
( )

pRL
RppL
−
−+
=
2
2
22
2
δ
( )
( )
R
pR
2
1
cos
cos
δ
δθ
−
=−
( )
R
pR
2
1
cos
arccos
δ

θδ
−
−=

Thiết bị thí nghiệm
Tiến hành trên sân nằm ngang có phủ bê tông hoặc lớp nhựa đường trên
sân có vạch sẵn các vòng tròn có bán kính khác nhau hình 8.3





Chương 8: Các đặc tính chuyển động của ô tô
Hình 8.3. Sân tiến hành thí nghiệm xác định góc lệch
bên của bánh xe.

Trình tự thí nghiệm
Kiểm tra thiết bị đo trước khi tiến hành thí nghiệm và ta tiến hành đo
chiều dài cơ sở của xe L.
Cho ô tô thí nghiệm chuyển động với vận tốc không đổi đã định sẵn theo
một trong các vòng tròn, tốc độ chuyển động của ô tô được xác định theo thời
gian và quãng đường ô tô chạy chính là chu vi vòng tròn.
Ta tiến hành đo các vết bánh xe để xác định hiệu số của các bán kính
quay vòng. Ta xác định P, R., góc .





Chương 8: Các đặc tính chuyển động của ô tô


Kết quả thí nghiệm:





Chương 8: Các đặc tính chuyển động của ô tô
GT
LĐ R (m) p (m) (độ)
Lần đo I
Lần đo II
Lần đo III
Kết quả
8.3. Thí nghiệm đánh giá tính êm dịu chuyển động của ô tô
8.3.1. Các chỉ tiêu đánh giá tính êm dịu chuyển động của ô tô
Khi ô tô chuyển động trên đường không bằng phẳng sẽ nảy sinh giao 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 thính êm dịu chuyển động
của ô tô.
Dao động của ô tô thường được đặc trưng bằng các thông số như : chu kỳ
hay là taand số dao động, biên độ dao động, gia tốc và tốc độ tăng trưởng gia
tốc. vì vậy các thông số nói trên được sử dụng làm chỉ tiêu để đánh giá độ êm
dịu chuyển động của ô tô.





Chương 8: Các đặc tính chuyển động của ô tô

Tác động của từng thông số (chỉ tiêu) riêng biệt đến cảm giác con người rất
khác nhau, vì vậy cho đến nay vẫn chưa xác định chỉ tiêu duy nhất nào để đánh
giá chính xác độ êm dịu chuyển động mà thường phải dừng vài chỉ tiêu trong các
chỉ tiêu nói trên để đánh giá độ êm dịu chuyển động của ô tô.
Giáo sư Bờ- rôn – stên bằng những kết quả thực nghiệm ô tô trên các loại
đường khác nhau đã đề xuất việc đánh giá độ êm dịu chuyển động theo giá trị
gia tốc thẳng đứng và số lần va đập xảy ra trong 1 km đường chạy theo bẳng 8.1
như sau :





Chương 8: Các đặc tính chuyển động của ô tô
Độ êm dịu
chuyển động
Số lần va đập trên 1 km. sinh ra ở các gia tốc m/s
2
2 2-3 3-5 5-7 7-10 >10
Rất tốt 15-20 2-5 0 0 0 0
Tốt 25-30 12-15 1-2 0 0 0
Bình thường - 30-40 10-12 0-1 0 0
Không đạt - - - 0
Rất xấu - - - 2-5
8.3.2. Thí nghiệm đánh giá tính êm dịu chuyển động của ô tô
8.3.2.1. Nghiên cứu độ êm dịu chuyển động của ô tô trong phòng thí
nghiệm
Trên hình 8.4 trình bày sơ đồ bệ thử dao động ô tô loại băng chuyển động. ô tô
được giữ trên bệ thử bằng giây cáp.

Chương 8: Các đặc tính chuyển động của ô tô
Hình 8.4. bệ thử dao động loại băng chuyển động.
Trên hình 8.5. trình bày các đường cong dao động được nghi lại trên bệ
thử. Từ các đường cong dao động được ghi trên bệ thử.
Hình 8.5. Các đường cong dao động của ô tô.
1. Các bánh xe trước; 2. Vỏ ô tô nằm trên các bánh xe trước; 3. Các bánh xe
sau.






Chương 8: Các đặc tính chuyển động của ô tô

Thiết bị thí nghiệm
Thiết bị thí nghiệm là bệ thử dao động loại băng chuyển động hình 8.4.
Thanh 5 và đầu ghi của nó ghi lại dao động của trục trước.
Thanh 6 và đầu ghi của nó ghi lại phần được treo ở trục trước.
Thanh 7 cho phép ghi lại dao động của ghế ngồi theo mặt phẳng đứng.
Thanh 8, giá dỡ 9 và con lắc 10 quay quanh trục của giá dỡ 9 ta có thể
chuyển dao động theo phương nằm ngang của ghế ngồi thành dao động theo
phương thẳng đứng và qua thanh 11 có thể ghi dao động theo phương thẳng
đứng trên băng giấy 4 và đó cũng dao động theo phương nằm ngang (phương
dọc) của ghế ngồi vì con lắc 10 có cánh tay đòn vuông góc với nhau và có chiều
dài tay đòn bằng nhau.

Chương 8: Các đặc tính chuyển động của ô tô

Trình tự thí nghiệm
Kiểm tra thiết bị dùng cho thí nghiệm (Lắp đặt mô hình thí nghiệm như
hình vẽ).
Điều chỉnh tang trống 16 để làm điểm tựa cho các bánh xe trước và điều
chỉnh tang trống 14 để làm điểm tựa cho bánh xe sau.
Khi muốn đo dao động của bất kỳ điểm nào của ô tô thì ta nối các thanh và
các đầu ghi vào cuộn giấy 4.
Tiến hành khởi động động cơ điện, khi đo tăng trống chủ động 14 quay và
băng chuyền 2 chuyển động.





Chương 8: Các đặc tính chuyển động của ô tô
Khi đó các ụ nhấp nhô 1 sẽ làm cho ô tô dao động.
Kết thúc thí nghiệm ta quan sát được đường cong dao động của ô tô như
hình 8.5. Từ các đường cong này ta có thể xác định được chu kỳ dao động T của
vỏ ô tô (phần được treo) và T
bx
của các bánh xe (phần không được treo), xác
định biên độ dao động (các dịch chuyển) z
1

, z
2
, z
3
. Từ các thông số này có thể
xác định tần số dao động và độ tắt dần của dao động.
Chú ý :
Các ụ nhấp nhô 1 thường có chiều cao 50 mm và chiều dài cuả chúng có thể
chọn 250, 500 hoặc 1000 mm tùy theo loại đường tương ứng cần thí nghiệm.
cũng với khi dùng các ụ nhấp nhô có chiều dài 120 mm và chiều cao 25 mm, 35
hoặc 50 mm, lúc đó dao động của ô tô tương tự như khi chuyển động trên
đường lát đá. Ụ nhấp nhô thường làm prô hình sin.





Chương 8: Các đặc tính chuyển động của ô tô





Chương 8: Các đặc tính chuyển động của ô tô
Giá trị
đo
Lần đo
Chu kỳ dao
động của
vỏ ô tô (T)

Chu kỳ dao
động của
các bánh
xe(T
bx
)
Biên độ Z
1
Biên độ Z
2
Biên độ Z
3
Lần đo 1
Lần đo 1
Lần đo 1
GTTB

Kết quả thí nghiệm

8.3.2.2. Nghiên cứu độ êm dịu chuyển động của ô tô trên đường
Khi thí nghiệm trên đường để xác định độ êm dịu chuyển động của ô tô
người ta đo gia tốc thẳng đứng và gia tốc ngang, đo các chuyển dịch thẳng
đứng của vỏ và bánh xe ô tô.
Gia tốc của vỏ ô tô được ghi nhờ các gia tốc ký đặt ở các điểm khác nhau như
ghế ngồi, sàn xe v.v…
Gia tốc góc của vỏ ô tô được nghi bằng các dụng cụ loại con quay. Chuyển
dịch của vỏ ô tô được ghi bằng cách quay phim khi thí nghiệm hoặc bằng
cách chụp ảnh các điểm phát sáng được gắn trên ô tô.
Thí nghiệm được tiến hành cả khi tải đầy và khi không tải và khi không tải,
riêng đối với ô tô du lịch thường chỉ tiến hành khi đầy tải. độ êm dịu chuyển

động của ô tô được xác định trên ba loại đường : tốt, trung bình và xấu.





Chương 8: Các đặc tính chuyển động của ô tô
Tốc độ dịch chuyển của ô tô khi thí nghiệm được chọn tùy theo loại ô tô
và loại đường. thí dụ đối với ô tô du lịch dung tích nhỏ chạy trên đường nhựa
tốt tốc độ có thể đạt 50, 70; 90km/h và đối với xe khách 30 90 km/h, còn khi
chạy trên đường nhựa xấu đã bị hư hỏng thì tốc độ đối với xe du lịch dung
tích nhỏ là 30; 45; 60 và 75 km/h, còn đối với xe khách và xe tải là 40; 45 và
60km/h, đối với đường đất xấu tốc độ thí nghiệm chỉ ở 10; 20 và 30 km/h.
Chiều dài đoạn đường thí nghiệm đối với đường nhựa tốt thường là
1000mm, còn đối với các loại đường xấu hơn có tốc độ thấp, chiều dài đoạn
đường thí nghiệm có thể chọn 700, 500 và 250 m.





Chương 8: Các đặc tính chuyển động của ô tô





Chương 8: Các đặc tính chuyển động của ô tô
Hình 8.4. bệ thử dao động loại băng chuyển động.
1. ụ nhô; 2. Băng chuyển động; 4. Cuộn băng giấy; 5,6,7,8,11,12,13. Thanh; 9.Giá

đỡ; 10. Con lắc; 14. Tang trống chủ động; 15. Tấm dỡ; 16.tang trống; 17. Tấm dỡ;
18. Tang trống.