Báo cáo Thí nghiệm ôtô và máy công trình

Thí nghiệm ôtô & máy công trình.

GVHD: Ts. Lê Văn Tụy

MỤC LỤC
L

Đ

....................................................................................................................................... 3

GIỚI THIỆ TR

G TÂM THÍ GH ỆM VÀ ĐỘ G CƠ ÔTÔ................................................................. 1

Phần : Đ Đ C TÍ H L C C CH
ĐỘ G C
TR Đ
G
G H Ơ G H L
TRƠ . ................................................................................................................................................. 6
1.1.

Cơ sở lí thuyết. ................................................................................................................... 6

1.2. Phƣơng pháp và trình tự thí nghiệm. ....................................................................................... 9
1.2.1.

Phƣơng pháp đo. ........................................................................................................ 9

1.2.2. Trình tự làm thí nghiệm. ............................................................................................... 11

1.2.2.1. Các bƣớc làm thí nghiệm. ........................................................................................... 11
1.2.2.2. Bảng kết quả đo nhƣ sau. ............................................................................................ 12
Xử lí số liệu. ..................................................................................................................... 12

1.3

1.3.1. Xây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ của V theo t. .................................................... 12
1.3.2. Xây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ của Fc theo V. ................................................. 15
1.4. Đánh giá kết quảvà kết luận. ................................................................................................. 17
PH

:

Đ L C H

H Ô TÔ ............................................................................................. 19

2.1. Mục đích. .............................................................................................................................. 19
2.2 Cơ sở lý thuyết. ...................................................................................................................... 19
2.3. Phƣơng pháp đo. ................................................................................................................... 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

SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A

Trang 1


Thí nghiệm ôtô & máy công trình.

GVHD: Ts. Lê Văn Tụy

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

SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A

Trang 2


Thí nghiệm ôtô & máy công trình.

GVHD: Ts. Lê Văn Tụy

ỜI

Môn h c Thí nghiệm

tô

IĐ U

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
Thực hành môn Thí nghiệm tô

tô

Máy công trình , sinh viên sẽ làm bài

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

SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A

Trang 3


Thí nghiệm ôtô & máy công trình.

GVHD: Ts. Lê Văn Tụy

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 )…..

SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A

Trang 4


Thí nghiệm ôtô & máy công trình.

GVHD: Ts. Lê Văn Tụy

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]

SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A

Trang 5


Thí nghiệm ôtô & máy công trình.

GVHD: Ts. Lê Văn Tụy

- 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
1.1.

Đ

Ủ

Cơ sở lí thuyết.
V

P

Pj

hg

h

G

Mf1
P

Mf2
P

f1

f2

Z1

b

a

Z2

L

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.
SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A

Trang 6


Thí nghiệm ôtô & máy công trình.

GVHD: Ts. Lê Văn Tụy

+ 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:
Fk  G.f .cos   k. AV
. 2

G dv
. . i  G.sin  (1.1)
g dt

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 [m2]

(1.1b)

+ V-Vận tốc chuyển động tƣơng đối của ô tô trong môi trƣờng không khí.
+ f- Hệ số cản lăn của đƣờng:
f 

32  V
2800

(1.2)

+ G-Tr ng lƣ ng toàn bộ của xe.
+ g- Gia tốc tr ng trƣờng; g=9,81 [m/s2].

SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A

Trang 7


Thí nghiệm ôtô & máy công trình.

GVHD: Ts. Lê Văn Tụy

+ 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:
Fk  G.f  k . AV
. 2

G dv
. . i
g dt

(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:
Fk  G.f  k . AV
. 2

G dv
. . i
g dt

(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:
0  G.f  k . A.V 2 

G dv
. . i
g dt

(1.5)

Khi δi  1, ta viết l i phƣơng trình lăn trơn chuyển động chậm dần:
G dv
.  G.f  K . A.V 2
g dt

(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.
Fj  Fc 

G dv
.  G.f  k . AV
. 2
g dt

(1.7)

Ta có phƣơng trình tổng quát của hệ số cản lăn f:
f=f0+f1.V+f2.V2

(1.8)

Thế vào phƣơng trình (1.7) ta có:
Fc 

G dv
.  G.( f 0  f1.V  f 2 .V 2 )  k. AV
. 2
g dt

(1.9)

Đặt:
F0=G.f0

(1.10)

F1=G.f1

(1.11)

SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A

Trang 8


Thí nghiệm ôtô & máy công trình.

GVHD: Ts. Lê Văn Tụy

F2=G.f2+k.A

(1.12)

Vậy phƣơng trình tổng quát của lực cản lăn:
Fc 

G dv
.  F0  F1.V F2 .V 2
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

t1

V1

j1

Pj1

t2

V2

J2

Pj2

t3

V3

J3

Pj3

….

…

…

tn

Vn

Jn

P

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:

SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A

Trang 9


Thí nghiệm ôtô & máy công trình.

V(m/s)

GVHD: Ts. Lê Văn Tụy

V = amtm +...+a3t3 + a2t2 +a1t + a0

t(s)

t(s)
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:
=∑
Tính

(1.14)

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.

Fc=F2.V2+F1.V+F0

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+F2V2

(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.V2

(1.16)

Từ đó ta tìm đƣ c các hệ số cản lăn và hệ số cản không khí.

SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A

Trang 10


Thí nghiệm ôtô & máy công trình.

1.2.2.
1.2 2 1

GVHD: Ts. Lê Văn Tụy

rình tự làm thí nghiệm
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.

SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A

Trang 11

Thí nghiệm ôtô & máy công trình.

GVHD: Ts. Lê Văn Tụy

1.2.2.2. ảng kết quả đo như sau
Bảng 1-1: Giá trị thời gian đo theo vận tốc.
Thời gian mỗi lần đo t [s]
L1
L2
L3
L4
0,00
0,00
0,00
0,00

1

V
[km/h]
50

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

tt

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

SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A

Trang 12


Thí nghiệm ôtô & máy công trình.

GVHD: Ts. Lê Văn Tụy

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:

16,00
14,00
y = 6E-07x3 + 0,0006x2 - 0,1819x + 13,893

12,00
10,00
8,00
6,00
4,00
2,00
0,00
0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

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-07t3 + 0,0006t2 - 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:
Với:

FC = -ma.j

[N]

(1.19)

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].

SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A

Trang 13


Thí nghiệm ôtô & máy công trình.

GVHD: Ts. Lê Văn Tụy

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:

j

dv
 1,8.106.t 2  0, 0012.t  0.1819
dt

[m / s 2 ]
(1.22)

Từ đó suy ra đƣ c lực cản FC với thời gian t (s) ta đ đo đƣ c ở trên:
FC 

G
dv
.( )   j.ma  (1,8.106.t 2  0, 0012.t  0.1819).2815 [ N ] (1.23)
g
dt

Bảng 1-3: Giá trị lực cản theo vận tốc:
tt

V [km/h]

1

50.00

2

45.00

3

40.00

4

35.00

5

30.00

6

25.00

7

20.00

Thời gian

dv/dt

Fc

t[s]

[m/s2]

[N]

13,9

0,00

-0,1819

469

12,5

7,86

-0,17235

431

11,1

16,45

-0,16168

399

9,7

25,02

-0,15076

368

8,3

35,00

-0,1377

337

6,9

46,20

-0,12262

308

5,6

58,67

-0,1053

283

V [m/s]

D u của dv/dt là (-) để chỉ ta th y rằng xe ch ng ta đang khảo sát đang chuyển
động chậm dần.
SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A

Trang 14

Thí nghiệm ôtô & máy công trình.

1.3 2

GVHD: Ts. Lê Văn Tụy

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:

500
450

Fc[N]

Đồ thị biểu diễn mối quan hệ lực cản Fc và vận tốc V

400
350
300

y = 0,4937x2 + 12,669x + 197,07

250
200
150
100

50
0
0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

16,0
V [m/s]

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.V2 + 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:
f0 

F0
197, 07

 0, 00714
G 2815.9,81

SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A

(1.28)

Trang 15


Thí nghiệm ôtô & máy công trình.

f1 

GVHD: Ts. Lê Văn Tụy

F1
12, 669
=0,000459

G 2815.9,81

(1.29)

F2  k. A  G.f 2  0, 4937

(1.30)

F2  k . A
0
G

(1.31)

Suy ra f 2 

Từ công th c (1.31) và (1.1b) suy ra:
k

F2 0, 4937


= 0,158 [Ns2/m4]
A
3.124

(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]

SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A

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

Trang 16


Thí nghiệm ôtô & máy công trình.

GVHD: Ts. Lê Văn Tụy

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. V2

(1.33)

Tƣơng tự với công th c khi xe chuyển động với tốc độ theo thực nghiệm:

Suy ra :
+ Nếu f2


V2 
f  f 0 1 

 1500 

(1.34)


V2 
Fc  G. f 0 1 


 1500 

(1.35)

suy ra:
f=f0 + f1.V

(1.36)

Hay tương tự như công thức: f=a + b.V

(1.37)

Suy ra:

(1.38)

Fc = G(a+b.V)

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.
SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A

Trang 17

Thí nghiệm ôtô & máy công trình.

GVHD: Ts. Lê Văn Tụy

- 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.

SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A

Trang 18


Thí nghiệm ôtô & máy công trình.

GVHD: Ts. Lê Văn Tụy

ĐO

PHẦN II :

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.
V
P

Pj

hg

h

G

Mf1

Mf2

Pf1
Pp1

Pf2

Pp2
Z1

b

a

Z2

L

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.

SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A

Trang 19


Thí nghiệm ôtô & máy công trình.

GVHD: Ts. Lê Văn Tụy

+ 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:

Pk  Pf 1  Pf 2  Pω  Pi  Pj

(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  Pf  Pi

(2.2)

Tƣ (2.1) v (2.2) suy ra phƣơng trình chuyển động của ô tô
Pk  Pf 1  Pf 2  Pω  Pi  Pj  Pψ  Pω  Pj

(2.3)

Khi xe chuyển động đều (α=0) khi đó phƣơng trình chuyển đông đều là:
Pk  Pf 1  Pf 2  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 P p1, lực
phanh ở bánh xe sau Pp2 và lực quán tính Pj.
Phƣơng trình chuyển động khi phanh.
Pj  G.f  KV 2  (Pp1  Pp 2 )

(2.5)

= G.f + KV2 + (Z1.φ+Z2.φ)
= G.f + KV2 + φ .(Z1+Z2)
= G.f + KV2 + φ.G

SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A

(2.6)

Trang 20


Thí nghiệm ôtô & máy công trình.

GVHD: Ts. Lê Văn Tụy

G dv
. |P max .i  G.f  KV 2  G.
g dt

Suy ra :

(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:
 KV 2
g
dv
|P max   f 
 
dt
G

 i


KV 2

 g

  .
Hay j p max   a  bV  
G

 i

(2.8)

(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:
KL % 

PP (L)  PP (R)

max PP (L) , PP (R) 

.100  25% ( TCVN)

(2.13)

* Thời gian phanh (tp)
Ta có:
j

dv
dv
 .g  dt 
dt
.g

(2.14)

Thời gian phanh nhỏ nh t đƣ c xác định:
tp 

v1

dv
1
 .g  .g v  v 
1

2

v2

(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:

SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A

Trang 21


Thí nghiệm ôtô & máy công trình.

t pmin 

GVHD: Ts. Lê Văn Tụy

v1
.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:
Sp 

v1

 .g  2..g  v  v 

vdv

1

2
1

2
2

v2

(2.18)

Khi ô tô dừng h n thì v2 = 0, do đó:
Spmin 

v12
2..g

(2.19)

* ực phanh (Pp) và lực phanh riêng (Pr)
ực phanh sinh ra ở các bánh xe đƣ c xác định:
Pp 

Trong đó:

Mp
R bx

(2.20)

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:
Pr 

Pp
G

(2.21)

ực phanh riêng đ t giá trị lớn nh t khi Ppmax :
Khi đó:
Pr 

Pp max



G

max .G
  max
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
=> Pp=

Pcb . L
RL

SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A

.

(2.23)
(2.24)

Trang 22


Thí nghiệm ôtô & máy công trình.

GVHD: Ts. Lê Văn Tụy

-Cách đo lực phanh:

Hình 2-2: Tạo và đo lực phanh
Mp = 2PL.RL Mđt
Pp =

Mp
R bx

PpΣ 



PL .R L .2
R bx

Pcb . L . i bt
RL

(2.25)

(2.26)

(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

Pr(p) i 
Pri =
K

Ppbx(p)i
G bx(p)i

; Pr(t) i 

Pr(p)i  Pr(t) i
2

Ppbx(t)i
G bx(t)i

≥ 0.5

Pr(t)  Pr(p)
max(P r(t) , Pr(p) )

SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A

≤ 25%.

Trang 23


Thí nghiệm ôtô & máy công trình.

GVHD: Ts. Lê Văn Tụy

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.
KL % 

PP (L)  PP (R)

max PP (L) , PP (R) 

.100  25% ( 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.

SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A

Trang 24


Thí nghiệm ôtô & máy công trình.

GVHD: Ts. Lê Văn Tụy

2.3 1 Mô tả thí nghiệm:
- Băng thử:

1

2

7

6

3

8

4

5

9

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).

SVTH: Đặng Thế Vũ –Lớp 11C4A

Trang 25