BÁO CÁO THÍ NGHIỆM Ô TÔ

Báo cáo Thực hành Thí nghiệm ôtô và máy công trình
MỤC LỤC
Trang

SVTH: Nhóm 18B3

1


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm ôtô và máy công trình
PHẦN 1 ĐO ĐẶC TÍNH LỰC CẢN CHUYỂN ĐỘNG CỦA ÔTÔ TRÊNĐƯỜNG
BẰNG PHƯƠNG PHÁP LĂN TRƠN.
1.1 Cơ sở lý thuyết.

Fk

pj

Hình 1.1. Các lực tác dụng lên ôtô chuyển động thẳng trên đường nằm ngang.
Trong đó:
Lo – Chiều dài cơ sở của xe [m].
a – Khoảng cách từ trọng tâm đến cầu trước [m].
b – Khoảng cách từ trọng tâm đến cầu trước [m].
Z1 – Phản lực pháp tuyến từ mặt đường tác dụng lên cầu trước [ N].
Z2 – Phản lực pháp tuyến từ mặt đường tác dụng lên cầu sau [ N].
Pf1 – Lực cản lăn ở hai bánh trước [ N].
Pf2 – Lực cản lăn ở hai bánh sau [ N].
Fk – Lực kéo tiếp tuyến tại bánh xe chủ động [ N]..
Pω – Lực cản không khí [ N].
Pj – Lực quán tính của ôtô khi chuyển động [N].
Ga – Trọng lượng toàn bộ của xe [ N].

Khi xe chuyển động phải chịu tác dụng của các lực sau:
-

Lực cản lăn Pf: là lực phát sinh do có sự biến dạng của lốp và đường, do sự tạo thành vết
bánh xe trên đường và do sự ma sát ở bề mặt tiếp giữa lốp và đường.

SVTH: Nhóm 18B3

2


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm ôtô và máy công trình
Để đơn giản, người ta coi lực cản lăn là ngoại lực tác dụng lên bánh xe khi nó chuyển
động, và được xác định theo công thức:
Pf = Pf1 + Pf2
= Z1.f1+Z2.f2

[1.1]

Trong đó:
Z1 – Phản lực pháp tuyến từ mặt đường tác dụng lên cầu trước;
f1 – Hệ số cản lăn ở bánh xe trước;
Z2 – Phản lực pháp tuyến từ mặt đường tác dụng lên cầu sau;
f2 – Hệ số cản lăn ở bánh xe sau;
Hệ số cản lăn có thể là hàm bậc nhất hoặc bậc hai theo vận tốc, được xác định như sau:
f=

a
+ f (V)
R bx

 
v2 
f 0 1 +
=   1500 ÷

 f + b.v
0


[1.2]

Nếu coi hệ số cản lăn ở bánh trước và bánh sau là như nhau, thì ta có:
Pf=Ga.f

[1.3]

Trường hợp tổng quát, có thể xem :
Pf= Ga.(F0 + F1.v+F2.v2)

[1.4]

Trong đó :
F0 – Hệ số cản lăn cơ bản, không phụ thuộc vào tốc độ.
F1 – Hệ số cản lăn phụ thuộc bậc nhất vào tốc độ.
F2 – Hệ số cản lăn phụ thuộc bậc hai vào tốc độ.
-

Lực cản không khí Pω: Khi ôtô chuyển động tạo nên sự thay đổi mật độ không khí bao
quanh xe, hình thành lực cản không khí tác dụng lên toàn bộ bề mặt xe. Trong tính toán
thông thường, tất cả các lực cản gió riêng phần được thay thế bằng lực cản tổng cộng quy

ước Pω đặt ở tâm diện tích cản chính diện ôtô.
Pω = K.F.v2
Trong đó:
SVTH: Nhóm 18B3

[1.5]
3


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm ôtô và máy công trình
K – Hệ số cản không khí; [N.s2/m4]
F – Diện tích cản chính diện của ôtô; [m2]
v – Vận tốc chuyển động của ôtô; [m/s]
Ở đây, để đơn giản tính toán, ta xét ôtô chuyển động trên đường ngang, phẳng, tức là bỏ
qua các lực cản lên dốc và lực quán tính của các chi tiết chuyển động quay. Như vậy, ta có
phương trình cân bằng lực kéo như sau:
FK = Pf + Pω–Pj

[1.6]

Theo cách nhìn mới, khi đo lực cản chuyển động của xe trên đường, có thể xem F c = Pf
+Pω vì khi xe chuyển động thực, hai lực này luôn luôn đi cùng với nhau không thể tách rời.
-

Lực quán tính Pj:

Pj =

G a dv
.

g dt
[1.7]

Trong đó:
Ga – Trọng lượng toàn bộ của ôtô; [N]

dv
dt
-

– gia tốc chuyển động tịnh tiến của ôtô; [m/s2]

Phương trình cân bằng khi xe lăn trơn (gia tốc xe lên tốc độ cần thiết sau đó gài về số Mo xe
sẽ lăn trơn trên đường):
Pf + Pω - Pj = 0

⇒ Pf + Pω =

SVTH: Nhóm 18B3

[1.8]

G a dv
.
g dt

4


Mặt khác ta có:

Báo cáo Thực hành Thí nghiệm ôtô và máy công trình
Pf + Pω=Ga.f+K.F.v2

v2
Pf + Pω = G a .f 0 .(1 +
) + K.F.v 2
1500

Đặt:


F0 = G a .f 0

F1 = 0

G .f
F1 = KF + a 0
1500


G a dv
. = F0 + F1.v + F2 .v 2
g dt

Suy ra:

[1.9]

1.2. Phương pháp đo:

1.2.1. Mô tả về trang thiết bị:
a) Đối tượng đo: Xe dùng cho việc đo lực cản: Mercedes Benz MB140 cócác thông số kỹ thuật

như sau:
Bảng 1-1: Bảng thông số kỹ thuật của xe Mercedes Benz MB140
Thông số kỹ thuật động cơ
Loại
Xy lanh/sắp xếp
Bố trí trục cam/van
Dung tích
Đường kính/hành trình piston
Tỷ số nén
Công suất cực đại
Momen xoắn cực đại

Động cơ xăng 4 thì
4/thẳng hàng
2 trục cam trên nắp máy /16 van
2295cc
90,9/88,4
8,8:1
90 kW @5500 vg/ph
188 Nm @ 3000 vg/ph

Thông số kỹ thuật hộp số
Loại
Cầu chủ động

Hộp số sàn, 5 tốc độ
Dẫn động cầu trước

Những thông số tiêu chuẩn khác
Ly hợp
Hệ thống lái
Hệ thống phanh
Hệ thống treo trước
Hệ thống treo sau
SVTH: Nhóm 18B3

Ly hợp khô một đĩa, điều khiển
thủy lực
Bánh răng –thanh răng ,có trợ lực
Phanh đĩa/cầu trước ;
phanh tang trống/cầu sau
Hệ thống treo độc lập với hai tay
đòn và thanh xoắn
Hệ thống treo phụ thuộc sử dụng
5


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm ôtô và máy công trình
nhíp và giảm xóc ống lồng
Dung tích bình xăng
75 lít
Điện nguồn
12V/72Ah

Trọng lượng xe(Kg)
Tải trọng trục trước
Tải trọng trục sau

Tự trọng của xe
Tải trọng cho phép
Kích thước(mm)
Chiều dài cơ sở
Chiều dài tổng thể
Chiều rộng tổng thể
Chiều cao tổng thể

1290
810
2060
900
2680
5340
1855
2105

Hình 1.3. Đối tượng đo - Mecedes Benz MB140
b) Các dụng cụ và cảm biến sử dụng: Đồng hồ/Cảm biến đo tốc độ, đồng hồ đếm thời gian thực.
1.2.2. Trình tự đo:
- Một nhóm gồm 10 sinh viên cùng với giáo viên hướng dẫn lên xe để tiến hành thí nghiệm.
- Đưa xe đến địa điểm đo (yêu cầu có chiều dài quãng đường thẳng và phẳng khoảng 4km, ở

đây ta làm thực nghiệm trên đường Nguyễn Tất Thành).
- Khi đã đến địa điểm tiến hành thí nghiệm, chọn đoạn đường vắng và không có dốc để gia tốc
xe tránh làm ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm.
- Chuẩn bị đồng hồ tách thời gian.

SVTH: Nhóm 18B3

6


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm ôtô và máy công trình
- Quan sát đồng hồ báo tốc độ trên bảng Táp lô, khi gia tốc cho xe chạy vượt qua tốc độ

50(km/h) thì bắt đầu nhả bàn đạp ga đồng thời đưa cần gạt hộp số về vị trí số 0 hoặc ngắt ly
hợp và cho xe lăn trơn trên đường.
- Khi kim đồng hồ báo tốc độ của ôtô chỉ 50 km/h thì bắt đầu bấm đồng hồ tách thời gian, ứng

với vị trí này ta có thời gian t0 = 0[s]
- Khi tốc độ của ôtô giảm còn 45 km/h, ta tiếp tục bấm đồng hồ tách thời gian để xác định
∆ t =t 1−t0
- Quá trình được lặp lại cho đến khi tốc độ của ôtô giảm còn 20 km/h, tức là cứ tính mỗi lần

giảm 5km/h. Sau đó ghi lại tất cả các kết quả vừa đo được.
- Ta thực hiện quá trình như vậy 4 lần và kết thúc quá trình đo. Sau đó tất cả sinh viên quay trở

về xưởng AVL.(Nếu có thiết bị đo chính xác thì đo 1 lần, vì ở đây không có thiết bị đo chính
xác nên ta đo 4 lần rồi lấy giá trị trung bình).
1.3. Kết quả đo và xử lý số liệu thí nghiệm
1.3.1. Kết quả đo:

Bảng 1-2: Bảng số liệu kết quả đo.
V[km/h]
50
45
40
35
30

25
20

t1[s]
0
7,71
17,1
26
36,19
47,36
61,02

t2[s]
0
8,12
17,51
27,01
39,23
50,56
64,13

t3[s]
0
6,99
17,25
26,98
37,75
49,88
64,11

t4(s)
0
7,33
17,31
26,78
37,85
50,6
62,51

1.3.2. Xử lý số liệu thí nghiệm và vẽ đồ thị:

Từ bảng số liệu 1-2, ta có thể tính được trung bình thời gian trong 4 lần đo theo công
thức: Ttb = (t1 + t2 +t3 +t4)/4. Do đó, ta có:
Bảng 1-3: Bảng tính Ttb[s]
V[km/h]
50
45
40
35
30
25
20
SVTH: Nhóm 18B3

t1[s]
0
7,71
17,1
26
36,19

47,36
61,02

t2[s]
0
8,12
17,51
27,01
39,23
50,56
64,13

t3[s]
0
6,99
17,25
26,98
37,75
49,88
64,11

t4(s)
0
7,33
17,31
26,78
37,85
50,6
62,51

Ttb[s]
0
7,538
17,293
26,693
37,755
49,6
62,943
7


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm ôtô và máy công trình
a) Xác định đa thức xấp xỉ bậc ba của v đối với thời gian t[s]

Từ bảng số liệu vi=f(ti), tiến hành xấp xỉ đặc tính biến thiên v=f(t) thành đa thức xấp
xỉ bậc ba đối với thời gian t.

SVTH: Nhóm 18B3

8


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm ôtô và máy công trình
Bảng 1-4: Bảng giá trị V[m/s]
V[km/h] V[m/s]
50
13.8889
45
12.5
40

11.1111
35
9.7222
30
8.3333
25
6.9444
20
5.5556

t1[s]
0
7,71
17,1
26
36,19
47,36
61,02

t2[s]
0
8,12
17,51
27,01
39,23
50,56
64,13

t3[s]
0

6,99
17,25
26,98
37,75
49,88
64,11

t4(s)
0
7,33
17,31
26,78
37,85
50,6
62,51

Ttb[s]
0
7,538
17,293
26,693
37,755
49,6
62,943

Dùng công cụ Excel ta tìm được hàm biểu diễn mối quan hệ V = f(t). Ta có:
Hình 1-2: Đồ thị biểu diễn V = f(t).
Qua đó, ta tìm được phương trình biểu diễn mối quan hệ trên như sau:
y = -0,000004.x3 + 0,001.x2 – 0,1779.x + 13,859
Với y = v; x = t, ta có:

v = −0,000004.t 3 + 0,001.t 2 – 0,1779.t + 13, 859

Kết quả trên được tính toán với t tb, thông qua đó ta tính được

dv
dt

hay là gia tốc j[m/s2] theo

thời gian t[s].
Theo lý thuyết thì lực cản F C = - Pj (Lực quán tính). Điều đó có nghĩa ta xác định F C
thông qua lực quán tính Pj. Với Pj = ma.j
Như vậy: FC = -ma.j[N]
Trong đó:
j – Gia tốc quán tính của xe khi lăn trơn; [m/s2]
ma – khối lượng toàn tải của xe Mercedes Benz MB140; [kg]
2060.9,81
= 2060
9,81

Khối lượng không tải của xe: m0 =

[kg].

Khối lượng của hành khách (người làm thí nghiệm, giả sử mỗi người nặng 50kg):
16.50.9,81
= 800
9,81

mhk =
SVTH: Nhóm 18B3

[kg]
9


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm ôtô và máy công trình
Vậy khối lượng toàn bộ là: ma = m0 + mhk = 2060 + 800 = 2860 [kg]
Ta có:

ma = 2860 [kg]
dv
= −0,000012t 2 + 0,002t − 0,1779
dt

Từ đó, suy ra lực cản FC với thời gian t(s) ta đã đo được ở trên:

FC = − j.m a = (−0, 000012.t 2 + 0, 002.t − 0,1779).2860

[N]

b) Xác định giá trị (dv/dt)từ hàm xấp xỉ v= f(t):

Tính giá trị dv/dt
Bảng 1-5: Bảng giá trị dv/dt
Ttb[s]

V[km/h]

dv/dt[m/s2]

0
7,538
17,293
26,693
37,755
49,6
62,943

50
45
40
35
30
25
20

-0,1779
-0,1635
-0,1469
-0,1331
-0,1195
-0,1082
-0,0996

c) Tính giá trị lực cản Fc(i) bằng lực quán tính chuyển động chậm dần:

Fc (i) = Fj (i) = −

G dv
( ) (i)
g dt

tại từng thời điểm ti

Bảng 1-6: Bảng giá trị lực cản Fc [N]

SVTH: Nhóm 18B3

V[m/s]

dv/dt[m/s2]

13,8889

-0,1779

Fc(i)[N]
508,794

12,5000

-0,1635

467,627

11,1111

-0,1469

420,141

9,7222

-0,1331

380,564

8,3333

-0,1195

341,757

6,9444

-0,1082

309,515
10


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm ôtô và máy công trình
-0,0996
5,5556
284,730
d) Xác định hàm xấp xỉ bậc 2 của Fc theo tốc độ v:

Căn cứ bảng giá trị Fc(i) biến thiên theo vi, tiếp tục xấp xỉ hàm lực cản Fc=f(v) biến

thiên bậc hai theo tốc độ v có dạng:
Fc= F0 + F1.V+ F2.V2
Để xác định các hằng số F0,F1,F2 trước hết ta xây dựng đồ thị:
Hình 1-3: Đồ thị lực cản Fc = f(v).
Từ đó ta tìm được hàm biểu diễn mối quan hệ như sau:
Fc = 0,9854.v2+8,2716.v + 206,43

Suy ra:

a 0 = 206, 43

a1 = 8, 2716
a = 0,9854
 2

Biện luận:

a 0 = G.f 0 => f 0 =

-Nếu
-Nếu

a1 ≈ 0

ta có:

a0
G

G.f 0

a2 =
+ KA => K =
1500

G.f 0
1500
A

a2 −

a1 ≠ 0

FC = G.a + G.b.v + K.A.V 2

=

a 0 + a1.V + a 2 .V 2

SVTH: Nhóm 18B3

11


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm ôtô và máy công trình

Suy ra:


a
206, 43

a = 0 = f 0 =
= 0,0102
G
2060.9,81


a1
8, 2716
= 0,00041
b = =
G 2060.9,81


 N.s 2 
a
0,9854
K = 2 =
= 0,316  4 
A
3,12
m 


Với A là diện tích cản chính diện :
A= 0,8 x Chiều rộng tổng thể x Chiều cao tổng thể
= 0,8x1,855x2,105 = 3,12 [m2]
1.4. Kết luận:
Từ kết quả thí nghiệm ta có thể tính được đường đặc tính lực cản của ôtô bằng phương
pháp tính toán xấp xỉ sử dụng công cụ của excel (Trendline).
Dựa vào đường đặc tính quan hệ lực cản với vận tốc chuyển động của xe ta có thể rút ra

được những nhận xét:
- Lực cản tổng cộng của ôtô trên đường phụ thuộc vào các lực cản chuyển động của ôtô. Tất cả

các yếu tố ảnh hưởng đến các lực cản chuyển động của ôtô sẽ ảnh hưởng đến lực cản tổng
cộng của ôtô.
- Vận tốc ôtô càng lớn thì lực cản càng lớn do hệ số cản khí động tăng.

SVTH: Nhóm 18B3

12


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm ôtô và máy công trình
PHẦN 2 ĐO TÍNH LỰC PHANH CỦA Ô-TÔ TRÊN BĂNG THỬ.
2.1. Cơ sở lý thuyết của phương pháp đo:
Trên ôtô có trang bị hệ thống phanh nhằm mục đích giảm vận tốc hoặc dừng hẳn khi
cần thiết. Lúc đó người lái giảm lượng nhiên liệu cung cấp vào động cơ, đồng thời phanh để
hãm xe lại. Nhờ có hệ thống phanh mà người lái có thể nâng cao vận tốc chuyển động trung
bình của ôtô và đảm bảo an toàn khi chuyển động.
Khi người lái tác dụng vào bàn đạp phanh thì ở cơ cấu phanh sẽ tạo ra momen ma sát
còn gọi là momen phanh Mp nhằm hãm bánh xe lại. Lúc đó ở bánh xe xuất hiện phản lực
tiếp tuyến Pp ngược với chiều chuyển động. Phản lực tiếp tuyến này được gọi là lực phanh
và được xác định theo công thức:
Pp =

Mp
rb

[2.1]

Trong đó:
Mp – Momen phanh tác dụng lên bánh xe;
Pp – Lực phanh tác dụng tại điểm tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đường;
rb – Bán kính làm việc của bánh xe;

Hình 2-1- Sơ đồ lực va momen tác dụng lên bánh xe khi phanh.

SVTH: Nhóm 18B3

13


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm ôtô và máy công trình
Lực phanh lớn nhất bị giới hạn bởi điều kiện bám giữa bánh xe với mặt đường nghĩa là:

Ppmax = Pϕ = Zb .ϕ

[2.2]

Trong đó:
Ppmax– Lực phanh cực đại có thể sinh ra từ khả năng bám của bánh xe với mặt đường;
Pφ– Lực bám giữa bánh xe với mặt đường;
Zb– Phản lực pháp tuyến tác dụng lên bánh xe;
φ – Hệ số bám giữa bánh xe với mặt đường;
a) Điều kiện đảm bảo phanh tối ưu (phanh có hiệu quả nhất): Trên hình 2-2 trình bày các
lực tác dụng lên ôtô khi phanh ở trường hợp xe không kéo móc trên mặt phẳng nằm ngang.

Hình 2-2: Lực tác dụng lên ôtô khi phanh.
Khi phanh sẽ có những lực tác dụng lên ôtô: Trọng lượng ôtô G đặt tại trọng tâm, lực
cản lăn Pf1 và Pf2 ở các bánh xe trước và sau, phản lực thẳng góc lên các bánh xe trước và

sau (Z1 và Z2), lực phanh ở các bánh xe trước và sau P p1 và Pp2, lực cản không khí Pω, lực
quán tính Pj sinh ra do khi phanh sẽ có gia tốc chậm dần.

SVTH: Nhóm 18B3

14


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm ôtô và máy công trình
Lực phanh Pp1 và Pp2 đặt tại điểm tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đường và ngược
chiều chuyển động của ôtô, còn lực quán tính P j đặt tại trọng tâm và cùng chiều với chiều
chuyển đồn của ôtô.
Lực quán tính Pj được xác định theo biểu thức sau:
Pj =

G
.jp
g
[2.3]

Trong đó:
g – Gia tốc trọng trường; (g=9,81 m/s2)
jp – Gia tốc chậm dần khi phanh;
Khi phanh thì lực cản không khí Pω và lực cản lăn Pf1 và Pf2 không đáng kể, có thể bỏ qua.
Để sử dụng hết trọng lượng bám của ôtô thì cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh xe trước
và sau và lực phanh lớn nhất đối với toàn bộ xe là:

Pp max = G.ϕ
[2.4]
Sự phanh có hiệu quả là khi lực phanh sinh ra ở các bánh xe tỷ lệ thuận với tải trọng tác

dụng lên chúng, mà tải trọng tác dụng lên các bánh xe trong quá trình phanh lại thay đổi do
có lực quán tính Pj.

Pj = Pp1 + Pp2
[2.5]

Pjmax = Pp max = G.ϕ
Và

[2.6]

Phanh có hiệu quả nhất thì tỷ số giữa các lực phanh ở các bánh xe trước P p1 và bánh xe
sau Pp2 sẽ là:
Pp1
Pp2

=

b + ϕ.h g
a − ϕ.h g
[2.7]

Trong đó:
a, b, hg – Tọa độ trọng tâm của ôtô;
ϕ – Hệ số bám giữa bánh xe với mặt đường;
b) Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng của quá trình phanh.
SVTH: Nhóm 18B3

15

-

Báo cáo Thực hành Thí nghiệm ôtô và máy công trình
Gia tốc chậm dần khi phanh (jp):
Pj = Pψ + Pω + Pp

Ta có:

, khi phanh các lực Pf, Pω có giá trị rất bé so với P p mặt khác khi

xe phanh trên đường nằm ngang thì Pi = 0 do đó ta có phương trình:
Pj = Pp

[2.8]

Lực phanh lớn nhất bị giới hạn bởi điều kiện bám khi xe phanh hoàn toàn và đồng thời
theo biểu thức:

Ppmax = φ.G
δi .

G
. jpmax = ϕ.G
g

Từ đó, phương trình [2.8] có thể viết lại như sau:

[2.9]

Với δi – hệ số tính đến ảnh hưởng của các trọng khối quay của ôtô;
Để tăng gia tốc chậm dần khi phanh cần phải giảm δi (cắt ly hợp → δi≈ 1), khi đó:

jpmax = ϕ max .g
[2.10]
-

Thời gian phanh (tp)
j=
Ta có:

dv
dv
= ϕ.g → dt =
dt
ϕ.g

[2.11]

Thời gian phanh nhỏ nhất được xác định:
tp =

v1

dv

1

∫ ϕ.g = ϕ.g ( v − v )
1

2

v2

[2.12]

Ở đây, v1 – vận tốc của ôtô ứng với thời điểm bắt đầu phanh;
t pmin =
Khi ôtô dừng hẳn thì v2 = 0, do đó:
-

v1
ϕ.g

[2.13]

Quãng đường phanh (Sp)
Nhân hai vế pt [2.11] với dS ta có:
dv
.dS = ϕ.g.dS hay v.dv = ϕ.g.dS
dt

[2.14]

Quãng đường phanh nhỏ nhất sẽ là:

SVTH: Nhóm 18B3

16

Báo cáo Thực hành Thí nghiệm ôtô và máy công trình
v1
v.dv
1
Sp = ∫
=
v12 − v 22
ϕ.g 2.ϕ.g
v2
[2.15]

(

)

Spmin
Khi ôtô dừng hẳn thì v2 = 0, do đó:
-

v12
=
2.ϕ.g

[2.16]

Lực phanh (Pp) và lực phanh riêng (Pr)
Pp =
Lực phanh sinh ra ở các bánh xe được xác định:

Mp
R bx

[2.17]

Trong đó:
Mp – mômen phanh của các cơ cấu phanh;
Rbx – bán kính làm việc trung bình của bánh xe;
Pr =
Lực phanh riêng ở các bánh xe được xác định:

Pp
G

[2.18]

Lực phanh riêng đạt giá trị lớn nhất khi Ppmax:

Pr =

Pp max
G

=

ϕmax .G
= ϕ max
G

[2.19]

2.2. Sơ đồ thí nghiệm:
2.2.1.

Xuất xứ băng thử
Băng thử được nghiên cứu có kí hiệu BA-306.121 là loại băng thử hiện đại hiện nay,

do Đức sản xuất vào năm 1998. Băng thử hoạt động dựa trên các mạch điện tử và các cảm
biến để đưa ra các trị số cần đo. Các trị số này được thể hiện trên màn hình.
Hiện nay băng thử này đã được các trung tâm thí nghiệm ôtô và các trạm sửa chữa sử
dụng rất nhiều. Năm 2001 trung tâm thí nghiệm động cơ và ôtô trường Đại Học Bách Khoa
Đà Nẵng được trang bị băng thử này để phục vụ nghiên cứu và học tập. Băng thử này do
công ty AVL của Áo lắp đặt.
2.2.2.

Cấu tạo của băng thử
Băng thử phanh ở phòng thí nghiệm động cơ và ôtô là băng thử loại quán tính kiểu

con lăn (con lăn). Các rulô được kéo nhờ các mô tơ và thông qua hộp giảm tốc.
SVTH: Nhóm 18B3

17


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm ôtô và máy công trình
Băng thử gồm bộ phận cấp công suất cho hai lô làm việc là hai mô tơ bố trí đối xứng,
hai lô chuyển động nhờ bộ truyền xích.
Trên một lô bố trí 4 cảm biến lực ở 4 góc, một cảm biến tốc độ để đo tốc độ của bánh
xe, một cảm biến lực đặt ở dưới hai lô để đo lực phanh.

Trên băng thử có trang bị thêm các cảm biến cân để đo trọng lượng trục và các
môđun xử lý kết quả phục vụ công tác lưu trữ, hiển thị và in ấn kết quả.
1

6

2

3

8

7

5

4

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 hạn chế xê
dịch ngang; 6 - Lò xo hồi vị; 7- Cảm biến vị trí; 8 - Cảm biến đo trọng lượng; 9 - Dầm chữ
I.

SVTH: Nhóm 18B3

18

Báo cáo Thực hành Thí nghiệm ôtô và máy công trình

Hình 2-4: Sơ đồ băng thử.
2.3. Trình tự thí nghiệm:
-

Cho xe chạy vào vị trí băng thử: bánh xe đặt lọt vào hai lô. Đặt thiết bị giữ
cứng bánh xe sau (đo cầu trước). Khởi động thiết bị đo: đóng điện cho mô tơ quay đạt tốc
độ bánh xe ổn định 3÷5 (km/h), chuẩn bị các phím sẵn sàng. Nổ máy xe để có trợ lực cho
phanh mặc dù không kéo bánh.

Hình 2-5: Vị trí bánh xe trên băng thử.
SVTH: Nhóm 18B3

19


-

Báo cáo Thực hành Thí nghiệm ôtô và máy công trình
Bấm Start cho lô chủ động quay kéo bánh xe và người điều khiển bắt đầu phanh. Đến khi có
hiện tượng trượt các bánh xe thì độ chênh lệch giữa vận tốc lô chủ động và lô bị động sẽ
được các cảm biến tốc độ ghi nhận và đưa tín hiệu về bộ xử lý, bộ xử lý sẽ cho ngừng lô chủ
động.

-

Khi bánh xe ngừng thì cho xe đi ra khỏi ru lô.

Hình 2-6: Đồng hồ hiển thị kết quả đo lực phanh.

2.4. Nguyên lý làm việc:
-

Bánh xe vào thử được đặt giữa hai rulô có mối liên hệ tỷ số truyền động, tỷ số truyền động i
=1, được dẫn động bằng môtơ điện. Kết hợp giảm tốc làm giảm tốc từ môtơ đến rulô sao
cho tốc độ xe thử 3 ÷ 5 km/h.

-

Khi tốc độ xe đã chuyển động ổn định, lái xe đạp phanh tạo ra momen phanh ở bánh xe.

Hình 2-7: Sơ đồ bố trí các thiết bị của băng thử.
Ta có:
Mp = 2PL.RL≡ Mđt
SVTH: Nhóm 18B3

[2.20]
20


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm ôtô và máy công trình
M
P .R .2
Pp = p = L L
R bx
R bx
[2.21]
Pcb .L.i bt
RL

PpΣ =

Suy ra:

[2.22]

Trong đó:
Mđt– Mômen điện từ của máy điện;
L – Cánh tay đòn của cảm biến;
Pcb– Lực đo được bằng cảm biến;
ibt – Tỷ số truyền tính từ rulô đến máy điện;
GΣ +G1 = 4.Pcb => GΣ = 4.Pcb -G1

[2.23]

Lực phanh riêng của mỗi bánh xe bên trái và bên phải mỗi cầu:
Pr(p)i =

Ppbx(p)i
G bx(p)i
[2.24]

Pr(t)i =

Ppbx(t)i
G bx(t)i
[2.25]

Lực phanh riêng của mỗi cầu được xác định theo công thức:
Pri =

Pr(p)i + Pr(t)i
2

≥ 0.5

[2.26]

Độ lệch phanh trên một trục được đánh giá thông qua hệ số KL:
KL =

Pr(t) − Pr(p)

max { Pr(t) , Pr(p) }

≤ 25%.

[2.27]

2.5. Đồ thị lực phanh:
Ta xét đồ thị lực phanh của hai bánh xe cầu sau khi không tải.
Hình 2-8: Đồ thị lực phanh hai bánh xe cầu sau khi không tải.
Từ đồ thị lực phanh ta có:
SVTH: Nhóm 18B3

21


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm ôtô và máy công trình
F(L)max = 2,34 [kN]; F(R)max = 2,36 [kN]

Căn cứ vào đồ thị ta có:
Ứng với 1 [kN] tương ứng với 11 [mm]. Suy ra tỷ lệ xích:
µp =

Fthuc 1
= = 0,0455
Fbd 11

[kN/mm]

Từ đó ta xây dựng được bảng số liệu như sau:
Bảng 2-1: Giá trị lực phanh bánh xe bên trái và bên phải cầu sau.
t (s)
0
0,25
0,5
0,75
1
1,25
1,5
1,75
2
2,25
2,5
2,75
3
3,25
3,5
3,75
4

4,25
4,5
4,75
5
5,25
5,5
5,75
6
6,25
6,5
6,75
7
SVTH: Nhóm 18B3

F (L)
[mm]
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2

2
2
3
3,9
5
7
9,3
12,2
16
19,8
24
30
35
40,1
44

F (R )
[mm]
2,5
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2

2
2
2,5
3,1
4,7
6
7,3
9,5
11,7
14
17,5
21,2
25,4
31
36,2
41,8
46

F (L)
[kN]
0,090909
0,090909
0,090909
0,090909
0,090909
0,090909
0,090909
0,090909
0,090909
0,090909

0,090909
0,090909
0,090909
0,090909
0,090909
0,090909
0,136364
0,177273
0,227273
0,318182
0,422727
0,554545
0,727273
0,900000
1,090909
1,363636
1,590909
1,822727
2,000000

F (R )
[kN]
0,113636
0,090909
0,090909
0,090909
0,090909
0,090909
0,090909
0,090909

0,090909
0,090909
0,090909
0,090909
0,090909
0,090909
0,113636
0,140909
0,213636
0,272727
0,331818
0,431818
0,531818
0,636364
0,795455
0,963636
1,154545
1,409091
1,645455
1,9
2,090909
22


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm ôtô và máy công trình
7,25
48
49,6
2,181818 2,254545
7,5

50,1
51,8
2,277273 2,354545
7,75
51,48
51,92
2,340000
2,36
8
43,5
43
1,977273 1,954545

Ta có:
-

Tải trọng đặt lên bánh xe bên trái là W (L) = 0,42 tấn
= 0,42.103.9,81 = 4120,2 [N]

-

Tải trọng đặt lên bánh xe bên phải là: W(R) = 0,34 tấn
W(R) = 0,34.103.9,81 = 3335,4 [N]

-

Tải trọng tổng cộng phân bố trên cầu sau:
W = W(L) + W(R) = 4120,2 + 3335,4 = 7455,6 [N]

-

Lực phanh riêng bánh xe bên trái:
Pr (L) =

F(L) max
2,34.103
=
=
W(L) 0, 42.103.9,81
0,567934

-

Lực phanh riêng bánh xe bên phải:
Pr (R ) =

F(R) max
2,36.103
=
=
W(R) 0,34.103.9,81
0,707561

-

Đánh giá hiệu quả phanh trên một trục:
Pr(cau sau ) =

Pr (L) + Pr(R )
2

=

0,597934 + 0,707561
=
2

0,637747

Do đó: Pr(cau sau) = 63,77% > 50% (thỏa mãn)
-

Đánh giá độ lệch phanh trên cầu sau:
KL =

KL =

Suy ra:

Pr (L) − Pr (R )

max { Pr ( L) ;Pr ( R ) }

.100 =

Pr (L) − Pr ( R )

max { Pr ( L) ;Pr (R ) }

≤ 25%

0,567934 − 0, 707561
.100 =
max { 0,567934;0,707561}

19,734%

Ta thấy KL = 19,734% < 25% (thỏa mãn).
SVTH: Nhóm 18B3

23


-

Báo cáo Thực hành Thí nghiệm ôtô và máy công trình
Đánh giá tính trạng má phanh:
Từ bảng số liệu 2-1: Ta vẽ được đồ thị lực phanh bên trái và bên phải như sau:
Hình 2-9: Đồ thị lực phanh bánh xe bên trái.
Hình 2-10: Đồ thị lực phanh bánh xe bên phải.

Vẽ và xấp xỉ hàm F = f(t). Ta có hàm xấp xỉ như sau:
-

Lực phanh bên trái:

F(L) = 0,1573 − 0,1831.t + 0,0551.t 2

Ta thấy, giá trị a2 = 0,0551 >0, nên tình trạng má phanh bên trái: Má phanh mòn quá, phanh
chậm tác dụng.

-

Lực phanh bên phải:

F(R) = 0,1169 − 0,1388.t + 0,0504.t 2

Ta cũng có gí trị a2 = 0,0504 >0, nên tình trạng má phanh bên phải: Má phanh mòn quá,
phanh chậm tác dụng.

SVTH: Nhóm 18B3

24


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm ôtô và máy công trình
PHẦN 3 ĐO TIÊU HAO NHIÊN LIỆU Ô TÔ THEO CHU TRÌNH
ECE1504
3.1. Giời thiệu về các chu trình thử.
3.1.1. Chu trình thử ở Mỹ.
a, Chu trình thử FTP-72 cho xe con.
Tổng quãng đường thử là 12,07 km với nhiều điểm dừng, vận tốc tối đa là
91,2 km/h và vận tốc trung bình là 31,5 km/h.
Vòng thử gồm hai giai đoạn: giai đoạn 1 với thời gian 505 s tương ứng với
quãng đường 5,78 km với vận tốc trung bình là 41,2 km/h; và giai đoạn 2 với
thời gian 864s.

Hình 3-1: Chu trình thử FTP-72 cho xe con
b, Chu trình thử FTP-75 cho xe con.
Xuất phát từ chu trình thử FTP-72, nhưng nó bao gồm 3 giai đoạn: 2 giai
đoạn đầu giống như hai giai đoạn của FTP-72; còn giai đoạn thứ 3 kéo dài

505[s] và bắt đầu sau khi giai đoạn 2 kết thúc và dừng hoàn toàn động cơ và
đợi 10 phút. Giai đoạn 3 là giai đoạn khởi động nóng. Như vậy với FTP-75
pha 1 là pha khởi động lạnh, pha 2 là pha trung gian, pha 3 là pha khởi động
nóng.
SVTH: Nhóm 18B3

25