THÍ NGHIỆM Ô TÔ VỀ ĐỘ BỀN TIN CẬY

Thí nghiệm ô tô

Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông

Chương 5
Thí nhiệm ô tô về độ tin cậy
5.1Khái niệm chung
Độ tin cậy là một lĩnh vực khoa học nghiên cứu quá trình hoá già của máy và
cơ cấu nói chung tức là nghiên cứu sự thay đổi chất lượng của chúng trong quá trình
sử dụng.
Độ tin cậy của máy và các phương tiện vận tải mang tính phức hợp, thí dụ như:
tính không hỏng, tính bền lâu, tính bảo dưỡng sửa chữa và tính bảo quản. Nếu độ tin
cậy thấp thì các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật ô tô kém, thậm chí có những trường hợp
trực tiếp hay gián tiếp gây tai hoạ cho tính mạng nhiều người.
Mục đích của các thí nghiệm nhằm xác định các chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy
của ô tô theo hành trình xe chạy. Trên cơ sở các giá trị độ tin cậy đã biết, chúng ta có
thể xác định chu kỳ tác động kỹ thuật tối ưu, hiệu quả sử dụng ô tô và đề xuất các biện
pháp nâng cao độ tin cậy.
5.2 Một số chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy của ô tô bằng phương pháp thí nghiệm.
Trong quá trình sử dụng, hư hỏng của ô tô thường xảy ra ở các thời điểm ngẫu
nhiên và được cho dưới dạng sác xuất.
Theo khả năng sửa chữa của chi tiết và tổng thành ô tô được phân thành hai loại:
loại khi hư hỏng có thể phục hồi và loại không phục hồi. Mỗi loại chi tiết này được
đánh giá bằng một hệ thống các chỉ tiêu tin cậy riêng biệt. Trong thí nghiệm chúng ta
có thể dùng một hệ thống chỉ tiêu chung để đánh giá độ tin cậy của ô tô như sau:
5.2.1 Sác xuất làm việc không hỏng:
Nếu gọi P(L) là sác xuất làm việc không hỏng của ô tô thì:

P(L)

n(l)

N

Trong đó: n(l) là số mẫu không bị hư hỏng trong hành trình thí nghiệm L(km)
N là tổng số mẫu thí nghiệm trong cùng một điều kiện
5.2.2 Thông số dòng hỏng
91


Thí nghiệm ô tô

Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông

Quá trình tạo thành bởi tập hợp các hư hỏng ở các thời điểm ngẫu nhiên trong
hành trình thí nghiệm gọi là thông số dòng hỏng T(L)
L

hi

T(L)

(l)



S? l hg


N.L Hh trh xe ch

L L

trong đó: hi(l) là số hư hỏng của một trong những mẫu thử N,
trong khoảng hành trình xem xét L .
5.2.3 Hành trình làm việc trung bình
Hành trình làm việc trung bình hay tuổi thọ trung bình của đối tượng thí nghiệm
được xác định bằng quan hệ:

li

1
1 n
(l1 l2 ... l n )
li [km]
N
N i i 1

5.2.4 Hệ số sẵn sàng
Hệ số sẵn sàng của đối tượng nghiên cứu là hệ số sác xuất để nó ở trạng thái có
khả năng hoạt động. Hệ số này được xác định bởi quan hệ:
Ks = n(t)/N
trong đó: nt số mẫu có khả năng làm việc ở thời điểm nghiên cứu
N số lượng mẫu thử.
5.2.5 Chỉ tiêu kinh tế độ tin cậy
Chỉ tiêu này có ý nghĩa lớn trong ngành vận tải ô tô. Nó được xác định từ quan
hệ:

K

C ct C kt
[? km]

L kt

trong đó: Cct là chi phí đầu vào (mua xe)
Ckt là tổng hợp chi phí cho quá trình khai thác
Lkt là quãng đường khai thác.
5.3.Các phương pháp thí nghiệm ô tô về độ tin cậy
5.3.1 Thí nghiệm trên đường.
Những thông tin về độ tin cậy và tuổi thọ của ô tô do nhà chế tạo cung cấp
thường không đúng với mọi điều kiện sử dụng, lý do là độ tin cậy phụ thuộc vào rất
92


Thí nghiệm ô tô

Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông

nhiều yếu tố như: chế độ khai thác (tải trọng, đường xá, khí hậu ), chất lượng bảo
dưỡng sửa chữa, trình độ lái xe để xác định một cách tương đối chính xác độ tin cậy
trong khai thác của ô tô ngưòi ta thường sử dụng phương pháp thí nghiệm xe trên
đường. Dựa trên kết quả thí nghiệm nhận được, các nhà máy chế tạo có thể hoàn chỉnh
thêm về thiết kế, công nghệ và chọn vật liệu hợp lý hơn để nâng cao tin cậy và tuổi thọ
cho ô tô đồng thời lập được kế hoạch dự trữ vật tư, phụ tùng và định mức tiêu hao
nhiên liệu cũng như dầu mỡ bôi trơn.
Hiện nay có ba phương án thường được sử dụng để thí nghiệm ô tô trên đường
về tin cậy và tuổi thọ:
5.3.1.1 Thí nghiệm trong khai thác.
Theo phương án này ô tô vẫn tham gia vận chuyển một số lượng hàng hoá nhất
định trong điều kiện khai thác điển hình. Số lượng xe thí nghiệm thường từ 10-200
chiếc thuộc một loại nào đó. Chế độ tải trọng và tốc độ được chọn theo quy định kỹ
thuật. Theo định kỳ xe thí nghiệm được tháo rời để đo đạc rồi kiểm tra toàn bộ.

Phương pháp thí nghiệm trong khai thác cho kết quả tương đối chính xác.
Nhưng có nhược điểm cơ bản là thời gian thí nghiệm kéo dài vì phải theo dõi cả hành
trình cho đến kỳ đại tu, trong điều kiện hành trình xe chạy trong ngày không lớn, mất
thời gian bốc xếp và bị chi phối bởi khâu tổ chức vận tải.
5.3.2.2 Thí nghiệm trên bãi thử chuyên dùng (Poligon)
Bãi thử nghiệm cùng với các chặng thử đặc biệt (đường bêtông cao tốc, đường
đất, đường đá dăm, đường đá hộc, đường dốc, đường vòng cấp,

) cho phép tăng

cường chế độ thí nghiệm để nhanh chóng có những kết luận về độ tin cậy và tuổi thọ
của xe.
Ngày nay ở những nước có nền công nghiệp ôtô phát triển đều xây dựng bãi thử
để thí nghiệm ôtô. Trên hình 4.1 trình bày sơ đồ bãi thử NAMU của Liên Xô.
Khi thí nghiệm về độ tin cậy và tuổi thọ ô tô trên bãi thử, tổng đoạn đường chạy
thường khoảng 250.000km và thời gian thử diễn ra trong vòng 6 tháng. Do đặc tính
chuyên môn hoá của các bãi thử nên các kết quả thí nghiệm chưa hoàn toàn đúng như

93


Thí nghiệm ô tô

Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông

thực tế sử dụng. Vì vậy đòi hỏi phải có những thí nghiệm đối chứng để hiệu chỉnh các
kết quả nhận được.

Hình 4-1. Sơ đồ bãi thử NAMU
1.Đường vòng cao tốc; 2.Đoạn đường để đo lực kéo của phanh tay; 3. Đoạn đường vòng rải đá; 4.

Đoạn đường đất; 5,6. Đoạn đường phụ; 7. Cơ sở điều hành; 8. Khu nhà ở; 9. Đoạn đường đất khúc
khuỷ; 10. Đoạn dốc thí nghiệm; 11. Đoạn đường tổng hợp để thí nghiệm đặc biệt.

5.3.3.3 Thí nghiệm nghiên cứu đặc biệt:
Các thí nghiệm nghiên cứu đặc biệt ô tô về độ tin cậy và tuổi thọ được tiến hành
trên trên quãng đường chạy không lớn (50-80km) ở các loại đường giao thông công
cộng (xa lộ, đường đất, đường lâm trường .và cả trên các loại bãi thử), với các chế độ
tốc độ, tải trọng định trước.
Các thí nghiệm nghiên cứu đặc biệt người ta sử dụng không hạn chế các loại
thiết bị đo đạc chẩn đoán hiện đại, để ghi nhận những thông tin tối đa về quá trình
trọng tải tác dụng lên các cụm, tổng thành, chi tiết khảo sát và mức độ biến xấu trạng
thái kỹ thuật của chúng trong quá trình thí nghiệm.
Kết quả nhận được về chế độ tải trọng tác dụng lên chi tiết tổng thành theo thời
gian sẽ giúp cho người thiết kế hoàn thiện thêm kết cấu, đồng thời cung cấp số liệu
quan trọng để lập chương trình thí nghiệm độ tin cậy và tuổi thọ trên bệ thử.

94


Thí nghiệm ô tô

Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông

Thông qua những số liệu biểu thị mức độ biến xấu trạng thái kỹ thuật của các
cụm tổng thành máy tính sẽ dự báo độ tin cậy và tuổi thọ của ô tô khi thí nghiệm.
Trình tự tổng quát của quá trình thí nghiệm ô tô trên đường về độ tin cậy và tuổi
thọ như sau:
1.Chọn số lượng ô tô thí nghiệm: Số lượng ô tô được dùng để thí nghiệm độ tin
cậy có ảnh hưởng lớn đến độ chính xác của kết quả nhận được. Số lượng xe thí nghiệm
càng nhiều thì độ chính xác của kết quả thí nghiệm càng cao. Trong trường hợp khó

khăn thì số lượng xe cũng phải tối thiểu 3-4 xe.
2.Chọn tổng hành trình chạy thử: Hành trình chạy thử phải đủ lớn để có thể
phát hiện được thời gian phục vụ của tất cả các tổng thành ô tô, đồng thời phải phù
hợp với định kỳ BDKT và sửa chữa hiện hành. Do vậy thường chọn bằng chu kỳ sửa
chữa lớn lần thứ nhất. Khi chọn hành trình chạy thử độ tin cậy và tuổi thọ phải lưu ý
đến sự ảnh hưởng của điều kiện đường xá. Thực tế thí nghiệm ô tô trên bãi thử chuyên
dùng với các chặng thử đặc biệt cho thấy cứ khoảng 2-3 nghìn km chạy trên bãi thử
tương đương với 50-60 nghìn km chạy trên đường tốt. Để tăng độ chính xác khi thí
nghiệm người ta thường phân bố hành trình chạy thử theo tong loại đường như bảng
sau:
Xe tải

Xe thông

thường

qua cao

(%)

(%)

- Loại đường I,II

40

20

40

- Đường đá cuội, đá dăm và cấp phối loại III,IV,V

25

0

20

- Đường đất

25

50

10

- Đường thành phố

10

-

30

Loại đường

Xe con
(%)

3.Chọn chế độ chạy thử: Chế độ chạy thử thường bao gồm chế độ chế độ tải

trọng, nhiệt, tốc độ của các tổng thành hoặc toàn bộ ô tô. Chế độ này được chọn trên
cơ sở những quy định khi thiết kế chế tạo.

95


Thí nghiệm ô tô

Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông

4.Chọn khoảng hành trình giữa các lần tháo rời ô tô để đo đạc: Thí nghiệm về
độ tin cậy và tuổi thọ là một dạng thí nghiệm đặc biệt, nó đòi hỏi việc tháo ra để kiểm
tra phải nhiều hơn so với chạy thử nghiệm thu. Việc tháo lắp nhiều lần sẽ làm giảm
tuổi thọ, do vậy cần hạn chế đến mức thấp nhất số lần tháo ra và khối lượng công việc
tháo. Trong thực tế người ta chọn hành trình giữa hai lần tháo rời để kiểm tra, đo độ
mòn vào khoảng 20-25 nghìn km. Những tổng thành mà trạng thái kỹ thuật ít biến đổi
trong qúa trình chạy thử, có thể kéo dài chu kỳ tháo lên tới 50 nghìn km.
5.Chuẩn bị các biểu mẫu: để ghi loại hư hỏng và mức tiêu thụ vật liệu chạy xe,
phụ tùng thay thế.
6.Chuẩn bị các tổng thành mới: để phục vụ cho việc thí nghiệm đối chứng.
7.Tiến hành chạy thử, theo dõi, đo đạc, ghi chép số liệu, xử lý và xác định các
chỉ tiêu đánh giá dộ tin cậy và tuổi thọ của ô tô.
5.3.2Thí nghiệm trên bệ thử
Thí nghiệm ô tô trên bệ thử về độ tin cậy và tuổi thọ cho phép giảm thời gian thí
nghiệm đến mức độ tối thiểu vì khi thí nghiệm trên bệ thử có thể tăng cường chế độ tải
trọng (lực, nhiệt độ, độ ẩm, ). Điều kiện để đảm bảo độ chính xác của kết quả thí
nghiệm là bệ thử phải tái hiện được các chế độ tải trọng thực tế tác dụng lên chi tiết
sao cho tính phá huỷ tương tự của nó phải được đảm bảo.
Hiện nay khi thí nghiệm ô tô trên bệ thử người ta thường dùng các chương trình
chất tải sau:

- Chương trình với tải trọng không đổi: tải trọng tác dụng có chu kỳ với biên
độ không đổi.
- Chương trình với tải trọng thay đổi theo một số mức độ nhất định: tải trọng
tác dụng có chu kỳ với biên độ không đổi.
- Chương trình với tải trọng thay đổi theo quy luật ngẫu nhiên giống với chế
độ tải trọng tác dụng lên chi tiết trong sử dụng.
Khi thí nghiệm trên bệ thử về độ tin cậy và tuổi thọ cần chú ý đến trình tự chất
tải, vì độ bền mỏi của chi tiết không chỉ phụ thuộc vào biên độ tải trọng mà còn vào

96


Thí nghiệm ô tô

Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông

trình tự tác dụng của nó. Trình tự tác dụng của tải trọng thực tế ghi được khi thí
nghiệm xe trên đường hoặc trên bãi thử.
Việc mô hình hóa chế độ tải trọng tác dụng lên các chi tiết, tổng thành ô tô trên
bệ thử là rất khó chính xác, do vậy, kết quả thí nghiệm trên đường và trên bệ thử có sự
sai lệch. Để khắc phục sự sai lệch này người ta dùng hệ số chuyển đổi:
K=L/H
trong đó: L là tuổi thọ của chi tiết trong điều kiện khai thác
H-tuổi thọ của chi tiết khi thí nghiệm trên bệ thử.
5.4 Phng phỏp thng kờ xỏc nh ch ti trng khi thớ nghim trờn b th
5.4.1Thng kờ ch ti trng
Cỏc s liu ban u lp chng trỡnh cht ti trờn b th tin cy v tui
th c ly t cỏc kt qu thng kờ cỏc ch ti trng tỏc dng trờn cỏc cm hoc
chi tit ụ tụ trong iu kin x dng. Cỏc ch ti trng ny thng c xỏc nh
bng phng phỏp chộp tay hay o ghi t ng v biu th di dng biu , ng

cong mt phõn b, bng biu hoc cỏc bng t. Cỏc kt qu nhn c sau khi x
dng s c chng trỡnh hoỏ v lm tgỏi hin li khi thớ nghim trờn b th.
Thc t ch ti trng tỏc dng lờn cm tng thnh khỏc nhau cng khỏc
nhau. Do vy khi nghiờn cu tng thnh riờng bit chỳng ta cn xỏc nh nhng thụng
s ch yu c trng cho ch ti trng tỏc dng lờn chỳng.
i vi ng c ụ tụ cn xỏc nh cỏc thụng s nh: ng cong, phõn b mụ
men xon, s vũng quay ca ng c trờn 1km quóng ng chy, s ln khi ng,
ch nhit,
i vi ly hp cn xỏc nh ng cong phõn b cụng trt, ch nhit, s
ln úng m trờn 1km quóng ng chy
i vi hp s ngi ta xỏc nh biu phõn mụ men xon trờn cỏc trc, s
ln chuyn s trờn 1km quỏng ng chy, thi gian lm vic tng i mi s
i vi truyn ng cỏc ng cn xỏc nh ng cong phõn b mụ men xon,
gúc lch gia cỏc trc, tc gúc v s dch chuyn dc trc.
97


ThÝ nghiÖm « t«

NguyÔn Thµnh C«ng-§H Giao th«ng

Đối với cấu chủ động người ta xác định đường cong phân bố mô men xoắn trên
trục chủ động của truyền lực chính và các bán trục, tốc độ góc tương ứng của chúng,
biểu đồ phân bố lực và mô men tác dụng lên gầm cầu.
Đối với hệ thống chuyển động cần xác định đường cong phân bố tải trọng thẳng
đứng, đường cong phân bố gia tốc thẳng đứng và gia tốc ngang.
Đối với hệ thống phanh cần xác định đường cong phân bố lực tác dụng vào bàn
đạp hay áp suất trong dẫn dộng phanh, đường cong phân bố mô men ma sát trong cơ
cấu phanh, chế độ nhiệt giữa má phanh và trống phanh.
Đối với hệ thống lái người ta xác định lực tác dụng lên vành tay lái, góc quay

vòng các bánh xe dẫn hướng…
Tải trọng tác dụng lên chi tiết ô tô, số vòng quay của động cơ và các chi tiết
trong hệ thống truyền lực, biến dạng của hệ thống treo, góc quay của bánh xe dẫn
hướng … khi ô tô chuyển động trên đường, người ta có thể đo trực tiếp hoặc đo tự
động bằng các thiết bị hiện đại.
5.4.2Xử lý các số liệu thống kê và chế độ tải trọng
Chế độ tải trọng trong thực tế tác dụng lên chi tiết, tổng thành ô to nhận được
bằng phương pháp thống kê nêu trên thường là một quá trình ngẫu nhiên có quy luật
phức tạp. Để quá trình này có thể tái hiện gần đúng trên bệ thử, cần phải xử lý đường
cong biểu thị quan hệ giữa tải trọng và thời gian tác dụng của nó. Khi xử lý cần tiến
ành theo trình tự sau:
- Chọn dạng hàm mật độ phân bố để biểu thị kết quả xử lý
- Chọn phương pháp xử lý
98


ThÝ nghiÖm « t«

NguyÔn Thµnh C«ng-§H Giao th«ng

- Đơn giản biểu đồ phân bố tải trọng nhận được, tức là thay đường cong thực tế
của quá trình bằng đường cong đơn giản hơn, nhưng cũng có đặc tính thống kê
tương tự trong khoảng tần số đã cho.
Kết quả xử lý biểu đồ tải trọng thực tế thường đựơc biểu thị dưới dạng biểu đồ
tải trọng để tính toán
Để xử lý thống kê các biểu đồ chế độ tải trọng ngẫu nhiên, hiện nay có thể xử
dụng một trong các phương pháp sau:
5.4.2.1.Xử lý bằng phương pháp toạ độ ngẫu nhiên
Nội dung của phương pháp này là trên cơ sở của biểu đồ thống kê chế độ tải
trọng ngẫu nhiên ta xác định các giá trị tung độ i ứng với các khoảng thời gian –t

nhất định. Giá trị t phụ thuộc vào tần số của quá trình nghiên cứu. Nếu tần số của
quá trình càng lớn thì khoảng t càng nhỏ. Thực nghiệm cho thấy, kết quả xử lý sữ đủ

1
t  
2

chính xác nếu chọn khoảng t theo quan hệ sau:

ở đây: -tần số lớn nhất khi phân tích các quá trình tải trọng
Như vậy, ta nhận được hang loạt các giá trị tung độ  tương ứng với các
khoảng t và xác định được các khoảng ứng suất:

 = i+1 - i

Đặt các giá trị  lên trục hoành của đồ thị. Nếu gọi tung độ trong từng khoảng
là ni thì ta có thể xác định được tần số của quá trình:

ni

i 

kn

n
i 1

Trong đó: kn - số lượng khoảng ứng suất

99

i


ThÝ nghiÖm « t«

NguyÔn Thµnh C«ng-§H Giao th«ng

Sau khi xác định các giá trị i ứng với từng khoảng ứng suất, chúng ta có thể
dùng biểu đồ phân bố tải trọng nghiên cứu (i - ). Từ biểu đồ (i - ) trên trục tung
đặt các giá trị:

Pi = i / 

Độ lớn của các giá trị Pi trùng với độ lớn của hàm mật độ phân bố sác xuất các
giá trị tải trọng (ứng suất, mô men…). Như vậy, sau xử lý ta nhận được đường cong
mang tính đặc trưng hơn cho quá trình tải trọng ngẫu nhiên.
Thông thường, hàm mật độ phân bố sác xuất các giá trị tải trọng tác dụng lên
các chi tiết ô tô tuân theo quy luật phân bố chuẩn, quy luật phân bố loga chuẩn, quy
luật phân bố vayboon, quy luật mũ, quy luật gamma.
5.4.2.2.Xử lý bằng phương pháp tách chu trình.
Theo phương pháp này, đường cong tải trọng ngẫu nhiên được tác thành từng
chu trình theo biên độ cực đại của tải trọng. Trong từng chu trình ta quan tâm đến hai
giá trị tải trọng cực đại và cựctiểu. Kết quả xử lý được biểu thị ở dạng bảng hiệu
chỉnh. Trên trục hoành của bảng ghi các giá trị tải trọng cực tiểu, còn trên trục tung
của bản ghi các giá trị tải trọng cực đại khoảng chia. Chia cả hai trục của bảng thành
các dãy mỗi dãy tưong ứng với một khoang tải trọng nhất định. Nhu vậy, bảng hiệu
chủnh đướnc chia thành các ô, trên mỗi ô chia ghi số lượng chu trình tải trọng đã tách.
Trên bảng 3.5 trình bày kết quả xử lý quá trình tải trọng ngẫu nhiên tác dụng
lên bán trục ô tô  66 khi chuyển độngươr tay số một. Trục hoành và trục tưng của

bảng đều được chia thành 13 dãy, khoảng tải trọng trong mõi dãy là 50 KGm. Nếu xét
một ô của bảng hiệu chỉnh tương ứng với dãy thứ 6 theo trục hoành và dãy thứ 8 theo
100


ThÝ nghiÖm « t«

NguyÔn Thµnh C«ng-§H Giao th«ng

trục tung, ta có thể nói: quá trình tải trọng nghiên cứu đã được tách ra thành 40 chu
trình , mô men xoắn lớn nhất nằm trong khoảng 35-400, và nhỏ nhất là 250-300 KGm.
Bảng hiệu chỉnh vcho thông tin đầy đủ về quá trình tải trọng ngẫu nhiên tác
dụng lên đối tượng nghiên cứu. Sử dụng kết quả này có thể tính toán chi tiết theo độ
bền lâu và lập chương trình khi thí nghiệm về độ tin cậy trên bệ thử:
5.4.2.3.Xử lý theo khoảng tải trọng và thời gian tác dụng của nó:
Theo phương pháp này người ta chia tải trọng ngẫu nhiên (hình 4.6) thành Kp
khoảng và xác định tổng thời gian tác dụng của chúng trong mỗi khoảng i là:
n

t i   t i
i 1

Cũng như phưong pháp đã biết ta xác định được:

i 

ti
tc

Ở đây: tc là tổng thời gian tác dụng của tải trọng ngẫu nhiên trong quá trình

nghiên cứu.
Kết quả xử lý theo pương pháp này được biểu thị dưới dạng biểu đồ phân bố tải
trọng trong toạ độ i - .
5.5. Phương pháp lâp chương trình thí nghiệm trên bệ thử về tuổi thọ của ô tô
Ngiên cứu thực nghiệm về độ bền lâu hay tuổi thọ nhằm mục đích xác định mối
quan hệ giữa độ bền với tải trọng và ứng suất phát sinh, hoặc với các hiện tượng ăn
mòn hay biến xấu trạng thái kỹ thuật của ô tô. Đó là những nghiên cứu thực nghiệm
cơ bản trong các lĩnh vực độ bền mỏi, độ bền khai thác và độ tin cậy.
Các thí nghiệm về độ tin cậy và tuổi thọ thường kèm theo các phí tổn lớn về
kinh phí và thời gian, do vậy khi lập chương trình thí nghiệm cần chú ý đảm bảo
những nội dung chính sau:
- Mục đích của thí nghiệm: Những kết quả mà thí nghiệm cần đạt được và tính
chất của nó (riêng biệt, tổng quát, tổng quát hoá hay mô hình hoá).

101


ThÝ nghiÖm « t«

NguyÔn Thµnh C«ng-§H Giao th«ng

- Điều kiện tíên hành thí nghiệm: Thời gian, địa điểm, xe thí nghiệm, các thiết bị
thí nghiệm (như bệ thử, dụng cụ đo ghi).
- Phuơng pháp và thiết bị chất tải dùng khi thí nghiệm.
- Đánh giá kết quả thỉ nghiệm.
- Kết quả thí nghiệm và những chú ý đặc biệt.
- Mức độ chi phí và lợi ích của thí nghiệm.
Một trong những yêu câu cơ bản khi tiến hành thí nghiệm o tô trên bệ thử là phải
đảm bảo tái hiện dầy đủ chế độ tải trọng tác dụng trong thực tế khai thác nhưng yêu
cầu trên không phải lúc nào cũng thực hiện được vì những nguyên nhân sau:

- Việc chọn đúng chế độ khai thác để ghi lại tải trọng thực tế là rất khó khăn.
- Quá trình làm tái hiện chế độ tải trọng thực tế trên bệ thử bị giới hạn bởi khả
năng của thiêt bị chất tải.
- Khi thí nghiệm trên bệ cần tăng cường chế độ tải trọng để giảm thời gian đến
mức độ tối thiểu.
Do vậy khi lập chương trình thí nghiệm phải chú ý xác định hệ số chuyển đổi
để đảm bảo tính tưong đương của kết quả thí nghiệm. Hệ số chuyển đổi có thể xác
định bằng hai phương pháp sau:

K

Tu鎖 th? ? t? khi th?nghi謒 tr猲 阯g
Tu鎖th? ? t? khi th?nghi謒 tr猲 b? th

K

Tu鎖 th? x竎 nh theo t輓h to竛
Tu鎖th? khi th?nghi謒 tr猲 b? th

hoặc :

Trong thực tế thường xác định hệ số chuyển đổi K theo phương pháp thứ 2, vì
phương pháp thứ nhất mặc dù chính xác hơn nhưng thời gian để tích luỹ được các số
liệu về tuổi thọ quá lớn.
5.5.1. Phương pháp lập chương trình thí nghiệm tuổi thọ trên bệ thử với tải trọng
một bậc
Tất cả những thí nghiệm tuổi thọ, mà quan hệ giữa ứng suất và thời gian có thể
biểu diễn được dưói dạng giải tích, đều thuộc loại thí nghiệm với quá trình tải trọng
102

ThÝ nghiÖm « t«

NguyÔn Thµnh C«ng-§H Giao th«ng

tiền định, trong đó các thí nghiệm đưọc tiến hành với tải trọng trung bình không đổi
hoặc biến đổi.
Trong thí nghiệm độ tin cậy và tuổi thọ một bậc, độ lớn của tải trọng trung bình
được giữ không đổi trong quá trình thử.
Như đã biết, để giảm thời gian thí nghiệm cần tăng giá trị tải trọng và thời gian
tác dụng của nó, nhưng cần bảo toàn tính phá huỷ tương tự của mẫu thử. Do vậy, để
xác định giá trị tải trọng trung bình tối ưu dùng trong thí nghiệm một bậc phải dựa
vào:
- Kết quả xử lý thống kê chế độ tải trọng trong sử dụng.
- Độ bền mỏi (tuổi thọ) của chi tiết thí nghiệm.
Tuổi thọ của chi tiết ô tô (tính bằng hành trình Km) có thể đặc trưng bằng số
chu trình phá huỷ nó N. Chu trình phá huỷ N (tuổi thọ) có thể xác định gần đúng theo
công thức:

N  max



a mr N o
f ( ) m d 

min

Trong đó: a là hệ số hiệu chỉnh, a 1
r giới hạn mỏi của chi tiết thí nghiệm

No số chu trình cơ sở, No =106-107
Theo đường cong mỏi có thể xác định được giá trị ứng suất  tương ứng với số
chu trình N tính được. từ đó có thể xác định được mức độ tải trọng trung bình hợp lý
trên bệ thử bằng cách: chọn số chu trình Nx nghiệm, ví dụ: với nhíp lá Nx=(1-3)105 , với hệ thống dẫn động ly hợp Nx=(5-10)105.
Do đó có thể xác định được giá trị ứng suất trung bình tương ứng:

x   N / N x
Chú ý, giá trị x trong mọi trường hợp phải nhỏ hơn giới hạn chảy của vật liệu.
Hệ số tăng cường thí nghiệm theo thời gian có thể tính theo công thức:

103


ThÝ nghiÖm « t«

NguyÔn Thµnh C«ng-§H Giao th«ng

Kt 

N Zt
.
N x Zd

Trong đó: Zt, Zd là số chu trình tải trọng tác dụng lên mẫu thử trong một đơn vị
thời gian khi thí nghiệm trên bệ thử và khi chạy trong điều kiện khai thác.
Chương trình thí nghiệm tuổi thọ trên bệ với một mức tải trọng có ưu điểm là
các kết cấu thiết bị chất tải của bệ không phức tạp, nhưng thường kết quả nhận được
không sát với thực tế sử dụng. Do vậy người ta chú ý nhiều hơn đến loại chương trình
với tải trọng thay đổi theo nhiều mức.

5.5.2 Phương pháp lập chương trình thí nghiệm tuổi thọ trên bệ thử với tải trọng
nhiều bậc.
Nếu thí nghiệm được tiến hành với tập hợp các tải trọng một bậc, trong đó mỗi
bậc có những đặc trưng về độ lớn và số chu trình khai thác khác nhau thì thín ghiệm
được gọi là nhiều bậc.
Khi lập chương trình thí nghiệm theo phương pháp này, từ đường cong phân bố
tải trọng chúng ta tách ra từng bậc và chúng lần lượt tái hiện trên bệ thử. Những giá trị
cho tải trọng nhỏ có thể loại trừ ra khỏi chương trình vì nó ít ảnh hưởng đến độ bền
của chi tiết. Tải trọng lớn nhất dùng cho chương trình được chọn theo giá trị tải trọng
cực đại trong thực tế.
Toàn bộ quá trình tải trọng được chia thành K khoảng, thông thường K = 6-10.
Ứng suất ở mỗi mức tải trọng thừa nhận bằng ứng suất trung bình trong mỗi khoảng.
Thí dụ: 1, 2,…3 trên hình

104


ThÝ nghiÖm « t«

NguyÔn Thµnh C«ng-§H Giao th«ng

Số chu trình chất tải ở mỗi bậc tải trọng có thể xác định theo:
 i 1

Ni 

 f()d

i

Trong đó: N - số chu trình chất tải cho đến khi chi tiết bị phá huỷ, N có thể tính gần
đúng theo

105