NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ THÍ NGHIỆM Ô TÔ

ĐÁNH GIÁ TRẠNG THÁI KỸ THUẬT Ô TÔ

Bài 1
Thí nghiệm ô tô
Trình bày: Đỗ Tiến Minh


Thí nghiệm ô tô
1.
Muc đích ý nghĩa thí nghiệm, các dạng thí nghiệm và các
điều kiện cần đảm bảo khi tiến hành thí nghiệm
1.1 Mục đích thí nghiệm
•
Đo, đánh giá trạng thái kỹ thuật chung của hệ thống, của
xe mới sản xuất hoặc qua hoán cải và sửa chữa
•

Đo, đánh giá ảnh hưởng của một hoặc đồng thời nhiều
nhân tố đến chất lượng vận hành của xe (hoặc trạng thái
kỹ thuật của xe)

•

Đo đánh giá khả năng chịu tải ứng với các chế độ tải
trọng khác nhau (tải trọng tức thời, tải trọng lặp lại theo
chu kỳ)


Thí nghiệm ô tô
1.2 Ý nghĩa
• Đánh giá chất lượng sản phẩm trong giai đoạn thiết kế, chế

tạo
• Đánh giá chất lượng sửa chữa
• Đánh giá mức độ ảnh hưởng của các nhân tố kết cấu, vận
hành, tác động môi trường đến chất lượng làm việc của các
cụm chi tiết, hệ thống của ô tô để từ đó tìm các biện pháp
khắc phục, cải thiện chất lượng một cách hiệu quả
• Tăng tính năng an toàn vận hành
• Giảm chi phí vận hành, sửa chữa


Thí nghiệm ô tô
1.3 Các dạng thí nghiệm
Thí nghiệm ô tô được phân loại theo:
a. Mục đích thí nghiệm
- Thí nghiệm kiểm tra ở nhà máy sau khi sản xuất
- Thí nghiệm trong điều kiện sử dụng
- Thí nghiệm trong nghiên cứu khoa học
b. Tính chất thí nghiệm
- Thí nghiệm xác định tính chất kéo Pk = f(v)
- Thí nghiệm xác định tính kinh tế nhiên liệu g e = f(ne)
- Thí nghiệm xác định tính chất phanh (Sp, tp, Jpmax, Pp)
- Thí nghiệm xác định độ ổn định và điều khiển
- Thí nghiệm xác định độ êm dịu chuyển động (f, C)
- Thí nghiệm xác định tính cơ động (Rqv, góc thoát, vv)
- Thí nghiệm xác định độ tin cậy (xác xuất hư hỏng R t)
- Thí nghiệm xác định độ mòn, độ bền, vv


Thí nghiệm ô tô
d. Theo đối tượng thí nghiệm

- Thí nghệm ô tô đơn chiếc (thường đánh giá chức năng
của một cụm, hệ thống nào đó trên xe)
- Thí nghiệm lô nhỏ (cho thử nghiệm sản phẩm mới)
- Thí nghiệm loạt lớn (phục vụ công tác quản lý)
e. Theo cường độ và thời gian thí nghiệm
- Thí nghiệm bình thường theo qui định
- Thí nghiệm tăng cường (rút ngắn thời gian và tăng
cường độ)


Thí nghiệm ô tô
1.4 Các điều kiện cần đảm bảo khi tiến hành thí nghiệm
• Điều kiện về đối tượng (cụm chi tiết, hệ thống hoặc xe ô tô)
thí nghiệm
• Điều kiện về các trang thiết bị đo
• Trình tự tiến hành thí nghiệm
• Điều kiện đường (bệ thử…)
• Điều kiện thời tiết
• Trình độ chuyên môn của người làm thí nghiệm và lái xe thí
nghiệm
• Các yêu cầu nhằm đảm bảo an toàn trong quá trình thí
nghiệm


Thí nghiệm ô tô
2. Các thành phần cơ bản của hệ thống thí nghiệm
2.1 Đối tượng thí nghiệm
• Đối tượng thí nghiệm có thể là các cụm tổng thành, các hệ
thống và toàn bộ ô tô
• Đối tượng thí nghiệm có các chức năng, nhiệm vụ và yêu

cầu khác nhau.
• Mối đối tượng có các đặc trưng vật lý khác nhau (trọng
lượng, kích thước …)


2.2. Hệ thống đo lường
H thng o lng là t hp các trang thiết bị nhằm tiếp nhận, biến
đổi, truyền dẫn, xử lý, hiển thị, ghi lại các tín hiệu thông tin về sự biến
đổi của đối tượng đo

Hệ thống đo trong thí nghiệm ô tô là hệ thống đo lường các đại
lượng không điện bằng phương pháp điện

8


2.2.1 Các thành phần chính của hệ thống đo
Tip nhn tớn hiu (Cỏc cảm biến)
- Truyền dẫn, khuếch đại, biến đổi tín hiệu
- Hiển thị kết quả đo
- Ghi, lưu tr kết quả đo
- Hệ thống điều khiển
- Cung cấp nng lượng
2.2.2 Các đặc tính cơ bản của hệ thống đo
a. ặc tính tĩnh của hệ thống đo
b. ặc tính động của hệ thống đo

9

a. ặc tính tĩnh: là các tính chất, thuộc tính của hệ thống đo không
phụ thuộc vào thời gian thực hành thí nghiệm.
ặc tính tĩnh của hệ thống đo bao gồm:

- Cấp chính xác của thiết bị đo
- ộ biến động của chỉ số dụng cụ đo
- ộ nhạy của hệ thống đo
- Giới hạn đo được
- Khả nng chịu quá tải của thiết bị đo
- Tiêu hao nng lượng riêng của hệ thống đo
10


b. ặc tính động ca dụng cụ đo là các tính chất, thuộc
tính của hệ thống đo bị biến đổi theo thời gian tiến
hành thí nghiệm
Các đặc tính động bao gồm:
- ặc tính quá trinh quá độ
- ặc tính tần số
- Hàm truyền đạt

11


Đặc tính quá trình quá độ

Science, Measurement, Uncertainty and
Error

12

Đặc tính tần số: theo thời gian tín hiệu ra sai lệch so với
tín hiệu vào cả về biên độ và pha

Đặc tính độ trượt pha

Đặc tính biên độ - pha

13


2.2.3 Cảm biến
Cảm biến là thiết bị tiếp nhận trực tiếp tín hiệu về trạng thái của
đối tượng đo và biến đổi chúng thành tín hiệu điện

Hai thành phần chính của cảm biến:
+ Phần tiếp nhận tín hiệu
+ Phần mạch chuyển đổi


Thí nghiệm ô tô
2.2.3.1 Phân loại cảm biến
• Theo công dụng có các loại cảm biến sau:
- Cơ
- Nhiệt
- Quang
- Hóa
• Theo nguyên lý biến đổi đại lượng không điện thành đại
lượng điện có:

- Nhóm máy phát điện: các đại lượng không điện của đối
tượng cần đo được biến sức điện động hoặc dòng điện.
Nhóm này không cần nguồn điện vì chính bản thân cảm
biến là nguồn điện. Ví dụ: cảm biến thạch anh
- Nhóm thông số: các đại lượng không điện của đối tượng
cần đo làm biến đổi một vài thông số của cảm biến như
điên trở (R), điện dung (C), điện cảm (L)


Thí nghiệm ô tô
2.2.3.2 Nguyên tắc chọn cảm biến
Nguyên tắc chung: dựa trên đặc tính của cảm biên và tính chất
của đại lượng cần đo
Cụ thể là:
a. Hàm đơn trị giữa đại lượng cần đo x và tín hiệu đầu ra của
cảm biến y. Tốt nhât là hàm tuyến tính y =f(x)
b. Khoảng thay đổi biên độ và tần số của đại lượng cần đo và
đặc tính, biên độ cua cảm biến
c. Độ nhạy của cảm biến (phản ánh kịp thời thay đổi của đại
lượng cần đo.
- Độ nhạy tuyệt đối = Δy/Δx
- Độ nhạy tương đối = (Δy/y)/(Δx/x)
d. Sai số tĩnh và sai số động của cảm biến
e. Độ nhạy của cảm biến với các yếu tố môi trường như nhiệt
độ, độ ẩm, độ rung ồn, vv gây lên sai số phụ
f. Kích thước, khối lượng, độ phức tạp và phương pháp lắp
cảm biến lên chi tiết đo


Thí nghiệm ô tô

2.2.3.3 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của một số cảm biến
a. Cảm biến cảm ứng từ
• Cấu tạo:

- Nam châm
- Khung dây
- Cổ góp

• Nguyên lý làm việc:

- e là sức điện đông
- W là số vòng dây
- dΦ/dt là tốc độ biến thiên từ thông qua khung dây


Thí nghiệm ô tô
• Ứng dụng

- Đo vận tốc góc của trục quay
- Đo tốc độ và gia tốc chuyển động thẳng của ô tô
( Đại lượng không điện của đối tượng cần đo là vận tốc
góc, vận tốc dài và gia tốc. Đại lượng điện là sức điện
động và tần số sức điện động)


Thí nghiệm ô tô
b. Cảm biến điện áp
• Cấu tạo

1. Vỏ

2. Các tấm thạch anh
3. Các tấm thạch anh
4. Nắp
5. Viên bi
6. Dây nối
• Nguyên lý làm việc

Q = k.P
- Q là điện lượng tạo ra khi tác động lực lên tấm thạch anh
- k là hằng số xác định độ nhạy của cảm biến
- P là lực tác động


Thí nghiệm ô tô
• Ứng dụng

 Ưu điểm:
- Quan hệ tuyến tính giưa P và Q
- Hằng số k ổn định ở nhiệt độ cao t0 =3500C
- Điện trở suất lớn
- Độ bền và độ cứng cao
 Đo lực
 Đo áp suât động cơ đốt trong


Thí nghiệm ô tô
c. Cảm biến điện cảm
• Cấu tạo

 Loại đơn

1. lõi thép
2. Cuộn dây
3. Phần ứng
 Loại ghép
Là hai cảm biến điện cảm loại
loại đơn ghép lại


Thí nghiệm ô tô
• Nguyên lý làm việc

 Nguyên lý làm việc dựa trên sự thay đổi cảm kháng của
cảm biến khi đại lượng cần đo thay đổi
 Cảm biến đơn có kết cấu đươn giản nhưng ít được sử dụng
vì khe hở δ và trở kháng không thay đổi theoo qui luật
tuyến tính mà theo qui luật hy-pec-bol. Ngoài ra, nó còn bị
ảnh hưởng của nhiệt độ, sự thay đổi điện áp và tần số của
nguồn điện
 Cảm biến điện cảm loại ghép (loai vi sai) có ưu điểm:
- I = f(δ)
- Độ nhạy cao
- Công suất lớn ( không cần khuyếch đại)
• Ứng dụng

 Đo độ võng của trục và bán trục (khi nghiên cứu độ cứng
vững của cầu chủ động)
 Đo lực ở mooc kéo
 Đo mô men quay ở các đăng

Thí nghiệm ô tô
d. Cảm biến điện dung
• Cấu tạo

Tụ phẳng

Tụ xoay

Tụ hình trụ

• Nguyên lý làm việc: dựa trên sự thay đổi điện môi của tụ

điện theo đại lượng cần đo
- Tụ phẳng C = ε.d/S = ε.d/(B.h) = f(h)
- Tụ xoay C = f(φ)
- Tụ hình trụ C = 2πl/ln(Dng/Dtr) = f(l)
• Ứng dụng
Đo sự dịch chuyển


Thí nghiệm ô tô
e. Cảm biến từ đàn hồi
• Cấu tạo


Thí nghiệm ô tô
• Nguyên lý làm việc

- Dựa trên sự thay đổi cảm ứng từ của vật sắt từ khi có
lực tác dụng lên cảm biến

- Dưới tác dụng của lực P, cảm ứng từ của lõi săt thay đổi
dẫn dến sự thay đổi tổng trở Z của cuộn dây
- Ta U1 = Const, U2 = f(Z) = f(P)
• Ứng dụng

- Đo lực, áp suất và ứng suất