KHẢO sát BĂNG THỬ PHANH PHÒNG THÍ NGHIỆM AVL

Khảo sát băng thử phanh tại phòng thí nghiệm AVL
LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phát triển của nền Kinh tế, Khoa học - Công nghệ, ngành Ôtô đang có
những bước phát triển lớn mạnh để phù hợp với nhu cầu và thị hiếu của người tiêu dùng.
Bên cạnh việc tạo ra nhiều mẫu mã, kiểu dáng đẹp, sang trọng, tính tiện nghi cao, hợp giá
thành hay những cái tiến về tốc độ, về bảo vệ môi trường… thì vấn đề an toàn cho người
sử dụng đang là một trong những mối quan tâm hàng đầu. Từ thực tiễn của nước ta, vấn đề
an toàn giao thông đang là mối lo chung của toàn xã hội. Một trong những yếu tố liên quan
trực tiếp của ngành Cơ khí Động lực và sự an toàn của người tiêu dùng là hệ thống phanh.
Với mục đích đảm bảo an toàn cho người sử dụng, việc chẩn đoán, kiểm tra, bảo
dưỡng sửa chữa hệ thống phanh đòi hỏi phải có những thiết bị máy móc chuyên dụng có
độ chính xác, tính tin cậy cao. Xuất phát từ thực tế này, tôi chọn đề tài “Khảo Sát Băng
Thử Phanh Phòng Thí Nghiệm AVL“, một thiết bị liên quan đến việc kiểm tra, chẩn đoán
hệ thống phanh.
Được sự hướng dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn, em đã hoàn thành đồ án
được giao, mặc dù vậy vẫn còn nhiều thiếu sót kính mong quý thầy cô, anh chị và bạn bè
góp ý xây dựng. Em xin chân thành cảm ơn!
Đà Nẵng, ngày tháng năm 2008
Sinh viên thực hiện:
Hồ Đình Minh Ngọc

1


Khảo sát băng thử phanh tại phòng thí nghiệm AVL

MỤC LỤC
Trang
1. Mục đích, ý nghĩa đề tài...............................................................4
2. Tổng quan về băng thử phanh.....................................................5
2.1. Công dụng của băng thử phanh...............................................5

2.2. Yêu cầu cửa băng thử phanh....................................................5
2.3. Phân tích một số loại băng thử phanh......................................5
•.......................................... 2.3.1. Phân loại bệ thử phanh
5
•................................ 2.3.2. Phân tích một số loại bệ thử
6
2.3.2.1. Băng thử kiểu sàn di động.................................................................6
2.3.2.2. Băng thử kiểu băng tải -tang quay....................................................8
2.3.2.3. Băng thử kiểu quán tính (con lăn cao tốc).........................................9
2.3.2.4. Băng thử kiểu hộp giảm tốc cân bằng.............................................11
2.3.2.5. Băng thử kiểu động cơ cân bằng.....................................................12
2.3.2.6. Băng thử kiểu con lăn có cảm biến đo lực......................................13
3. Khảo sát băng thử phanh tại phòng thí nghiệm AVL.................14
3.1. Xuất xứ băng thử....................................................................14
3.2. Cấu tạo của băng thử.............................................................14
•...3.2.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của băng
thử

15
•............................... 3.2.2. Khảo sát hệ dẫn động cơ khí
21

3.2.2.1. Động cơ điện...................................................................................21
3.2.2.2. Hộp giảm tốc:.................................................................................22
3.2.2.3. Bộ truyền xích:...............................................................................23
Xác định bước xích t....................................................................................24
Xác định số mắt xích X...............................................................................25
Tính các kích thước của đĩa xích.................................................................26
Bộ truyền xích giữa hai con lăn:....................................................27
3.2.2.4. Cặp con lăn và con lăn quay trơn....................................................29

3.2.2.4.1.Cặp con lăn...............................................................................29
3.2.2.4.2.Con lăn quay trơn......................................................................31
•.................................... 3.2.3. Các thiết bị đo (cảm biến)
31
3.2.3.1. Sơ lược các loại thiết bị đo..............................................................31
3.2.3.2. Cảm biến đo lực phanh...................................................................32
3.2.3.2.1. Nguyên lý chung......................................................................32
3.2.3.2.2. Tính chất của chuyển đổi điện trở lực căng..............................34
2


Khảo sát băng thử phanh tại phòng thí nghiệm AVL
3.2.3.2.3. Mạch đo...................................................................................35
3.2.3.2.3. Sai số và phạm vi ứng dụng.....................................................37
•............................................ 3.2.4. Cảm biến trọng lượng
37
•..................................................... 3.2.5. Cảm biến vận tốc
39
3.2.5.1. Chọn loại cảm biến.........................................................................39
3.2.5.2.Cấu tạo và nguyên lý hoạt động.......................................................39
3.3 Các thông số kỹ thuật chính....................................................42
3.4. Khả năng đo của băng thử......................................................43
4. Khai thác và sử dụng băng thử..................................................43
4.1. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng quá trình phanh..................43
•................................ 4.1.1. Gia tốc chậm dần khi phanh
43
•........................................................ 4.1.2. Thời gian phanh
45
•............................................... 4.1.3. Quảng đường phanh
46

•........................................................ 4.1.4. Lực phanh riêng
48
•...........................................4.1.5. Giản đồ phanh thực tế
48
•......4.1.6. Tiêu chuẩn kiểm tra phanh của Việt Nam
50
4.2. Quy trình thử trên băng thử....................................................51
•........................................................... 4.2.1. Kiểm tra sơ bộ
51
•....................................................... 4.2.2. Trình tự kiểm tra
52
4. 2. 2. 1. Chuẩn bị.......................................................................................52
•...- Quan sát kiểm tra mức độ an toàn xung quanh
băng thử. Khi đã đảm bảo an toàn, ta bắt đầu tiến hành làm thí
nghiệm...........................................................................................52
4. 2. 2. 2. chọn chế độ kiểm tra....................................................................52
3


Khảo sát băng thử phanh tại phòng thí nghiệm AVL
4. 2. 2. 3. thao tác kiểm tra...........................................................................53
•..................................4.2.3 Kết quả đo và xử lý kết quả
54
5. Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật hệ thống phanh thông qua kết
quả kiểm tra trên băng thử............................................................60
5.1. Hiệu quả phanh tốt.................................................................60
5.2. Hiệu quả phanh kém...............................................................60
5.3. Bó phanh................................................................................65
6. Tính toán kiểm nghiệm băng thử phanh tại phòng thí nghiệm
AVL.................................................................................................66

6.1. Xác định bán kính bánh xe.....................................................66
6.2. Xác định tải lớn nhất cho phép...............................................72
7. Kết luận.....................................................................................73
TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................74

1. Mục đích, ý nghĩa đề tài
Để đảm bảo sự an toàn cho người sử dụng ôtô, phanh là hệ thống rất quan
trọng, vì vậy việc kiểm tra hệ thống phanh cần phải có thiết bị chính xác, tính tin
cậy cao. Nhằm hiểu rõ hơn về vấn đề này, em tiến hành khảo sát thiết bị Băng Thử
Phanh Phòng Thí Nghiệm AVL, đó là mục đích của đề tài.
4


Khảo sát băng thử phanh tại phòng thí nghiệm AVL
Đề tài này còn có ý nghĩa đối với các bạn sinh viên ngành Cơ khí Động lực
và với những ai quan tâm đến thiết bị kiểm tra phanh ôtô, là cơ sở để tự thiết kế
những thiết bị có nhiều ưu điểm hơn, là tài liệu để nâng cấp, phục hồi sửa chữa
băng thử giúp cho việc sử dụng có hiệu quả hơn.
2. Tổng quan về băng thử phanh
2.1. Công dụng của băng thử phanh
Bệ thử phanh là thiết bị tĩnh tại được thiết kế nhằm mục đích đánh giá hiệu
quả hệ thống phanh thông qua việc đo thông số trong quá trình phanh trên các bánh
xe. Tuỳ theo loại bệ thử mà ta có phương pháp đo đạc tính toán để ra kết quả khác
nhau.
2.2. Yêu cầu cửa băng thử phanh
Một bệ phanh được thiết kế hoàn chỉnh cần phải đảm bảo các yêu cầu đặt ra
như sau:
- Về giá thành và kết cấu: bệ thử phanh phải có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo,
giá thành có thể chấp nhận được, kết cấu bền vững chắc chắn.
- Về độ chính xác: lực phanh phải phản ánh lên lực kế hoặc đồng hồ hiển thị

phải đảm bảo độ chính xác, không phụ thuộc vào yếu tố chủ quan.
- Về sử dụng điều chỉnh: vận hành bệ thử đơn giản, dễ dàng, thời gian thử
ngắn, chất lượng thử đạt yêu cầu.
- Về tính vạn năng: đo được nhiều chủng loại xe khác nhau với các kích
thước chiều rộng cơ sở và các kiểu kích thước lốp khác nhau, tải trọng khác nhau
trong phạm vi quy định.
- Về chức năng đánh giá: xác định được nhiều yếu tố đánh giá hiệu quả
phanh: lực phanh, quãng đường phanh, thời gian phanh..v.v. của mỗi bánh xe trên
cùng một cầu và tính đồng thời phanh của các bánh xe.
- Điều kiện làm việc của nhân viên vận hành, tính an toàn của thiết bị: bệ thử
phanh phải đảm bảo an toàn khi đang hoạt động, điều kiện làm việc của nhân viên
được đảm bảo như: ô nhiễm, tiếng ồn ..vv...
- Ngoài ra bệ thử phải có kích thước nhỏ gọn để giảm diện tích bố trí cần
thiết trong nhà xưởng, dễ bảo quản, tránh mưa nắng xuống bệ thử và các nhân viên
kiểm tra xe.
2.3. Phân tích một số loại băng thử phanh
2.3.1. Phân loại bệ thử phanh
Theo phương pháp tạo lực phanh, chia ra các loại sau:
- Bệ thử dùng động năng của xe:
Bệ thử này dùng nguyên lí hấp thụ động năng của ô tô khi phanh (bệ thử kiểu
sàn di động). Động năng này có giá trị gần bằng động năng chuyển động của ô tô ở
tốc độ phanh xác định. Do thử ở tốc độ xác định nên kết quả khó chính xác, không
an toàn.
- Bệ thử dùng năng lượng động cơ điện:
Bệ thử kiểu này dựa vào công suất của động cơ điện để dẫn động làm quay
bánh xe (tang quay hoặc con lăn quay), kết quả thử không phụ thuộc vào công suất
5


Khảo sát băng thử phanh tại phòng thí nghiệm AVL

động cơ điện mà phụ thuộc vào các cơ cấu đo (cảm biến gia tốc phanh, cảm biến
lực phanh..vv...) nên kết quả đo đảm bảo tính chính xác.
Bệ thử này tiêu tốn năng lượng nhiều do sử dụng công suất động cơ điện để
thắng lực cản do phanh, nhưng cho kết quả chính xác, đảm bảo an toàn khi thử xe.
- Bệ thử dùng khối lượng quán tính:
Bệ thử kiểu này cũng dùng động cơ điện để dẫn động nhưng có gắn thêm bánh
đà ở các tang quay hoặc con lăn quay nhằm mục đích tăng mômen quán tính của
con lăn. Khi phanh nguồn năng lượng dẫn động được ngắt, lực phanh đo được
thông qua việc đo mômen quán tính nên kết quả phụ thuộc vào mômen quay của
bánh đà.
Bệ thử loại này tiêu tốn năng lượng ít hơn do khi phanh chỉ sử dụng năng
lượng của bánh đà, nhưng khi thay đổi tải trọng thử phải tính lại mômen của bánh
đà nên rất tốn thời gian. Loại bệ thử này chỉ phù hợp với loại bệ thử chuyên dùng
cho một vài loại xe xác định.
Theo kết cấu và nguyên lý làm việc, bệ thử phanh được chia ra:
- Bệ thử kiểu tấm.
- Bệ thử kiểu tang quay hoặc con lăn quay gồm:
+ Bệ thử kiểu tang quay hoặc con lăn quay tốc độ chậm.
+ Bệ thử kiểu tang quay hoặc con lăn quay tốc độ nhanh.
Theo sự kiểm tra đồng thời ở các bánh xe, bệ thử chia ra:
- Bệ thử kiểm tra phanh ở một bánh xe.
- Bệ thử kiểm tra phanh ở hai bánh xe.
- Bệ thử kiểm tra phanh ở ba bánh xe.
- Bệ thử kiểm tra phanh ở đồng thời tất cả các bánh xe.
Ngoài ra, tuỳ theo kết cấu, phương pháp đo và các trang thiết bị phụ người ta
còn các phân loại khác
2.3.2. Phân tích một số loại bệ thử
Theo phương pháp tạo lực phanh, chia ra các loại sau:
2.3.2.1. Băng thử kiểu sàn di động
3

4
2
5

1

6

6


Khảo sát băng thử phanh tại phòng thí nghiệm AVL
Hình 2-1 Bệ thử kiểu sàn di động
1. Lực kế; 2. Con lăn; 3. Ô tô thử; 4. Sàn ma sát; 5. Đường ray; 6. Dầm ngang.
Nguyên lý làm việc:
Cho xe chạy với tốc độ kiểm tra đi vào sàn ma sát 4, khi các bánh xe vào hẳn
trong sàn thì người lái tiến hành đạp phanh. Lực phanh tác động vào sàn ma sát làm
sàn chuyển động theo, nhờ hệ thống con lăn 2. Sàn ma sát lại được gắn vào một đầu
của lực kế, còn đầu kia được nối vào dầm cố định. Do đó khi sàn chuyển động sẽ
kéo lực kế từ đó ta biết được giá trị Pkmax tác dụng vào lực kế.
Giá trị lực phanh Pp:
Pp = G0.j
Pp = Pkmax + Pf + Pj
Trong đó:
- Go: trọng lượng ô tô thử.
- j: gia tốc chậm dần khi phanh.
- Pkmax: lực lớn nhất tác dụng vào lực kế.
- Pf: lực cản lăn của sàn xe.
- Pj: lực quán tính chuyển động của sàn xe.
Muốn xác định được Pp chính xác thì ta phải xác định chính xác các lực P kmax,

Pf, Pj. Trong đó ta xác định được:
* Pkmax: đọc theo giá trị được ghi trên lực kế.
* Lực cản lăn ta xác định như sau: Pf = Gs.f
Trong đó:
- Gs: trọng lượng toàn bộ sàn.
- f: hệ số cản lăn giữa con lăn và ray:
Pj =

G
.j
g

Trong đó:
- G: trọng lượng toàn bộ sàn.
- j: gia tốc dịch chuyển của sàn.
Lực Pj phụ thuộc vào vận tốc thử nên rất khó xác định, chính vì vậy, phương
pháp này không cho kết quả chính xác.
• Ưu nhược điểm chính:
* Ưu điểm:
- Kết cấu bệ thử đơn giản.
- Chế tạo sàn, lực kế, con lăn v.v… dễ dàng.
* Nhược điểm:
- Kết quả không chính xác, phụ thuộc vào vận tốc thử.
- Chỉ đo được đồng thời tổng lực phanh của tất cả các bánh xe. Nên việc điều
chỉnh lực phanh giữa các bánh xe là không thể được.
- Không xác định được các chỉ tiêu phanh còn lại.
- Bệ thử có kích thước lớn.
- Phương pháp thử không an toàn, do chất lượng hệ thống phanh của xe thử
chưa xác định được và đòi hỏi thao tác phải chính xác.

7


Khảo sát băng thử phanh tại phòng thí nghiệm AVL
- Kết quả không chính xác nên phải thử nhiều lần vì vậy không kinh tế.
2.3.2.2. Băng thử kiểu băng tải -tang quay

1

2

3

4
Hình 2-2 Bệ thử kiểu băng tải- tang quay.
1. Lực kế; 2. Băng tải; 3. Ô tô thử; 4. Tang quay.
Nguyên lý làm việc :
Cho hai bánh xe ô tô đi vào băng tải 2, móc kéo sau xe được móc vào một đầu
lực kế còn đầu kia của lực kế được móc vào vị trí cố định. Cho động cơ làm việc,
thông qua hệ thống truyền lực, băng tải 2 chuyển động làm bánh xe quay, khi bánh
xe quay với tốc độ ổn định người lái tiến hành đạp phanh. Giữa băng tải và bánh xe
xuất hiện lực phanh Pp, lực này có tác dụng đẩy xe về phía trước và kéo lực kế, lực
kế cho biết giá trị của lực phanh Pp .
• Ưu nhược điểm chính:
* Ưu điểm:
- Kết cấu bệ thử đơn giản, gọn nhẹ.
- Lực phanh được phản ánh chính xác lên lực kế.
- Có thể đặt bệ thử trong nhà nên ít phụ thuộc thời tiết.
- Bảo đảm an toàn trong việc thử xe.
* Nhược điểm:

- Chỉ xác định được lực phanh đồng thời của hai bánh xe, do vậy việc điều
chỉnh lực phanh đều giữa hai bánh xe không thực hiện được.
- Không ổn định khi thử vì độ cứng vững của băng tải rất kém dẫn đến thiếu
chính xác đo.
- Băng tải dễ bị hỏng nên phải thay liên tục gây tốn kém và làm gián đoạn
công việc.
- Không sát điều kiện thực tế làm việc của ô tô.
8


Khảo sát băng thử phanh tại phòng thí nghiệm AVL

2.3.2.3. Băng thử kiểu quán tính (con lăn cao tốc)

11

02

01

03

04

05

09

08
06

Hình 2-3 Bệ thử kiểu quán tính.
1. Con lăn ma sát; 2. Bộ truyền xích giữa 2 con lăn; 3. Ly hợp; 4. Hộp giảm tốc;
5. Bộ truyền xích giữa động cơ và hộp giảm tốc; 6. Động cơ điện;
8. Bánh xe kiểm tra; 9. Cảm biến tốc độ; 11.Bánh đà.
Nguyên lý làm việc:
Cho các bánh xe thử đi vào các con lăn ma sát 1, khởi động động cơ điện 6,
động cơ điện kéo các con lăn ma sát 1 quay làm bánh xe kiểm tra 8 quay. Khi bánh
xe kiểm tra 8 quay đạt vận tốc thử, người lái xe tiến hành đạp phanh. Ở thời điểm
này, ly hợp 3 ngắt dẫn động từ động cơ điện đến con lăn ma sát, nghĩa là các bánh
xe quay tự do cùng với cặp con lăn. Đồng thời ở thời điểm bắt đầu phanh, các cảm
biến được đóng để ghi lại số vòng quay của con lăn để xác định quãng đường
phanh.
Khi đo hiệu quả phanh trên bệ thử cần căn cứ vào các quan hệ sau đây:
- Nếu ô tô chuyển động trên đường với vận tốc cho trước có động năng:
Ed =

1
1
× m × V 02 + × ∑ J k × ω k2
2
2

Trong đó:
- m: khối lượng ôtô.
- ∑ J k : tổng các mômen quán tính các khối lượng chuyển động quay
quy về bánh xe.
- ωk: vận tốc góc của bánh xe.
- Vo: vận tốc lúc bắt đầu phanh.
Khi phanh ôtô trên đường với vận tốc lúc bắt đầu phanh V 0 đến khi dừng hẳn,

ta tính quãng đường phanh như sau:
Ta có:

9


Khảo sát băng thử phanh tại phòng thí nghiệm AVL
dSpd = Vdtp ⇒ S pd = ∫ V .dt p ⇒S pd

V02
V .dV
=∫
=
.
2.J p
J pd
Vo
V1

Vì:

V1 = 0.
ϕ .g
Với
Jpd =
δi
Trong đó:
- Jpd: gia tốc phanh khi phanh trên đường.
- δi: hệ số tính đến ảnh hưởng của các khối lượng quay của ôtô.
Lực phanh của ô tô lúc đó là:



Ppd = Jpd  m +


Suy ra:

Sp =

m+

∑J
2
d

r

∑J
2
d

r

2.Ppd

k







k

.V02

.

Trong đó:
- rd: bán kính động học của bánh xe.
Động năng khi thử xe trên bệ thử con lăn quán tính sẽ là:
EB =

1
2

( ∑ J .ω + ∑ J
v

2
v

k

.ω k2 + J dc. .ω dc2

)

Trong đó:
- ∑ J v : mômen quán tính khối lượng của các con lăn và bánh đà.

- ωv: vận tốc góc của các con lăn.
- Jdc: mômen quán tính khối lượng của rotor động cơ điện.
- ωdc: vận tốc góc của động cơ điện.
Nếu ta coi ωv = ωdc, ta có thể viết:
EB =

1
2

[∑ J

k

.ω k2 + ( ∑ J v +J dc ).ω v2

]

Tổng lực phanh đo được trên bệ thử có công thức:
PpB = JpB

Jc
rd2

Quãng đường phanh đo được trên bệ thử quán tính được xác định từ công
thức:
Vo2
Jc
=
.Vo2
Sp =

2
2.J PB 2.rd .PpB

Trong đó:
- JpB: gia tốc phanh trên bệ thử quán tính.
- Jc: mômen quán tính khối lượng của các chi tiết chuyển động quay
và của bánh xe ôtô.
Jc =

1

∑ J k + i 2

(∑ J

v


+J dc ) 


Với:

10


Khảo sát băng thử phanh tại phòng thí nghiệm AVL
ωk
ωv
• Ưu nhược điểm chính:

* Ưu điểm:
+ Xác định được nhiều yếu tố đánh giá hiệu quả phanh:
i=

- Đo được trị số quãng đường phanh của mỗi bánh xe.
- Lực phanh của mỗi bánh xe.
+ Giảm được công suất của động cơ điện dẫn động.
* Nhược điểm:
- Thiết bị đo lường tương đối khó kiếm.
- Khi thay đổi tải trọng xe phải tính lại mômen quán tính của bánh đà, do đó
rất phức tạp.
2.3.2.4. Băng thử kiểu hộp giảm tốc cân bằng.

01

02

03

04

05

07
08

06

Hình 2-4 Bệ thử kiểu hộp giảm tốc cân bằng.
1. Con lăn ma sát; 2. Bộ truyền xích giữa 2 con lăn; 3. Li hợp;

4. Hộp giảm tốc cân bằng; 5. Bộ truyền xích từ động cơ điện đến hộp giảm tốc; 6.
Động cơ điện; 7. Cảm biến lực phanh; 8. Bánh xe kiểm tra.
Nguyên lý làm việc:
Cho bánh xe thử đi vào bốn con lăn ma sát 1, khởi động động cơ điện 6,
thông qua hệ thống truyền lực dẫn động con lăn ma sát quay làm cho bánh xe kiểm
tra 8 quay theo. Khi bánh xe quay với tốc độ ổn định, người lái tiến hành đạp
phanh, mômen phanh của bánh xe sẽ tác động lên hai con lăn làm các con lăn cũng
bị hãm lại, con lăn chủ động dừng làm cho bánh răng bị động cấp chậm dừng,
trong khi đó động cơ điện vẫn truyền mômen đến bánh răng chủ động cấp nhanh.
Bánh răng chủ động cấp chậm dẫn động bởi động cơ điện lúc này có xu hướng
quay hành tinh quanh bánh răng bị động cấp chậm, chuyển động hành tinh này sẽ
kéo hộp giảm tốc xoay đi một góc với một mô men cân bằng M h. Mômen này chính
bằng mômen phanh của bánh xe kiểm tra 8. Để đo mômen này người ta dùng các cơ
11


Khảo sát băng thử phanh tại phòng thí nghiệm AVL
cấu đo khác nhau: điện, thuỷ lực, cơ khí..v..v.. gắn vào tay đòn của hộp giảm tốc cân
bằng.
• Ưu nhược điểm chính:
* Ưu điểm:
- Xác định được mômen phanh trên mỗi bánh xe, mức độ chênh lệch mômen
phanh ở các bánh xe trên một cầu và tổng mômen phanh trên tất cả các bánh xe.
- Cho kết quả nhanh, thuận tiện cho người sử dụng.
- Hộp cân bằng có thể cải tiến từ hộp số ô tô.
- Có thể lắp đặt được cơ cấu đo thời gian và cơ cấu đo quãng đường phanh.
- Kết cấu chắc chắn.
* Nhược điểm:
- Tiêu tốn công suất của động cơ điện nhiều hơn so với bệ thử kiểu quán tính.
- Động cơ thường xuyên phải làm việc quá tải.

2.3.2.5. Băng thử kiểu động cơ cân bằng
10

01

02

03

04
05

06
09

08

07

Hình 2-5 Bệ thử kiểu động cân bằng.
1. Con lăn ma sát; 2. Bộ truyền xích giữa 2 con lăn; 3. Ly hợp; 4. Hộp giảm tốc;
5. Bộ truyền xích từ động cơ đến hộp giảm tốc; 6. Động cơ điện;
7. Cảm biến lực phanh; 8. Bánh xe kiểm tra; 9. Cảm biến tốc độ; 10. Bánh đà.
Nguyên lý làm việc:
Cho bánh xe đi vào các con lăn ma sát 1 (mỗi bánh xe đi vào hai con lăn), cho
động cơ điện 6 làm việc, mômen truyền từ động cơ qua bộ truyền xích 5, qua hộp
giảm tốc 4, li hợp 3 đến con lăn ma sát chủ động. Các con lăn ma sát quay làm bánh
xe kiểm tra quay theo.
Khi bánh xe kiểm tra quay với tốc độ ổn định, người lái đạp phanh, mômen
phanh của bánh xe sẽ tác động lên hai con lăn ma sát 1, làm các con lăn này bị hãm

lại, qua hệ thống truyền lực làm cho rôto động cơ điện dừng, trong khi đó nguồn
điện vẫn cấp vào cho động cơ điện, qua lực từ trường làm stato quay quanh trục của
nó một góc với một mômen cân bằng M h. Mômen này chính bằng mômen phanh

12


Khảo sát băng thử phanh tại phòng thí nghiệm AVL
của bánh xe. Để đo mômen phanh này người ta dùng phương pháp đo khác nhau:
điện, thuỷ lực, cơ khí..v..v..
• Ưu nhược điểm chính:
* Ưu điểm:
- Xác định được mômen phanh trên mỗi bánh xe, mức độ chênh lệch mômen
phanh ở các bánh xe trên một cầu và tổng mômen phanh trên tất cả các bánh xe.
- Cho kết quả nhanh, thuận tiện cho người sử dụng.
- Hộp cân bằng có thể cải tiến từ hộp số ô tô.
- Có thể lắp đặt được cơ cấu đo thời gian và cơ cấu đo quãng đường
phanh..vv..một cách thuận tiện.
- Hệ thống điều khiển nhẹ nhàng.
* Nhược điểm:
- Tiêu tốn công suất của động cơ điện nhiều hơn so với bệ thử kiểu quán
tính.
- Do mômen phanh đo được truyền qua nhiều cấp trung gian của hộp giảm
tốc và bộ truyền xích nên đã làm giảm độ chính xác.
- Kết cấu cồng kềnh hơn so với bệ thử hộp giảm tốc cân bằng.
- Việc thiết kế phần động cơ cân bằng rất khó thực hiện, phức tạp.
2.3.2.6. Băng thử kiểu con lăn có cảm biến đo lực

04

03

01

07
09
12
06

08

02

Hình 2-6 Bệ thử kiểu con lăn có cảm biến đo lực.
1. Con lăn ma sát; 2. Bộ truyền xích giữa 2 con lăn; 3. Li hợp;
4. Hộp giảm tốc; 6. Động cơ điện; 7. Cảm biến lực phanh; 8. Bánh xe thử.
9. Cảm biến tốc độ; 12. Bộ truyền bánh vít trục vít.
Nguyên lý làm việc:
Cho các bánh xe trên cùng một cầu đi vào các con lăn ma sát 1, bật cầu dao
cho động cơ 6 làm việc, mômen từ động cơ điện truyền qua hộp giảm tốc 4 đến li
hợp 3 và đến con lăn ma sát chủ động. Thông qua bộ truyền xích 2 con lăn chủ

13


Khảo sát băng thử phanh tại phòng thí nghiệm AVL
động quay sẽ làm con lăn bị động quay theo cùng với vận tốc góc, các con lăn quay
sẽ làm bánh xe cần kiểm tra quay theo.
Khi bánh xe kiểm tra 8 quay ổn định, người lái tiến hành đạp phanh, mômen
phanh sẽ tác động vào cặp bánh răng nhỏ thông qua con lăn chủ động và làm dịch

chuyển đòn tác động vào cảm biến 7. Lúc đó đồng hồ đo sẽ cho biết kết quả giá trị
lực phanh của từng bánh xe. Cảm biến 7 bắt đầu hoạt động nhờ tín hiệu điều khiển
từ cảm biến vận tốc 9, tức là lúc tốc độ vòng giảm thì mới có tín hiệu.
Để tạo thuận tiện cho xe ra vào, bệ thử có trang bị hệ thống nâng hạ bằng khí
nén.
• Ưu nhược điểm chính:
* Ưu điểm:
- Hệ thống điều khiển đơn giản, thuận tiện cho người sử dụng.
- Kết cấu gọn, chắc chắn, độ tin cậy cao.
- Cho kết quả chính xác, nhanh của từng bánh xe, mức độ chênh lệch lực
phanh của từng bánh xe trên một cầu và tổng lực phanh trên tất cả các bánh xe.
- Thời gian thử ngắn và thử được nhiều loại xe khác nhau với tải trọng khác nhau.
* Nhược điểm:
- Việc chế tạo cảm biến đo lực phanh của từng bánh xe phức tạp, giá thành
cao.
- Hộp giảm tốc có bộ truyền trục vít- bánh vít nên phải dùng vật liệu đắt tiền
(như hợp kim đồng) để làm bánh vít.
3. Khảo sát băng thử phanh tại phòng thí nghiệm AVL
3.1. 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 ô tô và các trạm
sửa chữa sử dụng rất nhiều. Năm 2001 Trung tâm thí nghiệm động cơ và ô tô
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.
3.2. Cấu tạo của băng thử
Băng thử phanh ở phòng thí nghiệm động cơ và ô tô là băng thử loại quán tính
kiểu con lăn (con lăn). Các lô đuợc kéo nhờ các mô tơ và thông qua hộp giảm tốc.

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.
Phân tích so sánh các kiểu băng thử đã giới thiệu ở trên, tôi nhận thấy băng
thử kiểu hộp giảm tốc cân bằng (Hình 2-4) có nhiều ưu điểm so với các kiểu băng
thử khác như:
14


Khảo sát băng thử phanh tại phòng thí nghiệm AVL
•

Về kết cấu:
Kết cấu gọn chắc chắn hơn các loại băng thử khác như băng thử kiểu sàn di
động, băng thử kiểu băng tải - tang quay và động cơ cân bằng
• Về sử dụng điều chỉnh:
Vận hành băng thử khi thử xe đơn giản, dễ dàng, thời gian thao tác sử dụng
ngắn hơn so với băng thử sàn di động, băng tải tang quay và băng thử kiểu quán
tính.
•

Về tính vạn năng:
Đo được nhiều chủng loại xe khác nhau với các tải trọng khác nhau trong
phạm vi qui định mà không phải có thao tác phức tạp như băng thử kiểu quán tính.
•

Về an toàn khi vận hành:
Yêu cầu an toàn được bảo đảm đối với nhân viên và người lái xe so với băng
thử kiểu sàn di động và băng tải quay.

•

Về kết quả đo:
Một ưu điểm rất quan trọng so với tất cả các loại băng thử khác là nếu dùng
hệ thống đo điện tử (cảm biến đo lực) thay cho lực kế bình thường thì sẽ cho kết
quả nhanh, chính xác, thời gian thử ngắn nên thuận tiện cho người sử dụng. Tuổi
thọ, độ tin cậy của cảm biến đo lực rất cao. Hơn nữa ngày nay khoa học kỹ thuật đã
phát triển rất nhanh, việc thử xe ngày càng nhiều nên dùng hệ thống đo điện tử là rất
cần thiết, nó đảm bảo cho việc lưu trữ, xử lý số liệu, thống kê được nhanh chóng,
tiện lợi và chính xác.
Trong phòng thí nghiệm động cơ và ô tô AVL là băng thử phanh theo kiểu hộp
giảm tốc cân bằng. Đây là loại băng thử dùng năng lượng là động cơ điện không
đồng bộ 3 pha, dạng con lăn hoạt động trên nguyên lý đo mômen cân bằng bằng
cảm biến đo lực, kiểm tra đồng thời hai bánh xe trên một trục.
Để nâng cao tính chính xác của phương pháp đo, băng thử có trang bị thêm
bộ phận cảm biến vận tốc để hổ trợ xử lý kết quả.
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.
3.2.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của băng thử
Sơ đồ bố trí chung của băng thử phanh như trên hình 3-1:

15


Khảo sát băng thử phanh tại phòng thí nghiệm AVL
5. 1. Sơ đồ bố trí chung:
1- Băng Thử Phanh;
2-Tủ điều khiển và đồng
hồ hiển thị;
3- Đường xe chạy vào

băng thử;
4-Băng thử góc đặt bánh
xe;
5- Lớp bêtông;
6Bờ tường.

2

3

6

2

1

5

3
4
16


Khảo sát băng thử phanh tại phòng thí nghiệm AVL
Hình 3-1 Sơ đồ bố trí chung của băng thử phanh
1- băng thử, 2- Đồng hồ hiển thị, 4- thiết bị đo góc đặt bánh xe, 5- bộ rulô,
6- bờ tường
Hệ thống kiểm tra phanh kiểu động cơ điện - hộp giảm tốc cân bằng được
cấu thành bởi ba phần chính: Băng thử, tủ điều khiển và đồng hồ hiển thị:
+ Băng thử:

Cấu tạo của băng thử như hình 3. 2

17


9

Khảo sát băng thử phanh tại phòng thí nghiệm AVL

Hình 3-2 Sơ đồ cấu tạo băng thử phanh.
1- Mô tơ diện; 2- Hộp giảm tốc;3- Các cảm biến đo trọng lượng xe;
4- Cảm biến đo lực phanh;5- Bộ truyền xích; 6- Các con lăn;7- Con lăn quay trơn;
8- Các bánh răng dẫn động; 9-Các cảm biến đo trọng lượng

18


Khảo sát băng thử phanh tại phòng thí nghiệm AVL

9

Băng thử gồm một bộ con lăn bên trái và một bộ con lăn bên phải, hai bộ con
lăn này có kết cấu giống nhau nên ta chỉ xét một bên.
Một bộ con lăn gồm có hai con lăn có kích thước (DxL)190 x 1040 (mm).
Bề mặt ngoài của con lăn được bao phủ bởi một lớp hỗn hợp ma sát tạo độ bám. Hai
đầu được gối vào hai ổ đở tự định tâm, hai con lăn này lắp trên cùng mặt phẳng. Hai
con lăn quay cùng tốc độ. Hai đầu của hai con lăn được găn hai đĩa xích có cùng
đường kính và có cùng số răng. Hai con lăn này liên kết với nhau bằng truyền động
xích.
Hai con lăn này được kéo bởi một mô tơ điện được truyền qua một hộp giảm

tốc. Động cơ điện và hộp giảm tốc gắn liền với nhau và đồng trục, ở phần đuôi động
cơ điện và đầu ra hộp giảm tốc được gắn lên hai ổ đở tự định tâm. Điều này có
nghĩa là cả động cơ và hộp giảm tốc có thể quay tự do quanh đường tâm của nó.
Cảm biến lực phanh một đầu được gắn chặt trên khung băng thử và một đầu gắn
chặt với hộp giảm tốc.
Đầu ra của hộp giảm tốc và đầu của con lăn chủ động được liên kết nhau
băng bộ truyền động xích.
Giữa hai con lăn có một con lăn quay trơn có kích thước (DxL) 50x950 (mm)
có khoan 6 lỗ có đường kính 12 mm. đối diện với các lỗ này bố trí một cảm biến tốc
độ cách bề mặt con lăn quay trơn khoản 1- 2 mm. Cảm biến tốc độ này có tác dụng
đảm bảo an toàn cho mô tơ và lốp xe khi thử xe. Vì khi cảm biến tốc độ này nhận
được tốc độ con lăn quay trơn dừng hẳn thì sẽ báo điều khiển tắt nguồn không cho
mô tơ tiếp tục chay. Toàn bộ cụm chi tiết này được định vị bằng một giảm chấn và
có lắp một lò xo có tác dụng luôn ép con lăn này vào lốp xe thử. Ở bốn góc băng
thử có bố trí bốn cảm biến lực có tác dụng đo trọng lượng của xe thử.
+ Đồng hồ hiển thị:
Cấu tạo đồng hồ hiển thị như hình 3-3:

H1

H2

H3

H4
Hình 3-3 Cấu tạo đồng hồ hiển thị.

19

Khảo sát băng thử phanh tại phòng thí nghiệm AVL

H1- Đồng hồ chỉ thị lực phanh;
H2, H3- Các màn hình tinh thể lỏng;
H4- Các đèn LED.
Đồng hồ hiển thị được bố trí phía trước đầu xe nghiêng một góc để thuận tiện
cho việc quan sát của người kiểm tra.
Cấu tạo của đồng hồ hiển thị gồm:
- Card điều khiển động cơ điện. Bao gồm kim thể hiện cho lực phanh của hai
bánh xe trên một cầu. Mặt đồng hồ hiển thị hai thang đo, thang đo từ 0 đến 6 KN và
thang đo từ 0 đến 30 KN.
- Card điều khiển màn hình tinh thể lỏng LCD. Màn hình tinh thể lỏng LCD
biểu hiện các thông số khác nhau tuỳ theo chế độ hoạt động của thiết bị (ví dụ: Tự
trọng xe trên một cầu, lực phanh riêng, độ lệch lực phanh giữa hai bánh xe trên một
cầu. . . ).
- Card nhận tín hiệu từ remote điều khiển;
- Card nhận tín hiệu từ tủ điều khiển;
- Các đèn báo chế độ làm việc.
+ Tủ điều khiển:
Tủ điều khiển gồm các công tắc chính, bộ nguồn, các rơle điều khiển. .
Ngoài ra, để hổ trợ cho việc in ấn và xử lý kết quả còn bố trí một máy in.
Nguyên lý làm việc:
Xe cho vào băng thử phải đúng 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, lúc này các thiết bị sẵn sàng hoạt động. Theo cầu tạo đã trình bày
ở trên (hình 5.2), do bộ con lăn được đặt trên các cảm biến lực, nên lúc này do trọng
lượng 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 được báo về bộ xử lý trong tủ điều khiển và chuyển thành
giá trị trọng lượng thật hiển thị lên trọng lên màn hình LCD của đồng hồ hiển thị.
Như vậy trọng lượng cân cao hay thấp tuỳ thuộc vào độ cong của cảm biến (8).

Kiểm tra trọng lượng và xác định chế độ thử: Việc xác định chế độ thử sẽ qui
định tốc độ thử, sử dụng các tiêu chuẩn đánh giá cho từng loại xe.
Khi đã cân xong trọng lượng ta nhấn nút START để điều khiển các thiết bị
hoạt động. Tiếp tục bấm nút EIN (Totmann). Động cơ điện lần lượt khởi động kéo
các con lăn quay cùng chiều với chiều tiến của xe.
Rôto của động cơ điện quay, thông qua hộp giảm tốc (2) và các bộ truyền
động xích kéo hai con lăn quay. Do kết cấu của các đĩa xích mà hai con lăn này
quay cùng tốc độ với nhau và kéo bánh xe chuyển động theo. Lúc này bánh xe đóng
vai trò chuyển động kéo con lăn quay trơn quay theo. Để kết quả được in ra ta tiếp
tục bấm nút START.
Khi tốc độ chạy ổn định, người lái bắt đầu đạp phanh. Trong quá trình đạp
phanh, do ma sát giữa bánh xe và con lăn, bánh xe cản lại sự chuyển động của con
lăn làm con lăn quay chậm lại. Sự chuyển động chậm lại này tác động trực tiếp lên
rôto của động cơ điện làm nó quay chậm lại trong khi suất điện động của động cơ
vẫn giữ nguyên. Tốc độ của động cơ điện quay chậm lại sẽ làm tăng sự trượt của

20


Khảo sát băng thử phanh tại phòng thí nghiệm AVL
vectơ quay điện từ của stato và rôto gây nên mômen chống lại sự trượt đó và tác
động ngược lại stato của động cơ điện.
Do stato của động cơ điện có thể quay tự do quanh trục của nó nên lúc này sẽ
dịch chuyển một góc nào đó, stato được bắt chặt với cảm biến lực phanh thông qua
giá chữ T nên nó kéo cảm biến dịch chuyển theo. Một đầu cảm biến bị ngàm chặt
vào khung băng thử nên cảm biến bị uốn cong gây nên sự thay đổi giá trị điện trở
trong cảm biến. Sự thay đổi này được báo về bộ xử lý trung tâm và được chuyển
thành giá trị lực phanh. Giá trị này được thể hiện trên đồng hồ của đồng hồ hiển thị.
Như vậy giá trị lực phanh phụ thuộc vào mức độ uốn cong của cảm biến lực phanh.
Bộ xử lý nhận giá trị lực phanh ở từng bánh xe và tính toán ra độ lệch lực

phanh giữa các bánh xe trên một cầu.
Độ lệch lực phanh giữa hai bánh xe trên một cầu được xác định bằng một hệ
số Kd và được xác định theo công thức sau:
Kd =

Ppp − Ppt
Pmax

Trong đó:
Ppp - Lực phanh tác dụng lên bánh xe bên phải;
Ppt - Lực phanh tác dụng lên bánh xe bên trái;
p

t

Pmax- Lực phanh lớn nhất trong số Pp , Pp .
Như đã đề cập ở phần cấu tạo, trong hệ thống có bố trí con lăn quay trơn
được dẫn động nhờ bánh xe. Ngoài nhiệm vụ an toàn là đóng ngắt công tắc an toàn,
con lăn còn có nhiệm vụ đo hệ số trượt giữa bánh xe và con lăn nhờ một cảm biến
tốc độ gắn đối diện với các lỗ khoan trên con lăn. Nó ngắt đóng điện điều khiển
động cơ điện và lưu lại kết quả tại thời điểm hệ số trượt vượt quá một giá trị cho
phép. Theo tính toán lực phanh đạt giá trị lớn nhất ở độ trượt 20%. Do đó khi phát
hiện bánh xe bên nào trong quá trình phanh tạo độ trượt lớn thì bộ xử lý sẽ ngắt
mạch điều khiển, nhờ đó đảm bảo cho việc đánh giá kết quả sát với điều kiện hoạt
động thực tế của xe.
Phần mềm sẽ xử lý kết quả tổng hợp căn cứ vào tiêu chuẩn đã được cài đặt
để đưa ra kết quả kiểm tra.
3.2.2. Khảo sát hệ dẫn động cơ khí
3.2.2.1. Động cơ điện
Động cơ điện lắp ở băng thử AHS của phòng thí nghiệm AVL là động cơ

điện không đồng bộ ba pha, phù hợp với đặc tính làm việc của băng thử. Động cơ
điện không đồng bộ được sử dụng nhiều trong sản xuất và sinh hoạt vì chế tạo đơn
giản, giá thành rẽ, độ tin cậy cao, vận hành đơn giản, hiệu suất cao và gần như
không bảo trì. Nó có khả năng quá tải ngắn hạn lớn, làm việc ổn định trong điều
kiện thoát nhiệt kém, độ ẩm lớn do bố trí trong hầm kín.
Các thông số chính của động cơ điện:
Hiệu: Au Hschneider,
Type SK 123M/40,
Hiệu điện thế: 400/690 V,
Cường độ dòng điện: 220/127 A,
21


Khảo sát băng thử phanh tại phòng thí nghiệm AVL
Công suất: 11,0 KW,
Số vòng quay: 1440 vòng/phút.
3.2.2.2. Hộp giảm tốc:
Qua khảo sát kết cấu của ban thử phanh AHS của phòng thí nghiệm AVL,
hộp giảm tốc hai cấp khai triển có sơ đồ động như hình vẽ:

3
2

1

Hình 3-4 Sơ đồ động hộp giảm tốc hai cấp khai triển
1- trục sơ cấp , 2- trục trung gian , 3- trục thứ cấp
Do đặc điểm lắp ráp, hộp giảm tốc và động cơ điện nối cứng với nhau nên
hộp giảm tốc phải có kích thước nhỏ gọn. Động cơ điện dẫn động trực tiếp qua trục
thứ cấp, trục thứ cấp qua trục trung gian rồi đến trục thứ cấp, trục thứ cấp của hộp

giảm tốc được nối tiếp với bộ truyền xích trên băng tải.
Bộ truyền của hộp giảm tốc sử dụng bánh răng trụ răng chữ V. Bánh răng trụ
răng chữ V có khả năng truyền tải lớn hơn bánh răng trụ răng thẳng cùng kích thước
1,2 đến 1,3 lần, sự truyền tải cũng đảm bảo tính êm dịu, giảm va đập nhờ có hệ số
trùng khớp lớn hơn 1. Mặt khác, sử dụng bánh răng trụ chữ V còn có thể hạn chế
lực dọc trục.
Ta tiến hành đo đạc để xác định tỷ số tryền của hộp giảm tốc bằng cách đo số
vòng quay. Ngoài ra ta cũng có thể kiểm tra tỉ số truyền bằng cách đơn giản hơn là
đếm số răng. Ta tiến hành vạch dấu tại một điểm trên trục ra thứ cấp của hộp giảm
tốc rồi tiến hành việc đo đạc. Cho xe vào bệ thử, bật nút khởi động cho băng thử
làm việc, động cơ kéo con lăn quay. Ta đếm số vòng quay của trục thứ cấp. Kết qủa
đo được số vòng quay của trục thứ cấp là:
n3 = 110 vòng/phút.
Động cơ điện không đồng bộ 3 pha có số vòng quay:
n1 = 1440 vòng/phút.
Như vậy tỷ số truyền của hộp giảm tốc là:
n1
n3
1440
ih =
= 13,09
110

ih=

22


Khảo sát băng thử phanh tại phòng thí nghiệm AVL
3.2.2.3. Bộ truyền xích:

Băng thử gồm hai bộ truyền xích, một từ hộp giảm tốc đến con lăn chủ động
và một từ con lăn chủ động đến con lăn bị động. Hai bộ truyền này có cùng chủng
loại xích ống con lăn. Loại xích này có ưu điểm là cấu tạo đơn giản, rẻ tiền. Mặt
khác trong trường hợp sử dụng cho việc truyền chuyển động và mô men xoắn
của băng thử không yêu cầu vận tốc quá lớn nên việc sử dụng loại xích ống con
lăn v < 10÷15 m/s là thích hợp hơn dùng xích răng và xích ống. Cấu tạo của
xích ống con lăn như hình vẽ sau:

1

2

3

4

5

Hình 3-5 Cấu tạo xích ống con lăn
1- chốt; 2- con lăn; 3- ống; 4- má trong; 5- má ngoài
Nhiệm vụ của bộ truyền xích, xích ống con lăn là loại xích truyền động để
truyền tải trọng (mô men xoắn) và chuyển động quay. Bộ truyền từ hộp giảm tốc
đến con lăn chủ động chịu tải nhiều hơn bộ truyền xích giữa hai con lăn.
Qua quá trình khảo sát, ta có được các thông số sau:
+ Bộ truyền giữa hộp giảm tốc đến con lăn chủ động:
Số răng của bánh xích nhỏ: Z1 = 13 răng,
Số răng của bánh xích lớn: Z2 = 19 răng,
Z2
Z1
19

ix1 =
= 1,46
13

Tỷ số truyền trung bình: ix =

+ Bộ truyền giữa hai con lăn:
Số răng của bánh xích nhỏ: Z1 = 19 răng,
Số răng của bánh xích lớn: Z2 = 19 răng,
Z2
Z1
19
ix2 =
=1
19

Tỷ số truyền trung bình: ix =

+ tỷ số truyền của bộ truyền xích: ix = ix2.ix2 = 1,46
23


Khảo sát băng thử phanh tại phòng thí nghiệm AVL
Các dạng hư hỏng chủ yếu trong quá trình sử dụng:
Mòn bản lề xích là dạng hỏng thường hay gặp nhất, vì xích con lăn chịu tải,
bề mặt giữa chốt và ống chịu áp suất lớn, có sự xoay tương đối khi vào và ra khớp
với răng đĩa xích, trong điều kiện bôi trơn ma sát ướt không thể hình thành.
Chốt và ống chỉ mòn một phía, nên khi bản lề bị mòn thì bước xích cũng
tăng lên, xích ăn khớp không chính xác với răng đĩa xích, nếu qua mòn thì xích ăn
khớp càng xa tâm đĩa có thể bị tuộc ra khỏi đĩa. Đồng thời, mòn làm yếu các mắt

xích, có thể xích bị đứt.
Các phần tử của xích bị hỏng do mỏi: má xích, con lăn…bị hỏng do mỏi dẫn
đến xích bị đứt, con lăn bị rỗ bề mặt hoặc vỡ. Hỏng vì mỏi do tác dụng của ứng suất
thay đổi gây ra bởi tải trọng làm việc, tải trọng động hay va đập; bộ truyền xích
trong trường hợp này cũng chịu tải trọng lớn nên những hư hỏng thế này là không
tránh khỏi.
Để làm cơ sở cho việc thay thế sửa chữa nếu gặp hư hỏng trong qua trình sử
dụng, ta tiến hành tính toán kiểm nghiệm bộ truyền xích:
Xác định bước xích t.
Bước xích t được chọn theo điều kiện hạn chế áp suất sinh ra trong bản lề và
số vòng quay trong một phút của đĩa xích phải nhỏ hơn số vòng quay giới hạn.
Tính hệ số điều kiện sử dụng:
k = kđ. kA. ko. kđc. kb. kc
Trong đó:
- kđ- Hệ số xét đến tính chất của tải trọng ngoài, với tải trọng êm (khi
phanh) chọn kđ = 1,
- kA- Hệ số xét đến chiều dài xích, giả sử ta chọn A < 25t, kA = 1,25,
- k 0 - Hệ số xét đến cách bố trí bộ truyền, với bộ truyền nằm ngang
k 0 =1,
- kđc- Hệ số tính đến khả năng điều chỉnh lực căng xích, với bộ truyền có
căng xích bằng một trong hai đĩa xích, ta chọn kđc = 1,
- kb- Hệ số xét đến điều kiện bôi trơn, với chế độ bôi trơn định kỳ trong
môi trường có bụi bẩn ta chọn kb=1,5
- kc- Hệ số xét đến chế độ làm việc của bộ truyền, với bộ truyền làm việc
chỉ một nửa ca ta chọn kc = 1,
Thay thế số liệu ta được:
k = 1× 1,25× 1× 1× 1,5× 1 = 1,875
Xác định công suất tính toán của bộ truyền xích:
Nt = k. kZ. kn. N
Trong đó:

- N- Công suất bộ truyền (KW)
N = Nđc. ηh. ηol
+ Nđc - Công suất động cơ điện: Nđc = 11KW
+ ηh - Hiệu suất truyền hộp giảm tốc có thể chọn: ηh = 0,98
+ ηol - Hiệu suất truyền của ổ lăn có thể chọn: ηol =0,995
N = 11 × 0,98 × 0,995=10,726 KW
- kZ- Hệ số răng đĩa dẫn:
kZ = Z2 / Z1 =19 / 13 = 1,38
- n1- Số vòng quay đĩa dẫn qua đo đạc:
24


Khảo sát băng thử phanh tại phòng thí nghiệm AVL
n1 = 110
- n2 - Số vòng quay đĩa bị đẫn,
Theo thông số đầu vào vận tốc của con lăn: vcl = 2,3 km/h;
ncl =

60.1000.vcl
60.1000.2,3
=
= 64,36 vg/ph
3,14.Dcl
3,14.190

n01= ncl. ix1 = 64,36 × 1,38 = 88,81
- kn- Hệ số vòng quay đĩa dẫn:
kn = n01 /n1= 88,81 / 110 = 0,807
Thay thế số liệu ta được:
Nt = 1,875 × 1,38 × 0,807 × 10,726 = 23,39 kW

Tra bảng trị số công suất cho phép của bộ truyền xích ta chọn được loại xích
có các thông số như sau:
- Bước xích
t = 25,75mm
- Diện tích bản lề xích
F = 24,2 mm2
- Khả năng truyền tải
N = 28,1 KW
- Tải trọng phá hỏng
Q = 90 kN
- Khối lượng 1 mét xích
q1 = 2,32 kg.
Xác định số mắt xích X.
Khoảng cách trục A của bộ truyền xích bị khống chế bởi khoảng cách giữa
các con lăn và kích thước băng thử, khoảng cách trục của hai lô là 450mm, kích
thước bộ truyền xích từ hộp giảm tốc đến bộ truyền xích như hình 3.6.

Hình 3-6 Kích thước bộ truyền động giữa hai con lăn.
Kiểm nghiệm số mắc xích X:
Theo băng thử khảo sát, số mắc xích X thiết kế là 38. ta có thể kiểm nghiệm
định theo công thức:
2

Z + Z 2 2 A  Z 2 − Z1  t
+
+
X= 1

2
t

 2π  A

Trong đó:
Z1- Số răng của đĩa xích dẫn Z1 = 13
Z2- Số răng của đĩa xích bị dẫn Z2 =19
t- Bước xích t =25,75mm
A- Khoảng cách trục của hai bánh xích A = 255mm
Thay thế các số liệu vào công thức ta được:

25