báo cáo tiểu luận thí nghiệm ô tô và máy công trình

Thí nghiệm ơ tơ và máy cơng trình

LỜI NĨI ĐẦU

‘Thí nghiệm ơtơ và máy cơng trình’ là mơn học khơng th ể thi ếu đ ối
với sinh viên ngành động lực. Giúp sinh viên khơng nh ững có trang b ị
kiến thức lý thuyết mà cịn vận dụng những gì học được vào thực tế.
Sau khi được Thầy giáo Lê Văn Tụy trang bị kiến thức mơn ‘Thí nghiệm ơtơ
và máy cơng trình’ bản thân em đã có một kiến thức lý thuyết vững vàng, có một cái
nhìn tổng quan hơn về q trình làm việc của ơtơ cũng như mục đích của q trình
làm thí nghiệm ơtơ. Để có được kiến thức thực tế chúng em tiếp tục được Thầy giáo
Võ Như Tùng ở ‘Trung tâm thí nghiệm ơtơ và máy cơng trình - ĐH Bách Khoa Đà
Nẵng’, hướng dẫn và trang bị thêm kiến thức cũng như các thao tác làm thí nghiệm
trong mơn ‘Thực hành thí nghiệm ôtô và máy công trình’. Ở đây, chúng em được
làm thí nghiệm đo lực phanh ơtơ trên băng thử và đo lực cản chuyển động của ô tô
trên đường bằng. Sau khi hồn thành thí nghiệm, chúng em được trang bị đầy đủ về
mặt kiến thức lý thuyết lẫn thực tế và đó là nền tảng cho cơng việc sau này.
Em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo Lê Văn Tụy đã tận tình chỉ bảo, hướng
dẫn cụ thể trong q trình học để em hồn thành bài báo cáo này.
Đà nẵng, ngày 08, tháng 11, năm 2017
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Đức Toàn

-1-


Thí nghiệm ơ tơ và máy cơng trình

Bài 1. THÍ NGHIỆM LỰC CẢN CHUYỂN ĐỘNG CƠ BẢN CỦA Ô TÔ
TRÊN ĐƯỜNG
1.1. Cơ sở lý thyết về sự hình thành lực cản

V

Pω

Pj

hg

hω

G

Mf1

Mf2

P

P

f1

Z1

b

a

f2

Z2

L

Hì
nh 1.1. Sơ đồ lực tác dụng lên xe khi chuyển động trên đường
Trong đó:
+ V: Vận tốc chuyển động của ơ tơ.
+ G: Trọng lượng tồn bộ của ơ tô.
+ Pf1: Lực cản lăn ở bánh xe bị động.
+ Pf2: Lực cản lăn ở bánh xe chủ động.
+ Pω: Lực cản khơng khí.
+ Pj: Lực qn tính của ơ tô khi chuyển động.
+ Z1, Z2: Phản lực pháp tuyến của mặt đường tác dụng lên các bánh xe ở cầu
trước và cầu sau.
+ Mf1, Mf2: Mô men cản lăn ở bánh xe bị động và chủ động.
+ a, b: Khoảng cách tính từ trọng tâm của ơ tơ tới tâm bánh xe trước và sau
của ô tô.
+ L: Chiều dài cơ sở của xe.

-2-


Thí nghiệm ơ tơ và máy cơng trình

Khi ơ tơ đang chuyển động với một vận tốc ban đầu, nếu ta cắt ly hợp thì ơ tơ
chịu tác dụng của các lực:
- Lực cản lăn;
- Lực cản khơng khí;
- Lực qn tính của ơ tơ;

Theo lý thuyết ơ tơ:
(1.1)
Trong đó:
+ Fk: Lực kéo tiếp tuyến sinh ra tại bánh xe chủ động.
+ α: Độ dốc của mặt đường.
+ f: Hệ số cản lăn.
+ k: Hệ số cản khơng khí. k 0,25 0,7 Chọn k = 0,25

(1.1a)

+ A: Diện tích cản chính diện của ơ tơ.
A = 0,8.1,855.2,100 = 3,124 [m2 ]

(1.1b)

+ V: Vận tốc chuyển động tương đối của ô tơ trong mơi trường khơng khí.
+ f: Hệ số cản lăn của đường:

(1.2)
+ G: Trọng lượng toàn bộ của xe.
+ g: Gia tốc trọng trường; g=9,81 [m/s2 ].
+ δi: Hệ số xét đến khối lượng chuyển đổi quay của động cơ và hệ thống
truyền lực, thông thường δi ≈ 1.
+ : Gia tốc tịnh tiến của ô tô, [m/s2 ].
Xét trường hợp xe chuyển động trên đường ngang (α=0), từ cơng thức (1.1) suy
ra, ta có phương trình chuyển động của ô tô như sau:

.δi

(1.3)

-3-


Thí nghiệm ơ tơ và máy cơng trình

Khi tăng gia tốc của ô tô để ô tô đạt đến tốc độ Vmax thì phương trình (1.3) sẽ trở
thành:

.δi

(1.4)

Khi đạt đến giá trị Vmax ta cắt nhiên liệu (thả chân ga), cắt ly hợp cho xe chuyển
động chậm dần lăn trơn trên đường, từ đó Fk=0, ta có phương trình:

.δi

(1.5)

Khi δi ≈ 1, ta viết lại phương trình lăn trơn chuyển động chậm dần:
(1.6)
Vậy lực quán tính chuyển động chậm dần luôn luôn đồng nhất với lực cản
chuyển động của ô tơ với bất kỳ tốc độ nào.
(1.7)
Ta có phương trình tổng quát của hệ số cản lăn f:
f=f0+f1.V+f2.V2

(1.8)

Thế vào phương trình (1.7) ta có:

(1.9)
Đặt: F0 = G.f0

(1.10)

F1 = G.f1

(1.11)

F2 = G.f2+k.A

(1.12)

Vậy phương trình tổng quát của lực cản lăn:
(1.13)
Lực quán tính do chuyện động chậm dần của xe đóng vai trị là lực kéo, để xe
chuyển động được thì lực qn tính bằng lực cản. Vì vậy, để xác định đặc tính lực
cản của ơ tơ trên đường ta xác định lực qn tính chậm dần của ơ tơ. Như vậy,
phương pháp là thay vì đo lực cản của ơ tô người ta đo lực cản chuyển động chậm
dần khi lăn trơn bằng cách đo vận tốc ô tô theo thời gian quay trơn.

-4-


Thí nghiệm ơ tơ và máy cơng trình

1.2. Mơ tả phương pháp và trình tự đo
Trên cơ sở phương pháp đo được lựa chọn là “phương pháp cho xe lăn trơn trên
đường”, chúng ta có trình tự đo được mơ tả như sau:
a) Chuẩn bị thiết bị thí nghiệm: bao gồm xe thử nghiệm (là xe ô tô du lịch

Mercedes Benz MB140) và dụng cụ đo.
b) Chuẩn bị bãi thử nghiệm: u cầu bãi thí nghiệm có đủ chiều dài quảng
đường bằng phẳng tối thiếu 3km. Bãi thử nghiệm vắng người và xe đi lại. Thời tiết
n gió (khơng có gió).
c) Trình tự tiến hành thử nghiệm:
+ Một nhóm gồm 16 sinh viên cùng với giáo viên hướng dẫn lên xe để tiến
hành thí nghiệm.
+ Bắt đầu di chuyển đến địa điểm thí nghiệm.
+ Khi đã đến địa điểm tiến hành thí nghiệm, chọn đoạn đường vắng và khơng
có dốc để gia tốc xe tránh làm ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm.
+ Chuẩn bị đồng hồ tách thời gian.
+ Quan sát đồng hồ báo tốc độ trên bảng táp lô, khi gia tốc cho xe chạy vượt
qua tốc độ 60(km/h) thì bắt đầu nhả bàn đạp ga đồng thời đưa cần gạt về vị trí số 0
hoặc ngắt ly hợp và cho xe lăn trơn trên đường.
+ Khi kim đồng hồ báo tốc độ của ô tô chỉ 60 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 ơ tơ giảm cịn 55 km/h, ta tiếp tục bấm đồng hồ tách thời gian
để xác định Δt = t1-t0
+ Quá trình được lặp lại cho đến khi tốc độ của ơ tơ giảm cịn 20 km/h, tức là cứ
tính mỗi lần giảm 5km/h. Sau đó ghi lại tất cả các kết quả vừa đo được.

-5-


Thí nghiệm ơ tơ và máy cơng trình

+ Ta thực hiện qua trình như vậy 4 lần và kết thúc q trình đo. Sau đó tất cả
sinh viên quay trở về xưởng AVL và tiến hành thí nghiệm đo lực phanh rồi lấy kết
quả thí nghiệm.
1.3. Xử lý kết quả và đánh giá kết quả

Với phương pháp thử nghiệm nêu trên, ta có kết quả đo diễn biến tốc độ lăn
trơn V[km/h] theo thời gian thực t [s] được cho trên bảng 1.1 như sau:
Bảng1. 1. Kết quả đo diễn biến tốc độ lăn trơn V[km/h] theo thời gian t[s]
t [s]

1

2

V [km/h] 66,3 65,5
t [s]

12

13

V [km/h] 48,6 47,7
t [s]

23

24

V [km/h] 34,6 33,8

3

4

5

6

7

63,1

60,7

60,7

14

15

16

17

18

47,7

45,2

44,5

44,5

42

25

26

27

28

29

32,1

31,4

30,5

58,2 56,7

8
55
19

9

28,9 26,3 26,3

11

54,2 51,9 51,9

20

39,5 38,8
30

10

31

21

22

38

35,5

32

33

26,3 24,6 23,1

Chuyển đổi dữ liệu sang thứ nguyên (đơn vị) chuẩn (xem bảng 1.2):
Bảng 1.2. Kết quả chuyển đổi tốc độ lăn trơn V[m/s] theo thời gian t [s]
t [s]

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

V [m/s]

18,
4

18,
2

17,
5

16,9

16,
9

16,
2

15,
8

15,
3

15,1

14,
4

14,4

t [s]

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

V [m/s]

13,
5

13,
3

13,
3

12,6

12,
4

12,
4

11,7

11

10,8

10,
6

9,87

t [s]

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

V [m/s]

9,6

9,4

8,9

8,73

8,4

8,0

7,3

7,3

7,31

6,8

6,42

-6-


Thí nghiệm ơ tơ và máy cơng trình

2

2

8

3

1

1

4

 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc tốc độ V [m/s] lăn trơn theo thời gian t [s]:

Hình 1.1. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc tốc độ xe lăn trơn theo thời gian
Sử dụng phương pháp tính trong kỹ thuật, nhờ cơng cụ Add TrendLine trong
Ms. Excell, ta có hàm xấp xỉ V = f(t) được xác định bởi đa thức đại số bậc ba như
sau:
v = v0 + v1.t + v2.t2 + v3.t3

(1.14)

Trong đó: a0, a1, a2, a3 là các hằng số xấp xỉ thực nghiệm; với kết quả xử lý theo
phương pháp xấp xỉ hàm, ta có:
a0 = 18,88;

a1= −0,453; a2 = 0,002;

a3 = −9E−06

(1.15)

Lấy đạo hàm bậc nhất phương trình (1.14) với số liệu ở (1.15) ta có:
= − 0,453 + 2.0,002.t + 3.(−9E−06).t2
= − 0,453 + 0,004.t – 0,000027.t2

(1.16)

Lần lượt thay các giá trị thời gian t i ứng với các điểm đo ở bảng 1.2, ta có giá trị
đạo hàm tốc độ theo thời gian tương ứng được cho ở bảng 1.3 như sau:
Bảng 1.3. Kết quả tính đạo hàm tốc độ theo thời gian cho bởi công thức (1.16)
t[s]

1

2

3

4

5

6

7

8

9

V[m/s
]

18,4

18,2

17,5

16,9

16,9

16,2

15,8

15,3

15,1

dV/dt

-0,45

-0,45

-0,44

-0,44

-0,43

-0,43

-0,43

-0,42

-0,42

Fj

1778,
1

1762,
6

1747,
3

1732,
2

1717,
4

1702,
7

1688,
2

1674,
0

1660,0

t[s]

10

11

12

13

14

15

16

17

18

-7-


Thí nghiệm ơ tơ và máy cơng trình

V[m/s
]

14,4

14,4

13,5

13,3

13,3

12,6

12,4

12,4

11,7

dV/dt

-0,42

-0,41

-0,41

-0,41

-0,40

-0,40

-0,40

-0,39

-0,39

Fj

1646,
2

1632,
6

1619,
2

1606,
0

1593,
1

1580,
3

1567,
8

1555,
5

1543,4

t[s]

19

20

21

22

23

24

25

26

27

V[m/s
]

11,0

10,8

10,6

9,9

9,6

9,4

8,9

8,7

8,5

dV/dt

-0,39

-0,38

-0,38

-0,38

-0,38

-0,37

-0,37

-0,37

-0,36

Fj

1531,
5

1519,
8

1508,
4

1497,
1

1486,
1

1475,
3

1464,
7

1454,
4

1444,1

t[s]

28

29

30

31

32

33

-

-

-

V[m/s
]

8,0

7,3

7,3

7,3

6,8

6,4

-

-

-

dV/dt

-0,36

-0,36

-0,36

-0,35

-0,35

-0,35

-

-

-

Fj

1434,
2

1424,

4

1414,
9

1405,
6

1396,
5

1387,
6

-

-

-

Tiếp tục tính giá trị lực quán tính chuyển động chậm dần khi xe lăn trơn:
Fj = − m..δt

(1.17)

Trong đó:
+ m: là khối lượng xe và người trên xe khi tiến hành thí nghiệm [kg]
Khối lượng không tải của xe: m0 = 3000 [kg].
Khối lượng của hành khách (16 người, mỗi người nặng khoảng 60kg, xem
như xe đầy tải, sử dụng trọng lượng đầy tải của xe):

m = 3000 + 16.60 = 3960 [kg]
+ δt: là hệ số xét đến ảnh hưởng của khối lượng chuyển động quay trong hệ
thống truyền lực đến lực quán tính Fj;

-8-


Thí nghiệm ơ tơ và máy cơng trình

Khi xe lăn trơn có thể lấy δt = 1,00 - 1,05 → Chọn δt = 1,00.
Theo nguyên lý xe lăn trơn, lực quán tính chuyển động chậm dần F j chính bằng
lực cản chuyển động cơ bản của xe – kí hiệu F c (bao gồm lực cản lăn và lực cản
không khí); tức là ta có:
Fc = Fj = G.f + k.F.V2

(1.18)

Trong đó:
+ G: là trọng lượng tồn bộ xe thử nghiệm [N];
+ f: là hệ số cản lăn;
+ k: là hệ số cản khơng khí [Ns2/m4]
+ F: là diện tích cản chính diện của xe [m2].
Cuối cùng có bảng dữ liệu lực cản F c biến thiên theo tốc độ của xe được chọn
như trên bảng 1.4:
Bảng 1.4. Kết quả diễn biến lực cản Fc theo tốc độ xe V
V[m/s
]

18,4

18,2

17,5

16,9

16,9

16,2

15,8

15,3

15,1

Fc[N]

1778,
1

1762,
6

1747,
3

1732,
2

1717,
4

1702,
7

1688,
2

1674,
0

1660,0

V[m/s
]

14,4

14,4

13,5

13,3

13,3

12,6

12,4

12,4

11,7

Fc[N]

1646,
2

1632,
6

1619,
2

1606,
0

1593,
1

1580,
3

1567,
8

1555,
5

1543,4

V[m/s
]

11,0

10,8

10,6

9,9

9,6

9,4

8,9

8,7

8,5

Fc[N]

1531,
5

1519,

8

1508,
4

1497,
1

1486,
1

1475,
3

1464,
7

1454,
4

1444,1

V[m/s

8,0

7,3

7,3

7,3

6,8

6,4

-

-

-

-9-


Thí nghiệm ơ tơ và máy cơng trình

]
Fc[N]

1434,
2

1424,
4

1414,
9

1405,

6

1396,
5

1387,
6

-

-

-

Tiếp tục sử dụng công cụ phần mềm Ms. Excell để vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ
thuộc của lực cản Fc biến thiên theo tốc độ V [m/s] được cho trên hình 1.2 như sau:

Hình 1.2: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc lực cản Fc theo tốc độ xe V
Sử dụng phương pháp tính trong kỹ thuật nhờ cơng cụ Add TrendLine trong
Ms. Excell một lần nữa, sẽ có hàm xấp xỉ Fc = f(V) được xác định bởi đa thức đại số
bậc hai như sau:
Fc = F0 + F1.V + F2.V2

(1.19)

Trong đó:
+ F0: là lực cản lăn khơng phụ thuộc tốc độ [N],
+ F1: là lực cản lăn phụ thuộc bậc nhất với tốc độ [Ns/m];
+ F2 : là lực cản lăn và lực cản khơng khí phụ thuộc bậc hai với tốc độ.
Với kết quả xử lý theo phương pháp xấp xỉ hàm như trên hình 2, ta có:

F0 = 1208[N];

F1= 26,09[Ns/m];

F2 = 0,262[Ns2/m2]

(1.20)

Từ công thức (1.10), (1.11) và (1.12), ta suy ra các hệ số cản là:
f0 =

F0
Ga

f1 =

;

F1
Ga

F2 = k . A + G. f 2 = > f 2 =

;

F2 − k . A
G

Trọng lượng toàn bộ của ô tô: Ga = ma.g = 3960.9.81 = 38847,6 [N]

-10-

(1.21)


Thí nghiệm ơ tơ và máy cơng trình

f0 =

Suy ra:
f1 =

f2 =

F0
1208
=
≈ 0,03
Ga 38847,6

(1.22)

F1
26,09
=
≈ 0,00067
Ga 38847,6

(1.23)

F2 − k . A 0,262 − 0,25.3,124
=
≈0
G
38847,6

(1.24)
Từ công thức (1.21) và (1.1b) suy ra:
= = = 0,084 [Ns2/m4]

(1.25)

So sánh với lý thuyết thì các thơng số tìm được nhỏ hơn rất nhiều do điều kiện
khách quan trong q trình tiến hành thí nghiệm: Mặt đường tốt, đang xuống dốc
(độ dốc nhỏ).
• Đo trong điều kiện chiều chuyển động của ơtơ với gió biển (đang thổi mạnh).
• Từ đó ta có các giá trị f theo V từ công thức (1.8), (1,22), (1,23) và (1.24) như
sau:
Bảng 1.5. Các giá trị lực cản f theo vận tốc V
V [m/s] 18,4 18,2 17,5 16,9 16,9 16,2 15,8 15,3 15,1 14,4 14,4
f [N]

0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04

V [m/s] 13,5 13,3 13,3 12,6 12,4 12,4 11,7 11,0 10,8 10,6
f [N]
V [m/s]
f [N]

9,9

0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04
9,6

9,4

8,9

8,7

8,5

8,0

7,3

7,3

7,3

6,8

6,4

0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03

-11-


Thí nghiệm ơ tơ và máy cơng trình

Qua q trình thí nghiệm đo đặc tính lực cản chuyển động của xe trên đường
bằng phương pháp lăn trơn (trên xe MERCEDES-BENZ MB140) và dựa vào đường
đặc tính quan hệ lực cản với vận tốc ta có thể đánh giá một số v n đề như sau:
- Ta thấy rằng hệ số cản lăn f0 nhỏ chứng tỏ rằng chúng ta thí nghiệm trên
đường nhựa tốt và có một số yêu tố làm cho hệ số cản lăn nhỏ đó là thí nghiệm mặt
đường trơn nên làm hệ số cản lăn thấp.
- Với hệ số cản khơng khí k nhỏ, vì chính lúc thí nghiệm ta chạy cùng chiều với
hướng gió (thí nghiệm trên đường Nguyễn Tât Thành nên có gió biển lớn hơn gió
trong đường thường) làm cho hệ số cản khơng khí thấp.
- Qua thí nghiệm này ta thấy rằng hệ số cản lăn không phải là hằng số phụ
thuộc vào tốc độ. Tùy theo kiểu lốp xe và chất lượng mặt đường mà thực nghiệm
cho thấy rằng có khi hệ số lăn phụ thuộc bặc hai của tốc độ, có khi phụ thuộc vào
bậc nhât theo tốc độ.
+ Nếu f1 0 suy ra:
f = f0 + f2. V2

(1.26)

Tương tự với công thức khi xe chuyển động với tốc độ theo thực nghiệm:
(1.27)
Suy ra:

(1.28)

+ Nếu f2 suy ra:
f=f0 + f1.V

(1.29)

Hay tương tự như công thức: f = a + b.V

(1.30)

Suy ra:

(1.31)

Fc = G.(a+b.V)

1.4. Kết luận
- Lực cản tổng cộng của ô tô trên đường phụ thuộc vào các lực cản chuyển động
của ô tô. Tất cả các yếu tố ảnh hưởng đến các lực cản chuyển động của ô tô sẽ ảnh
hưởng đến lực cản tổng cộng của ô tô.

-12-


Thí nghiệm ơ tơ và máy cơng trình

- Vận tốc ô tô càng lớn thì lực cản càng lớn do hệ số cản khí động tăng.
- Thực tế thì các hệ số luôn tồn tại dao động xung quanh các giá trị lí thuyết, bởi
vì thí nghiệm thực tế ln tồn tại các biến động nhỏ tác động đến quá trình thí
nghiệm.
- Qua bài thí nghiệm, chúng ta cũng hiểu rõ hơn về các công cản mà chúng ta đã
được học và các bước tiến hành làm thí nghiệm cũng như cách xử lí số liệu.
- Lực cản lăn ảnh hưởng rất lớn với đến sự chuyển động của ô tô nếu quá lớn sẽ
làm tiêu hao công suất của động cơ nên xu hướng thiết kế ô tô lúc nào cũng yêu cầu
lực cản là nhỏ nhất để có thể tận dụng tối đa công suất động cơ.
- Lực cản lăn còn phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố như bề mặt đường, loại

lốp, tải trọng, tốc độ chuyển động của xe.
- Về cách đo: Việc đo lực quán tính chuyển động dần khi xe lăn trơn trên đường
với (α=0). Nhờ phươg pháp xâp xĩ hàm trong excel mà ta có thế đưa ra được các
đường đặc tính trong suốt qua trình thí thí nghiệm và xử lý số liệu.

-13-


Thí nghiệm ơ tơ và máy cơng trình

Bài 2.

THÍ NGHIỆM ĐO TIÊU HAO NHIÊN LIỆU Ơ TƠ

2.1. Mục đích
Đo tiêu hao nhiên liệu của ơ tơ qua đó để đánh giá tính kinh tế nhiên liệu của
ơtơ.
2.2. Cơ sở lí thuyết
- Theo lý thuyết ô tô, mức tiêu thụ nhiên liệu của ô tô phụ thuộc vào suất tiêu
hao nhiên liệu có ích của động cơ và cơng suất tiêu hao để khắc phục lực cản
chuyển động; gọi là phương trình đánh giá lượng tiêu hao nhiên liệu khi ơ tô chuyển
động không ổn định, được xác định như sau:
qđ =

g e .( Fψ + Fω ± F j )
36.ρ nlη t

(2.1)

Trong đó:

+ qđ: mức tiêu thụ nhiên liệu của ô tô; [lít/100km]
+ ge: suất tiêu hao nhiên liệu động cơ; [kg/kW.h]
Fψ , Fω , F j

+
+
+

: các lực cản chuyển động của ô tô; [N]
ρ nl
ηt

: tỷ trọng của nhiên liệu; [kg/lít]

: hiệu suất của động cơ;

- Khi ơ tơ chuyển động ổn định Fj = 0 , thì lượng tiêu hao nhiên liệu sẽ là:
qđ =

g e .( Fψ + Fω )
36.ρ nlη t

(2.2)

- Mức tiêu hao nhiên liệu trên 100km quãng đường chạy giảm khi suất tiêu hao
nhiên liệu của động cơ giảm, nghĩa là nếu động cơ có kết cấu hợp lý và q trình
cháy hồn thiện thì giảm được mức tiêu hao nhiên liệu của ô tô. ngoài ra, xe chuyển
-14-

Thí nghiệm ơ tơ và máy cơng trình

động trên đường nhựa tốt, lực cản thấp sẽ ít tiêu hao nhiên liệu. Tỷ trọng nhiên liệu
cũng ảnh hưởng rõ nét đến tiêu hao nhiên liệu ô tô, với nhiên liệu nhẹ
- tỷ trọng nhỏ, xe sẽ tiêu hao nhiên liệu lớn hơn so với loại nhiên liệu có tỷ
trọng lớn hơn. Và dĩ nhiên xe có trọng lượng càng nhỏ thì tiêu hao nhiêu liệu càng
ít.
- Tuy nhiên trên băng thử ô tô CD-48, chúng ta không có đại lượng suất tiêu
hao nhiên liệu động cơ ge [kg/kW.h] mà hệ thống đo chỉ cho ta đại lượng G h [kg/h].
Vì vậy, ta có cơng thức xác định lượng tiêu hao nhiên liệu ơ tơ q đ [lít/100km] trên
băng thử theo lượng tiêu hao nhiên liệu đo được trong một giờ G h [kg/h] và tốc độ
chuyển động thực tế của xe V [km/h] như sau :
qđ =

Trong đó

ρ nl

100.Gh
V .ρ nl

(2.3)

là tỷ trọng của nhiên liệu [kg/lít]. Nghĩa là cơng thức (2.3) cho phép

đo được tiêu hao nhiên liệu của xe trên băng thử CD-48 nhờ cảm biến tốc độ xe và
cảm biến lưu lượng của hệ thống thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu 735.
2.3. Phương pháp đo
2.3.1. Các dụng cụ sử dụng
- Hệ thống thiết bị đo động lực học CD-48 với các cảm biến đo tốc độ.

-15-


Thí nghiệm ơ tơ và máy cơng trình

Hình 2.1. Bố trí các thiết bị trong phịng thí nghiệm
1- ơtơ thử nghiệm Mercedes Benz MB-140; 2- Băng thử CD-48; 3- Bộ bảo vệ an
toàn; 4- Bộ tăng lực bám cho bánh xe chủ động; 5- Cảm biến an tồn cho ơtơ trên
băng thử; 6- Quạt gió mơ phỏng gió làm mát cho gầm ôtô; 7- Bộ cung cấp nhiên
liệu cho ôtô thử nghiệm; 8- Bộ cấp và đo tiêu hao nhiên liệu 735; 9- Màn hình hiển
thị chu trình lái xe trên băng thử; 10- Thiết bị đo ơ nhiễm khí xả của ơtơ trong q
trình vận hành thử nghiệm; 11- Hệ thống máy tính hiển thị và điều khiển.
- Ngồi ra, để khóa cứng ơtơ lên nền bệ, hệ thống băng thử cịn có bộ khóa cứng
ơtơ khi thử nghiệm (Vehicle Restrain System) – còn gọi là bộ cùm bánh xe (hình
2.2). Bên cạnh việc cùm chặt bánh xe, cịn có hệ thống kéo chặt ơtơ xuống ru-lơ để
tăng độ bám của bánh xe chủ động với mặt ru-lô; đồng thời giữ độ ổn định ngang
cho ôtô khi chạy thử nghiệm trên băng thử.

-16-


Thí nghiệm ơ tơ và máy cơng trình

Hình 2.2. Bộ cùm bánh xe
2.3.2. Trình tự thí nghiệm
- Gá xe lên băng thử….
- Chạy hâm nóng thiết bị…
- Mở chu trình lái xe ECE1504 trong thành phố với v ≤ 50km/h
- Lái xe chạy theo chu trình ECE1504

- Mở màn hình đo liên tục (1 lần/s) các giá trị tiêu hao nhiên liệu G h[kg/h] ứng
với các tốc độ Vi; tỷ trọng nhiên liệu gần như không thay đổi ρnl = 0,713 [kg/lít].
Bảng 2.1. kết quả đo vận tốc V [km/h] và Gh [kg/h] như sau
recorder_ti
me
t [s]
586,1
587,1
588,1

FB_VAL
Gh
[kg/h]
0,482
0,471
0,511

VELOCIT
Y

Gct

Sct

V [km/h]

[kg/ct]

[km/ct]

0
0
0

0,000132
0,000136
0,000139

0,000000
0,000000
0,000000

-17-


Thí nghiệm ơ tơ và máy cơng trình

589,1
590,1
591,1
592,1
593,1
594,1
595,1
596,1
597,1
598,1
599,1
600,1
601,1

602,1
603,1
604,1
605,1
606,1
607,1
608,1
609,1
610,1
611,1
612,1
613,1
614,1
615,1
616,1
617,1
618,1
619,1
620,1
621,1
622,1

0,488
0,482
0,471
0,475
0,483
0,483
0,486
0,483

0,483
0,523
0,488
0,482
0,471
0,459
0,747
1,161
1,462
2,074
2,324
1,401
1,275
1,736
1,658
1,454
1,484
1,207
0,882
0,578
0,545
0,537
0,474
0,517
0,454
0,528

0
0
0

0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0,124
2,562
5,947
8,875
11,551
14,077
14,235
14,168
14,874
15,28
15,258
15,287
14,459
13,148
11,637
7,685
2,043
0,842
0
0

0

-18-

0,000135
0,000132
0,000131
0,000133
0,000134
0,000135
0,000135
0,000134
0,000140
0,000140
0,000135
0,000132
0,000129
0,000168
0,000265
0,000364
0,000491
0,000611
0,000517
0,000372
0,000418
0,000471
0,000432
0,000408
0,000374
0,000290

0,000203
0,000156
0,000150
0,000140
0,000138
0,000135
0,000136
0,000136

0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
0,000017
0,000373
0,001182
0,002059
0,002837
0,003559
0,003932
0,003945
0,004034

0,004188
0,004241
0,004242
0,004131
0,003834
0,003442
0,002684
0,001351
0,000401
0,000117
0,000000
0,000000
0,000000


Thí nghiệm ơ tơ và máy cơng trình

623,1
624,1
625,1
626,1
627,1
628,1
629,1
630,1
631,1
632,1
633,1
634,1
635,1

636,1
637,1
638,1
639,1
640,1
641,1
642,1
643,1
644,1
645,1
646,1
647,1
648,1
649,1
650,1
651,1
652,1
653,1
654,1
655,1
656,1

0,454
0,517
0,454
0,492
0,47
0,486
0,484
0,483

0,485
0,521
0,465
0,517
0,454
0,492
0,47
0,486
0,495
0,49
0,798
1,11
1,39
2,139
2,926
1,799
1,198
2,181
3,12
3,862
3,568
4,332
3,152
2,492
2,52
2,527

0
0
0

0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0,277
2,266
4,761
7,879
11,091
14,478
15,57
16,336
17,643
20,479
23,744
26,598
29,582
31,055
31,706
32,049

32,332

-19-

0,000135
0,000135
0,000131
0,000134
0,000133
0,000135
0,000134
0,000134
0,000140
0,000137
0,000136
0,000135
0,000131
0,000134
0,000133
0,000136
0,000137
0,000179
0,000265
0,000347
0,000490
0,000703
0,000656
0,000416
0,000469
0,000736

0,000970
0,001032
0,001097
0,001039
0,000784
0,000696
0,000701
0,000703

0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
0,000038
0,000353
0,000976
0,001756
0,002635

0,003551
0,004173
0,004431
0,004719
0,005295
0,006142
0,006992
0,007803
0,008422
0,008717
0,008855
0,008942
0,009013


Thí nghiệm ơ tơ và máy cơng trình

657,1
658,1
659,1
660,1
661,1
662,1
663,1
664,1
665,1
666,1
667,1
668,1
669,1

670,1
671,1
672,1
673,1
674,1
675,1
676,1
677,1
678,1
679,1
680,1
681,1
682,1
683,1
684,1
685,1
686,1
687,1
688,1
689,1
690,1

2,536
2,539
2,389
2,386
2,367
2,31
2,286
2,241

2,206
2,231
2,254
2,21
2,229
2,222
2,225
2,238
2,24
2,263
2,276
1,649
0,608
0,098
0,024
0,017
0,015
0,224
0,369
0,52
0,497
0,499
0,545
0,454
0,5
0,454

32,565
32,723
32,733

32,73
32,736
32,662
32,532
32,391
32,263
32,163
32,053
31,957
31,875
31,805
31,743
31,72
31,687
31,712
31,711
30,949
28,715
26,361
24,046
21,743
18,99
15,907
12,753
9,633
6,595
2,013
0
0
0

0

-20-

0,000705
0,000684
0,000663
0,000660
0,000650
0,000638
0,000629
0,000618
0,000616
0,000623
0,000620
0,000617
0,000618
0,000618
0,000620
0,000622
0,000625
0,000630
0,000545
0,000313
0,000098
0,000017
0,000006
0,000004
0,000033
0,000082

0,000123
0,000141
0,000138
0,000145
0,000139
0,000133
0,000133
0,000139

0,009068
0,009091
0,009092
0,009093
0,009083
0,009055
0,009017
0,008980
0,008948
0,008919
0,008890
0,008866
0,008844
0,008826
0,008814
0,008807
0,008805
0,008809
0,008703
0,008287
0,007649

0,007001
0,006360
0,005657
0,004847
0,003981
0,003109
0,002254
0,001196
0,000280
0,000000
0,000000
0,000000
0,000000


Thí nghiệm ơ tơ và máy cơng trình

691,1
692,1
693,1
694,1
695,1
696,1
697,1
698,1
699,1
700,1
701,1
702,1
703,1

704,1
705,1
706,1
707,1
708,1
709,1
710,1
711,1
712,1
713,1
714,1
715,1
716,1
717,1
718,1
719,1
720,1
721,1
722,1
723,1
724,1

0,545
0,454
0,5
0,454
0,488
0,481
0,484
0,487

0,482
0,484
0,545
0,454
0,5
0,454
0,488
0,481
0,484
0,504
0,628
0,829
1,056
1,832
2,631
2,027
0,901
2,8
2,607
2,985
2,882
3,02
3,571
3,239
3,826
4,713

0
0
0

0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1,693
4,497
6,753
9,266
12,735
14,645
14,777
16,59
19,299
21,935
24,084
26,024
28,179
29,895
32,095

34,499

-21-

0,000139
0,000133
0,000133
0,000131
0,000135
0,000134
0,000135
0,000135
0,000134
0,000143
0,000139
0,000133
0,000133
0,000131
0,000135
0,000134
0,000137
0,000157
0,000202
0,000262
0,000401
0,000620
0,000647
0,000407
0,000514
0,000751

0,000777
0,000815
0,000820
0,000915
0,000946
0,000981
0,001186
0,000971

0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
0,000235
0,000860
0,001563
0,002225

0,003056
0,003803
0,004086
0,004357
0,004985
0,005727
0,006392
0,006959
0,007528
0,008066
0,008610
0,009249
0,009577


Thí nghiệm ơ tơ và máy cơng trình

725,1
726,1
727,1
728,1
729,1
730,1
731,1
732,1
733,1
734,1
735,1
736,1
737,1

738,1
739,1
740,1
741,1
742,1
743,1
744,1
745,1
746,1
747,1
748,1
749,1
750,1
751,1
752,1
753,1
754,1
755,1
756,1
757,1
758,1

2,281
2,382
4,192
4,303
4,371
4,341
4,269
4,167

4,221
4,456
4,574
3,986
2,811
3,216
3,226
3,223
3,236
3,233
3,233
3,238
3,245
3,191
0,861
0,497
0,441
0,372
0,297
0,78
0,407
0,725
1,236
1,586
1,666
1,982

34,457
34,913
36,827

38,916
40,852
42,497
43,975
45,298
46,517
47,729
48,965
49,684
49,592
49,688
49,741
49,833
49,899
49,968
50,021
50,074
50,114
49,72
47,722
45,582
43,516
41,496
39,722
38,213
36,443
35,193
34,459
34,161
33,98

34,107

-22-

0,000648
0,000913
0,001180
0,001205
0,001210
0,001196
0,001172
0,001165
0,001205
0,001254
0,001189
0,000944
0,000837
0,000895
0,000896
0,000897
0,000898
0,000898
0,000899
0,000900
0,000894
0,000563
0,000189
0,000130
0,000113
0,000093

0,000150
0,000165
0,000157
0,000272
0,000392
0,000452
0,000507
0,000550

0,009635
0,009964
0,010520
0,011079
0,011576
0,012010
0,012399
0,012752
0,013090
0,013430
0,013701
0,013788
0,013789
0,013810
0,013830
0,013852
0,013870
0,013887
0,013902
0,013915
0,013866

0,013534
0,012959
0,012375
0,011807
0,011280
0,010824
0,010369
0,009949
0,009674
0,009531
0,009464
0,009457
0,009496


Thí nghiệm ơ tơ và máy cơng trình

759,1
760,1
761,1
762,1
763,1
764,1
765,1
766,1
767,1
768,1
769,1
770,1
771,1

772,1
773,1
774,1
775,1
776,1
777,1
778,1
779,1

1,977
1,982
2,224
2,201
2,145
2,135
1,903
1,963
1,174
0,576
0,501
0,705
0,241
0,038
0,018
0,021
0,441
0,503
0,466
0,441
0,512

34,262
34,42
34,76
35,057
35,29
35,496
35,491
35,516
34,807
33,584
31,156
27,88
25,618
23,364
21,167
17,137
13,045
10,067
7,015
3,904
0,696

0,000550
0,009539
0,000584
0,009608
0,000615
0,009697
0,000604

0,009770
0,000594
0,009831
0,000561
0,009859
0,000537
0,009862
0,000436
0,009767
0,000243
0,009499
0,000150
0,008992
0,000168
0,008199
0,000131
0,007430
0,000039
0,006803
0,000008
0,006185
0,000005
0,005320
0,000064
0,004192
0,000131
0,003210
0,000135
0,002373
0,000126

0,001517
0,000132
0,000639
0,000000
0,000000
Tổng Gct
Tổng Sct
0,08025
1,002663
 Đồ thị kết quả đo diễn biến lượng tiêu hao nhiên liệu Gh và tốc độ xe V được
thể hiện ở hình 2.3

Hình 2.3. Diễn biến tiêu hao nhiên liệu trên ôtô
Đồ thị cho thấy lượng tiêu hao nhiên liệu G h và tốc độ xe V biến đổi phức tạp
theo thời gian, đặc biệt tại các điểm có tốc độ V(i) = 0 thì khơng thể áp dụng cơng
thức (2.2) vì bài tốn khơng xác định. Do vậy, có thể tính lượng tiêu hao nhiên liệu
ơtơ qđ [lít/100km] gần đúng theo phương pháp tích phân số như sau:

-23-


Thí nghiệm ơ tơ và máy cơng trình

100.Gct
ρ nl .S ct

qđ =

(2.4)

Trong đó:
+ Gct: là lượng nhiên liệu xe tiêu thụ trong cả chu trình lái xe ECE1504, tính
bằng [kg];
+ Sct: là quảng đường ơtơ đi được sau chu trình lái xe ECE1504, tính bằng [km]
+ ρnl: là tỷ trọng nhiên liệu, tính bằng [kg/lít].
- Với Gct được tính theo tích phân gần đúng như sau:
n −1

Gct = ∑

( G ( ) + G ( ) )(t (
h i +1

hi

− t( i ) )

i +1)

2.3600

i =1

(2.5)

Ở đây:
+ Gh(i): là lượng tiêu hao nhiên liệu giờ [kg/h] đo được từ cảm biến lưu lượng tại
thời điểm t(i), tính bằng giây [s];
+ Gh(i+1): là lượng tiêu hao nhiên liệu giờ tại thời điểm tiếp theo t(i+1)
+ Sct: được tính theo tích phân gần đúng như sau:

n −1

S ct = ∑
i =1

(V( ) + V( ) )(t(
i

i +1

i +1)

− t( i ) )

2.3600

(2.6)

Ở đây:
+ V(i): là tốc độ ôtô [km/h], đo được từ cảm biến tốc độ tại thời điểm t(i);
+ V(i+1): là tốc độ ôtô tại thời điểm tiếp theo t(i+1)
Từ bảng số liệu 3.1 ta tính được:
Gct = 0,08025 [kg]
Sct = 1,002663[km]

-24-


Thí nghiệm ơ tơ và máy cơng trình

Theo [3.1] ta tính được lượng tiêu hao nhiên liệu của ơtơ qđ [lít/100km] :
2.5. Đánh giá và kết luận
+ Số liệu là tập hợp của ba bộ số liệu tiêu hao nhiên liệu ở ba dải tốc độ khác
nhau
- từ 0 (km/h) đến gần16 (km/h)
- từ 0 (km/h) đến gần 35(km/h)
- từ 0 (km/h) đến gần 52(km/h)
Lượng tiêu hao nhiên liệu trung bình của xe theo bảng số liệu khoảng
(5lít/100km)
+ Ở mỗi dải số liệu ta có thể thấy rõ khi xe có sự chuyển số thì lượng tiêu hao
nhiên liệu giảm và tăng một cách đột ngột, cũng có những giai đọan mà lượng tiêu
hao nhiên liệu không thay đổi nhiều.
+ Có thể thấy khi xe chạy khơng tải thì lượng nhiên liệu tiêu hao gần như là
hằng số cỡ (0,5 kg/h) khi xe bắt đầu khởi hành tức là bắt đầu lăn bánh thì lượng tiêu
hao nhiên liệu của xe cực lớn. Điều này cũng dễ hiểu vì lúc đó xe cần một lực kéo
lớn để khắc phục lại các lực cản lớn. Thông thường vào lúc này xe thường đi ở số 1
và trong một thời gian ngắn thì xe sẽ sang số. Khi sang số, lượng tiêu hao nhiên liệu
sẽ giảm mạnh và các số khác cũng tương tự quy luật vậy.

-25-