THI NGHIEM OTO 30 03 2007.doc

BÀI 1:
XÁC ĐỊNH HỆ SỐ BÁM CỦA Ô TÔ
TRÊN BĂNG THỬ PHANH VARIOFLEX 306 S/2
A. NỘI DUNG THÍ NGHIỆM
1.1 MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU THÍ NGHIỆM
1.1.1 Mục đích
ª Giúp sinh viên nắm vững bố trí chung, kết cấu của hệ thống truyền lực
và sự hình thành lực kéo tiếp tuyến giữa ô tô và mặt đường.
ª Xác đònh hệ số bám của bánh xe chủ động và mặt đường.
ª Đánh giá vai trò của hệ số bám đối với tính năng động lực học của ô tô.
1.1.2 Yêu cầu
Sinh viên phải thực hiện các yêu cầu sau:
ª Nắm vững bố trí chung, kết cấu, các thông số kỹ thuật và nguyên lý làm
việc của hệ thống truyền lực, tính năng động lực học của ô tô.
ª Nắm vững khái niệm hệ số bám của bánh xe chủ động và mặt đường,
các yếu tố ảnh hưởng đến hệ số bám.
ª Nắm vững thao tác, quy trình vận hành băng thử Varioflex 306 S/2 và an
toàn trong thí nghiệm. Tài liệu tham khảo: Sách hướng dẫn sử dụng băng
thử phanh Varioflex 306 S/2 (Operation Manual – For Roller Test Stand)
do AVL cung cấp.
ª Nắm vững các bước chuẩn bò, cơ sở lý thuyết, phương pháp xác đònh hệ
số bám.
ª Nắm vững phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm.
ª Tuân thủ hướng dẫn của giáo viên phụ trách thí nghiệm và nội quy
phòng thí nghiệm.
1.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÁC ĐỊNH HỆ SỐ BÁM CỦA Ô TÔ
Điều kiện cần và đủ để ô tô chuyển động được trên mặt đường là lực kéo tiếp
tuyến tại bánh xe chủ động (P
k
) phải lớn hơn hoặc bằng tổng các lực cản tác dụng lên
ô tô (ΣP

cản
) và nhỏ hơn hoặc bằng lực bám giữa bánh xe chủ động và mặt đường (P
φ
).
ΣP
cản
≤ P
k
≤ P
φ
(1.1)
Lực bám giữa bánh xe chủ động và mặt đường (P
φ
) được đặc trưng bằng hệ số
bám (φ). Hệ số bám (φ) giữa bánh xe chủ động với mặt đường là tỷ số giữa lực bám
(P
φ
) với trọng lượng bám (G
φ
); trọng lượng bám (G
φ
) là tải trọng thẳng đứng tác dụng
lên bánh xe chủ động.
φ = P
φ

/ G
φ
(1.2)
1

Điều kiện để quá trình phanh không bò trượt lê trên đường là lực phanh (P
p
)
phải nhỏ hơn hoặc bằng lực bám giữa bánh xe chủ động và mặt đường (P
φ
).
P
p
≤ P
φ
(1.3)
Từ phương trình (1.2) và (1.3) ta có:
P
pmax
= P
φ
= φ.G
φ
(1.4)
Trong trường hợp phanh, trọng lượng bám (G
φ
) là tải trọng thẳng đứng tác dụng
lên các bánh xe được phanh.
Hệ số bám (φ) của bánh xe chủ động với mặt đường:
φ = P
pmax
/ G
φ
(1.5)
Trong bài thí nghiệm này, dùng băng thử phanh Varioflex 306 S/2 ta xác đònh

được lực phanh cực đại (P
pmax
) của ô tô, tải trọng thẳng gốc tác dụng lên bánh xe được
phanh (G
φ
). Từ đó tính được hệ số bám ()) giữa bánh xe chủ động và bề mặt con lăn
trên băng thử phanh.
1.3 NỘI DUNG THÍ NGHIỆM
1 Cân trọng lượng tác dụng lên bánh xe bên phải và bên trái cầu trước,
trọng lượng tác dụng lên bánh xe bên phải và bên trái cầu sau.
2 Xác đònh lực phanh cực đại tại các bánh xe của ô tô trên băng thử phanh.
3 Xác đònh hệ số bám tại các bánh xe của ô tô thông qua trọng lượng của ô
tô tác dụng lên các bánh xe và lực phanh cực đại tại các bánh xe.
4 Xác đònh sai số trong quá trình thí nghiệm.
1.4 THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM
1.4.1 Ô tô du lòch
Thông số kỹ thuật ô tô thử nghiệm
 Hiệu: LANOS
 Hãng sản xuất: DAEWOO
 Kích thước tổng thể, D x R x C (mm): 4074x1678x1432
 Chiều dài cơ sở (mm): 2520
 Vệt bánh trước/sau (mm): 1405/1425
 Số chỗ ngồi: 05
 Trọng lượng không tải (kG): 1021
 Kiểu động cơ: 1.5 SOHC
 Dung tích xylanh (cm
3
): 1498
 Tỷ số nén: 9,5:1
 Công suất cực đại (kW/ v/p): 63/5800

 Moment cực đại (Nm/ v/p): 130/3400
 Tỷ số truyền 5 tay số: 3,545 – 2,048 – 1,346 – 0,971 – 0,763
 Tỷ số truyền số lùi: 3,333
2
 Tỷ số truyền cầu chủ động: 4,176
 Cỡ lốp: 175 – 70R13
 Hệ thống nhiên liệu: D – Jetronic, Phun đa điểm
 Hệ thống phân phối khí: 4 valve nạp, 4 valve xả
 Hệ thống làm mát: Cưỡng bức
 Hệ thống bôi trơn: Cưỡng bức
1.4.2 Băng thử phanh Varioflex 306 S/2
Bánh xe
Con lăn
Xích dẫn động
Động cơ điện
Stator
Tay đòn
Rotor
Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý băng thử phanh Varioflex 306 S/2.
1.4.2.1 Cấu tạo băng thử phanh
Băng thử gồm: Băng thử, cabin, máy in và các thiết bò điện khác.
a. Băng thử:
Gồm hai băng giống nhau, đặt bên trái và bên phải, giữa chúng có hầm
dùng để kiểm tra ô tô. Dưới hầm có lắp bộ chuyển đổi áp suất dùng để kiểm tra
áp suất của hệ thống phanh khí nén và áp suất khí nén khi phanh. Mỗi bên
băng thử gồm 2 con lăn, chúng được dẫn động bằng động cơ điện, bề mặt con
lăn rất nhám.
Khi đo lực phanh, bánh xe nằm trên hai con lăn. Trên băng thử có gắn
cảm biến đo lực phanh và các cảm biến cân trọng lượng ô tô đặt ở bốn góc.
Ngoài ra còn có một trục ru lô nhỏ nằm giữa hai con lăn. Trên nó có cảm biến

xác đònh độ trượt của bánh xe và công tắc an toàn. Mục đích của công tắùc an
toàn là không cho khởi động băng thử khi không có ô tô nằm trên băng thử.
3
Giá đỡ trơn động cơ
điện
b. Cabin:
Hình 1.2: Cabin băng thử phanh
Trên cabin có lắp công tắc nguồn, công tắc chọn chế độ đo (điều khiển
bằng tay hoặc tự động), các thiết bò điện tử để đo lực phanh, cân trọng lượng ô
tô và xuất dữ liệu đo ra máy in . . . Ngoài ra trên mặt trước cabin còn lắp màn
hình hiển thò trạng thái làm việc của băng thử như: Các đèn trạng thái, đồng hồ
hiển thò giá trò lực phanh, trọng lượng ô tô . . .
Remote điều khiển dùng để vận hành băng thử phanh ở chế độ từ xa
bằng tay. Remote được treo bên cạnh cabin.
c. Máy in:
Máy in dùng để in kết quả của quá trình đo. Máy in được gắn trên tường
gần cabin.
Ngoài ra còn có các thiết bò điện khác được bố trí trên tầng hai.
1.4.2.2 Nguyên lý đo lực phanh
Băng thử phanh Varioflex 306 S/2 dựa trên nguyên lý đo moment phanh thông
qua việc đo moment ngược trên động cơ điện. Khi đo chúng ta đặt hai bánh xe (1 cầu)
của ô tô lên giữa hai con lăn. Con lăn này được dẫn động bằng động cơ điện, và quay
theo chiều hướng tới của ô tô với tốc độ 2,3 km/h.
Khi người lái đạp phanh, lực phanh tạo ra lực cản lên con lăn truyền tới rotor
của động cơ điện. Moment ngược làm cho startor động cơ điện dòch chuyển, vỏ động
cơ điện dòch chuyển theo. Khi vỏ động cơ điện dòch chuyển thông qua cơ cấu tay đòn
sẽ tác dụng một lực lên cảm biến đo lực phanh. Cảm biến này sẽ chuyển thành tín
hiệu điện và đưa tín hiệu này tới bộ xử lý và hiện thò giá trò lực phanh đo được trên
màn hình.
1.4.2.3 Thông số kỹ thuật băng thử phanh Varioflex 306 S/2

Tải trọng lớn nhất: 15.000kg
4
Chiều rộng nhỏ nhất: 600mm
Chiều rộng lớn nhất: 2.800mm
Giá trò hiển thò: 0-6/0-30kN
Đường kính rulo: 190mm
Khoảng cách giữa các rulo: 445mm
Tốc độ băng thử: 2,3km
Công suất: 2x10kW
Điện áp hoạt động: 400v, 3 pha
Kích thước băng thử: 4.500x750x300
Kích thước cabin: 800x600x320 ( rộng x cao x dài)
Trọng lượng băng thử: 1.00kg
1.5 TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM
1.5.1 Chuẩn bò thí nghiệm
1. Kiểm tra tổng quát ô tô.
2. Kiểm tra tổng quát băng thử phanh.
3. Kiểm tra các vấn đề an toàn và bảo hộ lao động.
1.5.2 Đo lực phanh ở chế độ bằng tay
1. Bật công tắc nguồn cho băng thử trên tầng hai.
2. Bật công tắc nguồn trên cabin của băng thử (nút 1S1) và đợi cho tới khi
đèn trên cabin ngừng chớp tắc, bật công tắc máy in.
3. Chọn chế độ đo bằng “tay” hoặc “ tự động” (nút 1S2 hoặc 1S3). Chú ý ta
chỉ chọn đo ở chế độ bằng tay nút 1S2.
4. Lái ô tô vào băng thử. Khi đó đèn 1H3 sáng. Lúc này ta có thể ghi được
trọng lượng của cầu và trọng lượng tác dụng lên bánh xe bên trái và bên
phải (hiển thò trên cửa sổ ALH của màn hình) bằng cách sử dụng remote
để điều khiển như sau:
Motor bên trái: ON – OFF – ON
Motor bên phải: ON – OFF – ON

Chú ý:
 Trong quá trình thử không được phép đứng trên ru lô hoặc trên băng
thử.
 Kiểm tra khe hở giữa các đai ốc và băng thử, khe hở khoảng 2 mm,
nếu không phù hợp thì cân trọng lượng ô tô không chính xác.
 Trước khi lái ô tô vào băng thử, phải kiểm tra tình trạng bánh xe có
bò cắt, đá còn dính trên bánh xe và áp xuất bánh xe . . .
 Khi lái ô tô vào băng thử phải thẳng góc với băng thử, lái ô tô vào
băng thử phải từ từ để tránh những va đập không cần thiết.
5
5. Nhấn và giữ nút ON trên remote điều khiển. Khi đó motor sẽ quay ngay
lập tức, nếu buông ra thì motor dừng và chỉ quay khi nhấn trở lại.
6. Kim đồng hồ chỉ giá trò đo là MIN (giá trò nhỏ nhất) khi motor quay mà
không đạp phanh ô tô. Khi đạp bàn đạp phanh trên ô tô, kim đồng hồ sẽ
chỉ giá trò lực phanh. Người lái gia tăng lực phanh một cách từ từ cho tới
mức tối đa. Nếu độ trượt giữa bánh xe và con lăn lớn hơn 25% thì motor
con lăn dừng ngay lập tức và kim chỉ giá trò đo vẫn giữ ở giá trò đo cuối
cùng (là lực phanh lớn nhất P
max
).
7. Để ghi giá trò lực phanh, khi bắt đầu phanh ta nhấn nút PC –
START/STOP trên remote điều khiển. Khi đó đèn vàng 1H6 tắc, đèn
xanh 1H7 sẽ chớp tắc trong 2 giây (trong thời gian này chưa đạp phanh)
và sau đó sáng liên tục. Trong 3 giây ta phải đạp phanh, nếu không đèn
vàng 1H6 sẽ sáng trở lại và quá trình in phải làm lại từ đầu.
Chú ý: Khi sử dụng máy in. Nếu lực phanh quá nhỏ, con lăn vẫn
không ngừng vì vậy máy in không in được. Do đó, để kích hoạt máy in
phải nhấn nút “PC – START/STOP” một lần nữa khi lực phanh đạt giá trò
cực đại.
1.6 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

Bảng ghi kết quả thí nghiệm
Bảng 1.1: Bảng giá trò trọng lượng ô tô.
Trọng lượng (kG)
Lần 1 Lần 2 Lần 3 Giá trò trung bình
Cầu trước
Bánh xe trước bên trái
Bánh xe trước bên phải
Cầu sau
Bánh xe trước bên trái
Bánh xe trước bên phải
6
Bảng 1.2: Bảng giá trò lực phanh.
Lực phanh (kN)
Lần 1 Lần 2 Lần 3 Giá trò trung bình
Cầu trước
Bánh xe trước bên trái
Bánh xe trước bên phải
Cầu sau
Bánh xe trước bên trái
Bánh xe trước bên phải
1.7 BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
Xem mẫu báo cáo phía dưới.
7
B. MẪU BÁO CÁO THÍ NGHIỆM
Họ và tên: MSSV: Lớp:
GVHD:
BÀI 1:
XÁC ĐỊNH HỆ SỐ BÁM CỦA ÔTÔ TRÊN BĂNG THỬ PHANH
1. SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM
Bảng 1: Bảng giá trò trọng lượng ô tô.

Trọng lượng (kG)
Lần 1 Lần 2 Lần 3 Giá trò trung bình
Cầu trước
Bánh xe trước bên trái
Bánh xe trước bên phải
Cầu sau
Bánh xe trước bên trái
Bánh xe trước bên phải
Bảng 2: Bảng giá trò lực phanh.
Lực phanh (kN)
Lần 1 Lần 2 Lần 3 Giá trò trung bình
Cầu trước
Bánh xe trước bên trái
Bánh xe trước bên phải
Cầu sau
Bánh xe trước bên trái
Bánh xe trước bên phải
2. BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
ª Xác đònh giá trò lực bám tại các bánh xe trên băng thử phanh, ghi vào
bảng kết quả φ.
ª Tính toán sai số trong quá trình thí nghiệm.
3. NHẬN XÉT
ª Nhận xét về kết quả thí nghiệm (giá trò đo, phương pháp, sai số . . .).
8
BÀI 2:
XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA Ô TÔ
TRÊN BĂNG THỬ ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ
(CD-CHASSIS DYNDMOMETER 48")
A. NỘI DUNG THÍ NGHIỆM
2.1 MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU THÍ NGHIỆM

2.1.1 Mục đích
ª Xác đònh các thông số động lực học của ô tô (công suất, lực kéo tiếp
tuyến, lực cản lăn, lực cản gió, nhân tố động lực học, gia tốc . . .) trên
băng thử CD-CHASSIS DYNDMOMETER 48".
ª Giúp sinh viên nắm vững quá trình động lực học của ô tô và nhận thấy
được vai trò của các thông số động lực học đối với quá trình vận hành, sử
dụng, khai thác ô tô.
2.1.2 Yêu cầu
Sinh viên phải thực hiện các yêu cầu sau:
ª Nắm vững khái niệm các thông số động lực học của ô tô (công suất, lực
kéo tiếp tuyến, lực cản lăn, lực cản gió, nhân tố động lực học, gia
tốc . . .) và các yếu tố ảnh hưởng đến các thông số động lực học của ô tô.
ª Nắm vững thao tác, quy trình vận hành băng thử CD-CHASSIS
DYNDMOMETER 48" và an toàn trong thí nghiệm. Sách hướng dẫn sử
dụng băng thử CD-CHASSIS DYNDMOMETER 48" (Manual – For CD-
CHASSIS DYNDMOMETER 48") do AVL cung cấp.
ª Nắm vững thao tác, phương pháp sử dụng các dụng cụ đo, các bước
chuẩn bò, cơ sở lý thuyết, phương pháp xác đònh các thông số động lực
học của ô tô.
ª Nắm vững các chu trình thử nghiệm ô tô theo chế độ mô phỏng (chu trình
của Nhật, Mỹ, Châu Âu . . .)
ª Nắm vững phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm.
ª Tuân thủ hướng dẫn của giáo viên phụ trách thí nghiệm và nội quy
phòng thí nghiệm.
2.3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ
2.3.1 Cân bằng lực kéo ô tô
2.3.1.1 Phương trình cân bằng lực kéo ô tô
ω
= ± ± +
K f i j

P P P P P
(2.1)
Trong đó:
9
P
K
(N): Lực kéo tiếp tuyến tại bánh xe chủ động.
P
f
(N): Lực cản lăn.
P
i
(N): Lực cản dốc.
P
j
(N): Lực cản quán tính.
P
ω
(N): Lực cản không khí.
Triển khai chi tiết phương trình (2.1) ta được:
η
= α ± α ± δ +
2
e t t
i
b
M i G
fGcos Gsin j WV
r g
(2.2)

Trong đó:
M
e
(N.m): Moment xoắn động cơ.
i
t
: Tỷ số truyền của hệ thống truyền lực.
η
t
: Hiệu suất của hệ thống truyền lực.
r
b
(m): Bán kính làm việc bánh xe.
f: Hệ số cản lăn.
G (N): Trọng lượng toàn bộ ô tô.
α: Góc nghiêng mặt đường.
g (m/s
2
): Gia tốc trọng trường.
j (m/s
2
): Gia tốc chuyển động ô tô.
W (N.s
2
/m
2
): Nhân tố cản không khí.
V (m/s): Vận tốc chuyển động ô tô.
δ = +
2

i h
1,05 0,05i
: Hệ số tính đến ảnh hưởng của các khối lượng chuyển
động quay. Trong đó i
h
là tỷ số truyền của hộp số.
Tổng lực cản đường:
ω
= α ± α = ΨP fGcos Gsin G
(2.3)
Trong đó:
Ψ = ±f i
: Hệ số cản tổng cộng của đường.
2.2.1.2 Đồ thò cân bằng lực kéo ô tô
Đồ thò cân bằng lực kéo ô tô thể hiện mối quan hệ giữa lực kéo tiếp
tuyến (P
K
), lực cản gió (P
w
), lực cản lăn (P
f
) với vận tốc (V), P = f(V) ở các tay
số khác nhau.
10
Hình 2.1: Đồ thò cân bằng lực kéo ô tô (với hộp số có 3 tay số).
2.2.2 Cân bằng công suất ô tô
2.2.2.1 Phương trình cân bằng công suất ô tô
ω
ω
= + ± ± +

= η = − = ± ± +
e t f i j
K t e e t f i j
N N N N N N
N N N N N N N N
(2.4)
Trong đó:
Ne (W): Công suất phát ra của động cơ.
Nt (W): Công suất tiêu hao do ma sát trong hệ thống truyền lực.
= α
f
N fGVcos
(W): Công suất tiêu hao do lực cản lăn.
ω
=
3
N WV
(W): Công suất tiêu hao do lực cản không khí.
= α
i
N GVsin
(W): Công suất tiêu hao do lực cản dốc.
= δ
j i
G
N jV
g
(W): Công suất tiêu hao do lực cản quán tính.
Triển khai phương trình (2.4) ta được:
= α ± α ± δ +

3
K i
G
N fGVcos GVsin jV WV
g
(2.5)
2.2.2.2 Đồ thò cân bằng công suất
Đồ thò cân bằng công suất ô tô thể hiện mối quan hệ công suất phát ra
của động cơ (N
e
), công suất kéo tiếp tuyến (N
k
), các công suất cản (N
w
), (N
f
)
với vận tốc chuyển động (V),
=N f(V)
ở các tay số khác nhau.
11
Do ta có vận tốc chuyển động (V) và số vòng quay động cơ (n
e
) theo
công thức
π
=
e b
t
2 n r

V
60i
, nên ta cũng có thể biểu diễn mối quan hệ công suất theo
số vòng quay trục khuỷu động cơ
=
e
N f(n )
.
Hình 2.2: Đồ thò cân bằng công suất ô tô (với hộp số có 3 tay số).
2.2.3 Nhân tố động lực học ô tô
2.2.3.1 Phương trình nhân tố động lực học
Để có thông số đặc trưng cho tính chất động lực học của ô tô mà các chỉ
số về kết cấu không có mặt trong thông số đó, ta có khái niệm nhân tố động lực
học (D).
Nhân tố động lực học ô tô (D) là tỷ số giữa lực kéo tiếp tuyến P
k
trừ đi
lực cản không khí P
w
chia cho trọng lượng toàn bộ ô tô, biểu thò bằng biểu thức:
ω
 
− η
= = −
 
 
2
K e t t
b
P P M i 1

D WV
G r G
(2.6)
Thay (2.2) vào (2.6) ta được:
η
−
δ
= = Ψ ±
2
e t t
i
b
M i
WV
r
D j
G g
(2.7)
2.2.3.2 Đồ thò nhân tố động lực học
Đồ thò nhân tố động lực học thể hiện mối quan hệ nhân tố động lực học
D và vận tốc chuyển động ô tô V,
=D f(V)
ở cá tay số khác nhau.
12
Hình 2.3: Đồ thò nhân tố động lực học ô tô (với hộp số có 3 tay số).
Từ đồ thò hình (2.3) ta có:

= Ψ = +
max max max
D f i

(2.8)
Từ biểu thức (2.7) ta có:

= − Ψ
δ
i
g
j (D )
(2.9)
Từ biểu thức (2.9) ta có thể tính toán nhận được gia tốc
=j dV / dt
. Từ
đây ta có thể xác đònh các giá trò gia tốc và vẽ được đồ thò biểu diễn mối quan
hệ gia tốc (j) với vận tốc (V), j = f(V) ở các tay số khác nhau.
Hình 2.4: Đồ thò biểu diễn gia tốc ô tô.
13
2.2.4 Một số chu trình thử chuẩn
Để giảm thiểu ô nhiễm môi trường do ô tô gây ra, chính phủ các quốc gia yêu
cầu các loại ô tô khi lưu thông phải đạt yêu cầu về mức độ phát thải ô nhiễm. Để
thuận tiện cho việc đánh giá mức độ phát thải ô nhiễm, các nước thường xây dựng
những chu trình thử chuẩn đặc trưng cho điều kiện lưu thông của nước mình.
Chu trình chuẩn là một giản đồ về vận tốc di chuyển của ô tô theo thời gian và
tay số cần được gài cho mỗi đoạn của chu trình. Người lái ô tô cần điều khiển ô tô sao
cho vận tốc của ô tô và tay số được gài tuân theo chỉ dẫn của chu trình. Toàn bộ lượng
khí xả phát ra khi ô tô chạy theo chu trình sẽ được thu lại và phân tích hàm lượng các
chất khí độc hại như CO, NO
x
, HC. Kết quả phân tích sẽ được so sánh với tiêu chuẩn
đặt ra để đánh giá mức độ gây ô nhiễm của ô tô.
Hiện nay, người ta thường hay sử dụng chu trình thử chuẩn của Mỹ (FTP) hay

của Châu Âu (ECE) để đánh giá mức độ phát thải ô nhiễm của ô tô. Tuy nhiên, các
quốc gia tiên tiến cũng có chu trình thử riêng đặc trưng cho điều kiện lưu thông của
quốc gia mình.
Hình 2.5a: Chu trình thử của Mỹ – FTP 75.
14

Hình 2.5d: Chu trình thử ở xa lộ của Châu âu.
Nghiên cứu tổng quan về các chế độ thử nghiệm theo các chu trình thử
chuẩn tại các nước phát triển Châu Âu, Mỹ, Nhật . . . để từ đó, xây dựng các
bài thử nghiệm theo chu trình thử đề nghò tương đối phù hợp với điều kiện ở
Việt Nam (ô tô chạy trên điều kiện được mô phỏng) cùng với các chế độ đo
vận tốc và lực kéo không đổi ta tiến hành xây dựng các bài thí nghiệm.
2.3 NỘI DUNG THÍ NGHIỆM
1 Xác đònh lực kéo tiếp tuyến, công suất và tiêu thụ nhiên liệu của ô tô ở
các giá trò vận tốc từ 30 – 100 km/h khi tay ga mở hoàn toàn trên băng
thử CD-CHASSIS DYNDMOMETER 48".
2 Xác đònh các thông số động lực học của ô tô: Công suất, lực kéo tiếp
tuyến, lực cản, lực cản gió, nhân tố động lực học, gia tốc . . .
3 Xác đònh sai số trong quá trình thí nghiệm.
15
Tố độ (km/h)
Thời gian(s)
Hình 2.5b: Chu trình thử ở nội
thành của Nhật JAPA N 10.
Hình 2.5b: Chu trình thử ở ngoại
thành của Nhật JAPA N 11.
2.4 THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM
2.4.1 Ô tô du lòch
Thông số kỹ thuật ô tô thử nghiệm
 Hiệu: LANOS

 Hãng sản xuất: DAEWOO
 Kích thước tổng thể, D x R x C(mm): 4074/1678/1432
 Chiều dài cơ sở (mm): 2520
 Vệt bánh trước/sau (mm): 1405/1425
 Số chỗ ngồi: 05
 Trọng lượng không tải (kG): 1021
 Kiểu động cơ: 1.5 SOHC
 Dung tích xylanh (cm
3
): 1498
 Tỷ số nén: 9,5:1
 Công suất cực đại (kW/ v/p): 63/5800
 Moment cực đại (Nm/ v/p): 130/3400
 Tỷ số truyền 5 tay số: 3,545 – 2,048 – 1,346 – 0,971 – 0,763
 Tỷ số truyền số lùi: 3,333
 Tỷ số truyền cầu chủ động: 4,176
 Cỡ lốp: 175 – 70R13
 Hệ thống nhiên liệu: D – Jetronic, Phun đa điểm
 Hệ thống phân phối khí: 4 valve nạp, 4 valve xả
 Hệ thống làm mát: Cưỡng bức
 Hệ thống bôi trơn: Cưỡng bức
16
2.4.2 Băng thử CD-CHASSIS DYNDMOMETER 48"
Hình 2.6: Sơ đồ hệ thống băng thử CD 48”
Hình 2.7: Băng thử CD 48” và các thiết bò phụ
17
Máy tính điều khiển MMI
(Man-Machine-Interface)
Bộ điều khiển trung tâm
(RRR)

Bộ điều khiển từ xa
(Remote Control)
Máy điện AC
(Dynamometer)
Cảm biến lực
(Load-cell)
& Mạch khuếch đại
Cảm biến tốc độ
(Encoder)
Bộ biến tần
Phanh khí
nén
RS232 RS232
RS232
RS232
Lực điện từ Tốc độ
Chuỗi xung
ª Băng thử CD-CHASSIS DYNDMOMETER 48" là loại băng thử có 2 rulô
đơn, thiết bò hấp thụ công suất là một máy điện AC không đồng bộ 3 pha,
có thể chạy ở chế độ động cơ hay máy phát.
ª Băng thử có tốc độ đáp ứng cao, có khả năng tạo ra lực cản đối với bánh
xe tương tự như khi ô tô đang chạy trên đường để phân tích mức độ phát
thải của ô tô, mức tiêu thụ nhiên liệu khi cho ô tô chạy theo một chu trình
thử chuẩn. Ngoài ra, băng thử còn dùng để xác đònh các thông số động
lực học của ô tô.
2.4.2.1 Thông số kỹ thuật của băng thử CD-CHASSIS DYNDMOMETER 48"
 Khối lượng quán tính của ô tô có thể mô phỏng (kG): 454 – 5400
 Khối lượng cực đại của cầu chủ động đặt lên băng thử (kG): 4500
 Tốc độ cực đại (km/h): 200
 Công suất hấp thụ cực đại (kW), ở 92 – 200km/h: 153

 Lực cản cực đại (N), ở 0 – 90km/h: 5800
 Khối lượng quán tính của 2 rulô (kG): 1680
2.4.2.2 Cấu tạo băng thử CD-CHASSIS DYNDMOMETER 48"
Băng thử CD-CHASSIS DYNDMOMETER 48" cấu tạo gồm: 2 rulô, máy
phát điện AC, bộ đếm xung Encoder, cảm biến lực Load-Cell, quạt làm mát,
phanh khí nén, công tắc vò trí, bộ giữ bánh xe, bộ dây cáp, màn hình . . .
a. 2 rulô: Nhận và truyền lực kéo tiếp tuyến từ bánh xe chủ động cho
máy phát AC và truyền lực cản do máy phát điện AC tạo ra lên bánh xe chủ
động.
b. Máy phát điện AC: Chuyển đổi cơ năng thành điện năng để tạo ra lực
cản cho bánh xe chủ động.
c. Bộ đếm xung Encoder: Đo vận tốc góc của bánh xe từ đó xác đònh
được vận tốc chuyển động của ô tô.
d. Cảm biến lực Load-Cell: Đo lực cản do máy phát điện AC tạo ra.
e. Quạt làm mát: Tạo luồng gió làm mát cho động cơ ô tô, luồng gió này
có thể thay đổi theo vận tốc ô tô.
f. Phanh khí nén: Dùng để phanh cứng 2 rulô.
g. 4 công tắc vò trí: Dùng làm cảm biến vò trí các bánh, khi các bánh xe
trạm vào công tắc vò trí này thì 2 rulô sẽ được hãm khẩn cấp.
h. 2 bộ giữ bánh xe: Khóa cứng 2 bánh xe bò động để giữ ô tô không di
chuyển trong quá trình thử.
i. 2 bộ dây cable: Giữ ô tô không bò trượt ngang khi ô tô đang chạy thử
nghiệm trên băng thử.
j. Màn hình hỗ trợ người lái: Hiển thò chu trình thử chuẩn để người lái ô
tô chạy theo khi thử ở chế độ mô phỏng quán tính ô tô và lực cản đường.
18
2.4.2.3 Chế độ hoạt động của băng thử CD-CHASSIS DYNDMOMETER 48"
Băng thử CD-CHASSIS DYNDMOMETER 48" có 3 chế độ hoạt động:
1. Vận tốc bằng hằng số: Băng thử luôn tạo ra lực cản thay đổi để giữ cho
vận tốc ô tô không đổi (không phụ thuộc vào người lái). Chế độ này được

sử dụng để phân tích tính năng động lực học của ô tô.
2. Lực kéo bằng hằng số: Băng thử luôn tạo ra lực cản không đổi, không
phụ thuộc vận tốc của ô tô (không phụ thuộc người lái). Chế độ này được
sử dụng để phân tích tính năng động lực học của ô tô, nhưng thường ít
được sử dụng.
3. Mô phỏng quán tính ô tô và lực cản trên đường: băng thử luôn tạo ra lực
cản thay đổi theo vận tốc sao cho vận tốc, gia tốc của ô tô đạt được tương
tự như khi đang chạy trên đường. Chế độ này được sử dụng để phân tích
mức độ phát thải ô nhiễm từ khí thải của ô tô khi cho chạy theo chu trình
thử nghiệm chuẩn.
2.4.2.4 Nguyên lý hoạt động của băng thử CD-CHASSIS DYNDMOMETER
48"
 Băng thử CD-CHASSIS DYNDMOMETER 48" là một thiết bò có nhiệm
vụ tạo ra lực cản cho bánh xe chủ động để xác đònh các tính năng của ô
tô thử nghiệm như lực kéo tiếp tuyến, công suất, mức độ phát thải ô
nhiễm, mức tiêu thụ nhiên liệu . . .
 Băng thử CD-CHASSIS DYNDMOMETER 48" tạo ra lực cản bằng cách
hấp thụ cơ năng nhận được từ bánh xe chủ động và chuyển năng lượng
nhận được này thành dạng năng lượng khác. Tùy theo giá trò năng lượng
được chuyển hóa mà băng thử tạo ra lực cản lên bánh xe chủ động tương
ứng.
 Băng thử CD-CHASSIS DYNDMOMETER 48" sử dụng máy điện AC
làm thiết bò hấp thụ công suất, chuyển hóa cơ năng nhận được từ bánh xe
chủ động thành điện năng. Điện năng phát ra tỷ lệ tương ứng với lực cản,
bằng cách điều chỉnh điện năng phát ra, băng thử CD-CHASSIS
DYNDMOMETER 48" có thể hoạt động ở 3 chế độ nêu trên.
 Băng thử CD-CHASSIS DYNDMOMETER 48" xác đònh 2 thông số
chính của ô tô là tốc độ và lực kéo tiếp tuyến.
 Tốc độ được đo bằng một bộ Encoder gắn đồng trục với rulô, Encoder
phát ra 10.000 xung/vòng, biết được tần số xung phát ra và đường kính

rulô (48 inches) sẽ xác đònh được vận tốc và gia tốc của ô tô trên băng
thử.
 Lực kéo tiếp tuyến được đo gián tiếp thông qua lực cản điện từ (do băng
thử tạo ra khi chuyển hóa năng lượng), tổn thất ma sát của băng thử và
gia tốc của ô tô. Lực cản điện từ sinh ra giữa Stator và Rotor của máy
19
điện AC làm cản chuyển động quay của Rotor (tạo ra lực cản cho bánh
xe chủ động), đồng thời làm xoay Stator (chuyển động tương đối giữa
Stator và Rotor). Stator xoay và đè lên một cảm biến lực một giá trò bằng
với lực điện từ được tạo ra. Cùng với tổn thất ma sát của băng thử và gia
tốc của ô tô, bộ điều khiển sẽ tính được lực kéo tiếp tuyến của bánh xe
chủ động.
−
= + = + +
Load Cell
K Dyno Dyno tt Dyno
P * r
P P m *a P m *a
R
(2.10)
Trong đó:
P
K
(N): Lực kéo tiếp tuyến của bánh xe chủ động.
P
Dyno
(N): Lực cản của băng thử.
m
Dyno
(kg): Khối lượng quán tính của rulô.

a (m/s
2
): Gia tốc của ô tô.
P
Load-Cell
(N): Lực tác dụng lên cảm biến tải (Load-Cell).
r (m): Chiều dài cánh tay đòn.
R (m): Bán kính của rulô.
P
tt
(N): Lực do tổn thất ma sát.
F
F
XE
XE
r
r
R
R
F
F
LOAD-CELL
LOAD-CELL
tổn hao
tổn hao
Hình 2.8: Sơ đồ nguyên lý băng thử CD-CHASSIS DYNDMOMETER 48".
2.4.2.5 Nguyên lý mô phỏng quán tính của ô tô và lực cản trên đường
Bộ điều khiển sẽ luôn điều khiển F
DYNO
sao cho lực kéo, vận tốc, gia tốc

của ô tô đạt được tương tự như khi ô tô đang chạy trên đường thực:
Trên băng thử: F
K
– F
DYNO
= m
DYNO
* a (2.11)
Trên đường thực: F
K
– F
C
= m
ÔTÔ
* a (2.12)
Với:
= α + + +
2
C OTO 0 1 2
P m *g*sin F F V F V
Trong đó:
m
ÔTÔ
(kg): Khối lượng của ô tô kể cả tải.
20
F
Cảm Biến Tải
F
0
(N): Thành phần lực cản không phụ thuộc tốc độ.

F
1
[N/(km/h)]: Hệ số lực cản phụ thuộc bậc nhất theo tốc độ
F
2
[N/(km/h)
2
]: Hệ số lực cản phụ thuộc bậc hai theo tốc độ.
v (km/h): Vận tốc của ô tô
a (m/s
2
): Gia tốc của ô tô
α: Góc nghiêng của đường.
Để mô phỏng đúng phản ứng của ô tô khi đang chạy trên đường (tốc độ,
gia tốc, lực kéo đạt được tương tự như trên đường), bộ điều khiển sẽ luôn điều
khiển băng thử tạo ra lực cản theo phương trình sau:
Cân bằng 2 phương trình (2.11) và (2.12) ta có:
= α + + + + −
2
DYNO OTO 0 1 2 OTO DYNO
P m *g*sin F F V F V (m m )*a
(2.13)
Hoặc:
= α + + + +
2
C OTO 0 1 2 E
P m *g*sin F F V F V m *a
(2.14)
Với:
= −

E OTO DYNO
m m m
: Là khối lượng quán tính cần bù để mô phỏng
đúng khối lượng quán tính của ô tô để ô tô đạt được tốc độ và gia tốc như đang
chạy trên đường.
Các hệ số cản F
0
, F
1
, F
2
thay đổi tùy theo loại ô tô, loại lốp, loại mặt
đường, vận tốc ô tô. Được xác đònh bằng phương pháp cho ô tô chạy đến giá trò
vận tốc khoảng 150 km/giờ sau đó cắt ly hợp xác đònh vận tốc tức thời ô tô tại
các khoảng thời gian 10 giây (được thực hiện bằng bánh ô tô số 5, bánh phụ lăn
trên đường được gắn với bộ đo vận tốc đònh thời) ta được giá trò vận tốc ô tô tại
các thời điểm cách nhau 10 giây, số liệu ghi nhận được nhập vàp phần mềm
điều khiển băng thử sẽ tính ra các hệ số cản trên bằng phương pháp bình
phương nhỏ nhất phương trình đa thức bậc hai theo vận tốc với các hệ số đa
thức chính là các hệ số cản. Phương pháp trên được gọi là Coast Down.
Trong giới hạn bài thí nghiệm thực hiện, dựa vào các thông số ban đầu ta
sẽ thực hiện việc tính toán và vẽ đồ thò tổng lực cản chuyển động trên đường
theo vận tốc chuyển động ô tô:
ψ ω
+ =P P f(V)
.
Từ đồ thò ta giải phương trình:
= α + + + +
2
C OTO 0 1 2 E

P m *g*sin F F V F V m *a
(2.15)
Bằng cách xác đònh 3 điểm trên đồ thò ta tiến hành giải hệ phương trình
để xác đònh các hệ số cản F
0
, F
1
, F
2
, Các số liệu này sẽ được sử dụng để vận
hành băng thử theo chế độ mô phỏng.
2.5 TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM
2.5.1 Chuẩn bò thí nghiệm
1. Kiểm tra tổng quát ô tô.
2. Kiểm tra tổng quát băng thử ô tô(CD 48”)
21
3. Kiểm tra các vấn đề an toàn và bảo hộ lao động.
2.5.2 Khởi động phòng thử
 Trên bảng điều khiển TC3, bật công tắc nguồn chính.
 Bật các công tắc nguồn cho các thiết bò phụ trợ TC3 (quạt cấp/thoát khí,
quạt hút khí thải từ ống xả).
 Bật công tắc nguồn cho các thiết bò điều khiển nhiệt độ nhiên liệu, thiết
bò đo khí thải.
 Bật công tắc nguồn băng thử.
 Bật công tắc nguồn bàn điều khiển.
 Bật công tắc nguồn cho hệ thống cung cấp nhiên liệu trong (trường hợp
sử dụng bộ đo tiêu hao nhiên liệu 735 – sử dụng trong trường hợp đo tiêu
hao nhiên liệu): Bật công tắc cung cấp nguồn cho bơm nhiên liệu
(xăng/diesel – nằm trong tủ điều khiển) để bơm nhiên liệu lên bồn chứa
trên lầu. Khi đèn báo mức nhiên liệu hiển thò “mức cao”, ngắc công tắc

nguồn bơm, tắc bơm.
 Bật công tắc cung cấp nhiên liệu cho TC3 – công tắc nằm bên trong tủ
điều khiển để cung cấp nhiên liệu từ bồn chứa trên lầu cho ô tô trong
phòng thử hoạt động.
 Bật công tắc nguồn cho quạt của tháp làm mát (Cooling Tower) trong
trường hợp sử dụng bộ đo nhiên liệu 735 cùng với 735C (điều khiển nhiệt
độ).
 Kiểm tra áp suất khí nén (4,5 đến 10 bar).
 Bật công tắc nguồn chính trên bàn điều khiển “Q11” bật công tắc UPS
để khởi động máy tính vận hành MMI PC & PUMA PC, khởi động
chương trình MMI & PUMA. Trong trường hợp chương trình MMI báo lỗi
“RRR OFFLINE”, phải lên tủ điều khiển trên lầu khởi động lại (nhấn
RESET) RRR.
2.5.3 Tiến hành thử nghiệm
 Dùng chìa khóa bật công tắc vận hành trên bàn điều khiển.
 Kiểm tra tất cả các lỗi, nhấm nút RESET khi có lỗi.
 Bật công tắc điều khiển điện áp.
 Khởi động chương trình MMI PC.
2.5.3.1 Trường hợp không có ô tô trên băng thử, tiến hành làm nóng
băng thử ở chế độ vận tốc không đổi 60 – 100 km/giờ trong khoảng thời gian
10 phút.
 Đóng tấm đònh tâm bánh xe che băng thử.
22
 Nhả phanh băng thử.
 Vào menu trong chương trình MMI Automatic/Warm Up/Time
Controlled, nhập khoảng thời gian 10 phút.
 Nhập giá trò tốc độ 100 km/h.
 Tiến hành làm nóng.
2.5.3.2 Trường hợp có ô tô trên băng thử tiến hành làm nóng băng thử
theo trình tự sau

Chuẩn bò ô tô trên băng thử
 Mở nắp che rulô.
 Mở phanh rulô.
 Chạy ô tô lên băng thử.
 Khóa bánh xe.
 Buộc dây an toàn.
 Cân chỉnh đònh tâm ô tô trên băng, nhấn nút điều khiển tấm chắn
“Centering Close”, điều khiển tấm chắn gần tiếp xúc bánh xe, nhấn nút
điều khiển đònh tâm bánh xe “Centering Align”. Lúc này băng thử hoạt
động ở vận tốc khoảng 5 km/giờ. Trong trường hợp không thể đònh tâm, mở
khóa bánh xe tiến hành thực hiện lại các bước trên.
 Xiết chặt dây an toàn.
 Đặt 04 công tắc an toàn tại vò trí các bánh xe, cách bánh xe khoảng 20 mm.
Làm nóng băng thử (trên băng thử có ô tô) ở chế độ tốc độ không đổi
 Kiểm tra tổng thể toàn bộ ô tô, tay số ở vò trí không và không cài phanh tay,
kiểm tra dầu bôi trơn và nước làm mát động cơ ô tô, kiểm tra van cấp nhiên
liệu. Kiểm tra tất cả các thiết bò an toàn, thiết bò giữ bánh xe, dây an toàn,
công tắc an toàn . . .
 Chọn chế độ “Generator Mode”.
 Mở khóa phanh cho băng thử.
 Bật công tắc nguồn “Power” trên thanh công cụ.
 Chọn chế độ tốc độ không đổi “Speed Constant Mode”.
 Nhập giá trò tốc độ: 50 km/h.
 Kiểm tra công tác đảm bảo an toàn.
 Khởi động ô tô chạy ở chế độ cầm chừng cho đến khi nhiệt độ nước làm
mát đạt đến chế độ hoạt động bình thường (kim chỉ thò trên đồng hồ nước
làm mát chỉ thò ở vò trí giữa).
 Người lái tiến hành chạy xe ở tay số 4 và giữ ở chế độ bướm ga sao cho
đồng hồ chỉ thò số vòng quay chỉ thò 2000 vòng/phút trong khoảng thời gian
10 phút.

2.5.4 Tắc băng thử
23
 Thoát các chương trình MMI, PUMA bằng cách nhấn “Shut Down”
PUMA và MMI.
 Tắc UPS và công tắc nguồn chính “Q11”.
 Tắc công tắc hệ thống cung cấp nhiên liệu: Tắc công tắc cung cấp nhiên
liệu cho băng thử “Gasoline/Diesel for CD”.
 Tắc công tắc nguồn cho bơm nhiên liệu “Power Supply For
Gasoline/Diesel Pump”, chú ý chỉ tắc trong trường hợp các phòng thử
khác không sử dụng nhiên liệu từ hệ thống này.
 Hồi lượng nhiên liệu trở về bồn chứa ngầm trong trường hợp các phòng
thử khác không sử dụng nhiên liệu từ hệ thống này.
 Tắc công tắc quạt tháp làm mát “Cooling Tower” chú ý trong trường hợp
phải đảm bảo không có phòng thử nào đang sử dụng tháp làm mát.
 Tắc công tắc bơm tháp làm mát “Cooling Tower” chú ý trong trường
phảo đảm bảo không có phòng thử nào đang sử dụng tháp làm mát
 Tắc công tắc nguồn cho tất cả các hệ thống phụ trợ TC3: Quạt hút khí
sạch, quạt hút khí thải động cơ, quạt hút thải khí hệ thống thông gió, quạt
cấp khí hệ thống thông gió
 Trên bảng nguồn tủ điều khiển “TC3/DB”, tắc các công tắc: Công tắc bộ
điều khiển nhiệt độ nhiên liệu “Socket Fuel Controller Temperature”,
công tắc bộ chuẩn đoán khí thải “Socket Digas”, công tắc nguồn cho các
thiết bò trong phòng thử “Power Supply For Contractor TC3”, công tắc
chính.
 Trên bảng nguồn tủ điều khiển “TC3/CSB”, tắc các công tắc: Công tắc
nguồn bộ điều khiển băng thử “Power Supply For Chassis Dyno
Controller”, công tắc nguồn cho bàn điều khiển “Power Supply For
Testdesk”, công tắc cung cấp cho các thiết bò trong phòng thử “Power
Supply For Contractor TC3/CSB”, công tắc chính.
 Trên bảng nguồn tủ điều khiển “SUB/DB”, tắc các công tắc:

“TC3/CSB”.
 Công tắc nguồn chính tổng cho các thiết bò, trong trường hợp không có
phòng nào sử dụng hệ thống điện.
 Tắc công tắc cung cấp nguồn cho tủ điều khiển toàn bộ phòng thử, trong
trường hợp phòng thử không sử dụng trong thời gian dài.
2.5.5 Xác đònh thông số động lực học ô tô: Lực kéo, công suất trên các tay số
(chọn tay số 3)
Ô tô được thử nghiệm ở chế độ vận tốc không đổi (V = const). Ở từng tay số
khác nhau, người lái giữ cần đạp ga ở chế độ mở 100% (toàn tải). Vận tốc ô tô được
cài đặt bởi băng thử trong bàn điều khiển, người điều khiển cài đặt các chế độ gia tốc
24
cho băng thử, gia tốc trong từng cấp, mỗi cấp 10 km/giờ, nhờ phần mềm điều khiển
MMI. Các thông số động lực học tại mỗi tay số sẽ được phần mềm PUMA ghi nhận và
xử lý.
Xác đònh lực kéo tiếp tuyến, công suất và nhiên liệu tiêu thụ ở tay số 3 tại các
vận tốc 20, 30, 40, 50, 60, 70km/h.
1. Chọn chế độ hoạt động của băng thử: V = const.
2. Khởi động ô tô, đưa ô tô chạy đến tay số 3, sau đó đạp bàn đạp ga 100%.
3. Đặt tốc độ ô tô V = 20 km/h.
4. Ghi vào bảng giá trò lực kéo, công suất, lượng nhiên liệu tiêu thụ sau khi
các giá trò này đã ổn đònh.
5. Lặp lại các bước trên với V lần lượt bằng 30, 40, 50, 60, 70km/h. Chú ý
là vẫn giữ bàn đạp ga 100%.
6. Sau khi đo hết các vận tốc, người lái nhả hết ga, cắt ly hợp, trả về số
không.
7. Giảm tốc độ V xuống dần, mỗi lần giảm 10 km/h cho đến khi 2 rulô
ngừng hẳn.
8. Tắc máy ô tô.
9. Kích hoạt phanh khí nén để khóa chặt 2 rulô.
2.6 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

Bảng ghi kết quả thí nghiệm
Bảng 2.1: Các thông số động lực học thí nghiệm của ô tô ở tay số 3.
STT Tốc độ
(km/h)
Lực kéo
(N)
Công suất
(W)
Nhiên liệu tiêu thụ
(g)
Lần 1
1 20
2 30
3 40
4 50
5 60
6 70
Lần 2
1 20
2 30
3 40
4 50
5 60
6 70
25