ĐỒ AN KHAI THÁC SỬ DỤNG THIẾT BỊ THỬ NGHIỆM Ô TÔ TRÊN BỆ THỬ FPS 2700

Mã đồ án OTTN003024253
Đánh giá: 5.0
Mô tả đồ án

     Đồ án có dung lượng 290MB. Bao gồm đầy đủ các file như: File bản vẽ cad 2D (Bản vẽ kết cấu sơ đồ bệ thử công suất động cơ, bản vẽ kết cấu sơ đồ phòng thử nghiệm, bản vẽ sơ đồ mô phỏng, sơ đồ nguyên lý, bản vẽ quy trình thử nghiệm trên bệ thử, bản vẽ kết quả đo công suất và kết quả kiểm tra đồng hồ tốc độ); file word (Bản thuyết minh, nhiệm vụ đồ án, bìa đồ án…). Ngoài ra còn cung cấp rất nhiều các tài liệu chuyên ngành, các tài liệu phục vụ cho thiết kế đồ án........... KHAI THÁC SỬ DỤNG THIẾT BỊ THỬ NGHIỆM Ô TÔ TRÊN BỆ THỬ FPS 2700.

Giá: 990,000 VND
Nội dung tóm tắt

MỤC LỤC

MỤC LỤC………………………………………………………………….….........................1

LỜI NÓI ĐẦU..................................................................................................................2

Chương 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THỬ NGHIỆM Ô TÔ...........................................3

1.1. Giới thiệu chung...................................................................................................... 3

1.2. Các dạng thử nghiệm trên đường và trên bệ thử................................................... 4

1.2.1. Thử nghiệm trên đường....................................................................................... 4

1.2.2. Thử nghiệm trên bệ thử........................................................................................7

1.3. Các yêu cầu chung trong thử nghiệm................................................................... 10

1.3.1. Trang thiết bị thử nghiệm................................................................................... 10

1.3.2.  Sử dụng nhiên liệu và dầu mỡ bôi trơn............................................................. 11

1.3.3.  Bảo dưỡng kỹ thuật............................................................................................11

1.3.4. Bảo quản ôtô chạy thử........................................................................................11

1.3.5.  Chế độ nhiệt.......................................................................................................12

1.3.6.  Điều kiện đường chạy thử................................................................................ 12

1.3.7.  Điều kiện khí tượng ...........................................................................................13

1.3.8.  Những điều kiện an toàn cần thiết đối với một hành trình chạy thử................. 13

1.4.   Giới thiệu bệ thử FPS 2700................................................................................ 14

1.4.1. Khái quát chung về thiết bị FPS 2700................................................................ 14

1.4.2.  Tính năng kỹ thuật của thiết bị FPS 2700......................................................... 14

Chương 2. THIẾT BỊ THỬ NGHIỆM Ô TÔ TRÊN BỆ THỬ FPS 2700.......................16

2.1. Cơ sở xác định các thông số động lực học chuyển động thẳng của ô tô............. 16

2.1.1.  Cân bằng lực kéo ô tô .......................................................................................16

2.1.2.  Cân bằng công suất ..........................................................................................20

2.1.3.  Phương pháp xây dựng đồ thị quá trình tăng tốc của ô tô................................ 22

2.2. Cơ sở tính toán hệ số hiệu chỉnh.......................................................................... 28

2.2.1. Đối với động cơ xăng..........................................................................................29

2.2.2.  Đối với động cơ Diezen.................................................................................... 29

2.2.3. Đối với động cơ Diezen Turbo........................................................................... 30

2.3.  Cấu tạo và nguyên lí làm việc của thiết bị FPS 2700.......................................... 31

2.3.1.  Cấu tạo cơ bản của bệ thử............................................................................... 31

2.3.2. Nguyên lí làm việc của bệ thử........................................................................... 36

2.4. Sơ đồ phòng thử nghiệm đo công suất trên bệ thử............................................. 37

Chương 3. KHAI THÁC SỬ DỤNG THIẾT BỊ THỬ NGHIỆM FPS 2700...................43

3.1. Các quy định an toàn........................................................................................... 43

3.2. Quy trình thử nghiệm........................................................................................... 44

3.2.1.Chuẩn bị thử nghiệm......................................................................................... 44

3.2.2. Tiến hành thử nghiệm....................................................................................... 47

3.3. Bảo dưỡng thiết bị............................................................................................... 65

3.3.1. Bảo dưỡng sau khi sử dụng............................................................................. 65

3.3.2. Bảo dưỡng định kỳ ...........................................................................................66

KẾT LUẬN.................................................................................................................. 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................. 68

LỜI NÓI ĐẦU

Ô tô là phương tiện vận tải có vai trò hết sức quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, hiện đang được sử dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực kinh tế và đời sống. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, ngành công nghiệp ô tô trên thế giới nói chung, ở Việt Nam nói riêng đã và đang phát triển với yêu cầu ngày càng cao, ngành này đã cho ra đời nhiều loại ô tô hiện đại phục vụ cho các nhu cầu vận chuyển. Việc nghiên cứu đánh giá chất lượng làm việc và hoàn thiện thêm thiết kế cho phù hợp với từng điều kiện sử dụng đang được quan tâm nghiên cứu.

Do đặc điểm của ngành động cơ, về cơ bản thường xác định hình dạng và kích thước các chi tiết trước, sau đó mới tiến hành tính toán sức bền, biến dạng..., vì thế phần lớn các phép tính đều mang tính kiểm nghiệm. Do vậy, trong quá trình sản xuất chế tạo, khai thác, sửa chữa, nghiên cứu phát triển động cơ đốt trong rất cần có các thử nghiệm cần thiết để đánh giá các chỉ tiêu về kinh tế- năng lượng, mức độ ảnh huởng môi trường, độ bền, độ tin cậy... của động cơ đốt trong. Như vậy, bệ thử ô tô được coi là một hệ thống thiết bị rất quan trọng đối với ngành sản xuất ô tô.

Tại Việt Nam, hiện nay các bệ thử thường chỉ có ở một số học viện, nhà trường, nhà máy sửa chữa ô tô, mà hầu hết các thiết bị đã cũ và thiếu đồng bộ, độ chính xác kém. Các bệ thử này hầu như chỉ đảm bảo được yêu cầu của thử nghiệm giao nhận (đối với động cơ mới và sau sửa chữa - chỉ xác định các chỉ tiêu chính). Còn các thử nghiệm phức tạp hơn như thử nghiệm kết cấu hoặc cụm mới; thử nghiệm nghiệm thu quốc gia; thử nghiệm khai thác, nghiên cứu khoa học thì cần phải có hệ thống thiết bị đồng bộ có độ chính xác cao và áp dụng các công nghệ hiện đại.Tính tự động hoá của các thiết bị này lại chưa cao, không thực hiện được việc kiểm soát các hệ thống phụ trợ (hệ thống cung cấp nhiên liệu, điều chỉnh chế độ tải,...) từ phòng điều khiển.

Trong điều kiện ở nước ta chưa sản xuất được các thiết bị thử nghiệm động cơ cỡ lớn và trung bình thì việc sử dụng, khai thác có hiệu quả các công nghệ nhập khẩu đón đầu là vấn đề quan trọng hàng đầu. Vì vậy em quyết định chọn đề tài “Khai thác sử dụng thiết bị thử nghiệm ô tô trên bệ thử FPS 2700” làm đề tài tốt nghiệp chuyên ngành của mình. Với đề tài này em mong muốn sẽ củng cố thêm được kiến thức của mình, sau này ra đơn vị công tác có thể nắm vững thêm kiến thức chuyên môn, góp phần vào sự phát triển chung của ngành xe máy trong quân đội ta.

Do kiến thức còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều, tài liệu tham khảo còn ít nên đồ án tốt nghiệp của em không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong các thầy chỉ bảo để đồ án của em được hoàn thiện hơn.

Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo hướng dẫn : TS …………….., các thầy giáo trong khoa, cùng tất cả các bạn học viên đã giúp em hoàn thành đồ án này.

                                                                                                                                               TP. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20

                                                                                                                                            Học viên thực hiện

                                                                                                                                              …………………

Chương 1

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THỬ NGHIỆM Ô TÔ

1.1. Giới thiệu chung

Công nghiệp ô tô là một ngành công nghiệp cạnh tranh và tiến bộ trên toàn cầu. Để tồn tại trên thị trường trong một thời gian dài, các ngành công nghiệp ô tô cần phải liên tục đổi mới về chất lượng, độ bền,... Ngoài ra, các nhà sản xuất xe cần phải đảm bảo rằng hệ thống và các bộ phận của ô tô phải hoạt động đúng trong suốt quá trình làm việc. Do đó, nhà sản xuất cần ứng dụng các thử nghiệm trên đường và trên bệ thử để nâng cao hiệu suất của các sản phẩm mới theo cách hiệu quả và hiện đại. Đồng thời giúp kiểm tra đánh giá chất lượng hiệu quả các xe sau khi sửa chữa.

Ngoài ra, với tốc độ sản xuất linh kiện ô tô ngày càng tăng, rủi ro trong quá trình sản xuất sản phẩm cũng tăng lên, điều này dẫn đến các vấn đề bảo hành của sản phẩm và nêu bật tầm quan trọng của việc thử nghiệm ở mọi giai đoạn sản xuất cho dù đó là nghiên cứu, phát triển, kiểm tra nguyên liệu hay sản xuất sản phẩm. Bên cạnh đó, nhà sản xuất còn đưa xe đến nhiều quốc gia để đánh giá độ bền của xe theo môi trường, địa hình vận hành.

1.2. Các dạng thử nghiệm trên đường và trên bệ thử

1.2.1. Thử nghiệm trên đường

Thử nghiệm trên đường luôn luôn là rất quan trọng vì việc thử nghiệm được tiến hành trong điều kiện thực tế. Việc thử nghiệm ở các bệ thử có thể trong nhiều trường hợp sẽ thuận tiện hơn thử nghiệm trên đường, tuy vậy việc kiểm tra lần cuối xe cần tiến hành khi cho xe chạy trên đường thực.

Để đánh giá tổng thể các thông số kỹ thuật, các đặc tính chuyển động, độ tin cậy và tuổi thọ của xe cần phải thử trong những điều kiện vận hành thực tế phù hợp. Trước hết các thử nghiệm xác định các đặc tính động lực học và các thử nghiệm khi xe chuyển động ở tốc độ cao yêu cầu một diện tích bãi thử lớn. Đoạn đường vòng thử tốc độ của những bãi thử hoàn chỉnh phải dài hơn nhiều. Quãng đường thử mô phỏng theo địa hình phức tạp cũng dài hơn và bãi thử tổng hợp có hàng loạt các đoạn ngắn và các trang thiết bị.

1.2.1.1. Đo quá trình tăng tốc của ô tô

Khả năng tăng nhanh vận tốc sau khi khởi hành hoặc sau khi chuyển số được gọi là tính năng tăng tốc của ô tô. Tính năng tăng tốc của ô tô được đánh giá bằng thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc.

Để đo chính xác quá trình tăng tốc của ô tô, thường sử dụng các thiết bị đánh dấu ở đầu và cuối đường thử (bằng các tính hiệu đèn). Khi ô tô chuyển động tới vị trí đèn tín hiệu đầu tiên công tắc điện sẽ đóng để thiết bị đo thời gian tăng tốc và khi đến vị trí thứ hai nó sẽ ngắt mạch đo thời gian.

1.2.1.3. Đo quá trình quay vòng

Ô tô quân sự hiện nay có thể quay vòng theo ba kiểu phương pháp là quay vòng bằng cách thay đổi phương chuyển động của bánh xe dẫn hướng, quay vòng kiểu xe xích và quay vòng các phần khác của xe.

Quá trình quay vòng của xe gồm 3 giai đoạn:

- Giai đoạn 1: Lúc này xe bất đầu quay vòng. Quỹ đạo chuyển động của xe chuyền dần từ thẳng thành vòng cung với bán kính nhỏ dần.

- Giai đoạn 2: Lúc này quỹ đạo chuyển động xe là 1 vòng tròn tương đối ổn định với vận tốc và góc của của xe xác định.

1.2.2. Thử nghiệm trên bệ thử

Trong lĩnh vực thử nghiệm ô tô, bên cạnh những thử nghiệm trên đường thực tế, các bệ thử ô tô được sử dụng để xác định các tính chất về công suất, tính chất phanh và sự hoạt động của chúng.

Thử tại chỗ ô tô trên các bệ thử con lăn dựa trên nguyên tắc tác dụng tương hỗ, nghĩa là ô tô thí nghiệm thì đứng còn “mặt đường” thì chuyển động. Các con lăn quay mô phỏng “mặt đường” chuyển động, trên đó - tùy theo từng loại bệ thử có các bánh xe chủ động hoặc tất cả các bánh xe, ví dụ các bánh xe của cầu mà cần xác định hiệu quả phanh của chúng.

Bệ thử con lăn với mô phỏng cơ khí các tính chất quán tính của ô tô tương đối đơn giản. Ở các xe nhỏ khối lượng của chúng có thể thay bằng việc chọn đường kính của các con lăn thích hợp. Đối với các xe loại lớn thì các bệ thử phải được trang bị các đĩa quán tính phụ.

1.2.2.1. Đo công suất trên bệ thủ con lăn

Trong thử nghiệm ô tô chúng ta xác định công suất cơ học trước hết khi chuyển động quay (ô tô trên bệ thử con lăn), bởi vì không thể đo trực tiếp công suất được. Bộ phận quay được truyền công suất, giá trị công suất này được tính thông qua momen xoắn và vận tốc góc.

Để đo công suất trong thử nghiệm ô tô, các phanh công suất được sử dụng vì cân bằng với momen xoắn là momen phanh mà giá trị của nó chúng ta có thể biết hoặc có thể đo được. Có thể sử dụng phanh thủy lực hoặc phanh điện từ.

1.2.2.3. Đo thông số trượt ngang

Bánh xe có ảnh hưởng quyết định đối với khả năng vận hành của ô tô, bởi đây là bộ phận duy nhất tiếp xúc trực tiếp với mặt đường, đồng thời còn có nhiệm vụ nâng đỡ toàn bộ trọng lượng xe. Có rất nhiều nguyên nhân, cả khách quan lẫn chủ quan làm cho góc đặt bánh xe bị sai lệch so với chuẩn của nhà sản xuất. Sau một thời gian sử dụng, các liên kết của hệ thống treo, lái trên xe sẽ bị mài mòn hoặc rơ, đặc biệt trong trường hợp xe thường xuyên phải di chuyển trên đường địa hình xấu, đường đồi núi, sỏi đá…

Thiết kế góc đặt bánh xe tối ưu không chỉ giúp vận hành êm ái và an toàn hơn mà còn đảm bảo độ bền cho các chi tiết cơ khí. Có thể sử dụng thiết bị bệ đo trượt ngang MINC I EURO của hãng MAHA để xác định các góc đặt.

Góc đặt bánh xe bao gồm các góc như góc camber, góc caster, góc Kingpin, và mỗi góc đều có quan hệ mật thiết với các góc khác. Khi kiểm tra và hiệu chỉnh cần phải xem xét tất cả các góc và mối quan hệ của chúng.

1.2.2.4. Thủ phanh trên bệ thủ con lăn

Chất lượng phanh của ô tô cũng có thể đo được khi tiến hành trong điều kiện thí nghiệm trên các bệ thử con lăn.

Theo kết cấu có hai loại bệ thử:

- Bệ thử tốc độ chậm để đo lực phanh

- Bệ thử tốc độ cao để đo quãng đường phanh

Việc thử phanh trên các bệ thử con lăn diễn ra trong điều kiện khác so với thử phanh trên đường: ô tô đứng yên, trong khi đó “mặt đường” chuyển động. Cho nên tác dụng của các lực động không biểu hiện ra. Sai lệch đo trên các bệ thử con lăn sẽ không thích hợp cho các công việc thử nghiệm nghiên cứu phát triển. Mặt khác trên bệ thử con lăn có thể nhanh chóng và dễ dàng giám định được hiệu quả của phanh ô tô - kiểm tra hoạt động của phanh - vì thế các bệ thử này được sử dụng đặc biệt trong các cơ sở sửa chữa và trong các trạm kiểm tra kỹ thuật xe.

Qua phân tích và thời gian nghiên cứu thiết bị để thử nghiệm ô tô, tôi chọn đề tài Khai thác sử dụng thiết bị thử nghiệm ô tô trên bệ thử FPS 2700 và tìm hiểu rõ hơn các quá trình thử nghiệm ô tô trên bệ thử.

1.3. Các yêu cầu chung trong thử nghiệm

1.3.1. Trang thiết bị thử nghiệm

Trên xe chạy thử người ta lắp các thiết bị đo lường cần thiết như thiết bị đo gia tốc dao động thẳng đứng của xe, thiết bị đo chế độ làm việc của ôtô và của các cụm tổng thành ….Trọng lượng các thiết bị đo lường đó đều phải tính vào trọng tải hữu ích của xe thử nghiệm.

Thiết bị đo dùng cho thử nghiệm cần đảm bảo những yêu cầu chính sau đây:

- Đảm bảo độ chính xác cần thiết cho quá trình thử nghiệm.

- Không bị ảnh hưởng bởi rung động, điều này rất cần thiết.

- Đặc tính của thiết bị đo cần phải tuyến tính hoặc rất gần với tuyến tính trong suốt phạm vi đo.

1.3.3. Bảo dưỡng kỹ thuật

Trong suốt quá trình chạy thử xe cần phải tiến hành các công việc bảo dưỡng kỹ thuật theo đúng quy định của nhà sản xuất đối với phương tiện thử nghiệm và thiết bị thử nghiệm (nếu như nội dung, mục đích thử nghiệm đó không nhằm xác định chu kỳ bảo dưỡng tối ưu).

Tất cả mọi quá trình bảo dưỡng kỹ thuật, sửa chữa (nếu cần), lượng dầu mỡ, nhiên liệu,…tiêu thụ trong quá trình chạy thử đều phải ghi chép đầy đủ vào nhật ký chạy thử.

1.3.5. Chế độ nhiệt

Chế độ nhiệt của ôtô (của các tổng thành) phụ thuộc vào chế độ tải trọng và phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường.

Hầu hết các ôtô hiện nay, để điều chỉnh chế độ nhiệt, người ta sử dụng bộ điều tiết nhiệt, cửa chớp phía trước két nước, nắp che calăng …

Trong quá trình chạy thử, phải duy trì chế độ nhiệt động cơ theo đúng yêu cầu quy định của nhà sản xuất xe, trừ trường hợp phải thử nghiệm để nghiên cứu ảnh hưởng của trạng thái nhiệt đến quá trình làm việc của các tổng thành (hiệu suất, độ tiêu hao nhiên liệu …) Dùng các nhiệt kế đặt vào các vị trí thích hợp của từng tổng thành để kiểm tra trạng thái nhiệt của các tổng thành đó.

1.3.7. Điều kiện khí tượng

Để có được kết quả ổn định và chính xác, cần tiến hành chạy thử xe vào những ngày trời quang, không gió và thời tiết ấm áp (tốc độ gió dọc không lớn hơn 3m/s, gió ngang không lớn hơn 2m/s).

Đo tốc độ gió bằng phong kế, hướng gió thổi phải ghi chép vào nhật ký thử nghiệm.

1.4. Giới thiệu bệ thử FPS 2700

1.4.1. Khái quát chung về thiết bị FPS 2700

FPS 2700/5500 là một động lực kế chẩn đoán được thiết kế để mô phỏng các điều kiện tải đường. Kết hợp với máy kiểm tra khí thải MAHA và thiết bị chẩn đoán bên ngoài, thiết bị FPS có thể được sử dụng để thực hiện chuẩn đoán xe rộng rãi.

Thiết bị FPS phù hợp với xe khách và xe tải có trọng lượng tổng cộng ở một cầu là 2700 kg và trọng lượng tổng cộng ở hai cầu là 5500 kg với công suất động cơ tối đa 260 mã lực và tốc độ thử nghiệm tối đa 200 km/h.

Đối với công suất bánh xe vượt quá 100 kW, nên sử dụng lốp thử đặc biệt.

Bệ thử là một thiết bị có nhiệm vụ tạo ra lực cản cho bánh xe chủ động để xác định các tính năng của ô tô thử nghiệm như lực kéo tiếp tuyến, công suất, mức độ phát thải, lượng tiêu hao nhiên liệu…

1.4.2. Tính năng kỹ thuật của thiết bị FPS 2700

Phân tích chính xác và đo lường khí thải phát ra cho các phương tiện đang thử nghiệm (kết hợp với các máy kiểm tra phát thải MAHA).

Hiển thị đồ thị của công suất tại bánh xe, sức kéo, công suất động cơ tiêu chuẩn và mô - men xoắn.

- Tốc độ không đổi

- Lực kéo không đổi

Xác định công suất bánh xe, công suất tiêu hao, công suất động cơ và mô- men xoắn và đo thời gian tăng tốc của xe ở các giá trị khác nhau.

Thông số kỹ thu¾t của thiết bị FPS 2700 như bảng 1.

Chương 2

THIẾT BỊ THỬ NGHIỆM Ô TÔ TRÊN BỆ THỬ FPS 2700

2.1. Cơ sở xác định các thông số động lực học chuyển động thẳng của ô tô

2.1.1. Cân bằng lực kéo ô tô

2.1.1.1. Phương trình cân bằng lực kéo ô tô

Khi khảo sát chuyển động thẳng của ô tô, thừa nhận các giả thiết sau:

- Xe có tất cả các cầu là cầu chủ động. Xe kéo moóc và moóc kéo thuộc loại moóc bị động. Sự tác dụng của moóc được kể đến thông qua lực cản kéo moóc Pmk

- Bài toán được giải ở dạng hình phẳng, do vậy sơ đồ khảo sát là hình chiếu đứng của ô tô, bánh xe trái, phải của một cầu được coi là một.

- Xe chuyển động trên đường có lớp phủ đồng nhất. Đường có góc dốc a

không đổi và không có mấp mô.

- Biến dạng của đường và của lốp được kể đến khi xác định lực cản lăn, lực kéo. Trên sơ đồ không mô tả sự biến dạng này.

Theo sơ đồ này các ngoại lực tác dụng lên ô tô gồm:

G : trọng lượng ô tô;

Pmk : lực cản kéo moóc;

Pw : lực cản không khí;

Pi : lực cản lên dốc;

Pf : lực cản lăn;

Mf1, Mf2 : momen cản lăn;

Pj : lực quán tính;

R1, R2 : phản lực pháp tuyến của đường;

Pk : lực kéo tiếp tuyến;

Sử dụng sơ đồ khảo sát ở hình 2.1, chiếu các lực lên trục X sẽ được phương trình cân bằng lực kéo của ô tô:

Pk = Pf ± Pi ± Pj + Pw + Pmkx                                       (2.1)

Nếu coi góc g= 0 , với g là góc tạo bởi lực cản kéo moóc với mặt đường và tính Py = Pf ± Pi sẽ có:

Pk = Py ± Pj + Pw + Pmk                                              (2.2)

Py: lực cản tổng cộng của đường:

Py = Pi ± Pf = y.G

Pf (N) : lực cản lăn

Pf = f.G.cosa.  Với: a:góc dốc

Pi (N) : lực cản dốc

Pi = ±G.sina » ±G.i

Dấu (+) lấy đối với trường hợp xe lên dốc, dấu (-) lấy với trường hợp xe xuống dốc

Dấu (+) lấy đối với trường hợp xe tăng tốc, dấu (-) lấy với trường hợp xe giảm tốc

Pw (N) : lực cản không khí

Pw= K.F.v2

Với :

K: hệ số cản không khí (N.s2/m4)

v: vận tốc chuyển động tương đối của ô tô so với không khí (m/s)

F: diện tích cản chính diện của ô tô (m2)

2.1.1.2 Đồ thị cân bằng lực kéo

Phương trình cân bằng lực kéo biểu diễn dưới dạng đồ thị được gọi là đồ thị cân bằng lực kéo.

Trên hệ tọa độ (P - v) xây dựng những đường cong Pk ở các số truyền khác nhau phụ thuộc vào vận tốc chuyển động của ô tô, nghĩa là Pk = f(v) (hình 2.2).

Trên đồ thị cũng xây dựng các đường cong lực cản Pf, Pyvà (Py+Pw) phụ thuộc vào vận tốc chuyển động của ô tô (ở một loại đường cho trước có độ dốc không đổi). Như vậy đường cong lực cản tổng cộng (Py+ Pw) sẽ quyết định lực kéo cần thiết để xe chuyển động với vận tốc không đổi ở điều kiện đường cho trước.

Từ đồ thị nhận thấy, tại v=v1 lực kéo của ô tô ở số truyền khảo sát còn dư một lượng Pd. Ô tô có thể sử dụng lực kéo dư này để tăng tốc, tăng tải hoặc dùng để kéo moóc.

Tại thời điểm v=v2 lực kéo dư không còn nữa, như vậy ở loại đường cho trước thì vận tốc tối đa của xe sẽ là v2= vmax.

2.1.2 Cân bằng công suất

2.1.2.1. Phương pháp xây dựng đ¾c tính công suất và mô men

Công suất của động cơ phát ra sau khi đã mất mát trong hệ thống truyền lực, phần vận hành, công suất còn lại dùng để khắc phục lực cản lăn, cản lên dốc, cản không khí, cản tăng tốc và lực cản moóc kéo. Phương trình biểu diễn mối quan hệ giữa công suất động cơ phát ra và các công suất kể trên gọi là phương trình cân bằng công suất.

Ne = Nt + Nf ± Ni + Nw ± Nj + Nmk                                                      (2.8)

Hoặc :

Ne - Nt = Nk = Nf ± Ni + Nw ± Nj + Nmk                                                (2.9)

2.1.2.2 Đồ thị cân bằng công suất

Phương trình cân bằng công suất được biểu diễn dưới dạng đồ thị được gọi là đồ thị cân bằng công suất.

Trên hệ trục toạ độ (N - v) xây dựng các đường cong công suất có ích của động cơ và công suất kéo Nk của bánh xe chủ động theo vận tốc chuyển động của ô tô ở các số truyền (hình 2.3). Trên đồ thị cũng xây dựng đường cong công suất cản Ny = Nf ± Ni và đường cong (Ny + Nw).

Như vậy ứng với các vận tốc chuyển động khác nhau thì các tung độ nằm giữa đường cong (Ny + Nw) với trục hoành sẽ tương ứng với công suất tiêu hao để khắc phục lực cản tổng cộng của đường và lực cản không khí.

2.1.3. Phương pháp xây dựng đồ thị quá trình tăng tốc của ô tô

2.1.3.1 Tính năng tăng tốc

Khả năng tăng nhanh vận tốc sau khi khởi hành hoặc sau khi chuyển số được gọi là tính năng tăng tốc của ô tô. Tính năng tăng tốc của ô tô được đánh giá bằng thời gian tăng tốc (ttt) và quãng đường tăng tốc (stt ).

Quãng đường tăng tốc của ô tô rất có ý nghĩa đối với xe hoạt động trong điều kiện đường phố mà ở đó thường xuyên phải dừng và khoảng cách giữa các vị trí dừng lại ngắn.

Khi hoạt động trong điều kiện đường bị chia cắt nhiều, tính năng tăng tốc có thể là yếu tố quyết định đến vận tốc trung bình của ô tô. Vận tốc trung bình đối với ô tô quân sự là quan trọng khi xe chuyển động trong đội hình.

Thời gian và quãng đường tăng tốc của một số ô tô [5] (số liệu thực nghiệm) thể hiện như bảng 2.

Từ bảng 2 thấy rằng các xe tải tăng tốc đến vận tốc vtt = 60km/h mất (30 - 45)s. Thời gian tăng tốc của xe ZIL-131 giảm đi nhiều so với xe ZIL-157K là do công suất động cơ đã tăng từ 110 đến 150ml.

Tính năng tăng tốc của ô tô phụ thuộc vào các yếu tố kết cấu, điều kiện đường và chủ quan của người lái.

Những thông số kết cấu cơ bản ảnh hưởng đến tính năng tăng tốc của ôtô là:

+ Lực kéo riêng theo động cơ ωe (hoặc nhân tố động lực học D). Thông số này phụ thuộc vào công suất riêng của động cơ, tỷ số truyền và hiệu suất của hệ thống truyền lực;

+ Hệ số khối lượng quay ở các số truyền;

+ Loại động cơ, khoảng làm việc và khả năng tăng nhanh số quay vòng (khả năng tăng tốc của động cơ);

+ Loại hệ thống truyền lực và mức độ hoàn thiện của nó, đặc biệt là khả năng chuyển số nhanh chóng và nhẹ nhàng...

2.1.3.2 Đồ thị tăng tốc của ô tô

Kết quả của việc xác định các thông số đánh giá quá trình tăng tốc của xe bằng thực nghiệm hoặc bằng pphương pháp tính toán là xây dựng được đồ thị thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc phụ thuộc vào vận tốc chuyển động của ô tô. Để xây dựng được hai đồ thị nêu trên, trước tiên phải xây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa gia tốc với vận tốc chuyển động của xe.

2.2. Cơ sở tính toán hệ số hiệu chỉnh

Trong quá trình thí nghiệm do thực hiện trong phòng thí nghiệm nên giá trị thử nghiệm sẽ khác so với thực tế. Vì vậy sau khi thử nghiệm cần có hiệu chỉnh để giá trị đo sát với thực tế thông qua hệ số hiệu chỉnh. Tùy theo tiêu chuẩn thử nghiệm mà có hệ số hiệu chỉnh k khác nhau.

PN = k. Pm

Với

PN: công suất động cơ thực tế k: hệ số hiệu chỉnh

Pm: công suất động cơ thử nghiệm

2.2.1. Đối với động cơ xăng

Theo từng tiêu chuẩn hệ số hiệu chỉnh k được tính toán như sau:

- DIN 70020 

- EWG 80/1269

- ISO 1585

- SAE J1349 

- JIS D1001

2.2.3. Đối với động cơ Diezen Turbo

Theo từng tiêu chuẩn hệ số hiệu chỉnh k được tính toán như sau:

- DIN 70020

- EWG 80/1269

- ISO 1585

- ISO 1585 (Làm mát bằng nước)

- SAE J1349 

- JIS D1001

2.3. Cấu tạo và nguyên lí làm việc của thiết bị FPS 2700

2.3.1.Cấu tạo cơ bản của bệ thử

Sơ đồ bố trí chung của bệ thủ FPS 2700 như hình 2.8.

2.3.1.1. Thiết bị tạo tải Dynamometer

Là một động cơ điện có hai phần chính gồm roto và stato. Thông thường roto là phần quay và stato là phần đứng yên, tuy nhiên stato của dynamometer có thể dịch chuyển tương đối và tác dụng lên thanh cảm biến lực. Thông qua cảm biến lực và cảm biến tốc độ ta xác định được lực và tốc độ từ đó cho giá trị công suất. Ngoài ra, nó còn chuyển đổi cơ năng thành điện năng để tạo lực cản cho bánh xe chủ động.

2.3.1.3. Con lăn

Bệ thử gồm bốn con lăn xếp thành hai dãy, trong đó có một dãy gồm hai con lăn chủ động và một dãy gồm hai con lăn bị động. Các con lăn được liên kết với nhau thông qua các khớp các đăng và được dẫn động thông qua bộ truyền đai. Có nhiệm vụ chính là nhận và truyền lực kéo tiếp tuyến từ bánh xe chủ động cho động cơ điện và truyền lực cản do động cơ điện tạo ra lên bánh xe chủ động.

2.2.1.Nguyên lí làm việc của bệ thử

Bệ thử sử dụng máy phát điện AC (dynamometer) làm thiết bị 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 động cơ điện điều chỉnh điện năng phát ra.

Công suất được đo gián tiếp thông qua lực cản điện từ (do bệ 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 stato và rotor của phát phát điện AC làm cản chuyển động quay của rotor (tạo ra lực cản cho bánh xe chủ động), đồng thời làm xoay stato (chuyển động tương đối giữa stato và rotor). Stato xoay và đè lên cảm biến lực một giá trị bằng với lực điện từ được tạo ra. 

Công suất tại bánh xe:

P = M.w = Fk .r.w .

Với:

M: momen đo được từ dynamometer

w: tốc độ góc của rulô

2.4. Sơ đồ phòng thử nghiệm đo công suất trên bệ thử

Phòng thử nghiệm gồm bệ thử công suất, máy tính điều khiển, màn hình hướng dẫn người lái, quạt làm mát và một số hệ thống phụ giúp duy trì điều kiện thử nghiệm xác với thực tế.

Bệ thử 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 trị năng lượng được chuyển hóa mà băng thử tạo ra lực cản lên bánh xe chủ động tương ứng.ƒ

Bệ thử công suất tạo nên lực cản tương tự lực cản không khí, điều kiện đường xá và chuyển đổi lực truyền từ bánh xe ra cảm biến lực. Truyền các tín hiệu thu thập được về bộ xử lý trung tâm để cho ra các biểu đồ giá trị công suất đáp ứng yêu cầu thử nghiệm.

Bộ giữ bánh xe: Giữ ô tô không bị trượt ngang khi ô tô đang chạy thử nghiệm trên bệ thử.

Chương 3

KHAI THÁC SỬ DỤNG THIẾT BỊ THỬ NGHIỆM FPS 2700

3.1. Các quy định an toàn

Để bảo đảm an toàn trong quá trình sử dụng, người vận hành thiết bị cần chấp hành nghiêm các nội dung sau:

1. Cần sử dụng thiết bị đúng mục đích và trong giới hạn hiệu suất của máy.

2. Tốc độ thử nghiệm tối đa: 200 km/h.

3. Thiết bị được vận hành bởi giáo viên chuyên môn.

4. Khu vực thử nghiệm phải được giữ gìn sạch sẽ.

5. Không đứng gần các bộ phận quay của thiết bị thử nghiệm.

10. Neo xe phải chắc chắn, tránh rung lắc trong khi thử nghiệm.

11. Chỉ được rời khỏi xe khi bánh xe đã dừng hẳn.

12. Công việc điều chỉnh hoặc bảo trì không nên được thực hiện khi các con lăn đang quay.

13. Trước khi thực hiện bất kì công việc sửa chữa, bảo trì nên tắt công tắc chính.

14. Các tính năng an toàn cần được kiểm tra thường xuyên bởi nhân viên của hãng MAHA (khoảng thời gian khuyến nghị là 12 tháng).

15. Trước khi vận hành máy cần kiểm tra các thiết bị an toàn và vị trí đứng của người điều khiển.

* Ngoài các quy định trên cần chú ý một số điểm sau:

1. Kiểm tra áp suất lốp và xem lốp xe có dấu hiệu hư hỏng nào không.

2. Không đi lên con lăn và thanh nâng bất cứ lúc nào, ngay cả khi bị khóa.

3. Tránh đánh lái gấp trong quá trình kiểm tra đối với xe có cầu trước chủ động.

8. Không đặt chân gần các con lăn khởi động và lốp xe.

9. Không đạp phanh trong suốt quá trình thử nghiệm vì phanh hai bên bánh xe có thể không đều nhau tạo nên momen xoay có thể làm xe di chuyển ra khỏi bệ.

10. Vệ sinh máy móc thiết bị sau khi sử dụng.

3.1. Quy trình thử nghiệm

3.1.1.Chuẩn bị thử nghiệm

3.1.1.1. Kiểm tra tổng quát ô tô cần thủ nghiệm

Trước khi cho xe lên bệ thử, chúng ta cần kiểm tra lại xe để việc thử nghiệm đảm bảo an toàn và cho kết quả chính xác. Các nội dung cần kiểm tra bao gồm:

Đối với hệ thống làm mát:

- Kiểm tra dung dịch làm mát

- Kiểm tra nắp bộ tản nhiệt

- Tìm các hư hỏng trên các đường ống nước

Đối với hệ thống bôi trơn:

- Tháo que thăm dầu ra và lau bằng giẻ sạch.

- Cắm lại que thăm dầu vào chỗ cũ.

- Tháo que thăm dầu ra cẩn thận và kiểm tra xem mức dầu giữa thấp và cao đánh dấu như minh họa.

Đo áp suất lốp: Kiểm tra áp suất bánh xe, không để quá cao hoặc quá thấp, khi sử dụng lâu dài lốp thiếu hơi quá 20% so với tiêu chuẩn có thể giảm đến 30% tuổi thọ. Ngược lại, nếu căng hơn 30% so với tiêu chuẩn cũng khiến tuối thọ lốp giảm đi khoảng 45%.

3.1.1.3. Kiểm tra các vấn đề an toàn và bảo hộ trong lao động

Người thực hiện thử nghiệm phải mang đủ bảo hộ lao động. Neo xe chắc chắn.

Không có vật lạ rơi vào bệ thử.

Nếu xe có cầu trước chủ động, xe phải được bảo đảm ở phía trước và chống trượt ngang.

Nếu xe có cầu sau chủ động, xe phải được cố định ở phía sau.

Dây đai giữ không được ở gần ống xả vì khí thải từ ống xả có thể làm hỏng dây đai.

Có rào chắn bảo vệ khu vực thử nghiệm. Rời khỏi xe khi con lăn dừng hẳn.

3.2.2. Tiến hành thử nghiệm

3.2.2.1. Đo công suất của ô tô

* Bước 1. Khởi động phần mềm điều khiển FPS 2700-5500

1. Bật mở công tắc chính của tủ điểu khiển trung tâm

2. Bật mở máy tính

3. Máy tính sẽ tự khởi động hệ điều hành Windows, nhấn double click vào biểu tượng FPS 2700-5500 trên desktop.

* Bước 2. Đưa xe di chuyển lên bệ thủ, chằng dây giữ, chuẩn bị quạt tạo gió.

1. Kích hoạt thanh nâng và nâng nó bằng phím chức năng  của bàn phím hoặc điều khiển từ xa và di chuyển thanh nâng bằng các phím con trỏ.

2. Xe sau khi kiểm tra được di chuyển lên bệ thử, hai bánh xe tiếp xúc với hai con lăn, bánh trước xe thẳng ( tay lái ở vị trí đi thẳng), xe ở vị trí trung tâm của bệ.

3. Kích hoạt thanh nâng bằng phím chức năng F3 của bàn phím hoặc điều khiển từ xa và hạ thấp nó bằng các phím con trỏ. Thanh nâng hạ và con lăn được giải phóng. Bánh xe tiếp xúc đều với hai con lăn.

3. Nhập các thông số cần cài đặt gồm:

Loại động cơ: xăng (otto) , diesel, động cơ xoay.

Cách nạp: không có turbo, có turbo ( làm mát bằng không khí hoặc làm mát bằng nước).

Hộp số được sử dụng trên xe: hộp số sàn (manual transmission) hoặc hộp số tự động (automatic).

Cầu chủ động: Cầu trước, cầu sau, hai cầu. Công suất động cơ.

Điều chỉnh công suất động cơ.

4. Xác nhận số vòng quay động cơ

Vì mỗi xe có một kích thước bánh xe khác nhau, để kết quả đo được chính xác, chúng ta cần tính toán tỉ lệ giữa bánh xe vào con lăn.

Để xác định được tỉ lệ này, chọn >

* Bước 4. Đo công suất

1. Sau khi xác nhận số vòng quay động cơ thì cho xe số N ( xe số tự động), số trung gian (đối với xe số sàn) và không được phanh xe gấp.

3. Giữ xe ở tay số cần kiểm tra và đạp ga hết hành trình khoảng 2s sau đó nhả bàn đạp ga.(đối với xe số sàn)

Đối với xe số tự động chỉ cần cho xe ở số D và đạp ga hết hành trình khoảng 2s sau đó nhả bàn đạp ga. Sau đó thiết bị sẽ yêu cầu tăng tốc thêm lần nữa đến một giá trị vận tốc nhất định. Như trên hình 3.12 sau.

* Bước 5. Lưu kết quả

3.2.2.2. Đo tăng tốc của ô tô

* Bước 1. Khởi động phần mềm điều khiển FPS 2700-5500

* Bước 2. Hạ thanh nâng, mở khóa con lăn

1. Kích hoạt thanh nâng và nâng nó bằng phím chức năng  của bàn phím hoặc điều khiển từ xa và hạ thấp nó bằng các phím con trỏ.

2. Thanh nâng hạ và mở khóa con lăn.

4. Đặt các bánh xe của trục trước thẳng theo hướng lái xe.

* Bước 3. Nh¾p thông số đầu vào

1. Chọn trên menu

2. Nhập thông số cần thiết

Tham số A, B, C, D lấy từ tiến hành thực nghiệm

Tải trọng của xe;

Vận tốc bắt đầu; vận tốc kết thúc

Nếu có sẵn thông số thì chọn

Sau khi nhập thông số xong, chọn

* Bước 4. Đo thời gian tăng tốc

Lúc này, người lái xe từ từ tăng tốc độ của xe để thiết bị bắt đầu thu thập kết quả, sau khi đạt tốc độ tối đa, giảm dần tốc độ xe về không.

* Bước 5. Lưu kết quả

Nhập các thông tin của xe đã được thử nghiệm và chọn để hoàn tất.

3.2.2.4. Mô phỏng tải

* Bước 1. Khởi động phần mềm điều khiển FPS 2700-5500

* Bước 2. Hạ thanh nâng, mở khóa con lăn

1. Kích hoạt thanh nâng và nâng nó bằng phím chức năng  của bàn phím hoặc điều khiển từ xa và hạ thấp nó bằng các phím con trỏ.

2. Thanh nâng hạ và mở khóa con lăn.

3. Cho xe hộp số sàn ở số trung gian, đối với hộp số tự động (để ở số N)

4. Đặt các bánh xe của trục trước thẳng theo hướng lái xe.

* Bước 3. Nh¾p thông số đầu vào

1. Để sử dụng chức năng mô phỏng tải, ta chọn trên menu

3. Tuy nhiên để mô phỏng tải, ta cần có các tham số A, B, C, D tính toán từ thực nghiệm để giả lập điều kiện chuyển động của ô tô. Do chưa đủ điều kiện để xác định các tham số, nên quá trình thử nghiệm mô phỏng tải chưa hoàn thành.

3.3. Bảo dưỡng thiết bị

3.3.1. Bảo dưỡng sau khi sử dụng

Dùng chổi quét bụi, khăn và hóa chất để làm sạch máy móc, dây điện,… Sau đó, dùng khăn lau khô từng góc cạnh, khe kẽ máy móc. Khi thực hiện vệ sinh người dùng chú ý làm sạch theo đúng quy trình từ trên xuống dưới, từ trong ra ngoài.

Vệ sinh mái, trần, tường, sàn,… nhà xưởng để đảm bảo loại bỏ hoàn toàn bụi bẩn trong không gian, tránh bụi bẩn bám lại máy móc.

Sử dụng các nắp đậy để che chắn thiết bị.

3.3.2. Bảo dưỡng định kỳ

Kiểm tra nhiệt độ của động cơ điện khi vận hành.

Kiểm tra độ tiếp xúc của cầu chì, cầu dao và các điểm khởi động khác. Lau chùi sạch sẽ bên ngoài động cơ điện, tránh bám bụi.

Bảo dưỡng động cơ điện định kỳ theo lịch bảo dưỡng khuyến cáo của nhà sản xuất.

Kiểm tra điện trở cách điện.

Kiểm tra và siết chặt lại các bulông, đai ốc.

Kiểm tra mỡ bò trong các bạc đạn động cơ điện, nếu thiếu thì thêm vào. Kiểm tra, bảo dưỡng bộ truyền bánh răng, dây đai.

KẾT LUẬN

Qua quá trình làm đồ án tốt nghiệp, sau một thời gian dài nghiên cứu thực tế, các giáo trình, tài liệu chuyên ngành cùng với sự giúp đỡ chỉ bảo tận tình của thầy giáo : TS …………….. và các thầy giáo khác trong khoa Ô tô, đồ án tốt nghiệp Khai thác sử dụng thiết bị thử nghiệm ô tô trên bệ thử FPS 2700” đã hoàn thành đúng thời gian và tiến độ đồ án. Thông qua quá trình làm đồ án, tôi đã:

1. Hiểu về các dạng thử nghiệm ô tô

2. Nắm chắc cấu tạo, nguyên lý làm việc của bệ thử công suất FPS 2700

3. Cơ sở lí thuyết của bệ thử công suất

4. Nắm được quy trình khai thác và kiểm tra, bảo dưỡng thiết bị.

Do điều kiện thời gian cũng như khả năng của bản thân còn nhiều hạn chế nên đồ án không thể tránh khỏi những sai sót, vì vậy kính mong được sự góp ý của các thầy giáo trong khoa để đồ án của tôi được hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn thầy: TS …………….. cùng các thầy giáo trong khoa Ô tô đã giúp đỡ và tạo điều kiện để tôi hoàn thành nhiệm vụ được giao trong suốt quá trình thực hiện.

Tôi xin chân thành cảm ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Vũ Đức Lập - Phạm Đình Vi, “Thử nghiệm xe”, HVKTQS 1996

[2]. MAHA, “Tài liệu hướng dẫn sử dụng bệ thử công suất FPS 2700”

[3]. Nguyễn Văn Trà, “Cơ sở đo lường và thử nghiệm”, NXB QĐND 2017

[4]. Nguyễn Văn Trà, “Kết cấu tính toán ô tô”, HVKTQS 2016

[5]. Nguyễn Phúc Hiểu, “Lý thuyết ô tô quân sự”, NXB QĐND 2002

[6]. Tiêu chuẩn kiểm định (22 TCN 307 - 06)

[7]. https://www.maha.co.uk/en/products/performance-measurement-technology/dynamometers/fps-2700~p2075

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"