Giáo trình Thí nghiệm ô tô - Công nghệ kỹ thuật ô tô

 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN 
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC 
BÀI GIẢNG 
 HỌC PHẦN: THÍ NGHIỆM Ô TÔ 
 SỐ TÍN CHỈ: 02 
 LOẠI HÌNH ĐÀO TẠO: ĐẠI HỌC CHÍNH QUY 
 NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ 
Hưng Yên - 2015 
Khoa Cơ khí Động lực Trường Đại Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên 
 Trang 1 
CHƢƠNG I 
CÁC VẤN ĐỀ CƠ BẢN TRONG ĐO LƢỜNG KỸ THUẬT 
1.1. Mục đích thí nghiệm 
Thí nghiệm ôtô chiếm vị trí rất quan trọng trong nền công nghiệp ôtô. 
Mục đích của việc thí nghiệm là để đánh giá hoặc phát hiện các ưu nhược điểm 
của các chi tiết, các cụm chi tiết và toàn bộ ôtô về các mặt như: 
Thông số kỹ thuật và tính năng làm việc cơ bản. 
Độ tin cậy làm việc. 
Độ bền và tuổi thọ. 
Tóm lại, nhờ có thí nghiệm chúng ta có thể đánh giá chất lượng của chi 
tiết, của cụm và toàn bộ ôtô một cách tổng thể và từ đó có cơ sở đề xuất cải tiến 
và hoàn thiện chúng nhằm đảm bảo sản xuất được những ôtô ngày càng có chất 
lượng cao. Cần chú ý rằng chữ thí nghiệm có thể được hiểu theo nghĩa hẹp, như 
thí nghiệm xác định độ cứng của lò xo ly hợp, nhưng cũng có thể nghĩa rất rộng 
như thí nghiệm đánh giá chất lượng làm việc của ôtô trong điều kiện sử dụng 
v.v 
Quy mô và độ phức tạp của thí nghiệm phụ thuộc vào mục đích đề ra ban 
đầu. 
Tuỳ theo mục đích và tính chất của thí nghiệm mà đề ra chương trình thí 
nghiệm bao gồm: 
Phương pháp tiến hành và thời gian thí nghiệm. 
Đối tượng dùng cho thí nghiệm. 
Trang thiết bị dùng cho thí nghiệm. 
Vị trí, chế độ và điều kiện thí nghiệm. 
Phương pháp xử lý số liệu thí nghiệm. 
1.2. Các dạng thí nghiệm ôtô 
Thí nghiệm ôtô được phân loại theo: 
Mục đích thí nghiệm. 
Tính chất thí nghiệm. 
Vị trí tiến hành thí nghiệm. 
Khoa Cơ khí Động lực Trường Đại Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên 
 Trang 2 
Đối tượng thí nghiệm. 
Cường độ và thời gian thí nghiệm. 
Theo mục đích thí nghiệm ta có thí nghiệm kiểm tra kiểm tra ở nhà máy 
sản xuất, thí nghiệm trong điều kiện sử dụng, thí nghiệm trong nghiên cứu khoa 
học. 
Theo tính chất thí nghiệm ta có thí nghiệm để xác định tính chất kéo, tính 
nhiên liệu, tính chất phanh, tính ổn định và điều khiển, tính êm dịu chuyển động, 
tính cơ động, độ tin cậy làm việc, độ mòn, độ bềncủa ôtô. 
Theo vị trí tiến hành thí nghiệm ta có thí nghiệm trên bệ thử (trong phòng 
thí nghiệm), thí nghiệm ở bãi thử, thí nghiệm trên đường. Thí nghiệm trên bệ thử 
có thể tiến hành cho từng chi tiết, cho từng cụm hoặc cho cả ôtô một cách dễ 
dàng hơn so với khi thí nghiệm trên đường. 
Theo đối tượng thí nghiệm ta có thí nghiệm mẫu ôtô đơn chiếc, thí nghiệm 
mẫu ôtô của một đợt sản xuất nhỏ, thí nghiệm ôtô được sản xuất đại trà. 
Theo cường độ và thời gian thí nghiệm ta có thí nghiệm bình thường theo 
quy định và thí nghiệm tăng cường. Ở thí nghiệm tăng cường thì thời gian 
thường được rút ngắn và chế độ tải trọng tăng. 
1.3. Yêu cầu đối với thiết bị đo 
Thiết bị đo dùng cho thí nghiệm cần đảm bảo những yêu cầu chính sau 
đây: 
Đảm bảo độ chính xác cần thiết cho thí nghiệm. 
Không bị ảnh hưởng bởi rung động, điều này rất cần thiết đối với thí 
nghiệm trên đường. 
Đặc tính của thiết bị đo cần phải tuyến tính hoặc rất gần với tuyến tính 
trong suốt phạm vi đo. 
Trọng lượng và kích thước nhỏ để có thể đặt được ở trong ôtô. Điều này 
rất quan trọng khi thí nghiệm trên đường. 
Không bị ảnh hưởng bởi khí hậu và thời tiết. 
Câu hỏi ôn tập 
 Câu 1: Nêu mục đích của thí nghiệm ôtô? 
 Câu 2: Các dạng thí nghiệm ôtô? 
 Câu 3: Yêu cầu của thiết bị đo trong thí nghiệm ôtô? 
Khoa Cơ khí Động lực Trường Đại Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên 
 Trang 3 
CHƢƠNG II 
 CÁC LOẠI CẢM BIẾN DÙNG TRONG THÍ NGHIỆM 
2.1. Định nghĩa và phân loại cảm biến 
 Cảm biến là bộ phận để nhận tín hiệu về trang thái của tín hiệu cần đo và 
biến đổi nó thành tín hiệu điện tương ứng. 
 Trong thí nghiệm ôtô thường dùng cảm biến để đo các đại lượng: chuyển 
dịch, tốc độ, gia tốc, lực, áp suất và ứng suất. Khi nghiên cứu động cơ đốt trong 
cũng như những cơ cấu khác của ôtô có thể dùng đến cảm biến loại nhiệt, loại 
quang và loại hoá, hall, áp suất  
 Cảm biến còn phân loại theo nguyên lý biến đổi đại lượng không điện 
thành đại lượng điện theo hai nhóm lớn: 
Nhóm phát điện (gênêratơ): ở nhóm này các đại lượng không điện từ đối 
tượng cần đo được biến đổi thành sức điện động hoặc cường độ dòng điện, chẳng 
hạn như cảm biến điện cảm, cảm biến thạch anh, cảm biến quang, cảm biến hall 
và những cảm biến khác không cần nguồn điện bởi vì chính các cảm biến ấy là 
nguồn phát điện. 
Nhóm thông số: ở nhóm này đại lượng không điện từ đối tượng cần đo sẽ 
biến đổi thành một hoặc vài thông số điện của cảm biến như điện trở tenxơ, cảm 
biến điện dung, cảm biến điện từ, cảm biến con trượt. 
2.2. Cấu tạo các loại cảm biến 
2.2.1. Cảm biến điện áp 
a. Nguyên lý hoạt động 
Nguyên lý cảm biến điện áp Hình vẽ 
Hiệu ứng áp điện (piezo-
electric): 
Ở trạng thái ban đầu các tinh 
thể thạch anh là trung hòa về điện, tức 
là các ion dương và ion âm cân bằng 
như hình 2.1A. Khi có áp lực bên 
ngoài tác dụng lên một tinh thể thạch 
anh làm cho mạng tinh thể bị biến 
dạng. Điều này dẫn đến sự dịch 
chuyển các ion. Một điện áp điện (B) 
Hình 2.1: Nguyên lý hoạt động của hiệu 
ứng áp điện. 
Khoa Cơ khí Động lực Trường Đại Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên 
 Trang 4 
được tạo ra. Ngược lại, khi ta đặt vào 
một điện áp, điều này dẫn đến một 
biến dạng tinh thể và bảo toàn lực 
(hình 2.1C). 
A. Thạch anh tinh thể ở trạng thái chưa 
làm việc; 
B. Tác động của một lực bên ngoài; 
C. đặt vào một điện áp; 
1. Áp lực; 2. Ion chiếm chỗ; 3. Điện áp 
tạo ra; 4. Phương tác động; 5. Biến dạng 
của tinh thể; 6. Cung cấp điện áp. 
b. Ứng dụng 
Cảm biến áp điện được ứng dụng rất rộng rãi trong cơ khí và ngành công 
nghệ ôtô. Chẳng hạn như: cảm biến kích nổ, cảm biến áp suất, cảm biến siêu âm, 
cảm biến gia tốc. 
Ứng dụng cảm biến điện áp Hình vẽ 
Cảm biến tiếng gõ được đặt 
nắp trên động cơ dưới đầu xi lanh. 
Thành phần áp điện trong 
cảm biến kích nổ được chế tạo 
bằng tinh thể thạch anh là những 
vật liệu khi có áp lực sẽ sinh ra 
điện áp. Phần tử áp điện được thiết 
kế có kích thước với tần só riêng 
trùng với tần số rung của động cơ 
khi có hiện tượng kích nổ để xẩy ra 
hiện tượng cộng hưởng (f=7kHz). 
Như vậy, khi có kích nổ, tinh thể 
thạch anh sẽ chịu áp lục lớn nhất và 
sinh ra một điện áp. 
Hình 2.2: Cảm biến tiếng gõ 
Khoa Cơ khí Động lực Trường Đại Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên 
 Trang 5 
2.2.2. Cảm biến cảm ứng từ 
a. Nguyên lý hoạt động 
Nguyên lý hoạt động Hình vẽ 
Những cảm biến này làm việc 
trên nguyên lý phát sinh sức điện động 
trên mạch khi từ thông thay đổi. 
Nguyên lý làm việc của cảm 
biến này được trình bày trên hình 2.3. 
Cảm biến cấu tạo bởi khung dây điện 
quay trong trường nam châm vĩnh cửu 
gây nên bởi hai cực bắc N và nam S. 
Khi khung dây điện quay như 
vậy thì từ thông đi qua dây điện sẽ 
thay đổi và sức điện động e (tín hiệu 
ra) sinh ra ở hai đầu ra của khung dây 
điện sẽ tỷ thuận với tốc độ thay đổi từ 
thông đi qua khung dây điện. 
Hinh 2.3: Sơ đồ nguyên lý làm việc của 
cảm biến cảm ứng từ. 
Sức điện động e được biểu diễn dưới 
công thức: 
dt
d
We

Trong đó: 
W: Số vòng dây của khung dây 
dt
d
: Tốc độ thay đổi từ thông đi 
qua dây điện. 
b. Ứng dụng 
Ứng dụng cảm biến cảm ứng từ Hình vẽ 
Ứng dụng thực tế đối với cảm 
biến tốc độ bánh xe: 
Cảm biến này bao gồm: một nam 
châm được bao kín bằng một cuộn dây 
và các vòng cảm biến. 
Nam châm và cuộn dây được đặt 
cách các vòng cảm biến một khoảng xác 
Khoa Cơ khí Động lực Trường Đại Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên 
 Trang 6 
định. 
Khi răng của vòng cảm biến 4 
không nằm đối diện cực từ, thì từ thông 
đi qua cuộn dây cảm ứng sẽ có giá trị 
thấp vì khe hở không khí lớn lên có từ 
trở cao. Khi một răng đến gần cực từ của 
cuộn dây, khe hở không khí giảm dần 
khiến từ thông tăng nhanh. Như vậy, nhờ 
sự biến thiên từ thông, trên cuộn dây sẽ 
xuất hiện một sức điện động cảm ứng. 
Khi răng vòng cảm biến đối diện cuộn 
dây từ thông đạt giá trị cực đại nhưng 
điện áp ở hai đầu cuộn dây bằng không. 
Khi răng của vòng cảm biến di chuyển ra 
khỏi cực từ, khe hở không khí tăng dần 
làm từ thông giảm sinh ra một sức điện 
động theo chiều ngược lại. 
Việc luân chuyển các bánh xe sẽ 
thay đổi khe hở dẫn đến làm thay đổi từ 
trường. Những thay đổi của từ trường tạo 
ra điện áp xoay chiều trong cuộn dây. 
Các tần số tín hiệu thay đổi như tốc độ 
bánh xe tăng hoặc giảm. 
Hình 2.4: Cảm biến tốc độ. 
1. Nam châm vĩnh cửu; 2. Cuộn dây; 
3. Từ trường; 4. Vòng cảm biến; 
5. Khe hở không khí; 6. Cáp kết nối. 
Cảm biến vị trí trục cam: 
Cảm biến vị trí trục cam có thể 
đặt trên vành đai puly cam hoặc có thể 
tích hợp trong bộ chia điện. 
Bộ phận chính của cảm biến là 
một cuộn cảm ứng, một nam châm vĩnh 
cửu và một rotor dùng để khép mạch từ 
có số răng như hình 2.5. Về cơ bản 
nguyên lý tương tự như cảm biến tốc độ. 
Việc luân chuyển trục cam sẽ thay đổi 
khe hở dẫn đến làm thay đổi từ trường. 
Sự biến thiên từ trường tạo ra điện áp 
xoay chiều trong cuộn dây. Tần số này 
thay đổi như hình 2.5. Cảm biến giúp 
Hình 2.5: Cảm biến vị trí trục cam. 
1. Cảm biến vị trí trục cam; 
 2. Vòng cảm biến trục cam. 
Khoa Cơ khí Động lực Trường Đại Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên 
 Trang 7 
xác định góc chuẩn của trục cam, từ đó 
xác định điểm chết trên và kỳ nén của 
mỗi xi lanh để đánh lửa. 
2.2.3. Cảm biến áp suất 
a. Nguyên lý hoạt động 
Nguyên lý hoạt động cảm biến áp suất Hình vẽ minh họa 
Cảm biến áp suất thường được 
sử dụng để đo áp suất trong ôtô. 
Cấu tạo quan trọng nhất của cảm 
biến áp suất là: 
Chip silicon 5, trong chip silicon 
có màng 1 và các điện trở được mắc với 
nhau theo hình cầu Wheatstone. 
Khi áp suất cao, khi đó màng 5 
tác dụng làm các điện trở biến. Các điện 
trở biến dạng được kết nối với nhau 
theo hình cầu mạch Wheatstone. Và khi 
đó các điện trở thay đổi về giá trị điện 
trở dẫn đến thay đổi điện áp trên các 
điện trở đo. Điện trở um cũng thay đổi 
phù hợp. Sự thay đổi đó phù hợp với áp 
suất trên màng. 
Hình 2.6: Cảm biến áp suất. 
1. Màng; 2. Chân không; 3. Thủy tinh 
chịu nhiệt; 4. Mạch cầu; 
 5. Chip silicon. 
b. Ứng dụng 
Ứng dụng cảm biến áp suất Hình vẽ 
Cảm biến áp suất đường ống nạp 
(MAP). 
Cảm biến MAP được đặt tại dẫn 
khí nạp. 
Cảm biến nhằm xác định áp suất 
hiện tại trong đường ống nạp. Điều đó là 
rất cần thiết để điều chỉnh chính xác tỷ lệ 
hòa khí. Cảm biến MAP được cung cấp 
bởi một điện áp tham chiếu 5V. Cảm 
Khoa Cơ khí Động lực Trường Đại Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên 
 Trang 8 
biến bao gồm một tấm chip silicon. Mặt 
ngoài của tấm silicon tiếp xúc với áp suất 
đường ống nạp. Hai mặt của tấm được 
phủ thạch anh để tạo thành điện trở áp 
điện. Khi áp suất đường ống nạp thay 
đổi, giá trị của điện trở áp điện sẽ thay 
đổi. Các điện trở áp điện được nối thành 
cầu Wheastone. 
Hình 2.7: Cảm biến áp suất đường 
ống nạp. 
Cảm biến áp suất nhiên liệu. 
Cảm biến được lắp đặt ống phân 
phối của hệ thống cung cấp nhiên liệu. 
Cảm biến nhằm xác định áp suất 
nhiên liệu. 
Việc xác định áp suất được thực 
hiện bằng cách sử dụng một màng mỏng 
bằng thép có thể thay đổi điện trở. Việc 
làm biến dạng màng thép sẽ tạo ra sự 
thay đổi điện trở, việc thay đổi điện trở 
này tỷ lên với áp suất nhiên liệu và được 
khuyếch đại trong IC khuyếch đại 2. 
Hình 2.8: Cảm biến áp suất nhiên liệu. 
Hình 2.9: Cấu tạo cảm biến áp suất 
nhiên liệu. 
1. Dây kết nối; 2. IC khuyếch đại; 3. 
Màng ngăn thép; 4. Áp suất nhiên 
liệu; 5. Vỏ. 
2.2.4. Cảm biến Hall 
Khoa Cơ khí Động lực Trường Đại Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên 
 Trang 9 
a. Nguyên lý hoạt động 
Nguyên lý cảm biến Hall Hình vẽ 
Hiệu ứng Hall ở đây được tạo ra 
bởi một tấm bán dẫn (IC hall). Khi 
cung cấp một điện áp một chiều U thì 
có một dòng điện phân bố đều trên toàn 
bộ bề mặt của tấm IC Hall và tạo ra từ 
trường xung quang tấm Hall. Khi ta 
thay đổi từ trường dẫn đến sự thay đổi 
các điện tử, các điện tử này bất ngờ 
chệch hướng quỹ đạo hiện tại. Kết quả 
là tấm Hall đưa ra một hiệu điện thế 
Hall (hình 2.10). 
Hình 2.10: Nguyên lý cảm biến HALL. 
b. Ứng dụng 
Ứng dụng cảm biến Hall Hình vẽ 
Cảm biến vị trí trục khuỷu: 
Cảm biến Hall được lắp gần bánh 
đà hoặc Puli trục khuỷu. 
Cảm biến xác định vị trí của trục 
và tốc độ của trục khuỷu. 
Các tín hiệu từ cảm biến vị trí suất 
ra là ở dạng xung. Các xung này được 
đưa tới ECU. 
Theo sơ đồ nguyên lý, khí có 
nguồn cung cấp đến IC Hall và có từ 
thông đi qua nó thì IC Hall sẽ cho một 
tín hiệu điện áp. Khi cực bắc lại gần IC 
Hall thì IC Hall sẽ tạo ra điện áp. Còn 
cực nam lại gần IC Hall thì sự thay đổi 
điệp áp là rất nhỏ so với cực bắc, do đó 
Hình 2.11: Cảm biến vị trí trục khuỷu. 
Cặp cực từ; 2. Cảm biến tốc độ động 
cơ; 3. Khoảng cách giữa cặp cực và 
cảm biến tốc độ; 4. Khoảng cách giữa 
các xung; 5. Tín hiệu từ cảm biến tốc 
độ. 
Khoa Cơ khí Động lực Trường Đại Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên 
 Trang 10 
điện áp lúc này là 0V. 
Cảm biến mô men: 
Khi người lái điều khiển vô lăng, 
mô men lái tác dụng lên trục của cảm 
biến mô men thông qua trục lái chính. 
Khi đó làm quay rotor của cảm biến. 
Trên Stator là đĩa phân đoạn có tác dụng 
ngăn IC hall tiếp xúc với từ trường. Trên 
rotor có các nam châm, do đó khi quay 
rotor làm cho IC Hall tiếp xúc với từ 
trường. Khi tiếp xúc sẽ sinh ra các điện 
áp. Khi không tiếp xúc thì điện áp mất. 
Hình 2.12: Cấu tạo cảm biến mô men. 
1. IC Hall; 2. Rotor; 3. Stator. 
2.2.5. Manheto – điện trở suất 
a. Nguyên lý hoạt động 
Nguyên lý hoạt động Hình vẽ 
Dó là liên kết từ hóa trong một 
vật liệu sắt từ. Vật liệu sắt từ gồm 
nhiều lớp. Mỗi một lớp là một lớp từ 
hóa. Nếu không có sự ảnh hưởng của 
từ hóa bên ngoài, thì sự liên kết của 
mỗi lớp từ hóa là ngẫu nhiên. Nếu một 
từ trường ngoài tác dụng vào vật liệu 
sắt từ, thì các thành phần từ hóa sẽ 
phù hợp với từ trường bên ngoài. 
Sự liên kết của các thành phần 
từ hóa phụ thuộc trên độ mạnh của từ 
trường bên ngoài: 
Nếu từ trường yếu, sự liên kết 
của thành phần từ hóa đến từ trường 
bên ngoài là ngẫu nhiên và do đó 
không đồng đều. Các vật liệu sắt từ có 
điện trở cao. 
Nếu từ trường đủ mạnh, sự liên 
kết của thành phần từ hóa là thống 
Hình 2.13: Cảm biến Manhêtô. 
Khoa Cơ khí Động lực Trường Đại Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên 
 Trang 11 
nhất với tù trường ngoài. Các vật liệu 
sắt từ có điện trở thấp. 
b. Ứng dụng 
Ứng dụng Hình vẽ 
Cảm biến tốc độ bánh xe: 
Cảm biến tốc độ bánh xe đặt 
trên các bánh xe trước và bánh sau. 
Cảm biến tốc độ đo tốc độ của 
từng bánh xe. Tạo ra các sóng vuông 
với tần số liên tục và tương ứng với 
tốc độ động cơ tăng lên. 
Cảm biến tốc độ bao gồm hai 
magneto-resistive điện trở kết nối với 
nhau theo dạng cầu Wheatstone. Khi 
vòng từ tính quay, từ thông biến thiên 
qua các phần tử magneto này làm cho 
điện thế tại các điểm giữa của hai 
nhánh thay đổi. Một bộ so sánh 
khuyếch đại căn cứ vào sự chênh lệch 
điện áp tại 2 điểm này sẽ tạo ra các 
xung vuông. Tần số các xung này 
bằng số cực các nam châm gắn vào 
vòng từ tính. 
Hình 2.14: Cảm biến tốc độ bánh xe. 
Hình 2.15: Nguyên lý hoạt động của cảm 
biến tốc độ xe. 
Khoa Cơ khí Động lực Trường  ...  dỡ 9 và con lắc 10 quay 
quanh trục của giá dỡ 9 ta có thể 
chuyển dao động theo phương nằm 
ngang của ghế ngồi thành dao động 
theo phương thẳng đứng và qua thanh 
 Khoa Cơ khí Động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng 
Yên 
Trang 
126 
Khi đó các ụ nhấp nhô 1 sẽ làm cho ô 
tô dao động. 
Kết thúc thí nghiệm ta quan sát được 
đường cong dao động của ôtô như hình 
8.5. Từ các đường cong này ta có thể 
xác định được chu kỳ dao động T của 
vỏ ôtô (phần được treo) và Tbx của các 
bánh xe (phần không được treo), xác 
định biên độ dao động (các dịch 
chuyển) z1, z2, z3 . Từ các thông số này 
có thể xác định tần số dao động và độ 
tắt dần của dao động. 
Chú ý : 
Các ụ nhấp nhô 1 thường có chiều cao 
50 mm và chiều dài cuả chúng có thể 
chọn 250, 500 hoặc 1000 mm tùy theo 
loại đường tương ứng cần thí nghiệm. 
Cũng với khi dùng các ụ nhấp nhô có 
chiều dài 120 mm và chiều cao 25 mm, 
35 hoặc 50 mm, lúc đó dao động của ô 
tô tương tự như khi chuyển động trên 
đường lát đá. Ụ nhấp nhô thường làm 
prô hình sin. 
11 có thể ghi dao động theo phương 
thẳng đứng trên băng giấy 4 và đó cũng 
dao động theo phương nằm ngang 
(phương dọc) của ghế ngồi vì con lắc 
10 có cánh tay đòn vuông góc với nhau 
và có chiều dài tay đòn bằng nhau. 
Kết quả thí nghiệm: 
 Giá trị đo 
Lần đo 
Chu kỳ dao 
động của 
vỏ ôtô (T) 
Chu kỳ dao 
động của 
các bánh 
xe(Tbx) 
Biên độ Z1 Biên độ Z2 Biên độ Z3 
Lần đo 1 
Lần đo 1 
Lần đo 1 
GTTB 
 Khoa Cơ khí Động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng 
Yên 
Trang 
127 
8.3.2.2. Nghiên cứu độ êm dịu chuyển động của ôtô trên đường 
Khi thí nghiệm trên đường để xác định độ êm dịu chuyển động của ôtô 
người ta đo gia tốc thẳng đứng và gia tốc ngang, đo các chuyển dịch thẳng đứng 
của vỏ và bánh xe ôtô. 
Gia tốc của vỏ ôtô được ghi nhờ các gia tốc ký đặt ở các điểm khác nhau 
như ghế ngồi, sàn xe v.v 
Gia tốc góc của vỏ ôtô được nghi bằng các dụng cụ loại con quay. Chuyển 
dịch của vỏ ôtô được ghi bằng cách quay phim khi thí nghiệm hoặc bằng cách 
chụp ảnh các điểm phát sáng được gắn trên ôtô. 
Thí nghiệm được tiến hành cả khi tải đầy và khi không tải. Đối với ôtô du 
lịch thường chỉ tiến hành khi đầy tải. Độ êm dịu chuyển động của ôtô được xác 
định trên ba loại đường: tốt, trung bình và xấu. 
Tốc độ dịch chuyển của ôtô khi thí nghiệm được chọn tùy theo loại ôtô và 
loại đường. Thí dụ đối với ôtô du lịch dung tích nhỏ chạy trên đường nhựa tốt tốc 
độ có thể đạt 50, 70; 90km/h và đối với xe khách 30 90 km/h, còn khi chạy 
trên đường nhựa xấu đã bị hư hỏng thì tốc độ đối với xe du lịch dung tích nhỏ là 
30; 45; 60 và 75 km/h, còn đối với xe khách và xe tải là 40; 45 và 60km/h. Đối 
với đường đất xấu tốc độ thí nghiệm chỉ ở 10; 20 và 30 km/h. Chiều dài đoạn 
đường thí nghiệm đối với đường nhựa tốt thường là 1000mm, còn đối với các 
loại đường xấu hơn có tốc độ thấp, chiều dài đoạn đường thí nghiệm có thể chọn 
700, 500 và 250 m. 
Câu hỏi ôn tập 
Câu 1: Trình bày thí nghiệm đánh giá tính ổn định chuyển động của ôtô 
Câu 2: Trình bày thí nghiệm đánh giá độ êm dịu chuyển động của ôtô 
 Khoa Cơ khí Động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng 
Yên 
Trang 
128 
CHƢƠNG IX 
THÍ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ TÍNH KINH TẾ NHIÊN LIỆU CỦA ÔTÔ 
9.1. Mục đích thí nghiệm 
Lượng tiêu hao nhiên liệu của ôtô khi vận hành ở các chế độ khác nhau 
phụ thuộc rất nhiều vào đặc điểm kết cấu của ôtô (động cơ, hệ thống truyền lực, 
hệ thống an toàn, hệ thống treo, hình dáng vỏ xe). Tính kinh tế nhiên liệu dùng 
để đánh giá chung các đặc điểm kết cấu và tính năng làm việc của các cụm chi 
tiết, hệ thống của ôtô có ảnh hưởng đến tiêu hao nhiên liệu khi xe làm việc ở các 
điều kiện vận hành khác nhau. 
9.2. Tính kinh tế nhiên liệu của ôtô 
Do sự phức tạp đa dạng của điều kiện vận hành nên người ta phải quy 
định một số loại thí nghiệm đặc biệt để đánh giá tính kinh tế nhiên liệu của ôtô. 
Các loại thí nghiệm đó bao gồm: thí nghiệm đo tiêu hao nhiên liệu ở các chế độ 
kiểm tra, thí nghiệm đo tiêu hao nhiên liệu khi xe vận hành ở chế độ ổn định, đo 
tiêu hao nhiên liệu trên đường có prôphin dọc thay đổi, đo tiêu hao nhiên liệu khi 
xe hoạt động ở chế độ chu trình, đo tiêu hao nhiên liệu trong điều kiện vận hành 
thực tế (trên đường giao thông chung). 
Các thí nghiệm phải được kiểm tra điều chỉnh các hệ thống truyền lực, hệ 
thống phanh, các góc đặt bánh xe, áp suất lốp đúng tiêu chuẩn quy định để tránh 
gây ra các lực cản chuyển động làm ảnh hưởng tói kết quả đo tiêu hao nhiên liệu, 
trước khi tiến hành đo. Trước khi tiến hành đo, phải cho xe hoạt động (chạy 
quãng đường từ 30 50 km) để đạt chế độ nhiệt của dầu vôi trơn trong động cơ 
và hệ thống truyền lực. 
 Khoa Cơ khí Động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng 
Yên 
Trang 
129 
9.3. Các thí nghiệm đánh giá tính kinh tế nhiên liệu của ôtô 
9.3.1. Thí nghiệm đo tiêu hao nhiên liệu ở chế độ kiểm tra 
Thí nghiệm nhằm xác định lượng tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất mà xe có 
thể đạt được trong điều kiện vận hành tốt nhất. Trị số hao nhiên liệu ở chế độ 
kiểm tra được đưa vào bảng các thông số kỹ thuật của xe. 
Thí nghiệm được tiến hành trong điều kiện đường vận hành cho phép tiêu 
hao nhiên liệu nhỏ nhất vì vậy đường thí nghiệm là đường thẳng, bằng phẳng, 
khô và sạch, có độ bám cao. Đoạn đường đo phải có chiều dài khoảng 3km. 
Trạng thái của xe khi thí nghiệm là đầy tải. Trên đoạn đường đo, xe 
chuyển động ở tay số cao vận tốc không đổi và kinh tế (không phải vận tốc lớn 
nhất)để đảm bảo sao cho lượng tiêu hao nhiên liệu là nhỏ nhất. 
Trong thí nghiệm sử dụng dụng cụ đo lượng tiêu hao nhiên liệu có độ 
chính xác 1%. Thí nghiệm được tiến hành lặp đi lặp lại trên đoạn đường đo theo 
hai hướng chuyển động ngược chiều nhau để khắc phục ảnh hưởng của gió cũng 
như độ dốc mặt đường. 
Kết quả đo là trị số trung bình của tiêu hao nhiên liệu của tiêu hao nhiên 
liệu qua hai lần đo. Trong tài liệu kỹ thuật của xe thường chỉ ghi kết quả này 
dưới dạng: tiêu hao nhiên liệu (lit/100km) tương ứng với vận tốc kinh tế (vkt) của 
xe. 
9.3.2. Thí nghiệm đo tiêu hao nhiên liệu ở chế độ chuyển động ổn định 
Thí nghiệm nhằm đánh giá lượng tiêu hao nhiên liệu của xe tương ứng với 
vận tốc chuyển động khác nhau. Kết quả đo thường được biểu diễn dưới dạng 
đường cong quan hệ lượng tiêu hao phụ thuộc vào tốc độ của ôtô. 
Đường thí nghiệm phải đủ dài để đảm bảo trên đoạn đường tiến hành đo 
tiêu hao nhiên liệu (dài 1 km) xe chuyển động ở tốc độ đo ổn định. Đường thí 
nghiệm thẳng, bằng phẳng, khô sạch có độ bám tốt. Xe thí nghiệm ở trạng thái 
không tải. 
Thí nghiệm đo tiến hành từ tốc độ cao nhất của xe thí nghiệm sau đó giảm 
dần qua mỗi lần đo 20 km/h đối với xe du lịch, 10 km/h đối với xe tải và xe buýt 
cho tới tốc độ ổn định nhỏ nhất của xe. Mỗi thí nghiệm được tiến hành lặp lại 
trên đoạn đường đo theo hai hướng chuyển động ngược chiều nhau. 
Trong thí nghiệm tiến hành đo các thông số thời gian chuyển động và 
lượng tiêu hao nhiên liệu tương ứng của xe trên đoạn đường thí nghiệm 1 km đã 
định. 
 Khoa Cơ khí Động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng 
Yên 
Trang 
130 
Hình 9.1. Tiêu hao nhiên liệu theo tốc độ chuyển động 
Kết quả đo ở mỗi tốc độ là trị số trung bình của tiêu hao nhiên liệu qua hai 
lần đo. Từ các kết quả thí nghiệm tiến hành xây dựng đồ thị biểu diễn quan hệ 
giữa lượng nhiên liệu tiêu hao (lít/100 km) tương ứng với mỗi tốc độ chuyển 
động của ôtô. 
Hình 9.1 là dạng đồ thị biểu diễn quan hệ tiêu hao nhiên liệu theo tốc độ 
của ôtô. 
9.3.3. Thí nghiệm đo tiêu hao nhiên liệu trên đƣờng của bãi thử chuyên dùng 
Thí nghiệm này để đánh giá so sánh tiêu hao nhiên liệu của các ô tô trong 
điều kiện vận hành trên cùng đoạn đường thí nghiệm. 
Trong điệu kiện vận hành thực tế, do ảnh hưởng của các phương tiện tham 
gia giao thông khác nên tốc độ chuyển động của xe ở các tay số thường không có 
khả năng phát huy trị số lớn nhất. Trong thí nghiệm này, để cho gần đúng với 
điều kiện đường vận hành thực tế trên đường sử dụng, người ta sử dụng các đoạn 
đường thí nghiệm có prôphin dọc khác nhau trong bãi thử chuyên dùng và giới 
hạn tốc độ lớn nhất cho phép của xe trên đoạn đường đo này. 
Trước khi đo, người lái xe thí nghiệm cần được vận hành thử một vài lần 
trên đường thí nghiệm để điều khiển xe thành thạo với thời gian ngắn nhất có thể 
(nhưng tốc độ xe không vượt quá giới hạn đã quy định ở thí nghiệm). 
Tiến hành đo tiêu hao nhiên liệu và thời gian thí nghiệm ở tất cả các đoạn 
đường (tương ứng với tốc độ giới hạn quy định trên đoạn đường đó) theo hai 
hướng chuyển động ngược chiều nhau. Từ kết quả nhận được người ta tính tốc độ 
trong bình và lượng tiêu hao nhiên liệu trung bình tương ứng và xây dựng đường 
cong biểu diễn quan hệ phụ thuộc lượng tiêu hao nhiên liệu (lít/100 km) phụ 
thuộc tốc độ. Hình 9.2 là dạng đường biểu diễn quan hệ lượng tiêu hao nhiên liệu 
lít/100 km phụ thuộc vào tốc độ khi thí nghiệm trên đường có prôphin dọc thay 
đổi. So sánh với đồ thị trên hình 9.1, lượng tiêu hao nhiên liệu của xe khi thí 
 Khoa Cơ khí Động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng 
Yên 
Trang 
131 
nghiệm trên đường có prôphin dọc thay đổi của bãi thử chuyên dùng sẽ cao hơn 
tiêu hao nhiên liệu khi xe chuyển động ở chế độ ổn định. 
Hình 9.2. Tiêu hao nhiên liệu theo tốc độ trên đường của bãi thử chuyên dùng. 
9.3.4. Thí nghiệm đo tiêu hao nhiên liệu khi xe chuyển động theo chu trình 
Thí nghiệm này tiến hành với các loại xe mà điều kiện vận hành có tính 
chu trình (ví dụ xe ôtô buýt trong thành phố, ôtô vận tải làm việc ở các công 
trường, ôtô chuyên dùng khác như xe chở thư báo, xe chở hàng) nhằm xác 
định lượng nhiên liêu tiêu hao theo chu trình vận hành đặc trưng của nó. 
Các thông số đặc trưng của chu trình vận hành thường bao gồm: quãng 
đường, số lần và thời gian mỗi lần dừng xe, thời gian chuyển động, số lần thay 
đổi tay số truyền, thời gian hoặc quãng đường chuyển động ứng với mỗi tay số, 
số lần ngắt ly hợp, số lần phanh và cường độ phanh, lượng nhiên liệu tiêu hao và 
chế độ tải của động cơ. 
Bằng phương pháp thống kê toán học người ta tiến hành xử lý thống kê 
các thông số đặc điểm của chu trình để xây dựng quy trình thí nghiệm xác định 
tiêu hao nhiên liệu cho chế độ vận hành theo chu trình của mỗi loại xe thí 
nghiệm. Quy trình này thường bao gồm các quy định như số lần ra vào số, số lần 
phanh, số lần dừng xe 
Thí nghiệm được tiến hành theo khoảng các định trước (ví dụ theo hành 
trình tuyến hoạt động của ôtô buýt) mà trong đó bao gồm vài chục cho tới hàng 
trăm chu trình. Trong thí nghiệm, người ta đo lượng nhiên liệu tiêu hao và thời 
gian chuyển động chung của ôtô. Từ các số liệu đo, tiến hành tính lượng tiêu hao 
nhiên liệu theo một đơn vị quăng đường, tốc độ trung bình (xác định theo thời 
gian chung bao gồm cả thời gian dừng xe) và tốc độ chuyển động trung bình (chỉ 
tính theo thời gian chuyển động của xe). 
9.3.5. Thí nghiệm đo tiêu hao nhiên liệu trên đƣờng giao thông chung 
Thí nghiệm được tiến hành trên đoạn đường giao thông chung với chiều 
dài đo 50  100 km nhằm đánh giá tiêu hao nhiên liệu trong điều kiện vận hành 
 Khoa Cơ khí Động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng 
Yên 
Trang 
132 
thực tế của xe. Người ta cũng tiến hành thí nghiệm trên nhiều loại đường vận 
hành đặc trưng (đường nhựa, đường đá, đường đất). 
Tiến hành thí nghiệm hai lần trên đoạn đường thí nghiệm và theo hai 
hướng chuyển động ngược chiều nhau. Các thông số đo bao gồm quãng đường, 
thời gian vận hành và lượng nhiên liệu tiêu hao. Để thuận lợi cho việc đánh giá 
so sánh, trong mỗi thí nghiệm còn ghi lại các đặc điểm của đoạn đường vận hành 
trong khi thí nghiệm, chế độ tải trọng, tình trạng mặt đường và các nhiễu (do các 
phương tiện giao thông khác, do thời tiết) ảnh hưởng trong quá trình thí nghiệm. 
Kết hợp với việc đo lượng nhiên liệu tiêu hao người ta cũng xác định cả 
lượng tiêu hao dầu bôi trơn động cơ và của hệ truyền lực. 
9.4. Dụng cụ đo lƣợng tiêu hao nhiên liệu 
Để xác định lượng nhiên liệu tiêu hao trong các thí nghiệm về tính kinh tế 
nhiên liệu của ô tô người ta sử dụng các phương pháp: 
TT Dụng cụ do lƣợng nhiên liệu 
tiêu hao 
Hình vẽ 
1 Phương pháp thể tích: 
Đo thời gian tiêu hao 
của lượng nhiên liệu chứa 
trong ống đo có thể tích xác 
định. Hình 9.3 trình bày sơ đồ 
nguyên lý đo theo phương 
pháp thể tích. 
Nhiên liệu cung cấp 
cho động cơ được đưa vào từ 
hai nguồn: từ thùng chứa 
nhiên liệu của xe và từ ống đo 
có thể tích biết trước. Dụng cụ 
đo có các van điều khiển để 
lấy nhiên liệu từ một trong các 
nguồn trên. Ống đó có hình 
dạng hình trụ được khắc vạch 
chia hoặc có dạng các bình 
Hình 9.3. Sơ đồ nguyên lý phương pháp thể 
tích để đo tiêu hao nhiên liệu: 
1. Nguồn sáng; 2. Ống đo; 3. Cảm biến 
 Khoa Cơ khí Động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng 
Yên 
Trang 
133 
cầu có các phần thể tích xác 
định và làm to nhỏ khác nhau 
cho phù hợp với các thí 
nghiệm có lượng tiêu hao 
nhiên liệu nhiều hay ít (hình 
9.4). Khi sử dụng ống đo kiểu 
hở (hình 9.4a), ống đo được 
đặt giữa bơm cung cấp nhiên 
liệu và động cơ. Trong thí 
nghiệm này sẽ phạm phải sai 
số đo sự giảm cột áp của 
nhiên liệu cung cấp cho động 
cơ trong quá trình đo. 
Để khắc phục nhược 
điểm trên người ta phải bố trí 
thêm một bơm phục để duy trì 
cột áp của nhiên liệu từ ống 
đo cấp cho động cơ khi thí 
nghiệm hoặc sử dụng ống đo 
kiểu kín (hình 9.4b). Bắt đầu 
thời điểm đo của thí nghiệm, 
van điều khiển mở đường 
cung cấp nhiên liệu từ ống đo 
tới động cơ. Trong quá trình 
đo, dụng cụ đo thời gian ghi 
lại thời gian tiêu hao ứng với 
mỗi thể tích xác định của ông 
đo. Phương pháp thể tích 
thường sử dụng trong các thí 
nghiệm đo tiêu hao nhiên liệu 
của xe sử dụng động cơ xăng. 
Đối với động cơ dùng dầu đi ê 
den, do độ nhớt của dầu lớn 
hơn xăng sẽ ảnh hưởng đến độ 
chính xác khi đọc vạch chia 
trên ống đo trong quá trình thí 
nghiệm. 
phôtô điôt; 4. Thùng nhiên liệu; 5, 6. Các 
van. 
a) b) 
Hình 9.4: Phương pháp thể tích để đo 
tiêu hao nhiên liệu 
a) Ống đo hình cầu kiểu hở. 
b) Ống đo hình cầu kiểu kín. 
 Khoa Cơ khí Động lực Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng 
Yên 
Trang 
134 
2 Phương pháp khối lượng: 
Đo thời gian tiêu hao 
của một khối lượng nhiên liệu 
xác định. Hình 9.5 trình bày 
nguyên lý đo của phương 
pháp khối lượng. Phương 
pháp khối lượng có độ chính 
xác cao hơn phương pháp thể 
tích do không bị ảnh hưởng 
các sai số do thay đổi tỷ trọng 
nhiên liệu khi nhiệt độ thay 
đổi. Phương pháp khối lượng 
thường được sử dụng trong 
các thí nghiệm đo tiêu hao 
nhiên liêu ôtô sử dụng động 
cơ điêzel. 
Hình 9.5. Sơ đồ nguyên lý đo tiêu hao 
nhiên liệu theo phương pháp khối lượng 
1. Thùng chứa; 2, 3. Các van; 4. Bình đo; 
5. Cảm biến đo; 6. Quả cân. 
Câu hỏi ôn tập 
Câu 1: Trình bày thí nghiệm đo tiêu hao nhiên liệu ở chế độ kiểm tra 
Câu 2: Trình bày thí nghiệm đo tiêu hao nhiên liệu ở chế độ chuyển động ổn 
 định 
Câu 3: Trình bày thí nghiệm đo tiêu hao nhiên liệu trên đường thử của bãi 
 thử chuyên dụng 
Câu 4: Trình bày thí nghiệm đo tiêu hao nhiên liệu khi xe chuyển động theo 
 chu trình 
Câu 5: Trình bày thí nghiệm đo tiêu hao nhiên liệu trên đường giao thông 
 chung. 
Câu 6: Trình bày các dụng cụ đo lượng tiêu hao nhiên liệu