Tài liệu Bài giảng cấu tạo ô tô P1 doc

Tốc độ của tμu thuyền không cải thiện được nhiều so với trước đây, những loại tμu hiện đại chỉ đáp ứng vận tải trên các đoạn đường ngắn tμu cánh ngầm, tμu đệm không khí.. Chương I: Động

Bộ giáo dục vμ đμo tạo Trường đại học giao thông vận tải

Bộ MÔN CƠ kHí ô tô

*****

Bμi giảng Cấu tạo ô tô

Môn học : cấu tạo ô tô

Số tiết : 60

Giảng viên : Trương Mạnh Hùng

Bộ môn : Cơ khí Ôtô

đại cương về ô tô

Suốt thế kỷ XIX, ngμnh vận tải đã tiến hμnh các cuộc cách mạng Đầu tiên lμ ngμnh

đường sắt, đó lμ các đầu máy có khả năng vận chuyển những khối hμng khổng lồ Cuối thế

kỷ XIX, sự vận chuyển bằng đường bộ cũng bắt đầu tiến bộ với sự phát triển của xe hơi Vận chuyển hμng không, bằng hình thức khí cầu cũng đã bắt đầu Nhưng bước đột phá đó

lμ chiếc phi cơ vận hμnh động lực đầu tiên do hai anh em nhμ Wright ở Hoa Kỳ sáng chế

Sự vận chuyển đường thuỷ có khuynh hướng chậm hơn, bởi sự ma sát với nước Tốc độ của tμu thuyền không cải thiện được nhiều so với trước đây, những loại tμu hiện đại chỉ đáp ứng vận tải trên các đoạn đường ngắn ( tμu cánh ngầm, tμu đệm không khí )

Các loại phương tiện vận tải

Có thể phân loại phương tiện vận tải theo những loại chính sau:

+ Phương tiện vận tải đường bộ

+ Phương tiện vận tải đường sắt

+ Phương tiện vận tải đường thuỷ

+ Phương tiện vận tải hμng không

Ô tô lμ phương tiện cơ giới đường bộ dùng để chở người, hμng hoá hoặc phục vụ thực hiện một nhiệm vụ đặc biệt

Lịch sử phát triển phương tiện vận tải ô tô

Năm 1650 chiếc xe có bốn bánh vận chuyển bằng các lò xo tích năng được thiết kế bởi nghệ sỹ, nhμ phát minh người ý Leonardo da Vinci Sau đó lμ sự phát triển của nguồn động lực cho ôtô : động cơ gió, động có không khí nén Năm 1769 đánh dấu sự ra đời của động cơ máy hơi nước ( khói đen, ồn , khó vận hμnh ) vμ vμo thời kỳ nμy chiếc ô tô tải đầu tiên

ra đời

Năm 1860 động cơ bốn kỳ chạy ga ra đời đánh dấu cho sự ra đời của ô tô con ( loại

xe nμy dùng cho giới thượng lưu người Pháp)

Năm 1864 động cơ bốn kỳ chạy xăng ra đời vμ sau 10 năm loại xe với động cơ nμy đạt

được công suất 20 kw vμ có thể đạt vận tốc 40 km/h

Năm 1885, Karl Benz chế tạo một chiếc xe có một máy xăng nhỏ đó lμ chiếc ô tô đầu tiên

Năm 1891 ô tô điện ra đời ở Mỹ do hãng Morris et Salon ở Philadel sản xuất

Sau khi lốp khí nén ra đời, 1892 Rudolf Diesel đã cho ra đời động cơ Diesel vμ đã cho chế tạo hμng loạt Vμo thời gian nμy, đã hình thμnh tổng thể ôtô con, ôtô tải, ôtô chở người với lốp khí nén

Cuộc cách mạng xe hơi chỉ bắt đầu vμo 1896 do Henry Ford hoμn thiện vμ bắt đầu lắp ráp hμng loạt lớn Vμo nhưng năm tiếp theo lμ sự ra đời các loại xe hơi của các hãng Renault vμ Mercedes (1901) Peugeot (1911)

Ngμy nay chiếc ô tô không ngừng phát triển vμ hiện đại, công nghiệp xe hơi đã trở thμnh ngμnh công nghiệp đa ngμnh

Xe hơi có hộp số tự động ra đời vμo năm 1934

Năm 1967 xe hơi có hệ thống phun xăng cơ khí

Ô tô phát triển đi cùng với tính năng an toμn: 1971 ABS: Anti-lock Brake System (hệ thống trống bó cứng bánh xe khi phanh),1979 (Đk kỹ thuật số ), EBD: Electronic Brake Distrition (phân phối lực phanh điện tử), TRC: Traction Control (điều khiển lực kéo), điều khiển thân xe:Active Body Control (ABC)

Tốc độ của xe cũng được cải thiện không ngừng: Năm 1993 vận tốc của xe đạt 320 km/h

vμ đến năm 1998, VMax= 378 km/h Cho đến nay ô tô có thể đạt tốc độ lớn hơn 400km/h

I Khái niệm, phân loại

1.1 Khái niệm

Ô tô lμ phương tiện cơ giới đường bộ dùng để chở người, hμng hoá hoặc phục vụ thực hiện một nhiệm vụ đặc biệt

1.2 Phân loại

a Phân loại theo mục đích sử dụng

b Phân loại theo loại nhiên liệu dùng

Logo mét sè « t«

II Cấu tạo chung ô tô

Ô tô cấu tạo gồm các phần sau:

Dùng để chứa người lái hμnh khách, hμng hoá

- Ô tô tải: Cabin + thùng chứa hμng

- Ô tô chở người: Khoang người lái + khoang hμnh khách

Chương I: Động cơ ô tô

Hiện nay động cơ thường được sử trên các ô tô lμ động cơ đốt trong kiểu piston, nhiên liệu dùng cho loại động cơ nμy lμ xăng, Diesel, khí ga, khí H2 Ngoμi động cơ đốt trong, trên một số ô tô còn sử dụng động cơ lai (Hybrid), động cơ điện

Trong bμi giảng nμy chỉ giới thiệu về động cơ đốt trong kiểu piston

1.1 Những vấn đề chung về động cơ đốt trong

Động cơ đốt trong nói chung, động cơ xăng vμ động cơ Diesel nói riêng kiểu piston thuộc loại động cơ nhiệt, hoạt động nhờ quá trình biến đổi hoá năng thμnh nhiệt năng do nhiên liệu trong buồng kín bị đốt cháy rồi chuyển sang dạng cơ năng Toμn bộ quá trình nμy

được thực hiện trong buồng kín của xy lanh động cơ

Trên ô tô động cơ lμ bộ phận quan trọng quyết định đến các thông số cơ bản của ô tô như: công suất, tốc độ, trọng lượng hμng hoá hay hμnh khách chuyên chở của ô tô vμ các tính năng khác Có tác động trực tiếp đến môi trường: gây ồn, gây ô nhiểm mối trường do khí thải gây ra Vì vậy, động cơ chiếm số % lớn về giá thμnh của cả ô tô (20ữ30%)

a Phân loại động cơ:

+ Phân loại theo nhiên liệu :

- Động cơ xăng

Động cơ INNOVA

- Động cơ Diesel KAMAZ V8

- Động cơ dùng nhiên liệu khí (ga, H2 )

- Động cơ Hybrid:

+ Phân loại theo chu chình hoạt động:

- Động cơ hai kỳ: Hiện nay không còn sử dụng trên ô tô

- Động cơ bốn kỳ: Đang được sử dụng phổ biến trên các ôtô

+ Phân loại theo cách bố trí xy lanh:

Động cơ ô tô thường có nhiều hơn một xy lanh, có thể lμ: 3, 4, 6, 8,10, 12, Do vậy, cần xắp xếp vị trí của các xy lanh hợp lý để đảm bảo động cơ lμm việc hiệu quả Hiện nay xy lanh được bố trí theo hai cách :

- Động cơ có xy lanh bố trí thẳng hμng: Với động có có số xy lanh ≤ 6

- Động cơ xy lanh bố trí chữ V :Với động có có số xy lanh ≥ 6 (động cơ chữ V thường

có ký hiệu ở bên ngoμi thân vỏ ô tô Ví dụ:V6 24V)

b Cấu tạo chung động cơ

c Một số khái niệm và chỉ tiêu kỹ thuật của động cơ đốt trong kiểu piston:

- Điểm chết : Lμ vị trí mμ tại đó piston đổi chiều chuyển động( không chuyển động tiếp

được nữa) Có điểm chết dưới ( ĐCD) vμ điểm chết trên ( ĐCT), khi piston ở vị trí nμy thì thể tích của buồng công tác đạt giá trị Vmax vμ Vmin

Khoảng cách giữa hai điểm chết gọi lμ hμnh trình piston ( S)

- Kỳ : lμ một phần của chu trình công tác xảy ra trong thời gian piston dịch chuyển một

= ( D: đường kính xy lanh, S lμ hμnh trình piston)

- Tỷ số nén : lμ tỷ số giữa Vmax vμ Vmin:

- Công suất, Mômen xoắn cực đại, số vòng quay cực đại: (Kw; N.m; v/p)

- Lượng tiêu hao nhiên liệu: (g/Kwh, lit/100km)

Thông số động cơ:

Động cơ (INNOVA) 1TR-FE (Zace) 7KE

Số xy lanh và cỏch bố trớ 4-xi lanh thẳng hàng 4-xi lanh thẳng hàng

Cơ cấu phối khớ 16-xu pỏp, cam kộp DOHC cú

Hệ thống nhiờn liệu L-EFI (Lucft) D-EFI (Druck)

Hệ thống đỏnh lửa DIS Dựng bộ chia điện

Cụng suất phỏt tối đa SAE-NET

[HP / rpm] 134 / 5,600 82.0 / 4,800

Mụ men xoắn tối đa SAE-NET

[Kgãm / rpm] 18.2 / 4,000 14.0 / 2,800

Mở 52°~0o BTDC 15o BTDC Nạp

BDC : Bottom Dead Center

TDC : Top Dead Center

DOHC: Dual Overhead Camshaft

EFI : Electronic Fuel Injection

ESA : Electronic Spark System: Đánh lửa điện tử

ECT : Electronic Controlled Transmisson

TRC : Traction Control (điều khiển lực kéo)

EBD : Electronic Brake Distrition(phân phối lực phanh điện tử),

ABC : Active Body Control (điều khiển thân xe)

MT : Manual Transmisson

AT : Automatic Transmisson

SRS : Supplemental Sestraint System: Hệ thống an toμn bị động túi khí

VVT-I: Variable Valve Timinh- Intelligent

A/C Điều hũa khụng khớ

EDU Bộ dẫn động bằng điện tử

E/G Động cơ

EGR Hệ thống tuần hoàn khớ xả

ISC Điều khiển tốc độ khụng tải

SCV Van điều khiển hỳt

SPV Van điều khiển lượng phun

TCV Van điều khiển thời điểm phun VRV Van điều chỉnh chõn khụng VSV Van chuyển mạch chõn khụng

CAMRY 2004

CAMRY 2004

§éng c¬ cã Piston quay

1.2 Cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền

- Bố trí tương quan các bộ phận, chi tiết của động cơ: Trục khuỷu, trục cam, xi lanh

- Chứa các đường ống nước, áo nước lμm mát cho động cơ

+ Cấu tạo:

- Thân động cơ được đúc thμnh một khối liền, trong có các lỗ xi lanh(lỗ lắp ống lót xi lanh),

có các đường nước lμm mát đi qua, đường ống dẫn dầu bôi trơn, vμ các vị trí để lắp đặt các bộ phận khác Vật liệu chế tạo thân động cơ thường lμ gang hợp kim hoặc hợp kim nhôm

- Động cơ dùng trên ô tô thường có số xi lanh nhiều hơn hai, các xi lanh được xếp thμnh dãy thẳng hμnh hoặc được xếp theo hình chữ V, W

Thân động cơ chữ W 12 xi

l h

Thép đúc

Động cơ lμm mát bằng gió

Phần đậy kín phía dưới thân máy được gọi lμ các te Các te dùng để chứa dầu bôi trơn động cơ

- Bố trí tương quan: trục cam, xúppáp, buồng cháy

- Chứa các đường nước lμm mát, dầu bôi trơn động cơ

+ Cấu tạo:

Nắp máy được đúc liền khối với động cơ xilanh thẳng hμng hoặc đúc riêng mỗi nắp cho một xilanh

Động cơ MITSUBISI

Giữa nắp máy vμ thân máy có lắp đệm lμm kín (gioăng quylát)

1.2.2 Nhóm Piston

Nhóm Piston gồm: Piston, vòng găng(xéc măng), vμ chốt Piston

a Piston:

+ Nhiệm vụ:

- Nén hỗn hợp (không khí - nhiên liệu) trong kỳ nén

- Tiếp nhận áp suất khí cháy chuyển động sinh công cơ học truyền qua chốt Piston, thanh tới trục khuỷu động cơ

+ Cấu tạo:

§Ó gi¶m tiÕng gâ khi Piston lμm viÖc chèt Piston ®−îc chÕ t¹o lÖch t©m

b Xéc măng

+ Nhiệm vụ: có hai loại xéc măng xéc măng khí(hơi), xéc măng dầu

- Xéc măng khí: lμm kín buồng cháy, ngăn không cho khí cháy lọt xuống cácte dầu

- Xéc măng dầu: gạt dầu bôi trơn xilanh vμ piston đồng thời ngăn không cho dầu bôi trơn lọt lên buồng cháy

+ Cấu tạo:

[Xộc móng ứng suất thấp]

Xộc măng dầu

Xộc măng hơi số 2 được mạ Chrome

Xộc măng hơi số 1 được xử lý PVD*

*PVD: Physical Vapor Deposition

1.2.3 Thanh truyền – Trục khuỷu

Tiếp nhận lực từ Piston do thanh truyền chuyể tới vμ biến lực thμnh mô men xoắn

+ Cấu tạo: Trục khuỷu thường chế tạo bằng phương pháp dập hoặc đúc

Khối lượng cân bằng

Cổ trục

Cổ biên

Khèi l−îng c©n b»ng

Lç dÇu

Cæ trôc

đích nạp đầy không khí, hỗn hợp cháy (hỗn hợp cháy

gồm xăng - không khí đối với động cơ xăng) vμ thải

sạch khí cháy ra khỏi xy lanh

Có thể phân loại hệ thống phân phối khí thμnh các

loại sau:

+ Loại dùng trục cam - xupáp : loại nμy có kết cấu

đơn giản đ−ợc dùng phổ biến trên các loại đông cơ

hiện nay

+ Loại dùng van tr−ợt: loại nμy có kết cấu phức tạp

khó chế tạo, đa số dùng trong các xe đặc chủng nh−

xe đua

+ Loại dùng piston đóng mở cửa nạp vμ cửa thải ( của

động cơ hai kỳ) có kết cấu đơn giản, không phải điều

+ Nguyên lý lμm việc: Trục cam chuyển động quay nhờ dẫn động từ trục khuỷu của động cơ Vấu cam trên trục cam quay đẩy con đội đi lên Con đội đi lên nén lò xo lại vμ tỳ vμo

đuôi xupáp đẩy xupáp đi lên lμm mở cửa nạp ( xả) Vấu cam sau khi qua điểm cao nhất ( cửa mở lớn nhất) chuyển động đi xuống, lò xo bị giãn ra kéo xupáp chuyển động xuống

đóng kín cửa nạp ( xả)

ở loại nμy, toμn bộ cơ cấu phối khí bố trí ở thân

động cơ nên chiều cao thân máy giảm, dễ bố trí trên

các loại phương tiện vận tải tuy nhiên khó bố trí buồng

cháy gọn nên loại nμy chỉ được dùng trong một số động

cơ xăng

- Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp treo:

Có hai loại lμ dẫn động trực tiếp vμ gián tiếp

Loại dẫn động gián tiếp:

+ Nguyên lý lμm việc: Chuyển động quay của trục

khuỷu dẫn động trục cam 1 quay Vấu cam quay tỳ lên

con đội 2, đẩy con đội chuyển động đi lên, thông qua

đũa đẩy7 lμm cho đòn gánh 8, giμn cò 9 tỳ vμo đuôi

xupáp 4 đẩy xupáp chuyển động xuống phía dưới mở

van nạp( xả), lò xo 3 bị ép lại Khi vấu cam đi qua điểm

cao nhất chuyển động quay xuống thông qua các chi

tiết, lò xo bị giãn ra kéo xupáp trở lại vị trí đóng như ban

đầu

Loại dẫn động trực tiếp:

+ Nguyên lý lμm việc: ở loại nμy, vấu cam sẽ trực tiếp tỳ lên đuôi xupáp hoặc thông qua

đòn gánh Loại nμy có ưu điểm ít chi tiết xong việc dẫn động từ trục khuỷu lên trục cam rất xa( thông thường dùng dẫn động xích)

Loại xupáp treo cho phép có được buồng cháy gọn nên có thể cho tỷ số nén cao vμ tăng hiệu quả của buồng cháy Loại nμy được sử dụng rộng rãi cho cả động cơ xăng vμ động cơ

điesel

1: Trục cam; 2: Con đội; 3: Lò

xo xupáp; 4: Xupáp; 5: Nắp máy; 6: Thân máy;7: Đũa đẩy; 8: Đòn gánh; 9: Cò mổ

Trục khuỷu

Xớch cam

Đĩa xớch cam

Xỳp pỏp Trục cam

Dẫn động trực tiếp Dẫn động gián tiếp

+ Pha phèi khÝ

+ §iÒu chØnh khe hë nhiÖt