ĐỀ CƯƠNG cấu tạo ô tô

ĐỀ CƯƠNG CẤU TẠO Ô TÔ MỤC LỤC I CÂU 1 2 1 1 Phân tích cấu tạo chung của ô tô 2 1 2 Phân tích các phương pháp bố trí động cơ và hệ thống truyền lực 2 a Bố trí động cơ 2 1 3 Vẽ sơ đồ, phân tích nguyên l.

ĐỀ CƯƠNG CẤU TẠO Ô TÔ MỤC LỤC

I CÂU 1

1.1 Phân tích cấu tạo chung của ô tô.

a Động cơ:

Là nguồn động lực chính làm cho xe chuyển động Động cơ được sử dụng có thể

là động cơ đốt trong hoặc động cơ điện Hiện nay được dùng nhiều nhất là động

cơ đốt trong mà chủ yếu là động cơ 4 kì sử dụng nhiên liệu là xăng và xăng vàđộng cơ diesel

b Gầm ô tô:

- Hệ thống truyền lực: Gồm ly hợp, hộp số, các đăng, cầu chủ động (truyền lựcchính + vi sai), bán trục Hệ thống truyền lực có nhiệm vụ biến đổi mô men củađộng cơ thành mô men kéo của xe Hệ thống truyền lực được bố trí với nhiềuphương án một, hai, ba cầu chủ động; động cơ đặt trước hoặc đặt phía sau

- Phần di động: Gồm khung gầm xe, dầm cầu trước và dầm cầu sau, hệ thốngtreo và bánh xe, hệ thống nâng hạ thùng xe

- Hệ thống lái: Dùng để điều khiển hướng chuyển động của ô tô

- Hệ thống phanh: Dùng để giảm tốc độ chuển động hoặc dừng hẳn xe

c Khung xe:

Có các dạng cấu tạo khác nhau Khung xe tải gồm có: Thùng xe, buồng lái.Khung vỏ của xe du lịch, xe bus và xe ca dược sắp xếp sao cho ghế ngồi và bậclên xuống được thuận tiện cho hành khách Nắp đậy máy, chắn bùn cũng thuộckhung vỏ xe

d Phần điện: Bao gồm: Nguồn điện(ắc quy, máy phát), hệ thống đánh lửa, hệ

thống khởi động điện, hệ thống chiếu sáng và tín hiệu, đồng hồ đo nhiên liệu,dòng điện, áp suất, còi…Điều hòa nhiệt độ, sưởi ấm, khóa của bằng điện, sấykính Ngày nay trên các xe hiện đâị còn có các hệ thống điều khiển động cơ vàđiều khiển các hệ thống của ô tô

1.2 Phân tích các phương pháp bố trí động cơ và hệ thống truyền lực.

a Bố trí động cơ

*) Động cơ đặt đằng trước và nằm ngoài buồng lái:

-Ưu: sửa chữa, bảo dưỡng được thuận tiện hơn Nhiệt năng do động cơ tỏa ra và

sự rung của động cơ ít ảnh hưởng đến người lái và hành khách

-Nhược: hệ số sử dụng chiều dài của xe sẽ giảm xuống (thể tích chứa hàng hóa

và số lượng hành khách sẽ giảm) Tầm nhìn của người lái bị hạn chế, ảnh hưởngxấu đến độ an toàn

*) Động cơ đặt đằng trước và nằm trong buồng lái:

-Ưu: hệ số sử dụng chiều dài của xe tăng rất đáng kể, tầm nhìn người lái đượcthoáng hơn

-Nhược: thể tích buồng lái sẽ giảm, và đòi hỏi phải có biện pháp cách nhiệt vàcách âm tốt do ảnh hưởng của động cơ Khó khăn cho việc sửa chữa và bảodưỡng động cơ Trọng tâm của xe bị nâng cao, làm cho độ ổn định của xe bịgiảm

*) Động cơ đặt phía sau

-Ưu: hệ số sử dụng chiều dài tăng, thể tích phần chứa khách của xe lớn Ngườilái nhìn rất thoáng, hành khách và người lái gần như không bị ảnh hưởng bởitiếng ồn và sức nóng của động cơ

-Nhược: vấn đề điều khiển động cơ, ly hợp, hộp số v.v sẽ phức tạp hơn vì các

bộ phận nêu trên nằm cách xa người lái

b Bố trí hệ thống truyền lực

*) Loại FF (FWD) (Động cơ đặt trước – cầu trước chủ động)

- Sơ đồ a: động cơ, ly hợp, hộp số chính, cầu xe nằm dọc và ở trước xe Trọngtâm xe nằm lệch về đầu xe, kết hợp cấu tạo vỏ xe tạo khả năng ổn định cao khi

có lực bên tác động, đồng thời giảm độ nhạy cảm với gió bên Không gian đầu

xe rất hẹp

- Sơ đồ b: động cơ, ly hợp, hộp số nằm ngang đặt trước xe Trọng lượng khốiđộng lực nằm lệch hẳn về phía trước đầu xe giảm đáng kể độ nhạy của ôtô vớilực bên nhằm nâng cao khả năng ổn định ở tốc độ cao Trong cầu chủ động thì

bộ truyền bánh răng trụ thay thế cho bộ truyền bánh răng côn

*) Loại FR (RWD) (Động cơ đặt trước – cầu sau chủ động)

-Sơ đồ c: động cơ, ly hợp, hộp số đặt hàng dọc phía trước đầu xe, trục cácđăng nối giữa hộp số và cầu chủ động Chiều dài từ hộp số đến cầu sau khá lớnnên giữa trục phải đặt ổ treo

*) Loại RR (Động cơ đặt sau – cầu sau chủ động)

- Sơ đồ d: Động cơ, ly hợp, hộp số, cầu chủ động làm thành một khối ở phía sau

xe Cụm động cơ nằm sau cầu chủ động

- Sơ đồ e: Giống như sơ đồ d nhưng cụm động cơ nằm quay ngược lại, đặt trướccầu sau

*) Loại 4WD (Động cơ hai cầu chủ động thường xuyên)

Sơ đồ h: động cơ, ly hợp, hộp số chính, hộp phân phối đặt dọc phía đầu xe,cầu trước và cầu sau chủ động Nối giữa hộp phân phối và các cầu là các trục

các đăng Sơ đồ này thường gặp ở ôtô có khả năng việt dã cao, ôtô chạy trênđường xấu.

1.3 Vẽ sơ đồ, phân tích nguyên lý làm việc của đông cơ xăng 4 kỳ.

a Cấu tạo chung

1 Lọc không khí 2 Ống nạp3- Xupap nạp Xupap xả 5- Ống xả 6- Bình giảm thanh 7- Nắp xylanh 8 Xylanh9 Piston

4-10 Xecmang 11 Thanh truyền12 Trục khuỷu13 Cacte 14 Bugi

b Nguyên lý làm việc

- Kỳ hút: Piston đi từ điểm chết trên ( ĐCT ) xuống điểm chết dưới ( ĐCD ).Xupáp hút mở, xupáp xả đóng, tạo sự giảm áp trong xi lanh ( p = 0,75 ÷ 0,85 at )hút khí hỗn hợp ( xăng + không khí) vào xi lanh, nhiệt độ buồng đốt t ≈ 90 0 C÷

125 0 C

- Kỳ nén: Hai xupáp đều đóng, piston đi từ ĐCD lên ĐCT, nén hỗn hợp khí.Cuối kỳ nén áp suất và nhiệt của khí hỗn hợp tăng cao ( p ≈ 7÷ 15 at ; t ≈ 350 0 C)

-Kỳ nổ: ( cháy – giãn nở – sinh công ): Khi piston lên đến gần ĐCT, hai xupápvẫn đóng, lúc này bugi đánh lửa, khí hỗn hợp nén bị đốt cháy giãn nở làm ápsuất tăng cao (p ≈ 35 ÷ 40 at) đẩy piston đi xuống làm quay trục khuỷu Nhiệt độbuồng đốt tăng cao t ≈ 2200÷ 2500 0 C

-Kỳ xả: Xupáp hút đóng, xupáp xả mở Piston đi từ ĐCD lên ĐCT đẩy khí thải

ra ngoài Áp suất buồng đốt p ≈ 1,1 at ; t ≈ 300 ÷ 400 0 C

* Để động cơ hoàn thành một chu trình làm việc, trục khuỷu quay hai vòng vàtrục cam quay một vòng Trong bốn kỳ có một kỳ sinh công và ba kỳ tiêu haocông

1.4 Vẽ sơ đồ, phân tích nguyên lý làm việc của đông cơ desel 4 kỳ.

a Cấu tạo chung

1 Lọc không khí 2 Ống nạp3- Xupap nạp Xupap xả 5- Ống xả 6- Bình giảm thanh 7- Nắp xylanh 8 Xylanh9 Piston

4-10 Xecmang 11 Thanh truyền12 Trục khuỷu13 Cacte 14 Vòi phun nhiên liệu

b Nguyên lý làm việc

- Kỳ hút: Piston đi từ ĐCT xuống ĐCD xupáp hút mở, xupáp xả đóng, khôngkhí sạch được hút vào xilanh, áp suất và nhiệt độ trong xilanh thấp(p ≈ 0,8 ÷ 0,9

và nhiệt độ buồng đốt tăng cao(p ≈ 650 ÷ 750 at; t0 ≈ 2000 ÷ 2200 0C), đẩypiston đi từ ĐCT xuống ĐCD, làm quay trục khuỷu

- Kỳ xả: Xupáp xả mở, xupáp hút đóng Piston đi từ điểm chết dưới lên điểmchết trên đẩy khí thải ra ngoài Cuối kỳ xả, áp suất buồng đốt p ≈ 1,1 at ; t ≈ 300

÷ 400 0C

Tiếp theo quá trình làm việc được lập lại

1.5 Phân tích nhiệm vụ, điều kiện làm việc và cấu tạo của piston.

- Cùng với vòng găng, xi lanh, nắp máy làm kín buồng đốt

- Đóng, mở các cửa hút, nạp, xả ở động cơ xăng 2 kỳ và đóng, mở cửa nạp ởđộng cơ diesel 2 kỳ

b Điều kiện làm việc

- Chịu áp lực cao, nhiệt độ cao, biến đổi theo chu kỳ của khí cháy trong xi lanh

- Chịu lực quán tính lớn và biến đổi

- Bị va đập do chịu lực biến đổi lớn

- Bị ăn mòn hoá học, bị mài mòn do ma sát với vòng găng, chốt piston, xi lanh

c Cấu tạo

Piston gồm 3 phần: đỉnh (A), đầu(B) và thân (C)

* Đỉnh piston: Hình dáng của đỉnh piston phù hợp với hình dáng buồng cháy Có

bốn dạng thường dùng:

- Đỉnh bằng (a): Dùng nhiều cho động cơ xăng và diesel có buồng cháy trước

và buồng cháy xoáy lốc; đơn giản, dễ chế tạo, diện tích truyền nhiệt bé, phải cógân tăng cường chịu lực dưới đỉnh

- Đỉnh lồi ( hình b,c): Loại đỉnh này thường được dùng trong động cơ xăng 4

kỳ và 2 kỳ xupap treo, buồng cháy chỏm cầu

- Đỉnh lõm (hình d): Thường lắp trên động cơ diesel Buồng đốt trên đỉnhpiston có dạng omega, chỏm cầu … Có tác dụng tạo xoáy lốc khi pitton đi lênnén không khí trong buồng đốt

- Đỉnh chứa buồng cháy : Thường gặp trong động cơ diesel Đối với động cơ

dicsel có buồng cháy trên đỉnh piston, kết cấu buồng cháy phải thỏa mãn các yêucầu sau đây tùy từng trường hợp cụ thể(e,f,g,h)

*) Đầu piston: Đường kính đầu piston thường nhỏ hơn đường kính thân vì thân

là phần dẫn hướng của piston Kết cấu đầu piston phải bảo đảm những yêu cầubao kín tốt cho buồng cháy nhằm ngăn khí cháy lọt xuống cacte dầu và dầu bôitrơn từ cacte sục lên buồng cháy Thông thường người ta dùng xéc măng để baokín

1

3

2 4

Kết cấu dầu piston

Động cơ diesel cao tốc: 3 - 6 xecmăng khí, 1- 3 xecmăng dầu

Động cơ diesel tốc độ thấp: 5 – 7 xecmăng khí, 1- 4 xecmăng dầu.

*) Thân piston có nhiệm vụ dẫn hướng cho piston chuyển động trong xylanh.

Kết cấu thân piston

b Điều kiện làm việc.

Thanh truyền chịu lực khí thể, lực quán tính của nhóm piston và lực quántính của bản thân thanh truyền Các lực trên đều là các lực tuần hoàn, và đập

c Cấu tạo

3 phần là đầu nhỏ, đầu to và thân thanh truyền

*) Đầu nhỏ

+ Khi chốt piston lắp tự do với đầu nhỏ thanh truyền, trên đầu nhỏ thường phải

có bạc lót Đối với động cơ ô tô máy kéo thường là động cơ cao tốc, đầu nhỏthường mỏng để giảm trọng lượng

Để bôi trơn bạc lót và chốt piston có những phương án như dùng rãnh hứng

dầu hoặc bôi trơn cưỡng bức do dẫn dầu từ trục khuỷu dọc theo thân thanhtruyền

*) Thân thanh truyền

Tiết diện thân thanh truyền thường thay đổi từ nhỏ đến lớn kể từ đầu nhỏđến đầu to Tiết diện tròn (hình a) có dạng đơn giản, có thể tạo phôi bằng rèn tự

do, thường được dùng trong động cớ tàu thuỷ Loại này không tận dụng vật liệutheo quan điểm sức bền đều Loại tiết diện chữ I (hình b) có sức bền đều theohai phương, được dùng rất phổ biến, từ động cơ cỡ nhỏ đến động cơ cỡ lớn vàđược tạo phôi bằng phương pháp rèn khuôn

Loại tiết diện hình chữ nhật, ô van (hình c và d) có ưu điểm là dễ chế tạo,thường được dùng ở động cơ mô tô, xuồng máy cỡ nhỏ

*) Đầu to thanh truyền

Để lắp ráp với trục khuỷu một cách dễ dàng, đầu to thanh truyền thườngđược cắt làm hai nửa và lắp ghép với nhau bằng bulông hay vít cấy Do đó bạclót cũng đựơc chia làm hai nửa và phải được cố định trong lỗ đầu to thanhtruyền

Đới với động cơ cỡ lớn, để tiện khi chế tạo, người ta chế tạo đầu to thanh truyềnriêng rồi lắp với thân thanh truyền (hình 2.16 a) Bề mặt lắp ghép giữa thân vàđầu to thanh truyền được lắp các tấm đệm thép dày 5 - 20 mm để có thể điềuchỉnh tỷ số nén cho đồng đều giữa các xylanh

Trong một số trường hợp, do kích thước đầu to quá lớn nên đầu to thanh truyềnđược chia làm hai nửa bằng mặt phẳng chéo (hình 2.16 b) để đút lọt vào xylanhkhi lắp ráp Khi đó mối ghép sẽ phải có kết cấu chịu lực cắt thay cho bulôngthanh truyền như vấu hoặc răng khía

1.7 Phân tích nhiệm vụ, điều kiện làm việc và cấu tạo của xuppap.

* Nhiệm vụ

Đóng, mở các lỗ hút, xả thông với phần không gian trong xi lanh theo một quyluật xác định bởi pha phân phối khí của động cơ

* Điều kiện làm việc: chịu nhiệt độ cao của buồng đốt đặc biệt là xupáp xả,

chịu lực ma sát khi đóng, mở và di trượt trong ống dẫn hướng, khả năng bôi trơn

bề mặt tiếp xúc giữa xupáp, đế xupáp kém Xupáp nạp được làm mát tốt hơnxupáp xả

* Cấu tạo

Xu páp chia làm ba phần: Nấm (đầu xupáp ), thân và đuôi xupáp

- Nấm xupáp: Có dạng hình côn phía trên đỉnh làm phẳng hoặc lõm, mặt vát củanấm tiếp xúc kín với mặt vát của đế xupáp ( ổ đặt ) góc vát thường 450 hay 300đối với xupáp nạp động cơ công suất lớn

- Thân xupáp : Có dạng hình trụ, gia công chính xác để lắp vào bạc dẫn hướng

với khe hở rất nhỏ.

- Đuôi xupáp: Là phần nhận lực của cò mổ, có tiện rãnh tròn để lắp mónghãm cùng đế chặn lò xo Móng hãm được xẻ làm hai, mặt ngoài hình côn, đáylớn ở trên Mặt trong của đế đỡ lò xo cũng là mặt côn ăn khớp với mặt ngoài củamóng hãm bóp chặt hai phần móng hãm ngàm vào rãnh

Xupáp được lắp ghép đậy kín với đế xupáp trên nắp máy nhờ ống dẫnhướng, lò xo xu páp, đế đỡ lò xo, móng hãm

1.8 Vẽ sơ đồ, phân tích nguyên lý làm việc của hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ xăng sử dụng bộ chế hòa khí.

1 Bình chứa xăng 5 Gíc lơ

2 Lọc xăng 6 Họng khuếch tán

3 Bơm xăng 7 Bướm ga

4 Buồng phao

*) Nguyên lý làm việc

Xăng được vận chuyển cưỡng bức trong hệ thống nhờ bơm nhiên liệu số (3)hoặc tự chảy trong hệ thống khi bình chứa xăng đặt cao hơn buồng phao vàđường ống

Khi động cơ làm việc, nhiên liệu từ bình chứa được bơm hút qua lọc để lọc sạchcặn bẩn, tạp chất cơ học có trong nhiên liệu sau đó được đưa đến buồng phao(4) Trong buồng phao có cơ cấu van kim và phao xăng để giữ cho mức xăngtrong buồng phao được ổn định Trong quá trình nạp, không khí được hút vàođộng cơ qua họng khuếch tán (6) có tiết diện co hẹp

Tại đây do tác dụng của độ chân không xăng được hút qua gíc-lơ (5), gíc-lơ cótác dụng đảm bảo lưu lượng xăng đi ra đúng như thiết kế Tại họng khuếch tán,nhiên liệu được không khí xé tơi đồng thời bay hơi và hòa trộn tạo thành hỗnhợp nạp vào động cơ Lượng hỗn hợp vào động cơ được điều chỉnh nhờ bướm

ga (7) để phù hợp với từng chế độ làm việc của động cơ

1.9 Phân tích cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống làm mát cưỡng bức một vòng tuần hoàn kín.

a Cấu tạo

1 Thân máy: 2 Nắp xilanh; 3 Đường nước ra két; 4 Ống dẫn bọt nước;5 Vanhằng nhiệt; 6 Nắp đổ rót nước; 7 Két làm mát; 8 Quạt gió; 9 Puli; 10 Ốngnước nối tắt về bơm; 11 Đường nước làm mát động cơ; 12 Bơm nước; 13 Kétlàm mát dầu; 14 Ống phân phối nước

b Nguyên lý làm việc

Nước làm mát có nhiệt độ thấp được bơm 12 hút từ bình chứa phía dưới của kétnước 7 qua đường ống 10 rồi qua két 13 để làm mát dầu sau đó vào động cơ Đểphân phối nước làm mát đồng đều cho các xylanh và làm mát đồng đều cho mỗixylanh, nước sau khi bơm vào thân máy 1 chảy qua ống phân phối 14 đúc sẵntrong thân máy Sau khi làm mát xylanh, nước lên làm mát nắp máy rồi theođường ống 3 ra khỏi động cơ với nhiệt độ cao đến van hằng nhiệt 5 Khi vanhằng nhiệt mở, nước qua van vào bình chứa phía trên của két nước

Tiếp theo, nước từ bình phía trên đi qua các ống mỏng có gắn các cánh tản nhiệt.Tại đây, nước được làm mát bởi dòng không khí qua két do quạt 8 tạo ra Quạtđược dẫn động bằng pu li từ trục khuỷu của động cơ Tại bình chứa phía dướicủa két làm mát, nước có nhiệt thấp lại được bơm hút vào động cơ thực hiện mộtchu trình làm mát tuần hoàn

Ống 4 có tác dụng dẫn bọt khí và hơi sinh ra trong bơm 12 qua van hằng nhiệt 5

ra két làm mát 7

Tác dụng của van đẳng nhiệt là khống chế nhiệt độ nươc lưu thông trong động

cơ chỉ khi nhiệt độ qui định (70 ÷ 800C ) van đẳng nhiệt mới mở cho nước ra kétlàm mát

1.10 Phân tích cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn cacte ướt.

a Cấu tạo

1 Cácte dầu, 2 Phao hút dầu, 3 Bơm, 4 Van an toàn bơm dầu, 5 Bầu lọc thô,

6 Van an toàn lọc dầu, 7 Đồng hồ báo áp suất dầu, 8 Đường dầu chính, 9

tinh, 12 Két làm mát dầu, 13 Van khống chế lưu lượng dầu qua két làm mát, 14.Đồng hồ báo nhiệt độ dầu, 15 Nắp rót dầu, 16 Thước thăm dầu.

áp suất cao (có thể đến 10 kg/cm2) chia thành hai nhánh Một nhánh đến két 12,tại đây dầu được làm mát rồi trở về cacte Nhánh kia đi qua bầu lọc thô 5 đếnđường dầu chính 8 Từ đường dầu chính, dầu theo đường nhánh 9 đi bôi trơntrục khuỷu sau đó lên bôi trơn đầu to thanh truyền và chốt piston và theo đườngnhánh 10 đi bôi trơn trục cam

Cũng từ đường dầu chính một đường dầu khoảng 15 ÷ 20% lưu lượng của nhánhdẫn đến bầu lọc tinh 11 Tại đây, những phần tử tạp chất rất nhỏ được giữ lại nêndầu được lọc rất sạch Sau khi ra khỏi lọc tinh với áp suất còn lại nhỏ, dầu chảytrở về cacte 1

Van an toàn 4 của bơm dầu có tác dụng giữ cho áp suất dầu không đồi trongphạm vi tốc độ vòng quay làm việc của động cơ

Khi bầu lọc bị bí tắc, van an toàn 6 của bầu lọc thô sẽ mở, phần lớn dầu sẽkhông qua lọc thô lên thẳng đường dầu chính đi bôi trơn, tránh hiện tượng thiếudầu cung cấp đến các bề mặt cần bôi trơn

Khi nhiệt độ dầu lên cao quá (khoảng 800C), do độ nhớt giảm, van khống chếlưu lượng 13 sẽ đóng hoàn toàn để dầu qua két làm mát rồi lại trở về cacte Khi động cơ làm việc, dầu bị hao hụt do bay hơi và các nguyên nhân khác nênphải thường xuyên kiểm tra lượng dầu trong cacte bằng thước thăm dầu 16 Khimức dầu ở vạch dưới phải bổ sung thêm dầu

Do toàn bộ dầu bôi trơn chứa trong cacte nên cacte phải sâu để có dung tíchchứa lớn, do đó làm tăng chiều cao động cơ Ngoài ra, dầu trong cacte luôn luôntiếp xúc với khí cháy có nhiệt độ cao từ buồng cháy lọt xuống mang theo hơinhiên liệu và các hơi axit làm giảm tuổi thọ của dầu