ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Ô TÔ Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống khởi động trên xe Kia G3LA

Máy khởi động quay nhưng không truyền lực đến trục khuỷu.... Để đáp ứng nhu cầu đó thì các hệ thống trên xe phải ngày càng được cải tiến,khắc phục các nhược điểm sao cho chúng hoạt động

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH

VIỆN KỸ THUẬT HUTECH

ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Ô TÔ

“Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống khởi động trên xe Kia

G3LA”

Giảng viên hướng dẫn: Hoàng Văn Đạt

Sinh viên thực hiện: Vũ Phúc Đạt 1911250052

Võ Lê Trung Đức 1911255606 Nguyễn Thiên Thoại 1911251773

TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2022

LỜI MỞ ĐẦU

e&eTrong nhiều năm gần đây cùng với sự phát triển của kinh tế, khoa học kỹ thuật

và nhu cầu của con người tốc độ gia tăng số lượng và chủng loại ô tô ở nước ta khánhanh Nhằm thỏa mãn càng nhiều nhu cầu về giao thông vận tải và thị hiếu của conngười Nhiều hệ thống trang thiết bị cũ trên ô tô đã dần được thay thế bởi các hệ thốngkết cấu hiện đại Tuy vậy chúng ta cũng gặp không ít khó khăn trong việc khai thác sửdụng và làm quen với các hệ thống đó Hơn nữa khi công nghệ sản xuất ô tô liên tụcđược nâng lên theo xu thế cạnh tranh kéo theo sự thay đổi cơ bản trong công nghệ sửachữa thì một số thói quen trong sử dụng, sửa chữa cũng không còn thích hợp Chuyển

từ việc sửa chữa chi tiết sang sửa chữa thay thế Do đó trong quá trình khác thác nhấtthiết phải sử dụng kỹ thuật chẩn đoán

Trên thị trường Việt Nam hiện nay đã xuất hiện nhiều chủng loại xe khác nhaucủa các hãng như Toyota, Honda, Isuzu Mỗi hãng xe khác nhau có công nghệ sảnxuất khác nhau, thậm chí cùng một hãng xe ở những dòng xe khác nhau cũng có cấutạo và kỹ thuật chuẩn đoán khác nhau Do vậy để làm tốt công tác quản lý chất lượng ô

tô, có thể quyết định nhanh chóng các tác động kỹ thuật tiếp sau, cần thiết phải nắmvững kỹ thuật chẩn đoán trên ô tô ngày nay Chẩn đoán trên ô tô là một công tác phứctạp cần đòi hỏi người tiến hành phải nắm được kết cấu cụ thể Cũng để giúp cho cácsinh viên có thể tìm hiểu sâu hơn vấn đề này các giảng viên đã giao cho chúng em đề

tài về “Nghiên cứu tính toán thiết kế cầu chủ động của xe Kia Morning”.

Do thời gian ngắn, điều kiện nghiên cứ và trình độ còn nhiều hạn chế nên đồ ánmôn học của em không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận được sự giúp đỡcủa các thầy giáo và bạn đọc

Em xin chân thành cảm ơn giảng viên: Hoàng Văn Đạt đã giúp đỡ em hoànthành đồ án môn học này

BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Giáo viên hướng dẫn: Hoàng Văn Đạt

Họ và tên sinh viên: Vũ Phúc Đạt

Võ Lê Trung Đức Nguyễn Thiên Thoại

Tên đề tài: Nghiên cứu tính toán thiết kế cầu chủ động của xe Kia

Morning

Điểm đánh giá: Xếp loại:

TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2022

Giáo viên hướng dẫn

(ký tên và ghi rõ họ tên)

BẢN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Giáo viên hướng dẫn:

Họ và tên sinh viên: Vũ Phúc Đạt

Võ Lê Trung Đức Nguyễn Thiên Thoại

Tên đề tài: Nghiên cứu tính toán thiết kế cầu chủ động của xe Kia

Morning

Điểm đánh giá: Xếp loại:

TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2022

Giáo viên phản biện

(ký tên và ghi rõ họ tên)

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 2

1.3 NỘI DUNG ĐỀ TÀI 2

1.3.1 Xây dựng bản vẽ chi tiết trên CAD 2D 2

1.3.2 Xây dựng mô hình hệ thống khởi động trên động cơ Kia G3LA 2

1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3

1.4.1 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn 3

1.4.2 Phương pháp nghiên cứu tài liệu 3

1.5 KẾT CẤU CỦA ĐỒ ÁN 3

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 MÔ TẢ KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CẦU CHỦ ĐỘNG 5

2.1.1 Cầu chủ động 5

2.1.2 Truyền lực chính 5

2.1.3 Vi sai 6

2.1.4 Bán trục 7

2.1.5 Vỏ cầu 7

2.1.4 Cấu tạo từng bộ phận 8

2.2 Rơ le 13

2.2.1 Khái niệm 13

2.2.2 Cấu tạo của rơ le 14

2.2.3 Phân loại rơ le 15

2.2.4 Nguyên lý hoạt động 16

CHƯƠNG 3: THI CÔNG MÔ HÌNH (HOẶC MÔ PHỎNG)

3.1 Ý TƯỞNG THIẾT KẾ 17

3.2 CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 18

3.3 LẮP ĐẶT MÔ HÌNH 18

3.4 KIỂM TRA, CHẠY THỬ 19

3.4.1 Kiểm tra 19

3.4.2 Chạy thử 19

CHƯƠNG 4: BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG

4.1 HIỆN TƯƠNG, NGUYÊN NHÂN, PHƯƠNG PHÁP SỬA CHỮA VÀ BẢO DƯỠNG 20

4.1.1 Hiện tượng và nguyên nhân hư hỏng 20

TT

HIỆN TƯỢNG

NGUYÊN NHÂN HƯ HỎNG

SỮA CHỮA

1

Đóng mạch khởi động nhưng máy khởi động không quay

- Ắc quy hỏng

- Thay thế

2

Máy khởi động quay chậm, đèn bị giảm độ sáng rõ rệt so với trước lúc khởi động .

- Ngắn mạch cuộn dây kích thích

- Kiểm tra, sữa chữa hoặc thay

3

Máy khởi động không quay, đèn bị giảm độ sáng rõ rệt so với trước lúc khởi động

- Ắc quy hết điện

- Nạp điện bổ xung cho ắc quy

4

Máy khởi động quay nhưng không truyền lực đến trục khuỷu

- Bộ truyền lực bị hỏng do mòn các viên bi hoặc hỏng các lò xo

- Kiểm tra, sửa chữa hoặc thay

5

Máy khởi động quay nhưng có tiếng va đập cơ khí

- Do bánh răng truyền động hoặc răng trên bánh đà bị hỏng nên khớp truyền

động có sự ăn khớp không đều

- Kiểm tra, sửa chữa hoặc thay

6

Sau khi khởi động xong máy khởi động không được cắt khỏi mạch điện

- Tiếp điểm của rơ le máy khởi động bị cháy dính vào nhau do lò xo trong rơ le bị hỏng…

- Kiểm tra, sửa chữa hoặc thay

4.1.2 Phương pháp kiểm tra bảo dưỡng và sửa chữa máy khởi động: 21

4.2 SỬA CHỮA VÀ BẢO DƯỠNG MÁY KHỞI ĐỘNG: 21

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN

TÀI LIỆU KHAM KHẢO

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

- Không lạm dụng việc viết tắt trong ĐAMH Chỉ viết tắt những từ, cụm từ hoặcthuật ngữ được sử dụng nhiều lần trong ĐAMH Không viết tắt những cụm từ dài,những mệnh đề; không viết tắt những cụm từ ít xuất hiện trong ĐAMH Nếu cầnviết tắt những từ thuật ngữ, tên các cơ quan, tổ chức thì được viết tắt sau lần viếtthứ nhất có kèm theo chữ viết tắt trong ngoặc đơn

- Danh mục các từ viết tắt được xếp theo thứ tự ABC

Ví dụ:

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

Bước sang thế kỉ 21, sự tiến bộ về khoa học và kĩ thuật của nhân loại đã bướclên một tầm cao mới Rất nhiều những thành tựu khoa học, những phát minh sáng chếmang đậm tính hiện đại và có ứng dụng cao

Là một quốc gia có nền kinh tế lạc hậu, nước ta đã và đang có những cải cáchmới để thúc đẩy kinh tế Việc tiếp thu áp dụng những thành tựu khoa học tiên tiến củathế giới đang được nhà nước quan tâm, đẩy mạnh phát triển các ngành công nghiệpmới với mục đích đưa nước ta từ một nước nông nghiệp lạc hậu thàh một nước côngnghiệp phát triển Trải qua nhiều năm phấn đấu cùng với sự tiếp cận các quốc gia cónền kinh tế phát triển, chúng ta có thể giao lưu học hỏi kinh nghiệm tiếp thu nhữngthành tựu khoa học kĩ thuật để phát triển hơn nửa nền kinh tế trong nước

Trong các ngành công nghiệp mới đang được nhà nước chú trong đầu tư pháttriển thì công nghiệp ô tô là một trong các ngành tiềm năng Do sự tiến bộ của khoahọc kĩ thuật nên quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa phát triển một cách rấtnhanh, tỉ lệ với ô nhiễm môi trường nhanh theo và ngày càng tăng Các nguồn tàinguyên thiên nhiên như than đá, dầu mỏ, khí đốt bị khai thác bừa bãi nên ngày càngcạn kiệt Điều này đặt ra bài toán khó cho ngành động cơ nói chung và các ngành ô tônói riêng, phải đảm bảo chất lượng khí thải và tiết kiệm nhiên liệu Các hãng xe lớnnhư Ford, Toyota, Mescedes, đã có nhiều cải tiến để đảm bảo an toàn cho người sửdụng, tiết kiệm nhiên liệu và giảm ô nhiễm môi trường

Để đáp ứng nhu cầu đó thì các hệ thống trên xe phải ngày càng được cải tiến,khắc phục các nhược điểm sao cho chúng hoạt động một cách tối ưu nhất Để động cơ

ô tô có thể hoạt động được thì cần có một ngoại lực bên ngoài tác động vài để truyềncho trục khuỷu số vòng quay tối thiểu để động cơ có thể nổ được

Từ đó hệ thống khởi động đã được sinh ra để khởi động động cơ Ban đầu hệthống khởi động rất đơn giản là khởi động trực tiếp bằng sức người đến dùng các

1

phương án khởi động gián tiếp bằng khí nén, nhưng các phương án đó đều có nhượcđiểm là khởi động lâu, một số hệ thống thì cồng kềnh, đắt tiền nhưng không có sự hiệuquả cao.

Chính vì những nhược điểm của các phương pháp trên mà các hãng xe đãnghiên cứu đưa ra các loại máy khởi động có kết cấu nhỏ gọn, chắc chắn, có độ tin cậycao, khởi động động cơ dễ dàng

Để đáp ứng cho nhu cầu học hỏi, tìm hiểu về hệ thống khởi động, nắm bắt đượckết cấu, nguyên lý hoạt động và khắc phục được một số hư hỏng của hệ thống động

Đó là lý do chúng em thực hiện đề tài lần này

1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI

Đề tài này nhằm giúp chúng em hiểu sâu hơn về hệ thống khởi động trên ô tô vàhoàn thành được các mục tiêu:

- Thiết kế mô phỏng hoạt động của cầu chủ động

- Xây dựng bản vẽ CAD 2D các chi tiết của cầu chủ động

- Chẩn đoán, bảo dưỡng và sửa chữa các lỗi thường gặp của cầu chủ động

1.3 NỘI DUNG ĐỀ TÀI

1.3.1 Xây dựng bản vẽ chi tiết trên CAD 2D

- Thực hiện tháo máy khởi động

- Đo kích thước các chi tiết bên trong

- Tiến hành vẽ trên CAD

1.3.2 Xây dựng mô hình hệ thống khởi động trên động cơ Kia G3LA

- Sơ đồ nguyên lý mạch hệ thống khởi động

- Mua linh kiện cần thiết

- Thực hiện đo kiểm và đấu mạch điện

2

- Xây dựng khung đỡ máy khởi động

1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1.4.1 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

Là phương pháp tác động trực tiếp vào đối tượng trong thực tế để làm bộc lộbản chất và quy luật vận động của đối tượng

Các bước thực hiện:

- Bước 1: Quan sát, đo đạc các thông số kết cấu

- Bước 2: Lập phương án kiểm tra chẩn đoán hệ thống

- Bước 3: Từ kết quả thu được của quá trình nghiên cứu, đề xuất phương pháp giảiquyết các vấn đề liên quan đến hệ thống

1.4.2 Phương pháp nghiên cứu tài liệu

Là phương pháp nghiên cứu thu thập thông tin khoa học trên cơ sở nghiên cứucác văn bản, tài liệu đã có sẵn và các thao tác tư duy logic để rút ra các kết luận khoahọc cần thiết

Các bước thực hiện:

- Bước 1: Thu thập, tìm tòi các tài liệu về hệ thống khởi động gián tiếp

- Bước 2: Sắp xếp các tài liệu khoa học thành một hệ thống logic chặt chẽ theo từngbước, từng đơn vị kiến thức, từng vấn đề khoa học có cơ sở bản chất nhất định

- Bước 3: Đọc, nghiên cứu các tài liệu nói về hệ thống khởi động gián tiếp, phân tích,kết cấu nguyên lý một cách khoa học

- Bước 4: Tổng hợp các kết quả đã phân tích được, hệ thống lại các kiến thức tạo rathành một hệ thống lý thuyết đầy đủ

1.5 KẾT CẤU CỦA ĐỒ ÁN

Đồ án gồm có 4 chương:

3

Chương 1: Giới thiệu đề tài

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 3: Thi công mô hình (hoặc mô phỏng) Chương 4: Bảo dưỡng, sửa chủa hệ thống Chương 5: Kết luận

4

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1.1 Cầu chủ động

2.1.1.1 Công dụng

- Đỡ toàn bộ trọng lượng của các bộ phận đặt trên ôtô

- Biến chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tịnh tiến của ôtô nhờcác bộ phận đặt trên cầu chủ động

- Thay đổi tỷ số truyền nhằm mục đích tăng mômen xoắn qua cơ cấu phân chiatruyền tới bánh xe chu động nào đó (thường 900) đối với trục dọc của bánh xe

2.1.2.1 Những yêu cầu cơ bản và phân loại

- Truyền lực chính (TLC) là cơ cấu biến đổi mômen trong HTTL và nằm giữacác bánh xe chủ động của ôtô

- Đảm bảo đặc tính động lực học và tính kinh tế nhiên liệu tối ưu cho ôtô với các

tỷ số truyền đã chọn

+ Có hiệu suất cao, làm việc êm dịu và không ồn

+ Đảm bảo khoảng sáng gầm xe đủ lớn

5

+ Đảm bảo độ cứng vững của vỏ, của ổ và của trục.

- Theo số lượng bánh răng TLC Có 2 dạng: truyền lực đơn (một cặp bánh răng)

2.1.3.2 Yêu cầu của cụm vi sai

- Phân phối mômen xoắn giữa các bánh xe hay giữa các trục theo tỷ lệ đảm bảo

sử dụng trọng lượng bám tối đa ở các bánh xe

- Kích thước vi sai phải nhỏ gọn

- Hiệu suất truyền động cao

2.1.3.3 Phân loại

- Theo công dụng chia ra:

+ Vi sai giữa các bánh xe

+ Vi sai giữa các cầu

+ Vi sai giữa các truyền lực cạnh

- Theo kết cấu chia ra:

2.1.4 Bán trục

2.1.4.1 Công dụng

Các bán trục dùng để truyền mômen xoắn từ bộ vi sai đến các bánh xe chủ động Trên các loại bán trục không được giảm tải hoàn toàn còn được dùng để tiếp nhận các lực từ mặt đường tác dụng lên bánh xe chủ động

- Đối với ôtô theo kết cấu các ổ tựa chia ra:

+ Bán trục chịu tải hoàn toàn, ổ tựa đặt bên trong và bên ngoài đặt trực tiếp lênnửa trục

+ Bán trục giảm tải 1/2: ổ trục bên trong đặt trên vỏ vi sai còn ở bên ngoài đặttrực tiếp lên nửa trục

+ Bán trục giảm tải 3/4: ổ tựa ở bên trong đặt lên vỏ vi sai còn ổ tựa bên ngoàiđặt trên dầm cầu và moayơ ở bánh xe không đặt trực tiếp lên trục

+

2.1.5 Vỏ cầu

2.1.5.1 Công dụng

- Đỡ toàn bộ phần được treo tác dụng lên cầu

- Bao kín và bảo vệ cho bộ truyền lực chính, vi sai và các bán trục để nó có thể hoạt động tốt và lâu dài

- Tiếp nhận và truyền các lực từ trên khung xe xuống và các lực từ mặt đường lên

2.1.5.2 Yêu cầu

- Vỏ cầu phải đủ cứng vững để chịu được trọng lượng của xe.

- Phải đảm bảo độ kín để bảo vệ các kết cấu bên trong.

7

- Có kích thước và khối lượng nhỏ gọn để giảm tải trọng xe và tăng khoảng sáng

Hình 2.8 Cấu tạo công tắc từ [3, tr 23]

2.1.4.2 Phần ứng và ổ bi cầu

Phần ứng tạo ra lực làm quay mô tơ và ổ bi cầu đỡ cho lõi quay ở tốc độ cao

8

Hình 2.9 Cấu tạo phần ứng và ổ bi cầu [7]

9

2.1.4.3 Vỏ máy khởi động

Vỏ máy khởi động này tạo ra từ trường cần thiết để cho mô tơ hoạt động Nócũng có chức năng như một vỏ bảo vệ các cuộn cảm, lõi cực và khép kín các đườngsức từ Cuộn cảm được mắc nối tiếp với phần ứng

Hình 2.10 Cấu tạo vỏ máy khởi động [3, tr 24]

2.1.4.4 Chổi than và giá đỡ chổi than

Chổi than được tì vào cổ góp của phần ứng bởi các lò xo để cho dòng điện đi từcuộn dây tới phần ứng theo một chiều nhất định Chổi than được làm từ hỗn hợp Cu -

C nên nó có tính dẫn điện tốt và khả năng chịu mài mòn lớn Các lò xo chổi than nénvào cổ góp phần ứng và làm cho phần ứng dừng lại ngay sau khi máy khởi động bịngắt

Nếu các lò xo chổi than bị yếu đi hoặc các chổi than bị mòn có thể làm cho tiếpđiểm điện giữa chổi than và cổ góp không đủ để dẫn điện Điều này làm cho điện trở ở

10

chỗ tiếp xúc tăng lên làm giảm dòng điện cung cấp cho motor và dẫn đến giảmmoment.

Hình 2.11 Cấu tạo chổi than và giá đỡ chổi than [7]

2.1.4.5 Bánh răng giảm tốc

Bộ truyền giảm tốc truyền lực quay của motor tới bánh răng bendix và làm tăngmoment xoắn bằng cách làm chậm tốc độ của motor

Bộ truyền giảm tốc làm giảm tốc độ quay của motor với tỉ số là 1/3 - 1/4 và nó

có một li hợp khởi động ở bên trong

Hình 2.12 Cấu tạo bánh răng giảm tốc [4]

11

1 Bánh răng phần ứng; 2 Bánh răng trung gian; 3 Ổ lăn;

Hình 2.13 Cấu tạo ly hợp máy khởi động [4]

1 Chốt trụ; 2 Lò xo; 3 Bi đũa; 4 Bánh răng ly hợp; 5 Lò xo hoãn lực;

6 Trục Bendix; 7 Bánh răng bendix

2.1.4.7 Bánh răng khởi động và then xoắn

12

Bánh răng bendix và vành răng truyền lực quay từ máy khởi động tới động cơnhờ sự ăn khớp an toàn giữa chúng Bánh răng bendix được vát mép để ăn khớp được

dễ dàng Then xoắn chuyển lực quay vòng của motor thành lực đẩy bánh răng bendix,trợ giúp cho việc ăn khớp và ngắt sự ăn khớp của bánh răng bendix với vành răng

Hình 2.14 Cấu tạo bánh răng khởi động và then xoắn [3, tr 27]

2.2 Rơ le

2.2.1 Khái niệm

Rơ le là một chuyển mạch hoạt động bằng điện Dòng điện qua cuộn dây của rơ

le tạo ra một từ trường hút lõi sắt non làm thay đổi công tắc chuyển mạch Dòng điệnqua cuộn dây có thể được bật hoặc tắt, vì thế rơ le có hai vị trí chuyển mạch qua lại

Rơ le được sử dụng phổ biến ở các bo mạch điều khiển tự động, chuyên dụng

để đóng cắt những cái dòng điện lớn mà những hệ thống mạch điều khiển không thểtrực tiếp can thiệp thì người ta sẽ sử dụng rơ le để đóng cắt dòng điện cao Rơ le có rấtnhiều hình dáng và kích thước và chân cắm khác nhau

13