BBài giảng cấu tạo ô tô

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.. Động cơ thường

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, V = 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:

+ Động cơ

+ Phần gầm

+ Phần thân vỏ

+ Phần hệ thống điện (không học trong học phần nμy có môn học riêng)

2.1 Động cơ

Động cơ lμ nguồn động lực phát ra năng lượng để ô tô hoạt động Động cơ thường dùng trên ô tô lμ động cơ đốt trong kiểu piston

Nhiên liệu dùng cho động cơ: Xăng, Diesel, khí ga

Các bộ phận chính của động cơ:

- Thân vỏ động cơ

- Cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền

- Cơ cấu phối khí

- Hệ thống cung cấp nhiên liệu

- Hệ thống lμm mát

- Hệ thống bôi trơn

- Hệ thống điện

2.2 Gầm ô tô

- Hệ thống truyền lực

- Các bộ phận chuyển động

- Các hệ thống điều khiển

2.3 Thân vỏ

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

2.4 Hệ thống điện

- Hệ thống điện động cơ: Hệ thống khởi động, hệ thống nạp, hệ thống đánh lửa động cơ xăng

- Hệ thống điện thân xe: Hệ thống chiếu sáng, hệ thống gạt nước mưa, hệ thống điều khiển khác

III Bố trí chung của ô tô

3.1 Bố trí động cơ

+ Vị trí đặt động cơ: Đặt trước, đặt giữa đặt sau ô tô

+ Bố trí: Ngang, dọc ô tô

a Ô tô con:

1 Động cơ đặt trước cầu trước chủ động- động cơ đặt ngang

2 Động cơ đặt trước- cầu sau chủ động, động cơ đặt dọc

3 Động cơ đặt sau cầu sau chủ động

4 Động cơ đặt trước hai cầu chủ động

b Ô tô khách

c Ô tô tải

c)

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

Các bộ phận chính của động cơ:

- Thân vỏ động cơ

- Cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền

- Cơ cấu phối khí

- Hệ thống cung cấp nhiên liệu

- Hệ thống lμm mát

- Hệ thống bôi trơn

- Hệ thống điện.(không giới thiệu ở bμi giảng nμy)

- Hệ thống điều khiển 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

hμnh trình

- Chu trình công tác:

- Thể tích công tác xy lanh: Lμ thể tích của buồng xy lanh vμ piston giữa hai điểm chết

S

D

V h

4

2

π

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

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

min

max

V

V

=

ε

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

VVT-i, dẫn động xớch

8-valve, OHV, dẫn động

xớch

Đường kớnh x hành trỡnh [mm] 86.0 x 86.0 80.5 X 87.5

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

Cụng suất phỏt tối đa SAE-NET

Mụ men xoắn tối đa SAE-NET

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

Nạp

Đúng 12° ~ 64° ABDC 51o ABDC

Thời

điểm

phối khớ Xả

Độ nhớt/cấp độ của dầu bụi trơn 5W-30 / API SL, SJ, EC or

ILSAC

5W-30 / API SL, SJ, EC or

ILSAC

Một số từ viết tắt thường dùng:

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

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

1.2.1 Thân vμ nắp động cơ

a Thân động cơ

+ Nhiệm vụ:

- Thân động cơ lμ giá đỡ để bắt các chi tiết, bộ phận của động cơ

- Chịu bộ phận lực của động cơ

- 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

Thép đúc

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

b Nắp máy (nắp xi lanh)

+ Nhiệm vụ:

- Cùng với xilanh tạo thμnh buồng đốt động cơ

- Lμm giá đỡ để bắt các bộ phận khác

- Chịu lực

- 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