Tài liệu môn cấu tạo ô tô

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

BỘ MÔN Ô TÔ VÀ XE CHUYÊN DỤNG

TÀI LIỆU PHỤC VỤ MÔN HỌC CẤU TẠO Ô TÔ 1 (Dùng cho SV K52)

BÁCH KHOA 2010

Trang 2

Mở Đầu

Mục tiêu học phần :

Sau khi kết thúc học phần, sinh viên:

- trình bày được cấu tạo, nguyên lý làm việc và phân tíchkết cấu của các hệ thống, cụm, chi tiết của các loại ô tô;kết cấu của các hệ thống, cụm, chi tiết của các loại ô tô;

- phân tích, đánh giá các hệ thống của ô tô và toàn bộ ô tôvà

- có được cơ sở cho các học phần tiếp theo trong chươngtrình đào tạo theo định hướng kỹ thuật ô tô như Lý thuyết ô

tô Thiết kế tính toán ô tô Cơ điện tử ô tô

tô, Thiết kế tính toán ô tô, Cơ điện tử ô tô…

Mở Đầu

Nội dung vắn tắt học phần:

ấ

Cấu trúc cơ bản của ôtô:

Cấu tạo động cơ,

Hệ thống điện cơ bản

Hệ thống điện cơ bản,

Hệ thống truyền lực

Các hệ thống chuyển động đảm bảo an toàn

Các hệ thống chuyển động, đảm bảo an toàn,

Một số thiết bị phụ của ôtô,

Trang 3

Sách giáo trình chính: Kết cấu ô tô, Nhà xuất bản Bách Khoa

công nghiệp ô tô

- Tại Mỹ, khoảng 12 triệu người làm việc trong ngành ôtô, khoảng 1 triệu người làm dịch vụ kỹ thuật cho ôtô; 1 người lắp ráp ô tô cần 20 người làm việc theo anh ta

-Tại VN có rất nhiều trường ĐH, CĐ, Trường Nghề đào tạo

kỹ thuật ô tô

?? Thực trạng và tương lai của nền công nghiệp ô tô VN

Trang 4

Vài nét lịch sử công nghiệp ô tô

Trang 5

Vài nét lịch sử

công nghiệp ô tô

- Năm 1885-1886 được coi là năm ra đời của chiếc ôtô đầutiên tại Đức, do Karl Benz chế tạo

- 2002: ô tô siêu âm

Ngày nay, các thuật ngữ kiểu VSC, ESP, Active system, wire control trở nên rất phổ biến

by-Chương 1: Cấu tạo chung ô tô

1 Cấu tạo chung của ôtô

Trang 6

1 Cấu tạo chung của ôtô

2 Phân loại ôtô

Trang 7

Phân loại ôtô

a) Ô tô tải nhỏ thùng kín b) Ô tô tải nhỏ đa dụng

c) Ô tô tải đa dụng ) ụ g d) ô tô tải chuyên dụng ) y ụ g

e) Ô tô tải thùng kín f) Ô tô kéo (đầu kéo)

Phân loại ôtô

Trang 8

Phân loại ôtô

Theo tiêu chuẩn châu âu:

- Loại M: ô tô chở người

- Loại N: ô tô chở hàng

- Loại O: đoàn xe ô tô

- Loại M1: ô tô chở người đến 9 chỗ, khối lượngLoại M1: ô tô chở người đến 9 chỗ, khối lượng

toàn bộ <= 3,5 tấn

- Loại M2: ô tô chở người trên 9 chỗ khối lượngLoại M2: ô tô chở người trên 9 chỗ, khối lượng

toàn bộ <= 5 tấn

Loại M3: ô tô chở người trên 9 chỗ khối lượng

- Loại M3: ô tô chở người trên 9 chỗ, khối lượng

toàn bộ > 5 tấn

Phân loại ôtô

- Loại N1: ô tô chở hàng có khối lượng

Trang 9

Phân loại ôtô

- Loại O1: Đoàn xe ô tô chở hàng có khối lượng

toàn bộ của rơ-moóc <= 0 75 tấn

- Loại O2: Đoàn xe ô tô chở hàng có khối lượng toàn bộ oạ O oà e ô tô c ở à g có ố ượ g toà bộ

của rơ-moóc từ 0,75 tấn đến 3,5 tấn

toàn bộ của rơ-moóc từ 3,5 tấn đến 10 tấn

toàn bộ của rơ-moóc trên 10 tấn

?? Ý nghĩa của việc phân loại ô tô

Phân loại ôtô

Trang 10

3 Bố trí chung của ôtô

Bố trí chung của ô tô là bố trí các phần, hệ thống của ô tô

Bố trí chung của ô tô cần:g

- đảm bảo khả năng hoạt động tốt nhất của các phần, hệ thống và toàn bộ ô tô;

- đảm bảo kích thước gọn, tạo sự phân bố khối lượng lên các cầu hợp lý, thuận lợi trong chế tạo

và bảo dưỡng, sửa chữa

?? Cách bố trí chung ảnh hưởng tới kết cấu và sự hoạt động của ô tô ntn

Bố trí chung của ôtô

Bố trí chung của ô tô con

ầ

- Động cơ đặt trước, cầu sau chủ động:

- Động cơ đặt trước, cầu trước chủ động:

- Động cơ đặt sau, cầu sau chủ động:Động cơ đặt sau, cầu sau chủ động:

- Động cơ đặt trước, hai cầu chủ động:

- Động cơ đặt sau, hai cầu chủ động:

?? Phương án bố trí nào trên đây phổ biến nhất Tại sao.

Trang 11

Bố trí chung của ôtô

Bố trí chung của ô tô khách

Động cơ đặt trước

- Động cơ đặt trước

- Động cơ đặt sau

Bố trí chung ôtô tải

- Động cơ đặt trước buồng lái

ồ

- Động cơ đặt dưới buồng lái

- Động cơ đặt sau buồng lái, dưới thùng hàng

?? Phương án bố trí nào trên đây phổ biến nhất Tại sao.

Trang 12

Chương 2: NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CƠ BẢN

CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

2.1 Các loại động cơ dùng trên ô tô

CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

- Động cơ nhiệt: là loại động cơ biến đổi nhiệt năng thành cơnăng Động cơ nhiệt bao gồm các loại động cơ đốt trong, động

cơ phản lực, động cơ hơi nước, tuốc bin khí…

- Động cơ điện: là động cơ sử dụng điện năng để tạo ra cơnăng Gồm động cơ điện một chiều và động cơ điện xoay

chiề

chiều

?? So sánh động cơ đốt trong và động cơ điện về: tính phổ biến trên ô

tô, tính thân thiện, hiệu suất, tính tiện dụng.

??So sánh động cơ điện 1 chiều và xoay chiều trên ô tô về: tính phổ

biến và tính tiện dụng

??Xu hướng phát triển của động cơ ô tô

2.2 động cơ đốt trong

Động cơ đốt trong là loại

động cơ mà quá trình cháy

của nhiên nhiệu và sinh

công cơ học được thực

hiện trong buồng kín

Được phân biệt thành:

- động cơ pít-tông tịnh tiến

(động cơ pít-tông)

- động cơ pít-tông quay

(động cơ Van-ken hay động

cơ rô-to)

ố

?? Các phương án bố trí động cơ pít-tông

?? Phương án bố trí nào thường sử dụng cho động cơ ô tô

Trang 13

2.3 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÀ THÔNG SỐ CHÍNH CỦA ĐCĐT

- Cơ cấu trục khuỷu thanh

- cơ cấu phối khí

CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÀ THÔNG SỐ CHÍNH CỦA ĐCĐT

- Số xi lanh của động cơ

- Công suất lớn nhất của

Trang 14

2.4 Nguyên lý làm việc của động cơ 4 kỳ

?? Trình bày nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong

?? Nhận xét gì về bố trí pha phối khí Tại sao bố trí như vậy

2.4 Nguyên lý làm việc của động cơ 4 kỳ (t)

Trang 15

Trang 16

?? Hãy chỉ ra giá trị công phát ra trong một chu kỳ của động cơ trên đồ thị công

2.5 Nguyên lý làm việc của động cơ tăng áp

?? Thế à i là độ ă á

?? Thế nào gọi là động cơ tăng áp

?? So sánh động cơ có và không có tăng áp

Trang 17

2.6 Nguyên lý làm việc của động cơ 2 kỳ

- Hành trình piston đi xuống: …

- Hành trình piston đi lên: …

?? So sánh động cơ với động cơ 4 kỳ về: công suất, hiệu suất, tính phổ biến

2.7 Động cơ 4 kỳ nhiều xi lanh

xi lanh 4

xi lanh 3

xi lanh 2

xi lanh 1 xi lanh 2

?? Tại sao trên ô tô sử dụng động cơ nhiều xi lanh

?? Kết cấu và NLLV của các xi lanh của một ĐC có khác nhau không ộ g

?? Góc lệch pha làm việc của các xi lanh là gì

?? Thứ tự nổ của động cơ và nguyên tắc bố trí thứ tự nổ

Trang 18

2.7 Động cơ 4 kỳ nhiều xi lanh (t)

Nguyên tắc bố trí thứ tự nổ

- đảm bảo cho mô men của động cơ phát ra trong một chu

trình làm việc là đồng đều nhất => Góc lệch pha làm việc giữa

hai xi lanh làm việc liên tiếp được xác định ntn?

- không để tải trọng tập trung quá nhiều vào một hay một số

ổ trục nào đó => Thứ tự nổ được bố trí theo các quy luậtkhác nhau:

Trang 19

2.7 Động cơ 4 kỳ nhiều xi lanh (t)

Bảng trạng thái làm việc của các xi lanh

?? Thực tế các pha làm việc của động cơ có kéo dài như nhau không

2.8 Đặc tính tốc độ của động cơ đốt trong

?? Đặc tính của động cơ là gì

?? Phân biệt đặc tính ngoài và đặc tính cục bộ của động cơ

?? So sánh đặc tính của hailoaij động cơ: xăng và diesel

Trang 20

2.9 Động cơ pít-tông quay

?? So sánh động cơ pít tông tịnh tiến và động cơ pít tông quay về

Trang 21

2.9 Động cơ pít-tông quay (t)

2.10 Cấu tạo động cơ ô tô

Cấu tạo chung của động cơ đốt trong bao gồm những bộphận chính như sau

- Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền: chức năng?

- Cơ cấu phối khí: chức năng?

- Hệ thống cung cấp nhiên liệu: chức năng?

Trang 22

CHƯƠNG 3: BUỒNG ĐỐT VÀ CƠ CẤU TRỤC KHUỶU

THANH TRUYỀN 3.1.Thân động cơ (thân máy)

Trang 26

3.3 Pít-tông (t)

?? Các biện pháp kết cấu giảm tiếng gõ và giảm bó kẹt pít tông

Trang 32

3.7 Trục khuỷu (t)

?? Phân tích kết cấu

3.7 Trục khuỷu (t)

Trang 35

CHƯƠNG 4: CƠ CẤU PHỐI KHÍ

4 1 Chức năng phân loại

Trang 36

?? Điều kiện làm việc Yêu cầu Vật liệu ệ ệ ậ ệ

?? Kết cấu chung của xu páp Tác dụng của mỗi phần

?? Lắp ghép và sự tiếp xúc của xu páp với các chi tiết khác

Trang 38

4.2 Xu páp và dẫn động xu páp (t)

?? Khe hở nhiệt

Cách điều chỉnh

?? Các loại con đội

4.3 Pha phối khí và trục cam

?? Tại sao bố trí mở sớm, đóng muộn

?? Các góc mở sớm, đóng muộn tối ưu thay đổi không

Trang 39

4.3 Pha phối khí và trục cam (t)

?? VVT

?? Các phương án dẫn động trục cam

?? Kết cấu trục cam

Trang 40

?? Các phương án thực hiện VVT

Trang 41

CHƯƠNG 5: HỆ THỐNG LÀM MÁT VÀ HỆ

THỐNG BÔI TRƠN

5.1 Hệ thống làm mát động cơ

5.1.1 Chức năng, phân loại

Động cơ làm việc tốt nhất khi nhiệt độ nước ở trong áo nướccủa xi lanh vào khoảng 80 ÷ 95°C

?? Nhiệt độ độ á h á thấ ả h h ở tới là

?? Nhiệt độ động cơ quá cao hay quá thấp ảnh hưởng tới sự làm việc của động cơ như thế nào

?? Chức năng của hệ thống làm mát động cơ

?? HTLM lấy đi bao nhiêu năng lượng sinh ra trong động cơ

?? Nê á l i hệ thố là át độ ơ à đặ điể ủ hú

?? Nêu các loại hệ thống làm mát động cơ và đặc điểm của chúng

?? Phạm vi ứng dụng của mỗi loại hệ thống làm mát

Trang 42

5.1.2 Hệ thống làm mát bằng nước

?? T ì h bà NLLV

Trang 43

Két nước

?? Tại sao bố trí tấm chắn điều chỉnh gió trước két nước

1- ống nước mát đến bơm nước; 2- van xả; 3- khoang nước ra; 4- tay điều khiển tấm chắn; 5- tấm chắn điều chỉnh lưu lượng không khí đi qua két làm mát nước; 6-

khoang nước vào; 7- nắp; 8- miệng; 9- ống nước nóng từ động cơ vào khoang nước vào của két; 10- bộ phận tản nhiệt (thân két); 11- tấm dẫn hướng dòng không khi đi qua két

?? Tác dụng của áp suất dư đó ụ g p

?? Tại sao phải bố trí hai van một chiều trong nắp két nước

?? Hơi nước ra khỏi bình => kết quả gì Cách khắc phục

Trang 45

Bơm nước và quạt gió

1- mặt bích, 2- quạt gió, 3- pu-li,

4- cốc chứa ổ, 5- thân bơm, 6- bánh bơm, 7- đệm làm kín, 8,9- ổ bi, 10- trục

?? Tác dụng của bơm nước

?? Bơm nước thuộc loại bơm gì

-Có khả năng trao đổi nhiệt tốt (? Tại sao?)

-Có nhiệt độ điểm sôi cao hơn nhiệt độ tối đa cho phép trong hệthống làm mát khoảng 25 ÷ 30°C (? Tại sao?)

thống làm mát khoảng 25 ÷ 30 C (? Tại sao?)

-Có nhiệt độ điểm đông đặc (đóng băng) thấp (? Tại sao?)

Không được tạo các chất cặn kết tủa (? Tại sao?)

-Không được tạo các chất cặn kết tủa (? Tại sao?)

-Không ăn mòn các chi tiết trong hệ thống làm mát

Có độ hớt thí h h (? T i ?)

-Có độ nhớt thích hợp (? Tại sao?)

-Không độc hại đối với môi trường và giá thành không quá cao

? Chất lỏng làm mát thông dụng?

Trang 47

5.2 Hệ thống bôi trơn động cơ

5.2.1 Chức năng, phân loại

?? Chức năng của hệ thống bôi trơn động cơ g ệ g ộ g

?? Nếu hệ thống bôi trơnđộng cơ không làm việc: hậu quả gì

?? Các loại HTBT sử dụng cho ĐCĐT Đặc điểm và phạm vi sử dụng của mỗi loại

Sơ đồ chung của hệ

Trang 48

5.2.2 Các hệ thống bôi trơn thông dụng

Hệ thống bôi trơn các-te khô ?? Nguyên lý hoạt động

5.2.2 Các hệ thống bôi trơn thông dụng

Trang 49

5.2.3 Cấu tạo các bộ phận chính

Bơm dầu

ầ

?? Tác dụng của bơm dầu

?? Các loại bơm dầu NLLV

?? So sánh các loại bơm dầu

5.2.3 Cấu tạo các bộ phận chính

Bầu lọc

?? Các loại bầu lọc dầu

?? Tác dụng của bầu lọc thô, tinh

?? NLLV và phạm vi sử dụng

Trang 50

Bầ l

5.2.3 Cấu tạo các bộ phận chínhBầu lọc

Trang 51

5.2.4 Dầu bôi trơn động cơ và việc chăm sóc bảo dưỡng

Yêu cầu với dầu bôi trơn

Có độ hớt đả bả h i hế độ là iệ ủ độ

- Có độ nhớt đảm bảo cho mọi chế độ làm việc của động cơ

- Có khả năng chống ô-xy hóa cho các chi tiết được bôi trơn

Có tính ổn định cao: không tạo thành các sản phẩm dưới dạng lớp

- Có tính ổn định cao: không tạo thành các sản phẩm dưới dạng lớp keo hay muội bám trên bề mặt các chi tiết

- Có khả năng tẩy rửa tốt

- Có nhiệt độ bắt cháy cao.

Dầu bôi trơn được đánh giá theo các chỉ số do SAE và API đề xuất.

Chỉ số SAE là chỉ số phân loại dầu theo độ nhớt ở nhiệt độ 100 độ

C và âm18 độ C.

Ví dụ: SAE 40 SAE 10 W SAE 20W/50

Chỉ số API cho biết cấp hạng dầu khi sử dụng cho mỗi loại động cơ

xăng hay diesel

?? S á h dầ SAE 40 ới SAE 10W/40

?? So sánh dầu SAE 40 với SAE 10W/40

?? So sánh dầu API-SG/CD với dầu API-SG

Trang 52

5.2.4 Dầu bôi trơn động cơ và việc chăm sóc bảo dưỡngChăm sóc bảo dưỡng HTBT

?? Nội dung chăm sóc bảo dưỡng hệ thống bôi trơn

?? Vì sao cần chăm sóc bảo dưỡng hệ thống bôi trơn

Trang 53

CHƯƠNG 6: HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU

6.1 Nhiên liệu và sự cháy của nhiên liệu

?? Thành phần hóa học của nhiên liệu

?? Đặc điểm của xăng

?? Hiện tượng kích nổ ệ ợ g

?? Trị số Ốc tan của xăng là gì?

?? Giải thích các ký hiệu xăng:

A90, A92, A95, MOGAS90, MOGAS92, MOGAS95.

?? Tại sao trong xăng có các chất phụ gia

6.1 Nhiên liệu và sự cháy của nhiên liệu (t)

?? Đặc điểm của diesel

?? Khả năng tự cháy

?? Trị số Xê tan của diesel là gì? Xe: 35, 45, 48, 55

?? Tại sao trong diesel cso các chất phụ gia

A90, A92, A95, MOGAS90, MOGAS92, MOGAS95

Trang 54

6.1 Nhiên liệu và sự cháy của nhiên liệu (t)

6.2 Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng

6.2.1 Chức năng, yêu cầu, phân loại

Chức năng: cung cấp xăng và hình thành hỗn hợp nhiên liệu cho động cơ

Yêu cầu:

- Hỗn hợp có hệ số dư lượng không khí phù hợp với các chế độ làm Hỗn hợp có hệ số dư lượng không khí phù hợp với các chế độ làm việc của động cơ

- Nhiên liệu xăng phải được cấp ở dạng hơi và hoà trộn đồng đều

- Hỗn hợp cấp vào các xi lanh phải đồng đều như nhau

Phân loại: hai loại chính:

- hệ thống cung cấp nhiên liệu dùng chế hoà khí (CHK),

- hệ thống cung cấp nhiên liệu bằng phun xăng

?? Phân tích các yêu cầu nêu trên

Trang 55

6.2.2 Hệ thống cung cấp nhiên liệu dùng chế hòa khí (CHK)

?? Trình bày NLLV chung của hệ thống

?? Phân tíc đặc tính lý tưởng của CHK

Cấu tạo CHK đơn giản

6.2.2 Hệ thống cung cấp nhiên liệu dùng chế hòa khí (t)

Cấu tạo CHK đơn giản

3 Van một chiều- Kim 3 cạnh

C Vù iệ h kh ế h tá

C Vùng miệng họng khuyếch tán

?? CHK đơn giản này có đặc tính gần với đặc tính lý tưởng không

Trang 56

KK X

Đường cấp xăng chính

4

7 5 6

Đường cấp xăng chính

1

3 2

HH

1 Giclơ xăng chính 2Họng khuyếch tán

Đường cấp xăng không tải

8 Giclơ khí không tải

?? NLLV của đường cấp xăng không tải

?? Tại sao cần bố trí lỗ cấp chuyển tiếp

Trang 57

1 Vòi phun tăng tốc

7 Vòi phun xăng chính

?? Tại sao cần bố trí đường tăng tốc

?? NLLV của đường tăng tốc

Trang 58

Hệ thống hỗ trợ khởi động KK

Hệ thống hỗ trợ khởi động

2 1

3

6

5 4

HH 1Van an toàn

2 Bướm gió

3 Vòi phun xăng chính

4 Bướm ga

5 Lỗ cấp xăng không tải

6 Cơ cấu dẫn động liên động

?? Tại sao cần bố trí hệ thống này

?? NLLV

Cơ cấu hạn chế tốc độ của động cơ 1

Cơ cấu hạn chế tốc độ của động cơ

22

5 3

Trang 59

S đồ hế hò khí h i h

Sơ đồ chế hòa khí hai họng

Two-stage carburetor

a) Primary stage, b) Secondary stage b) Secondary stage.

1 Idle cutoff valve,

8 Float, 9 Fuel supply,

chamber

?? Ưu nhược điểm của loại CHK này so với loại 1 họng

Sơ đồ chế hòa khí điều khiển bằng điện tử

1 ECU, 2 Cảm biến nhiệt độ, 3 Chế hòa khí, 4 Cơ cấu dẫn động bướm ga, 5 Cơ cấu dẫn động bướm gió, 6 Bướm gió, 7 Công tắc không tải, 8 Bướm ga, 9 Cảm biến vị trí bướm ga

?? Ưu nhược điểm của loại CHK này so với loại cơ khí

Trang 60

Khái niệm và phân loại hệ thống phun xăng

6.2.3 Hệ thống cung cấp nhiên liệu kiểu phun xăng

Khái niệm và phân loại hệ thống phun xăng

?? Các loại hệ thống phun xăng Loại nào phổ biến hiện nay

?? Ưu điểm của động cơ sử dụng hệ thống phun xăng điện tử so với động

cơ sử dụng CHK

6.2.3 Hệ thống cung cấp nhiên liệu kiểu phun xăng (t)

?? Ưu nhược điểm của phương pháp bố trí phun đơn điểm và đa điểm

?? Ưu nhược điểm của bố trí phun trên đường ống nạp và phun trực tiếp vào xi lanh