nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình cắt bổ động cơ 4 thì, hộp số và hệ thống phanh ô tô

Tốc độ quay của động cơ, nhiệt độ nước làm mát, tốc độ di chuyển của xe, dòng điện nạp ắc quy,… II- TÍNH CẦN THIẾT VIỆC NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MÔ HÌNH CẮT BỔ ĐỘNG CƠ VÀ HỘP SỐ, HỆ THỐNG PHA

PHẦN I TÍNH CẦN THIẾT TRONG VIỆC NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CÁC MÔ HÌNH CẮT BỔ VÀ DÀN TRẢI PHỤC VỤ DẠY

NGHỀ SỬA CHỮA Ô TÔ

I-CÁC BỘ PHẬN CHỦ YẾU CỦA Ô TÔ

Sơ đồ cấu tạo ô tô (a.Xe du lịch; b Xe tải)

1 Động cơ; 2 Bánh trước;Lò xo(nhíp); 4 Li hợp; 5 Hộp số; 6 Trục truyền động trung tâm; 7 Truyền động các đăng; 8 Bánh xe chủ động sau; 9 Cầu sau; 10 Bộ vi sai; 11 Khung gầm xe; 12 Thùng xe; 13 Buồng lái; 14 Tay lái; 15 Vỏ xe.

3- Động cơ ô tô : Động cơ là nguồn động lực chủ yếu của ô tô Hiện

nay, trên ô tô sử dụng phổ biến nhất là động cơ đốt trong kiểu 4 kỳ

4- Gầm ô tô : Gầm ô tô bao gồm có phần di động , hệ thống truyền

động, cơ cấu lái và hệ thống phanh

- Hệ thống truyền lực có nhiệm vụ nhận và truyền động lực từ động cơđến bánh xe chủ động Ly hợp, hộp số , truyền các đăng, truyền lực chính, bộ

vi sai và các nửa trục Các xe hai cầu trở lên còn có hộp phân phối

- Hệ thống chuyển động gồm khung gầm và vỏ xe, nhíp, các vỏ cầu trước

và sau, bánh xe và hệ thống treo

- Hệ thống điều khiển gồm hệ thống lái dùng để điều khiển xe

-Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ chuyển động hoặc dừng hẳn

5- Điện ô tô: Bao gồm nguồn điện , hệ thống đánh lửa, hệ thống khởi

đông, hệ thống tín hiệu và chiếu sáng, hệ thống đo lường

- Nguồn điện sử dụng ắc quy 12V cung cấp cho toàn bộ hệ thống điện trên xe

- Hệ thống đánh lửa được sử dụng khi bắt đầu khởi đông xe để làm nổ động cơ

- Hệ thống khởi động , trước đây thường dùng tay quay hoặc động cơ điện Đơn giản nhất là tay quay hoặc động cơ điên nhưng không thuận tiện, nên hiện nay không dùng nữa Do vậy động cơ được khởi động bằng động cơ điện vừa nhanh chóng lại có thể lặp đi lặp lại nhiều lần

- Hệ thống tín hiệu và chiếu sáng có nhiệm vụ cảnh báo các phương tiện đang lưu thông trên cùng tuyến đường, báo dừng xe hay xuất phát, chiếu sángtrong buổi tối, chiếu sáng trong xe,…

- Hệ thống đo lường được thể hiện bằng các đồng hồ tình hình hoạt động của các cơ cấu của xe đang trong tình trạng như thế nào Tốc độ quay của động cơ, nhiệt độ nước làm mát, tốc độ di chuyển của xe, dòng điện nạp ắc quy,…

II- TÍNH CẦN THIẾT VIỆC NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MÔ HÌNH CẮT

BỔ ĐỘNG CƠ VÀ HỘP SỐ, HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ ĐỂ PHỤC VỤDẠY NGHỀ SỬA CHỮA ÔTÔ

Trong quá trình học tập và tìm hiểu tại một số trung tâm dạy nghề sửa chữa ôtô nổi lên tình trạng chung, đó chính là cơ sở vật chất còn thiếu nhiều, phần lớn các giảng viên còn dựa vào kinh nghiệm lâu năm để giảng dạy Mà công việc ở đây đòi hỏi phải có sự linh hoạt của các thiết bị giảng dạy để trợgiúp các học viên được nắm bắt nhanh hơn những phần quan trong trong

bài giảng Điển hình là các mô hình động không có, các mô hình cắt bổ hộp

số, hệ thống phanh,… đều không có

Đối với ôtô thì động cơ là trái tim của nó, vì vậy công việc phải đồi hổi các giảng viên phải có các trang thiết bị dùng để truyền đạt những kiến thức

mà nó là cơ bản đối với những học viên.Gần như tại các trung tâm dạy nghề không có được những thiết bị giúp cho học viên có thể quan sát được chi tiết những chuyển động trong hộp số cũng như trong động cơ Tại đây, mỗi lần tìm hiểu động cơ, hộp số, hệ thống phanh công việc này mất rất nhiều thời gian và gần như học viên không quan sát được những chuyển động cơ bản củapiston, trục khuỷu,…cùng một lúc

Nhưng đối với mô hình cắt bổ hộp số, động cơ bốn thì và hệ thống phanhthì các học viên chỉ cần bật công tác khởi động động cơ thì tất cả các chuyển động của động cơ, hộp số, hệ thống phanh được thể hiện một cách linh động

từ cơ cấu sang số cho đến chuyển động của piston, đều được các học viên quan sát trực quan và tìm hiểu đầy đủ hơn nhiều so với tháo lắp tổng thành máy

Vậy, công tác nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình cắt bổ hộp số và hệ thống phanh là một nhu cầu thiết yếu và cần thiết cho công việc dạy nghề sửa cgữa ôtô nhưng bên cạnh đó các sản phẩm này cũng đòi hổi một cách rất nghiêm ngặt về quy trình cũng như tính chính xác của sản phẩm, do vậy công việc nghiên cứu thiết kế mô hình cắt bổ rất cần để hỗ trợ cho công việc dạy nghề

PHẦN II TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO

CÁC LOẠI MÔ HÌNH CẮT BỔ CÁC CỤM CHI TIẾT ÔTÔ

PHỤC VỤ DẠY NGHỀ

I- TÌNH HÌNH NƯỚC NGOÀI

Với xu thế của thế giới hiện nay thì ngành công nghiệp ô tô ngày càngkhẳng định vị thế của mình trên thế giới

Hiện nay với tình hình phát triển của ngành công nghiệp ô tô, các nước

tư bản trên thế giới không thể bỏ qua được nhu cầu của người dân Song song

với ngành công nghiệp ô tô phát triển thì bên cạnh đó một ngành không thểthiếu trong lĩnh vực này là công việc dạy nghề và học nghề.

Tại tất cả các hãng xe lớn như Toyota, ford,hino,huyndai Họ đều cótrạm bảo hành bảo trì, mà tại đây các kỹ sư và các kỹ thuật viên là mô hìnhcắt bổ của từng cụm chi tiết, để kỹ thuật viên có thể nắm lầy những hoạtđộng, những chuyển động và truyền chuyển động cơ bản của từng cụm chitiết Mà từ đó công việc của những kỹ sư và kỹ thuật viên được hỗ trợ hoànhảo từ mọi mặt

Mô hình cắt bổ động cơ và hộp số của Hàn Quốc

Vì vậy hầu hết tại các nước đều có những hệ thống chăm sóc khách hàng củatừng hãng xe riêng mà trong đó để có được hệ thống này họ đã phải đầu tư rất

nhiều vào công việc đào tạo các đội ngũ kỹ thuật viên cũng như các kỹ sư dựatrên mô hình của từng loại xe mà họ tung ra thị trường Tại các công ty liêndoanh ôtô tại Việt Nam thì mỗi năm, có rất nhiều kỹ sư và nhân viên kỹ thuậtđược gửi sang các nước sở tại để học nghề về mỗi một mẫu xe mới ra mắt.Cho thấy tình hình dạy và học nghề tại các nước phát triển là rất tốt.Tất cả cáchãng xe lớn để tung ra thị trường một mẫu xe là phải trải qua một quá trìnhnghiên cứu và thiết kế mất hàng năm, qua một quá trình như vậy để nắm tổngthể một chiếc xe thì họ phải có những mô hình dành cho công việc sau này làmột trong những tiền đề quan trọng giúp họ phát triển hơn trong công việcbảo hành bảo dưỡng sản phẩm của họ

Mô hình cắt bổ động cơ

Hiện nay ngoài các nhà máy sản xuất ôtô tự chế tạo các mô hình cắt bổdùng cho các phòng bảo trì và đào tạo nâng cao tay nghề cho công nhân tạichỗ, còn các công ty thiết bị dạy nghề chuyên sản xuất các mặt hàng cắt bổ

mô hình dùng cho dạy nghề và cung cấp cho các cơ sở hay các trung tâm dạynghề và các trường dạy nghề như của các hãng Italia, Hàn Quốc,Trung Quốc,

…

Mô hình cắt bổ động cơ

Tất cả các hãng trên đều có ưu điểm và khuyết điểm :

-Các mô hình của các công ty sản xuất ôtô thì không đủ tiêu chuẩn vì tất

cả các mô hình của họ đều là những phế phẩm của họ do vậy các chi tiếtkhông được chính xác nữa mà thay vào đó là các chi tiết không chính xác dovậy sẽ làm mất chính xác của các chi tiết của các mô hình Nhưng với những

mô hình được tân dụng như vậy thì giá thành của mô hình sẽ được giảm thiểumột cách tối đa so với giá thành của các hãng khác

Giá đỡ và mô hình cắt bổ động cơ

- Mô hình của các công ty thiết bị dạy nghề được chế tạo theo một quytrình nhất định do vậy độ chính xác của các chi tiết rất cao nhưng do trải quamột quá trình sản xuất chính xác vì vậy mà giá thành của mô hình bị đẩy lêncao Tuy nhiên, vơí độ chính xác cao thì gần như tất cả các thiết bị của họ sẽđược sử dụng rộng rãi hơn trong phạm vi nhất định

-Mô hình do các công ty thiết bị dạy nghề do được nghiên cứu đầy đủ nêntính sư phạm cao, tạo điều kiện cho giảng viên và học viên trong quá trìnhdạy nghề.

Giá đỡ và mô hình cắt bổ động cơ

Trong các ngành công nghiệp hiện trọng điểm hiện nay của nước ta thìngành công nghiệp ôtô đang là một trong những ngành được ưu tiên hàngđầu

Giá đỡ và cơ cấu truyền chuyển động cho mô hình cắt bổ động cơ của

các trung tâm sản xuất trong nước

Ôtô , hiện đang là cơn sốt trên thị trường Việt Nam nói riêng cũng nhưthị trường thế giớ nói chung Làm thế nào để có được một chiếc xe chạy bềntốt? Đố là một câu hỏi được đặt ra cho nhiều nhà đầu tư vào thị trường ôtôcòn non nớt của nước ta (thị trường chủ yếu của nước ta hiện nay chủ yếu lànhập khẩu và lắp ráp) như vinaxuki, cửu long, trường hải…Hiện nay, do cácnhu cầu về kỹ thuật chúng ta chưa thể đáp ứng được do vậy các nhà đầu tưthường là các công ty liên doanh ôtô như HINO, GM-DAEWOO,…

Tại các công ty liên doanh ôtô trên thì mỗi năm, có rất nhiều các nhânviên kỹ thuật, kỹ sư được gửi sang các nước sở tại để học nghề về mỗi mộtmẫu xe mới ra mắt Cho thấy tình hình dạy và học nghề tại các nước pháttriển là rất tốt.

Trong nước ta hiện nay có rất nhiều các trung tâm dạy nghề như trườngcáo đẳng công nghiệp Hà Nội ,trung tâm daỵ nghề quận bình thạnh, trung tâmdạy nghề và dịch vụ việc làm Thanh Niên, trung tâm dạy nghề quận 11 … ởhầu hết tại các trung tâm dạy nghề không có mô hình cắt bổ mà chỉ có tổngthành máy cho học viên tháo lắp, công việc này đòi hỏi phải mất nhiều thờigian để học viên có thể nắm bắt được toàn bộ kết cấu của tổng thành máy Dovậy các trường dạy nghề cần phải có những mô hình đào tạo cung cấp nhữngtrang thiết bị cần thiết giúphọc viên được nâng cao tay nghề cũng như khôngmất nhiều thời gian cho các công việc khác

Mô hình cắt bổ hộp số

Để ngành công nghiệp ôtô nước ta phát triển, thì một trong tất cả những côngviệc mà tất cả những nhà đầu tư đang cố gắng làm đó chính là nguồn nhân lực

mà để có một nguồn nhân lực đòi hỏi phải có tay nghề cao thì thiết yếu phải

có một hệ thống dạy nghề Mà trong đó không thể không thiéu được đó chính

là mô hình cắt bổ các loại hộp số, động cơ hệ thống phanh cũng như các cơcấu khác

Tại các công ty liên doanh ôtô họ có môi trường làm việc rất chuyên nghiệp

từ sơn xe, lắp ráp tổng thành và cho đến khâu cuối cùng là bảo hành bảo trì

xe Tại đây mỗi năm có khoảng 200 kỹ thuật viên theo các lớp sửa chữa lắpráp xe Một nhà máy lắp ráp xe không thể không chú ý đến công việc đào tạo

này.sau này

Mô hình cắt bổ hộp số

Do nhu cầu của thị trường cho nên ngoài các công ty sản xuất lấp ráp ôtô

có thể tự họ chế tạo các mô hình để đào tạo cho chính công nhân của họ, thìcòn có những công ty chuyên chế tạo mô hình phục vụ cho công tác giảng dạynghề tại các trường dạy nghề, Tại các trung tâm dạy nghề mẫu mã rất đa dạngnhư công ty Ngân Giang, xí nghiệp thiết bị dạy nghề Bộ Lao Động – ThươngBinh- Xã Hội , công ty Văn Lang ,trung tâm cơ khí chính xác Bách KhoaHiên nay đa phần các trường dạy nghề của nước ta đều không thể muađược cẩctng bị của công ty nước ngoài vì hầu hết giá thành của thiết bị dạynghề đều rất cao, một phần nữa do các thiét bị của công ty nước ngoài có một

số nơi không đạt yêu cầu về mặt yêu cầu do họ thường xuyên sử dụng các sảnphẩm hỏng cho nên sản phẩm không theo nguyên mẫu do vậy các công tythiết bị dạy nghề trong nước thường được nhận những đơn đặt hàng của cáctrường dạy nghề mà trong mô hình thì có rất nhiều các loại mô hình cắt bổnhư :

-Mô hình cắt bổ chết: là loại mô hình chỉ quan sát đượccấu tạo và chi tiết, không năng động trong công việc dạy nghề

-Mô hình cắt bổ chuyển động được là loại mô hình cóthể quan sát được cấu tao chi tiết và một phần quan trong khác nữa là mô hình có thể chuyển động tất cả các chi tiết trong từng bộ phận của mô hình cắt bổ

Giá đỡ và cơ cấu truyền chuyển động cho mô hình cắt bổ động cơ của

các trung tâm sản xuất trong nước

Trên thị trường ôtô của nước ta hiện nay , thì ôtô con là một trong nhữngloại xe được chú trọng nhiều và được tiêu thụ tương đối lớn so với thị trườngnày Do vậy cần phải nghiên cứu thiết kế và đi sâu hơn nữa về những dịch vụ

được chu đáo và cẩn thận hơn, thì ta nên lựa chọn nghiên cứu thiết kế loại môhình cắt bổ chuyển động được vì nó mang tính chuyên nghiệp cao so với cácloại mô hình cắt bổ khác

Trên chiếc xe, động cơ và hộp số, hệ thống phanh chính là các yếu tốmang lại thành công cho chiếc xe của hãng Do vậy động cơ, hộp số, hệ thốngphanh luôn được quan tâm và giám sát chặt chẽ từ khi sản xuất cho tới khiđến tay người tiêu dùng Khi có sự cố liên quan đến chúng thì công việc đòi

hỏi rất chính xác và thành thục do vậy mô hình động cơ, hộp số, hệ thốngphanh sẽ là lựa chọn hàng đâù cho công việc nghiên cứu, thiết kế mô hình cắt

bổ

Phần PHẦN III NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH CẮT BỔ

ĐỘNG CƠ XĂNG 4 THÌ ÔTÔ

I- LỊCH SỬ ĐỘNG CƠ ÔTÔ

Động cơ chữ V, động cơ thẳng hàng, động cơ Roto hay động cơ điện…đều không xa lạ đối với nhiều người Tuy nhiên, không phải ai cũng biết động

cơ ra đời như thế nào?

Ý tưởng về động cơ được hình thành từ năm 1506 , từ những bức vẽ củadanh họa nổi tiếng Leonardo de Vinci.Hơn một thế kỷ sau nhà vật lý ngườiĐức Christian Huygens tiếp tục phát triển ý tưởng của Leonảdo de Vinci khithiết kế loại động cơ chạy bằng thuốc súng đầu tiên vào năm 1673 Tuy nhiên,loại động cơ này đã được đưa vào sản xuất

Vào năm 1807, Francois Isaac De Rivaz, người Thụy Điển, đã phát minh

ra loại động cơ đốt tron dùng trong hỗn hợp khí Hydro và oxi làm nhiên liệu.Rivaz cũng thiết kế riêng một chiếc xe sử dụng động cơ này Tuy nhiên, thiết

kế của ông đã không thành công như mong đợi

Năm 1823 , dựa trên ý tưởng của Leonardo, Samual Brown cho ra đờimột loại động cơ được cải tiến từ động cơ hơi nước Được chạy thử thànhcông trên một chiếc xe ở khu đồi Shooter( Anh) nhưng loại động cơ này đãkhông trở nên phổ biến vì nó khá lạc hậu so với tình hình giao thông lúc bấygiờ

Mãi tới năm 1860, lịch sử ngành động cơ xe hơi nước mới được chínhthức bắt đầu khi chiếc xe chạy bằng động cơ đốt trong đầu tiên được cấp bằngsáng chế

II- NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG

Hỗn hợp không khí và nhiên liệu được đốt trong xy lanh của động cơđốt trong Khi đốt cháy nhiệt độ tăng làm cho khí đốt giãn nở tạo nên áp suấttác dụng lên một pittong đẩy pittong này di chuyển đi.

Có nhiều loại động cơ đốt trong khác nhau, một phần sử dụng các chu kỳtuần hoàn khác nhau Tuy vậy tất cả các động cơ đốt trong đều lặp lại trongmột chu trình tuần hoàn chu kỳ làm việc bao gồm 4 bước: Nạp, nén, nổ (đốt)

và xả Xả và nạp là hai bước dùng để thay khí thải bằng khí mới Nén và nổdùng để biến đổi năng lượng hóa học (đốt hỗn hợp không khí và nhiên liệu)

(động năng trong chuyển động quay)

Động cơ đốt trong mà chu kỳ công tác được thực hiện trong thời gian 4hành trình(4 kỳ) của piston tức là hai vòng quay của trục khuỷu Hành trìnhthức nhất là hành trình nạp piston ở điểm chểt trên ( là điểm mà piston ở xatrục khuỷu nhất) đi xuống thể tích buồng nén chứa đấy sản phẩm cháy còn lại

có áp suất gần bằng áp suất khí quyển, piston đi xuống xylanh hình thànhchân không, không khí được hút đẩy xylanh qua xupap nạp, xupap thải đónglại Hành trình thứ hai: Hành trình nén piston di từ điểm chết dưới là điểmpiston ở gần trục khuỷu nhất lên điểm chết trên, hai xupap đóng lại, thể tíchxylanh phía trên piston nhỏ dần, không khí bị nén lại, nhiệt độ và áp suất củakhông khítăng lên Gần cuối quá trình nén, nhiên liệu được phun sớm vàoxylanh nhờ vòi lắp trên nắp xylanh Nhiên liệu phun vào sớm sẽ có thời gianchuẩn bị bốc cháy tốt Hành trình thứ 3: Hành trình cháy và dãn nở, xảy ra khipiston đi từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới, gồm qua trình cháy sau khikết thúc giai đoạn chuẩn bị, số nhiên liệu ttrong xylanh cháy nhanh, áp suấttăng lên mãnh liệt, khi áp suất giảm là kết thúc quá trình cháy, bắt đầuquảtình

suất tăng lên 3 đến4 MPa Hành trình thứ 4: Hành trình thải, piston đi từ điểmchết dưới lên điểm chết trên Trước lúc kết thúc hành trình 3 xupap thải mở

nắp sớm hơn để gảim áp suất trong xylanh ở giai đoạn thải khí do đó bớt đượccông tiêu hao cho việc đẩy khí thải ngoài cửa xupap thải, giảm lượng khí cònsót lại, tăng lương khí nạp mới vào xylanh Đồng thời để thải sạch sản phẩmcháy, xupap thải đóng muộn hơn Kết thúc hành trình thải tức là động cơ đãhoàn thành một chu kỳ công tác.ĐCBK dùng trong hầu hết ở cả ôtô du lịch,ôtô bus ôtô tải và động cơ khởi động một số máy kéo Theo nguyên lý đốt vàdạng nhiên liệ, có hai loại ĐCBK: Động cơ diezen (tự cháy, nhiên liệu là dầudiezen) và động cơ xăng ( đốt bằng tia lửa điện, nhiên liệu là xăng)

Mục đích của động cơ ôtô ( thường sủ dụng nhiên liệu xăng hoặc dầudiezen tạm gọi là động cơ ) là chuyển đôi năng lượng sinh ra từ quá trình đốtcháy, dầu thành năng lượng có học để chiếc xe của bạn có thể chuyển độngđược Do quá trình chày diễn ra bên trong xylanh nên động cơ này được gọi làđộng cơ đốt trong

III- GIỚI THIỆU MỘT SỐ LOẠI ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG SỬ DỤNGTRÊN ÔTÔ

Mô hình cắt bổ động cơ ôtô là một dụng cụ không thể thiếu trong côngtác dạy nghề của các trường đào tạo nghề

Việc có các mô hình cắt bổ của từng cụm chi tiết của mỗi loại xe là mộttrong những ý nghĩa rất lớn đối với các thầy và học viên theo học Mô hìnhđược cắt bổ hợp lỳ sẽ giúp cho các học viên theo học được nhìn nhận mộtcách tốt nhất trong quá trình chuyển động của từng chu kỳ chuyển động củapiston Các mo hình sẽ cho thấy rõ những tính năng cũng như những hư hỏngthường gặp phải, điều đó cho thấyviệc lựa chọn vị trí cắt bổ động cơ là việccần phải quan tâm và nghiên cứu tỷ mỉ Mô hình được cắt bổ hợp lý giúp chohọc viên quan sát được việc truyền chuyển động từ mô tơ để q ua động cơ,

cơ cấu cam chuyển động, xupap đóng mở, piston di chuyển … Và từ đónguyên lỳ làm việc của động cơ viên nắm bắt rất nhanh

Do vậy, để có đi sâu vào ngành công nghiệp ôtô đang phát triển thì đòihỏi ngay từ bây giờ công tác đào tạo nghề phải có đầu đủ những trang thiết bịcần thiết Mà mô hình cắt bổ của các cụm chi tiết không thể thiếu.

Dưới đây là một số động cơ tiêu biểu cho quá trình phát triển của động

cơ nói riêng và ôtô nói chung

1.Động cơ đốt trong

Động cơ đốt trong là một loại động cơ nhiệt, tạo ra công cơ học bằngcách đốt nhiên liệu bên trong động cơ Hỗn hợp không khí và nhiên liệu đượcđốt trong xylanh của động cơ đốt trong Khi đốt cháy, nhiệt độ tăng, làm chokhí đốt giãn nở tạo nên áp suất tác dụng nên một piston, đẩy piston này dichuyển đi Chuyển độngtịnh tiến của piston làm quay trục động cơ, sau đólàm bánh xe chuyển động nhờ xích tịnh tải hoặc trục chuyển động

Động cơ đốt trong được phát minh vào năm 1860 bởi kỹ sư ngườ Pháp

có tên Jean Joseph Etienne Lenoir Chiếc động cơ đầu tiên mà Lenoir chế tạo

sử dụng nhiên liệu khí than và được trang bịmột xylanh nằm ngang Sau đó,vào năm 1864, Siegfried Marcus , người áo , đã cải tiến động cơ đốt trong củaLenoir từ sử dụng nhiên liệu khí than sang sử dụng gá Chiếc động cơ nàyđược gắn vào một chiếc xe có thể vận hành với vận tốc 16km/h

2 Động cơ chữ V

Động cơ chữ V là loại động cơ đốt trong mà piston được xếp theo hìnhchữ V nhìn từ trục khuỷu Cấu hình chữ V giúp giảm chiều dài và trọng lượngcủa động cơ so với một hàng xylanh có cùng công suất

Động cơ chữ V đầu tiên ra đời vào năm 1888, là sản phẩm của GottliebDaimler và Wilhelm Maybach Động cơ có góc V( góc giữa 2 hàng xy-lanh)

3 Động cơ V4

Động cơ V4 là loại động cơ chữ V có 4 xy-lanh Ra đời vào năm 1922trên chiếc xe hơi của Lancia Động cơ V4 đầu tiên có khoảng chạy piston dài120mm,với trục cam đơn được lắp trên trên đầu xy-lanh Sau đó, loại V4 cảitiến với hai lựa chọn dung tích 1633 cc và 1996 cc có được Ford trang bị chomẫu xe Ford Taunus Từ đó trở đi, động cơ V4 ngày càng trở nên phổ biếntrên nhiều mẫu xe của các hãng khác nhau

xu hướng có trọng lượng lớn hơn

Động cơ V6 đầu tiên được công ty Lancia giới thiệu vào năm 1924, nhưng không để lại ấn tượng gì đặc biệt Đến năm 1950, động cơ này lại xuất hiện với mẫu xe Lancia Aurelia, dần dần V6 càng trở nên phổ biến Thiết kế của V6 cũng được cải tiến nhanh chóng, đặc biệt sau khi mẫu Buick Special được tung ra thị trường được tung ra thị trường năm 1962 Đây là lần đầu tiên động cơ V6 được sản xuất hàng loạt Năm 1983 Nissan sản xuất động cơV6 đầu tiên tại Nhật cho dòng VG series

5 Động cơ V8

Động cơ V8 là động cơ chữ V co 8 xy-lanh, rất phổ biến trong các mẫu

xe hơi công suất lớn Động cơ V8 thường có dung tích từ 4 đến 8.5 lít Động

cơ V8 đầu tiên do Roll Royce phát triển, đó là động cơ 3.5lít dành cho mẫuRoll Royce Legalimit Tuy nhiên, động cơ này được sản xuất hàng loạt đầutiên bởi hãng Cadillac của năm 1915 So với động cơ L- Head, V8 Type 51 cónhững điểm mới mẻ riêng như hệ thống làm mát bằng nước được điều khiểnnhiệt tĩnh hay phần động cơ ly hợp và hộp số hợp lại thành một khối riêng.Trong chiến tranh thế giới I, ủy ban chiến tranh của Mỹ đã mua hơn 2000động cơ V8 tiêu chuẩn Cadillac để sử dụng tại Châu âu

Động cơ V8 phát triển bởi một hãng xe hơi Pháp, Count De Dion Bouton Tại thị trường Mỹ, nó được coi như một sự đổi mới, nhưng về nguyên lýhoạt động vẫn không có gì mới mẻ Động cơ V8 mới của Cadillac nhẹ hơn sovới động cơ 4 xy lanh thế hệ trước đó Xe có gắn động cơ này có thể đạt tốc

độ 90-100km/h

Tới năm 1923, động cơ này được phát triển thêm với công suất lớn hơn,83,5 mã lực Khi đó , động cơ L-head được đánh giá là 10 động cơ tốt nhấtthế kỷ 20

Cadillac sản xuất loại động cơ V8 mới, động cơ 341 cho năm 1982 cócông suất 90 mã lực Cùng năm đó , hộp số đồng bộ ra đời Động cơ 341đượctrang bị cho các mẫu xe thuộc series 341 và 341B năm 1928 Trong 5 năm, từnăm 1930 đến 1935, Cadillac lại tung ra phiên bản động cơ mới với dung tích5,8 lít

6.Động cơ V10

Động cơ V10 gồm 10 xylanh xếp thành 2 hàng, mỗi hàng 4 chiếc Vềhình dáng, 10 xylanh của động cơ không được thiết kế cân bằng như động cơ

V6 10 xylanh chỉ cân bằng với đối trọng trục khuỷu như động cơ Vee

động cơ 72 độ

Tuy nhiên, V10 không được sử dụng phổ biến cho xe hơi như động cơV12, tuy hơi phức tạp nhưng chạy êm hơn Còn động cơ V8 không quá phứctạp nhưng tiết kiệm nhiên liệu hơn Từ năm 1994, động cơ V10 bắt đầu đượcđưa vào sử dụng trong mẫu Dodge Ram

7.Động cơ V12

Về cơ bản động cơ V12 có 12 xylanh cũng giống như động cơ V6 với 6xylanh thẳng hàng cấu trúc các loại động cơ này vốn tự cân bằng nên khôngcần đến trục cân bằng

Động cơ V12 đầu tiên được sử dụng đầu tiên vào năm 1912 cho modelPackard “ Double Six”, nhưng trước chiíen tranh thế giới 2, nó đã được trang

bị cho nhiều mẫu xe hơi đắt tiền cửa Cadillac, Packard, Lincoln,Franklin,Rolls Royce và Hispano Suiza

Sau chiến tranh thế giới 2, khi động cơ V8 trở nên phổ biến hơn thì động

cơ V12 không còn được ưa chuộng tại Mỹ nhiều như trước nữa Những chiếc

xe thể thao của các hãng xe Italia như Ferrari và Lamborghini lại chỉ sử dụngđộng cơ V12 cho các mẫu xe công suất cao của họ Hãng xe Jaguar đã pháttriển động cơ V12 và liên tục sử dụng động cơ này từ năm 1971 đến 1997IV-PHÂN TÍCH LỰA CHỌN LOẠI ĐỂ CẮT BỔ

Như chúng ta đã biết phần động cơ, hộp số và hệ thống phanh chiếm một

vị trí quan trọng trong ôtô Để thuận tiện cho việc giảng dạy lý thuyết và thực hành nên ta chọn cắt bổ động cơ Toyota-38

Ưu điểm của việc cắt bổ trên động cơ Toyota-38 gồm bốn xylanh thẳnghàng là nhỏ gọn, dễ cắt bổ Đặc biệt trong khi dạy lý thuyết, thực hành ta cóthể mang lên trực quan cho học sinh hiểu rõ hơn các chi tiết bên trong củađộng cơ.Liên hệ giữa lý thuyết với thực hành Khi dạy thực hành để học sinh

có thể tái hiện được những cấu tạo và nguyên lý làm việc của từng bộ phậnlàm việc bên trong của từng động cơ, hộp số, hệ thống phanh Khi có môhình cắt bổ giáo viên còn đưa ra chú ý cần thiết cho học sinh thấy được nhữngmối tương quan lắp ghép quan trọng cần yêu cầu độ chính xác cao, chiều lắpghép của các chi tiết với nhau Quan trọng hơn nữa trong việc kiểm tra các chitiết, bởi vì các giáo viên có thể làm mẫu các thao tác của mình trên những môhình cắt bổ, phân tích rõ hơn cho học sinh khi thao tác thực tế không bị bỡngỡ Dùng mô hình cắt bổ này còn giúp cho giáo viên có thể truyền đạt đượcmột lượng kiến thức tương đối lớn với một số lượng học sinh trong lớp đông.Ngoài ra trong một thời gian lên lớp ít mà muốn truyền đạt hoặc uốn nắn từngthao tác của học sinh là mất rất nhiều thời gian Lúc đó người giáo viên cóthể phân tích những sai hỏng trên mô hình cắt bổ khi ta thao tác để học sinh

từ đó rút được kinh nghiệm khi vào thực tế trên mỗi động cơ và hộp số khácnhau

Mô hình cắt bổ luôn thao tác được tính tích cực cho học tập của học sinh,làm cho giáo viên dạy mất ít thời gian để giải thích

Trong khi thực hành nhiều lúc học sinh tháo lắp các chi tiết nhưng khôngchú ý trong việc mình tháo lắp có thể không lắp được hoặc lắp nhưng vẫnthừa các chi tiết Lúc này từ mô hình cắt bổ học sinh có thể biết được mìnhlắp thiếu hoặc thừa những chi tiết gì

V YÊU CẦU ĐỐI VỚI MÔ HÌNH CẮT BỔ ĐỘNG CƠ

Điều quan trọng nhất đối với mô hình cắt bổ phải thể hiện được tất cả các chi tiết bên trong mà học sinh không thể quan sát được Trong chi tiết của

động cơ, hộp số, hệ thống phanh có rất nhiều cơ cấu, hệ thống lúc đó ra cũng phải cắt bổ theo cơ cấu hoặc hệ thống để khi dạy đến phần nào thì giáo viên tập trung chỉ vào khu vực động cơ, hộp số, hệ thống phanh mà ta cần giảng dạy

Vị trí cắt bổ phải thể hiện được toàn bộ cấu tạo của chi tiết : Đối với động cơ Toyota-38 về phần động cơ ta cắt bổ 1/2 thân máy bởi vì ở đây thể hiện được tất cả phần bên trong của xylanh từ đó học sinh có thể phân biệt đâu là xylanh đâu là xylanh ướt đâu là xylanh khô

Đối với phần thân máy thì học sinh thấy được các đường đi của dấu trong thân động cơ, đường nước trong thân máy

Trong 4 xylanh của động cơ, thì ta sẽ cắt bổ ẳ của piston mục đích để họcsinh quan sát được phần trong của piston để thấy rõ hơn phần bệ chốt piston, gầm chịu lực Khi cắt bổ còn thể hiện cho học sinh vị trí lắp ghép xéc măng khí xéc măng dầu trên piston Vị trí chiều lắp piston như thế nào cho đúng để tránh hiện tượng gây ra tiếng gõ piston trong quá trình làm việc Giáo viên trong quá trình dạy lý thuyết và thực hành phân tích được tác dụng của

khoảng lệch tâm trong piston

Khi quan sát các mô hình cắt bổ thấy được cấu tạo của thanh truyền, vị trí lắp ghép của các vị trí lắp ghép của các chi tiết với nhau Đặc biệt đối với học sinh đó là thấy được chiều lắp của các thanh truyền sao cho đúng dấu, dấutrên thanh truỳên phải nằm ở đâu mà ta tính từ đầu động cơ lỗ dầu trên thanh truyền lắp quay về hướng nào Giúp học sinh trong quá trình thực hành nhận biết được mã kích thứơc được đánh dấu trên đầu to , thanh truyền từ đó học sinh tra tài liệu để biết được mã kích thước của bạc, thanh truyền từ đó phục

vụ cho quá trình sửa chữa Khi quan sát bên trong xylanh phần cắt bổ thể hiệnđược cách lắp ghép của piston với chốt đầu nhờ thanh truyền Học sinh biết được đâu là cách lắp tự do, lắp chặt chốt piston với bệ chốt hay là lắp chặt đầu

nhỏ với thanh truyền Từ đó học sinh rút ra được ưu điểm, nhược điểm của việc lắp ghép này.

Thuận lợi cho giáo viên truyền đạt được nhiều nội dung cùng một lúc trên mô hình Đồng thời tái hiện được nội dung mà giáo viên truyền đạt ở các phần trước Ngoài ra khi dạy các bộ phận về cơ cấu, hệ thống trên mô hình giáo viên so sánh sự giống và khác nhau về động cơ Toyota-38 với một vài động cơ của các hãng khác nhau giúp học sinh khi ra thực tế không bị bỡ ngỡ

và làm quen ngay Khi sử dụng mô hình trong phòng giảng dạy thì ta có thể dẫn động quay động cơ bằng động cơ điện, nó có ưu điểm giúp được họ biết được chiều quay của các chi tiết Nhưng khi dạy trên lý thuyết với một số lượng học sinh và nhiều lớp học còn giúp việc không gây ra tiếng ồn và tránh gây ô nhiễm môi trường Khi sử dụng động cơ điện ta có thể thay đôỉ được nhiều tốc độ quay cuả động cơ nên giúp học sinh có thể quan sát và tiếp thu được tốt hơn và lưu lại được những kiến thức lâu hơn trong từng giờ dạy

VI THIẾT KẾ

Khi tính toán đến phần thiết kế ta phải tính toán sao cho hợp lý và một trong những phần cần thiết phẩi đề ra đó là ghép chung hộp số và động cơ Từphần thiết kế ghép chung này giảng viên và học viên sẽ nắm rõ hơn về những hoạt động của chi tiết liên qua đến nhau và rất linh động trong công việc

Các bộ phận của mô hình

1 Mô hình hộp số; 2 Mô hình động cơ; 3 Giá đỡ; 4 Động cơ truyền tải;

1-Phần cắt bổ

Đối với mô hình cắt bổ của động cơ điều đầu tiên yêu cầu là phải đòi hỏi

độ chính xác cao Để đạt được mục đích này, thì việc chế tạo vỏ động cơ phải thật chính xác Tiếp đến là việc thiết kế chế tạo các chi tiết khác như piston, xylanh ,trục khuỷu,… phải đạt được cấp chính xác cao Tất cả các linh kiện

và thiết bị hầu hết sẽ được gia công và mua mới, vì vậy phải có một quy trình làm việc hết sức tỷ mỉ

Sau khi các chi tiết được chế tạo chính xác thì công việc tiếp theo là lựa chọn vị trí cắt thích hợp với mô hình Tất cả các vị trí cất phải làm sao thể hiện được tại sao lại cắt taị vị trí này và cắt để làm gì

a Hệ thống xylanh

Đối với hệ thống xylanh cần phải thể hiện được quá trình di chuyển của piston từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới Vì vậy đối với xylanh ta cần phải cắt bổ từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới và 1/3 đường kính piston sao cho xylanh vẫn ôm được piston bên trong và đảm bảo quá trình di chuyển của piston trong xylanh

Piston cũng phải được cắt bổ để cấu tạo của piston được thể hiện chính xác như các rãnh vòng găng,xec măng…

Tất cả quá trình nén ,nổ, xả ,hút đều được thể hiện bằng chuyển động củaxupap, tất cả các chuyển động của xupap được diễn ra theo chuyển động của piston lên xuống

b Thanh truyền

Tiếp đến là thanh truyền dùng để nối piston với trục khuỷu của động cơ

và biến chuyển động tịnh tiến thành chuyển động quay của trục khuỷu Do vậy ta phải cắt bổ sao cho phải nhìn thấy cấu tạo của thanh truyền gồm 3 phần: đầu nhỏ, thân, đầu to

-Phần cắt bổ phải được thể hiện sao cho các đầu to và nhỏ được nối với piston bằng gì và đầu nhỏ sẽ quay nên cắt bổ phải thể hiện được bạc đồng nằm ở giữa.

-Phần thân và đầu to được thể hiện cấu tạo của nó Những phần quan trọng cần phai được cắt bổ hợp lý

c Trục khuỷu

Trục khuỷu dùng để nhận lực piston truyền qua thanh truyền và biếnchuyển động tịnh tiến thành chuyện động quay của nó Trong quá trình làmviệc , trục khuỷu chịu tác dụng của tải trọng máy thay đổi theo chu kỳ, chịu

ma sát mài mòn tại các bề mặt tiếp xúc, chịu dao động ngang và dao động dọc

do các momen uốn và xoắn thành không đồng đều về trị số gây ra

Thường trên ô tô thì trục khuỷu được chế tạo liền một khối gọi là trụckhuỷu nguyên Khi ta cắt bổ cần phải lưu ý đến đàu trục khuỷu vì trên đầutrục khuỷu có dạng bậc đế lắp bánh răng răng hoặc bánh xich dẫn động trục

cam, lắp pu ly dẫn động bơm nước, quạt gió, phát điện ,…do vậy khi cắt bổ tacần phải lưu ý để thể hiện được toàn bộ các chi tiết có liên quan tới trụckhuỷu.

d Bánh đà

Bánh đà dùng để đảm bảo tốc độ quay đồng đều của động cơ tích trữ năng lượng cho trục khuỷu trong quá trình hút nén xả Cần phải nhìn thấy bánh đà vì trên bánh đà còn có đánh dấu ĐCT góc phun sớm (góc đánh lửa sớm) của xinh lanh thứ nhất, bánh đà có lắp vành răng để khởi động động cơ

2- Phần truyền chuyển động

Khi tính toán thiết kế ta phải lựa chọn động cơ để truyền chuyển động cho toàn bộ hoạt động của mô hình Động cơ này đòi hỏi nhỏ gọn , công suất

đủ để mang tải, tiên dụng với các vị trí ổ điện với điện áp 220V

Dựa vào công thức dưới đây ta có thể tính toán sơ bộ cho truyền chuyển động

Hiệu suất của các bộ truyền:

=012+x2+x14Tra theo bảng 2.3 ta có hiệu suất của từng bộ truyền

Pt = Fv/1000 = 2500*0.1/1000= 0.25( kW)Công suất tương đương của động cơ:

Với động cơ trên ta có thể dùng bộ truyền xích hoặc bánh răng ăn khớp với bánh đà của mô hình động cơ để truyền chuyển động cho mô hình

Nhưng với những mô hình này thì thường sử dụng bộ truyền chuyển động xích để truyền chuyển động hơn vì với bộ truyền chuyển động xích sẽ dễ thiết

kế, sử dụng dễ hơn và chi phí thấp hơn

Với U=4 chọn số răng đĩa nhỏ Z1 = 21

 Số răng đĩa lớn Z2 = 21*4 = 84<Zmax=120

Pt=P*K*Kz*KnTrong đó : Z1 = 21, Kz= 25/21= 1.19, n01 = 50, Kn= n01/ n1 = 50/42= 1.19

K= Ko*Ka*Kđc*Kđ*Kc*Kbt

Ko =1

Ka =1( chọn a = 40p )Kđc =1 ( điều chỉnh bằng một trong các đĩa xích)

Kđ = 1

Kc = 1.25( 2 ca)Kbt = 1.8

 K= 2.125Vậy công thức tính toán Pt= 0.25*2.125*1.086*1.19*1.19= ).74( kW)

Theo bảng 5.5 với n01= 50 chọn bộ truyền xích 1 dãy có bước xích 15.875 thỏa mãn điều kiện mệt mỏi

Pt<[P]= 0.75 ( kW )Khoảng cách trục a= 40*p= 40*15.875= 635

Theo công thức 5.12 số mắt xích

x= 2a/p + 0.5 (Z1+Z2)+ (Z2-Z1)2p/(4*3.142*a)=135.4Lấy xích chẵn: x= 136

Để xích không căng giảm a= 0.003a= 2

 a = 633Đường kính đĩa xích

D1 =p/ sin(3.14/Z1)=47

 De1= 47 D2 = p/sin( 3.14/Z2) = 211

Giá đỡ được tính toán và thiết kế sao cho chịu được tải trọng của toàn bộ các

có khả năng thay đổi được hướng di chuyển của giá đỡ Cùng đó là các giá đểlắp mô hình và động cơ điện cũng phải thiết kế sao cho các vị trí luôn đồngđều và ăn khớp với nhau Tất cả các chi tiết được đơn giản hoá tối thiểu

Phần kết cấu được kết nối với nhau và được gia tăng thêm bằng cácthanh gân chịu lực

Các bộ phận của hệ thống giá đỡ mô hình: 1 Giá đỡ mô hình cắt bổ; 2 Bánh xe; 3 Giá đỡ động cơ điện; 4 Các lỗ định vị khi lắp mô hình; 5 Gân chịu lực

Cấu tạo của câc bộ phận giá đỡ:

- Giá đỡ động cơ điện.

PHẦN IV

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH

CẮT BỔ HỘP SỐ ÔTÔ

I - GIỚI THIỆU HỘP SỐ ÔTÔ

Người đã sáng tạo hệ thống ly hợp kép là một kĩ sư ôtô trẻ tuổi, AdolpheKesgresse được biết đến nhiều nhất trong vai trò người đã phát triển loại xehalf - track (với bánh lốp đằng trước và bánh xích phía sau), giúp chiếc xe cóthể vượt qua nhiều loại địa hình phức tạp Năm 1939, Kesgresse đã thai nghén

ý tưởng và hệ thống hộp số trang bị ly hợp kép với hy vọng sử dụng nó trongchiếc xe huyền thoại, Citroen “ Traction” Thật không may, tình hình tàichính bất lợi đã ngăn cản kế hoạch phát triển xa hơn của dự án này

Cả Porsche và Audi phát triển những concep về hệ thống ly hợp kép,mặc dù nó chỉ được sử dụng trên những phiên bản xe đua hạn chế Nhữngchiếc 956 và 926C phiên bản xe đua đã được lắp đặt hệ thống Porsche Dual

Klutch -PDK (hệ thống ly hợp kép Porsche) Năm 1986, chiếc 962 đã chiếnthắng giải đua Monza 1000 km giành cho xe prototypy (Monza 1000 kmWorld sports Prototypy Championship) Đây là chiến thắng đầu tiên giànhcho chiếc xe được trang bị hệ thống PDK cùng hộp số bán tự động với nútbấm chuyển số Audi cũng làm nên lịch sử năm 1985 khi chiếc sport QuatroS1 Rally được trang bị hộp số với ly hợp kép đã chiến thắng, chinh phục ngọnPikes Peak trong một cuộc đua lên đỉnh núi cao đến 4300 m này.

Tuy nhiên, việc sản xuất thương mại hộp số với ly hợp kép không đượctiến hành cho đến khi VW là người đầu tiên phong trong việc sản xuất đại tràhộp số với ly hợp kép, với sự cho phép của công ty BorgWarner’s DualTronic Hiện nay, những chiếc xe được trang bị công nghệ DCT chỉ được bántại Châu Âu bao gồm: Beatle, Golf, Tauran và Jetta của Volkswagen; TT vàA3 của Audi; Altea, Toledo, Leon của Seat và Skoda Octavia

Ford là đại gia thứ 2 ứng dụng sản xuất công nghệ ly hợp kép với sự liênkết của Ford Châu Âu và nhà sản xuất mà Ford góp 50% vốn trong liên doanhGETRAG - Ford Đây chính là hệ thống mà Ford gọi là Powership System,một hộp số 6 tốc độ với hệ thống ly hợp kép xuất hiện lần đầu tại triển lãmôtô quốc tế Frankfurt 2005 Với sự phát triển nhanh như thế, nhiều người đặt

ra câu hỏi: Liệu trong tương lai, DCT có loại bỏ loại hộp số tự động vô cấpCVT (Continuously Variable Transimsion) không?

II- NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG VÀ CẤU TẠO

1- Nguyên tắc hoạt động

Khi xe chạy trên đướng xấu (cát, bùn, tuyết…) cần phải gài bánh răngtruyền tới cầu trước để tăng khả năng bám đường và tăng tính việt dã của xe.Nếu chạy trên đường tốt mà vẫn tiếp tục gài cầu trước liên tục sẽ làm cho cơcấu truyền động và lốp xe mòn nhanh, làm tăng tiêu hao nhiên liệu Vì vậy