Bài giảng cấu tạo ô tô 1 Đại học

Bộ môn Công nghệ ôtô – Khoa Cơ khí động lực Chương 1 CẤU TẠO CHUNG CỦA ÔTÔ 1.1. TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ 1.1.1 Lịch sử phát triển ôtô 1.1.2 Phân loại ôtô. a. Theo năng lượng chuyển động: 1. Động cơ xăng 2. Động cơ diesel 3. Động cơ lai (Hybrid) 4. Xe sử dụng năng lượng điện 5. Động cơ lai loại tế bào nhiên liệu * Xe sử dụng động cơ xăng Loại xe ôtô này hoạt động bằng động cơ sử dụng nhiêu liệu xăng. Do động cơ xăng tạo ra công suất lớn đồng thời nó có kích thước nhỏ gọn, nên chúng được sử dụng rộng rãi trên các loại xe du lịch. Ngoài ra người ta còn sử dụng động cơ CNG, động cơ LPG và động cơ chạy bằng cồn, chúng sử dụng các loại nhiên liệu khác nhau. CNG: Khí ga nén tự nhiên LPG: Khí ga hoá lỏng 1.Động cơ; 2.Bình nhiên liệu (nhiên liệu xăng) Tài liệu học tập 1 Hình 1.1. Tổng quan về ôtô Hình 1.2. Xe sử dụng động cơ xăng Bộ môn Công nghệ ôtô – Khoa Cơ khí động lực * Xe sử dụng động cơ diesel Loại xe ôtô này hoạt động bằng động cơ sử dụng nhiêu liệu diesel. Do động cơ diesel tạo ra mômen xoắn lớn và có tính kinh tế nhiên liệu tốt, nên chúng được sử dụng rộng rãi trên các loại xe tải và xe SUV. SUV: Xe đa dụng kiểu thể thao 1. Động cơ 2. Bình nhiên liệu (nhiên liệu diesel) * Xe sử dụng động cơ lai (Hybrid) * Xe ôtô sử dụng năng lượng điện (EV) Loại xe ôtô này sử dụng nguồn điện của ắc quy để vận hành môtơ điện. Thay vì sử dụng nhiên liệu, ắc quy cần được nạp lại điện. Loại xe này mang lại nhiều lợi ích, như không gây ô nhiễm và phát ra tiếng ồn thấp khi hoạt động. Hệ thống dẫn động bánh xe dùng điện 290V, ngoài ra các thiết bị khác dùng điện 12V. + Sơ đồ mô tả hệ thống EV của Toyota. 1. Bộ điều khiển công suất; 2. Môtơ điện; 3. Ắc quy Tài liệu học tập 1. Động cơ 2. Bộ đổi điện 3. Hộp số 4. Bộ chuyển đổi 5. Ắc quy 2 Hình 1.3. Xe sử dụng động cơ diesel Hình 1.5. Xe ôtô sử dụng năng lượng điện Hình 1.4. Xe sử dụng động cơ lai (Hybrid) Bộ môn Công nghệ ôtô – Khoa Cơ khí động lực * Xe sử dụng động cơ lai loại tế bào nhiên liệu (FCHV) Loại xe ôtô này sử dụng năng lượng điện tạo ra khi nhiên liệu hyđrô phản ứng với ôxy trong không khí sinh ra nước. Do nó chỉ thải ra nước, nó được coi là tốt nhất trong những loại xe có mức ô nhiễm thấp, và nó được tiên đoán sẽ trở thành nguồn năng lượng chuyển động cho thế hệ ôtô tiếp theo. Sơ đồ mô tả hệ thống Hybrid tế bào nhiên liệu của Toyota. 1. Bộ điều khiển công suất; 2. Mô tơ điện; 3. Bộ tế bào nhiên liệu 4. Hệ thống lưu hyđrô; 5. Ắc qui phụ b. Theo phương pháp dẫn động Nó chủ yếu được chia thành các loại sau đây: + FF (Động cơ đặt trước – Bánh trước chủ động) + FR (Động cơ đặt trước – Bánh sau chủ động) + Lưu ý: Ngoài xe FF và FR, còn có các loại xe 4WD (4 bánh chủ động) và MR (động cơ đặt giữa - cầu sau chủ động). c. Phân loại theo kiểu thân xe 1. Sedan: Đây là kiểu thân xe có ba khoang riêng biệt, 4 cửa, 4-5 chỗ ngồi. 2. Coupe: Đây là dòng xe 2 cửa thể thao, có 4 chỗ ngồi, luôn thể hiện được sức mạnh của động cơ. * (Roadster: là xe 2 cửa, 2 chỗ ngồi) 3. Lift back (Hatch back) Về cơ bản nó giống với coupe, là sự kết hợp khoang hành khách và khoang hành lý. Lắp cốp đồng thời là cửa sau.ông có khung cửa sổ, và cộ trụ cửa. 5. Convertible: Đây là một kiểu Sedan hoặc Coupe, nhưng nó có khả năng thu gọn mui lại thành một chiếc mui trần. 6. Pickup: Đây là một loại xe tải nhỏ, có khoang máy kéo dài về phía trước ghế người lái. 7. Van and wagon: Kiểu xe này là sự kết hợp khoang hành khách và khoang hành ký, nó chứa được nhiều người và hành lý. Khoang hành khách thông với khoang hành lý. Tài liệu học tập 3 Hình 1.6. Xe sử dụng động cơ lai loại tế bào nhiên liệu Bộ môn Công nghệ ôtô – Khoa Cơ khí động lực 1.2. Đặc điểm cấu tạo chung của ôtô Tài liệu học tập 4 Hình 1.7. Các kiểu thân xe Bộ môn Công nghệ ôtô – Khoa Cơ khí động lực Chương 2 HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC 2.1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC 2.1.1. Cấu tạo chung hệ thống truyền lực của ôtô Hệ thống truyền lực sẽ truyền công suất của động cơ đến các bánh xe. Nó chủ yếu được chia thành các loại sau đây: + FF (Động cơ đặt trước – Bánh trước chủ động) + FR (Động cơ đặt trước – Bánh sau chủ động) + Hộp số thường + Hộp số tự động + Lưu ý: Ngoài xe FF và FR, còn có các loại xe 4WD (4 bánh chủ động) và MR (động cơ đặt giữa - cầu sau chủ động ) 2.1.2. Phân loại hệ thống truyền lực: a. Hệ thống truyền lực với hộp số thường. b. Hệ thống truyền lực tự động. Tài liệu học tập 5 Bộ môn Công nghệ ôtô – Khoa Cơ khí động lực 2.2. HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC VỚI HỘP SỐ THƯỜNG Tài liệu học tập 6 Hình 2.0. Phân loại xe theo hệ thống truyền lực Bộ môn Công nghệ ôtô – Khoa Cơ khí động lực Tài liệu học tập 7 Hình 2.1. Hệ thống truyền lực với hộp số thường Bộ môn Công nghệ ôtô – Khoa Cơ khí động lực 2.2.1. Ly hợp ( côn ) 2.2.1.1. Chức năng, yêu cầu và phân loại a. Chức năng: Ly hợp nằm ở giữa động cơ và hộp số có nhiệm vụ truyền và cắt mômen từ trục khuỷu động cơ tới hệ thống truyền lực. Đồng thời ly hợp đóng vai trò như một cơ cấu an toàn nhằm tránh quá tải cho hệ thống truyền lực và động cơ khi chịu quá tải lớn. Ly hợp có khả năng dập tắt hiện tượng cộng hưởng trong truyền động nhằm nâng cao chất lượng truyền lực. b. Phân loại ly hợp - Theo cách truyền mômen động cơ đến trục sơ cấp hộp số chia ra: ly hợp ma sát, ly hợp thủy lực, ly hợp điện từ, ly hợp liên hợp thường xuyên đóng hoặc mở. - Theo hình dạng và số lượng của đĩa ma sát: ly hợp một hay nhiều đĩa, ly hợp hình nón, ly hợp hình trống, ly hợp hình côn. -Theo hình thức phát sinh lực ép trên đĩa ép: ly hợp dùng lò xo trụ đặt xung quanh, lò xo trụ đặt ở giữa, lò xo màng. c. Yêu cầu đối với ly hợp - Phải nối hộp số và động cơ một cách êm dịu. - Đóng ngắt nhanh và chính xác, đảm bảo an toàn cho hệ thống truyền lực khi quá tải. - Ở trạng thái đóng ly hợp phải truyền hết được mômen quay lớn nhất của động cơ mà không bị trượt ở bất cứ điều kiện sử dụng nào. - Ly hợp điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ. - Kết cấu ly hợp đơn giản, dễ điều chỉnh, chăm sóc, các bề mặt ma sát thoát nhiệt tốt, có tuổi thọ cao. 2.2.1.2. Cấu tạo và hoạt động của ly hợp ma sát khô và dẫn động ly hợp (1). Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp ma sát. a. Cấu tạo Tài liệu học tập 8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Hình 2.2. Cấu tạo ly hợp ma sát 1. Vỏ ly hợp. 2. Càng mở ly hợp. 3. Trục ly hợp. 4. Bi tỳ. 5. Lò xo ép (lò xo màng). 6. Cơ cấu đòn bẩy. 7. Đĩa ép. 8. Đĩa ma sát. 9. Đầu trục khuỷu. 10. Mặt ma sát. 11. Bánh đà. Bộ môn Công nghệ ôtô – Khoa Cơ khí động lực Cấu tạo của ly hợp ma sát có thể chia làm hai phần: Phần chủ động, phần bị động và cơ cấu dẫn động. - Phần chủ động gồm bề mặt bánh đà và nắp ly hợp. Nắp ly hợp bắt với bánh đà bằng bulông. - Phần bị động gồm trục bị động và đĩa ma sát. Đĩa ma sát đặt giữa bánh đà và đĩa ép, được lắp với trục bằng then hoa. - Cơ cấu dẫn động ly hợp gồm đòn mở, vòng bi tỳ, càng mở, bàn đạp ly hợp và bộ dẫn động cơ khí hay thủy lực. * Cụm đĩa ép Dùng để nối và ngắt công suất động cơ, nó phải được cân bằng động tốt và thoát nhiệt tốt trong khi nối ly hợp. Lò xo được lắp trong cụm đĩa ép để đẩy đĩa ép vào đĩa ma sát, các lò xo này có thể là lò xo trụ hoặc lò xo màng. - Kiểu lò xo màng: được làm bằng lá thép lò xo được tán bằng đinh tán hoặc bằng bu lông bắt chặt vào nắp ly hợp. Phần phía trong có các rãnh dài xẻ hướng tâm và được kết thúc bằng các lỗ tròn tạo điều kiện cho lò xo có khả năng biến dạng tốt. Đầu trong của lò xo được mài lõm tạo nên rãnh tròn nhằm giảm diện tích tiếp xúc với bi tỳ và tạo điều kiện kiểm tra độ mòn của mép trong lò xo sau một thời gian làm việc nhất định. Ở trạng thái tự do lò xo có dạng hình nón, ở trạng thái lắp lò xo đã bị biến dạng để gây nên lực ép. - Kiểu lò xo trụ : được lắp ở giữa đĩa ép và nắp ly hợp nó được bố trí theo đường tròn. Lò xo trụ được định vị trong vỏ ly hợp và được liên kết với đòn bẩy được gắn với cần mở ly hợp. Ngày nay trên ôtô du lịch người ta sử dụng loại lò xo màng là chủ yếu vì những ưu điểm của nó: Lực tác dụng vào bàn đạp ly hợp nhỏ hơn so với cơ cấu ly hợp sử dụng lò xo trụ, khả năng truyền công suất của ly hợp kiểu lò xo màng không bị giảm cho tới giới hạn mòn của đĩa, kết cấu đơn giản. - Đĩa ép: làm bằng gang có khả năng dẫn nhiệt tốt, mặt tiếp giáp với đĩa ma sát được gia công nhẵn, mặt đối diện có các gờ lồi, một số gờ tạo nên các điểm tựa cho lò xo ép, một số tạo nên các điểm truyền mômen xoắn giữa vỏ và đĩa ép. * Đĩa ma sát. Tài liệu học tập 9 3 2 1 Hình 2.3. Nắp ly hợp Lò xo ép. Vỏ ly hợp. Đĩa ép. Hình 2.4. Cấu tạo đĩa ma sát 1. Mặt ma sát; 2. Đinh tán; 3. Xương đĩa. 4. Moayơ ly hợp; 5. Lò xo giảm chấn. 4 2 1 3 5 Bộ môn Công nghệ ôtô – Khoa Cơ khí động lực Đĩa ma sát nằm giữa bánh đà và đĩa ép, được gia công rãnh then hoa để di trượt cùng với trục sơ cấp, xung quanh đĩa ma sát có xẻ rãnh để đảm bảo khả năng tản nhiệt và êm dịu khi đóng, ngắt ly hợp. Cấu tạo của đĩa ma sát được trình bày trên hình vẽ: - Mặt ma sát: được làm bằng vật liệu chịu mài mòn và có hệ số ma sát ổn định, được tán vào xương đĩa nhờ 2 hàng đinh tán đồng tâm. Trên bề mặt tấm ma sát có xẻ rãnh hướng tâm để tăng khả năng tiếp xúc, thoát nhiệt ra ngoài. - Xương đĩa : được làm bằng thép đàn hồi, được uốn lượn sóng nên có thể biến dạng nhỏ dọc trục khi làm việc. Nhờ có kết cấu như vậy xương đĩa có khả năng đàn hồi dọc trục và theo chiều xoắn nên khi đóng mở ly hợp rất êm dịu. - Moayơ : nằm trực tiếp trên xương của đĩa ma sát, có then hoa di trượt trên trục bị động, phần ngoài của moayơ có dạng hoa thị, trên các phần trống có chỗ để lắp lò xo trụ giảm chấn. Ôm ngoài là 2 vành thép lá được tán trên xương đĩa nhờ đinh tán nhưng cho phép nó dịch chuyển nhỏ đối với moayơ. Giữa các vành thép và moayơ có các tấm ma sát bị ép chặt nhờ đinh tán. Trên các vành thép có các ô cửa sổ nhỏ lồng vào đó là các lò xo hoặc cao su giảm chấn. Một đầu của lò xo hoặc cao su giảm chấn tỳ vào Tài liệu học tập 10 [...]... như vậy mômen xoắn được truyền từ bánh bơm (chủ động) sang bánh tuabin (bị động) Tài liệu học tập 15 Bộ môn Công nghệ tô – Khoa Cơ khí động lực 2.2.2 Hộp số 2.2.3 .1 Hộp số chính (1) Công dụng, phân loại và yêu cầu a.Công dụng - Biến đổi mômen quay của động cơ để tăng, giảm lực kéo ở bánh xe chủ động - Thay đổi tốc độ của tô và thực hiện chuyển động lùi của tô - Truyền hoặc không truyền mômen từ động... chuyển lùi của tô - Kết cấu đơn giản, điều khiển dễ dàng, bảo quản và sửa chữa thuận tiện (2) Sơ đồ, kết cấu và hoạt động Hình 2 .10 Kết cấu của hộp số Tài liệu học tập 16 Bộ môn Công nghệ tô – Khoa Cơ khí động lực * Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hộp số cơ khí + Cấu tạo Hộp số cơ khí bao gồm: Vỏ hộp số, trục sơ cấp, trục thứ cấp, trục trung gian, trục bánh răng số lùi, các bánh răng và cơ cấu sang số... loại xy lanh cắt ly hợp Tài liệu học tập 14 Bộ môn Công nghệ tô – Khoa Cơ khí động lực 2.2 .1. 3 Cấu tạo và hoạt động của ly hợp thủy lực Ngoài ly hợp ma sát trên tô còn sử dụng ly hợp thuỷ lực So với ly hợp ma sát, ly hợp thuỷ lực có những ưu điểm sau: + Làm việc êm dịu, hạn chế va đập khi truyền mômen từ động cơ xuống hệ thống truyền lực + Có khả năng trượt lâu dài mà không gây hao mòn như ở ly hợp ma... sau Tài liệu học tập 19 Bộ môn Công nghệ tô – Khoa Cơ khí động lực - Xe 4WD gián đoạn loại FR Hình 2 .14 Hộp số phụ, hộp phân phối Trong loại này, khi không gài hộp số phụ, công suất được truyền từ hộp số dọc đến bộ vi sai sau Khi gài hộp số phụ, công suất truyền đến cả hai bộ vi sai trước và sau * Sơ đồ, kết cấu và hoạt động 2 3 4 1 6 5 Hình 2 .15 Sơ đồ bố trí trên xe nhiều cầu chủ động 1 Động cơ 4...Bộ môn Công nghệ tô – Khoa Cơ khí động lực moayơ đầu kia tỳ vào ô cửa sổ tác dụng để giảm chấn trong quá trình hoạt động của ly hợp Tài liệu học tập 11 Bộ môn Công nghệ tô – Khoa Cơ khí động lực b Nguyên lý hoạt động của ly hợp - Trạng thái đóng: là trạng thái làm việc thường xuyên của... 3 2 1 6 Hình 2 .11 Cấu tạo hộp số cơ khí 1. Trục trung gian 2 Trục chủ động 4 Cơ cấu chọn và chuyển số 5 Trục bị động 3 Bộ đồng tốc 6 Trục số lùi - Cấu tạo của bộ đồng tốc Mỗi số tiến trên trục sơ cấp được vào khớp với bánh răng tương ứng trên trục thứ cấp ở mọi thời điểm.Những bánh răng này luôn luôn quay ngay cả sau khi vào ly hợp vì chúng không cố định trên trục và chỉ chạy lồng không Tài liệu học. .. dẫn động mở ly hợp cũng không được lớn lắm, áp dụng cho các xe du lịch và xe tải nhỏ Sơ đồ cấu tạo chung được trình bày trên hình vẽ: Tài liệu học tập 12 Bộ môn Công nghệ tô – Khoa Cơ khí động lực Hình 2.6 Cơ cấu dẫn động bằng thủy lực * Bàn đạp ly hợp Bàn đạp ly hợp: tạo áp suất thủy lực trong xy lanh chính bằng lực ấn vào bàn đạp, áp suất này sẽ tác dụng lên Hình 2.7 Cấu tạo bàn đạp xy lanh cắt ly... thể cảm bánh mômen kiểu bánh răng xoắn tinh theo chiều của hộp vi sai theo tỷ lệ với mômen đầu vào Do phản lực F1 lực ma sát m F1 (được tạo ra giữa đỉnh răng của bánh răng hành tinh và vách trong của hộp vi sai) sẽ tác động theo hướng làm bánh răng hành tinh ngừng quay Tài liệu học tập 31 Bộ môn Công nghệ tô – Khoa Cơ khí động lực (3) LSD cảm nhận mômen quay Lực hạn chế vi sai được tạo ra từ ma sát... 1/ số 2 có thể dịch chuyển Hình 2 .18 Cơ cấu tránh ăn khớp kép - Cơ cấu tránh gài nhầm số lùi Tài liệu học tập 23 Bộ môn Công nghệ tô – Khoa Cơ khí động lực Nếu cài hộp số sang số lùi trong khi xe đang chạy, có thể làm vỡ ly hợp và hộp số ngang kiểu thường và đồng thời khoá cứng các lốp xe, gây ra tình trạng rất nguy hiểm Do đó, ngườita bố trí cơ cấu này để ngườilái buộc phải chuyển về vị trí số không... đẩy viên bi khoá vào rãnh khi chuyển số Điều này không những ngăn chặn hộp số bị nhảy số mà còn làm cho người lái có cảm giác rõ rệt hơn đối với việc chuyển số Tài liệu học tập 24 Bộ môn Công nghệ tô – Khoa Cơ khí động lực Hình 2. 21 Cơ cấu khoá chuyển số 2.2.3 Các đăng 2.2.3 .1 Chức năng và phân loại a Chức năng Các đăng là cơ cấu nối và truyền dẫn mômen quay từ hộp số hoặc từ hộp phân phối tới cầu . – Khoa Cơ khí động lực Chương 1 CẤU TẠO CHUNG CỦA ÔTÔ 1. 1. TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ 1. 1 .1 Lịch sử phát triển ôtô 1. 1.2 Phân loại ôtô. a. Theo năng lượng chuyển động: 1. Động cơ xăng 2. Động cơ diesel. cao. 2.2 .1. 2. Cấu tạo và hoạt động của ly hợp ma sát khô và dẫn động ly hợp (1) . Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp ma sát. a. Cấu tạo Tài liệu học tập 8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Hình 2.2 CNG: Khí ga nén tự nhiên LPG: Khí ga hoá lỏng 1. Động cơ; 2.Bình nhiên liệu (nhiên liệu xăng) Tài liệu học tập 1 Hình 1. 1. Tổng quan về ôtô Hình 1. 2. Xe sử dụng động cơ xăng Bộ môn Công nghệ