Bài giảng lý thuyết ô tô

Thông hiểu mô hình cơ học, các thông số cơ bản, trọng lượng, trọng tâm, vùng, tâm tiếp xúc, hệ sốbám, lực bám và tính năng của ô tô - xe cơ giới.. Hiểu biết cấu trúc tổng quát động cơ, k

TS LÊ BÁ KHANG

BÀI GIẢNG

LÝ THUYẾT Ô TÔ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG

-Nha Trang – 2014

GIỚI THIỆU CHƯƠNG TRÌNH HỌC PHẦN

3 Tài liệu học tập và tham khảo:

1) Lý thuyết ô tô, máy kéo, NXB KH&KT, 1996

GS Nguyễn Hữu Cẩn (Chủ biên).

2) Lý thuyết ô tô (Bài giảng), ĐHNT, 2014 TS Lê Bá Khang

3) Phanh ô tô, cơ sở khoa học và thành tựu mới.

NXB KH&KT 2004 Nguyễn Hữu Cẩn.

4) Tính toán sức kéo ô tô-máy kéo NXB Đại học quốc gia Tp HCM Phạm Văn Mai, Nguyễn Hữu Hường, Ngô Xuân Ngát.

5) Tài liệu đào tạo của Công ty Toyota VN

4 Phương pháp giảng dạy, học tập

Diễn giảng và thảo luận

http://www.autospeed.com.au/ Tạp chí ô tô của Úc

http://www.autospeed.com/ Tạp chí ô tô của Mỹ

http://www.canadiandriver.com/ Trang chủ của các tài xế ô tô Canada http://www.autonews.com/ Tin tức về ô tô

http://www.autonet.com.vn/ Thông tin về ô tô

http://www.usautonews.com/ Tin tức về ô tô ở Mỹ

http://www.autoweek.com/ Tuần báo về ô tô

http://www.automotivearticles.com/ Các bài báo về ô tô

http://www.autoquarterly.com/ Tạp chí ra theo quý

http://www.motornews.com.ua/ Tạp chí ô tô Ucraina

http://www.automotive.com/articles/ Các bài báo về ô tô

http://www.sae.org/automag/ Tạp chí của hiệp hội kỹ sư ô tô Hoa Kỳ http://www.fueleconomy.gov/ Tra cứu về lượng tiêu hao nhiên liệu.

6 Tìm hiểu về ô tô 6.1 Thông tin, tạp chí

http://www.automotive-technology.com/ Công nghệ ô tô

http://www.tunemycar.com/ Cân chỉnh xe.

http://www.trustmymechanic.com/ Tư vấn về sửa chữa ô tô

http://www.autoshop-online.com/

http://www.autoeducation.com/ Cung cấp các khái niệm cơ bản về ô tô http://www.automotiveforums.com/ Hỏi đáp về ô tô

http://www.autorepair.about.com/ Tư vấn về sửa chữa ô tô

http://www.autofan.com/ Câu lạc bộ những người mê xe http://www.germancarfans.com/ Câu lạc bộ những người mê xe ở Đức http://www.autosite.com/

http://www.autoelectric.com/ Sửa chữa điện ô tô

http://www.the12volt.com/

http://www.autoshop101.com/ Thông tin về cấu tạo ô tô

http://www.suite101.com/ Thông tin về cấu tạo ô tô

http://www.howstuffworks.com/ Thông tin về cấu tạo ô tô

http://www.troublecodes.net/ Đọc mã lỗi của HT chẩn đoán động cơ

http://www.obd2.com/ Thông số động cơ từ

6.2 Công nghệ kỹ thuật ô tô

http://www.mami.ru/ ĐH Cơ khí ô tô Matscơva http://www.madi.com/ ĐH Cầu đường Matscơva http://www.hcmute.edu.vn/

www.autonet.com.vn www.autovietnam.com http://www.otoxemayvietnam.com/

http://danchoixehoi.com http://www.ebooks.edu.vn

6.4 Trang chủ một số trường đại học, cao đẳng đào tạo ngành

Công nghệ kỹ thuật ô tô

6.5 Lô gô của một số hãng sản xuất ô tô nổi tiếng

Chương 1

TỔNG QUAN VỀ XE CƠ GIỚI

MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU:

1 Nắm được định nghĩa, tiêu chí, phân loại, các loại

xe cơ giới Ô tô du lịch, ô tô tải, ô tô khách…

2 Thông hiểu mô hình cơ học, các thông số cơ bản,

trọng lượng, trọng tâm, vùng, tâm tiếp xúc, hệ sốbám, lực bám và tính năng của ô tô - xe cơ giới

3 Hiểu biết cấu trúc tổng quát (động cơ, khung - vỏ,

các hệ thống: chuyển động, truyền lực, treo, lái,

phanh, điện - điện tử, an toàn, tiện nghi) của xe

cơ giới

1.1 ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI

Xe cơ giới (motor vehicle) là loại

phương tiện tự hành trên bộ dùng để vận chuyển người, hàng hóa hoặc để sử dụng vào những mục đích đặc biệt khác.

Bao gồm:

Xe máy hai bánh, xe “ Lam” ba bánh, máy ủi, máy kéo bánh xích, máy kéo bánh hơi, xe cứu hỏa, xe tăng, xe khách, xe tải,

xe con du lịch, v.v.

 Động cơ phía trước, bánh xe chủ động phía sau

 Động cơ phía trước, bánh xe chủ động phía trước

 Động cơ phía sau, bánh xe chủ động phía sau

 Động cơ phía trước, 2 bánh chủ động phía trước, 2 bánh chủ động phía sau, v.v

 Động cơ phía sau, tất cả các bánh chủ động, v.v.

Các loại xe cơ giới Tiêu chí phân loại

1.1.1 Ô TÔ CON DU LỊCH

1.1.2 Ô TÔ KHÁCH

Ô tô khách, thường gọi là xe buýt, là loại ô tô

được thiết kế để chở người với số ghế  9

Căn cứ vào số ghế và mục đích sử dụng, ô tôkhách được chia thành 4 loại sau:

 Xe buýt mini (minibus) – ô tô khách  25 ghế ngồi

 Xe buýt (citybus) – ô tô khách chuyên chở người trong

thành phố

 Xe buýt liên thành phố (overland bus, urban coach) –

loại xe có những đặc điểm giữa xe buýt và xe buýt dulịch

 Xe buýt du lịch (tour bus, long-distance coach) – được

thiết kế với mức độ tiện nghi cao để chở người trênnhững hành trình dài

1.1.2 Ô TÔ KHÁCH

1.1.3 Ô TÔ TẢI

Ô tô tải: được thiết kế để chuyên chở hàng hóa.

Ô tô tải đa dạng nhất về trọng tải và đặc điểm kết cấu

- Phân loại theo đặc điểm cấu tạo của thân ô tô (2 loại):

+ Loại thông dụng (general-purpose cargo trucks )

+ Loại chuyên dùng (special-purpose trucks)

- Phân loại ô tô tải theo trọng tải (5 loại)

+ Xe tải mini (extra-light duty trucks): P 0,75 t

+ Xe tải nhẹ (light-duty vehicles): 0,75  P 2,5 t

+ Xe tải trung bình (medium-duty trucks): 2,5  P 5 t

+ Xe tải nặng (heavy-duty trucks): 5  P 10 t

+ Xe tải siêu trọng (extra-heavy-duty trucks): P 10 t

Ô TÔ TẢI (Thaco-Hyundai sản xuất)

1.1.3 Ô TÔ TẢI (tự đổ)

Ô TÔ TẢI (ô tô - rơ mooc)

1.1.3 Ô TÔ TẢI (chuyên chở đường ống)

1.1.4 Ô TÔ CÓ 1 CẦU CHỦ ĐỘNG VÀ

NHIỀU CẦU CHỦ ĐỘNG

 Cầu là thuật ngữ thường dùng để chỉ cụm chi tiết có

hình dáng bên ngoài tương tự một đà ngang dướigầm xe, trên mỗi đầu của cầu lắp 1 hoặc 2 bánh xe.Phân loại:

- Cầu chủ động, không dẫn hướng

- Cầu dẫn hướng, không chủ động

- Cầu chủ động, dẫn hướng

- Cầu không dẫn hướng, không chủ động

 Cầu chủ động: lắp trên nó là các bánh xe chủ động,tức là các bánh xe trực tiếp nhận momen quay từ

động cơ của xe

 Cầu dẫn hướng là cầu có lắp các bánh xe dẫn hướng

FWD : Cầu chủ

động trước (Front Wheel Drive)

động sau (Real

Wheel Drive)

TRUYỀN LỰC Ô TÔ VỚI LY HỢP, HỘP SỐ

XEM THÊM TRONG FILE HÌNH ĐỘNG - GD-HÌNH ẢNH MÔ PHỎNG

2

TRUYỀN LỰC VỚI CƠ CẤU VI SAI

HT phanh (ABS/ESC)

■ RPM &

mô-men,

độ mở bướm ga

■ Tốc độ xe, ABS/ESC hoạt động

: Đường dữ liệu & tín hiệu

Ưu nhược điểm khi bố trí nhiều cầu chủ động

cho ô tô:

- Mỗi ô tô có ít nhất 2 cầu, trong đó có ít nhất 1 cầuchủ động Cầu chủ động có thể là cầu trước, cầu sauhoặc tất cả các cầu đều là cầu chủ động (xe 1 cầu chủ động không có yêu cầu hoạt động trên đường xấu).

- Mục đích chính của việc tăng số cầu chủ động lànâng cao tính năng động lực học và tính năng việt dã

của xe do tận dụng được trọng lượng bám để tăng

lực kéo của xe

- Tuy nhiên, ô tô có nhiều cầu chủ động thì cấutrúc phức tạp hơn, giá thành cao

Dẫn động, tổng quát nhất, hiện ô tô có 4 loại:

- Dẫn động tất cả các bánh - AWD (all-wheel drive);

- Dẫn động 4 bánh - 4WD (four-wheel drive);

- Dẫn động cầu trước - FWD (front-wheel drive)

- Dẫn động cầu sau - RWD (rear-wheel drive)

 Ô tô con thường bố trí động cơ đặt phía trước truyền

mô men cho bánh trước chủ động

 Ô tô tải phổ biến động cơ đặt phía trước truyền mômen cho bánh sau chủ động.

xe con xe tải

Ưu nhược điểm khi bố trí FWD:

- Không cần hệ thống truyền động, bộ vi sai và hệthống treo phía sau cũng nhẹ hơn

- Động cơ bố trí phía trước, đặt ngang, năng lượng

truyền tới ngay bánh trước, do đó phần buồng máy sẽngắn hơn Do trọng lượng đặt lên bánh dẫn động nên

độ bám tăng

- Tiết kiệm vật liệu chế tạo, giảm trọng lượng nêngiảm chi phí nhiên liệu trong quá trình vận hành

- Tuy nhiên, ô tô khó tăng tốc và bánh sau dễ bị

trượt Điều khiển nặng nề, nên hệ thống lái cần trợ lực

Ưu nhược điểm khi bố trí RWD:

- Ô tô tăng tốc tốt hơn

- Hai bánh trước chỉ tập trung vào việc dẫn hướng

(bánh lái)

- Tuy nhiên, ưu điểm nêu trên không làm RWD trội

hơn so với FWD Thực tế RWD không hiệu quả hơn FWD.

Ngoài ra, khi đi xe dẫn động cầu sau mà không có

hệ thống kiểm soát độ bám đường, tài xế rất dễ mất lái

ở các đoạn đường trơn trượt hay mắc kẹt xuống rãnh,

mương, ổ gà

Ưu nhược điểm khi bố trí 4 WD và AWD:

- Ô tô sử dụng 4WD có chế độ "low" hay "high“, thuậnlợi khi đi đường gồ ghề, leo đèo và trơn trượt, quay vòng

- Ô tô sử dụng AWD dùng để chỉ loại dẫn động 4 bánhtại mọi thời điểm và không có chế độ "low" hay "high".Hầu hết các xe AWD có khả năng phân bổ mô men theo

địa hình (máy tính sẽ điều chỉnh công suất xuống bánhsau khi phát hiện bánh trước bị trượt)

- 4WD hay AWD dường như là hệ dẫn động tốt nhất

- Tuy nhiên, cả hai đều có trọng lượng tăng lên đáng

kể, thiết kế phức tạp và giá thành cao

1.2 MỘT SỐ KHÁI NIỆM, THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA Ô TÔ

1.2.1 MÔ HÌNH CƠ HỌC NGHIÊN CỨU Ô TÔ

Tiến và lùi: theo trục x; Trượt ngang: theo trục y;

Nhún: theo trục z; Lắc ngang (roll): quanh trục x;

Lắc dọc (pitch): quanh trục y; Xoay (yaw): lắc quanh trục z.

Hệ trục tọa độ khảo sát động học và động lực học ô tô (a) và bánh xe (b)

Hình chiếu cuả xe trên mp YTZ- mặt phẳng ngang;

Trên mp XTZ- mặt phẳng dọc; Trên mp YTX - mô hình phẳng của xe

1.2.2 KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA Ô TÔ

L’: Chiều dài tổng thể (Overall length, total length).

B’: Chiều rộng xe (Vehicle width).

H: Chiều cao xe (Vehicle height).

D: Phần nhô phía trước tính từ tâm bánh xe trước (Front overhang).

L: Chiều dài cơ sở, khoảng cách giữa hai tâm cầu xe (Wheel Base)

F: Phần nhô ra phía sau tính từ tâm bánh xe sau (Rear overhang).

G: Khoảng cách từ mặt đất đến sàn xe (Ground clearance).

B: Chiều rộng cơ sở, tính từ tâm tiếp xúc hai bánh phía trước (Front track)

I: Chiều rộng cơ sở, tính từ tâm tiếp xúc hai bánh sau( Rear track)

J: Góc tiến (Approach angle, Angle of incidence).

K: Góc phần nhô ra ở phía sau (Departure angle, Rear overhang angle) C: Chiều cao có tải (Loading height).

M: Chiều dài thùng xe (Chassis frame length).

N: Chiều cao thùng chở hàng hoá (Cargo body height).

Chú ý:

cặp bánh ngoài, cặp bánh trong và chiều rộng trung bình.

khoảng cách giữa hai tâm cầu xa nhất.

Đặc tính kỹ thuật

80 / 6000 kW/rpm

107 / 6000 HP/rpm

Công suất tối đa / Max Output (SAE-Net)

1497 cc

Dung tích công tác / Displacement

4 xy lanh, thẳng hàng, 16 van, DOHC, VVT-i / 4 cylinders,

in-line, 16-valve, DOHC with VVT-i

Loại / Engine type

(DOHC-Double Overhead Camshafts: 2 trục cam trên nắp)

ĐỘNG CƠ / ENGINE

448 475

L Dung tích khoang chứa hành lý / Luggage space

42 L

Dung tích bình nhiên liệu / Fuel Tank Capacity

1485

1495 1520

kg Toàn tải

1020 - 1075

1030 - 1085

1055 - 1110 kg

Không tải Trọng lượng / Weight

150 mm

Khoảng sáng gầm xe / Ground clearance

1480 x 1470

1470 x 1460 mm

Trước x Sau

Chiều rộng cơ sở / Tread

2550 mm

Chiều dài cơ sở / Wheelbase

4300 x 1700 x1460 mm

Dài x Rộng x Cao/L x Bx H Kích thước tổng thể

KÍCH THƯỚC - TRỌNG LƯỢNG / DIMENSION - WEIGHT

5 số sàn / 5 M/T

4 số tự động/4 A/T Hộp số / Transmission

1,5 liter (1NZ - FE)

Động cơ / Engine

Limo C

E G

1.2.3 TRỌNG LƯỢNG CỦA XE

- Trọng lượng khô – trọng lượng của bản thân

xe (lốp dự phòng không tính)

- Trọng lượng ướt – là trọng lượng của bản thân

xe đã nạp đầy đủ dầu bôi trơn, dầu thủy lực,

nhiên liệu, nước làm mát và những trang thiết

- Khối lượng treo – phần khối lượng được đặttrên các bộ đàn hồi của hệ thống treo bao gồm:

KL của khung, vỏ và các bộ phận lắp đặt trên

đó, một phần khối lượng của hệ thống treo

lượng của các bánh xe và khối lượng của các

bộ phận thuộc hệ thống treo không được đặt

trên các bộ phận đàn hồi

- Trọng lượng bám của xe là phần trọng lượng

có phương vuông góc với mặt đường

G = G cos

1.2.4 TRỌNG TÂM CỦA XE

- Trọng tâm (T) của xe là điểm đặt hợp lực của lực

hút của trái đất tác dụng lên xe

- Chiều cao trọng tâm (hg) - khoảng cách từ trọng tâm

CHÚ THÍCH:

T - trọng tâm; hg- chiều cao trọng tâm; a,b – khoảng cách từ trọng tâm đến mp đi qua tâm cầu trước, tâm cầu sau; Z1, Z2- phản lực pháp tuyến của mặt đường tác dụng lên bánh xe bị động, chủ động ; Pk– lực kéo; Pf1, Pf2– lực cản của bánh xe bị

động và chủ động; Mk– mô men kéo của bánh xe chủ động.

1.2.5 VÙNG TIẾP XÚC VÀ TÂM TIẾP XÚC CỦA BÁNH XE

 Hệ số bám ngang (y) chống lại hiện tượng

trượt trong mp ngang (P k max - lực kéo cực đại; Y ma x - phản lực ngang cực đại; G  - trọng lượng bám)

max

Điều kiện để bánh xe chủ động không bị trượt quay:

- Mk.max- mô men xoắn cực đại truyền tới b xe chủ động.

- Z là phản lực của mặt đường lên b.xe chủ động

( r b - bán kính làm việc trung bình của bánh xe;  - hệ số

0,75 0,45 - 0,6 0,7 0,55 0,65 0,4 - 0,5 0,15 0,07

0,8 - 0,9 0,5 - 0,7 0,8 0,6 0,68 0,55 0,2 0,1

 Đường nhựa và đường bê tông khô

 Đường nhựa ướt

 Đường bê tông ướt

max

1.2.7 TÍNH NĂNG CỦA XE CƠ GIỚI

TNXCG Là thuật ngữ biểu đạt các tính chất đặc

trưng của xe cho phép khai thác nó một cách có hiệu

quả trong những điều kiện vận hành khác nhau

Hoặc tính năng của xe đặc trưng cho chất lượng của

3, Tính năng điều khiển – TN quay vòng - TN lái

hoặc TN dẫn hướng (Đặc trưng cho sự quay vòngnhẹ nhàng, khả năng ổn định chuyển động thẳng)

4, Tính năng phanh – khả năng đảm bảo cho S tính từ

thời điểm bắt đầu phanh cho đến thời điểm xe dừnghẳn là ngắn nhất có thể và khả năng duy trì quỹ đạocủa xe theo ý muốn của người lái trong quá trìnhphanh

5, Tính năng ổn định – khả năng đảm bảo cho xe

không bị lật và trượt trong những điều kiện vận hànhkhác nhau

6, Tính năng việt dã (TNVD) – còn gọi là tính năng

thông qua – là khả năng chuyển động của xe trong điều kiện đường xấu, không có đường hoặc khi vượt qua các vật cản [ khả năng thông qua: là khả năng di chuyển trong các điều kiện sử dụng khác nhau của xe máy - Máy xây dựng ]

 Xe có TNVD trung bình-hoạt động tốt trên đường cứng.

 Xe có TNVD cao có thể hoạt động tốt trên các loại đường xấu hoặc cả khi không có đường;

 Xe có TNVD rất cao có tất cả các cầu là chủ động và thường được trang bị lốp đặc biệt, vi sai tự gài, phao, chân vịt, v.v.

hoạt động trong khu vực không có đường, vượt vật cản, lội

nước…).

7, Tính năng tiện nghi – là khả năng đảm bảo cho

người lái và hành khách ít bị mệt mỏi, đi lại dễ dàng

trong quá trình vận hành của xe

CẤUTRÚCTỔNGQUÁTCỦAXE

CƠ

GIỚI

- Động cơ được xem như trái tim của xe cơ giới.

- Hầu hết xe CG hiện nay được trang bị ĐCĐT,

thông dụng là động cơ xăng và động cơ diesel

- Hiện nay, ĐCĐT đang dần thay thế bằng động cơ

điện, động cơ chạy bằng năng lượng mặt trời …vv

KHUNG,

VỎ Ô TÔ

1.3.3 HỆ THỐNG CHUYỂN ĐỘNG

Bánh lốp; Bánh xích; Bàn trượt.

Biến chuyển động quay tròncủa bánh xe chủ động thànhchuyển động tịnh tiến của xe

1.3.4 HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC

Chức năng:

- Truyền hoặc cắt momen quay của động cơ đến cácbánh xe chủ động;

- Biến đổi momen quay và tốc độ quay của động cơ để

đảm bảo sự phù hợp giữa chế độ làm việc của động

cơ và momen cản chuyển động của xe;

- Đổi chiều chuyển động của các bánh xe chủ động để

xe chạy lùi

- Một hệ thống truyền lực điển hình gồm: ly hợp, hộp

số, trục các đăng, truyền lực chính, bộ vi sai, các trụctruyền động, bán trục

1.3.5 HỆ THỐNG TREO (độc lập và phụ thuộc)

HỆ THỐNG TREO TRƯỚC ĐỘC LẬP

Trục cứng, nhíp Trục cứng, lò so cuộn Trục xoắn

Kiểu 4 thanh

HỆ THỐNG TREO SAU PHỤ THUỘC

HỆ THỐNG TREO SAU ĐỘC LẬP

1.3.6 HỆ THỐNG LÁI

Chức năng: quay vòng hoặc duy trì phương chuyển

động của xe theo ý muốn của người lái

Quay vòng, hay thay đổi phương chuyển động,

bằng các biện pháp sau đây:

 Xoay các bánh dẫn hướng;

 Truyền các mômen quay khác nhau đến các bánhchủ động ở hai phía khác nhau của xe;

 Kết hợp đồng thời cả 2 phương pháp trên

Hầu hết ô tô quay vòng bằng cách xoay các bánhdẫn hướng Phương pháp thứ hai sử dụng cho xe bánhxích Phương pháp thứ ba đôi khi được sử dụng chomột số loại xe cơ giới chuyên dụng có yêu cầu đượcquay vòng trên một diện tích rất nhỏ