Giáo trình lý thuyết ô tô

Trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM Lời nói đầu Môn học “Lý thuyết Ô tô” chiếm vò trí quan trọng chương trình đào tạo kỹ thuật viên trung cấp ngành sửa chữa ô tô Môn học cung cấp số kiến thức Lý thuyết ô tô, qua học sinh giải thích số tình thực tế gặp phải sửa chữa cụm tổng thành ô tô Giáo trình trang bò kiến thức cấu tạo, nguyên lý làm việc hệ thống hệ thống gầm ô tô Hy vọng tài liệu tham khảo, học tập tốt cho học sinh hệ Trung học chuyên nghiệp ngành sửa chữa ô tô Việc biên soạn giáo trình mới, lần đưa vào giảng dạy Trường CĐKT Lý Tự Trọng việc khó khăn, môn học chưa có tiền lệ phải xây dựng từ đầu Vì vậy, dù thân có nhiều cố gắng, không tránh khỏi sơ suất, mong bạn đồng nghiệp em học sinh đóng góp ý kiến nhằm xây dựng Giáo trình ngày hoàn chỉnh Để hoàn thành Giáo trình này, xin chân thành cảm ơn động viên, tạo điều kiện làm việc tốt Ban Giám hiệu Trường CĐKT Lý Tự Trọng Đặc biệt xin chân thành cảm ơn giúp đỡ Thầy Võ Đình Hồng, người trực tiếp hướng dẫn thực Giáo trình này, với giúp đỡ, đóng góp ý kiến Thầy Khoa học sinh giúp nhập liệu cho Giáo trình Người biên soạn Lý thuyết Ô tô Trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM CHƯƠNG I : I TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ NHỮNG YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI Ô TÔ Ô tô sử dụng nhiều lónh vực kinh tế quốc dân như: giao thông vận tải, công nghiệp, nông nghiệp, xây dựng, quốc phòng… Để sử dụng ô tô cách có hiệu điều kiện xác đònh (điều kiện đường sá, điều kiện khí hậu ) cần phải biết đặc tính sử dụng chúng Những đặc tính sử dụng thể qua tiêu sau: − Chất lượng động học; − Tính kinh tế nhiên liệu; − Tính điều khiển (đặc tính lái phanh); − Tính ổn đònh chuyển động; Tính thông qua (tính việt dã); − Tính êm dòu chuyển động Chất lượng động học ô tô Là khả chuyên chở hàng hoá, hành khách với tốc độ trung bình cao có điều kiện đường sá cụ thể Chất lượng động lực học ô tô tốt làm giảm thời gian vận chuyển, nghóa làm tăng khối lượng vận chuyển cung đường xác đònh đơn vò thời gian Chất lượng động lực học ô tô phụ thuộc vào chất lượng kéo chất lượng phanh ô tô Tính kinh tế nhiên liệu Là khả sử dụng hợp lý nguồn lượng (xăng, dầu diesel) cho trình chuyển động Tính kinh tế nhiên liệu tiêu quan trọng đặc tính sử dụng ô tô, giá cước vận chuyển chi phí xăng, dầu chiếm phần lớn Khi giảm mức tiêu hao nhiên liệu làm giảm giá cước vận chuyển; có nghóa tính kinh tế nhiên liệu ô tô nâng cao Tính điều khiển ô tô Là tính chất thay đổi hướng chuyển động ô tô cách thay đổi vò trí bánh xe dẫn hướng Khả an toàn ô tô phụ thuộc chủ yếu vào tính điều khiển ô tô Tính ổn đònh ô tô Là tính chất mà trình chuyển động ô tô không bò lệch hướng, trượt ngang, trượt lết bò lật Lý thuyết Ô tô Trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM Tính ổn đònh với đặc tính động lực học phanh, tính điều khiển đảm bảo chuyển động an toàn ô tô Tính ổn đònh đặc biệt quan trọng ô tô chạy đường trơn với tốc độ cao Tính thông qua Là khả làm việc ô tô điều kiện đường xấu đường Tính có ý nghóa đặc biệt quan trọng ô tô làm việc lónh vực khai thác rừng, hầm mỏ, xây dựng quân Tính êm dòu chuyển động Là khả làm việc ô tô đường không phẳng tốc độ cao mà không dao động thùng xe Tính êm dòu chuyển động ô tô có ảnh hưởng lớn đến: − Tốc độ chuyển động trung bình ô tô; − Khả giữ tải ô tô chuyển động; − Tiện nghi ô tô; − Mức độ mệt mỏi lái xe hành khách ô tô II CÁC PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ ĐỘNG CƠ VÀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC Đặc điểm điều kiện làm việc ô tô khác nên bố trí chung ô tô khác Bố trí chung ô tô phụ thuộc chủ yếu vào việc bố trí động sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực Bố trí động Ở ôtô thường bố trí động sau: − Động đặt phía trước (dùng tất loại ôtô) − Động đặt phía sau (ôtô hành khách) a) Động đặt phía trước − Động đặt phía trước bên buồng lái; − Nếu động đặt buồng lái động chăm sóc dễ dàng hơn, có khoảng không gian rộng rãi, người lái nhìn không thoáng, hệ số sử dụng chiều dài giảm; − Nếu động đặt buồng lái người lái nhìn thoáng hơn, hệ số sử dụng chiều dài tăng lên, trọng tâm ô tô bò nâng cao hơn, thể tích buồng lái nhỏ, phải bảo đảm cách âm cách nhiệt, việc chăm sóc bảo quản động phức tạp − Để khắc phục nhược điểm việc bố trí động bên buồng lái này, người ta sử dụng buồng lái lật, lúc kết cấu buồng lái hệ thống điều khiển phức tạp Lý thuyết Ô tô Trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM b) Động đặt phía sau Ưu điểm làm cho hệ thống truyền lực đơn giản, người lái nhìn thoáng hơn, hệ số sử dụng chiều dài lớn hành khách cách nhiệt, cách âm tốt hơn; Khuyết điểm hệ thống điều khiển động hệ thống truyền lực trở nên phức tạp Bố trí hệ thống truyền lực a) Động phía trước – cầu sau chủ động − Đảm bảo phân bố tải trọng cầu, phải dùng đăng dài; − Hệ thống thường bố trí xe tải b) Động phía trước – cầu trước chủ động − Cơ cấu truyền động gọn, đơn giản không cần đăng; ly hợp hộp số nối liền với cầu chuyển động; bánh xe trước ổn đònh tốt quay vòng − nh hưởng xấu đến tính động lực ôtô lên dốc, làm giảm trọng lượng bám việc phân bố lại tải trọng trục c) Động phía sau – cầu sau chủ động − Người lái dễ quan sát đường hơn, tách động khỏi chỗ ngồi hành khách, giảm tiếng ồn khí thải lọt vào; − Nhưng nhược điểm việc điều khiển động cơ, hộp số ly hợp phức tạp xa người lái Thường sử dụng cho xe bus chạy thành phố d) Động phía trước – nhiều cầu chủ động − Ôtô có tính việt dã cao thường có cầu chủ động trước sau Vì vậy, phận thông thường ôtô có cầu sau chủ động hộp phân phối vi sai cầu (hoặc hộp số phụ, đăng phụ, cầu chủ động trước …) III NHIỆM VỤ, YÊU CẦU ĐỐI VỚI CÁC HỆ THỐNG TRÊN Ô TÔ Giới thiệu chung − Khi làm việc động sinh moment quay, muốn ôtô chuyển động phải cần có hệ thống truyền moment quay đến bánh xe chủ động Hệ thống truyền moment quay gọi hệ thống truyền động hay gọi chung gầm ôtô − Hệ thống truyền động có nhiệm vụ sau:  Biến chuyển động quay động thành chuyển động tònh tiến ôtô;  Thay đổi lực kéo bánh xe chủ động ôtô chuyển động đường, nhằm khắc phục lực cản đột xuất mặt đường; Lý thuyết Ô tô Trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM  Bảo đảm ôtô chuyển động an toàn êm − Hệ thống truyền động bao gồm hệ thống sau:  Hệ thống truyền lực;  Hệ thống chuyển động (hay hệ thống di chuyển);  Hệ thống điều khiển Các hệ thống hệ thống truyền động a) Hệ thống truyền lực − Hệ thống truyền lực có nhiệm vụ truyền chuyển động quay từ động đến bánh xe chủ động ôtô − Hệ thống bao gồm cụm chi tiết sau:  Ly hợp  Hộp số  Truyền động đăng  Cầu chủ động  Bán trục b) Hệ thống chuyển động − Hệ thống chuyển động có nhiệm vụ biến chuyển động quay hệ thống truyền lực thành chuyển động tònh tiến ôtô Ngoài hệ thống có tác dụng bảo đảm cho ôtô trình chuyển động êm − Hệ thống chuyển động bao gồm:  Khung xe  Dầm cầu trước, sau  Hệ thống treo  Bánh xe c) Hệ thống điều khiển − Hệ thống điều khiển có nhiệm vụ thay đổi hướng chuyển động ôtô bảo đảm an toàn cho ôtô trình chuyển động − Hệ thống điều khiển bao gồm:  Hệ thống lái  Hệ thống phanh  Ngoài ôtô trang bò thiết bò phụ khác như: thiết bò an toàn bò động, thiết bò tự cứu … Lý thuyết Ô tô Trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM CƠ HỌC CHUYỂN ĐỘNG THẲNG CỦA Ô TÔ CHƯƠNG II : I TỔN THẤT CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC Ô TÔ Trong trình ô tô chuyển động, lượng từ động truyền đến bánh xe chủ động bò tiêu hao phần để khắc phục lực cản hệ thống truyền lực như: lực cản quán tính cặp bánh răng, lực ma sát ổ bi, khớp đăng, công trượt cặp bánh nghiêng, lực cản khuấy dầu cụm truyền lực… Hiệu suất hệ thống truyền lực tính công thức: ηt = NK NE − Nt Nt = = 1NE NE NE NK: công suất truyền đến bánh xe chủ động; NE: công suất hữu ích động cơ; Nt: công suất tổn thất hệ thống truyền lực Hiệu suất số truyền tính toán thường chọn sau: − Hộp số: 0,94÷0,97 − Hộp phân phối 0,95÷0,98 − Truyền lực 0,93÷0,97 − Truyền lực cạnh 0,96÷0,98 II CƠ HỌC LĂN CỦA BÁNH XE Động học lăn bánh xe không biến dạng a) Hiệu suất bánh xe chủ động Do tổn thất cho lăn trượt nên công suất truyền từ bánh xe chủ động tới khung ô tô nhỏ công suất truyền từ bán trục đến bánh xe Tỷ số giá trò hai công suất nói hiệu suất bánh xe chủ động ký hiệu ηk ηk = Xk.V/Mk.ωb Trường hợp xe chuyển động ổn đònh: Xk = (Mk – Mf)/rb ηk = Mk − M f Mk Mk − M f V V = ω b rb V1 Mk Xk: lực đẩy vào khung; Mk, Mf: moment kéo, moment cản lăn; V: vận tốc tònh tiến thực tế xe; Lý thuyết Ô tô Trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM ωb: vận tốc góc bánh xe V1 = ωb rđ : vận tốc tònh tiến lý thuyết trục bánh xe; ηδ = ηf = V : hiệu suất tính đến tổn thất trượt bánh xe; V1 Mk − M f Mk : hiệu suất tính đến tổn thất lăn bánh xe; b) Trò số trượt bánh xe chủ động Trò số đặc trưng tỷ số tốc độ tònh tiến mát tốc độ lý thuyết bánh xe, tính theo phần trăm: δ= V1 − V 100% V1 δ = (1 - V ) 100% = (1- ηδ) 100% V1 Khi bánh xe chủ động lăn mặt đường, biến dạng mặt đường (nếu có) biến dạng tiếp tuyến lốp làm giảm vận tốc tònh tiến bánh xe chủ động Do tính chất đàn hồi lốp theo hướng vòng nên phần tử lốp vào khu vực tiếp xúc với mặt đường bò nén lại tác động moment chủ động Do quãng đường bánh xe sau vòng quay bò ngắn lại.Như lực kéo tiếp tuyến yếu tố ảnh hưởng đến trò số trượt bánh xe chủ động Sự trượt quay không xảy biến dạng đường biến dạng tiếp tuyến lốp Điều xảy lực kéo Pk = Động học chuyển động bánh xe a) Bánh xe đàn hồi lăn mặt đường cứng (đường không bò biến dạng) Trường hợp này, tổn thất biến dạng đường xem không có, nên dòch chuyển hợp lực tiêu hao lượng để khắc phục ma sát bên lốp Khi bánh xe lăn, phần tử phía trước lốp tiếp xúc với mặt đường bò nén lại, phần tử phía sau khỏi khu vực tiếp xúc phục hồi lại trạng thái cũ Do phần tử lốp nẩy sinh ma sát, biến thành nhiệt toả môi trường xung quanh Như công tiêu hao cho biến dạng lốp không hoàn trả lại lốp phục hồi hình dạng ban đầu Khi bánh xe lăn, biến dạng phần trước lốp vào khu vực tiếp xúc với mặt đường lớn so với phần sau khỏi khu vực tiếp xúc Vì phản lực riêng phần phía trước vết tiếp xúc lớn so với phần phía sau, nguyên nhân làm cho hợp lực Z dòch chuyển phía trước khoảng a Lý thuyết Ô tô Trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM b) Những lực momnet tác dụng lên bánh xe i) Sự lăn bánh xe bò động Các lực tác dụng lên bánh xe trường hợp gồm: − Lực thẳng đứng: Pz; − Lực nằm ngang : Px; − Phản lực X, Z; X = Px X.rđ = Z.a X = Px = Z a rd Từ biểu thức cho thấy: phản lực tiếp tuyến đường tác dụng lên bánh xe bò động bánh xe lăn lực cản khác lực đẩy Phản lực có chiều ngược lại với chiều chuyển động bánh xe lực cản a gọi hệ số cản lăn, ký hiệu f rd Tỷ số f= a X = rd Z Z.f : gọi lực cản lăn ký hiệu Pf ii) Sự lăn không bánh xe chủ động Các lực momnet tác động lên bánh xe trường hợp gồm: − Lực thẳng đứng: Gk; − Lực nằm ngang : Pđ; − Moment xoắn : Mk; − Moment quán tính : Mj; Lý thuyết Ô tô Trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM − Phản lực Px, Pz moment cản lăn Mf Mj = - Ib εb Ib: moment quán tính bánh xe; εb : gia tốc góc bánh xe Px = ( M k + M j - M f )/rđ = Mk/rđ - Ib εb/rđ - Pf Ở bánh xe bò động, moment Mk nên: Px = -Ib εb/rđ - Pf = Ib εb/rđ –Pz.f Trò số phản lực tiếp tuyến bánh xe chủ động tăng lên tăng moment xoắn Mk Tuy nhiên, tăng moment vô hạn, giá trò lớn phản lực bò giới hạn khả bám lốp với mặt đường Hệ số bám lực bám bánh xe a) Lực bám Khi truyền moment chủ động lên bề mặt đường, moment làm xuất ứng suất tiếp tuyến ứng suất khác mặt đường Những ứng suất vượt giới hạn cho phép tính học mặt đường Chất lượng bám bánh xe chủ động đánh giá hệ số bám (φ) Ở mức độ đó, hệ số bám xem tương tự hệ số ma sát trượt hai bề mặt rắn học Tuy nhiên điều không hoàn toàn xác, có tác động tương hỗ bánh xe mặt đường, ma sát mà có bám học vật thể với (mặt đường lốp) Pφ = Z.φ = Gφ.φ Pφ: Lực bám Gφ: trọng lượng bám bánh xe chủ động; Z: phản lực pháp tuyến đường tác dụng lên bánh xe chủ động; Điều kiện để bánh xe chủ động chuyển động mà không bò trựơt quay là: P k ≤ Pφ b) Hệ số bám Hệ số bám phụ thuộc vào loại trạng thái đường lốp Trên mặt đường cứng, hệ số bám hình thành chủ yếu ma sát trượt lốp mặt đường Lý thuyết Ô tô Trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM tác động tương hỗ phần tử mặt lốp độ nhấp nhô nhỏ mặt đường Khi mặt đường cứng bò dính bùn nước hệ số bám giảm nhanh, phần tử bùn nước tạo thành chêm hai bề mặt làm việc Hệ số bám phụ thuộc vào hình dạng hoa lốp Nếu lốp làm việc mặt đường cứng cần có hoa lốp nhỏ để đảm bảo bám tốt Nếu lốp sử dụng cho xe có tính động cao cần có hoa lốp có vấu bám rộng cao để lún sâu vào đất làm tăng khả động xe Loại đường Đường nhựa bê tông - Khô - Ướt dính bùn Đường đất - Pha sét, khô - Ẩm ướt Đường cát - Khô - Ẩm ướt Hệ số bám 0,7÷0,8 0,35÷0,45 0,5÷0,6 0,3÷0,4 0,2÷0,3 0,4÷0,5 Biến dạng bánh xe đàn hồi chòu lực ngang Các bánh xe đàn hồi lăn đường, chòu tác dụng ngoại lực theo phương ngang bò thay đổi q đạo chuyển động Khi không chòu tác dụng lực theo phương ngang, bánh xe giữ q đạo chuyển động Khi có lực ngang Py tác dụng (giả sử đặt vào tâm trục bánh xe), lốp bò biến dạng phương ngang Do mặt phẳng lăn bánh xe bò lệch góc Hiện tượng bò lệch hướng chuyển động bánh xe có ảnh hưởng lớn đến tính ổn đònh xe thẳng quay vòng Lý thuyết Ô tô 10 Trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM c) Quảng đường phanh Quảng đường phanh tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng phanh ô tô So với tiêu khác quãng đường phanh tiêu mà người lái xe nhận thức cách trực quan dễ tạo điều kiện cho người lái xe xử lí tốt phanh ô tô đường dv ϕg dS = dS dt δi Quảng đường phanh nhỏ xác đònh cách tích phân dS giới hạn từ thời điểm ứng với tốc độ bắt đầu phanh v đến thời điểm ứng với vận tốc cuối trình phanh v2.Ta có: vdv = ϕg dS δi Khi phanh đến lúc ô tô dừng hẳn v2= : v1 δ δ v1 S = ∫ i vdv = i ∫ vdv ϕg ϕg v v2 ( ) δi 2 v1 − v 2ϕg Quãng đường phanh nhỏ phụ thuộc vào vận tốc chuyển động ô tô lúc bắt đầu phanh, phụ thuộc vào hệ số bám ϕ hệ số tính đến ảnh hưởng khối lượng quay δi Để giảm quãng đường phanh cần giảm hệ số δi , nên cắt ly hợp trước phanh quảng đường phanh ngắn S = Jpmax , tmin , Spmin phụ thuộc vào hệ số bám ϕ , ϕ lại phụ thuộc vào tải trọng tác dụng lên bánh xe, gia tốc chậm dần, thời gian phanh quảng đường phanh phụ thuộc vào trọng lượng toàn G ôtô d) Lực phanh lực phanh riêng Lực phanh lực phanh riêng tiêu đề đánh giá chất lượng phanh Chỉ tiêu dùng thuận lợi thử phanh ôtô bệ thử Lực phanh sinh bánh xe ôtô xác đònh theo biểu thức : Pp = Mp rb Pp – lực phanh ôtô Mp – mômen phanh cấu phanh Rb – bán kính làm việc trung bình bánh xe Lực phanh riêng P lực phanh tính đơn vò trọng lượng toàn G ôtô nghóa P= Pp G Lực phanh riêng cực đại ứng với lực phanh cực đại : Lý thuyết Ô tô 76 Trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM Pmax = Pp max G ϕG =ϕ G = Phân bố lực phanh Muốn đảm bảo phanh có hiệu lực phanh sinh bánh xe trước P p1 bánh xe sau Pp2 phải tuân theo biểu thức M p2 M p1 M p2 M p1 = = Pp rb Pp1 rb1 = Pp Pp1 a − ϕhg b + ϕhg Mp1 – mômen phanh cần sinh bánh xe trước Mp2 _ mômen phanh cần sinh bánh xe sau Như muốn đảm bảo hiệu phanh tốt mômen phanh sinh bánh xe trước Mp1 mômen sinh bánh xe sau M p2 phải tuân theo biểu thức (IX-26) Các giá trò a, b, hg ôtô đònh thay đổi tuỳ theo mức độ vò trí chất tải lên ôtô Mômen phanh cần sinh bánh xe trước M p1 bánh xe sau Mp2 xác đònh từ điều kiện bám theo biểu thức sau : Grbϕ (b + ϕhg ) L Gr ϕ = ϕZ rb = b ( a − ϕhg ) L M p1 = ϕZ rb = M p2 Chống hãm cứng bánh xe phanh Thực tế hệ số bám bánh xe ôtô với mặt đường việc phụ thuộc vào loại đường xá tình trạng mặt đường phụ thuộc nhiều độ trượt bánh xe tương mặt đường trình phanh Độ trượt tương đối λ xác đònh theo biểu thức: v − ω b rb v v – vận tốc ôtô; wb -bán kính làm việc bánh xe phanh; rb – bán kính làm việc bánh xe Hệ số bám dọc hiểu tỷ số lực phanh tiếp tuyến P p tải trọng Gb tác dụng lên bánh xe : λ= ϕx = Lý thuyết Ô tô Pp Gb 77 Trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM Thực nghiệm chứng tỏ giá trò λo thừơng nằm giới hạn 15÷ 25% Ở giá trò độ trượt tối ưu λo đảm bảo hệ số bám dọc có giá trò cực đại mà hệ số bám ngang ϕy giá trò cao Như giữ cho trình phanh xảy độ trượt bánh xe λ0 đạt lực phanh cực đại, Ppmax =ϕxmaxGb nghóa hiệu phanh cao đảm bảo độ ổn đònh tốt phanh Nhiệm vụ hệ thống chống hãm cứng bánh xe phanh giữ cho bánh xe trình phanh độ trượt thay đổi giới hạn hẹp quanh giá trò λ0, nhờ đảm bảo hiệu phanh, tính ổn đònh tính dẫn hướng phanh tốt Để đảm bảo cho bánh xe không bò hãm cứng đảm bảo hiệu phanh cao cần phải điều chỉnh áp suất dẫn động phanh cho độ trượt bánh xe với mặt đường thay đổi quanh giá trò λ0 giới hạn hẹp Các hệ thống chống hãm cứng bánh xe phanh sử dụng nguyên lý điều chỉnh sau đây: − Theo gia tốc chậm dần bánh xe phanh; − Theo giá trò độ trượt cho trước; − Theo giá trò tỉ số vận tốc góc bánh xe với gia tốc chậm dần Hệ thống chống hãm cứng bánh xe phanh gồm phần tử sau: − Cảm biến để phát tín hiệu tình trạng đối tượng cần thông tin, cụ thể tình trạng bánh xe phanh Tùy theo lựa chọn nguyên lý điều chỉnh dùng cảm biến vận tốc góc, cảm biến áp suất dẫn động phanh, cảm biến gia tốc ôtô cảm biến khác − Bộ điều khiển để xử lý thông tin phát lệnh nhả phanh phanh bánh xe(các điều khiển thường loại điện tử) − Bộ thực để thực lệnh điều khiển phát (bộ thực loại thủy lực, loại khí loại hỗn hợp thủy khí) Lý thuyết Ô tô 78 Trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM III SƠ ĐỒ CẤU TẠO HỆ THỐNG PHANH THỦY LỰC Sơ đồ chung Hệ thống phanh bao gồm: − Truyền động phanh: bàn đạp phanh, xylanh chính, bầu chứa dầu, ống dẫn; phanh − Cơ cấu phanh: xylanh làm việc (xylanh con), má phanh, lò xo, trống Nguyên lý làm việc − Khi người lái tác dụng lên bàn đạp thắng, đẩy piston xylanh vào theo hướng ép dầu, tạo áp lực cao xylanh Dầu có áp lực cao theo ống dẫn đến xylanh làm việc bánh xe − Dầu có áp suất cao tác dụng lên bề mặt piston xylanh làm việc, piston thắng lực lò xo đẩy má phanh ép sát vào trống phanh, tiến hành phanh làm tốc độ xe giảm lại trống phanh gắn liền với moa bánh xe − Khi nhả bàn đạp phanh (lúc ngừng phanh), lò xo kéo má phanh vò trí ban đầu, đồng thời ép piston xylanh làm việc trở vò trí ban đầu, đẩy dầu ngược trở xylanh bình chứa dầu Đặc điểm a) Ưu điểm − Phanh đồng thời tất bánh xe với phân bố lực phanh bánh xe theo yêu cầu; − Hiệu suất cao; − Độ nhạy tốt, kết cấu đơn giản; − Có khả dùng nhiều loại xe khác mà cần thay đổi cấu phanh Lý thuyết Ô tô 79 Trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM b) Khuyết điểm − Không thể làm tỷ số truyền lớn được, phanh dầu cường hoá sử dụng xe nhỏ lực tác động lên bàn đạp lớn; − Khi có chỗ hư hỏng hệ thống phanh không làm việc nữa; − Hiệu suất làm việc giảm nhiệt độ thấp Kết cấu chi tiết hệ thống phanh thuỷ lực a) Xylanh Khi đạp phanh, tác dụng cần đẩy piston, piston dòch chuyển sang phía trái, đẩy cuppen bòt lỗ cấp dầu , tạo không gian kín từ cuppen chính, xylanh chính, đường ống, xylanh bánh xe Piston tiếp tục di chuyển nén dầu phanh qua đường ống, đến xylanh đảy má phanh tiếp xúc với tang trống, tiến hành trình phanh Khi phanh, bàn đạp phanh piston dòch chuyển vò trí ban đầu tác dụng lò xo xylanh Không gian làm việc xylanh tăng nhanh, dầu từ xylanh con, đường ống chảy qua van hồi dầu trở xylanh chính; Van hồi dầu (một dạng van chiều) có nhiệm vụ trì áp suất đònh đường ống không phanh, nhằm tránh tượng lọt khí vào đường ống bao kín không tốt p suất giúp cho cuppen xylanh tì sát vào piston xylanh con, piston tựa sát vào đẩy, đẩy tựa sát vào má phanh, cho chuyển động không bò hay trễ bắt đầu phanh Ở phanh dóa, ma sát trở vò trí ban đầu phanh nhờ rơ lỏng bíen dạng cao su bao kín piston công tác, nên áp suất dầu đường ống phải thấp không (không có áp suất dư) Lý thuyết Ô tô 80 Trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM b) Xylanh Được bắt chặt mâm phanh Nhiệm vụ tạo nên lực ép để ép má phanh tiếp xúc vào trống phanh, tạo lực ma sát chúng nhằm làm giảm tốc độ xe Loại xylanh kép: gồm xylanh, hai piston, hai cuppen, lò xo, cao su che bụi chốt đẩy Trên xylanh có lỗ cấp dầu lỗ xả không khí Dầu có áp suất cao nạp vào hai cuppen, đẩy hai piston dòch chuyển tạo nên lực đẩy ép má phanh tiếp xúc vào trống phanh; Khi phanh, piston dòch chuyển vò trí ban đầu nhờ tác dụng lò xo cấu phanh Loại xylanh đơn có cấu tạo nửa xylanh kép c) Má phanh i) Phanh guốc Lò xo vỏ bọc lò xo Miếng khoá Chốt Guốc phanh Tấm dừng Ống dầu Xylanh Vỏ che xylanh Cam điều chỉnh khe hở phanh Lý thuyết Ô tô 81 Trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM ii) Phanh đóa Ống dầu Bulông giữ Bulông dẫn hướng Giá đỡ má phanh Má phanh Vòng giữ má phanh Giá đỡ Vòng bảo vệ piston Vòng đệm piston 10 Piston 11 Nút bảo vệ iii) So sánh phanh đóa với phanh guốc − Có khả tăng diện tích ma sát má phanh nhiều hơn, nhờ giảm áp suất bề mặt ma sát má phanh; − p suất phân bố bề mặt má phanh, má phanh mòn điều chỉnh; Lý thuyết Ô tô 82 Trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM − Bề mặt làm mát lớn điều kiện làm mát tốt (nhất phanh đóa với đóa quay); − Lực chiều trục tác dụng lên đóa cân lực tác dụng thẳng góc với đường trục cấu phanh; − Các chi tiết trạng thái biến dạng thuận lợi Ở phanh đóa, đóa biến dạng theo chiều trục; phanh guốc trống phanh bò biến dạng theo chiều hướng kính làm cho trống phanh bò méo ảnh hưởng đến khe hở bề mặt ma sát má phanh trống phanh; − Có khả làm việc với khe hở bé giảm thời gian tác dụng phanh tăng tỷ số truyền truyền động; − Để đảm bảo moment phanh xe tiến lùi; − Trọng lượng cấu phanh nhỏ có moment phanh d) Cơ cấu điều chỉnh khe hở má phanh trống phanh i) Điều chỉnh bình thường − Dòch chuyển đầu guốc phanh tiến hành xoay cam lệch tâm, hệ thống thắng thuỷ lực; − Đối với hệ thống thắng khí nén, việc điều chỉnh khe hở cách xoay thay đổi góc hợp cam cánh tay đòn; − Ở cấu phanh tự cường hoá, chi tiết điều chỉnh thường làm chung với nối liền guốc phanh; ii) Điều chỉnh tự động − Cơ cấu tự động điều chỉnh khí − Cơ cấu tự điều chỉnh thuỷ lực − Cơ cấu tự điều chỉnh khe hở hệ thống phanh đóa IV HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN Sơ đồ chung Dùng lượng khí nén để tiến hành phanh, người lái nhiều lực để điều khiển phanh Lý thuyết Ô tô 83 Trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM Hệ thống phanh khí bao gồm: − Cơ cấu truyền động phanh: máy nén khí, bầu lọc, bình chứa, bàn đạp phanh, van phân phối, đường ống dẫn; − Cơ cấu phanh: bầu phanh bánh xe, cam phanh, má phanh, lò xo, trống phanh Nguyên lý làm việc − Máy nén khí dẫn động động nén không khí qua bầu lọc để tách chất lỏng lẫn không khí đưa vào bình chứa với áp suất cao − Khi người lái tác động lên bàn đạp phanh, bàn đạp dẫn động van phân phối, mở thông cho khí có áp suất cao từ bình chứa qua đường ống dẫn đến bầu phanh bánh xe − Màng bầu phanh bò ép dẫn động cam phanh xoay thắng lực lò xo, ép má phanh vàp trống phanh để tiến hành trình phanh − Khi nhả bàn đạp phanh (lúc ngừng phanh), van phân phối đóng kín không cho không khí có áp suất cao từ bình chứa đến bầu phanh nữa; mở thông với không khí bên ngoài, áp suất khí bầu phanh giảm, lò xo kéo má phanh vò trí ban đầu, bánh xe quay tự Đặc điểm a) Ưu điểm − Lực tác dụng lên bàn đạp bé; − Có khả điều khiển hệ thống phanh rơ moóc; − Có khả khí hoá trình điều khiển xe sử dụng khí nén cho phận làm việc hệ thống treo loại khí … b) Khuyết điểm − Số lượng cụm nhiều, kích thước lớn giá thành cao; Lý thuyết Ô tô 84 Trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM − Độ nhạy ít, nghóa thời gian hệ thống phanh bắt đầu làm việc kể từ người lái bắt đầu tác dụng lớn Kết cấu chi tiết a) Bơm nén không khí − Thường dùng loại xylanh đặt trước động gần quạt gió, truền động dây đai từ puli cốt máy − Bơm nén không khí có van điều tiết áp suất, van có tác dụng điều chỉnh tự động áp suất không khí nén cần thiết hệ thống phanh b) Bình chứa khí nén − Dùng để chứa lượng không khí nén đủ để phanh 8√10lần, bơm nén không khí không làm việc − Bình chứa không khí nén có phận xả loại chất lỏng có lẫn không khí nén bình c) Van an toàn Dùng để bảo vệ hệ thống khí nén áp suất hệ thống cao, đặc biệt áp suất khí bình chứa cao van điều tiết bơm bò hỏng d) Van phân phối − Khi không phanh: lò xo lõm phía Lúc lò xo đẩy vào đóng van ống dẫn đến bầu phanh Lò xo 10 đẩy lên để đẩy van 11 ống xả mở ra, đòn gánh đẩy lên sát với núm tì lò xo 8, không khí nén bầu phanh qua van 11 theo ống 12 thoát ngoài; − Khi tác dụng vào bàn đạp phanh: đòn điều khiển quay quanh chốt 5, ấn trụ lò xo làm cho lò xo võng xuống, đè đòn gánh xuống Do lò xo 10 yếu lò xo nên đòn gánh đẩy van 11 xuống bòt kín đường khí xả bên 12, không cho khí nén thoát Sau van 11 đóng, đòn gánh tiếp tục ép xuống van mở, cho khí nén từ bình chứa qua cửa van đến bầu phanh bánh xe Như trình phanh tiến hành; − Khi trì lực phanh: áp suất khí nén qua van phân phối vào bầu phanh bão hoà nên phía lò xo có áp lực lớn, đẩy lò xo cong lên Lý thuyết Ô tô 85 Trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM lực đè lên van giảm xuống, đồng thời tác dung lò xo đóng kín van 3, van 11 đóng kín Khí nén lúc không qua van phân phối chưa thoát bên nên trình phanh tiếp tục chân phanh chưa nhả ra; − Khi ngừng phanh: lò xo đẩy trụ vò trí ban đầu kéo lò xo cong lên Lúc đòn gánh từ từ vò trí cũ lò xo 10 đẩy van 11 mở ra, khí nén từ bầu phanh dồn qua van 11 thoát V TR LỰC PHANH Để tăng tính tiện nghi, giảm nhẹ cường độ người lái, người ta dùng trợ lực phanh Bộ trợ lực phanh có dạng sau: − Trợ lực chân không: lượng dùng để trợ lực chênh lệch áp suất khí độ chân không xảy bên piston trợ lực; − Trợ lực áp lực cao: lượng dùng trợ lực chất lỏng khí có áp suất cao áp suất khí Bộ trợ lực chân không Sơ đồ Cấu tạo bao gồm: − Nguồn chân không; Lý thuyết Ô tô 86 Trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM − Cụm van điều khiển; − Xylanh trợ lực Nguyên lý − Ở trạng thái không phanh: vò trí chi tiết hình vẽ Buồng A thông với buồng B qua lỗ K p suất buồng A B nhau, lò xo đẩy piston vò trí bên phải; − Khi đạp bàn đạp phanh, nắp van điều khiển đóng kín lỗ K, ngăn cách hai buồng A B sau mở lỗ E thông buồng B với khí trời Lúc chênh lệch áp suất buồng đẩy piston màng cao su dòch chuyển phía trái, tạo nên khả tăng lực đẩy cho cần xylanh Khi giữ nguyên bàn đạp phanh, trì phanh, hai van đóng − Khi nhả bàn đạp phanh ra, lò xo hồi vò đẩy piston màng cao su bên phải Ban đầu khắc phục khe hở miếng hãm piston, sau đóng lỗ E mở lỗ K Cơ cấu trở lại trạng thái không phanh Mục lục Chương I : TỔNG QUAN VỀ ô tô .2 I NHỮNG yêu cầu chung ĐỐI VỚI ô tô Chất lượng động học ô tô 2 Tính kinh tế nhiên liệu .2 Tính điều khiển ô tô Tính ổn đònh ô tô Tính thông qua Tính êm dòu chuyển động II phương án bố trí động hệ thống truyền lực Bố trí động Bố trí hệ thống truyền lực III nhiệm vụ, yêu cầu hệ thống ô tô Giới thiệu chung .4 Các hệ thống hệ thống truyền động .5 Chương II : học chuyển động thẳng ô tô I tổn thất công suất hệ thống truyền lực ô tô .6 II học lăn bánh xe Động học lăn bánh xe không biến dạng Động học chuyển động bánh xe .7 Hệ số bám lực bám bánh xe Biến dạng bánh xe đàn hồi chòu lực ngang 10 III học chuyển động thẳng bánh xe 11 Các lực tác dụng lên ô tô .11 Lý thuyết Ô tô 87 Trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM Phương trình chuyển động ô tô .14 Đồ thò cân lực kéo 15 Nhân tố động lực học ô tô .16 Sự cân công suất ô tô .16 Chương III : tính kinh tế nhiên liệu ô tô .18 I tiêu kinh tế nhiên liệu 18 II đặc tính tiêu hao nhiên liệu ô tô 19 Những yếu tố ảnh hưởng tới mức tiêu hao nhiên liệu 19 Đồ thò đặc tính kinh tế nhiên liệu ô tô 19 Chương IV : ly hợp 20 I Công dụng, phân loại, yêu cầu 20 Công dụng .20 Yều cầu 20 Phân loại 20 II Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý làm việc ly hợp ma sát .21 Sơ đồ cấu tạo 21 Nguyên lý làm việc 21 III cấu tạo nguyên lý làm việc biến môment thuỷ lực 22 Cấu tạo 22 Nguyên lý làm việc 22 IV nh hưởng ly hợp 25 nh hưởng ly hợp đến gài số .25 nh hưởng ly hợp phanh 26 Chương V : Hộp số hộp phân phối .28 I Công dụng, phân loại, yêu cầu 28 Công dụng .28 Yều cầu 28 Phân loại 28 II Hộp số CƠ KHÍ 29 Cấu tạo chung 29 Nguyên lý làm việc 29 Tỷ số truyền 29 Cấu tạo chi tiết 30 III Hộp số tự động 32 Cấu tạo chung 32 Nguyên lý làm việc 34 IV Hộp phân phối 35 Công dụng .35 Phân loại 35 Chương VI : TRục đăng .37 I Công dụng, phân loại, yêu cầu 37 Công dụng .37 Yều cầu 37 Phân loại 37 Lý thuyết Ô tô 88 Trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM II Cấu tạo .38 Trục đăng 38 Khớp đăng 39 Khớp liên kết di động .42 Bạc đạn đỡ trục đăng .42 III Số vòng quay nguy hiểm 42 Chương VII : cầu chủ động 44 I công dụng, phân loại, yêu cầu 44 Công dụng .44 Yều cầu 44 Phân loại 44 II Sơ đồ cấu tạo 44 Bộ truyền lực 45 Bộ vi sai 45 III nh hưởng vi sai đến tính động ô tô .47 Chương VIII : dao động hệ thống treo ô tô 48 I tiêu độ êm dòu 48 Tần số dao động thích hợp .48 Gia tốc thích hợp .48 Chỉ tiêu tính êm dòu chuyển động 48 II hệ thống treo ô tô .49 Công dụng, phân loại, yêu cầu 49 Kết cấu chung 50 Hệ thống treo phụ thuộc 51 Hệ thống treo độc lập .52 III Cấu tạo, đặc tính phận đàn hồi 56 Công dụng .56 Phân loại 57 IV cấu tạo đặc tính Bộ phận dẫn hướng 58 Công dụng .58 Phân loại 58 V cấu tạo đặc tính Giảm chấn 59 Công dụng .59 Phân loại 59 Cấu tạo đặc tính 60 Đặc điểm 60 Chương IX : quay vòng ô tô – hệ thống lái .61 I động học động lực học quay vòng 61 II góc lắp đặt bánh xe dẫn hướng 62 Góc nghiêng dọc trụ quay đứng - Caster 62 Góc nghiêng ngang trụ quay đứng – King pin inclination 63 Góc nghiêng ngang bánh xe – Camber 63 Độ chụm bánh xe - Toe in .64 Góc tổng hợp 65 Lý thuyết Ô tô 89 Trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM III cấu tạo hệ thống lái 65 Công dụng, yêu cầu, phân loại 65 Sơ đồ chung .66 Cơ cấu lái 66 Truyền động lái 69 Bộ phận trợ lực lái 70 Chương X : phanh ô tô 73 I công dụng, yêu cầu, phân loại 73 Công dụng .73 Yêu cầu 73 Phân loại 74 II Lý thuyết trình phanh 74 Lực phanh momen phanh 74 Chỉ tiêu đánh giá 75 Phân bố lực phanh 77 Chống hãm cứng bánh xe phanh .77 III Sơ đồ cấu tạo hệ thống phanh thủy lực 79 Sơ đồ chung .79 Nguyên lý làm việc 79 Đặc điểm 79 Kết cấu chi tiết hệ thống phanh thuỷ lực 80 IV Hệ thống phanh khí nén 83 Sơ đồ chung .83 Nguyên lý làm việc 84 Đặc điểm 84 Kết cấu chi tiết 85 V Trợ lực phanh .86 Bộ trợ lực chân không 86 Lý thuyết Ô tô 90 [...]... thò như sau: Qđ = Lý thuyết Ô tô g e N e T g e N e GT T = = (l/m) Sρ n S ρ n v.ρ n 18 Trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM II ĐẶC TÍNH TIÊU HAO NHIÊN LIỆU CỦA Ô TÔ 1 Những yếu tố ảnh hưởng tới mức tiêu hao nhiên liệu Trong quá trình ô tô chuyển động, công suất của động cơ được sử dụng để thắng tất cả các lực cản chuyển động Trường hợp ô tô không kéo rơ-mooc ta có phương trình cân bằng công suất sau: Ne... tô 15 Trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM động lực của các ô tô khác nhau về chủng loại, vì trò số lực kéo của chúng có thể khác nhau rất nhiều 4 Nhân tố động lực học của ô tô Để đánh giá đúng chất lượng động lực của ô tô này so với ô tô khác, phải dùng khái niệm “hệ số nhân tố động lực học” của ô tô Hệ số này được xác đònh bằng tỷ số giữa P k - Pω và trọng lượng toàn bộ của ô tô G; và được ký hiệu là... quán tính của ô tô  Lực cản lại chuyển động của ô tô khi tăng tốc  Lực chủ động khi ô tô giảm tốc Theo phương trình trên, ô tô chỉ có thể chuyển động được khi điều kiện sau được thoả mãn: Pk ≥ Pψ + P ω Điều kiện trên là cần nhưng chưa đủ để đảm bảo sự chuyển động của ô tô, điều kiện đủ chỉ có thể có được khi các bánh xe chủ động không bò trượt quay Vì vậy, điều kiện cần và đủ để ô tô chuyển động được... của ô tô sẽ không bò gãy khi phanh nữa Lý thuyết Ô tô 27 Trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM CHƯƠNG V : I HỘP SỐ VÀ HỘP PHÂN PHỐI CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU 1 Công dụng Dùng để tăng lực kéo cần thiết để thắng sức cản chuyển động tăng lên của ô tô và đảm bảo cho tô chuyển động với vận tốc thấp, chuyển động lùi và đảm bảo cắt lâu dài động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực khi cần thiết để động cơ chạy không... Phương trình chuyển động của ô tô Đẳng thức biểu thò sự cân bằng giữa lực chủ động và các lực cản chuyển động của ô tô được gọi là phương trình chuyển động của ô tô Phương trình này cho phép xác đònh chuyển động thẳng của ô tô ở từng thời điểm P k = Pf + Pω ± P i ± P j Pk: lực kéo tiếp tuyến Pf: lực cản lăn Pω lực cản của gió Pi: lực cản khi lên dốc hoặc lực chủ động khi xuống dốc Pj: lực quán tính của ô. .. ở vò trí mở tối đa là khi công suất N k bằng tổng công suất (Nψ + Nω) (điểm A trên đồ thò) c) Ý nghóa của đồ thò công suất − Xác đònh được tốc độ tối đa của ô tô trên mỗi loại đường đã cho hoặc ngược lại; − Xác đònh được tỷ số truyền hợp lý nhất ứng với từng loại đường; − Xác đònh được khả năng tăng tốc, leo dốc hoặc kéo rơ-mooc của ô tô Lý thuyết Ô tô 17 Trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM CHƯƠNG III... động cơ không lên ga quá cao ii) Ưu nhược điểm ♦ Ưu điểm − Cho phép khởi động động cơ và dừng ô tô khi đang gài số, vì giữa động cơ và hệ thống truyền lực không có sự nối cứng; − Khi tăng sức cản chuyển động của ô tô thậm chí cho đến khi ô tô dừng lại thì được vẫn không bò tắt máy; − Giảm khá nhiều tải trọng động lên động cơ và hệ thống truyền động khi thay đổi đột ngột chế độ làm việc của ô tô do đó... của ô tô: giao điểm của hai đường cong P k và (Pψ + Pω) − Xác đònh lực cản lớn nhất của đường mà ô tô có thể khắc phục được; − Xác đònh khả năng trượt quay của các bánh xe chủ động trên một loại đường cụ thể nào đó Phương pháp cân bằng lực trình bày ở đồ thò trên được sử dụng thuận lợi khi phân tích khả năng động lực của một ô tô cụ thể; nhưng sẽ gặp khó khăn khi cần so sánh khả năng Lý thuyết Ô tô 15... liệu trong trường hợp ô tô chuyển động đều trên mặt đường có hệ số cản chuyển động không đổi Vì vậy, sử dụng đường đặc tính này để tính mức tiêu hao nhiên liệu trong điều kiện sử dụng là không thể được, vì nó đã không tính đến sự thay đổi của điều kiện đường sá khi xe chuyển động Lý thuyết Ô tô 19 Trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM CHƯƠNG IV : I LY HP CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU 1 Công dụng Dùng để nối... trò của nó lớn hơn tổng Pψ + Pω thì sẽ làm cho ô tô tăng tốc và quá trình này sẽ còn tiếp tục diễn biến cho tới khi lực kéo tiếp tuyến bằng với lực bám Pφ Tới đây, nếu tiếp tục tăng thêm lực kéo Pk thì sẽ gây ra sự trượt quay của bánh xe chủ động Lý thuyết Ô tô 14 Trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM 3 Đồ thò cân bằng lực kéo Phương trình chuyển động của ô tô nếu được biểu diễn dưới dạng đồ thò được gọi