BBài giảng cấu tạo ô tô

Bộ giáo dục v đo tạo

Trờng đại học giao thông vận tải
Bộ MÔN CƠ kHí ô tô
----*****----

Bi giảng
Cấu tạo ô tô

Môn học : cấu
Số tiết
: 60

tạo ô tô

Trơng Mạnh Hùng
: Cơ khí Ôtô

Giảng viên :
Bộ môn

Hà Nội -2006

1


đại cơng về ô tô
Suốt thế kỷ XIX, ngnh vận tải đã tiến hnh các cuộc cách mạng. Đầu tiên l ngnh
đờng sắt, đó l các đầu máy có khả năng vận chuyển những khối hng khổng lồ. Cuối thế
kỷ XIX, sự vận chuyển bằng đờng bộ cũng bắt đầu tiến bộ với sự phát triển của xe hơi.
Vận chuyển hng không, bằng hình thức khí cầu cũng đã bắt đầu. Nhng bớc đột phá đó

l chiếc phi cơ vận hnh động lực đầu tiên do hai anh em nh Wright ở Hoa Kỳ sáng chế.
Sự vận chuyển đờng thuỷ có khuynh hớng chậm hơn, bởi sự ma sát với nớc. Tốc độ của
tu thuyền không cải thiện đợc nhiều so với trớc đây, những loại tu hiện đại chỉ đáp ứng
vận tải trên các đoạn đờng ngắn ( tu cánh ngầm, tu đệm không khí ).
Các loại phơng tiện vận tải.
Có thể phân loại phơng tiện vận tải theo những loại chính sau:
+ Phơng tiện vận tải đờng bộ.
+ Phơng tiện vận tải đờng sắt.
+ Phơng tiện vận tải đờng thuỷ.
+ Phơng tiện vận tải hng không.
Ô tô l phơng tiện cơ giới đờng bộ dùng để chở ngời, hng hoá hoặc phục vụ thực hiện
một nhiệm vụ đặc biệt.
Lịch sử phát triển phơng tiện vận tải ô tô.
Năm 1650 chiếc xe có bốn bánh vận chuyển bằng các lò xo tích năng đợc thiết kế bởi
nghệ sỹ, nh phát minh ngời ý Leonardo da Vinci. Sau đó l sự phát triển của nguồn động
lực cho ôtô : động cơ gió, động có không khí nén. Năm 1769 đánh dấu sự ra đời của động
cơ máy hơi nớc ( khói đen, ồn , khó vận hnh.. ) v vo thời kỳ ny chiếc ô tô tải đầu tiên
ra đời.
Năm 1860 động cơ bốn kỳ chạy ga ra đời đánh dấu cho sự ra đời của ô tô con
( loại
xe ny dùng cho giới thợng lu ngời Pháp).
Năm 1864 động cơ bốn kỳ chạy xăng ra đời v sau 10 năm loại xe với động cơ ny đạt
đợc công suất 20 kw v có thể đạt vận tốc 40 km/h.
Năm 1885, Karl Benz chế tạo một chiếc xe có một máy xăng nhỏ đó l chiếc ô tô đầu
tiên.
Năm 1891 ô tô điện ra đời ở Mỹ do hãng Morris et Salon ở Philadel sản xuất.
Sau khi lốp khí nén ra đời, 1892 Rudolf Diesel đã cho ra đời động cơ Diesel v đã cho
chế tạo hng loạt. Vo thời gian ny, đã hình thnh tổng thể ôtô con, ôtô tải, ôtô chở ngời
với lốp khí nén.
Cuộc cách mạng xe hơi chỉ bắt đầu vo 1896 do Henry Ford hon thiện v bắt đầu lắp

ráp hng loạt lớn. Vo nhng năm tiếp theo l sự ra đời các loại xe hơi của các hãng
Renault v Mercedes (1901). Peugeot (1911).
Ngy nay chiếc ô tô không ngừng phát triển v hiện đại, công nghiệp xe hơi đã trở
thnh ngnh công nghiệp đa ngnh.
Xe hơi có hộp số tự động ra đời vo năm 1934
Năm 1967 xe hơi có hệ thống phun xăng cơ khí.
Ô tô phát triển đi cùng với tính năng an ton: 1971 ABS: Anti-lock Brake System (hệ
thống trống bó cứng bánh xe khi phanh),1979 (Đk kỹ thuật số ), EBD: Electronic Brake
Distrition (phân phối lực phanh điện tử), TRC: Traction Control (điều khiển lực kéo), điều
khiển thân xe:Active Body Control (ABC)....
Tốc độ của xe cũng đợc cải thiện không ngừng: Năm 1993 vận tốc của xe đạt 320 km/h
v đến năm 1998, VMax= 378 km/h. Cho đến nay ô tô có thể đạt tốc độ lớn hơn 400km/h.

2


I. Khái niệm, phân loại
1.1. Khái niệm
Ô tô l phơng tiện cơ giới đờng bộ dùng để chở ngời, hng hoá hoặc phục vụ thực
hiện một nhiệm vụ đặc biệt.
1.2. Phân loại
a. Phân loại theo mục đích sử dụng.

b. Phân loại theo loại nhiên liệu dùng

3


Logo mét sè « t«

4


II. Cấu tạo chung ô tô
Ô tô cấu tạo gồm các phần sau:
+ Động cơ.
+ Phần gầm
+ Phần thân vỏ
+ Phần hệ thống điện (không học trong học phần ny có môn học riêng)
2.1. Động cơ
Động cơ l nguồn động lực phát ra năng lợng để ô tô hoạt động. Động cơ thờng dùng
trên ô tô l động cơ đốt trong kiểu piston.
Nhiên liệu dùng cho động cơ: Xăng, Diesel, khí ga...
Các bộ phận chính của động cơ:
- Thân vỏ động cơ.
- Cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền
- Cơ cấu phối khí
- Hệ thống cung cấp nhiên liệu
- Hệ thống lm mát
- Hệ thống bôi trơn
- Hệ thống điện.
2.2. Gầm ô tô
- Hệ thống truyền lực
- Các bộ phận chuyển động
- Các hệ thống điều khiển
2.3. Thân vỏ
Dùng để chứa ngời lái hnh khách, hng hoá
- Ô tô tải: Cabin + thùng chứa hng
- Ô tô chở ngời: Khoang ngời lái + khoang hnh khách
2.4. Hệ thống điện.

- Hệ thống điện động cơ: Hệ thống khởi động, hệ thống nạp, hệ thống đánh lửa động
cơ xăng.
- Hệ thống điện thân xe: Hệ thống chiếu sáng, hệ thống gạt nớc ma, hệ thống điều
khiển khác...
III. Bố trí chung của ô tô
3.1. Bố trí động cơ.
+ Vị trí đặt động cơ: Đặt trớc, đặt giữa đặt sau ô tô
+ Bố trí: Ngang, dọc ô tô
a. Ô tô con:

5


1.
2.
3.
4.

Động cơ đặt trớc cầu trớc chủ động- động cơ đặt ngang
Động cơ đặt trớc- cầu sau chủ động, động cơ đặt dọc
Động cơ đặt sau cầu sau chủ động
Động cơ đặt trớc hai cầu chủ động.

b. Ô tô khách

a)

b)

c)

c. Ô tô tải

e)

f)

6


Chơng I: Động cơ ô tô
Hiện nay động cơ thờng đợc sử trên các ô tô l động cơ đốt trong kiểu piston, nhiên
liệu dùng cho loại động cơ ny l xăng, Diesel, khí ga, khí H2... Ngoi động cơ đốt trong,
trên một số ô tô còn sử dụng động cơ lai (Hybrid), động cơ điện.
Trong bi giảng ny chỉ giới thiệu về động cơ đốt trong kiểu piston.
1.1. Những vấn đề chung về động cơ đốt trong
Động cơ đốt trong nói chung, động cơ xăng v động cơ Diesel nói riêng kiểu piston
thuộc loại động cơ nhiệt, hoạt động nhờ quá trình biến đổi hoá năng thnh nhiệt năng do
nhiên liệu trong buồng kín bị đốt cháy rồi chuyển sang dạng cơ năng. Ton bộ quá trình ny
đợc thực hiện trong buồng kín của xy lanh động cơ
Trên ô tô động cơ l bộ phận quan trọng quyết định đến các thông số cơ bản của ô tô
nh: công suất, tốc độ, trọng lợng hng hoá hay hnh khách chuyên chở của ô tô v các
tính năng khác. Có tác động trực tiếp đến môi trờng: gây ồn, gây ô nhiểm mối trờng... do
khí thải gây ra. Vì vậy, động cơ chiếm số % lớn về giá thnh của cả ô tô (20ữ30%).
a. Phân loại động cơ:
+ Phân loại theo nhiên liệu :
- Động cơ xăng

ng c INNOVA

7


-

Động cơ Diesel KAMAZ V8

- Động cơ dùng nhiên liệu khí (ga, H2..)
- Động cơ Hybrid:

+ Phân loại theo chu chình hoạt động:
- Động cơ hai kỳ: Hiện nay không còn sử dụng trên ô tô
- Động cơ bốn kỳ: Đang đợc sử dụng phổ biến trên các ôtô.
+ Phân loại theo cách bố trí xy lanh:
Động cơ ô tô thờng có nhiều hơn một xy lanh, có thể l: 3, 4, 6, 8,10, 12,...Do vậy, cần
xắp xếp vị trí của các xy lanh hợp lý để đảm bảo động cơ lm việc hiệu quả. Hiện nay xy
lanh đợc bố trí theo hai cách :
- Động cơ có xy lanh bố trí thẳng hng: Với động có có số xy lanh 6

8


Động cơ xy lanh bố trí chữ V :Với động có có số xy lanh 6 (động cơ chữ V thờng
có ký hiệu ở bên ngoi thân vỏ ô tô. Ví dụ:V6 24V).
b. Cấu tạo chung động cơ
Các bộ phận chính của động cơ:
- Thân vỏ động cơ.
- Cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền
- Cơ cấu phối khí
- Hệ thống cung cấp nhiên liệu

- Hệ thống lm mát
- Hệ thống bôi trơn
- Hệ thống điện.(không giới thiệu ở bi giảng ny)
- Hệ thống điều khiển động cơ.
c. Một số khái niệm và chỉ tiêu kỹ thuật của động cơ đốt trong kiểu piston:
-

- Điểm chết : L vị trí m tại đó piston đổi chiều chuyển động( không chuyển động tiếp
đợc nữa). Có điểm chết dới ( ĐCD) v điểm chết trên ( ĐCT), khi piston ở vị trí ny thì thể
tích của buồng công tác đạt giá trị Vmax v Vmin.
Khoảng cách giữa hai điểm chết gọi l hnh trình piston ( S).
- Kỳ : l một phần của chu trình công tác xảy ra trong thời gian piston dịch chuyển một
hnh trình.
- Chu trình công tác:
- Thể tích công tác xy lanh: L thể tích của buồng xy lanh v piston giữa hai điểm chết
D 2
Vh =
S ( D: đờng kính xy lanh, S l hnh trình piston)
4
V
- Tỷ số nén : l tỷ số giữa Vmax v Vmin: = max
Vmin
- Công suất, Mômen xoắn cực đại, số vòng quay cực đại: (Kw; N.m; v/p)
- Lợng tiêu hao nhiên liệu: (g/Kwh, lit/100km)

9


Thông số động cơ:
ng c

S xy lanh v cỏch b trớ
C cu phi khớ
Dung tớch xi lanh [cm3 ]
ng kớnh x hnh trỡnh [mm]
T s nộn
H thng nhiờn liu
H thng ỏnh la
Cụng sut phỏt ti a SAE-NET
[HP / rpm]
Mụ men xon ti a SAE-NET
[Kgãm / rpm]
M
Np
Thi
úng
im
M
phi khớ X
úng
nht/cp ca du bụi trn

1TR-FE
(INNOVA)
4-xi lanh thng hng
16-xu pỏp, cam kộp DOHC cú
VVT-i, dn ng xớch

7KE
(Zace)
4-xi lanh thng hng

8-valve, OHV, dn ng
xớch

1,998
86.0 x 86.0
9.8
L-EFI (Lucft)
DIS

1,781
80.5 X 87.5
9.1
D-EFI (Druck)
Dựng b chia in

134 / 5,600

82.0 / 4,800

18.2 / 4,000

14.0 / 2,800

52~0o BTDC
12 ~ 64 ABDC

15o BTDC
o
51 ABDC

44 BBDC

49 BBTC

8 ATDC
5W-30 / API SL, SJ, EC or
ILSAC

17 ATDC
5W-30 / API SL, SJ, EC or
ILSAC

o

o

Một số từ viết tắt thờng dùng:
BDC : Bottom Dead Center
TDC : Top Dead Center
DOHC: Dual Overhead Camshaft
EFI : Electronic Fuel Injection
ESA : Electronic Spark System: Đánh lửa điện tử
ECT : Electronic Controlled Transmisson
TRC : Traction Control (điều khiển lực kéo)
EBD : Electronic Brake Distrition(phân phối lực phanh điện tử),
ABC : Active Body Control (điều khiển thân xe)
MT : Manual Transmisson
AT : Automatic Transmisson
SRS : Supplemental Sestraint System: Hệ thống an ton bị động túi khí
VVT-I: Variable Valve Timinh- Intelligent

A/C...iu hũa khụng khớ
TCV...Van iu khin thi im phun
EDU...B dn ng bng in t
VRV...Van iu chnh chõn khụng
E/G...ng c
VSV...Van chuyn mch chõn khụng
EGR...H thng tun hon khớ x
ISC...iu khin tc khụng ti
SCV...Van iu khin hỳt
SPV...Van iu khin lng phun

10


11


CAMRY 2004

CAMRY 2004

§éng c¬ cã Piston quay

12


1.2. Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền
1.2.1. Thân v nắp động cơ.
a. Thân động cơ
+ Nhiệm vụ:

- Thân động cơ l giá đỡ để bắt các chi tiết, bộ phận của động cơ.
- Chịu bộ phận lực của động cơ.
- Bố trí tơng quan các bộ phận, chi tiết của động cơ: Trục khuỷu, trục cam, xi lanh...
- Chứa các đờng ống nớc, áo nớc lm mát cho động cơ
+ Cấu tạo:
- Thân động cơ đợc đúc thnh một khối liền, trong có các lỗ xi lanh(lỗ lắp ống lót xi lanh),
có các đờng nớc lm mát đi qua, đờng ống dẫn dầu bôi trơn, v các vị trí để lắp đặt
các bộ phận khác. Vật liệu chế tạo thân động cơ thờng l gang hợp kim hoặc hợp kim
nhôm.
- Động cơ dùng trên ô tô thờng có số xi lanh nhiều hơn hai, các xi lanh đợc xếp thnh
dãy thẳng hnh hoặc đợc xếp theo hình chữ V, W.

Thân động cơ chữ W 12 xi
l h

Thân động cơ chữ V

13


ThÐp ®óc

§éng c¬ lμm m¸t b»ng giã

14


Phần đậy kín phía dới thân máy đợc gọi l các te. Các te dùng để chứa dầu bôi trơn động
cơ

Động cơ MITSUBISI
b. Nắp máy (nắp xi lanh)
+ Nhiệm vụ:
- Cùng với xilanh tạo thnh buồng đốt động cơ
- Lm giá đỡ để bắt các bộ phận khác.
- Chịu lực
- Bố trí tơng quan: trục cam, xúppáp, buồng cháy...
- Chứa các đờng nớc lm mát, dầu bôi trơn động cơ.
+ Cấu tạo:
Nắp máy đợc đúc liền khối với động cơ xilanh thẳng hng hoặc đúc riêng mỗi nắp cho
một xilanh.

15


Gi÷a n¾p m¸y vμ th©n m¸y cã l¾p ®Öm lμm kÝn (gio¨ng quyl¸t)

16


1.2.2. Nhóm Piston
Nhóm Piston gồm: Piston, vòng găng(xéc măng), v chốt Piston
a. Piston:
+ Nhiệm vụ:
- Nén hỗn hợp (không khí - nhiên liệu) trong kỳ nén
- Tiếp nhận áp suất khí cháy chuyển động sinh công cơ học truyền qua chốt Piston, thanh
tới trục khuỷu động cơ
+ Cấu tạo:

17

Corola

18


§Ó gi¶m tiÕng gâ khi Piston lμm viÖc chèt Piston ®−îc chÕ t¹o lÖch t©m.

19


b. Xéc măng
+ Nhiệm vụ: có hai loại xéc măng xéc măng khí(hơi), xéc măng dầu
- Xéc măng khí: lm kín buồng cháy, ngăn không cho khí cháy lọt xuống cácte dầu
- Xéc măng dầu: gạt dầu bôi trơn xilanh v piston đồng thời ngăn không cho dầu bôi trơn
lọt lên buồng cháy.
+ Cấu tạo:

[Xộc móng ng sut thp]
Xộc mng hi s 1
c x lý PVD*
Xộc mng hi s 2
c m Chrome
Xộc mng du

*PVD: Physical Vapor Deposition

20