KẾT CẤU CẤU TẠO ÔTÔ

KẾT CẤU ÔTÔ
CƠ BẢN


KẾT CẤU Ô TÔ

CHƯƠNG 1
CẤU TẠO CHUNG CỦA Ô TÔ
1.1. CẤU TẠO CHUNG CỦA Ô TÔ
Ô tô là một loại phương tiện giao thông vận tải có khả năng chuyên chở hàng hoá,
người. Ô tô được bố trí nguồn năng lượng tạo động lực để thực hiện khả năng tự
chuyển động trên nền đường. Nguồn động lực đặt trên ô tô gọi tên là động cơ. Động
cơ được sử dụng có thể là động cơ đốt trong, động cơ điện …. Ngày nay phổ biến sử
dụng là động cơ đốt trong (xăng hay diesel).
Để di chuyển trên nền đường, ô tô sử dụng các bánh xe lăn tròn đặt song song với
trục dọc toàn xe. Trục quay của các bánh xe được gọi là cầu xe. Các bánh xe được nối
với động cơ thông qua hệ thống truyền lực. Động cơ của ô tô tạo nên mômen quay, một
số hay tất cả bánh xe nối với nguồn động lực và thực hiện chuyển động quay. Nhờ quan
hệ tương tác của bánh xe quay trên nền cố định tạo nên sự dịch chuyển của tâm bánh xe
và mang theo toàn bộ thân xe chuyển động tịnh tiến, do vậy nó là phương tiện giao
thông đường bộ.
Trên ô tô số lượng cầu xe tối thiểu là hai, một số ô tô có số lượng nhiều hơn, trong
đó mỗi cầu xe có hai đầu trục lắp với bánh xe. Các đầu trục nối với nguồn động lực
được gọi là đầu trục chủ động hay cầu chủ động. Như vậy tối thiểu trên ô tô phải có
một cầu chủ động.
Thân xe là nơi xếp hàng hoá hay tạo nên các chỗ đặt ghế ngồi thực hiện chức năng
chuyên chở. Sự chuyên chở được gọi bằng thuật ngữ „vận tải“, nói lên công dụng của ô
tô. Cấu tạo của thân xe rất đa dạng và phục vụ mục đích vận tải yêu cầu. Năng lượng
dùng để di chuyển hàng hoá và bản thân ô tô được thực hiện trên cơ sở năng lượng do
nguồn động lực sinh ra, với động cơ đốt trong là năng lượng nhiệt khi đốt cháy nhiên
liệu (xăng hay diesel) chuyển thành cơ năng (tạo nên momen quay), với động cơ điện,

năng lượng điện cũng biến đổi thành cơ năng, …. Như vậy nguồn năng lượng hữu ích
dùng để chuyên chở chỉ là một phần của toàn bộ năng lượng do động cơ sinh ra.
Khả năng di chuyển linh hoạt của ô tô trên nền đường được thực hiện bằng việc
thay đổi tốc độ chuyển động và hướng chuyển động.
Việc thay đổi tốc độ chuyển động của ô tô có thể nhờ:
 thay đổi mức độ chuyển hoá nhiệt năng, tức là thay đổi tốc độ quay và momen
quay bên trong động cơ thông qua cơ cấu điều khiển (bàn đạp chân ga),
 hoặc là dùng cơ cấu tiêu hao động năng trên các bánh xe (cơ cấu phanh) hay hệ
thống truyền lực để điều chỉnh tốc độ chuyển động của ô tô qua cơ cấu điều
khiển (bàn đạp phanh, tay phanh ….).
Việc thay đổi hướng chuyển động của ô tô nhờ hệ thống lái (qua vành lái).
Sự hoạt động của ô tô trên đường rất đa dạng, do vậy cấu tạo của ô tô còn đáp ứng
khả năng điều khiển như: phanh ô tô đến tốc độ nào đó hay chuyển hướng linh hoạt ô tô
khi cần thiết. Kết cấu như vậy được tổ hợp trong các chức năng của hệ thống phanh và
hệ thống lái, gọi chung là hệ thống điều khiển.
12


CHƯƠNG 1: Cấu tạo chung của ô tô

Do tính chất phức tạp của nền đường chuyển động, trên ô tô còn bố trí hệ thống
liên kết giữa bánh xe và thân xe, hệ thống này được gọi là hệ thống treo. Trong hệ
thống treo bánh xe được liên kết mềm với thân xe và lốp cao su có chứa khí nén, giúp
cho thân xe không bị va đập mạnh bởi các mấp mô của mặt đường đảm bảo thân xe
chuyển động “êm dịu” bảo vệ tốt hàng hoá và người, hạn chế tải trọng phá hỏng nền.
Ô tô là phương tiện cơ động thường xuyên hoạt động trong cộng đồng, do vậy cấu
tạo của ô tô còn có các thiết bị báo như: tín hiệu đèn (ánh sáng) hay tín hiệu âm thanh
(còi) …. được gọi chung là hệ thống tín hiệu. Cùng với hệ thống tín hiệu, hệ thống
chiếu sáng giúp cho ô tô có khả năng hoạt động trong mọi điều kiện cần thiết. Để đảm
bảo cho các hệ thống có thể làm việc ngay cả khi động cơ làm việc hay không làm việc

trên ô tô còn có hệ thống điện. Ngày nay nhu cầu sử dụng của ô tô ngày càng nâng cao,
một hay nhiều hệ thống có thể ở dạng điều khiển tự động hiện đại. Các hệ thống tự động
điều khiển thường gặp như: chuyển số tự động, phanh chống trượt lết, chống trượt quay,
thay đổi độ cứng của hệ thống treo …, phần lớn đều dùng các liên hợp cơ khí, khí nén
hay thuỷ lực với hệ thống điện tử tạo nên các chức năng tối ưu cho hoạt động của ô tô.
Tổng quát có thể mô tả cấu tạo của ô tô bao gồm các phần chính (hình 1.1): động
cơ (1), hệ thống truyền lực (2), thân xe (3), hệ thống điều khiển (phanh, lái) (4), hệ
thống treo (5), hệ thống điện, điện tử (7), bánh xe (6).

2

1

3

3

4

6

4

5

5

7
1

2

7

6

Hình 1.1: Cấu tạo chung của ô tô
1. Động cơ
2. Hệ thống truyền lực

3. Thân xe
4. Hệ thống phanh, lái

5. Hệ thống treo
6. Bánh xe

7. Hệ thống điện,
điện tử

Mức độ phức tạp của các cấu trúc tuỳ thuộc vào khả năng hoàn thiện nhằm thoả
mãn tối đa mục đích sử dụng của con người. Để xem xét và đánh giá cấu trúc cần thiết
phải dựa trên các mục đích sử dụng của ô tô.
Ô tô là một phương tiện vận tải đường bộ được hình thành trên cơ sở tính năng kỹ
thuật vận tải yêu cầu. Tính năng kỹ thuật vận tải tuỳ thuộc vào công dụng, được phân
chia thành nhóm và xem xét theo phân loại: ô tô con, ô tô chở người, ô tô tải ….
1.2. PHÂN LOẠI Ô TÔ THEO CÔNG DỤNG (ISO 6549)
Ký hiệu phân loại chung các phương tiện giao thông đường bộ được tiến hành theo
công dụng: loại L: cho xe có bố trí động cơ 2, 3 bánh, M: cho ô tô 4 bánh dùng vận
chuyển người, N: cho ô tô (4 bánh hay nhiều hơn) dùng vận chuyển hàng hoá, T: cho
máy kéo, O cho phần nối của xe kéo, R cho tất cả các phương tiện còn lại.

13


KẾT CẤU Ô TÔ

Phân loại ô tô bao gồm: ô tô con dùng cho vận chuyển người (cá nhân hay nhóm
nhỏ) bảng 1.1, ô tô chở người - bảng 1.2, ô tô tải - bảng 1.3, rơ moóc - bảng 1.4 và
đoàn xe - bảng 1.5.
Bảng 1.1: Bảng phân loại cho ô tô con

Số TT
1
2
3

Tên gọi
Sedan,
Saloon
Convertible
saloon
Pullman saloon

4

Coupé

5

Convertible,

Roadster, Cabriolet

6

Station wagon Kombi
Truck Station wagon
Kombi chở người
Special passenger car,
Pick-up
Multi-purpose car
Ô tô đa dụng

7
8
9

Đặc điểm
Vỏ cứng, 24 cửa, 45
chỗ ngồi
Vỏ cứng, 24 cửa, 46
chỗ ngồi
Vỏ cứng, 46 cửa lớn, 46
chỗ ngồi
Vỏ cứng 2 ghế,
2 cửa
Ô tô mui trần, mui dạng
xếp, rời, 2 ghế, 2 cửa
Vỏ cứng khoang sau rộng
4 cửa bên, 1 cửa sau
Vỏ cứng, 24 cửa bên,1

cửa sau, không gian rộng
Bán tải, khoang chuyên
dùng, 24 cửa bên
Chở người, chở hàng,đi
được ở nhiều địa hình

Hinh dáng

Bảng 1.2: Bảng phân loại cho ô tô chở người
Số TT
1

Minibus

2

City bus

3

Bus, Autocar

4
5

14

Tên gọi

Line Bus,

Autocar
Articulated bus
Two section

6

Trolley bus

7

Special bus

Đặc điểm
Ô tô chở người loại nhỏ,
9 17 chỗ ngồi
Ô tô chở người
thành phố
Ô tô chở người liên tỉnh
2 cửa bên
Ô tô chở người đường
dài 2 cửa bên nhỏ
Ô tô chở người thành
phố hai thân dính liền
Ô tô điện chở người
trong thành phố
Ô tô chở người chuyên
dụng có đầy đủ tiện nghi

Hinh dáng

CHƯƠNG 1: Cấu tạo chung của ô tô

Bảng 1.3: Bảng phân loại cho ô tô tải
Số TT
1
2
3
4

Tên gọi
General purpose
goods vehicle
Special
commercial vehicle
Trailer towing
vehicle
Semi - Trailer
towing vehicle

Đặc điểm
ô tô đa dụng, có buồng lái và
khoang chứa hàng
Chuyên dụng, có buồng lái,
khoang chứa chuyên dụng
ô tô dùng để kéo rơ moóc, có
buồng lái và thùng ngắn
Đầu kéo, ô tô kéo bán moóc,
có buồng lái, mâm xoay

Hinh dáng

Bảng 1.4: Bảng phân loại cho bán rơ moóc, rơ moóc
SốTT
1
2

Tên gọi
Rigid drawbar
trailer
Center axle
trailer

3

Caravan

4

Goods trailer

5

Special trailer

6

Bus trailer

Đặc điểm

Bán rơmooc 1 trục và đầu nối,
thùng chở hàng
Bán rơmooc nhiều trục, đầu
nối, thùng chở hàng
Bán rơmoóc chở người: đầu
nối, thùng chở người
Rơmooc hai trục: cầu dẫn
hướng, thùng chở hàng
Rơmooc chuyên dụng: cầu dẫn
hướng, thùng chuyên dụng
Rơmooc chở người: cầu dẫn
hướng, thùng chở người

Hinh dáng

Bảng 1.5: Bảng phân loại cho đoàn xe
Số TT
1
2
3
4
5
6

Tên gọi
Passeger car
combination
Passeger road
train
Road train

Articulated
vehicle
Double road
train
Platform road
train

Đặc điểm
Đoàn xe: ô tô kéo và
bán moóc một trục
Đoàn xe rời: xe kéo và
rơ moóc chở người
Đoàn xe tải: xe kéo và
rơ moóc chở hàng
Đoàn xe bán moóc vận
tải nhiều trục
Đoàn xe kéo nhiều thân
nối tiếp
Đoàn xe kéo bán moóc
thân dài

Hinh dáng

15


KẾT CẤU Ô TÔ

1.3. CẤU TẠO CHUNG CỦA Ô TÔ CON
Ô tô con được dùng để chuyên chở người (tối đa 9 thành viên kể cả người lái),

hành lý hay đồ đạc gọn nhẹ của các thành viên.
Cấu tạo ô tô con gồm 3 khoang: động cơ, chở người, hành lý (hình 1.2). Hình dạng
vỏ của ô tô con được tổ hợp bởi 3 khoang trên.
2
3
1.3.1. CÁC DẠNG VỎ
1
Tuỳ thuộc vào khả năng sử dụng ô tô con có
thể phân chia ra các dạng hình dáng vỏ khác nhau.
Các dạng cơ bản bố trí khung vỏ trình bày trên
hình 1.3.
Hình 1.2: Cấu tạo của ô tô con
1- Khoang động cơ,
Vỏ là một bộ phận có thể chế tạo liền với
2- Khoang chở người,
khung hay chế tạo riêng, do vậy trên ô tô con
3- Khoang hành lý.
thường dùng thuật ngữ, khung vỏ“.
a) Sedan (Salon, Limousinne): Khung vỏ có cấu trúc liền kín tạo nên bởi các thép
tấm định hình, tấm nóc hàn liền hoặc có cửa mở, đuôi xe hạ bậc. Khoang hành khách có
hai dãy ghế, dãy ghế sau có 3 chỗ ngồi. Giữa khoang hành khách và khoang hành lý là
vách ngăn kín. Loại sedan gồm cả loại hatchback, liftback (có phần sau phẳng),
limousine (chiều dài tối thiểu 5,4m).
b) Coupe: Khung vỏ cấu trúc liền kín, khoang người ngồi bố trí nhỏ, tổng số chỗ
ngồi 2 hay 3, có thể có hàng ghế phụ phía sau. Khoang hành lý sau xe có vách ngăn
riêng biệt, thể tích nhỏ, chiều cao trọng tâm thấp, xe có thể bố trí động cơ công suất cao.

Hình 1.3: Các loại
ô tô con cơ bản
a) Sedan

b) Coupe
c) Combi
d) Cabriolet
e) Roadster
f) Ô tô con đa dụng
g) Combi lớn
h) Pick-up chuyên dụng

c) Cabriolet: Khung vỏ liền hở nóc, không có khung kính cửa bên, số chỗ ngồi: 4
hay nhiều hơn. Xe còn được gọi là ô tô mui trần, dùng với mục đích du lịch. Không
gian khoang chứa hàng hạn chế.
d) Roadster: Khung vỏ liền hở nóc hai chỗ ngồi, không gian dành cho người ngồi
và chứa hàng hạn chế. nóc sử dụng mui gấp. Số chỗ ngồi: 2 hay 3. Hình dáng xe có
16


CHƯƠNG 1: Cấu tạo chung của ô tô

dạng khí động. Chiều cao trọng tâm thấp, xe bố trí động cơ có công suất cao, khả năng
gia tốc lớn, cấu trúc vỏ theo dạng xe thể thao trần kín.
e) Combi: ô tô combi có hai loại: ô tô combi nhỏ và ô tô combi lớn.
Ô tô combi nhỏ: Khung vỏ có cấu trúc liền kín, không gian bên trong được mở
rộng tối đa, có hai dãy ghế ngồi, số lượng ghế là 4 hay lớn hơn, khoang chở hàng phía
sau có thể tích tới 1m3, số cửa bên: 2 hay 4, cửa sau rộng. Xe được sử dụng với mục
đích vừa chở người vừa có khả năng chở hàng.
Loại combi lớn (trước đây thuộc loại microbus) có cấu trúc khung chịu tải, vỏ bao
kín. Xe có 2 hay 3 dãy ghế, số lượng chỗ ngồi từ 5 đến 8 chỗ. Mục đích sử dụng là chở
người (với số lượng tối đa 8 ghế ngồi) vừa có khả năng chở hàng.
f) Ô tô con đa dụng (Sport Utility Vehicle – SUV): ô tô con đa dụng thường dùng
hai cầu chủ động thuộc loại 4WD hay AWD, kết cấu khung chịu tải, phần vỏ bao kín

tạo nên khoang chở người. Trong xe bố trí 2 hay 3 dãy ghế. Số lượng chỗ ngồi từ 5 đến
7. Khoảng sáng gầm xe cao phù hợp với tính chất cơ động.
g) Ô tô con chuyên dụng: Để phục vụ vận tải nhỏ nhiều chức năng hay chuyên
dụng, trên cơ sở các loại xe combi hay combi lớn hình thành xe bán tải (pick-up).
Pick-up có khoang động cơ, khoang buồng lái và hành khách, khoang vận tải. Xe
có thể có 2 hay 4 chỗ ngồi, tương ứng với 1 hay 2 dãy ghế, 2 hay 4 của bên. Khối lượng
hàng hóa chở có thể lên tới 500 kg. Trong phân loại theo kết cấu xe pick-up thuộc loại
ô tô tải, nếu có thêm kết cấu chuyên dụng thì được xếp loại vào ô tô con chuyên dụng.
1.3.2. CÁC DẠNG BỐ TRÍ CHUNG Ô TÔ CON
Cấu tạo của ô tô con phụ thuộc nhiều vào việc: bố trí động cơ và hệ thống truyền
lực (HTTL) và bố trí không gian vận tải (không gian ứng dụng).
HTTL có thể tập hợp nhiều cụm chức năng khác nhau. Số lượng cụm tùy thuộc vào
tính năng kỹ thuật của ô tô. Thông thường bao gồm các dạng:
 ly hợp, hộp số, cầu chủ động, trục truyền, bánh xe,
 ly hợp, hộp số, hộp phân phối, cầu chủ động, trục truyền, khớp nối, bánh xe,
 hộp số cơ khí - thủy lực (hộp số thủy cơ), hộp phân phối, cầu chủ động, trục
truyền, khớp nối, bánh xe.v.v....
Các sơ đồ thường gặp trên ô tô: động cơ nằm trước với cầu sau chủ động, động cơ
nằm trước với cầu trước chủ động, động cơ nằm sau với cầu sau chủ động.
Trong ô tô con, do bị giới hạn của không gian trong xe, việc sắp xếp các cụm và
các bộ phận còn chịu ảnh hưởng của việc bố trí các khoang.
a) Với ô tô 1 cầu chủ động
Ô tô 1 cầu chủ động có thể bố
trí động cơ đặt trước và động cơ
đặt sau, và xếp đặt như trên hình
1.4. Sự xếp đặt như vậy ảnh hưởng
đến bố trí HTTL, phân chia tải
trọng hợp lý và khoảng không gian
Hình 1.4: Ô tô con 1 cầu chủ động
ứng dụng của ô tô.

Các ô vuông cho trong hình vẽ thể hiện quan hệ của không gian chung toàn xe với
các không gian chiếm chỗ của HTTL và không gian ứng dụng.
17


KẾT CẤU Ô TÔ

Với động cơ đặt trước cho phép không gian ứng dụng lớn, dễ dàng bố trí khoang
hành lý có thể tích đủ lớn, mở rộng không gian của người ngồi. Khó khăn lớn nhất đối
với kết cấu này là không gian bố trí HTTL và các cụm phanh, lái hết sức chật hẹp.
Ngày nay có nhiều giải pháp kết cấu khắc phục được nhược điểm trên, do vậy đa
số ô tô con ngày nay sử dụng kết cấu này.
Với động cơ đặt sau (trước hay sau cầu sau) phù hợp cho các ô tô có 2 chỗ ngồi,
khoang hành lý được bố trí ở đầu xe hay phần trên của cụm động cơ. Kết cấu thích hợp
với các loại xe Roadster, hay xe đua (Sport). Các loại xe này không yêu cầu khoang
người ngồi và khoang hành lý rộng.
b) Với ô tô 2 cầu chủ động
Trên xe hai cầu chủ động (hình 1.5), động cơ đặt trước cho phép có không gian
ứng dụng cao, thường gặp với các loại xe ô tô đa dụng dùng với số lượng ghế ngồi từ 5
đến 7 và khi cần có thể tạo nên khoang hành lý rộng phục vụ cả một nhóm đi công tác
trên đường dài, chất lượng mặt đường khác nhau.

Hình 1.5: Ô tô con 2 cầu chủ động

Động cơ đặt sau tạo nên không gian ứng dụng nhỏ chỉ thích hợp với các loại xe đua
(Sport) trên các loại địa hình phức tạp.
c) Đối với ô tô Combi lớn
Xe có khoảng không gian bên trong lớn với các phương pháp bố trí:
 Số chỗ ngồi: 5, có khoang hành lý rộng, khoảng cách hai hàng ghế lớn (khu vực
chân người ngồi rộng), khoang hành lý (sau hai hàng ghế) được mở rộng tối đa.

 Số chỗ ngồi: 8, có khoang hành lý nhỏ, nhờ việc thu hẹp khoảng cách hai hàng
ghế sau, dành không gian nhỏ cho khoang hành lý.
1.4. CẤU TẠO CHUNG Ô TÔ TẢI
Ô tô tải là phương tiện cơ động
với mục đích chính là vận tải hàng
hóa. Cấu trúc của ô tô tải cần có
không gian chứa hàng lớn.
1.4.1. CÁC DẠNG BỐ TRÍ CHUNG
Ô TÔ TẢI
Các dạng cơ bản ô tô tải trình
bày ở hình 1.6 gồm các nhóm sau:

a) Ô tô tải nhỏ thùng kín

c) Ô tô tải đa dụng

b) Ô tô tải nhỏ đa dụng

d) ô tô tải chuyên dụng

 ô tô tải nhỏ: đa dụng, thùng
kín, có tải trọng nhỏ,
 ô tô tải đa dụng, tự đổ,
 ô tô tải chuyên dụng,
 ô tô kéo (đầu kéo).
18

e) Ô tô tải thùng kín

f) Ô tô kéo (đầu kéo)

Hình 1.6: Các dạng cơ bản của ô tô tải


CHƯƠNG 1: Cấu tạo chung của ô tô

Ô tô tải thùng kín là ô tô tải có thùng kín bắt chặt với khung xe, thùng sử dụng với
nhiều công dụng không nhằm mục đích chuyên chở chuyện dụng.
Thùng hàng có cửa mở (có thể là một, hai hay ba mặt) thuộc loại thùng kín riêng
biệt (e) hay thùng kín liền buồng lái (a) (furgon).
Ô tô tải đa dụng được dùng với mục đích chuyên chở nhiều loại hàng hóa khác
nhau, không gian dùng cho chở hàng cách biệt với buồng lái bằng vách ngăn. Thùng
hàng có khả năng mở về các phía để thuận lợi cho việc xếp dỡ hàng hóa.
Ô tô tải chuyên dụng là ô tô tải có thùng để chở hàng hoá chuyên dụng; đất đá,
than, chất lỏng, chất khí, đông lạnh có thể là thùng tự đổ hàng ….
1.4.2. CẤU TẠO CHUNG Ô TÔ TẢI
Cấu tạo của ô tô tải được phân tích và đánh giá thông qua việc bố trí động cơ,
buồng lái, thùng chứa hàng và HTTL.
Không gian vận tải của ô tô tải là không gian của thùng chứa hàng. Để tăng khả
năng chuyên chở hàng hoá, việc mở rộng tối đa không gian hữu ích là rất cần thiết. Tuy
nhiên không gian này bị giới hạn do các quy định về kích thước tối đa của phương tiện
vận tải bằng ô tô, do vậy không gian dành cho buồng lái, động cơ và HTTL được thu
gọn tới mức tối ưu.
a) Kích thước lớn nhất cho phép
Kích thước lớn nhất cho phép lưu
hành trên đường bộ của các loại ô tô
(theo tiêu chuẩn ECE) trình bày trên
hình 1.7.
Với các loại ô tô có kích thước bao
ngoài nhỏ hơn, việc kéo dài chiều dài

thùng hàng sẽ ảnh hưởng đến việc phân
bố tải trọng đặt trên các cầu xe.
b) Bố trí động cơ
Bố trí động cơ ô tô tải có 2 dạng chính:

Hình 1.7: Các kích thước giới hạn

 Động cơ nằm trước (hình 1.8a,b),
 Động cơ nằm giữa (hình 1.8c), kết cấu này chỉ thích hợp cho một số ít ô tô tải
chuyên dụng và ô tô tải có khả năng cơ động cao. Trên các loại ô tô thông dụng ít dùng.

a) Ô tô tải động cơ đặt trước

b) Ô tô tải động cơ đặt trước

c) Ô tô tải động cơ đặt giữa

Hình 1.8: Các dạng bố trí động cơ trên ô tô tải

HTTL của ô tô tải đa dụng nằm dưới gầm xe, cấu trúc thường gặp là một cầu chủ
động. Những ô tô tải đòi hỏi có khả năng vận tải trên đường xấu có thể có hai hay nhiều
cầu chủ động. Sự liên kết truyền mômen xoắn từ động cơ tới cầu chủ động của xe tải
cần thiết phải có bộ đổi hướng truyền chuyển động quay (nhờ bộ truyền bánh răng côn
trong cầu xe – truyền lực chính). Việc đặt động cơ phía trước nằm dọc, cho phép khả
năng truyền mômen quay gọn, nhưng cần có trục nối dài tới cầu chủ động đặt phía sau.
19


KẾT CẤU Ô TÔ

Các cụm của HTTL và động cơ, buồng lái, thùng hàng được liên kết trên khung ô
tô. Do đó, khung là bộ phận chịu tải của ô tô và thường được chế tạo riêng, trên khung
bố trí các chỗ liên kết với các cụm hay các hệ thống của ô tô.
c) Chiều dài sử dụng hữu ích, bố trí buồng lái, động cơ
Ngày nay ô tô tải sử dụng 3 kiểu bố trí buồng lái, động cơ, thùng chứa hàng, thể
hiện trên hình 1.9:
 động cơ đặt trước, buồng lái có đầu dài, thùng hàng (a)
 động cơ đặt trước, buồng lái rộng, thùng hàng (b),
 động cơ đặt trước, buồng lái rụt, thùng hàng (c).
Để đánh giá khả năng tận dụng chiều dài của
không gian vận tải thường dùng hệ số sử dụng chiều
dài hữu ích L.

Lhi
a)

Lhi

Hệ số L được định nghĩa: L = L
tb
Lhi – chiều dài thùng hàng dùng để vận tải,
Ltb – chiều dài toàn bộ ô tô.

Lhi
b)

Giá trị L càng lớn cho phép sử dụng hiệu quả
chiều dài của xe càng cao (kiểu c).
Lhi
Ô tô tải có bố trí chung theo kiểu a dùng cho ô tô

c)
đầu kéo, ô tô tải có khả năng cơ động cao (xe quân sự
hay xe phục vụ lâm nghiệp). Ô tô tải bố trí theo kiểu b
Ltb
thuận lợi với các xe thân dài, với không gian buồng
lái rộng. Ô tô tải đa dụng ngày nay thường có cấu trúc
Hình 1.9: Các kiểu bố trí và
theo kiểu c.
chiều dài sử dụng hữu ích
của ô tô tải
1.4.3. CẤU TRÚC HTTL TRÊN Ô TÔ VẬN TẢI
Tổng số cầu xe trên ô tô phụ thuộc vào khối lượng toàn bộ yêu cầu và điều kiện
đường chuyên chở. Càng tăng tải trọng toàn bộ của ô tô số lượng cầu xe càng nhiều, bởi
vậy các sơ đồ HTTL liên quan chặt chẽ tới việc bố trí các cầu chủ động.
Các sơ đồ HTTL được phân chia theo công dụng và sự phức tạp của kết cấu gồm:
nhóm ô tô vận tải đa dụng, nhóm ô tô có tính cơ động cao.
a) Nhóm ô tô vận tải đa dụng
Nhóm ô tô vận tải đa dụng có cấu trúc HTTL biểu diễn trên hình 1.10.
Loại 4x2: động cơ đặt dưới
buồng lái, cầu sau chủ động, HTTL
nằm dưới gầm xe. (Ký hiệu 4x2: có 4
đầu trục bánh xe, trong đó có 2 đầu
trục chủ động - 1 cầu chủ động).
Loại 6x4: 6 đầu trục bánh xe,
trong đó có 4 đầu trục chủ động (2
cầu chủ động).
Loại 6x2: 6 đầu trục bánh xe,
Hình 1.10: Các sơ đồ HTTL
trong đó có 2 đầu trục chủ động (1
ô tô tải đa dụng

cầu chủ động).
Loại 8x4: 8 đầu trục bánh xe, trong đó có 4 đầu trục chủ động (hai cầu chủ động).
20


CHƯƠNG 1: Cấu tạo chung của ô tô

Các loại xe tải đa dụng thường có số lượng đầu trục bánh xe chủ động ít hơn tổng
số đầu trục, phù hợp với điều kiện vận tải đa tính năng trên đường hoàn thiện.
b) Nhóm ô tô có tính cơ động cao
Các loại ô tô cơ động cao dùng trong quân sự, lâm nghiệp và vận tải chuyên dụng
trong điều kiện địa hình đa dạng, HTTL cần tất cả các cầu chủ động với hộp phân phối.
1.5. KHÁI NIỆM VỀ ĐOÀN XE
Đoàn xe bao gồm: đoàn xe kéo bán rơmooc (sơmi rơmooc), đoàn xe kéo rơmooc.
a) Bán rơmooc và đoàn xe kéo bán rơmooc:
Cấu trúc bán rơmooc là thân xe và thùng hàng không có nguồn động lực riêng,
không có cầu chủ động, được sử dụng với mục đích chuyên chở hàng hóa. Bán rơmooc
có thể có thùng hàng đầy đủ, hay chỉ có sàn cố định liên kết với khung để chở hàng hóa
chuyên dụng (bán rơmooc chở contener). Bán rơmooc không thể tự di chuyển được ở
trạng thái độc lập. Đoàn xe kéo bán rơmooc dùng để phục vụ vận tải đường bộ, với mục
đích chuyên chở hàng hóa, được tập hợp bởi ô tô kéo (đầu kéo) và bán rơmooc. Nối liền
giữa hai khâu đầu kéo và bán rơmooc là thiết bị chuyên dụng: mâm xoay.
b) Rơmooc và đoàn xe kéo rơmooc
Cấu trúc rơmooc là thân xe và thùng hàng có tối thiểu hai cầu, không có nguồn
động lực riêng, nối sau ô tô nhờ móc kéo. Đoàn xe kéo rơmooc dùng để vận tải đường
bộ, chuyên chở hàng hóa, được tập hợp bởi hai khâu ô tô vận tải (ô tô kéo) và rơmooc.
Nối liền hai khâu là đòn nối.
1.6. CẤU TẠO CHUNG Ô TÔ CHỞ NGƯỜI
Ô tô chở người là phương tiện vận tải có động cơ, được xác định với mục đích
chuyên chở người và hành lý, có lượng ghế ngồi nhiều hơn 9 chỗ (kể cả người lái).

1.6.1. PHÂN LOẠI Ô TÔ CHỞ NGƯỜI
Phân loại ô tô chở người (ô tô buýt) tiến hành theo: mục đích sử dụng, tổng số chỗ
ngồi, chiều dài. Phân loại theo mục đích sử dụng được trình bày trên hình 1.11:

b)

a)

d)

e)

c)

f)

Hình 1.11: Phân loại theo công dụng ô tô chở người

a – ô tô buýt nhỏ 922 chỗ, trong đó chia ra: rất nhỏ - 916 chỗ, nhỏ - 1722 chỗ,
b – ô tô buýt thành phố,
c – ô tô buýt liên tỉnh,
d – ô tô buýt đường dài,
e, g – ô tô buýt hai tầng, ô tô buýt hai thân.
21


KẾT CẤU Ô TÔ

Cả 3 loại b, c, d được xếp vào loại ô tô buýt tiêu chuẩn (standard) và chia ra theo số
lượng chỗ ngồi: loại nhỏ: 2337, loại vừa: 3844, loại lớn: 45108.

1.6.2. CẤU TẠO CHUNG Ô TÔ BUÝT TIÊU CHUẨN
A. Ô tô buýt thành phố và ô tô buýt liên tỉnh, ô tô đường dài
a) Ô tô buýt thành phố: Ô tô buýt thành phố được cấu trúc phục vụ vận chuyển
hành khách và hành lý trong thành phố và khu vực ven nội. Khoảng cách của các trạm
đỗ xe không xa (hành khách có thể chỉ đi từng đoạn ngắn), vì vậy không bố trí nhiều
chỗ ngồi, chủ yếu dành không gian cho người đứng. Ô tô buýt thành phố có tối thiểu hai
cửa lên xuống rộng (ngoài cửa cho người lái) dành cho hành khách lên xuống, không
gian bên trong rộng (hình 1.12.a).
b) Ô tô buýt liên tỉnh và đường dài: Ô tô buýt liên tỉnh và đường dài sử dụng với
mục đích vận chuyển hành khách liên tỉnh. Ô tô dạng này bố trí chủ yếu ghế ngồi,
không gian bên trong rộng, có một hay hai cửa hẹp cho hành khách. Các kích thước bên
trong cho ô tô buýt được tiêu chuẩn hoá. Cấu tạo chung thể hiện trên hình 1.12.b.

a)

b)

Hình 1.12: Các loại ô tô buýt

Hình 1.13: Bố trí HTTL nằm dọc sau cầu sau

B. Bố trí HTTL
HTTL trên ô tô buýt nhỏ có cấu trúc trên cơ sở của ô tô tải: động cơ đặt trước, cầu
sau chủ động, thường gặp với xe có 23÷37 chỗ ngồi.
Trên ô tô buýt tiêu chuẩn ngày nay (hình 1.13) bố trí động cơ và cầu chủ động nằm
phía sau với động cơ nằm ngang, động cơ đặt dọc, nhằm rút ngắn chiều dài trục truyền,
chống ồn và ảnh hưởng của nhiệt độ đến người ngồi trên xe. Kết cấu này còn dùng cho
cả xe hai tầng chở hành khách trong thành phố.
C. Cấu tạo khung vỏ
Kết cấu khung sàn ô tô buýt

được đánh giá theo: độ bền, trọng
lượng, độ cứng vững khi chịu
tải,. Khung vỏ ô tô buýt là bộ
phận chịu tải, bao kín và chứa
toàn bộ hành khách và hành lý
trên xe.
Cấu trúc điển hình khung
dàn của ô tô buýt tiêu chuẩn
được trình bày trên hình 1.14.
Khung vỏ quyết định rất nhiều
đến khả năng chịu tải, bố trí các
hệ thống và tính tiện nghi của ô
tô chở người.
22

Hình 1.14: Cấu trúc khung dàn của
ô tô buýt tiêu chuẩn


CHƯƠNG 1: Cấu tạo chung của ô tô

1.6.3. CẤU TẠO Ô TÔ BUÝT HAI THÂN, HAI TẦNG
Ô tô buýt hai thân và ô tô buýt hai tầng là giải pháp tốt cho các thành phố mật độ
dân cư lớn.
Các ưu điểm trong kinh tế vận tải:
 giảm mật độ xe hoạt động ở vùng dân cư đông, lượng người chuyên chở lớn hơn
ô tô buýt tiêu chuẩn.
 giảm giá thành chi phí nhiên liệu, giảm ô nhiễm môi trường do khí thải.
A. Ô tô buýt hai thân
Ô tô buýt hai thân (hình 1.15) dùng

chủ yếu cho thành phố (nối liền giữa các
trung tâm dân cư vệ tinh), nhằm mục
Hình 1.15: Ô tô buýt hai thân
đích chuyên chở một số lớn hành khách.
B. Ô tô buýt hai tầng
Loại xe này có cấu trúc 4x2 hay 6x4, khối lượng
toàn bộ lớn nhất lên tới 26 tấn, sử dụng với động cơ
công suất lớn hơn 300 kW, bố trí phía sau dưới sàn.
Tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng có thể bố trí ghế
ngồi theo các sơ đồ khác nhau. Tầng dưới bố trí không Hình1.16: Ô tô buýt hai tầng
gian rộng có thể để hành lý hay người đứng, tầng trên
chủ yếu bố trí ghế ngồi.
Việc sử dụng xe hai tầng đòi hỏi tiêu chuẩn pháp lý đường bộ cho phép với chiều
cao tối thiểu 5,5 m. Mẫu xe hai tầng của hãng Scania Kassbohrer trên hình 1.16.
1.6.4. BỐ TRÍ CHUNG Ô TÔ VẬN TẢI NHỎ
Chức năng của ô tô vận tải loại nhỏ là để chuyên
chở người hay các loại hàng hóa khác nhau với
khoảng cách vận chuyển ngắn. Xét về mặt kết cấu,
chức năng vận tải hành khách của loại xe này nằm
a)
trong tính đa dạng vận tải của ô tô nhỏ. Để phục vụ
mục đích vận tải, yêu cầu thùng xe có khả năng “mở”
(phục vụ nhiều công dụng).
b)
Về kết cấu có 3 dạng cơ bản (hình 1.17):
 Dạng a: thùng kín, có không gian sàn thùng
rộng, nhiều công dụng chuyên chở, chẳng hạn
như ô tô cứu thương, minibus, …, nóc xe cao
và có tấm che.
 Dạng b: thùng vận tải, cấu trúc thùng đa dụng

và có thể mở 3 mặt.

c)

Hình1.17: Phân loại ô tô
vận tải nhỏ

 Dạng c: chiều cao thành bên thấp, và làm liền khối với sàn.
A. Bố trí HTTL
Về cơ bản các phương án bố trí HTTL giống như ô tô con: kết cấu động cơ phía
trước cầu sau chủ động, động có đặt trước cầu trước chủ động, động cơ đặt sau cầu sau
chủ động, kết cấu dạng hai cầu chủ động 4x4 (4WD).

23


KẾT CẤU Ô TÔ

Do tính chất đa dụng của loại xe này, không gian vận tải có thể dùng để chở người
(từ 9 đến 16 chỗ ngồi), hay được thiết kế để chở hàng.
B. Bố trí không gian vận tải
 Dùng để chở người
Bố trí ghế ngồi trên xe được trình
bày trên hình 1.18 cho xe có 12 ghế
và 15 ghế. Trên xe dành một lối đi
nhỏ. Các loại ô tô có số chỗ ngồi lớn
hơn (midibus) bố trí:
– giống ô tô buýt tiêu chuẩn,
– 1 dãy ghế một bên, còn lại là hai ghế,

Hình 1.18: Bố trí không gian
trong xe chở người

 Dùng để chở hàng
Một số dạng bố trí không gian vận tải dùng để chở
hàng trình bày trên hình 1.19.
Dạng a bố trí 2 cửa bên nhỏ cho khu vực buồng lái,
một của bên lớn mở đẩy dọc xe và một cửa sau lớn dạng
hai cánh hay một cánh phục vu xếp dỡ hàng hóa.
Dạng b, c bố trí khoang vận tải với các không gian
sử dụng khác nhau. Một cửa sau lớn, không có cửa bên,
dùng cho việc xếp dỡ và vận tải khối hộp lớn.

a)

b)

c)

Hình1.19: Bố trí cửa và
không gian trong xe

Câu hỏi:
1. Trình bày các cụm và hệ thống cơ bản trên ô tô nói chung?
2. Mục đích của phân loại ô tô theo tiêu chuẩn quốc tế? Cho biết các dạng phân loại chính?
3. Trình bày và phân tích cấu tạo tổng quát của một ô tô con, một ô tô tải, một ô tô buýt bằng
cách sử dụng các tư liệu có trong tài liệu?
4. Phân biệt các danh từ; cầu chủ động, bị động và tự lập một sơ đồ HTTL cho ô tô con, ô tô
tải và ô tô buýt? giải thích?
5. Phân tích các dạng cấu trúc ô tô tải và khả năng tận dụng chiều dài vận tải của ô tô?

6. Hãy xác định hệ số sử dụng chiều dài hữu ích, nếu cho biết ô tô tải có chiều dài hợp chuẩn,
chiều dài buồng lái tối thiểu?
Tài liệu tham khảo:
[1]. Prof. Dr. Ing. Hermann Appel, Dipl. Ing. Thomas meiner
Grundlagen Der Kraftfahrzeugtechnik I Technische Universitat Berlin
[2]. Bosch Automotive Handbook Stuttgart Germany
[3]. Prof. Ing. Frantisek Vlk, Drsc.
Podvozky Motorovych Vozidel Nakladatelstvi VLK BRNO
[4]. Wililiam H. Crouse and Donald L. Anglin Automitive Mechanics Glencoe 10th Edition

24

1995
1996
2003
1994


KẾT CẤU Ô TÔ

CHƯƠNG 2
ĐỘNG CƠ TRÊN Ô TÔ,
NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CƠ BẢN CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
Động cơ là nguồn động lực trên ô tô, nhờ nó ô tô có thể tự chuyển động được. Các
dạng động cơ hiện hay sử dụng là: động cơ nhiệt hoặc động cơ điện.
Động cơ nhiệt nói chung là loại động cơ biến đổi nhiệt năng thành cơ năng như:
động cơ đốt trong, động cơ đốt ngoài, động cơ hơi nước, tuốc bin khí, ….
+ Động cơ đốt trong được dùng rất phổ biến trên ô tô, quá trình trình đốt cháy
nhiên liệu và sinh công được tổ chức thực hiện bên trong buồng công tác kín. Môi chất
công tác sau khi sinh công không dùng lại, nên chu trình làm việc của loại động cơ này

là chu trình hở. Động cơ đốt trong được phân biệt theo nhiên liệu sử dụng thành động
cơ xăng, động cơ diesel, động cơ chạy bằng gas, động cơ chạy bằng cồn, động cơ chạy
bằng dầu thực vật, ….
+ Ở động cơ đốt ngoài, hỗn hợp nhiên liệu được hình thành và đốt cháy bên ngoài,
môi chất công tác không thay đổi về chất và có thể quay trở về pha ban đầu nên chu
trình làm việc của nó có thể là chu trình kín.
Động cơ tuốc bin khí sử dụng máy nén để nén khí nạp trước khi đưa vào buồng
cháy. Tại đây nhiên liệu được cấp vào và quá trình cháy xảy ra, làm cho khí cháy có
nhiệt độ và áp suất cao. Khí cháy với nhiệt độ và áp suất cao đó chạy qua tuốc bin làm
quay tuốc bin và phát ra công suất. Động cơ tuốc bin khí có thể sử dụng nhiều loại
nhiên liệu khác nhau, phát thải ít chất độc hại, có đặc tính mô men tốt. Tuy nhiên nhược
điểm là giá thành cao, tiêu tốn nhiều nhiên liệu, làm việc ồn và không phù hợp với các
ứng dụng cần công suất thấp. Loại này được sử dụng chủ yếu cho máy bay.
+ Động cơ phản lực thực hiện đốt cháy nhiên liệu trong buồng đốt hở và sử dụng
phản lực của dòng khí cháy để sinh công (thường được sử dụng cho máy bay).
+ Động cơ hơi nước sử dụng hơi nước có áp suất từ nồi hơi để sinh công. Loại
động cơ này có hiệu suất rất thấp, hiện nay rất ít được sử dụng.
Động cơ điện là động cơ sử dụng điện năng để tạo ra cơ năng, bao gồm hai loại:
động cơ điện xoay chiều và động cơ điện một chiều. Động cơ điện xoay chiều với
nguồn điện là điện lưới dân dụng, sử dụng trên một số xe chuyên dụng. Động cơ điện
một chiều sử dụng nguồn điện di động, nhưng cồng kềnh và trọng lượng lớn.
Hiện nay đang có xu hướng kết hợp động cơ đốt trong với động cơ điện trên một ô
tô, gọi là động cơ hybrid (động cơ lai) để tiết kiệm nhiên liệu và hạn chế ô nhiễm môi
trường.
2.1. CÁC LOẠI ĐỘNG CƠ DÙNG TRÊN Ô TÔ
2.1.1. CÁC LOẠI ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
Động cơ đốt trong được phân chia thành: động cơ pit tông tịnh tiến (gọi là động cơ
pit tông) và động cơ pit tông quay (động cơ Van-ken hay động cơ rô-to).

25

CHƯƠNG 2: Động cơ trên ô tô và nguyên lý làm việc cơ bản của động cơ đốt trong

− Động cơ pit tông có công suất riêng (tỷ số giữa công suất với trọng lượng) lớn
và tuổi thọ cao nên được sử dụng phổ biến hiện nay trên ô tô, tuy nhiên có nhược điểm
là lực quán tính tác dụng trên cơ cấu trục khuỷu thanh truyền lớn.
− Động cơ rô-to có lực quán tính nhỏ, có thể hoạt động với tốc độ cao, nhưng tuổi
thọ và công suất riêng thấp hơn động cơ pit tông.
Trên ô tô thường bố trí các
dạng động cơ đốt trong: một dãy xi
lanh thẳng hàng (a), hai dãy xi lanh
chữ V (b), và loại động cơ pit tông
hai dãy xi lanh nằm ngang (c) trình
bày trên hình 2.1. Các loại động cơ
này được phân biệt theo sự tổ chức
a. Động cơ một dãy xi
lanh thẳng hàng
quá trình làm việc: động cơ bốn kỳ
và hai kỳ.
Động cơ bốn kỳ có chu trình
làm việc diễn ra trong 4 hành trình
dịch chuyển của pít-tông.
Động cơ hai kỳ với chu trình
b. Động cơ hai dãy xi lanh chữ V
làm việc chỉ diễn ra trong 2 hành
trình dịch chuyển của pit tông nên
có công suất lớn hơn. Tuy nhiên, so
với động cơ bốn kỳ, động cơ hai kỳ
có hiệu suất thấp hơn, nên ít được

c. Động cơ hai dãy nằm ngang
sử dụng trên ô tô.
Hình 2.1: Sơ đồ các loại động
Động cơ đốt trong được nhận
cơ pit tông dùng trên ô tô
dạng theo nhiên liệu sử dụng: xăng,
diezel, khí gas, … .
Động cơ xăng sử dụng rộng rãi trên ô tô con, hiện nay có xu thế chuyển sang dùng
động cơ điêzen và động cơ gas thay thế cho động cơ xăng.
Động cơ diezel được sử dụng rộng rãi trên ô tô tải, ô tô chở người (buýt), xe chuyên
dụng.
Động cơ sử dụng khí gas bao gồm nhiều loại với gas tự nhiên, sinh học, …., là loại
động cơ có khả năng gây ô nhiễm môi trường thấp. Động cơ này đang dần được hoàn
thiện theo hướng dễ dàng bảo quản, an toàn cháy nổ.
Đặc điểm cơ bản của động cơ đốt trong hiện nay:
- So với các loại động cơ nhiệt khác, động cơ đốt trong có hiệu suất cao.
- Công suất riêng lớn, nhiên liệu sử dụng có nhiệt trị cao, thích hợp với các phương
tiện di động.
- Việc khởi động và vận hành động cơ dễ dàng,
- Nhiên liệu là dầu mỏ hiếm dần và đắt; sản phẩm cháy của chúng gây ô nhiêm môi
trường nghiêm trọng. Vì vậy, việc nghiên cứu phát triển các loại động cơ khắc nhằm
thay thế cho động cơ đốt trong trên ô tô đang có tính thời sự và cấp thiết.
2.1.2. PHÂN LOẠI THEO KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG THÔNG DỤNG
Ngày nay động cơ đốt trong rất đa dạng, có thể phân loại theo đặc điểm sau:
26


KẾT CẤU Ô TÔ

- loại nhiên liệu sử dụng: động cơ xăng, diezel, khí gas, ...,

- cách tạo hỗn hợp cháy (nhiên liệu - không khí): động cơ tạo hỗn hợp ngoài (chế
hoà khí và phun xăng) và động cơ tạo hỗn hợp trong (diezel, phun xăng trực tiếp),
- số kỳ làm việc: động cơ hai kỳ và động cơ bốn kỳ,
- số lượng xi lanh: có các loại động cơ 1, 2, 4, 5, 6, 8, … xi lanh,
- bố trí xi lanh: động cơ một dãy, hai dãy chữ V, động cơ hai dãy nằm ngang,
- phương pháp làm mát: động cơ làm mát bằng chất lỏng, làm mát bằng không khí.
Các động cơ còn được phân biệt bởi các đặc điểu kết cấu như số trục cam, bố trí trục
cam trong thân máy hay trên nắp máy, số lượng xu páp, có hay không có tăng áp, ….
Cho đến hiện nay, trên các loại ô tô con cỡ nhỏ thường sử dụng các loại động cơ
xăng dùng chế hoà khí hoặc phun xăng. Các loại ô tô con cỡ lớn, ô tô chở khách và ô tô
tải thường sử dụng động cơ diezel bốn kỳ. Tuy nhiên, hiện đang có xu hướng sử dụng
động cơ điesel thay cho động cơ xăng trên ô tô con để hạn chế ô nhiễm môi trường.
Ngoài ra động cơ diezel được sử dụng rộng rãi trên các loại xe chuyên dụng.
2.1.3. BỐ TRÍ ĐỘNG CƠ TRÊN Ô TÔ
Động cơ được bố trí trên ô tô tùy thuộc vào tính năng kỹ thuật của ô tô. Động cơ
thường được bố trí ở ba vị trí chính: ở phía trước xe, ở phía sau xe, ở giữa xe. Trạng thái
bố trí tùy thuộc vào yêu cầu tổng thể của ô tô và hệ thống truyền lực: nằm dọc, nằm
ngang. Tóm tắt các dạng thường gặp bố trí động cơ trên ô tô theo bảng 2.1 dưới đây:
Bảng 2.1: Tóm tắt bố trí động cơ trên ô tô

1
2
3

Vị trí trên ô tô
Dọc
Động cơ đặt trước
Ngang
Động cơ đặt giữa
Dọc

Dọc
Động cơ đặt sau
Ngang

Ô tô con
x
x
x
x

Ô tô chở người
x

Ô tô vận tải
x

x
x
x

x
x

Cụm động cơ bố trí trên ô tô nhờ các điểm tựa đàn hồi (được gọi là giá đỡ). Trên
phần lớn ô tô ngày nay cụm động cơ, ly hợp, hộp số được bố trí thành một khối chung.
Các giá đỡ đàn hồi này đóng vai trò liên kết toàn bộ khối động cơ, ly hợp, hộp số với
thân xe và giảm tải trọng động cho thân xe.
Động cơ thường bố trí trong khoang riêng, cách âm, cách nhiệt với các khoang khác
nhằm đảm bảo tính tiện nghi trong sử dụng.
2.1.4. CẤU TẠO CHUNG CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Cấu tạo chung của động cơ đốt trong bao gồm các cơ cấu và hệ thống chính sau:
− Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền pit tông có nhiệm vụ góp phần tạo nên buồng
đốt và tiếp nhận áp lực khí do quá trình cháy tạo nên trong xi lanh, biến chuyển động
tịnh tiến của pit tông thành chuyển động quay của trục khuỷu và ngược lại, biến chuyển
động quay của trục khuỷu thành chuyển động tịnh tiến của pit tông để thực hiện các quá
trình nạp, nén và xả.
− Cơ cấu phối khí có nhiệm vụ điều khiển quá trình trao đổi khí của động cơ: cấp
khí nạp (hoặc hỗn hợp khí) vào trong xi lanh và đẩy khí thải ra ngoài vào những thời
điểm chính xác theo chu kỳ làm việc.
27


CHƯƠNG 2: Động cơ trên ô tô và nguyên lý làm việc cơ bản của động cơ đốt trong

− Hệ thống cung cấp nhiên liệu có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu và không khí cho
động cơ hoạt động. Đối với động cơ xăng, hệ thống này có nhiệm vụ hoà trộn nhiên liệu
với không khí tạo thành hỗn hợp cháy (nhiên liệu - không khí). Đối với động cơ diezel
hệ thống nạp khí và nhiên liệu vào trong buồng đốt và hoà trộn tạo thành hỗn hợp khí
ngay trong xi lanh động cơ .
− Hệ thống đánh lửa được sử dụng trong các động cơ xăng và động cơ khí gas, có
nhiệm vụ phát tia lửa điện vào thời điểm chính xác trong buồng đốt (tương ứng với chu
trình làm việc) để đốt cháy nhiên liệu và không khí (hỗn hợp khí), phục vụ sinh công.
− Hệ thống bôi trơn đảm nhận việc cấp dầu bôi trơn đến tất cả các bề mặt làm việc
của động cơ nhằm giảm ma sát, giảm mài mòn và thoát nhiệt cho các chi tiết làm việc.
− Hệ thống làm mát có nhiệm vụ đảm bảo chế độ nhiệt tối ưu cho động cơ hoạt
động, cân bằng chế độ nhiệt cho các chi tiết trong quá trình làm việc.
− Hệ thống khởi động dùng để khởi động động cơ.
Ngoài các cơ cấu và hệ thống chính của động cơ, động cơ còn có thể có nhiều các
cơ cấu và hệ thống khác: chẳng hạn như hệ thống cung cấp điện, hệ thống điện tử điều
khiển các chế độ làm việc của động cơ, …. Cấu trúc của các hệ thống này sẽ được trình

bày ở các mục tiếp sau.
2.2. NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
2.2.1. KHÁI NIỆM CƠ BẢN, THÔNG SỐ CHÍNH CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
Để thuận tiện trong tìm hiểu đánh giá kết cấu các loại động cơ với nhau, cần thiết
dựa vào một số khái niệm cơ bản và thông số chính của động cơ đốt trong.
A. Các khái niệm cơ bản
Trên hình 2.2 trình bày cấu tạo của động cơ một xi lanh (a) và sơ đồ mô tả các khái
niệm cơ bản trên ô tô (b). Chu trình làm việc của các động cơ đốt trong xảy ra trong một
khoang kín giới hạn bởi xi lanh 11, pít tông 12 và nắp máy 10.
Hình 2.2: Cấu tạo và sơ đồ
nguyên lý của động cơ đốt trong
4 kỳ
a) Mặt cắt ngang
b) Sơ đồ
1. Trục khuỷu
2. Thanh truyền
3. Thân máy
4. Buồng đốt
5. Xu páp nạp và xả
6. Đường khí
7. Cam
8. Trục cam
9. Lò xo xu páp
10. Náp máy
11. Xi lanh
12. Píttông
13. Đáy dầu

8

9

7
5

6
10

5
4

11

3

12

2

13

ĐCT

Vc

S

Vh

ĐCD

ĐCT

1
ĐCD
a)

b)

Trên nắp máy có bố trí các xu páp nạp và xả 5 của cơ cấu phối khí. Pit tông được
nối với trục khuỷu 1 thông qua thanh truyền 2 tạo thành cơ cấu trục khuỷu thanh
28


KẾT CẤU Ô TÔ

truyền pit tông. Với cấu tạo như vậy thì khi trục khuỷu quay, pit tông di chuyển tịnh
tiến lên xuống trong xi lanh và thực hiện chu trình làm việc của động cơ bao gồm các
quá trình nạp khí và nhiên liệu, nén khí (hoặc hỗn hợp khí và nhiên liệu), đốt cháy hỗn
hợp và xả khí thải ra ngoài. Các chu trình lặp lại liên tục tuần hoàn.
Khi pit tông đi tới vị trí cao nhất thì nó bắt đầu đổi chiều chuyển động để đi xuống.
Vị trí đó gọi là điểm chết trên (ĐCT). Khi pit tông xuống đến điểm thấp nhất sẽ đổi
chiều chuyển động và đi lên. Điểm đó được gọi là điểm chết dưới (ĐCD). Quãng đường
mà pít tông đi được từ điểm chết nọ tới điểm chết kia gọi là hành trình pit tông S. Hành
trình này ứng với góc quay của trục khuỷu là 180° và đúng bằng 2 lần bán kính của trục
khuỷu: S = 2R.
Kỳ là khoảng thời gian hoạt động của động cơ ứng với một hành trình của pit tông
từ điểm chết nọ tới điểm chết kia. Số kỳ của động cơ là số hành trình làm việc của pít
tông tương ứng với một chu trình làm việc của động cơ. Các động cơ có chu trình làm
việc tương ứng với 2 hành trình của pít tông (hay 1 vòng quay của trục khuỷu) gọi là

động cơ hai kỳ. Còn các động cơ mà chu trình làm việc được thực hiện hoàn chỉnh sau
4 hành trình pit tông (hay 2 vòng quay của trục khuỷu) gọi là động cơ bốn kỳ.
Khi pít tông nằm ở ĐCT, khoảng không gian giới hạn giữa đỉnh pit tông, thành xi
lanh và nắp máy được gọi là buồng đốt, thể tích buồng đốt ký hiệu là Vc. Thể tích của
phần xi lanh nằm giữa ĐCT và ĐCD được gọi là thể tích làm việc của xi lanh, thể tích
này được ký hiệu là Vh1 và được tính bằng cm3.
Dung tích làm việc của động cơ là tổng thể tích làm việc của tất cả các xi lanh, do
các xi lanh có thể tích làm việc như nhau:
Vh = ΣVh1 = i

πD 2

S
(lít),
4
Trong đó: D- đường kính xi lanh; S- hành trình pit tông; i- số xi lanh của động cơ.
Thể tích toàn bộ của xi lanh Va là thể tích của phần xi lanh nằm ở phía trên pit
tông khi pit tông nằm ở ĐCD. Như vậy, thể tích toàn bộ của một xi lanh chính bằng
tổng của dung tích làm việc xi lanh với thể tích buồng đốt.
Va=Vh1+Vc
Tỷ số nén ε là tỷ số giữa thể tích toàn bộ của xi lanh với thể tích buồng đốt:

ε=

Va
Vc

Tỷ số nén cho biết thể tích của không khí (hoặc hỗn hợp khí cháy) ở trong xi lanh
bị giảm đi bao nhiêu lần khi pit tông đi từ ĐCD tới ĐCT.
B. Các thông số chính của động cơ

a) Các thông số chính của động cơ ô tô:
Các thông số chính của động cơ thường gặp trong các tài liệu sử dụng hoặc sửa
chữa của ô tô. Các thông số này bao gồm:
1. Số lượng xylanh của động cơ i. Trên ôtô thường dùng các động cơ có i = 3, 4, 6,
8 hay 12 xylanh.
2. Tổng thể tích làm việc (dung tích làm việc) của tất cả các xi lanh của động cơ
Vh: thường được quy tròn thành lít và được cho trong Catalog hay ghi ngay bên
ngoài xe.
29


CHƯƠNG 2: Động cơ trên ô tô và nguyên lý làm việc cơ bản của động cơ đốt trong

3. Tỷ số nén của động cơ ε. Tỷ số nén là một trong những thông số quan trọng của
động cơ, nó ảnh hưởng trực tiếp đến công suất, tính kinh tế nhiên liệu và đặc tính
của động cơ. Đối với động cơ xăng, tỷ số nén thường trong khoảng từ 5 ÷ 14, đối
với động cơ diezel - khoảng 15 ÷ 26.
4. Công suất lớn nhất của động cơ (tính bằng kW hay mã lực) ở số vòng quay (ne vòng/phút) mà tại đó động cơ phát ra công suất lớn nhất (kW/ vòng/phút).
5. Mô men xoắn lớn nhất (Nm) và số vòng quay (vòng/phút) mà tại đó động cơ
phát ra mô men xoắn lớn nhất (Nm/ vòng/phút).
6. Lượng tiêu thụ nhiên liệu cho 100 km hành trình của ôtô (lít/100km).
Ngoài các thông số kể trên, còn thường dùng các thông số khác.
b) Các thông số khác
1. Công suất chỉ thị Ni:
Công suất chỉ thị là công suất được tính theo chu trình nhiệt xảy ra trong các xi lanh
của động cơ. Công suất chỉ thị được tính bằng:
pV n
(kW)
Ni = i h i
30.τ

trong đó: pi- áp suất chỉ thị trung bình (MPa),
Vhi- thể tích làm việc của một xi lanh (lít),
n- số vòng quay của trục khuỷu trong 1 phút (vòng/phút),
τ – số kỳ của động cơ;
i- số xi lanh của động cơ.
Áp suất chỉ thị trung bình pi được đo trực tiếp trên động cơ đang làm việc bằng thiết
bị chuyên dùng.
Công suất chỉ thị không truyền hết được tới trục khuỷu của động cơ mà bị mất mát
một phần do ma sát giữa các chi tiết làm việc, bị tiêu hao để vận hành các cơ cấu, hệ
thống phục vụ cho hoạt động của động cơ (cơ cấu phối khí, bơm dầu bôi trơn, bơm
nước làm mát, quạt gió làm mát két nước, ...) và các tổn thất cơ khí khác, do vậy cần có
thông số công suất hữu ích Ne.
2. Công suất hữu ích Ne
Ne là công suất trên trục khuỷu mà động cơ phát ra dùng để thực hiện công hữu ích.
Công suất này được đo trực tiếp trên các băng thử chuyên dùng trong phòng thí nghiệm.
Việc đánh giá các tổn thất cơ khí trong động cơ đốt trong thường sử dụng hiệu suất
cơ khí ηm. Hiệu suất ηm là tỷ số giữa công suất hữu ích Ne và công suất chỉ thị Ni:
N
ηm = e
Ni
Hiệu suất cơ khí của động cơ đốt trong phụ thuộc vào chất lượng gia công các chi
tiết của động cơ, chất lượng bôi trơn các bề mặt ma sát, số vòng quay làm việc, đảm bảo
các khe hở đúng quy định, chế độ nhiệt và một số yếu tố khác. Đối với động cơ thông
thường, hiệu suất cơ khí ở chế độ công suất cực đại vào khoảng 0,7 ÷ 0,8.
3. Mô men xoắn của động cơ Me
Mô men xoắn của động cơ Me được định nghĩa là mô men do động cơ phát ra, được
đo trên trục khuỷu. Quan hệ của công suất động cơ Ne (W) và mômen xoắn Me tại số
vòng quay (ne - vòng/phút) như sau:
30

KẾT CẤU Ô TÔ

Me =

Ne

ωe

(Nm) với ωe =

π
30ne

(

rad
)
s

4. Suất tiêu thụ nhiên liệu ge
Suất tiêu thụ nhiên liệu ge là lượng nhiên liệu tiêu thụ cho 1 đơn vị công suất (kW)
trong 1 đơn vị thời gian làm việc (h – giờ), và được tính như sau:
ge =

GT
g
(
)
N e kW .h

trong đó GT: khối lượng nhiên liệu tiêu thụ trong 1 đơn vị thời gian làm việc (g/h).
Suất tiêu thụ nhiên liệu của động cơ thể hiện tính kinh tế nhiên liệu của động cơ.
Suất tiêu thụ nhiên liệu của động cơ diezel thường trong khoảng 210 ÷ 300 g/kW.h, còn
với các loại động cơ xăng: 280 ÷ 350 g/kW.h.
5. Hiệu suất nhiệt của động cơ ηe
Suất tiêu thụ nhiên liệu của động cơ ge phụ thuộc cơ bản vào hiệu quả sử dụng nhiệt
của động cơ. Hiệu quả sử dụng nhiệt của động cơ rất thấp. Mức độ sử dụng nhiệt trong
quá trình hoạt động của động cơ đốt trong được đánh giá bằng thông số hiệu suất nhiệt
của động cơ ηe:

ηe =

Le
3600
,
=
Qct g e H u

trong đó: Le là công sinh ra của chu trình làm việc của động cơ tại trục khuỷu. Qct là
nhiệt lượng sinh ra do đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu cấp cho 1 chu trình làm việc. Hu là
khả năng sinh nhiệt của nhiên liệu (kJ/kg).
Động cơ diezel có hiệu suất nhiệt dao động trong khoảng 0,32 ÷ 0,36, động cơ xăng
sử dụng chế hoà khí có hiệu suất thấp hơn 0,25 ÷ 0,28.
Ngày nay nhờ tiến bộ của kỹ thuật điều khiển, các quá trình nạp, thải, hòa trộn,
hình thành hỗn hợp nhiên liệu và thời điểm bật lửa (hay phun nhiên liệu diezel) được
điều khiển rất tốt, hiệu suất nhiệt của các động cơ có thể đạt đến giá trị xấp xỉ 0,50.
2.2.2. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ BỐN KỲ
A. Động cơ xăng
Động cơ làm việc theo từng chu kỳ tuần hoàn, nối tiếp nhau. Một chu kỳ làm việc

của động cơ xăng bốn kỳ bao gồm 4 quá trình xảy ra trong xi lanh động cơ tương ứng
với 4 kỳ: nạp hỗn hợp nhiên liệu đã được hoà trộn với không khí ở trên đường ống nạp
(hay không khí ở động cơ phun xăng trực tiếp) vào trong xi lanh (kỳ hút); nén hỗn hợp
khí trong xi lanh (kỳ nén); đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu và sinh công (kỳ nổ); đẩy khí đã
cháy ra ngoài (kỳ xả).
Sơ đồ nguyên lý cơ bản của động cơ xăng bốn kỳ 1 xi lanh với trục khuỷu, thanh
truyền, pit tông, xi lanh, đường ống, xu páp nạp, xả và được thể hiện trên hình 2.3.
Kỳ hút: Pit tông di chuyển từ ĐCT tới ĐCD, xu páp nạp mở, xu páp xả đóng. Thể
tích của khoang phía trên pit tông tăng dần tạo nên độ chân không, hỗn hợp không khí
và nhiên liệu (hỗn hợp khí) được hút vào xi lanh từ đường ống nạp qua xu páp nạp.
Kỳ hút kết thúc sau khi pit tông đã đi qua ĐCD và đi quá một đoạn, ứng với góc
quay của trục khuỷu là φm gọi là góc đóng muộn xu páp nạp. Trong khoảng góc đóng
muộn, pit tông đi lên nhưng do dòng khí nạp có quán tính lớn, nên hỗn hợp khí nạp vẫn
31


CHƯƠNG 2: Động cơ trên ô tô và nguyên lý làm việc cơ bản của động cơ đốt trong

tiếp tục đi vào vào trong xi lanh, tăng khả năng nạp hỗn hợp khí vào xi lanh. Giá trị φm
thường vào khoảng 40 ÷ 60° và ở cuối kỳ hút, áp suất trong xi lanh có giá trị khoảng
(0,75 ÷ 0,9) bar.
Động cơ cũng bố trí góc mở sớm xu páp nạp nhằm tăng lượng hỗn hợp nạp vào xi
lanh. Ở giai đoạn đầu, khi pit tông chưa đến vị trí ĐCT, xu páp nạp đã bắt đầu mở, ứng
với góc mở sớm xu páp nạp ϕs (tính theo góc quay trục khuỷu). Góc mở sớm này có tác
dụng đảm bảo tiết diện lưu thông nạp khí, khi pit tông đi xuống và áp suất chân không
còn nhỏ, hỗn hợp khí vẫn nạp được vào xi lanh.
Xu páp nạp

bugi

Xu páp xả

ĐCT

ĐCD

ĐCT

Điểm đánh lửa

ĐCT

ϕs
ϕm

ϕb

ĐCT

ĐCT

ϕd

ϕx

ĐCD

ĐCD

ĐCD

ĐCD

HÚT

NÉN

NỔ

XẢ

Một vòng quay

Một vòng quay

Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của động cơ xăng 4 kỳ

Kỳ nén: Pit tông di chuyển từ ĐCD lên ĐCT, các xu páp nạp và xả đều đóng. Thể
tích làm việc trong xi lanh giảm dần, áp suất và nhiệt độ của hỗn hợp khí bị nén tăng
lên. Kết thúc quá trình nén, áp suất trong xi lanh có thể đạt tới 7 ÷ 12 bar và nhiệt độ
vào khoảng 250 ÷ 300°C.
Cuối của kỳ nén, bugi phát tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp. Thời điểm bật lửa của
bugi được bố trí trước khi pit tông đến ĐCT, được gọi là góc đánh lửa sớm, tương ứng
với góc quay φb của trục khuỷu. Sự đánh lửa sớm không gây ảnh hưởng xấu tới việc
sinh công do tốc độ lan truyền tia lửa đốt cháy hỗn hợp khí còn thấp.
Kỳ nổ: Các xu páp nạp và xả đều đóng, nhiên liệu tiếp tục cháy ở trong buồng đốt.
Sau khi nhiên liệu cháy mãnh liệt, nhiệt độ trong xi lanh khoảng 2300 ÷ 2500°C, áp suất
khoảng 30 ÷ 40 bar. Áp suất khí cháy tạo áp lực lên đỉnh pit tông và đẩy pit tông đi từ
ĐCT tới ĐCD. Đây chính là quá trình sinh công hữu ích, năng lượng của hỗn hợp bị đốt
cháy được chuyển thành cơ năng qua cơ cấu trục khuỷu thanh truyền làm quay trục

khuỷu. Tới cuối kỳ nổ nhiệt độ và áp suất trong xi lanh giảm xuống. Lúc này áp suất
còn khoảng 5 ÷ 6 bar và nhiệt độ khoảng 900 ÷ 1100°C.
Nhờ việc đánh lửa sớm, khi pit tông đi qua ĐCT, quá trình cháy xảy ra mãnh liệt
nhất, áp suất trong xi lanh đạt giá trị lớn nhất, đảm bảo đốt cháy tối đa hỗn hợp đã được
nạp và sinh công cao nhất.
32


KẾT CẤU Ô TÔ

Kỳ xả: Pit tông đi từ ĐCD lên ĐCT, xu páp xả mở, xu páp nạp đóng. Khí đã cháy
được pit tông đẩy ra đường ống thải qua xu páp xả.
Để tăng khả năng thải sạch khí đã cháy ra khỏi xi lanh, động cơ bố trí xu páp xả mở
sớm trước khi đến ĐCD (ứng với góc quay trục khuỷu: góc mở sớm xu páp xả φx).
Người ta thường bố trí góc mở sớm xu páp xả trên động cơ xăng bốn kỳ khoảng 40 ÷
60°. Khi pit tông đã qua ĐCD và đi tới ĐCT, pit tông làm nhiệm vụ đẩy khí thải ra
ngoài. Kỳ xả kết thúc khi pít tông đã đi qua ĐCT. Xu páp xả được đóng sau khi pit tông
đi qua ĐCT (ứng với góc quay của trục khủy: góc đóng muộn xu páp xả φd). Góc đóng
muộn xu páp xả được bố trí: nhằm sử dụng dòng khí nạp và quán tính của dòng khí xả
để xả hết khí đã cháy ra khỏi buồng đốt, tăng chất lượng đốt cháy cho quá trình tiếp sau.
Tuy vậy trong buồng đốt vẫn còn sót lại một lượng nhỏ khí thải. Áp suất ở cuối kỳ xả
vào khoảng 1,1 ÷ 1,2 bar, với nhiệt độ từ 700 đến 800°C.
Hết bốn kỳ làm việc là kết thúc một chu trình làm việc tương ứng với hai vòng
quay trục khuỷu, và một chu kỳ mới được lặp lại. Trong bốn kỳ làm việc của động cơ
chỉ có một kỳ sinh công, các kỳ còn lại động cơ làm việc theo quán tính. Lực khí thể bị
đốt cháy đẩy pit tông đi xuống thông qua cơ cấu pit tông, thanh truyền và trục khuỷu
làm quay của trục khuỷu. Mô men quay tạo nên bởi động cơ tại trục khuỷu là nguồn
động lực dẫn động hệ thống truyền lực và bánh xe quay, giúp ô tô tự di chuyển.
Để tóm tắt và mô tả nguyên lý làm việc của động cơ, có thể dùng đồ thị pha (a) và
đồ thị công (b), trình bày trên hình 2.4.

Góc trùng điệp
ĐCT

ϕs

XẢ

ϕd

HÚT

NÉN

NỔ

Nổ

Áp suất

Điểm đánh lửa
ϕb= 0÷40o

Xả

ϕm

ϕx

ĐCD
a) Đồ thị pha

Nén
Hút

ĐCT
Thể tích

ĐCD

b) Đồ thị công

Hình 2.4: Đồ thị nguyên lý làm việc của động cơ xăng 4 kỳ

Đồ thị pha cho thấy: với mỗi xi lanh của động cơ có góc trùng điệp tại ĐCT, xu
páp hút và xả đều ở trạng thái mở. Nhờ đồ thị pha của một động cơ cụ thể, với giá trị
các góc đóng mở xu páp cho phép thực hiện công nghệ sửa chữa và điều chỉnh cơ cấu
phối khí.
Đồ thị công cho phép tính công sinh ra trong động cơ và đánh giá hiệu quả của
động cơ nhiệt.
Nguyên lý làm việc của động cơ phun xăng, động cơ phun xăng trực tiếp GDI động
cơ tăng áp, cũng giống như động cơ sử dụng chế hòa khí. Tuy nhiên:
− Ở động cơ phun xăng quá trình hòa trộn nhiên liệu được thực hiện nhờ cơ cấu
phun xăng trên đường nạp của động cơ.
33


CHƯƠNG 2: Động cơ trên ô tô và nguyên lý làm việc cơ bản của động cơ đốt trong

− Ở động cơ phun xăng sau xu páp (GDI): trong quá trình hút không khí được
nạp vào xi lanh, và nhiên liệu được phun trực tiếp vào đỉnh pit tông (sau xu páp)

và tạo thành hỗn hợp trong xi lanh.
− Ở động cơ tăng áp, quá trình nạp khí được tăng cường bởi máy nén khí tăng áp
suất không khí nạp.
B. Động cơ diezel
Động cơ diezel sử dụng nhiên liệu diezel có cấu trúc phân tử dễ bị phân hủy và tự
bốc cháy ở nhiệt độ cao. Chu trình làm việc của động cơ diezel 4 kỳ cũng tương tự như
trên động cơ xăng. Nhưng có các điểm khác nhau cơ bản sau đây:
- Động cơ diezel nạp không khí vào buồng đốt và nhiên liệu được phun tơi trực tiếp
vào trong xi lanh, quá trình hoà trộn tạo thành hỗn hợp xảy ra ngay trong buồng đốt.
- Động cơ diezel có tỷ số nén lớn hơn nhiều so với động cơ xăng và nhờ đó cuối kỳ
nén nhiệt độ trong xi lanh tăng lên rất cao đủ để làm bốc cháy hỗn hợp mà không cần
đến tia lửa điện.
Cấu trúc và các quá trình làm việc của động cơ diezel 4 kỳ 1 xi lanh được thể hiện
trên hình 2.5.
Kỳ hút: Pit tông đi từ ĐCT tới ĐCD, xu páp xả đóng, xu páp nạp mở, không khí từ
đường ống nạp được hút vào trong xi lanh. Xu páp nạp được bố trí mở sớm trước ĐCT.
Kỳ hút kết thúc khi pit tông đã đi qua ĐCD ứng với góc đóng muộn xu páp nạp (40 ÷
60)° của trục khuỷu. Cuối kỳ hút áp suất trong xi lanh khoảng (0,8 ÷ 0,95) bar.
7

toC=70÷100
p=0,8÷0,95 bar

8

6
9
10

5

4
3
2
1

toC=100÷750
p=1÷1,2 bar
XẢ

HÚT
NÉN
toC=600÷900
p=30÷55 bar

NỔ
toC=2000÷2500
p=60÷140 bar

11

b) Các thông số điển hình của các quá trình

a) Kết cấu cơ bản của động cơ diezel

Hình 2.5: Cấu tạo và nguyên lý cơ bản của động cơ
diezel 4 kỳ
1.
2.
3.

4.

Thanh truyền
Trục khuỷu
Pit tông
Xi lanh

5.
6.
7.
8.

Ống xả
Ống nạp
Xupap
Vòi phun cao áp

9. Nến sấy nóng
10. Buồng đốt phụ
11. Bơm cao áp

Kỳ nén: Pit tông đi về phía ĐCT, xu páp nạp và xả đều đóng, không khí trong xi
lanh bị nén lại. Cuối kỳ nén áp suất trong xi lanh có thể đạt (35 ÷ 55) bar và nhiệt độ
khoảng 600 ÷ 900°C. Nhiên liệu được vòi phun cao áp phun tơi vào xi lanh dưới dạng
hạt rất nhỏ, khi pit tông còn cách ĐCT khoảng (15 ÷ 30)° góc quay trục khuỷu (gọi là
góc phun sớm). Nhiên liệu hoà trộn với không khí ở nhiệt độ và áp suất cao tạo thành
hỗn hợp và tự bắt cháy. Một số động cơ hiện đại cho phun nhiên liệu vào với áp suất
(300 ÷ 2000) bar, nhằm tạo điều kiện cháy triệt để và sinh công lớn.
34

KẾT CẤU Ô TÔ

Kỳ nổ: Cả 2 xu páp đều đóng, nhiên liệu tiếp tục cháy trong xi lanh. Khi pit tông đi
qua ĐCT quá trình cháy xảy ra rất mạnh làm áp suất và nhiệt độ trong xi lanh tăng đến
giá trị lớn nhất. Vào cuối quá trình cháy nhiệt độ khí cháy lên tới 2000 ÷ 2500°C, với áp
suất khoảng (60 ÷ 140) bar. Áp suất khí cháy tác dụng lên đỉnh pit tông, pit tông di
chuyển về phía ĐCD. Đây là quá trình sinh công hữu ích: năng lượng của nhiên liệu bị
đốt cháy chuyển thành cơ năng làm quay trục khuỷu.
Kỳ xả: Ở cuối kỳ nổ nhiệt độ và áp suất trong xi lanh giảm xuống (áp suất khoảng 4
÷ 5 bar và nhiệt độ vào khoảng 600 ÷ 700°C). Khi pit tông đi gần tới ĐCD, xu páp xả
mở sớm khoảng 40 ÷ 60° cho khí cháy thoát ra ngoài. Sau đó, pit tông tiếp tục di
chuyển từ ĐCD về ĐCT để đẩy khí cháy ra. Xu páp xả cũng được bố trí đóng muộn.
Kết thúc kỳ xả áp suất trong xi lanh vào khoảng 1,0 ÷ 1,1 bar, nhiệt độ khoảng (100 ÷
750)°C và vẫn còn sót lại một ít lượng khí đã cháy. Tới đây kết thúc một chu trình làm
việc hoàn chỉnh của động cơ và lại bắt đầu một chu trình mới.
Do nhiệt độ và áp suất khi cháy của động cơ diezel cao hơn động cơ xăng, nên chất
lượng chuyển hóa nhiệt năng thành cơ năng cao hơn, nên động cơ diezel được sử dụng
rộng rãi trên ô tô tải và ô tô buýt. Ngay cả trên ô tô con cũng có xu hướng chuyển mạnh
sang sử dụng động cơ diezel này.
Máy nén đẩy không khí qua đường ống nạp vào các xi lanh đang ở kỳ hút, nhờ đó
mà áp suất khí nạp tăng đáng kể (với áp suất dư khoảng 0,3 ÷ 0,6 bar). Biện pháp tăng
áp khí nạp cho động cơ hiện nay được áp dụng cho cả động cơ xăng, diezel.
2.2.2. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ HAI KỲ
Động cơ hai kỳ thường gặp chủ yếu là các động cơ xăng có công suất nhỏ (một số
loại xe máy nhỏ, động cơ khởi động cho động cơ chính diezel), và động cơ diezel vận
tốc thấp phục vụ tĩnh tại (phát điện, bơm nước, cưa gỗ, cắt cỏ, ...).
Động cơ không có xu páp, pit tông đảm nhiệm vai trò đóng mở đường nạp và xả.
Hình 2.7 thể hiện sơ đồ cấu tạo, nguyên lý hoạt động của động cơ xăng có khoang
các te là buồng nén phụ. Động cơ sử dụng cơ cấu trục khuỷu thanh truyền pit tông với

cửa nạp 2 và cửa xả 3, cùng với sự di chuyển của pit tông hình thành cơ cấu phối khí.
Cửa nạp thông với khoang các te, còn cửa xả thông với buồng đốt. Nhờ đường thông
khoang 4 khí có thể chuyển từ khoang các te vào buồng đốt.
5

2

3
3
2

4

1
ĐCT

4

ĐCD

1
A

B

C

D

Hình 2.7: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của động cơ xăng hai kỳ

1- Khoang các te; 2- Cửa nạp; 3- Cửa xả; 4- Cửa quét; 5- Bugi

Động cơ hoạt động theo hai hành trình như sau:
35