Thiết kế, chế tạo mô hình ô tô 4 bánh xe, 1 cầu chủ động

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MƠ HÌNH Ơ TƠ 4 BÁNH XE,
1 CẦU CHỦ ĐỘNG

Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Thanh Tuấn
ThS. Phạm Tạo
Sinh viên thực hiện: Ngô Đức Tứ Qúy
Nguyễn Ngọc Thiên
Mã số sinh viên:

57130124
57130148

Khánh Hòa - 2019


TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG
BỘ MÔN KỸ THUẬT Ô TÔ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MƠ HÌNH Ơ TƠ 4 BÁNH XE,
1 CẦU CHỦ ĐỘNG

GVHD: TS. Nguyễn Thanh Tuấn
ThS. Phạm Tạo
SVTH: Ngô Đức Tứ Qúy
Nguyễn Ngọc Thiên
MSSV: 57130124
57130148

Khánh Hòa, tháng 2/2019


ii


TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
Khoa/viện: Kỹ thuật giao thông
PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỀ TÀI / KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
(Dùng cho CBHD và nộp cùng báo cáo ĐA/KLTN của sinh viên)
Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo mơ hình ơ tơ 4 bánh, 1 cầu chủ động
Giảng viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Thanh Tuấn
ThS. Phạm Tạo
Sinh viên được hướng dẫn: Ngơ Đức Tứ Qúy
Nguyễn Ngọc Thiên
Khóa: 2015-2019
Lần
KT
1
2

Ngày

MSSV: 57130124
57130148

Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật Ơ tơ
Nội dung

Nhận xét của GVHD

3
4
Kiểm tra giữa tiến độ của Trưởng BM
Ngày kiểm tra: Đ Đánh giá cơng việc hồn thành: ……….%
……………...
Được tiếp tục:
Khơng tiếp tục:
………
5
6
7
8

Ký tên
……………….

Nhận xét chung (sau khi sinh viên hoàn thành ĐA/KL):
……………………………………………………………………………………….…
……………………………………………………………………………………….…
……………………………………………………………………………………….…
……………………………………………………………………………………….…
Điểm hình thức:……/10

Điểm nội dung:......./10
Điểm tổng kết:………/10
Đồng ý cho sinh viên:
Được bảo vệ:
Khơng được bảo vệ:
Khánh Hịa, ngày......., tháng......, năm.......
Cán bộ hướng dẫn
(Ký và ghi rõ họ tên

iii


TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
Khoa/Viện: Kỹ thuật Giao thông
PHIẾU CHẤM ĐIỂM ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
(Dành cho cán bộ chấm phản biện)
1. Họ tên người chấm:………………………………….
2. Sinh viên/ nhóm sinh viên thực hiện ĐA/KLTN (sĩ số trong nhóm: 2)
(1) Ngô Đức Tứ Quý
MSSV: 57130124
(2) Nguyễn Ngọc Thiên

MSSV: 57130148

Lớp: 57.CNOT-1

Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô

3. Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo mơ hình ơ tơ 4 bánh, 1 cầu chủ động
4. Nhận xét

-

Hình thức:...............................................................................................................

......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
- Nội dung:................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
Điểm hình thức:....../10
Đồng ý cho sinh viên:

Điểm nội dung:....../10
Được bảo vệ:

Điểm tổng kết:....../10
Không được bảo vệ:

Khánh Hòa, ngày.......,tháng.......,năm...........
Cán bộ chấm phản biện
(Ký và ghi rõ họ tên)

iv


TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

Khoa/viện: Kỹ thuật giao thông
PHIẾU CHẤM CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ ĐA/KLTN
(Dùng cho thành viên Hội đồng bảo vệ ĐA/KLTN)
1. Họ tên thành viên HĐ:..................................................................................................
Chủ tịch:
Thư ký:
Ủy viên:
2. Tên đề tài: Thiết kế chế tạo mô hình ơ tơ 4 bánh, 1 cầu chủ động
3. Họ tên sinh viên thực hiện:

(1) Ngô Đức Tứ Qúy

MSSV: 57130124

(2) Nguyễn Ngọc Thiên
MSSV: 57130148
4. Phần đánh giá và cho điểm của thành viên hội đồng (theo thang điểm 10)
a) Hình thức, bố cục bài báo cáo (sạch, đẹp, cân đối giữa các phần,…)
: ………
b) Nội dung bản báo cáo (thể hiện mục tiêu, kết quả,…)

: ………

c) Trình bày (đầy đủ, ngắn gọn, lưu lốt, khơng q thời gian,…)

: ………

d) Trả lời các câu hỏi của người chấm (đúng/sai)

: ………

đ) Trả lời các câu hỏi của thành viên hội đồng (đúng/sai)

: ………

e) Thái độ, cách ứng xử, mức độ tự tin

: ………

g) Nắm vững nội dung đề tài

:……….

h) Nắm vững những vấn đề liên quan đề tài

:……….

i) Tính sáng tạo khoa học của sinh viên

:……….
Tổng cộng

Điểm trung bình của các cột điểm trên:……./10 (làm tròn đến 1 số lẻ)
Cán bộ chấm điểm
(Ký và ghi rõ họ tên)

v

: ……....

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan mọi kết quả của đề tài “Thiết kế, chế tạo mơ hình ơ tơ 4
bánh, 1 cầu chủ động” là cơng trình ghiên cứu của cá nhân tôi và chưa từng và
chưa từng được cơng bố trong bất cứ cơng trình khoa học nào khác cho tới thời
điểm này.
Khánh Hòa, ngày tháng năm 2019
Sinh viên thực hiện

Ngô Đức Tứ Qúy

vi

Nguyễn Ngọc Thiên


LỜI CẢM ƠN
Xin chân thành gửi lời cảm ơn tới Ban chủ nhiệm Khoa Kỹ Thuật Giao Thơng nói
chung và bộ mơn Kỹ thuật ơ tơ nói riêng của trường Đại học Nha Trang đã và luôn dành
cho chúng tôi những điều kiện thuận lợi để hoàn thành đề tài tốt nghiệp.
Xin chân thành cảm ơn Quý Thầy bộ môn Kỹ thuật ô tô trong thời gian qua đã
truyền đạt và trang bị chúng em đầy đủ kiến thức để thực hiện tốt đề tài tốt nghiệp.
Xin chân thành cảm ơn TS.Nguyễn Thanh Tuấn và ThS.Phạm Tạo đã tận tình
hướng dẫn, giúp đỡ, động viên trong quá trình thực hiện đề tài tốt nghiệp.
Lời cảm ơn cuối cùng chúng tôi xin chân thành gửi đến Quý Thầy,gia đình, bạn
đồng học đã quan tâm thăm hỏi và giúp đỡ trong suốt thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp.
Trân Trọng !

Khánh Hịa, ngày tháng năm 2019
Sinh viên thực hiện

Ngơ Đức Tứ Qúy

vii

Nguyễn Ngọc Thiên


MỤC LỤC
Đề mục

Trang

TRANG BÌA ................................................................................................................i
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐA/KLTN ................................................................................ii
PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỀ TÀI / KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP... iii
PHIẾU CHẤM ĐIỂM ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP...................................iv
PHIẾU CHẤM CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ ĐA/KLTN ..............................................v
LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................vi
LỜI CẢM ƠN ...........................................................................................................vii
MỤC LỤC.................................................................................................................vii
DANH MỤC HÌNH ẢNH ..........................................................................................ix
DANH MỤC BẢNG .................................................................................................xii
LỜI NĨI ĐẦU.............................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Ơ TƠ..............................................................................2
1.1. Tổng quan về xe ơ tơ.............................................................................................2
1.1.1. Lịch sử phát triển ngành cơng nghiệp ơ tơ ..........................................................2
1.1.2. Tình hình nghiên cứu và phát triển về xe ô tô.....................................................4
1.1.3. Khái quát hệ thống truyền động của ô tô 4 bánh ............................................11
1.2. Sơ lược về mơ hình xe ơ tơ 4 bánh, 1 cầu chủ động.............................................19

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ TÍNH TỐN, THIẾT KẾ MƠ HÌNH ......................................21
2.1. Tổng quan về ơ tơ ...............................................................................................21
2.2. Cơ sở lý thuyết tính tốn, thiết kế khung, và các hệ thống ô tô ............................22
2.2.1. Lực và momen tác dụng lên ơ tơ trong q trình chuyển động..........................22
2.3. Sử dụng phần mềm chun ngành trong tính tốn, kiểm nghiệm khung ô tô .......27
2.3.1. Các phần mềm phổ biến trong tính tốn, kiểm nghiệm khung ơ tơ....................27
2.3.2. Sử dụng phần mềm RDM trong tính tốn, kiểm nghiệm khung ơ tơ mơ hình ...29
2.4. Thiết kế, chế tạo mơ hình ....................................................................................30
2.4.1. Mục đích, yêu cầu và các bộ phận, hệ thống xe mơ hình cần tính tốn, thiết kế 30
2.4.2. Phân tích và lựa chọn phương án thiết kế khung ơ tơ và các hệ thống...............31
2.5. Tính tốn, thiết kế khung ơ tơ..............................................................................33
2.5.1. Phương pháp chung..........................................................................................33
2.5.2. Tính tốn, thiết kế khung ơ tơ mơ hình .............................................................34
2.5.3. Tính tốn khối lượng khung .............................................................................37
vii


2.6. Tính tốn, thiết kế hệ thống truyền lực ................................................................47
2.6.1. Phân tích và chọn phương án bố trí hệ thống truyền lực cho ơ tơ thiết kế .........47
2.6.2. Phân tích các phương án bố trí hệ thống truyền lực trên ô tô ............................47
2.6.3. Phân tích, chọn truyền lực chính ......................................................................50
2.7. Tính tốn, thiết kế hệ thống phanh ......................................................................52
2.7.1. u cầu đối với hệ thống phanh .......................................................................52
2.7.2. Phân tích phương án thiết kế hệ thống phanh chính cho ơ tơ ............................53
2.7.3. Tính tốn xác định các thơng số của hệ thống phanh. .......................................56
2.7.4. Tính tốn, thiết kế cơ cấu phanh.......................................................................58
2.7.5. Thiết kế kỹ thuật hệ thống phanh .....................................................................63
2.8. Tính tốn, thiết kế hệ thống lái............................................................................63
2.8.1. u cầu khi tính tốn thiết kế hệ thống lái........................................................63
2.8.2. Phân tích chọn hệ thống lái ..............................................................................63

2.8.3. Chọn hệ thống lái cho ô tô thiết kế ...................................................................67
2.8.4. Chọn những thông số chủ yếu ..........................................................................68
2.8.5. Thiết kế kỹ thuật hệ thống lái ...........................................................................70
2.9. Phân tích lựa chọn hệ thống treo .........................................................................70
2.9.1. Nhiệm vụ hệ thống treo....................................................................................70
2.9.2. Yêu cầu hệ thống treo ......................................................................................70
2.9.3. Chọn hệ thống treo...........................................................................................71
2.9.4. Chọn các bộ phận hệ thống treo .......................................................................72
2.9.5. Hệ thống treo được chọn ..................................................................................73
CHƯƠNG 3: KIỂM TRA, THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ.....................................74
3.1. Kiểm tra tổng quát xe sau khi lắp ráp hồn thiện.................................................74
3.2. Thử nghiệm tính ổn định của xe..........................................................................79
3.3. Đánh giá ............................................................................................................80
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..............................................................81
4.1. Kết luận ..............................................................................................................81
4.2. Kiến nghị ............................................................................................................81
TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................82

viii


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Chiếc ơ tơ đầu tiên của Karl Benz ................................................................2
Hình 1.2. Xe ơ tơ Benz Patent 1885 được tái hiện năm 2007........................................3
Hình 1.3. Xe ơ tơ Benz Patent Motor Car – Đời 1888 ..................................................3
Hình 1.4. Xe ô tô do Nicolas Joseph Cugnot chế tạo....................................................4
Hình 1.5. Xe ô tô do Gottlieb Daimler, Wihehm Maybach chế tạo...............................4
Hình 1.6. Dây chuyền lắp ráp ơ tơ của Henry Ford ......................................................5
Hình 1.7. Ba thương hiệu ơ tơ lớn của Mỹ ...................................................................5
Hình 1.8. Trụ sở Toyota tại Mỹ....................................................................................6

Hình 1.9. Dây chuyền lắp ráp ơ tơ tại Hàn Quốc ..........................................................7
Hình 1.10. Xe ơ tơ được chế từ phế liệu.......................................................................9
Hình 1.11. Sinh viên của đại học Lạc Hồng (TP Biên Hịa, Đồng Nai) ......................10
Hình 1.12. Xe Trường Đại học Nha Trang đang trên đường đua..................................10
Hình 1.13. Sinh viên miệt mài bên những chiếc xe mơ hình.......................................11
Hình 1.14. Hệ thống truyền động trên xe ơ tơ.............................................................11
Hình 1.15. Hệ thống truyền động FWD .....................................................................13
Hình 1.16. Hệ thống truyền động RWD .....................................................................14
Hình 1.17. Hệ thống truyền động 4WD/AWD ...........................................................16
Hình 1.18. Bộ vi sai trung tâm trên hệ thống AWD “Quattro” của Audi ....................17
Hình 1.19. Hộp truyền động.......................................................................................18
Hình 1.20. Trục truyền động ......................................................................................18
Hình 1.21. Sơ đồ hệ thống dẫn động 4WD trên Mitsubishi Pajero.............................19
Hình 1.22. Xe dùng để đua trong các thể thức F.........................................................20
Hình 1.23. Xe ơ tơ tự chế ở Việt Nam........................................................................20
Hình 2.1. Cấu trúc tổng quát của ơ tơ.........................................................................21
Hình 2.2. Lực và momen tác dụng lên ô tô trong quá trình chuyển động lên dốc, tăng tốc .... 22
Hình 2.3. Sự phân bố trọng trọng lượng của xe ..........................................................23
Hình 2.4. Phản lực của mặt đường lên các bánh xe trước ...........................................24
Hình 2.5. Sơ đồ biểu diễn lực kéo ..............................................................................26
Hình 2.6. Sơ đồ thuật tốn của chương trình RDM ....................................................30
Hình 2.7. Khung hình chiếc thang..............................................................................34
ix


Hình 2.8. Khung hình ống rỗng..................................................................................34
Hình 2.9. Khung gầm liền khối ..................................................................................35
Hình 2.10. Khung gầm liền khối ULSAB ..................................................................35
Hình 2.11. Khung gầm hình xương sống....................................................................36
Hình 2.12. Khung ơ tơ mơ hình thiết kế .....................................................................38

Hình 2.13. Sơ đồ phân bố các nút trên khung ơ tơ trong RDM ...................................40
Hình 2.14. Mơ hình đặt lực trên khung xương ở chế độ phanh gấp ............................41
Hình 2.15. Biến dạng của khung xương khi ở chế độ phanh gấp ................................41
Hình 2.16. Biểu đồ lực dọc ở chế độ phanh gấp .........................................................42
Hình 2.17. Biểu đồ lực cắt ở chế độ phanh gấp ..........................................................42
Hình 2.18. Biểu đồ mơ men xoắn ở chế độ phanh gấp................................................42
Hình 2.19. Biểu đồ mơ men uốn ở chế độ phanh gấp .................................................43
Hình 2.20. Biểu đồ ứng suất ở chế độ phanh gấp .......................................................43
Hình 2.21. Mơ tả lực ly tâm khi ơ tơ quay vịng .........................................................44
Hình 2.22. Mơ hình đặt lực ở chế độ quay vịng.........................................................44
Hình 2.23. Biến dạng của khung xương ở chế độ quay vịng......................................45
Hình 2.24. Biểu đồ lực dọc ở chế độ quay vịng.........................................................45
Hình 2.25. Biểu đồ lực cắt ở chế độ quay vịng ..........................................................45
Hình 2.26. Biểu đồ mơ mem xoắn ở chế độ quay vịng ..............................................46
Hình 2.27. Biểu đồ mơ men uốn ở chế độ quay vịng .................................................46
Hình 2.28. Biểu đồ ứng suất ở chế độ quay vịng .......................................................46
Hình 2.29. Sơ đồ 4x2 cầu sau chủ động, động cơ đặt trước ........................................47
Hình 2.30. Sơ đồ 4x2 cầu sau chủ động, động cơ đặt sau .........................................48
Hình 2.31. Sơ đồ 4x2 cầu trước chủ động, động cơ đặt trước .....................................48
Hình 2.32. Sơ đồ 4x4 .................................................................................................49
Hình 2.33. Sơ đồ 6x4 .................................................................................................49
Hình 2.34. Sơ đồ 6x6 .................................................................................................50
Hình 2.35. Bố trí hệ thống truyền lực của ơ tơ mơ hình......................................................51
Hình 2.36. Sơ đồ bán trục giảm 1/ 2 ............................................................................52
Hình 2.38.Các sơ đồ phân dịng .................................................................................54
Hình 2.39. Sơ đồ thơng số kết cấu của cơ cấu phanh..................................................58
Hình 2.40. Sơ đồ xác định góc đặt δ của lực N1 khi áp suất phân bố đều ....................59
x

Hình 2.41. Sơ đồ lực tác dụng lên guốc phanh ...........................................................61
Hình 2.42. Cơ cấu lái bánh răng - thanh răng .............................................................64
Hình 2.43. Cơ cấu lái trục vít con lăn.........................................................................64
Hình 2.44. Cơ cấu lái trục vít chốt quay.....................................................................65
Hình 2.45. Cơ cấu lái trục vít - cung răng ..................................................................66
Hình 2.46. Dẫn động lái 3 khâu .................................................................................67
Hình 2.47. Dẫn động lái 6 khâu .................................................................................67
Hình 2.48. Sơ đồ dẫn động lái....................................................................................68
Hình 2.49. Các thơng số của hình thang lái ................................................................68
Hình 2.50. Sơ đồ quay vịng của ơ tơ .........................................................................69
Hình 2.51. Hệ thống treo độc lập ...............................................................................71
Hình 2.52. Phương án chọn hệ thống treo trước .........................................................71
Hình 2.53. Hệ thống treo phụ thuộc ...........................................................................72
Hình 2.54. Hệ thống treo phụ thuộc sử dụng nhíp lá ..................................................73
Hình 2.55. Hệ thống treo phụ thuộc sử dụng lị xo trụ................................................73
Hình 3.1. Xe hồn thiện .............................................................................................74
Hinh 3.2. kiểm tra khung xe.......................................................................................74
Hình 3.3. Kiểm tra động cơ........................................................................................75
Hình 3.4. Kiểm tra cố định động cơ ...........................................................................75
Hình 3.5. Kiểm tra cố định bánh xe............................................................................76
Hình 3.6. Kiểm tra ổn định phanh ..............................................................................76
Hình 3.7. Kiểm tra hệ thống lái..................................................................................77
Hình 3.8. Kiểm tra hệ thống treo trước.......................................................................78
Hình 3.9. Kiểm tra hệ thống treo sau..........................................................................78
Hình 3.10. Kiểm tra điện động lực .............................................................................79
Hình 3.11. Chạy thử nghiệm xe ở điều kiện mặt đường bằng phẳng...........................79
Hình 3.12. Kiểm tra khả năng lên dốc ........................................................................80
Hình 3.13. Kiểm tra khả năng quay vòng xe ..............................................................80

xi

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Bảng tính tốn tổng khối lượng ô tô mô hình .............................................39
Bảng 3.1. Nội dung kiểm tra phần khung, thân ..........................................................74
Bảng 3.2. Nội dung kiểm tra động cơ và bánh xe .......................................................75
Bảng 3.3. Nội dung kiểm tra hệ thống phanh .............................................................76
Bảng 3.4. Nội dung kiểm tra hệ thống lái...................................................................77
Bảng 3.5. Nội dung kiểm tra hệ thống treo.................................................................77
Bảng 3.6. Nội dung kiểm tra hệ thống điện động lực..................................................78

xii


LỜI NÓI ĐẦU
Những năm gần đây nền khoa học kỹ thuật trên thế giới đã có những bước tiến
rất mạnh mẽ. Có rất nhiều các thành tựu khoa học tiên tiến được ứng dụng rộng rãi vào
đời sống và phát triển kinh tế, đặc biệt là trong lĩnh vực giao thông vận tải.
Cùng với sự phát triển của khoa học, ngành công nghiệp ôtô cũng không ngừng
đưa đến cho người tiêu dùng công nghệ mới.
Ở Việt Nam,nghành công nghiệp ô tô đa phần là lắp ráp và sử dụng. Tuy
nhiên,với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật trên thế giới mà các công
ty đã dần đưa các công nghệ tiên tiến, hiện đại ứng dụng vào chế tạo và lắp ráp ơ tơ,
điển hình là Vinamazda,Vinfast.
Ở Trường Đại học Nha Trang những năm gần đây khoa Kỹ Thuật Giao
Thơng,đặc biệt là bộ mơn Kỹ Thuật Ơ Tơ đã có rất nhiều đổi mới về cơng nghệ kỹ
thuật phục vụ trong giảng dạy. Các tài liệu và mô hình sử dụng trong cơng tác đào tạo
ln ln được đổi mới giúp cho học sinh, sinh viên có điều kiện tiếp xác và học tập
tốt nhất có thể bắt kịp với các công nghệ hiện đại sử dụng trong nghành công nghiệp ô
tô hiện nay.

Nhận thấy đây là việc cần thiết và rất quan trọng trong ngành công nghiệp ô tô
hiện nay. Chúng em đã được định hướng và thực hiện đồ án “Nghiên cứu thiết kế,
chế tạo ô tô 4 bánh, 1 cầu chủ động”.
Đồ án được thực hiện bởi sự hướng dẫn của TS.Nguyễn Thanh Tuấn và
ThS.Phạm Tạo, thử nghiệm tại Khoa Kỹ Thuật Giao Thông Trường Đại học Nha
Trang. Tuy nhiên, do kiến thức còn hạn chế và khơng có nhiều thời gian nên chắc chắn
đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót. Mong được sự đóng góp ý kiến của đọc giả để đồ án
của chúng tơi được hồn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn !
Nha Trang, ngày
tháng
năm 2019
Sinh viên thực hiện:

Ngô Đức Tứ Qúy
1

Nguyễn Ngọc Thiên


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN Ơ TƠ
1.1. Tổng quan về xe ơ tô
1.1.1. Lịch sử phát triển ngành công nghiệp ô tô [13]
Năm 1985,chiếc ô tô đầu tiên trên thế giới - Benz Patent Motor Car - được chế
tạo bởi kỹ sư người Đức - Karl Benz và vợ của ông (bà Bertha Benz) bà người đã trợ
giúp ông rất nhiều cả về thảo luận ý tưởng cũng như kinh tế; Bà cũng là người đầu tiên
thực hiện chuyến đi dài bằng ơ tơ với tổng hành trình 194km, góp phần rất lớn cho
thành công của chiếc xe.Với thiết kế 3 bánh, gắn động cơ đốt trong và đánh lửa bằng
điện, giá của chiếc xe vào thời điểm bấy giờ là 1000 USD (hiện nay, tương đương với

26.337 USD). Chiếc xe của Karl được cấp bằng sáng chế năm 1886.

Hình 1.1. Chiếc ô tô đầu tiên của Karl Benz

Chiếc xe này được cấu tạo bằng ống thép và ván gỗ, bánh xe bằng thép có nan
hoa và lốp cao su đặc. Xe sử dụng động cơ Benz 4 kỳ, xy lanh đơn, dung tích xy lanh
954cc, đạt cơng suất 0.5kW tại 250 vòng/phút và vận tốc tối đa 16km/h. Phiên bản đầu
tiên của Benz Patent Motor Car chưa được trang bị bộ chế hịa khí mà sử dụng một
bồn sợi ngâm nhiên liệu, cung cấp nhiên liệu cho xy lanh bằng sự bay hơi xăng.
Benz Patent Motor Car là tiền đề cho chiếc xe đầu tiên trên thế giới được đưa vào sản
xuất năm 1888 và những chiếc ô tô Mercedes-Benz nổi tiếng sau này với rất nhiều những
cải tiến và trang bị thêm, mà trong số đó phải kể đến các phát minh "để đời" của Karl như
bộ chế hịa khí, hệ thống điều chỉnh tốc độ (chân ga), đánh lửa (sử dụng các tia lửa điện từ
một ắc quy), bugi, khớp ly hợp, sang số và làm mát bằng nước.

2


Hình 1.2. Xe ơ tơ Benz Patent 1885 được tái hiện năm 2007

Hình 1.3. Xe ơ tơ Benz Patent Motor Car – Đời 1888

Lịch sử ngành công nghiệp ô tô gắn liền với nhiều sựu kiện phát triển. Đầu thế
kỷ 20, mơ hình sản xuất Ford trở thành hình mẫu cho nền công nghiệp ô tô: Phân chia
công việc (với sự chun mơn hóa sản xuất, mơ hình sản xuất dây chuyền phát triển
bởi Taylor), sự tiêu chuẩn hóa và nâng cao sức mua của công nhân, nhằm thúc đẩy tiêu
dùng và tăng nhu cầu. Đến những năm 1970, xuất hiện mơ hình sản xuất ơ tơ mang
tính cạnh tranh cao của hãng Toyota ở Nhật.
Mặc cho sự xâm chiếm của những mơ hình kinh tế mới trong các lĩnh vực khác
(sau mơ hình Ford, hậu cơng nghiệp hóa), cơng nghiệp ơ tơ vẫn tiếp tục giữ một vai trị

chủ chốt trong nền kinh tế thế giới, nhất là với sự khẳng định vị thế của Châu Á (đặc
biệt là Nhật Bản và Trung Quốc) và những nước công nghiệp mới (NPI).

3


Cho đến ngày nay, nền công nghiệp ô tô ở mỗi nước có một lịch sử hình thành và
phát triển riêng.
1.1.2. Tình hình nghiên cứu và phát triển về xe ô tô
1.1.2.1. Trên thế giới
Từ những chiếc xe đầu tiên chạy bằng hơi nước ở thế kỷ 18, đến nay ngành công
nghiệp ôtô thế giới đã cho ra đời những chiếc xe động cơ điện sang trọng, hiện đại.
Cho đến nay để nhận định chiếc xe hơi đầu tiên ra đời khi nào vẫn còn nhiều luống ý
kiến khác nhau trên thế giới. Nguồn gốc của từ ôtô là automobile (tiếng Anh), có nghĩa là
tự động (auto) chuyển động (mobile). Như vậy nếu căn cứ theo định nghĩa, chiếc xe hơi
đầu tiên trên thế giới ra đời năm 1770 do Nicolas Joseph Cugnot chế tạo chạy bằng động
cơ hơi nước, chứ không phải chiếc xe ô tô ba bánh do Karl Benz chế tạo.

Hình 1.4. Xe ơ tơ do Nicolas Joseph Cugnot chế tạo

Tuy nhiên, từ khi xuất hiện động cơ đốt trong do Nicolaus Otto phát minh năm
1876, người ta coi xe hơi ra đời ở thời kỳ này mới là nguồn gốc bởi có những chiếc xe
thời kỳ này có hình dáng và động cơ gần với ngày nay nhất. Tiêu biểu đó là những
chiếc xe do Gottlieb Daimler, Wihehm Maybach hay Karl Benz chế tạo.

Hình 1.5. Xe ô tô do Gottlieb Daimler, Wihehm Maybach chế tạo
4


Thời điểm đánh dấu ôtô bắt đầu được chú ý đưa vào sản xuất hàng loạt thành

phương tiện di chuyển là năm 1892 tại Chicago (Mỹ). Ở đây người ta chứng kiến một
chiếc xe ơtơ có 4 bánh, hệ thống đánh lửa bằng điên, bộ bơm dầu tự động, đạt vận tốc
khoảng 20 km/h.

Hình 1.6. Dây chuyền lắp ráp ơ tô của Henry Ford

Tuy Đức là đất nước đầu tiên đưa ôtô vào sản xuất hàng loạt nhưng Mỹ mới là
nơi chứng kiến công nghiệp xe hơi lên ngôi. Trong bối cảnh ngành còn sơ khai, ở Mỹ
ngời ta chỉ quan tâm vào những chiếc xe hơi xa hoa, đắt tiền mang thương hiệu
Cadillac, Pascal thì xuất hiện một nhân vật đi ngược xu hướng, đó là Henry Ford.
Người sau này trở thành nhân vật tên tuổi nhất nền công nghiệp xe hơi Mỹ.
Ford đã sử dụng dây chuyền lắp ráp di động và phân chia công việc từng phần
cho các cơng nhận, từ đó tạo ra rất nhiều xe hơi giá rẻ chỉ 1.000 USD. Ông trở nên nổi
tiếng và giàu có nhanh chóng. Các hãng khác lợi dụng xu hướng mà Ford tạo ra để
phát triển thị trường. Cuối cùng Mỹ tạo dựng 3 hãng lớn nhất là Ford, GM (General
Motor) và Chrysler.

Hình 1.7. Ba thương hiệu ơ tô lớn của Mỹ
(Ford, GM và Chrysler)
5


Cùng với châu Âu và châu Mỹ, tại châu Á cũng có một đất nước nổi lên là Nhật
Bản. Chiếc xe đầu tiên của Nhật Bản có tên Takkuri, do Uchiyama Komanosuke, kỹ
sư ôtô đầu tiên của xứ mặt trời mọc sản xuất vào năm 1907. Tuy nhiên, số lượng ít, giá
thành cao khiến xe Nhật không thể cạnh tranh được với xe nhập từ Mỹ.
Trong suốt chiến tranh thế giới thứ hai, Nhật chỉ sản xuất ôtô phục vụ cho chiến
tranh. Từ năm 1952, sự phát triển mới bắt đầu trở lại. Nhật Bản vươn lên mạnh mẽ với
các hãng xe hàng đầu thế giới như Toyota, Honda, Nissan xuất khẩu. Sở dĩ xe Nhật
được ưa chuộng rộng khắp bởi nhỏ gọn, ít tốn nhiên liệu, giá cả hợp lý và đặc biệt bền,

ít trục trặc.

Hình 1.8. Trụ sở Toyota tại Mỹ

Đến thời điểm hiện nay, châu Á vẫn là nơi sản xuất nhiều ôtô trên thế giới nhất
với sự nổi lên của Hàn Quốc, Trung Quốc, Đài Loan... Đây cũng là thị trường hấp dẫn
với bất cứ hãng xe nào trên thế giới bởi kinh tế đang trên đà phát triển nóng, dân số
đơng và lượng xe chưa đạt mức bão hịa.
Xu hướng hiện nay ngồi vấn đề tiết kiệm,chất lượng tốt thì người tiêu dùng cịn
hướng tới yếu tố thiết kế ấn tượng và tính tiện dụng cao. Vì thế sự cạnh tranh về mức
giá dần mất ý nghĩa, thay vào đó là thỏa mãn và gợi mở nhu cầu khách hàng.
Sự nổi trội của các quốc gia Châu á [14]
Thái Lan và Hàn Quốc đều cũng chú trọng phát triển cơng nghiệp ơ tơ có sức
cạnh tranh trên thị trường thế giới, góp phần giúp nền kinh tế đạt được những kết quả
khích lệ.

6


Hình 1.9. Dây chuyền lắp ráp ơ tơ tại Hàn Quốc

Cơng nghiệp ơ tơ là lĩnh vực có ý nghĩa quan trọng đối với sự phát triển kinh tếxã hội của nhiều quốc gia, minh chứng rõ nét là các nền kinh tế hàng đầu đều có ngành
cơng nghiệp ơ tô rất phát triển phục vụ giao thông vận tải trong nước và nâng cao kim
ngạch xuất khẩu. Thái Lan và Hàn Quốc đều là những quốc gia chú trọng phát triển
cơng nghiệp ơ tơ có sức cạnh tranh trên thị trường thế giới, góp phần giúp nền kinh tế
đạt được những kết quả khích lệ.
Sự phát triển ngành cơng nghiệp ô tô của Thái Lan
Ngành công nghiệp ô tô Thái Lan bắt đầu từ thập niên 1960, phát triển nhanh
chóng và đến nay đã trở thành một trong những nước sản xuất ô tô nhiều nhất thế giới.
Hiện nay, Thái Lan trở thành nơi đặt nhà máy của nhiều công ty và doanh nghiệp lớn

chuyên sản xuất ô tô. Thái Lan đã dồn các nguồn lực cũng như lợi thế cho sự phát triển
công nghiệp ô tô trong từng giai đoạn. Sự thành công của ngành công nghiệp ô tô Thái
Lan là kinh nghiệm quý cho bất kỳ quốc gia trên thế giới. Đến năm 2012, Thái Lan đã
trở thành nhà sản xuất ô tô lớn nhất Đông Nam Á, đóng góp đáng kể cho Tổng sản
phẩm trong nước (GDP). Số liệu về ngành công nghiệp ô tô Thái Lan cho thấy “xứ
chùa Vàng” thuộc tốp 20 thế giới về sản lượng ơ tơ và có hàng nghìn nhà cung cấp
linh phụ kiện trên thị trường.
Một trong những yếu tố khiến các nhà đầu tư nước ngoài yên tâm đầu tư vào
cơng nghiệp ơ tơ Thái Lan đó là chính sách ổn định, tạo điều kiện gia nhập thị trường
như ưu đãi thuế, miễn thuế không chỉ với ngành sản xuất mà còn đối với hoạt động
R&D.
7


Chính phủ Thái Lan cịn cho phép nhà đầu tư nước ngoài mang những chuyên
gia, kỹ sư và nhân viên vào nước này với chính sách thị thực linh hoạt. Nguồn nhân
lực trong ngành công nghiệp ô tô Thái Lan cũng có kỹ năng cao nhất so với các nước
khác trong khu vực.
Mới đây, Ủy ban Đầu tư Thái Lan đã thơng qua kế hoạch hỗ trợ tồn diện đối với
những công ty sản xuất phụ tùng xe ô tô chạy bằng điện và pin sạc. Ba loại xe phạm vi
hỗ trợ là loại xe điện gồm ô tô điện hybrid (HEV), xe ô tô điện hybrid sử dụng pin sạc
(PHEV) và ô tô điện sử dụng pin sạc (BEV). Các loại xe này có thể là xe khách, xe tải
hoặc xe buýt, với ưu đãi đầu tư sẽ dựa trên công nghệ sản xuất.
Cụ thể, đối với loại xe HEV, doanh nghiệp được xét duyệt ưu đãi sẽ được miễn
thuế nhập khẩu máy móc. Đối với loại xe PHEV, doanh nghiệp sẽ được miễn thuế
nhập khẩu máy móc, thuế thu nhập doanh nghiệp trong thời hạn ba năm. Ngoài ra, nếu
sản xuất nhiều hơn một bộ phận quan trọng của xe, doanh nghiệp sẽ được miễn thuế
thêm đối với mỗi bộ phận nhưng không được vượt quá thời hạn sáu năm.
Sự phát triển ngành công nghiệp ô tô của Hàn Quốc
Một quốc gia khác cũng có nền cơng nghiệp ô tô phát triển đáng được học hỏi là

Hàn Quốc, hiện trong tốp 10 thế giới cả về sản xuất và xuất khẩu ô tô. Theo số liệu của
Hiệp hội các nhà chế tạo ô tô Hàn Quốc, năm 2016, nước này đứng thứ 6 thế giới về
sản lượng ô tơ với 4,22 triệu chiếc.
Ngành cơng nghiệp Hàn Quốc có sự thuận lợi khi không “đụng” ô tô của Nhật
Bản với cơng nghệ và giá thành cao vì họ mạnh về các dịng ơ tơ giá thấp. Một trong
những ưu điểm của ngành công nghiệp ô tô Hàn Quốc là có sự cân bằng giữa chi phí
và chất lượng.
Tuy vậy, điều này không thể mang đến thành công nếu Hàn Quốc khơng có
chuỗi cung ứng hồn hảo. Các nhà sản xuất ô tô của Hàn Quốc gắn kết rất chặt chẽ với
các nhà cung cấp thông qua những hợp đồng dài hạn. Qua đó, nhà cung cấp linh kiện
sẽ tham gia tồn bộ q trình phát triển một chiếc ơ tô, chia sẻ những thông tin quan
trọng như mục tiêu chi phí, lợi nhuận dự kiến... Các doanh nghiệp ơ tơ Hàn Quốc có
được sự hợp tác, hỗ trợ từ các nhà cung cấp trên cơ sở lợi ích chung, giúp giảm thời
gian và chi phí cho hoạt động thiết kế, nghiên cứu kỹ thuật...
Nhờ sự liên kết chặt chẽ, các nhà sản xuất ơ tơ Hàn Quốc đã tích cực đầu tư ra
nước ngoài, kéo theo các đối tác sản xuất linh kiện, phụ tùng. Do vậy, họ cắt giảm
8


được những chi phí khơng cần thiết, rút ngắn thời gian sản xuất đáng kể và tăng cường
quá trình trao đổi thông tin giữa các bên, giảm thời gian cho ra đời một mẫu xe mới
xuống còn ba năm, ngắn hơn nhiều so với các quốc gia phương Tây.
Sự liên kết chặt chẽ với các nhà cung ứng đã giúp những doanh nghiệp ô tô Hàn
Quốc tiết kiệm được chi phí và giảm đáng kể những rủi ro trong quá trình nghiên cứu,
phát triển sản xuất. Để các nhà sản xuất trong nước nhanh chóng nắm bắt được cơng
nghệ của nước ngồi, khi ngành sản xuất ơ tơ bắt đầu hình thành tại Hàn Quốc, Chính
phủ nước này khơng cho phép các nhà sản xuất nước ngoài tham gia thị trường nếu
không liên doanh với các nhà sản xuất trong nước. Vì vậy, các doanh nghiệp trong
nước đã từng bước nắm được công nghệ cao từ các đối tác nước ngồi có nền cơng
nghiệp ơ tơ hàng đầu như Nhật Bản, Mỹ.

Bên cạnh đó, ngồi chiến lược thu hút cơng nghệ nước ngoài, Hàn Quốc cũng rất
chú trọng đến hoạt động nghiên cứu và phát triển để đảm bảo sự phát triển bền vững.
Chi tiêu cho hoạt động R&D của Hàn Quốc thậm chí cịn cao hơn so với Liên minh
châu Âu (EU).
Tất cả những yếu tố trên đã giúp ngành cơng nghiệp ơ tơ Hàn Quốc có những
bước phát triển thần kỳ, nhanh chóng vươn lên tốp đầu thế giới
1.1.2.2. Tại Việt Nam
1) Chế ô tô từ phế liệu của ơng Phạm Đình Cơng ở Nghệ An [15]

Hình 1.10. Xe ô tô được chế từ phế liệu

Chủ nhân của chiếc ôtô tự chế bằng động cơ xe máy này là ơng Phạm Đình Cơng
(xã Đà Sơn, Đơ Lương, Nghệ An). Xe của ông Công sở hữu động cơ từ xe máy Lifan cũ và
bắt đầu được thiết kế từ khoảng đầu năm 2013. Xe của ông nặng khoảng 150kg, mức tiêu
hao nhiên liệu là 2 lít/100km. Để tiết kiệm chi phí tất cả những phụ tùng làm nên chiếc xe
9


này đều được mua từ hàng phế liệu, nhằm tiết kiệm chi phí. Tuy nhiên, ơng cũng đã bỏ ra
khoảng 30 triệu đồng mới chế được chiếc xe này. Niềm vui của ông Công là đưa cháu tới
trường bằng chiếc xe này mà chưa có ý định bán ra thị trường.
2) Sinh viên trường đại học Lạc Hồng chế tạo ơ tơ chạy 200km chỉ với 1 lít xăng

Hình 1.11. Sinh viên của đại học Lạc Hồng (TP Biên Hòa, Đồng Nai)

Cùng với chế tạo xe chạy nhiên liệu cồn, nhóm sinh viên cũng đang hồn tất
chiếc xe chạy bằng xăng. Theo thiết kế, xe này sử dụng 1 lít xăng sẽ chạy được 150
km với tốc độ khoảng 50 km/h.
Phương tiện này có hình dáng lạ khiến nhiều người tò mò. Sinh viên Nguyễn
Thành Trung cho biết: "Mơ ước lớn nhất của nhóm là chiếc xe thành cơng và có thể

ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống. Nó sẽ giúp chúng ta tiết kiệm tiền bạc và hạn chế
nguồn khí thải gây ơ nhiễm mơi trường".
3) Xe sinh thái tiết kiệm nhiên liệu của Đại Học Nha Trang

Hình 1.12. Xe Trường Đại học Nha Trang đang trên đường đua

10


Với quyết tâm phải chế tạo ra được một chiếc xe mới đạt thành tích cao trong
cuộc thi với tiêu chí xe phải nhẹ nhất có thể, cơng nghệ thiết bị phải tiên tiến, thầy và trò
đội xe sinh thái đã ngày đêm, theo đúng nghĩa đen, để cùng nhau suy nghĩ đầu tư thiết
kế, đặt mua thiết bị từ TP. Hồ Chí Minh, Hà Nội, thậm chí từ nước ngồi gửi về.với thiết
kế này xe có thể chạy được 300km với 1 lít xăng với tốc độ khoảng 40km/h.

Hình 1.13. Sinh viên miệt mài bên những chiếc xe mô hình

1.1.3. Khái qt hệ thống truyền động của ơ tơ 4 bánh [17]
Nếu như một động cơ khỏe nhưng không thể truyền tải được toàn bộ lượng năng
lượng sinh ra đến điểm cuối là các bánh xe thì đó sẽ là 1 sự phí phạm khơng chỉ với
người lái mà cịn ở phía nhà sản xuất. Chính vì thế, hệ thống truyền động là 1 trong
những hệ thống quan trọng nhất quyết định tới sự linh hoạt của xe, sự trải nghiệm của
người lái trên quãng đường đi.

Hình 1.14. Hệ thống truyền động trên xe ô tô

Về cơ bản, hiện nay có 4 cơ cấu truyền động phổ biến nhất bao gồm:
- FWD (Front-Wheel Drive) : hệ truyền động cầu trước. Trên xe có trang bị

FWD thì 2 bánh trước là 2 bánh trực tiếp nhận được năng lượng sinh ra bởi động cơ

đốt trong và cũng chính 2 bánh trước làm nhiệm vụ “kéo” chiếc xe di chuyển đồng
thời làm nhiệm vụ chỉnh hướng.
11