Đánh giá tính năng động lực học và tính kinh tế nhiên liệu của ô tô

..

MAI VĂN TUẤN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

MAI VĂN TUẤN

CHUYÊN NGÀNH

ĐÁNH GIÁ TÍNH NĂNG ĐỘNG LỰC HỌC
VÀ TÍNH KÍNH TẾ NHIÊN LIỆU CỦA Ơ TƠ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

KHOÁ 2017A

Hà Nội – Năm 2018


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
--------------------------------------MAI VĂN TUẤN

ĐÁNH GIÁ TÍNH NĂNG ĐỘNG LỰC HỌC
VÀ TÍNH KINH TẾ NHIÊN LIỆU CỦA Ơ TƠ

Ngành : Cơ khí động lực

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS NGUYỄN TRỌNG HOAN

Hà Nội – Năm 2018


SĐH.QT9.BM11

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên tác giả luận văn : Mai Văn Tuấn
Đề tài luận văn: Đánh giá tính năng động lực học và tính kinh tế nhiên liệu
của ơ tơ
Chun ngành:Cơ khí động lực
Mã số SV: CA170234
Tác giả, Người hướng dẫn khoa học và Hội đồng chấm luận văn xác
nhận tác giả đã sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên bản họp Hội đồng ngày
27/10/2018 với các nội dung sau:
Bổ sung mục tiêu nghiên cứu
Chỉnh sửa lại mục lục và các lỗi chế bản
Chỉnh sửa lại hình 3.8
Ngày
Giáo viên hướng dẫn

tháng

năm

Tác giả luận văn

Mai văn Tuấn
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG


Mẫu 1c
MẪU TRANG MỤC LỤC

MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa
Lời cam đoan
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các hình vẽ, đồ thị
MỞ ĐẦU
Chương 1 – TỔNG QUAN
1.1 …..
1.2 …..
Chương 2 - …
2.1 …..
2.1.1 …..
2.1.2 …..
2.2 …..
…..

Chương 4 – KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC


QUY ĐỊNH VỀ HÌNH THỨC LUẬN VĂN THẠC SĨ
LUẬN VĂN ĐƯỢC TRÌNH BÀY THEO THỨ TỰ SAU:
1. Trang bìa luận văn: Mẫu kèm theo
2. Mục lục của luận văn: Ghi chi tiết từng chương mục và số trang của chương mục đó.
3. Nơi dung luận văn: Trình bày rõ các vấn đề theo trình tự:
3.1. Phần mở đầu
- Lý do chọn đề tài
- Lịch sử nghiên cứu
- Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu.
- Tóm tắt cơ đọng các luận điểm cơ bản và đóng góp mới của tác giả
- Phương pháp nghiên cứu.
Nội dung:
- Chương 1
- Chương 2
- Chương 3
Kết luận:
- Những kết luận mới
- Đóng góp mới và kiến nghị của tác giả về sử dụng kết quả nghiên cứu của
luận văn.
3.4 Danh mục các tài liệu tham khảo (có hướng dẫn riêng kèm theo)
- Các phụ lục (nếu có) để làm sáng tỏ nội dung của luận văn.
4. Phải trình bày mạch lạc, rõ ràng, sạch sẽ, theo đúng yêu cầu của các cơng trình đưa in,
kể cả tài liệu minh hoạ. Các bảng biểu, đồ thị, hình vẽ … nếu trình bày theo chiều
ngang của khổ giấy thì cần được đóng ngay đầu bảng biểu… vào gáy của quyển luận

văn. Các công thức, ký hiệu … nếu phải viết thêm bằng tay thì cần viết bằng mực
đen, rõ ràng, sạch sẽ.
5. Luận văn được in trên một mặt giấy trắng khổ A4 (210 x 297mm), dày không quá 100
trang, không kể hình vẽ, bảng biểu, đồ thị và danh mục tài liệu tham khảo. Đối với
các luận văn về khoa học xã hội khối lượng có thể nhiều hơn 20% đến 30%.
6. Luận văn sử dụng chữ VnTime (Roman) hoặc Times New Roman cỡ 13 Hệ soạn thảo
Winword hoặc tương đương; mật độ chữ bình thường, khơng được nén hoặc kéo dãn
khoảng cách giữa các chữ; dãn dòng đặt ở chế độ 1,5 lines; lề trên 3,5cm; lề dưới
3,0cm; lề trái 3,5cm, lề phải 2 cm. Số trang được đánh ở giữa, phía dưới trang giấy.
7. Luận văn đóng bìa cứng, khổ 210 x 297 mm, ngồi bìa có mạ chữ vàng.
8. Tuyệt đối khơng được tẩy, xố, sửa chữa trong luận văn.


HƯỚNG DẪN XẾP TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Tài liệu tham khảo xếp theo thứ tự ABC họ tên tác giả luận án theo thông lệ của từng
nước:
- Tác giả là người nước ngoài: xếp thứ tự ABC theo họ.
- Tác giả là người Việt Nam: xếp thứ tự ABC theo tên nhưng vẫn giữ nguyên thứ
tự thông thường của tên người Việt Nam, không đảo tên lên trước họ.
- Tài liệu khơng có tên tác giả thì xếp theo thứ tự ABC từ đầu của tên cơ quan ban
hành báo cáo hay ấn phẩm, ví dụ: Tổng cục Thống kê xếp vào vần T, Bộ Giáo
dục và Đào tạo xếp vào vần B, v.v….
2. Tài liệu tham khảo là sách, luận án, báo cáo phải ghi đầy đủ các thông tin sau:
•
Tên các tác giả hoặc cơ quan ban hành (khơng có dấu ngăn cách)
•
(năm xuất bản), (đặt trong ngoặc đơn, dấu phẩy sau ngoặc đơn)
•
tên sách, luận án hoặc báo cáo, (in nghiên, dấu phẩy cuối tên)
•

nhà xuất bản, (dấu phẩy cuối tên nhà xuất bản)
•
nơi xuất bản, (dấu chấm kết thúc tài liệu tham khảo).
(xem ví dụ trang sau tài liệu số 2, 3 ,4, 23, 30, 31, 32, 33.
Tài liệu tham khảo là bài báo trong tạp chí, bài trong một cuốn sách… ghi đầy đủ
các thơng tin sau:
•
tên các tác giả (khơng có dấu ngăn cách)
•
(năm công bố), (đặt trong ngoặc đơn, dấu phẩy sau ngoặc đơn)
•
“tên bài báo”, (đặt trong ngoặc kép, khơng in nghiên, dấu phẩy cuối tên)
•
tên tạp chí hoặc tên sách, (in nghiên, dấu phẩy cuối tên)
•
tập (khơng có dấu ngăn cách)
•
(sổ), (đặt trong ngoặc đơn, dấu phẩy sau ngoặc đơn)
•
các số trang, (gạch ngang giữa hai chữ số, dấu chấm kết thúc)
(xem ví dụ trang sau tài liệu số 1, 28, 29).
Cần chú ý những chi tiết về trình bày nêu trên. Nếu tài liệu dài hơn một dịng thì
nên trình bày sau cho từ dòng thứ hai lùi vào so với dòng thứ nhất 1 cm để phần tài liệu
tham khảo được rõ ràng và dễ theo dõi.
Dưới đây là ví dụ về cách trình bày trang tài liệu tham khảo:

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Anderson, J.E. (1985), The Relative Inefficiency of Quota, The Cheese Case,
American Economic Review, 75(1), pp. 178-90.
2. Borkakati R.P., Virmani S.S. (1997), Genetics of thermosensitive genic male sterility

in Rice, Euphytica 88, pp. 1-7.
3. Boulding, K.E. (1955), Economics Analysis, Hamish Hamilton, London.
4.

(1), tr. 10-16.

…………………………….
28. Institute of Economics (1988), Analysis of Expenditure Pattern of Urban Households
in Vietnam, Department of Economics, Economic Research Report, Hanoi.


QUY ĐỊNH VỀ HÌNH THỨC TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
TĨM TẮT LUẬN VĂN ĐƯỢC TRÌNH BÀY THEO THỨ TỰ SAU:
1. Tóm tắt luận văn được trình bày 2trang, cỡ chữ VnTime (Roman) hoặc Times New
Roman cỡ 13 Hệ soạn thảo Winword hoặc tương đương; mật độ chữ bình thường,
khơng được nén hoặc kéo dãn khoảng cách giữa các chữ; dãn dòng đặt ở chế độ 1,5
lines; lề trên 3 cm; lề dưới 3,0cm; lề trái 3, cm, lề phải 2 cm. Số trang được đánh ở
giữa, phía dưới trang giấy.
2. Tóm tắt luận văn phải phản ánh trung thực kết cấu, bố cục và nội dung luận án, phải
ghi đầy đủ toàn văn kết luận của luận văn.
3. Tuyệt đối khơng được tẩy, xố, sửa chữa trong tóm tắt luận văn.
4. Nơi dung tóm tắt luận văn trình bày ngắn gọn các vấn đề theo trình tự và mẫu

TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
Đề
tài:…………………………………………………………………………………
Tác
giả
luận
văn:.………………………………………………Khóa:..……………..

Người
hướng
dẫn:..……………………………………………………………………
Từ khóa (Keyword):
Nội dung tóm tắt:
a)
b)
c)
d)
e)

Lý do chọn đề tài
Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu.
Tóm tắt cơ đọng các nội dung chính và đóng góp mới của tác giả
Phương pháp nghiên cứu.
Kết luận


LỜ LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tơi . Đƣợc sự hƣớng dẫn tận tình
của PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan.Các kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung
thực, khách quan và chƣa từng bảo vệ ở bất kỳ học vị nào .
Tơi xin cam đoan tất cả những trích dẫn và tài liệu tham khảo đều rõ nguồn gốc. Tôi xin
chịu trách nhiệm hồn tồn về nghiên cứu của mình.
Hà nội, ngày 25 tháng 09 năm 2018.
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học

Ngƣời cam đoan

1

MỤC LỤC
TRANG PHỤ BÌA
LỜI CAM ĐOAN.................................................................................................................1
MỤC LỤC............................................................................................................................2
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT...........................................................................4
DANH MỤC CÁC BẢNG...................................................................................................5
DANH MỤC HÌNH ẢNH, HÌNH VẼ VÀ BIỂU ĐỒ.........................................................7
MỞ ĐẦU..............................................................................................................................9
Chƣơng I: TỔNG QUAN...................................................................................................10
I.Giới thiệu chung ..............................................................................................................10
1. 1 Phân loại ơtơ...............................................................................................................10
1.2. Cấu tạo chính của ơtơ.................................................................................................11
1.3 Khái quát hệ thống truyền lực .....................................................................................13
1.3.1 Ly hợp ma sát............................................................................................................13
1.3.2 Hộp số cơ khí.............................................................................................................15
1.3.3 Truyền động các đăng...............................................................................................17
1.3.4 Truyền lực chính và vi sai........................................................................................18
II.Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả ơ tơ.................................................................................20
2.1.Tính năng động lực học................................................................................................20
2.1.1.Đặc tính kéo của ô tô.................................................................................................20
2.1.2.Vận tốc cực đại..........................................................................................................22
2.1.3.Khả năng leo dốc.......................................................................................................22
2.1.4.Khả năng tăng tốc......................................................................................................22
2.2.Tính kinh tế nhiên liệu..................................................................................................23
III. Nội dụng luận văn.........................................................................................................25
3.1. Mục tiêu nghiên cứu luận văn......................................................................................25
3.2. Đối tƣợng nghiên cứu...................................................................................................25

2


3.3. Phƣơng pháp nghiên cứu.............................................................................................25
3.4. Phạm vi nghiên cứu.....................................................................................................25
Chƣơng II: PHƢƠNG PHÁP TÍNH TỐN.......................................................................26
I. Các thơng số đánh giá tính năng động lực học...............................................................26
1.Phản lực pháp tuyến tại các bánh xe...............................................................................26
2.Tổng lực cản chuyển động..............................................................................................27
3.Công suất cần thiết cho chuyển động của ô tô ...............................................................28
4.Công suất hữu dụng tại các bánh xe chủ động................................................................31
5.Cơng suất tối đa có thể truyền xuống đƣờng...................................................................32
5.1 Ơ tơ có tất cả các cầu đều chủ động.............................................................................33
5.2. Ơ tơ có một cầu chủ động............................................................................................35
6.Vân tốc cực đại của ơ tơ..................................................................................................37
7.Góc dốc lớn nhất và lựa chọn sơ bộ tỷ số truyền của HTTL...........................................39
II.Tính kinh tế nhiên liệu của ơ tơ......................................................................................41
ChƣơngIII: ĐÁNH GIÁ TÍNH NĂNG ĐỘNG LỰC HỌC VÀ TÍNH KINH TẾ NHIÊN
LIỆU...................................................................................................................................45
3.1.Tính tốn phản lực pháp tuyến tại các bánh xe:...........................................................46
3.2.Tính tốn tổng lực cản chuyển động: ..........................................................................46
3.2.1. Lực cản lăn...............................................................................................................46
3.2.2.Lực cản khơng khí.....................................................................................................48
3.2.3. Lực cản lên dốc.........................................................................................................49
3.2.4.Tổng lực cản chuyển động.........................................................................................49
3.3.Tính tốn cơng suất cần thiết cho chuyển động ơ tơ....................................................50
3.4.Tính tốn cơng suất hữu dụng tại các bánh xe chủ động.............................................52
3.5.Tính tốn cơng suất tối đa có thể truyền xuống đƣờng................................................54
3.5.1. Ơ tơ có một cầu chủ động.........................................................................................54
3.6.Tính tốn vân tốc cực đại của ô tô................................................................................55

3


3.7.Tính góc dốc lớn nhất và lựa chọn sơ bộ tỷ số truyền của HTTL................................56
II.Tính kinh tế nhiên liệu của ô tô......................................................................................58
Kết Luận.............................................................................................................................65
Tài liệu tham khảo..............................................................................................................66

4


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
Kí hiệu Đơn vị

STT Tên
1

Hệ thống truyền lực

HTTL

2

Phản lực pháp tuyến tại bánh xe trƣớc

Fz1

N

3

Phản lực pháp tuyến tại bánh xe sau

Fz 2

N

4

Lực cản lăn

Rr

N

5

Lực cản khơng khí

Ra

N

6

Lực cản dốc

Rp

N

7

Tổng lực cản

R

N

8

Hệ số cản lăn

f0

9

Mật độ khơng khí



Kg/m3

10

Diện tích cản chính diện

S

m2

11

Hệ số nâng khí động

Cz

12

Hệ số cản khí động

Cx

13

Cơng suất cần thiết để ô tô chuyển động

Pn

kw

14

Vận tốc đặc trƣng

Vcar

m/s2

15

Độ dốc cơ sở

ir

16

Công suất tại các bánh xe chủ động

Pa

kw

17

Công suất lớn nhất truyền xuống mặt đƣờng

Pmax

kw

18

Góc dốc cực đại

imax

19

Khối lƣợng riêng của nhiên liệu

f

Kg/m3

20

Mức tiêu thụ nhiên liệu cho một đơn vị chiều dài quãng đƣờng

Q

l/100km

5


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1: Giá trị  x i
Bảng 3.2 Giá trị vận tốc của động cơ theo từng tay số
Bảng 3.3 Giá trị lực cản lăn theo vận tốc
Bảng 3.4 Bảng giá trị của lực cản khơng khí theo vận tốc
Bảng 3.5 Giá trị của R p thay đổi theo độ dốc của đƣờng
Bảng 3.6 Giá trị tổng lực cản theo vận tốc
Bảng 3.7 Giá trị công suất cần thiết biến thiên theo độ dốc và vận tốc của ô tô
Bảng 3.8 Giá trị của công suất động cơ theo tốc độ vòng quay
Bảng 3.9 Giá trị của công suất hữu dụng tại các bánh xe chủ động
Bảng 3.10 Giá trị lực kéo tại các bánh xe chủ động
Bảng 3.11 Giá trị của nhân tố động lực học
Bảng 3.12 Giá trị độ dốc i của ô tô ở từng cấp số

Bảng 3.13 Bảng giá trị mức tiêu thụ nhiên liệu Q theo từng tay số

6


DANH HÌNH ẢNH, HÌNH VẼ VÀ BIỂU ĐỒ
Hình 1.2: Cấu tạo ly hợp ma sát
Hình 1.2: Hộp số cơ khí
Hình 1.3: Sơ đồ động học của hộp số
Hình 1.4: Cấu tạo và sơ đồ nguyên lý cacđăng có trạc chữ thập
Hình 1.5: Cấu tạo của bộ truyền lực chính và bộ vi sai
Hình 1.6: Đặc tính kéo của ơ tơ con có 5 số
Hình 1.7:Đặc tính động cơ với các đƣờng đẳng suất tiêu hao nhiên liệu
Hình 2.1: Các lực tác dụng lên xe khi xe chuyển động trên đƣờng có độ dốc
Hình 2.2. Đồ thị cơng suất cần thiết cho ơ tơ chuyển động theo vận tốc
Hình 2.3: Đồ thị quan hệ giữa công suất cần thiết với vận tốc chuyển động trong thang
logarit
Hình 2.4: Đƣờng cong của cơng suất động cơ lớn nhất và công suất chủ động tại các bánh
xe đƣợc vẽ trên trục log
Hình:2.5 : Mơ men xoắn chủ động chuyền tới cầu Md
Hình 2.6: Đồ thị vận tốc cực đại của động cơ đốt trong
Hình 2.7. Góc dốc lớn nhất mà ơ tơ có thể vƣợt qua
Hình 2.8: Đồ thị mơ tả mức tiêu thụ nhiên liệu theo vận tốc với hiệu suất của động cơ là
khơng đổi
Hình 2.9: Đồ thị mức tiêu thụ nhiên liệu với tỷ số truyền khác nhau ở tốc độ khơng đổi.
Hộp số 5 cấp tốc độ
Hình 3.1: Đồ thị quan hệ giữa công suất cần thiết với vận tốc chuyển động trong thang
logarit
Hình 3.2: Cơng suất hữu dụng tại các bánh xe
Hình 3.3 Đơ thị cơng suất tối đa có thể truyền xuống mặt đƣờng

Hình 3.4 Đồ thị vận tốc cực đại của ô tô ở các điều kiện đƣờng khác nhau

7


Hình 3.5: Đồ thị mức tiêu hao nhiên liệu ở các điều kiện đƣờng khác nhau
Hình 3.6 Mơ men cản động cơ với các đƣờng đẳng suất tiêu hao nhiên liệu
Hình 3.7 Mơ men cản động cơ với các đƣờng đẳng suất tiêu hao nhiên liệu
ở các tay số thấp
Hình 3.8 Đồ thị mức tiêu hao nhiên liệu theo từng tay số

8


MỞ ĐẦU
Khoa học nghiên cứu về ơ tơ có mục đích nâng cao hiệu suất và giảm giá thành vận tải.
Điều đó có thể thực hiện bằng việc nâng cao vận tốc chuyển động trung bình của ơ tơ,
giảm tiêu hao nhiên liệu, tăng tính an tồn chuyển động và tiện nghi cho ngƣời lái. Sự
thấu hiểu về tính năng động lực học ô tô là đặc biệt cần thiết cho việc thiết kế, cải tiến và
đƣa ra những kiểu ô tô mới cũng nhƣ lựa chọn đúng kiểu loại ô tô cho việc sử dụng. Đặc
biệt với các nhà máy lắp ráp ô tô ở việt nam hiện nay việc thiết kế động cơ , hộp số, cầu
chủ động chƣa phát triển thì việc thấu hiểu tính năng động lực học có thể giúp ích rất lớn
cho việc lựa chọn động cơ, hộp số , cầu chủ động từ các công ty chuyên sản xuất phù hợp
với tải trọng của ô tô để đạt đƣợc vận tốc lớn nhất và mức tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất .
Đề tài “ Đánh giá tính năng động lực học và tính kinh tế nhiên liệu của ô tô” xem xét đánh
giá các nhân tố liên quan trực tiếp đến chuyển động của ô tô, bao gồm: Thời gian tăng tốc,
khả năng leo dốc, vận tốc lớn nhất của ơ tơ, tính tiêu hao nhiên liệu.
Do kiến thức và thời gian có hạn do đó em khơng tránh khỏi các sai sót nên em rất mong
nhận đƣợc sự góp ý từ các thầy giáo trong Bộ mơn Ơ tơ và xe chun dụng và các thầy
trong Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp cùng các bạn học viên để em đƣợc hoàn thiện

thêm kiến thức của mình, để phục vụ cho quá trình học tập, làm việc sau này của bản thân
em.
Em xin chân thành cảm ơn thầy cô cùng các bạn học viên
Hà Nội, Ngày 25 tháng 09 năm 2018
Học viên thực hiện đề tài

Mai Văn Tuấn

9


Chƣơng I. TỔNG QUAN
I. Giới thiệu chung
1.1. Phân loại ô tơ
Hiện nay trên thế giới có rất nhiều chủng loại tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng khác nhau
nên kết cấu các loại xe cũng khác nhau để nhằm phù hợp với cơng việc. Ta có thể phân
loại ơtơ theo những cách sau đây:
Theo công dụng:
Xe ôtô con là xe có sức chở ngƣời đến 9 ngƣời.
Xe ơtơ khách là loại xe chỉ dùng để chở ngƣời trên 10 ngƣời.
Xe ôtô tải là loại xe chỉ dùng để chở hàng hoá, sức chở vài trăm kg trở lên. Và xe có
rơmooc cũng đƣợc xếp vào loại xe này.
Xe chuyên dùng là xe có thiết bị và trang bị đặc biệt và trang bị những thiết bị chuyên
dùng để đáp ứng một hay một vài mục địch nào đó.
Theo số cầu chủ động:
Xe ơtơ có một cầu chủ động: Đây là loại xe thơng dụng hay dùng ở các nơi có đƣờng xá
tốt, các thành phố.
Xe có nhiều cầu chủ động: Những loại xe này có tính năng ƣu việt hơn loại xe một cầu
chủ động, hoạt động trên nhiều địa hình khác nhau, các loại xe này có hai hay nhiều cầu
chủ động.

Theo dạng nhiêu liệu tiêu thụ:
Xe ôtô dùng nhiêu liệu xăng.
Xe ôtô dùng nhiên liệu diezel.
Xe ôtô dùng khí gas.
Xe ơtơ dùng điện, hay các nguồn năng lƣợng khác nhƣ năng lƣợng mặt trời….

10


1.2. Cấu tạo chính của ơtơ
Cấu tạo Ơtơ bộ phận chính có chức năng giống nhau. Các bộ phận và hệ thống chính của
ơtơ máy kéo gồm: Động cơ, hệ thống truyền lực (Ly hợp, hộp số, truyền lực cacđăng, cầu
chủ động), hệ thống di động, hệ thống treo, hệ thống điều khiển gồm hệ thống lái và hệ
thống phanh, trang bị điện và các trang bị làm việc khác.
+ Động cơ là nguồn động lực trên ôtô máy kéo. Hiện nay động cơ đốt trong dùng nhiên
liệu lỏng hoặc nhiên liệu khí đƣợc sử dụng chủ yếu trên ơtơ. Động cơ là một bộ phận
quan trọng của ôtô dùng để tạo ra nguồn năng lƣợng cho xe hoạt động và có thể truyền
một phần hoặc tồn bộ cơng suất của động cơ đến bộ phận làm việc của máy công tác liên
kết với chúng.
+ Hệ thống truyền lực (HTTL) là tổ hợp của một loạt các cơ cấu và hệ thống nhằm
truyền mômen quay từ trục khuỷu động cơ đến bánh chủ động của ơtơ, máy kéo. HTTL
cịn có tác dụng nhằm biến đổi về trị số và chiều của mômen quay truyền, cho phép ôtô
dừng tại chỗ lâu dài mà động cơ vẫn làm việc. Phụ thuộc vào đặc điểm cấu tạo của xe
máy cụ thể mà trong hệ thống truyền lực của ơtơ có thể có một hai hay nhiều cầu chủ
động.
Cầu chủ động là tổ hợp của các cụm máy và cơ cấu cho phép các bánh chủ động quay
với tốc độ khác nhau để bảo đảm các bánh lăn êm dịu trên mặt đƣờng không bằng phẳng
hay khi đi vào đƣờng vịng, nó cịn làm tăng tỷ số truyền chung cho hệ thống truyền lực
và liên kết bánh xe với khung máy.
Truyền lực các đăng dùng để truyền mômen từ hộp số hay hộp phân phối đến các cầu chủ

động của ôtô máy kéo, hoặc từ truyền lực chính đến các bánh xe chủ động trên cùng một
cầu khi các bánh xe treo độc lập với nhau. Truyền lực cacđăng cho phép các trục của các
bộ phận máy đƣợc truyền động không nằm trong cùng một mặt phẳng và có thể dịch
chuyển tƣơng đối với nhau trong một giới hạn nhất định.
+ Hệ thống di động của ô tô gồm các bánh xe với lốp đàn hồi , hệ thống di động là bộ
phận trực tiếp tiếp xúc với mặt đƣờng, nó nhận mơmen chủ động từ động cơ qua hệ thống

11


truyền lực và biến mômen chủ động thành lực kéo tiếp tuyến hay còn gọi là lực chủ động
để làm ôtô chuyển động.
+ Hệ thống treo là tổ hợp của một số các chi tiết và phần tử đàn hồi, liên kết giữa bộ phận
di động với khung xe, nhằm giúp cho khung xe đƣợc êm dịu trong khi bộ phận di động
luôn chịu tác động của các lực va đập do mấp mô mặt đƣờng khi chuyển động.
+ Hệ thống điều khiển gồm một loạt các cơ cấu và hệ thống nhằm điều khiển ôtô theo
các hƣớng và chiều cần thiết, đồng thời giúp ôtô chuyển động ổn định khơng trƣợt lê sang
trái hay phải. Ngồi ra hệ thống điều khiển cịn cho phép ơtơ giảm tốc độ chuyển động
hoặc dừng lại nhanh chóng khi gặp sự cố khẩn cấp.
+ Trang bị điện là tổ hợp của hàng loạt bộ phận, thiết bị điện nhằm đảm bảo giúp cho ôtô
làm việc ổn định, tin cậy, tăng tính tiện nghi, thuận lợi cho ngƣời lái, hành khách và an
toàn lao động. Trang bị điện là một hệ thống rất phức tạp nó có thể đƣợc phân ra hai hệ
thống là hệ thống nguồn điện và hệ thống các thiết bị tiêu thụ điện. Hệ thống nguồn điện
dùng tạo ra nguồn năng lƣợng điện để cung cấp cho các phụ tải (các thiết bị dùng điện).
Hệ thống các thiết bị phụ tải là tổ hợp của tất cả các thiết bị có trên ơtơ dùng năng lƣợng
điện nhƣ hệ thống đốt cháy, hệ thống khởi động, hệ thống chiếu sáng, tín hiệu, hệ thống
điều khiển bao gồm cả máy tính điện tử điều khiển động cơ và điều khiển thân xe cùng
các rơle hay các bộ phận chấp hành đi theo máy tính, do tính phức tạp của trang bị điện,
nên phần này đƣợc trình bày trong một tài liệu riêng.
+ Trang bị làm việc là tổ hợp của nhiều thiết bị, bộ phận giúp cho ôtô máy kéo và xe

chuyên dụng thực hiện các công việc một cách thuận tiện và đạt hiệu quả cao. Sau đây
chúng ta tìm hiểu đại cƣơng về sự bố trí các bộ phận chính trên ôtô máy kéo.

12


1.3 Khái quát hệ thống truyền lực
Hệ thống truyền lực là tổ hợp của một loạt các cơ cấu và hệ thống nhằm truyền mômen
quay từ trục khuỷu động cơ đến bánh chủ động của ôtô, máy kéo. Hệ thống truyền lực cịn
có tác dụng nhằm biến đổi về trị số và chiều của mômen quay truyền, cho phép ôtô dừng
tại chỗ lâu dài mà động cơ vẫn làm việc. Dựa vào nguyên tắc hoạt động, hệ thống truyền
lực đƣợc chia ra: hệ thống truyền lực cơ khí, hệ thống truyền lực thủy lực, hệ thống truyền
lực phân cấp và không phân cấp. Trƣớc khi đi vào xây dựng đặc tính động lực học của ơ
tơ dùng truyền động cơ khí, hãy tìm hiểu về hệ thống truyền lực cơ học.
Hệ thống truyền lực cơ khí
Truyền lực cơ khí gồm có hai loại: truyền lực phân cấp và truyền lực không phân cấp:
- Trong hệ thống truyền lực phân cấp là sử dụng những bộ truyền các cặp bánh răng ăn
khớp để tạo ra các tỷ số truyền khác nhau thông qua sự thay đổi các cặp bánh răng ăn
khớp.
- Đối với hệ thống truyền lực khơng phân cấp thì sử dụng các bộ truyền động ma sát nhƣ:
bộ truyền động đai, bộ biến tốc ma sát...
- Những bộ phận chính trong truyền lực cơ khí bao gồm: ly hợp, hộp số, truyền lực trung
gian (các đăng), truyền lực chính, hộp vi sai, các bán trục:
1.3.1 Ly hợp ma sát
Ly hợp là một bộ phận trong hệ thống truyền lực của ôtô. Ly hợp dùng để truyền mômen
quay từ trục khuỷu động cơ đến trục sơ cấp hộp số, cho phép cắt nhanh động cơ ra khỏi
hệ thống truyền lực và nối động cơ vào hệ thống truyền lực một cách êm dịu. Nó cịn có
tác dụng nhƣ một bộ phận an tồn ngăn ngừa cho động cơ khơng bị quá tải.
Cấu tạo gồm các bộ phận chính sau:

13


Hình 1.1 Cấu tạo ly hợp ma sát
Ly hợp nằm giữa động cơ và hộp số chính. Chức năng của ly hợp trong hệ thống truyền
lực của ô tô, máy kéo là:
- Có khả năng đóng, ngắt mạch truyền lực từ động cơ tới bánh xe chủ động. Đảm bảo
việc đóng, ngắt êm dịu nhằm giảm tải trọng động và thực hiện q trình đóng, ngắt một
cách nhanh chóng.
- Khi chịu tải q lớn ly hợp đóng vai trị nhƣ một cơ cấu an toàn nhằm tránh quá tải cho
hệ thống truyền lực và động cơ.
- Khi có hiện tƣợng cộng hƣởng (rung động lớn) ly hợp có khả năng dập tắt chấn động để
nâng cao chất lƣợng truyền động.
Ly hợp ma sát đƣợc dùng nhiều trên ô tô, máy kéo là loại ly hợp một đĩa hoặc hai đĩa ma
sát và là loại thƣờng xuyên đóng do lực ép của các lò xo, ép các đĩa ép cùng khối đĩa ma
sát vào bề mặt của bánh đà, để truyền mô men từ bánh đà (liên kết cứng với vỏ ly hợp,

14


rănh trong vỏ ly hợp ăn khớp với vấu đĩa ép (chủ động)) sang đĩa ma sát nối then hoa với
trục sơ cấp hộp số (phần bị động).
Tuy nhiên quá trình cắt, nối ly hợp vẫn cịn hiện tƣợng gây ồn, nếu trƣợt kéo dài sẽ phát
sinh nhiệt và hao mịn nhanh... chính vì những nhƣợc điểm cịn tồn tại, nên đã có những
giải pháp khắc phục.
1.3.2 Hộp số cơ khí
Trong hệ thống truyền lực của ơ tơ, máy kéo sử dụng hộp số để đảm bảo các chức năng:
tạo nên sự thay đổi mơ men và số vịng quay của động cơ ở phạm vi rộng phù hợp với sự
thay đổi của địa hình làm việc, tạo nên chuyển động lùi và có thể ngắt truyền động trong
thời gian dài.

Hộp số cơ khí trong truyền động cơ khí của ô tô, máy kéo thƣờng sử dụng các bộ truyền
động bánh răng: răng thẳng hoặc răng nghiêng. Trên ô tô thƣờng bố trí hộp số có từ 3 đến
5 số tiến và 1 số lùi.

Hình 1.2 Hộp số cơ khí

15


Cấu tạo thì hầu hết các hộp số cơ đều có điểm chung là có một cặp bánh răng ln luôn ăn
khớp để truyền mô men quay từ trục sơ cấp đến trục trung gian. Trên trục sơ cấp có bố trí
bánh răng liền trục của cặp bánh răng ln ln ăn khớp đó, và ở đầu có vành răng để gài
số truyền thẳng (i=1).
Trên ôtô con và ôtô vận tải ngƣời ta cũng thƣờng dùng hộp số hai hoặc ba trục. Trên hình
1.3 ta xét hộp số ba trục gồm trục sơ cấp, trục thứ cấp và trục trung gian . Trục trung gian
luôn quay nhờ nhận chuyển động từ trục thứ cấp xuống, các bánh răng trên trục trung gian
luôn quay làm các bánh răng trên trục thứ cấp quay, các bánh răng trên trục thứ cấp quay
trơn trên trục. Khi thực hiện gài số qua cơ cấu gài số bộ hòa động tốc đƣợc lắp then hoa
trên trục thứ cấp đƣợc gài vào bánh răng đang quay làm trục thứ cấp quay theo, bộ gài
đồng tốc gài vào các bánh răng ta đƣợc các số truyền tƣơng ứng. Nhƣ trên hình 1.3 ta có 5
số tiến và một số lùi R

Hình 1.3 Sơ đồ động học của hộp số

16


Hộp số cơ có ƣu điểm là kết cấu đơn giản, hiệu suất truyền cao ( =0.9  0.95),
khối lƣợng nhỏ. Tuy nhiên hộp số cơ cịn có nhƣợc điểm là gây ồn khi làm việc, khó sang
số địi hỏi sự khéo léo của ngƣời vận hành điều khiển khi sang số. Muốn gài số, ngƣời vận

hành phải điều khiển sao cho các bánh răng cần gài với nhau phải đƣợc quay cùng một
tốc độ, có nhƣ vậy để tránh các đầu răng không bị vấp vào nhau. Để tạo điều kiện cho
việc sang số dễ dàng, trên hộp số đƣợc trang bị các bộ đồng tốc. Các bộ đồng tốc thƣờng
có ba loại sau:
- Bộ đồng tốc khơng thay đổi lực ma sát.
- Bộ đồng tốc quán tính.
- Bộ đồng tốc qn tính tăng lực.
Khi có bộ đồng tốc này sẽ làm cho hộp số làm việc êm dịu hơn, tuy nhiên trong sử dụng,
khi vào số bằng lực tác dụng quá lớn có thể dẫn đến hƣ hỏng khố hãm và cháy mịn vành
ma sát, khi đó q trình sang số sẽ khơng cịn êm dịu nữa. Mặt khác việc ứng dụng giải
pháp này làm cho cấu tạo hộp số thêm phức tạp đây cũng là nhƣợc điểm cần đƣợc khắc
phục.
1.3.3 Truyền động các đăng
Các đăng và khớp nối là cơ cấu nối và truyền dẫn mơmen. Nó đƣợc dùng để truyền
mômen xoắn giữa các cụm truyền lực không cố định, trục của các bộ phận này không
nằm trên cùng một đƣờng thẳng mà thƣờng cắt nhau dƣới một góc α thay đổi và ln bị
chuyển dịch vị trí tƣơng đối với nhau (đặc biệt là theo phƣơng thẳng đứng: Nhƣ hộp số và
cầu xe). Sự dịch chuyển vị trí tƣơng đối này địi hỏi cacđăng phải có khả năng thay đổi
chiều dài.
Nhiệm vụ của các đăng để nối hộp số với cầu xe, dùng để nối cầu xe với bánh chủ động
có hệ thống treo độc lập. Ngồi ra cacđăng cịn thƣờng đƣợc dùng để truyền mơmen xoắn
đến các bánh dẫn hƣớng là chủ động, đến các bộ phận làm việc của máy công tác, đến các
trang bị làm việc phụ trợ trên ôtô máy kéo và xe chuyên dụng. Khi cần truyền mômen với

17


khoảng cách lớn, thân trục cacđăng có thể đƣợc tạo nên bởi hai phần: Một phần gắn lên
thân xe, phần còn lại nối với cầu xe. Giữa các đoạn thân có thể có khớp nối và ổ đỡ.
Bộ truyền cacđăng phải thỏa mãn các yêu cầu sau: Quá trình truyền mơmen xoắn giữa các

bộ phận máy khơng có dao động tốc độ góc, khơng gây nên va đập và tải trọng động lớn
do mơmen qn tính. Các trục cacđăng phải đảm bảo quay đều, không gây nên cộng
hƣởng. Hiệu suất bộ truyền phải cao khi góc lệch giữa hai trục là lớn. Kết cấu bộ truyền
gọn nhẹ, thuận tiện khi chăm sóc bảo dƣỡng trong sử dụng.

Hình1.4 Cấu tạo và sơ đồ nguyên lý các đăng có trạc chữ thập
a) Cấu tạo ; b) Sơ đồ nguyên lý.
1.3.4 Truyền lực chính và vi sai
Cầu chủ động của ơtơ và máy kéo bánh bao gồm truyền lực chính (cịn gọi là truyền lực
trung tâm) và visai. Cả hai cơ cấu này thƣờng đặt trong hộp vỏ cầu. Đối với ôtô vỏ cầu
thƣờng đƣợc đặt trên dầm cầu và nó là một phần của dầm cầu. Ở hệ thống treo độc lập, vỏ
cầu là một khối riêng gắn chặt với khung, dầm ngang sàn xe hay liền khối với hộp số và

18