LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, nền kinh tế của Việt Nam đang vươn lên hòa nhập
với nền kinh tế thế giới. Bên cạnh sự phát triển của các ngành kinh tế khác thì ngành
vận tải ô tô cũng có chuyển biến không ngừng.Với sự phát triển đó nước ta đã nhập và
sử dụng rất nhiều loại xe .
Mặt khác nước ta đang trong giai đoạn CNH – HĐH đất nước, vì vậy để hoàn
thành các mục tiêu trong giai đoạn này thì nhà nước có những chủ chương và đường lối
để phát triển kinh tế, văn hoá, xã hội, giáo dục, quốc phòng an ninh…Vì vậy yêu cầu
đặt ra cho nghành giáo dục là phải có những chủ chương và đường lối đúng đắn, để
phát triển nguồn nhân lực cho xã hội.
Trước tình hình đó để nâng cao chất lượng trong đào tạo nguồn nhân lực, thì
việc thay đổi cách dạy và học là những yếu tố quan trọng để nâng cao được chất lượng
đào tạo.
Với sự phát triển không ngừng của khoa học công nghệ thông tin, và việc ứng
dụng những thành tựu đó vào trong quá trình dạy và học, để tạo ra các phương tiện dạy
học có hiệu quả cao nhất nhằm rút ngắn con đường nhận thức của người học.
Trong thời gian học tập và nghiên cứu tại Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật
Hưng Yên, chúng em không những chỉ nghiên cứu về các kiến thức về chuyên nghành
cơ khí động lực mà còn nghiên cứu các kiến thức về chuyên nghành sư phạm kỹ thuật.
Đến nay khoá học của chúng em đã hoàn thành, để đánh giá chất lượng đào tạo thì nhà
trường và khoa đã giao cho em nghiên cứu đề tài:
“Xây dựng bài giảng điện tử học phần cấu tạo ô tô ”
Đề tài được thực hiện với nội dung như sau :
Chương 1: Cấu tạo chung của ô tô
Chương 2:Hệ thống truyềnlực
Chương 3: Hệ thống treo
Chương 4: Hệ thống phanh
Chương 5: Hệ thống lái
Chương 6:Khung vỏ và nội thất ô tô
Sau khi nhận đề tài này em đã nghiên cứu các nội dung của đề tài, các tài liệu liên
quan, hỗ trợ cho việc nghiên cứu và hoàn thành tốt đề tài được giao.
1.4. Phạm vi nghiên cứu.
Nghiên cứu về toàn bộ cấu tạo ô tô và viết bài giảng điện tử cho học phần cấu tạo ô tô
1.5. Phương pháp nghiên cứu.
1.5.1. Phương pháp nghiên cứu tài liệu.
Đọc và thu thập các loại sách báo liên quan đến cấu tạo ô tô để tìm hiểu về
phương pháp làm bài nghiên cứu khoa học và các kiến thức liên quan đến lĩnh vực mà
mình nghiên cứu.
1.5.2. Phương pháp điều tra pháng vấn.
Bằng cách chuẩn bị các câu hỏi mà người nghiên cứu cần làm ra, sau đó đến gặp
một số học sinh và một số thầy cô giáo giảng dạy ở các trường đó đưa ra để hỏi trực
tiếp họ.
1.5.3. Phương pháp tổng kết kinh nghiệm học tập.
Người nghiên cứu gặp một số thầy cô giáo hoặc các ban quản lý của các trường
cần tìm hiểu, sau đó thu thập những kinh nghiệm giảng dạy,
1.5.4. Phương pháp phân tích tổng hợp.
Dùng phân tích các tài liệu liên quan đến đề tài. Tổng hợp kiến thức cần thiết .
1.6. Thời gian và địa điểm nghiên cứu.
Thời gian: Từ tháng 7 năm 2009 đến tháng 1 năm 2010. Địa điểm: Trường ĐHSPKT
Hưng Yên.
3
1.7. Dàn ý nội dung.
Nội dung của đề tài gồm hai giai đoạn:
*Giai đoan 1: hoàn thành thuyết minh gồm sáu chương
Chương 1: Cấu tạo chung của ô tô
Chương 2:Hệ thống truyềnlực
Chương 3: Hệ thống treo
Chương 4: Hệ thống phanh
Chương 5: Hệ thống lái
Chương 6: Khung vỏ và nội thất ô tô
1.Động cơ; 2.Bình nhiên liệu (nhiên liệu xăng)
5
Hình 1.1. Tổng quan về ôtô
Hình 1.2. Xe sử dụng động cơ xăng
* Xe sử dụng động cơ diesel
Loại xe ôtô này hoạt động bằng
động cơ sử dụng nhiêu liệu diesel.
Do động cơ diesel tạo ra mômen
xoắn lớn và có tính kinh tế nhiên
liệu tốt, nên chúng được sử dụng
rộng rãi trên các loại xe tải và xe
SUV.
SUV: Xe đa dụng kiểu thể thao
1. Động cơ
2. Bình nhiên liệu (nhiên liệu diesel)
* Xe sử dụng động cơ lai (Hybrid)
* Xe ôtô sử dụng năng lượng điện (EV)
Loại xe ôtô này sử dụng nguồn điện
của ắc quy để vận hành môtơ điện.
Thay vì sử dụng nhiên liệu, ắc quy cần
được nạp lại điện. Loại xe này mang lại
nhiều lợi ích, như không gây ô nhiễm
và phát ra tiếng ồn thấp khi hoạt động.
Hệ thống dẫn động bánh xe dùng điện
290V, ngoài ra các thiết bị khác dùng
điện 12V.
+ Sơ đồ mô tả hệ thống EV của
Toyota.
1. Bộ điều khiển công suất;
giữa - cầu sau chủ động).
c. Phân loại theo kiểu thân xe
1. Sedan: Đây là kiểu thân xe có ba khoang riêng biệt, 4 cửa, 4-5 chỗ ngồi.
2. Coupe: Đây là dòng xe 2 cửa thể thao, có 4 chỗ ngồi, luôn thể hiện được sức
mạnh của động cơ. * (Roadster: là xe 2 cửa, 2 chỗ ngồi)
3. Lift back (Hatch back)
Về cơ bản nó giống với coupe, là sự kết hợp khoang hành khách và khoang
hành lý. Lắp cốp đồng thời là cửa sau.ông có khung cửa sổ, và cộ trụ cửa.
5. Convertible: Đây là một kiểu Sedan hoặc Coupe, nhưng nó có khả năng thu
gọn mui lại thành một chiếc mui trần.
6. Pickup: Đây là một loại xe tải nhỏ, có khoang máy kéo dài về phía trước ghế
người lái.
7. Van and wagon: Kiểu xe này là sự kết hợp khoang hành khách và khoang
hành ký, nó chứa được nhiều người và hành lý. Khoang hành khách thông với khoang
hành lý.
7
Hình 1.6.
Xe sử dụng động cơ lai loại tế bào
nhiên liệu
1.2. Đặc điểm cấu tạo chung của ôtô
8
Hình 1.7. Các kiểu thân xe
Chương 2
HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC
2.1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC
2.1.1. Cấu tạo chung hệ thống truyền lực của ôtô
Hệ thống truyền lực sẽ truyền công suất của động cơ đến các bánh xe.
Nó chủ yếu được chia thành các loại sau đây:
hợp có khả năng dập tắt hiện tượng cộng hưởng trong truyền động nhằm nâng cao chất
lượng truyền lực.
b. Phân loại ly hợp
- Theo cách truyền mômen động cơ đến trục sơ cấp hộp số chia ra: ly hợp ma sát, ly
hợp thủy lực, ly hợp điện từ, ly hợp liên hợp thường xuyên đóng hoặc mở.
- Theo hình dạng và số lượng của đĩa ma sát: ly hợp một hay nhiều đĩa, ly hợp hình
nón, ly hợp hình trống, ly hợp hình côn.
-Theo hình thức phát sinh lực ép trên đĩa ép: ly hợp dùng lò xo trụ đặt xung quanh, lò
xo trụ đặt ở giữa, lò xo màng.
c. Yêu cầu đối với ly hợp
- Phải nối hộp số và động cơ một cách êm dịu.
- Đóng ngắt nhanh và chính xác, đảm bảo an toàn cho hệ thống truyền lực khi quá tải.
- Ở trạng thái đóng ly hợp phải truyền hết được mômen quay lớn nhất của động cơ mà
không bị trượt ở bất cứ điều kiện sử dụng nào.
- Ly hợp điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ.
- Kết cấu ly hợp đơn giản, dễ điều chỉnh, chăm sóc, các bề mặt ma sát thoát nhiệt tốt,
có tuổi thọ cao.
2.2.1.2. Cấu tạo và hoạt động của ly hợp ma sát khô và dẫn động ly hợp
(1). Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp ma sát.
a. Cấu tạo
12
1
2
3
4
5
6
7
8
điều kiện cho lò xo có khả năng biến dạng tốt. Đầu
trong của lò xo được mài lõm tạo nên rãnh tròn
nhằm giảm diện tích tiếp xúc với bi tỳ và tạo điều
kiện kiểm tra độ mòn của mép trong lò xo sau một thời gian làm việc nhất định. Ở
trạng thái tự do lò xo có dạng hình nón, ở trạng thái lắp lò xo đã bị biến dạng để gây
nên lực ép.
- Kiểu lò xo trụ : được lắp ở giữa đĩa ép và nắp ly hợp nó được bố trí theo đường
tròn. Lò xo trụ được định vị trong vỏ ly hợp và được liên kết với đòn bẩy được gắn với
cần mở ly hợp.
Ngày nay trên ôtô du lịch người ta sử dụng loại lò xo màng là chủ yếu vì những
ưu điểm của nó: Lực tác dụng vào bàn đạp ly hợp nhỏ hơn so với cơ cấu ly hợp sử
dụng lò xo trụ, khả năng truyền công suất của ly hợp kiểu lò xo màng không bị giảm
cho tới giới hạn mòn của đĩa, kết cấu đơn giản.
- Đĩa ép: làm bằng gang có khả năng dẫn nhiệt tốt, mặt tiếp giáp với đĩa ma sát
được gia công nhẵn, mặt đối diện có các gờ lồi, một số gờ tạo nên các điểm tựa cho lò
xo ép, một số tạo nên các điểm truyền mômen xoắn giữa vỏ và đĩa ép.
* Đĩa ma sát.
13
3
2
1
Hình 2.3. Nắp ly hợp
Lò xo ép.
Vỏ ly hợp.
Đĩa ép.
Hình 2.4. Cấu tạo đĩa ma sát
1. Mặt ma sát; 2. Đinh tán; 3. Xương đĩa.
4. Moayơ ly hợp; 5. Lò xo giảm chấn.
4
đĩa ép, lò xo ép và vỏ ly hợp quay thành một
khối. Mômen xoắn của động cơ được truyền từ
bánh đà qua các bề mặt ma sát đến trục của ly
hợp. Ly hợp thực hiện chức năng truyền mômen
từ động cơ đến trục sơ cấp của hộp số.
- Trạng thái mở: là trạng thái làm việc
không thường xuyên của ly hợp. Khi người lái xe
tác động lên cơ cấu mở ly hợp vòng bi tỳ sẽ nén
lò xo ép lại làm cho đĩa ép di chuyển ngược
chiều nén của lò xo, các mặt ma sát của đĩa ma
sát với bánh đà và đĩa ép được tách ra. Phần chủ động của ly hợp (cụm đĩa ép) quay
theo động cơ nhưng do lực ép không tác dụng lên đĩa ép nữa bởi vậy không tạo nên ma
sát để truyền mômen xoắn từ động cơ đến trục của ly hợp.
(2). Cơ cấu dẫn động ly hợp
Có nhiệm vụ truyền lực của người lái từ bàn đạp ly hợp đến các đòn mở để thực
hiện việc đóng mở ly hợp. Cơ cấu dẫn động ly hợp được chia ra làm 2 loại chính: Dẫn
động bằng cơ khí và dẫn động bằng thủy lực.
a. Cơ cấu dẫn động bằng cơ khí
Cơ cấu dẫn động ly hợp kiểu cơ khí là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng
các thanh đòn, khớp nối, được lắp đặt theo nguyên lý đòn bẩy, loại dẫn động điều khiển
ly hợp đơn thuần này có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo và có độ tin cậy làm việc cao.
Nhược điểm cơ bản của kiểu dẫn động này là yêu cầu lực tác động của người lái lớn
khi tác động lên bàn đạp ly hợp, nhất là đối với loại xe ôtô hạng nặng.
b. Cơ cấu dẫn động bằng thủy lực.
Cơ cấu dẫn động ly hợp dẫn động bằng thủy lực được dùng khi vị trí của ly hợp
không thuận tiện cho việc dùng cáp hay thanh truyền hoặc ở những động cơ có tính
năng kỹ thuật cao. Ưu điểm là việc bố trí của các chi tiết trong hệ thống khá linh hoạt,
việc cắt ly hợp êm dịu hơn tuy nhiên lực dẫn động mở ly hợp cũng không được lớn
lắm, áp dụng cho các xe du lịch và xe tải nhỏ.
Sơ đồ cấu tạo chung được trình bày trên hình vẽ:
17
1
a
b
2
3
4
5
Hình 2.7. Cấu tạo bàn đạp
ly hợp
a: Hành trình của bàn đạp ly
hợp.
b: Chiều cao của bàn đạp ly
hợp.
1. Bàn đạp ly hợp.
2. Lò xo hồi.
3. Vít điều chỉnh.
4. Cần đẩy.
5. Xy lanh chính của ly hợp.
Hình 2.6. Cơ cấu dẫn động bằng thủy lực
+ Nguyên lý hoạt động
- Khi ấn bàn đạp: Piston dưới tác dụng của cần đẩy dịch chuyển về bên trái, dầu
trong xy lanh chính qua van nạp chảy đến bình chứa đồng thời chạy đến xy lanh cắt ly
hợp. Khi piston tiếp tục dịch chuyển về bên trái thanh nối sẽ tách ra khỏi bộ phận hãm
lò xo van nạp bị đóng lại. Do đó hình thành áp suất tại buồng A và áp suất này truyền
đến xy lanh cắt ly hợp.
- Khi nhả bàn đạp: Khi nhả bàn đạp ly hợp lò xo nén đẩy về bên phải áp suất
giảm xuống, khi piston trở về hoàn toàn bộ phận hãm lò xo đẩy thanh nối về bên phải.
Như vậy van nạp được mở nối bình A với bình B.
sang tác động vào các cánh của bánh tuabin làm cho bánh tuabin quay theo cùng
chiều. Dòng chất lỏng sau khi sang bánh tuabin sẽ đi vào phía tâm của bánh rồi trở
về bánh bơm. Cứ như vậy mômen xoắn được truyền từ bánh bơm (chủ động) sang
bánh tuabin (bị động).
19
1
2
3
4
5
Hình 2.9. Cấu tạo Ly hợp thủy lực
1.Bánh đà 2. Bánh tuabin 3. Bánh bơm
4. Trục sơ cấp 5. Vỏ ly hợp
2.2.2. Hộp số
2.2.3.1. Hộp số chính
(1). Công dụng, phân loại và yêu cầu
a.Công dụng
- Biến đổi mômen quay của động cơ để tăng, giảm lực kéo ở bánh xe chủ động.
- Thay đổi tốc độ của ôtô và thực hiện chuyển động lùi của ôtô.
- Truyền hoặc không truyền mômen từ động cơ tới bánh xe chủ động để khi xe dừng
mà máy vẫn nổ.
b.Phân loại hộp số cơ khí
Người ta có thể phân hộp số cơ khí làm các loại cơ bản sau:
- Phân loại theo hình dáng kết cấu: loại hộp số ngang, hộp số dọc.
- Phân loại theo số lượng trục: loại có 2 trục, loại có 3 trục.
- Phân loại theo số tỷ số truyền: loại 3 số truyền, loại 4 số truyền, loại 5 số truyền.
c.Yêu cầu của hộp số cơ khí
- Phải có các tỉ số truyền đảm bảo tính năng động lực.
- Không sinh ra các lực va đập trên các hệ thống truyền lực.
Hình 2.11. Cấu tạo hộp số cơ khí
1.Trục trung gian. 2. Trục chủ động. 3. Bộ đồng tốc.
4. Cơ cấu chọn và chuyển số. 5. Trục bị động. 6. Trục số lùi.
1
2
3
4
5
6
Các moay ơ đồng tốc ăn khớp với các trục bằng các then bên trong moay ơ đồng
tốc. Hơn nữa, ống trượt ăn khớp với then ở vòng ngoài của moayơ đồng tốc và có thể di
chuyển dọc trục.
Moayơ đồng tốc có ba rãnh theo chiều dọc trục, và các khoá chuyển số luồn vào
các rãnh này. Lò xo của khoá luôn luôn đẩy khoá chuyển số này vào ống trượt.
Khi cần chuyển số ở vị trí số trung gian, phần nhô ra của mỗi khoá chuyển số luồn
khít vào trong rãnh then ở ống trượt.
Người ta đặt vòng đồng tốc giữa moay ơ đồng tốc và mặt côn của các bánh răng
số, và được đẩy ép vào một trong các mặt côn này.
Trên toàn bộ khu vực côn bên trong vòng đồng tốc có các rãnh nhỏ để tăng ma
sát. Ngoài ra, vòng này còn có 3 rãnh để các khoá chuyển số luồn vào đó.
+ Nguyên lý hoạt động của hộp số 4 cấp tốc độ
- Số 0: Bánh răng số lùi Z
2
và các bộ đồng tốc và bánh răng số lùi được giữ ở ví trí
ở vị trí số trung gian, mômen xoắn được truyền từ trục khuỷu động cơ đến bánh răng Z
1
đến bánh răng Z
2
làm trục trục sơ cấp quay tự do.
- Số 1: Bộ đồng tốc bánh răng số 1 và số 2 được dịch chuyển sang bên phải làm
Đồng tốc số số lùi
Trục trung gian
Trục bánh răng số lùi.
- Số 3: Bộ đồng tốc bánh răng số 3 và số 4 được dịch chuyển sang bên phải làm
ăn khớp bánh răng Z
7
và Z
8
. Các bộ đồng tốc khác và bánh răng số lùi ở vị trí trung
gian đường truyền công suất được thể hiện trên
hình vẽ.
- Số 4: Bộ đồng tốc bánh răng số 3 và số 4
được dịch chuyển sang bên trái làm ăn khớp bánh
răng Z
1
và Z
2
. Các bộ đồng tốc khác và bánh răng
số lùi ở vị trí trung gian đường truyền công suất
được thể hiện trên hình vẽ.
- Số lùi: Bộ đồng tốc
dịch chuyển làm ăn khớp
bánh răng Z
10
và Z
7
.
Các bộ đồng tốc khác được giữ
ở vị trí trung gian, đường truyền công suất được thể
hiện trên hình vẽ.
- Xe 4WD gián đoạn loại FR
Trong loại này, khi không gài hộp số phụ, công suất được truyền từ hộp số dọc
đến bộ vi sai sau. Khi gài hộp số phụ, công suất truyền đến cả hai bộ vi sai trước và
sau.
* Sơ đồ, kết cấu và hoạt động
Hình 2.15. Sơ đồ bố trí trên xe nhiều cầu chủ động
1. Động cơ. 2. Cầu trước. 3. Hộp số phân phối.
4. Cầu sau. 5. Hộp số phụ. 6. Ly hợp.
(1) Hộp số phụ
Công dụng: tăng tỉ số truyền của hệ thống truyền lực, tăng lực kéo ở bánh xe chủ
động.
Hộp số phụ được chia ra các loại: Loại hai cấp giảm hoặc loại có một cấp giảm,
một cấp tăng và loại có ba cấp. Đặc biệt có hộp số phụ, có số lùi làm tăng lực kéo của
bánh xe chủ động và có khả năng lùi với tất cả các tay số.
a. Cấu tạo hộp số phụ
24
2
1
3
4
5
6
Hình 2.14. Hộp số phụ, hộp phân phối
Hình 2.16. Sơ đồ cấu tạo hộp số phụ 3 cấp
1,2. Bánh răng di động 3, 4, 10. Bánh răng trên trục trung gian
5. Vành răng trong của bánh răng (6) 6. Bánh răng liền với trục sơ cấp
7. Trục sơ cấp của hộp số phụ. 8. Trục thứ cấp của hộp số phụ.
9. Trục trung gian.