Tải bản đầy đủ

Cau truc OTo giáo trình

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ Ô TÔ VÀ HỆ THỐNG CẢM BIẾN

BÀI GIẢNG

CẤU TRÚC Ô TÔ
( LƯU HÀNH NỘI BỘ )

THÁI NGUYÊN 2014


LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay nhu cầu sản xuất tập trung với lượng sản phẩm ngày càng lớn đòi
hỏi phải có hệ thống vận chuyển để phân phối sản phẩm, bên cạnh đó nhu cầu đi lại
của con người ngày càng tăng đòi hỏi phải được đáp ứng.
Ô tô đang ngày càng trở nên quen thuộc trong cuộc sống hiện đại ngày này, trở
thành một trong những phương tiện đi lại chính của con người. Để có thể tạo nên một
chiếc ô tô hoàn thiện yêu cầu rất nhiều công nghệ khác nhau như cơ khí, điện, điện tử
bên cạnh đó còn có công nghệ vật liệu, hóa học, nhiệt… và ngày nay là công nghệ
thông tin tất cả sẽ được kết hợp lại. Những chiếc ô tô ngày này cũng đã khác xa so
với những chiếc xe của thế kỷ trước, với rất nhiều cải tiến về công nghệ từ động cơ,

nhiên liệu, hệ thống điều khiển v.v…
Bài giảng gồm có 5 chương:
Chương 1. Tổng quan về cấu trúc ô tô
Chương 2. Động cơ ô tô
Chương 3. Hệ thống truyền lực ô tô
Chương 4 Hệ thống điều khiển ô tô
Chương 5 Thân xe


1.1.
-

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CẤU TRÚC Ô TÔ
GIỚI THIỆU MÔN HỌC
Lịch sử phát triển của ngành công nghiệp ô tô.

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 doNicolas Joseph Cugnot chế tạo
chạy bằng động cơ hơi nước.

Chiếc xe hơi ba bánh đầu tiên do Karl Benz chế tạo được cấp bằng sáng
chế năm 1886.
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 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.
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 ôtô có 4 bánh, hệ thống đánh lửa bằng điên, bộ bơm dầu tự động, đạt vận tốc
khoảng 20 km/h.
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, người
dẫn đất nước cờ hoa chỉ hào hứng 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 công 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.

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.
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 đông
và lượng xe chưa đạt mức bão hòa.
Xu hướng hiện nay ngoài vấn đề tiết kiệm,chất lượng tốt thì người tiêu dùng còn
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.
Học phần giới thiệu tổng quan về toàn bộ các bộ phận cấu thành ô tô. Phân
tích các cơ cấu chinh giúp xe hoạt động như: động cơ, hộp sô, phanh, hệ thống lái,
khung sườn... bên cạnh đó cũng phân tích các hệ thống bổ trợ khác như hệ thống làm
mát, phun xăng, giảm thải và tiếng ồn, hệ thống điện cơ bản trên ô tô, các hệ thống an
toàn và tiện ích hỗ trợ cho người lái...
1.2. PHÂN LOẠI Ô TÔ
Có nhiều cách phân loại ô tô khác nhau như phân loại theo mục đích sử dụng, theo
loại động cơ, theo loại nhiên liệu sử dụng… Ngoài ra còn phân loại theo kiểu dáng
khung xe và động cơ, theo pháp luật…
- Theo mục đích sử dụng:
+ Xe chuyên dụng: Xe cứu hỏa, xe quân sự…
+ Xe vận tải: xe vận tải hàng hóa, xe vận tải người…
- Theo loại động cơ:
+ Xe động cơ 2 thì
+ Xe động cơ 4 thì
+ Xe động cơ Diesel
- Theo loại nhiên liệu, năng lượng sử
dụng:
+ Xe sử dụng động cơ xăng
+ Xe sử dụng động cơ Diesel
+ Xe điện


+ Xe H2
+ Xe lai
( sử dụng cả xăng và điện)
Với mỗi một loại xe sẽ tương ứng với 1 loại cấu trúc hay động cơ cho phù hợp với
mục đích sản xuất.
- Ngoài ra còn có nhiều cách phân loại khác nhau nhưng không phổ biến.
1.3. CẤU THÀNH XE Ô TÔ
Ô tô được cấu tạo bởi 4 phần:
- Động cơ ô tô
- Gầm ô tô
- Thân vỏ
- Hệ thống điện ô tô.
1.3.1. Động cơ ô tô:
Động cơ đốt trong là nguồn động lực chính để dẫn động cho các phương tiện giao
thông vận tải, trong đó phổ biến nhất là dẫn động cho ôtô chuyển động. Động cơ có
nhiều loại khác nhau nhưng phổ biến và thông dụng hiện nay vẫn là động cơ đốt
trong. Động cơ đốt trong hiện nay gồm có: động cơ đốt trong piston, tua bin khí và
động cơ phản lực. Hiện nay về cơ bản động cơ sử dụng trên ôtô là động cơ đốt trong
kiểu piston, nhiên liệu sử dụng chính là xăng hoặc Diesel. Về hoạt động thì hai loại
động cơ này có nguyên lý gần giống nhau. Chi tiết ta sẽ tìm hiểu sau.
Các bộ phận chính của động cơ bao gồm:
-

Thân vỏ động cơ: Bộ phận này kết hợp với Piston và các van Xupap tạo thành

buồng đốt của động cơ.
Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền: Cơ cấu nhằm chuyển lực dao động thẳng của
Piston thành dao động quay tròn của thanh truyền.
Cơ cấu phối khí: Cơ cấu cung cấp khí phục vụ cho việc đốt cháy nhiên liệu
của động cơ.


-

Hệ thống cung cấp nhiên liệu: có chức năng cung cấp nhiên liệu cho động cơ,

ở những trạng thái hoạt động khác nhau. Bên cạnh đó hệ thống nhiên liệu giúp loại
bỏ tạp chất có trong nhiên liệu.Hệ thống làm mát
Hệ thống bôi trơn: : Bôi trơn các bề mặt có chuyển động trượt giữa các chi tiết
nhằm giảm ma sát do đó giảm mài mòn, tăng tuổi thọ của chi tiết. Do vậy tổn thất cơ
giới trong động cơ giảm, và hiệu suất sẽ tăng tức là tăng tính kinh tế của động cơ.
1.3.2. Gầm ô tô
Là các hệ thống liên quan đến truyền động lực từ động cơ tới các bánh xe và các hệ
thống điều khiển xe.
1.3.2.1. Hệ thống truyền lực:
Hệ thống truyền lực của ôtô là tổ hợp tất cả các cụm và cơ cấu được liên kết với nhau
từ động cơ tới bánh xe chủ động, nhờ chúng cơ năng từ động cơ được truyền đến các
bánh xe chủ động bao gồm các cơ cấu truyền, cắt, đổi chiều quay, biến đổi giá trị
mômen truyền.
Hệ thống truyền lực có các nhiệm vụ cơ bản :
+ Truyền, biến đổi mômen quay và số vòng quay từ động cơ tới bánh xe chủ động
sao cho phù hợp giữa chế độ làm việc của động cơ và mômen cản sinh ra trong quá
trình ôtô chuyển động.
+ Cắt dòng truyền động trong thời gian ngắn hoặc dài.
+ Thực hiện đổi chiều chuyển động nhằm tạo nên chuyển động lùi cho ôtô.
+ Tạo khả năng chuyển động mềm mại và tính năng việt dã cần thiết trên đường.
1.3.2.2. Hệ thống treo
Hệ thống treo bao gồm những phần tử đàn hồi, giảm chấn, dẫn hướng để liên kết giữa
các bánh xe với khung xe để đảm bảo độ êm dịu và an toàn khi xe chuyển động
Ngoài ra nó còn dùng để truyền các lực và momen tác động giữa bánh xe và khung
xe
Hệ thống treo tạo điều kiện cho bánh xe dao động theo phương thẳng đứng với thân
xe một cách êm dịu. Giảm cái cảm giác "cưỡi ngựa" khi đi trên ô tô. Do đó cần có độ
cứng thích hợp để xe chuyển động êm dịu và có khả năng có thể dập tắt nhanh dao
động đặc biệt là những dao động có biên độ dao động lớn. Tính năng hệ thống treo


của mỗi loại xe bao giờ cũng là kết quả dung hoà giữa hai lựa chọn: độ an toàn và độ
êm dịu.
Hệ thống treo được phân loại theo: Bộ phận đàn hồi, bộ phận dẫn hướng và bộ phận
giảm chấn.
1.3.2.3. Hệ thống phanh
Hệ thống phanh nhằm mục đích giảm vận tốc hoặc dừng khi cần thiết. Lúc đó người
lái giảm lượng nhiên liệu cung cấp vào động cơ, đồng thời phanh để hãm xe lại. Nhờ
hệ thống phanh mà người lái có thể nâng cao vận tốc chuyển động trung bình của ô tô
và đảm bảo an toàn khi chuyển động. Vận tốc của ô tô luôn được cải thiện nhằm đáp
ứng nhu cầu đi lại và vận chuyển hang hóa một cách nhanh chóng nên việc đi sâu
nghiên cứu hoàn thiện hệ thống phanh cũng như việc sửa chữa bảo dưỡng hệ thống
phanh một cách thường xuyên là hết sức cần thiết nhằm đảm bảo cho xe chuyển động
an toàn.
Hệ thống phanh có nhiệm vụ giảm tốc độ của xe tới một giá trị nào đó, dừng hẳn
hoặc giữ xe ở một vị trí nhất định. Hệ thống phanh đảm bảo an toàn trong chuyển
động và điều khiển.
Phanh là hệ thống an toàn chủ động hết sức quan trọng nên luôn được các nhà thiết
kế ôtô quan tâm, không ngừng nghiên cứu hoàn thiện và nâng cao hiệu quả. Đến nay,
hệ thống phanh đã trải qua rất nhiều cải tiến, thay đổi.
Có thể phân loại hệ thống phanh như sau:
- Theo công dụng: phanh chính, phanh dự phòng( phanh phụ)
- Theo cơ cấu phanh: tang trống, đĩa, đai
- Theo dẫn động phanh: cơ khí, thuỷ lực, khí nén, hỗn hợp, trợ lực..
- Theo mức độ hoàn thiện hệ thống phanh: có hệ thống điều hoà, ABS,..


- Theo loại điều khiển: một dòng, hai dòng, dòng độc lập, dòng song song
1.3.2.4. Hệ thống lái
Hệ thống lái của ơ tơ dùng để thay đổi và duy trì hướng chuyển động của ơtơ theo
một hướng nhất định nào đó.
Đảm bảo tính năng vận hành cao của ôtô có nghóa là khả năng
quay vòng nhanh và ngoặt trong một thời gian ngẳn trên một diện tích rất
bé.
Lực tác động lên lái nhe, vơ lăng phải nằm ở vò trí tiện lợi đối với
người lái để tạo cảm giác thoải mái cho người lái trong quá trình điều
khiển.
Đảm bảo động học quay vòng đúng để trong quá trình quay vòng
bánh xe không bò trượt lết. v
Hệ thống trợ lực phải đảm bảo chính xác, tính chất tuỳ động đảm
bảo phối hợp chặt chẽ của sự tác động của hệ thống lái và sự quay
vòng của các bánh xe dẫn hướng.
Đảm bảo quan hệ tuyến tính giữa góc quay vành tay lái và góc
quay vòng của các bánh xe dẫn hướng.
Cơ cấu lái phải được đặt ở phần được treo để kết cấu hệ thống
treo trước không ánh hướng đến tính động học của cơ cấu lái.
Hệ thống lái phải được bô trí sao cho thuận tiện cho quá trình bảo
dưỡng, sữa chữa.
1.3.3. Thân vỏ
Khung vỏ chịu tải dùng để đỡ và bắt chặt động cơ, các cụm của hệ thống truyền lực,
đồng thời nó là nơi chịu tồn bộ tải trọng của xe, những tác động thay đổi từ mặt
đường lên xe khi xe chuyển động, tác động của lực cản khí động, lực qn tính, lực
phanh và các lực do va chạm. Đồng thời, do phải đáp ứng các u cầu hết sức đa
dạng về độ bền, độ cứng vững, độ bền lâu, cũng như các u cầu về khí động học,
thẩm mỹ và cơng năng của xe nên trong thực tế kết cấu khung vỏ ơ tơ rất đa dạng.


1.3.4. Hệ thống điện
Hệ thống điện phân ra
- Điện động cơ : nguồn cung cấp điện, hệ thống đánh lửa, hệ thống khởi động.
- Điện thân xe: hệ thống tín hiệu và chiếu sáng, hệ thống thông tin, hệ thống điều
khiển, hệ thống chẩn đoán…
3.1. BỐ TRÍ CHUNG CỦA Ô TÔ
3.1.1. Bố trí động cơ.
+ Vị trí đặt động cơ: Đặt trước, đặt giữa đặt sau ô tô
+ Bố trí: Ngang, dọc ô tô
3.1.1. 1. Ô tô con

Việc bố trí vị trí của động cơ trên thân xe có ý nghĩa rất quan trọng, nó ảnh hưởng
tới cấu trúc của xe. Mỗi hệ dẫn động cầu trước, cầu sau, 4 bánh và toàn bộ các bánh
có ưu và nhược điểm riêng. Tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng và tùy vào từng loại xe
mà các hãng có cách áp dụng thích hợp. Chẳng hạn xe địa hình thường là dẫn động 4
bánh còn sedan đa số sử dụng hệ dẫn động cầu trước.
 Dẫn động cầu trước FWD


Hệ dẫn động cầu trước với động cơ đặt trước
Gần như tất cả các xe ngày nay đều sử dụng hệ dẫn động cầu trước. Những năm đầu
thế kỷ 20, kiểu FWD thuộc loại "hiếm có khó tìm" nhưng giờ đây, nó được trang bị
trên khoảng 70% số xe mới xuất xưởng. Như vậy, rõ ràng đã có một cuộc dịch
chuyển ngoạn mục trong ngành công nghiệp ôtô khi từ hệ dẫn động cầu sau chuyển
hết sang dẫn động cầu trước.
Nguyên nhân chính nằm ở chỗ các xe hiện đại đều có động cơ đặt trước thay vì đặt
sau như trước kia. Vì vậy, để loại bỏ cơ cấu truyền động từ trước ra sau vốn "lằng
nhằng" và tiêu hao nhiều năng lượng, truyền công suất tới ngay bánh trước là giải
pháp khả thi nhất. Ngoài ra, áp dụng FWD đồng nghĩa với việc các nhà sản xuất có
thể giảm bớt các chi tiết, hạ thấp chi phí. Đồng thời, khối lượng xe giảm đi cũng
khiến nó "ăn" ít xăng hơn.
Ưu điểm quan trọng nữa của hệ dẫn động FWD là do động cơ đặt phía trên trục trước
nên trọng lượng của nó được truyền thẳng xuống bánh dẫn động khiến độ bám đường
tăng lên, giúp xe hoạt động tốt ở các mặt đường trơn trượt.
 Hệ dẫn động cầu sau RWD

Hệ dẫn động cầu sau
Rõ ràng hai kiểu FWD và RWD có những ưu nhược điểm trái ngược nhau. Với
RWD, xe tăng tốc tốt hơn. Hai bánh trước được giải thoát khỏi nhiệm vụ dẫn động và
chỉ tập trung vào việc dẫn hướng (bánh lái). Tuy nhiên, ưu điểm này không làm RWD
trội hơn so với FWD. Thời kỳ đầu, sử dụng RWD xe phải có trục truyền động và một


bộ vi sai để truyền công suất từ động cơ xuống trục sau. Thiết bị này làm tăng giá
thành sản xuất và cùng với đó, trọng lượng xe tăng lên. Vì vậy, RWD thực tế là
không hiệu quả hơn FWD. Ngoài ra, khi đi xe dẫn động cầu sau mà không có hệ
thống kiểm soát độ bám đường, tài xế rất dễ mất lái ở các đoạn đường trơn trượt hay
mắc kẹt xuống rãnh, mương, ổ gà.
 Dẫn động 4 bánh (4WD) và toàn bộ các bánh (AWD)

Hệ dẫn động 4 bánh
Hai hệ dẫn động giới thiệu ở trên chỉ sử dụng một nửa số bánh để dẫn động. Và tất
nhiên, sẽ có người đặt ra câu hỏi tại sao không sử dụng cả 4 bánh. Đáp lại, ngành
công nghiệp ôtô có câu trả lời rất sớm khi mà hãng xe Hà Lan Spyker trình làng hệ
thống dẫn động 4 bánh toàn thời gian (full-time) từ năm 1903 tại triển lãm xe hơi
Paris.
Trước hết, cần phải nói rõ rằng tại sao lại có sự khác biệt giữa dẫn động bánh
4WD và dẫn động tất cả các bánh AWD. Thuật ngữ 4WD hình thành trên cơ sở dùng
để chỉ kiểu dẫn động 4 bánh thời kỳ đầu của hãng xe địa hình Jeep và xe tải. Nó ám
chỉ các xe có chế độ chọn dẫn động 2 bánh hoặc 4 bánh bằng công tắc gắn trong xe.
Trên các mẫu xe sử dụng 4WD thường có chế độ "low - thấp" và "high - cao".
Khi chọn "low", hệ truyền động cấp nhiều mô-men xoắn hơn để đi trên các đoạn
đường gồ ghề hay trèo đèo. Còn chế độ "high" sử dụng trên các đoạn đường trơn
trượt. 4WD còn sử dụng bộ khoá vi sai trung tâm nhằm tránh những chênh lệch
không cần thiết giữa bánh bên trái và bên phải khi đi trên địa hình không bằng phẳng.
Với từng loại xe cũng có thể bố trí vị trí động cơ phù hợp với hình dạng của
xe.


3.1.1.2. Xe khách và xe tải
Với các dòng xe cỡ lớn tuy có đôi chút điều chỉnh do đặc thù là xe có kích thước lớn,
dài và yêu cầu về trọng tải có khác nên vị trí đặt động cơ cũng có khác.



CHƯƠNG 2 ĐỘNG CƠ Ô TÔ

2.1. KHÁI QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ ÔTÔ
2.1.1. khái niệm
Động cơ là nguồn động lực của ô tô, giúp ô tô vận hành trên đường.
Hiện nay trên ôtô thường dùng loại động cơ đốt trong. Động cơ đốt trong là
một loại động cơ nhiệt tạo ra công cơ học dưới dạng moment quay (hay còn gọi
là moment xoắn) bằng cách đốt nhiên liệu bên trong động cơ. Các loại động cơ sử
dụng dòng chảy để tạo công thông qua việc đốt cháy nhiên liệu như động cơ
turbine (động cơ tuabin) và các động cơ đốt bên ngoài cylinder (xilanh) như máy hơi
nước hay động cơ Stirling không thuộc về động cơ đốt trong.
Động cơ đốt trong cũng có nhiều loại như động cơ phản lực, động cơ đốt trong kiểu
piston. Trong chương trình ta sẽ chỉ đề cập đến đông cơ đốt trong kiểu piston đẩy.
Tuỳ theo cách phân loại ta có các loại động cơ sau :
- Theo nguyên liệu sử dụng, có các loại:
Động cơ xăng, động cơ Diesel, động cơ gas.


- Theo chu trình làm việc có các loại :
Động cơ 4 kỳ, động cơ 2 kỳ.

- Theo số xy lanh có các loại :


3 xy lanh, 4 xy lanh, 5 xy lanh, 6 xy lanh, 8 xy lanh…
- Ngoài ra còn nhiều cách phân loại khác … bố trí xi lanh động cơ ta có động cơ
thẳng hàng đứng, hình chữ V,

Một số định nghĩa dùng cho động cơ đốt trong:
- Điểm chết trên (ĐCT): Là vị trí đỉnh pít tông khi pít tông ở xa tâm trục khuỷu nhất.
- Điểm chết dưới (ĐCD): Là vị trí đỉnh pít tông khi pít tông ở gần tâm trục khuỷu
nhất
- Hành trình piston (S): Là khoảng chạy của pít tông từ ĐCT đến ĐCD hoặc ĐCD
đến ĐCT.
- Chu trình công tác: Là toàn bộ quá trình xảy ra trong xy lanh động cơ để thực hiện
một lần nổ (một lần sinh công).
- Kỳ : Là một phần của chu trình công tác, khi pít tông chuyển động từ điểm chết này
đến điểm chết kia.
- Thể tích buồng cháy (Vc): Là thể tích trong xy lanh khi pít tông ở ĐCT.
- Thể tích toàn phần (Va): Là thể tích trong xy lanh khi pít tông ở ĐCD.


- Thể tích công tác (Vh): Là thể tích được giới hạn bởi xy lanh và mặt pít tông ở vị trí
ĐCT và ĐCD. (Vh= Va-Vc)
- Tỷ số nén.(є): Là tỷ số giữa thể tích toàn phần và thể tích buồng cháy
Є = Va /Vc = (Vh+Vc)/Vc = 1 + Vh/Vc
+Động cơ xăng thường có tỉ lệ nén từ 6,5 đến 9,5
+Động cơ Diesel thường có tỉ số nén từ 14 đến 21

2.2. CẤU TẠO ĐỘNG CƠ
2.2.1. Thân động cơ

* Nhiệm vụ:
- Thân động cơ là giá đỡ để bắt các chi tiết, bộ phận của động cơ.
- Bộ phận lực của động cơ.
- Bố trí tương quan các bộ phận, các chi tiết của động cơ: Trục khuỷu, trục cam, xi
lanh...
- Chứa các đường ống nước, áo nước làm mát cho động cơ
* Cấu tạo:
- Thân động cơ được đúc thành một khối liền, trong có các lỗ xi lanh (lỗ lắp ống lót
xi lanh), có các đường nước làm mát đi qua, đường ống dẫn dầu bôi trơn, và các vị trí
để lắp đặt các bộ phận khác. Vật liệu chế tạo thân động cơ thường là gang hợp kim
hoặc hợp kim nhôm.
- Động cơ dùng trên ô tô thường có số xi lanh nhiều hơn hai, các xi lanh được xếp
thành dãy thẳng hàng hoặc được xếp theo hình chữ V, W.
- Phần nắp dưới của thân máy để chứa dầu bôi trơn gọi là Các te.


b. Nắp máy (nắp xi lanh)
+ Nhiệm vụ:
- Cùng với xilanh tạo thành buồng đốt động cơ
- Làm giá đỡ để bắt các bộ phận khác.
- Chịu lực
- Bố trí tương quan: trục cam, xúppáp, buồng cháy...
- Chứa các đường nước làm mát, dầu bôi trơn động cơ.
+ Cấu tạo:
Nắp máy được đúc liền khối với động cơ xilanh thẳng hàng hoặc đúc riêng mỗi nắp
cho


một xilanh. Giữa nắp máy và thân máy có lắp đệm làm kín (gioăng quy lát)

2.2.2. Nhóm Piston
Nhóm Piston gồm: Piston, vòng găng(xéc măng), và chốt Piston
a. Piston:
+ Nhiệm vụ:
- Nén hỗn hợp (không khí - nhiên liệu) trong kỳ nén
- Tiếp nhận áp suất khí cháy chuyển động sinh công cơ học truyền qua chốt Piston,
thanh truyền tới trục khuỷu động cơ.
+ Cấu tạo: được chế tạo từ hợp kim nhôm có khả năng chịu nhiệt độ cao, ít biến
dạng. Bề mặt piston có thể phẳng, lõm hoặc nồi theo các hình dạng khác nhau để có
thể tạo thành các buồng đốt khác nhau.


Trên thân piston có các rãnh để lắp các xéc măng, các lỗ để dầu quay trở lại bể chứa.


b. Xéc măng
+ Nhiệm vụ:
- Xéc măng dùng để bao kín buồng cháy không cho khí cháy lọt xuống đáy dầu và
không cho dầu lọt vào buồng cháy.
- Xéc măng truyền phần lớn nhiệt lượng từ đầu piston sang thành xilanh rồi ra nước
làm mát hoặc không khí để làm mát cho động cơ.
+ Cấu tạo:
Do xéc măng làm việc trong điều kiện bôi trơn kém và chịu nhiệt độ cao nên trong
quá trình làm việc xéc măng dễ bị mài mòn, tính đàn hồi giảm. Xéc măng được chế
tạo chủ yếu bằng gang xám hoặc gang hợp kim.
Xéc măng được chia ra hai loại
- Xéc măng khí: Bao kín buồng cháy, không cho hỗn hợp khí lọt xuống đáy dầu làm
hỏng dầu bôi trơn. Trên một piston thường có từ 2 – 3 xéc măng khí. Hầu hết các xéc
măng khí thứ nhất đều có mặt ngoài mạ crôm dày 0,1 - 0,2mm để giảm mài mòn và
tăng khả năng truyền nhiệt ra thân máy. Xéc măng khí có các kiểu miệng khác nhau:
+ Loại miệng thẳng
+ Loại miệng vát
+ Loại miệng bậc
- Xéc măng dầu:
Gạt dầu bôi trơn trên thành xi lanh, không cho dầu sục lên buồng cháy làm tiêu hao
dầu và gây muội than. Trên xéc măng dầu có phay các rãnh để dầu thoát về đáy dầu.
Hiện nay nhiều động cơ sử dụng xéc măng dầu kiểu tổ hợp. Xéc măng dầu tổ hợp
bao gồm vòng đàn hồi hướng tâm có các rãnh thoát dầu, vòng đàn hồi hướng trục và
2 vòng đỡ nằm trên và dưới các vòng đàn hồi. Trên mỗi piston có 1 đến 2 xéc măng
dầu


1.2.3. Thanh truyền – Trục khuỷu
a. Thanh truyền
+ Nhiệm vụ:
Truyền lực từ Piston đến trục khuỷu trong kỳ sinh công và theo chiều ngược lại trong
các kỳ khác.
+ Cấu tạo:


b. Trục khuỷu
+ Nhiệm vụ:
Tiếp nhận lực từ Piston do thanh truyền chuyển tới và biến lực thành mô men xoắn.
+ Cấu tạo: Trục khuỷu thường chế tạo bằng phương pháp dập hoặc đúc.


2.2.3. Cơ cấu phối khí
a. Công dụng, phân loại.
Cơ cấu phối khí hay còn goi là hệ thống phân phối khí có công dụng điều khiển quá
trình trao đổi khí trong xy lanh. Thực hiện các công việc đóng mở các cửa nạp và cửa
xả với mục đích nạp đầy không khí, hỗn hợp cháy (hỗn hợp cháy gồm xăng - không
khí đối với động cơ xăng) và thải sạch khí cháy ra khỏi xy lanh.
Có thể phân loại hệ thống phân phối khí thành các loại sau:
+ Loại dùng trục cam - xupáp : loại này có kết cấu đơn giản được dùng phổ biến trên
các loại đông cơ hiện nay.
+ Loại dùng van trượt: loại này có kết cấu phức tạp khó chế tạo, đa số dùng trong các
xe đặc chủng như xe đua.
+ Loại dùng piston đóng mở cửa nạp và cửa thải ( của động cơ hai kỳ) có kết cấu đơn
giản, không phải điều chỉnh nhưng chất lượng trao đổi khí không cao.
b) Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống phối khí dùng xupáp:

- Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp đặt
+ Nguyên lý làm việc: Trục cam chuyển động quay nhờ dẫn động từ trục khuỷu của
động cơ. Vấu cam trên trục cam quay đẩy con đội đi lên. Con đội đi lên nén lò xo lại
và tỳ vào đuôi xupáp đẩy xupáp đi lên làm mở cửa nạp ( xả). Vấu cam sau khi qua
điểm cao nhất (cửa mở lớn nhất) chuyển động đi xuống, lò xo bị giãn ra kéo xupáp
chuyển động xuống đóng kín cửa nạp ( xả). ở loại này, toà n bộ cơ cấu phối khí bố trí


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×