Tài liệu Bài giảng cấu tạo ôtô - trường mạnh hùng, 199 trang

Bé gi¸o dôc vμ ®μo t¹o Tr−êng ®¹i häc giao th«ng vËn t¶i Bé M¤N C¥ kHÝ « t« ----*****---- Bμi gi¶ng CÊu t¹o « t« M«n häc : cÊu Sè tiÕt : 60 t¹o « t« Tr−¬ng M¹nh Hïng : C¬ khÝ ¤t« Gi¶ng viªn : Bé m«n Hµ Néi -2006 1 ®¹i c−¬ng vÒ « t« Suèt thÕ kû XIX, ngμnh vËn t¶i ®· tiÕn hμnh c¸c cuéc c¸ch m¹ng. §Çu tiªn lμ ngμnh ®−êng s¾t, ®ã lμ c¸c ®Çu m¸y cã kh¶ n¨ng vËn chuyÓn nh÷ng khèi hμng khæng lå. Cuèi thÕ kû XIX, sù vËn chuyÓn b»ng ®−êng bé còng b¾t ®Çu tiÕn bé víi sù ph¸t triÓn cña xe h¬i. VËn chuyÓn hμng kh«ng, b»ng h×nh thøc khÝ cÇu còng ®· b¾t ®Çu. Nh−ng b−íc ®ét ph¸ ®ã lμ chiÕc phi c¬ vËn hμnh ®éng lùc ®Çu tiªn do hai anh em nhμ Wright ë Hoa Kú s¸ng chÕ. Sù vËn chuyÓn ®−êng thuû cã khuynh h−íng chËm h¬n, bëi sù ma s¸t víi n−íc. Tèc ®é cña tμu thuyÒn kh«ng c¶i thiÖn ®−îc nhiÒu so víi tr−íc ®©y, nh÷ng lo¹i tμu hiÖn ®¹i chØ ®¸p øng vËn t¶i trªn c¸c ®o¹n ®−êng ng¾n ( tμu c¸nh ngÇm, tμu ®Öm kh«ng khÝ ). C¸c lo¹i ph−¬ng tiÖn vËn t¶i. Cã thÓ ph©n lo¹i ph−¬ng tiÖn vËn t¶i theo nh÷ng lo¹i chÝnh sau: + Ph−¬ng tiÖn vËn t¶i ®−êng bé. + Ph−¬ng tiÖn vËn t¶i ®−êng s¾t. + Ph−¬ng tiÖn vËn t¶i ®−êng thuû. + Ph−¬ng tiÖn vËn t¶i hμng kh«ng. ¤ t« lμ ph−¬ng tiÖn c¬ giíi ®−êng bé dïng ®Ó chë ng−êi, hμng ho¸ hoÆc phôc vô thùc hiÖn mét nhiÖm vô ®Æc biÖt. LÞch sö ph¸t triÓn ph−¬ng tiÖn vËn t¶i « t«. N¨m 1650 chiÕc xe cã bèn b¸nh vËn chuyÓn b»ng c¸c lß xo tÝch n¨ng ®−îc thiÕt kÕ bëi nghÖ sü, nhμ ph¸t minh ng−êi ý Leonardo da Vinci. Sau ®ã lμ sù ph¸t triÓn cña nguån ®éng lùc cho «t« : ®éng c¬ giã, ®éng cã kh«ng khÝ nÐn. N¨m 1769 ®¸nh dÊu sù ra ®êi cña ®éng c¬ m¸y h¬i n−íc ( khãi ®en, ån , khã vËn hμnh.. ) vμ vμo thêi kú nμy chiÕc « t« t¶i ®Çu tiªn ra ®êi. N¨m 1860 ®éng c¬ bèn kú ch¹y ga ra ®êi ®¸nh dÊu cho sù ra ®êi cña « t« con ( lo¹i xe nμy dïng cho giíi th−îng l−u ng−êi Ph¸p). N¨m 1864 ®éng c¬ bèn kú ch¹y x¨ng ra ®êi vμ sau 10 n¨m lo¹i xe víi ®éng c¬ nμy ®¹t ®−îc c«ng suÊt 20 kw vμ cã thÓ ®¹t vËn tèc 40 km/h. N¨m 1885, Karl Benz chÕ t¹o mét chiÕc xe cã mét m¸y x¨ng nhá ®ã lμ chiÕc « t« ®Çu tiªn. N¨m 1891 « t« ®iÖn ra ®êi ë Mü do h·ng Morris et Salon ë Philadel s¶n xuÊt. Sau khi lèp khÝ nÐn ra ®êi, 1892 Rudolf Diesel ®· cho ra ®êi ®éng c¬ Diesel vμ ®· cho chÕ t¹o hμng lo¹t. Vμo thêi gian nμy, ®· h×nh thμnh tæng thÓ «t« con, «t« t¶i, «t« chë ng−êi víi lèp khÝ nÐn. Cuéc c¸ch m¹ng xe h¬i chØ b¾t ®Çu vμo 1896 do Henry Ford hoμn thiÖn vμ b¾t ®Çu l¾p r¸p hμng lo¹t lín. Vμo nh−ng n¨m tiÕp theo lμ sù ra ®êi c¸c lo¹i xe h¬i cña c¸c h·ng Renault vμ Mercedes (1901). Peugeot (1911). Ngμy nay chiÕc « t« kh«ng ngõng ph¸t triÓn vμ hiÖn ®¹i, c«ng nghiÖp xe h¬i ®· trë thμnh ngμnh c«ng nghiÖp ®a ngμnh. Xe h¬i cã hép sè tù ®éng ra ®êi vμo n¨m 1934 N¨m 1967 xe h¬i cã hÖ thèng phun x¨ng c¬ khÝ. ¤ t« ph¸t triÓn ®i cïng víi tÝnh n¨ng an toμn: 1971 ABS: Anti-lock Brake System (hÖ thèng trèng bã cøng b¸nh xe khi phanh),1979 (§k kü thuËt sè ), EBD: Electronic Brake Distrition (ph©n phèi lùc phanh ®iÖn tö), TRC: Traction Control (®iÒu khiÓn lùc kÐo), ®iÒu khiÓn th©n xe:Active Body Control (ABC).... Tèc ®é cña xe còng ®−îc c¶i thiÖn kh«ng ngõng: N¨m 1993 vËn tèc cña xe ®¹t 320 km/h vμ ®Õn n¨m 1998, VMax= 378 km/h. Cho ®Õn nay « t« cã thÓ ®¹t tèc ®é lín h¬n 400km/h. 2 I. Kh¸i niÖm, ph©n lo¹i 1.1. Kh¸i niÖm ¤ t« lμ ph−¬ng tiÖn c¬ giíi ®−êng bé dïng ®Ó chë ng−êi, hμng ho¸ hoÆc phôc vô thùc hiÖn mét nhiÖm vô ®Æc biÖt. 1.2. Ph©n lo¹i a. Ph©n lo¹i theo môc ®Ých sö dông. b. Ph©n lo¹i theo lo¹i nhiªn liÖu dïng 3 Logo mét sè « t« 4 II. CÊu t¹o chung « t« ¤ t« cÊu t¹o gåm c¸c phÇn sau: + §éng c¬. + PhÇn gÇm + PhÇn th©n vá + PhÇn hÖ thèng ®iÖn (kh«ng häc trong häc phÇn nμy cã m«n häc riªng) 2.1. §éng c¬ §éng c¬ lμ nguån ®éng lùc ph¸t ra n¨ng l−îng ®Ó « t« ho¹t ®éng. §éng c¬ th−êng dïng trªn « t« lμ ®éng c¬ ®èt trong kiÓu piston. Nhiªn liÖu dïng cho ®éng c¬: X¨ng, Diesel, khÝ ga... C¸c bé phËn chÝnh cña ®éng c¬: - Th©n vá ®éng c¬. - C¬ cÊu trôc khuûu - thanh truyÒn - C¬ cÊu phèi khÝ - HÖ thèng cung cÊp nhiªn liÖu - HÖ thèng lμm m¸t - HÖ thèng b«i tr¬n - HÖ thèng ®iÖn. 2.2. GÇm « t« - HÖ thèng truyÒn lùc - C¸c bé phËn chuyÓn ®éng - C¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn 2.3. Th©n vá Dïng ®Ó chøa ng−êi l¸i hμnh kh¸ch, hμng ho¸ - ¤ t« t¶i: Cabin + thïng chøa hμng - ¤ t« chë ng−êi: Khoang ng−êi l¸i + khoang hμnh kh¸ch 2.4. HÖ thèng ®iÖn. - HÖ thèng ®iÖn ®éng c¬: HÖ thèng khëi ®éng, hÖ thèng n¹p, hÖ thèng ®¸nh löa ®éng c¬ x¨ng. - HÖ thèng ®iÖn th©n xe: HÖ thèng chiÕu s¸ng, hÖ thèng g¹t n−íc m−a, hÖ thèng ®iÒu khiÓn kh¸c... III. Bè trÝ chung cña « t« 3.1. Bè trÝ ®éng c¬. + VÞ trÝ ®Æt ®éng c¬: §Æt tr−íc, ®Æt gi÷a ®Æt sau « t« + Bè trÝ: Ngang, däc « t« a. ¤ t« con: 5 1. 2. 3. 4. §éng c¬ ®Æt tr−íc cÇu tr−íc chñ ®éng- ®éng c¬ ®Æt ngang §éng c¬ ®Æt tr−íc- cÇu sau chñ ®éng, ®éng c¬ ®Æt däc §éng c¬ ®Æt sau cÇu sau chñ ®éng §éng c¬ ®Æt tr−íc hai cÇu chñ ®éng. b. ¤ t« kh¸ch a) b) c) c. ¤ t« t¶i e) f) 6 Ch−¬ng I: §éng c¬ « t« HiÖn nay ®éng c¬ th−êng ®−îc sö trªn c¸c « t« lμ ®éng c¬ ®èt trong kiÓu piston, nhiªn liÖu dïng cho lo¹i ®éng c¬ nμy lμ x¨ng, Diesel, khÝ ga, khÝ H2... Ngoμi ®éng c¬ ®èt trong, trªn mét sè « t« cßn sö dông ®éng c¬ lai (Hybrid), ®éng c¬ ®iÖn. Trong bμi gi¶ng nμy chØ giíi thiÖu vÒ ®éng c¬ ®èt trong kiÓu piston. 1.1. Nh÷ng vÊn ®Ò chung vÒ ®éng c¬ ®èt trong §éng c¬ ®èt trong nãi chung, ®éng c¬ x¨ng vμ ®éng c¬ Diesel nãi riªng kiÓu piston thuéc lo¹i ®éng c¬ nhiÖt, ho¹t ®éng nhê qu¸ tr×nh biÕn ®æi ho¸ n¨ng thμnh nhiÖt n¨ng do nhiªn liÖu trong buång kÝn bÞ ®èt ch¸y råi chuyÓn sang d¹ng c¬ n¨ng. Toμn bé qu¸ tr×nh nμy ®−îc thùc hiÖn trong buång kÝn cña xy lanh ®éng c¬ Trªn « t« ®éng c¬ lμ bé phËn quan träng quyÕt ®Þnh ®Õn c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña « t« nh−: c«ng suÊt, tèc ®é, träng l−îng hμng ho¸ hay hμnh kh¸ch chuyªn chë cña « t« vμ c¸c tÝnh n¨ng kh¸c. Cã t¸c ®éng trùc tiÕp ®Õn m«i tr−êng: g©y ån, g©y « nhiÓm mèi tr−êng... do khÝ th¶i g©y ra. V× vËy, ®éng c¬ chiÕm sè % lín vÒ gi¸ thμnh cña c¶ « t« (20÷30%). a. Ph©n lo¹i ®éng c¬: + Ph©n lo¹i theo nhiªn liÖu : - §éng c¬ x¨ng Động cơ INNOVA 7 - §éng c¬ Diesel KAMAZ V8 - §éng c¬ dïng nhiªn liÖu khÝ (ga, H2..) - §éng c¬ Hybrid: + Ph©n lo¹i theo chu ch×nh ho¹t ®éng: - §éng c¬ hai kú: HiÖn nay kh«ng cßn sö dông trªn « t« - §éng c¬ bèn kú: §ang ®−îc sö dông phæ biÕn trªn c¸c «t«. + Ph©n lo¹i theo c¸ch bè trÝ xy lanh: §éng c¬ « t« th−êng cã nhiÒu h¬n mét xy lanh, cã thÓ lμ: 3, 4, 6, 8,10, 12,...Do vËy, cÇn x¾p xÕp vÞ trÝ cña c¸c xy lanh hîp lý ®Ó ®¶m b¶o ®éng c¬ lμm viÖc hiÖu qu¶. HiÖn nay xy lanh ®−îc bè trÝ theo hai c¸ch : - §éng c¬ cã xy lanh bè trÝ th¼ng hμng: Víi ®éng cã cã sè xy lanh ≤ 6 8 §éng c¬ xy lanh bè trÝ ch÷ V :Víi ®éng cã cã sè xy lanh ≥ 6 (®éng c¬ ch÷ V th−êng cã ký hiÖu ë bªn ngoμi th©n vá « t«. VÝ dô:V6 24V). b. CÊu t¹o chung ®éng c¬ C¸c bé phËn chÝnh cña ®éng c¬: - Th©n vá ®éng c¬. - C¬ cÊu trôc khuûu - thanh truyÒn - C¬ cÊu phèi khÝ - HÖ thèng cung cÊp nhiªn liÖu - HÖ thèng lμm m¸t - HÖ thèng b«i tr¬n - HÖ thèng ®iÖn.(kh«ng giíi thiÖu ë bμi gi¶ng nμy) - HÖ thèng ®iÒu khiÓn ®éng c¬. c. Mét sè kh¸i niÖm vµ chØ tiªu kü thuËt cña ®éng c¬ ®èt trong kiÓu piston: - - §iÓm chÕt : Lμ vÞ trÝ mμ t¹i ®ã piston ®æi chiÒu chuyÓn ®éng( kh«ng chuyÓn ®éng tiÕp ®−îc n÷a). Cã ®iÓm chÕt d−íi ( §CD) vμ ®iÓm chÕt trªn ( §CT), khi piston ë vÞ trÝ nμy th× thÓ tÝch cña buång c«ng t¸c ®¹t gi¸ trÞ Vmax vμ Vmin. Kho¶ng c¸ch gi÷a hai ®iÓm chÕt gäi lμ hμnh tr×nh piston ( S). - Kú : lμ mét phÇn cña chu tr×nh c«ng t¸c x¶y ra trong thêi gian piston dÞch chuyÓn mét hμnh tr×nh. - Chu tr×nh c«ng t¸c: - ThÓ tÝch c«ng t¸c xy lanh: Lμ thÓ tÝch cña buång xy lanh vμ piston gi÷a hai ®iÓm chÕt πD 2 Vh = S ( D: ®−êng kÝnh xy lanh, S lμ hμnh tr×nh piston) 4 V - Tû sè nÐn : lμ tû sè gi÷a Vmax vμ Vmin: ε = max Vmin - C«ng suÊt, M«men xo¾n cùc ®¹i, sè vßng quay cùc ®¹i: (Kw; N.m; v/p) - L−îng tiªu hao nhiªn liÖu: (g/Kwh, lit/100km) 9 Th«ng sè ®éng c¬: Động cơ Số xy lanh và cách bố trí Cơ cấu phối khí Dung tích xi lanh [cm3 ] Đường kính x hành trình [mm] Tỷ số nén Hệ thống nhiên liệu Hệ thống đánh lửa Công suất phát tối đa SAE-NET [HP / rpm] Mô men xoắn tối đa SAE-NET [Kg·m / rpm] Mở Nạp Thời Đóng điểm Mở phối khí Xả Đóng Độ nhớt/cấp độ của dầu bôi trơn 1TR-FE (INNOVA) 4-xi lanh thẳng hàng 16-xu páp, cam kép DOHC có VVT-i, dẫn động xích 7KE (Zace) 4-xi lanh thẳng hàng 8-valve, OHV, dẫn động xích 1,998 86.0 x 86.0 9.8 L-EFI (Lucft) DIS 1,781 80.5 X 87.5 9.1 D-EFI (Druck) Dùng bộ chia điện 134 / 5,600 82.0 / 4,800 18.2 / 4,000 14.0 / 2,800 52°~0o BTDC 12° ~ 64° ABDC 15o BTDC o 51 ABDC 44° BBDC 49 BBTC 8° ATDC 5W-30 / API SL, SJ, EC or ILSAC 17 ATDC 5W-30 / API SL, SJ, EC or ILSAC o o Mét sè tõ viÕt t¾t th−êng dïng: BDC : Bottom Dead Center TDC : Top Dead Center DOHC: Dual Overhead Camshaft EFI : Electronic Fuel Injection ESA : Electronic Spark System: §¸nh löa ®iÖn tö ECT : Electronic Controlled Transmisson TRC : Traction Control (®iÒu khiÓn lùc kÐo) EBD : Electronic Brake Distrition(ph©n phèi lùc phanh ®iÖn tö), ABC : Active Body Control (®iÒu khiÓn th©n xe) MT : Manual Transmisson AT : Automatic Transmisson SRS : Supplemental Sestraint System: HÖ thèng an toμn bÞ ®éng tói khÝ VVT-I: Variable Valve Timinh- Intelligent A/C...Điều hòa không khí TCV...Van điều khiển thời điểm phun EDU...Bộ dẫn động bằng điện tử VRV...Van điều chỉnh chân không E/G...Động cơ VSV...Van chuyển mạch chân không EGR...Hệ thống tuần hoàn khí xả ISC...Điều khiển tốc độ không tải SCV...Van điều khiển hút SPV...Van điều khiển lượng phun 10 11 CAMRY 2004 CAMRY 2004 §éng c¬ cã Piston quay 12 1.2. C¬ cÊu trôc khuûu – thanh truyÒn 1.2.1. Th©n vμ n¾p ®éng c¬. a. Th©n ®éng c¬ + NhiÖm vô: - Th©n ®éng c¬ lμ gi¸ ®ì ®Ó b¾t c¸c chi tiÕt, bé phËn cña ®éng c¬. - ChÞu bé phËn lùc cña ®éng c¬. - Bè trÝ t−¬ng quan c¸c bé phËn, chi tiÕt cña ®éng c¬: Trôc khuûu, trôc cam, xi lanh... - Chøa c¸c ®−êng èng n−íc, ¸o n−íc lμm m¸t cho ®éng c¬ + CÊu t¹o: - Th©n ®éng c¬ ®−îc ®óc thμnh mét khèi liÒn, trong cã c¸c lç xi lanh(lç l¾p èng lãt xi lanh), cã c¸c ®−êng n−íc lμm m¸t ®i qua, ®−êng èng dÉn dÇu b«i tr¬n, vμ c¸c vÞ trÝ ®Ó l¾p ®Æt c¸c bé phËn kh¸c. VËt liÖu chÕ t¹o th©n ®éng c¬ th−êng lμ gang hîp kim hoÆc hîp kim nh«m. - §éng c¬ dïng trªn « t« th−êng cã sè xi lanh nhiÒu h¬n hai, c¸c xi lanh ®−îc xÕp thμnh d·y th¼ng hμnh hoÆc ®−îc xÕp theo h×nh ch÷ V, W. Th©n ®éng c¬ ch÷ W 12 xi l h Th©n ®éng c¬ ch÷ V 13 ThÐp ®óc §éng c¬ lμm m¸t b»ng giã 14 PhÇn ®Ëy kÝn phÝa d−íi th©n m¸y ®−îc gäi lμ c¸c te. C¸c te dïng ®Ó chøa dÇu b«i tr¬n ®éng c¬ §éng c¬ MITSUBISI b. N¾p m¸y (n¾p xi lanh) + NhiÖm vô: - Cïng víi xilanh t¹o thμnh buång ®èt ®éng c¬ - Lμm gi¸ ®ì ®Ó b¾t c¸c bé phËn kh¸c. - ChÞu lùc - Bè trÝ t−¬ng quan: trôc cam, xópp¸p, buång ch¸y... - Chøa c¸c ®−êng n−íc lμm m¸t, dÇu b«i tr¬n ®éng c¬. + CÊu t¹o: N¾p m¸y ®−îc ®óc liÒn khèi víi ®éng c¬ xilanh th¼ng hμng hoÆc ®óc riªng mçi n¾p cho mét xilanh. 15 Gi÷a n¾p m¸y vμ th©n m¸y cã l¾p ®Öm lμm kÝn (gio¨ng quyl¸t) 16 1.2.2. Nhãm Piston Nhãm Piston gåm: Piston, vßng g¨ng(xÐc m¨ng), vμ chèt Piston a. Piston: + NhiÖm vô: - NÐn hçn hîp (kh«ng khÝ - nhiªn liÖu) trong kú nÐn - TiÕp nhËn ¸p suÊt khÝ ch¸y chuyÓn ®éng sinh c«ng c¬ häc truyÒn qua chèt Piston, thanh tíi trôc khuûu ®éng c¬ + CÊu t¹o: 17 Corola 18 §Ó gi¶m tiÕng gâ khi Piston lμm viÖc chèt Piston ®−îc chÕ t¹o lÖch t©m. 19 b. XÐc m¨ng + NhiÖm vô: cã hai lo¹i xÐc m¨ng xÐc m¨ng khÝ(h¬i), xÐc m¨ng dÇu - XÐc m¨ng khÝ: lμm kÝn buång ch¸y, ng¨n kh«ng cho khÝ ch¸y lät xuèng c¸cte dÇu - XÐc m¨ng dÇu: g¹t dÇu b«i tr¬n xilanh vμ piston ®ång thêi ng¨n kh«ng cho dÇu b«i tr¬n lät lªn buång ch¸y. + CÊu t¹o: [Xéc mãng ứng suất thấp] Xéc măng hơi số 1 được xử lý PVD* Xéc măng hơi số 2 được mạ Chrome Xéc măng dầu *PVD: Physical Vapor Deposition 20