Công nghệ ô tô - Kỹ thuật chung về ô tô
Khái niệm về ô tô.
Ô tô là một thiết bị di động dùng để chuyên chở người và hàng hoá
và các mục đích khác.
1.2- Lịch sử và xu hướng phát triễn của ô tô.
- 1860 Lenoir (người pháp) sản xuất thành công
ĐCĐT chạy bằng khí ga có hiệu suất nhiệt = 3%.
- 1867 Otto và Langen đã đem đến triển lãm Pari
động cơ chạy bằng khí ga với hiệu suất nhiệt = 9%.
- 1876 Otto đã sản xuất thành công động cơ 4 kỳ cơ
hiệu suất = 15 %. Cùng năm đó ông Cleck (người Anh)
đã sản xuất động cơ 2 kỳ chạy bằng khí ga.
- 1883 Daimler và Maybach (Đức) đã sản xuất thành
công động cơ 4 kỳ chạy bằng xăng có hệ thống đánh
lửa.
- 1885 Dainler và Benz đã sản xuất ra môtô 2&3
bánh.
- 1886 Dainler đã sản xuất ra ô tô chạy bằng nhiên
liệu xăng.
Chiếc horseless carriage
sản xuất năm 1893 bởi Charles và Frank Duryea
Chiếc Silver Ghost
sản xuất năm 1909 bởi Rolls-Royce
Tóm tắt nội dung tài liệu: Công nghệ ô tô - Kỹ thuật chung về ô tô
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ SỐ 20- BQP KHOA:CÔNG NGHỆ Ô TÔ C H Ư Ơ N G T R Ì N H M Ô Đ U N : K Ỹ T H U Ậ T C H U N G T H Ự C H I Ệ N : N G U Y Ễ N Q U A N G T U Ấ N Mô đun 16: KỸ THUẬT CHUNG VỀ Ô TÔ Bài 1: Nhận dạng ô tô. Bài 2: Nhận dạng hư hỏng và mài mòn của chi tiết. Bài 3: Phương pháp sửa chữa và cộng nghệ phục hồi chi tiết bị mài mòn. Bài 4: Làm sạch và kiểm tra chi tiết. Bài 5: Nhận dạng chủng loại động cơ đốt trong. Bài 6: Nhận dạng động cơ 4 kỳ. Bài 7: Nhận dạng động cơ 2 kỳ. Bài 8: Nhận dạng động cơ nhiều xy lanh. Biên soạn: Nguyễn Đức Hạnh- Khoa Cơ khí Động lực- Trường CĐCN Việt Đức Bài 1: Nhận dạng ô tô. 1.1- Khái niệm về ô tô. Ô tô là một thiết bị di động dùng để chuyên chở người và hàng hoá và các mục đích khác. 1.2- Lịch sử va ̀ xu hướng phát triễn của ô tô. - 1860 Lenoir (người pháp) sản xuất thành công ĐCĐT chạy bằng khí ga có hiệu suất nhiệt = 3%. - 1867 Otto và Langen đã đem đến triển lãm Pari động cơ chạy bằng khí ga với hiệu suất nhiệt = 9%. - 1876 Otto đã sản xuất thành công động cơ 4 kỳ cơ hiệu suất = 15 %. Cùng năm đó ông Cleck (người Anh) đã sản xuất động cơ 2 kỳ chạy bằng khí ga. - 1883 Daimler và Maybach (Đức) đã sản xuất thành công động cơ 4 kỳ chạy bằng xăng có hệ thống đánh lửa. - 1885 Dainler và Benz đã sản xuất ra môtô 2&3 bánh. - 1886 Dainler đã sản xuất ra ô tô chạy bằng nhiên liệu xăng. Chiếc horseless carriage sản xuất năm 1893 bởi Charles và Frank Duryea Chiếc Silver Ghost sản xuất năm 1909 bởi Rolls-Royce - 1889 Dunlop lần đầu tiên sản xuất ra lốp có không khí (trước đó dùng toàn là lốp đặc hoặc gỗ). - 1893 Maybach sản xuất thành công bộ chế hòa khí và cùng năm đó ông Diesel ( Đức) đã chế tạo thành công động cơ Diesel. - 1898 hãng Open bắt đầu hoạt động ở Đức. - 1903 Hãng Ford được thành lập tại Mỹ. - 1899 Hãng Fiat của ý bắt đầu sản xuất ô tô. - 1916 đã sản xuất được máy bay. - 1936 Hãng Daimler Benz bắt đầu sản xuất hàng loạt ô tô tải (Diesel). - 1957 Động cơ Vanken ra đời. - 1937 Hãng Toyota được thành lập bởi Toyoda. - 1997 Hãng TOYOTA cho ra đời chiếc ô tô Hybrid đầu tiên. Cho đến ngày nay thì ngành công nghệ ô tô ngày càng phát triển. Chiếc PRIUS của Toyota sử dụng động cơ Hybrid 1.3- Phân loại ô tô. 1.3.1- Phân loại theo năng lượng chuyển động: Sơ đồ mô tả hệ thống Hybrid của Toyota 1-Động cơ 2- Bộ đổi điện 3- Hộp số 4- Bộ chuyển đổi 5- ắc quy 1 2 3 4 5 + Xe sử dụng động cơ lai (Hybrid) . Loại xe ô tô này được trang bị với những nguồn năng lượng chuyển động khác nhau, như động cơ xăng và mô tơ điện. Do động cơ xăng phát ra điện năng, loại xe ô tô này không cần nguồn bên ngoài để nạp điện cho ắc quy. Hệ thống dẫn động bánh xe dùng điện 270V, ngoài ra các thiết bị khác dùng điện 12V + Động cơ xăng. Loại xe ô tô này hoạt động bằng động cơ sử dụng nhiên liệu xăng + Động cơ Diesel. Loai xe ô tô này hoạt động sử dụng nhiên liệu diesel + Ô tô sử dụng năng lượng điện. Loại xe ô tô này sử dụng nguồn điện ắc quy để vận hành mô tơ 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 12 V. Sơ đồ mô hình ô tô điện 1- Bộ chuyển đổi công suất 2- Mô tơ điện 3- ắc quy. 1 2 3 + Xe sử dụng động cơ lại loại tế bào nhiên liệu (FCHV) Loại xe ô tô này sử dụng năng lượng điện tạo ra khi nhiên liệu hyđrô phản ứng với ô xy trong không khí sinh ra nước. Do đó chỉ thải ra nước, nó được coi là tốt nhất trong những loại xe có mức ô nhiễm thấp, và nó được tiên đoán sẽ trở thành nguồn năng lượng chuyển động cho thế hệ ô tô tiếp theo. Hệ thống động cơ tế bào nhiên liệu của Toyota. 1-Bộ điểu khiển công suất, 2- Mô tơ điện, 3- Bộ tế bào nhiên liệu, 4- Hệ thống lưu Hyđrô 5- ắc quy phụ 1 2 3 4 5 1.3.2- Phân loại theo phương pháp dẫn động có: Xe có thể được phân loại theo vị trí của động cơ, bánh xe chủ động và số bánh xe chuyển động. Đối với xe con thì có 4 loại sau: + Động cơ đặt phía trước, cầu trước chủ động(FF) + Động cơ phía sau, cầu sau chủ động ( FR). + Động cơ đặt giữa, cầu sau chủ động (MR). + Động cơ đặt trước, 4 bánh chủ động ( 4WD). Các loại dẫn động của ô tô con a) b) c) d) a) c) b d) 1.3.3- Phân loại theo mục đích sử dụng. Theo mục đích sử dụng ô tô được phân thành 3 nhóm: ô tô chở người, ô tô vận tải và ô tô chuyên dùng. + Ô tô chở người được phân làm 2 loại: ô tô con và ô tô chở khách: Ô tô con, là loại dùng để chở người, thường có số chỗ ngồi từ 2 đến 8 và có thể chia các nhóm theo dung tích xy lanh: loại siêu nhỏ: dưới 1,2 lít; loại nhỏ: 1,3 – 1,8 lít; loại trung bình:1,9 – 3,5 lít; loại lớn: trên 3,5 lít. Ô tô chở khách, là loại dùng để chở người, thường có số chỗ ngồi từ 12 trở lên. Ô tô chở khách cũng có thể chia thành các nhóm theo trọng lượng toàn bộ hay theo chiều dài xe. + Ô tô vận tải: là loại ô tô được sử dụng chuyên chở các loại hàng hoá. Ô tô tải thường được chia thành nhóm theo trọng lượng toàn bộ. + Ô tô chuyên dụng: được chế tạo để sử dụng vào một công việc xác định như ô tô cứu hoả, ô tô chở rác, ô tô cứu thương, ô tô chở bê tông ... 1.3.4- Phân loại theo trọng lượng toàn bộ. Theo trọng lượng toàn bộ được phân thành các nhóm được ký hiệu bằng một chữ cái: + Ô tô chở người: ký hiệu M: M1 : ô tô chở người có số chỗ ngồi không quá 8 và trọng lượng toàn bộ dưới 1 tấn. M2: ô tô chở người có số chỗ ngồi lớn hơn 8 và trọng lượng toàn bộ dưới 5 tấn. M3: ô tô chở người có trọng lượng toàn bộ từ 5 tấn trở lên. + Ô tô chở hàng: ký hiệu N: N1: ô tô chở hàng có trọng lượng toàn bộ dưới 3,5 tấn. N2: ô tô chở hàng có trọng lượng toàn bộ dưới 3,5 12 tấn. N3: ô tô chở hàng có trọng lượng toàn bộ trên 12 tấn. + Rơ moóc và bán moóc: ký hiệu O: O1: rơ moóc và bán moóc có trọng lượng toàn bộ dưới 0,75 tấn. O2: rơ moóc và bán moóc có trọng lượng toàn bộ 0,75 3,5 tấn. O3: rơ moóc và bán moóc có trọng lượng toàn bộ 3,5 10 tấn. O4: rơ moóc và bán moóc có trọng lượng toàn bộ trên 10 tấn. Ngoài ra các loại phương tiện khác cũng được phân loại và ký hiệu với chữ cái riêng, chẳng hạn: T- máy kéo nông lâm nghiệp, G – xe mọi địa hình, ... 1.4- Cấu tạo chung về ô tô Xe ô tô gồm các bộ phận như sau: Động cơ: Động cơ xăng hoặc động cơ Điêden hoặc động cơ điện, hoặc động cơ gas, hoặc kết hợp giữa động cơ xăng và điện (Hybrid), hoặc động cơ lai loại tế bào nhiên liệu (Hyđrô). Hệ thống truyền lực: bộ ly hợp, hộp số, trục các đăng, cầu chủ động, bán trục, bánh xe. Gầm xe: Hệ thống treo, hệ thống lái, hệ thống phanh. Điện động cơ. Điện thân xe. Thân vỏ. 1.5- Cách bố trí chung trên ô tô. Tuỳ theo cách bố trí động cơ đốt trong và hệ thống truyền lực trên ô tô mà người ta có thể phân biệt một số sơ đồ bố trí điển hình: cầu sau chủ động, động cơ đặt trước hoặc giữa xe; cầu sau chủ động, động cơ đặt trước; cầu sau chủ động, động cơ đặt sau; ô tô nhiều cầu chủ động. 1.5.1- Sơ đồ cầu sau chủ động, động cơ đặt trước hoặc giữa xe. Đây là sơ đồ mang tính truyền thống và cho tới nay vẫn được sử dụng rộng rãi, đặc biệt là trên các loại xe tải, xe khách và trên một số loại xe du Sơ đồ hệ thống truyền lực ô tô có cầu sau chủ động. 1- Động cơ; 2- ly hợp; 3- Hộp số; 4- Trục các đăng; 5- bộ cầu; 6- bán trục 1 2 3 4 5 6 a) 1 2 3 4 5 6 b) 1.5.2- Sơ đồ cầu trước chủ động, động cơ đặt trước. Sơ đồ này chỉ sử dụng trên các xe du lịch. Có 2 cách bố trí động cơ: đặt dọc theo xe hoặc đặt ngang. Việc bố trí động cơ ở phía trước kết hợp với cầu trước chủ động cho phép nâng cao tính ổn định và tính điều khiển của ô tô. Sơ đồ hệ thống truyền lực ô tô có cầu trước chủ động và động cơ đặt trước. a) động cơ đặt dọc; b) động cơ đặt ngang 1- Động cơ; 2- ly hợp; 3- Hộp số; 4- Trục các đăng; 5- truyền lực chính và vi sai. 1 2 3 4 5 a) 1 2 3 4 5 b) 4 1.5.3- Sơ đồ cầu sau chủ động, động cơ đặt sau. Với sơ đồ này, động cơ và toàn bộ HTTL được đặt ở phía sau xe nên rất thích hợp với các loại ô tô chở khách đường dài, bởi vì nó cho phép giảm được tối đa ảnh hưởng của độ ồn, rung và nhiệt của động cơ tới khoang hành khách. Hình 1.7: Sơ đồ hệ thống truyền lực ô tô chở khách có động cơ đặt sau. a) động cơ đặt dọc; b) động cơ đặt ngang 1- Động cơ; 2- ly hợp; 3- Hộp số; 4- Trục các đăng; 5- truyền lực chính và vi sai. a) 5 3 2 4 1 a) 5 3 2 4 1 1.5.4- Sơ đồ ô tô nhiều cầu chủ động. Ô tô nhiều cầu chủ động thường được sử dụng trong những trường hợp sau: Các loại ô tô cỡ lớn có nhiều cầu, các cầu sau thường được thiết kế chủ động để tận dụng khả năng bám, tăng lực kéo của xe. Các loại ô tô cần có tính năng việt dã cao để có thể hoạt động trong các điều kiện đường xấu hoặc thậm trí không có đường (ô tô quân sự, vận tải lâm nghiệp, ...) được chế tạo với tất cả các cầu đều được chủ động. Hình 1.8: Sơ đồ hệ thống truyền lực ô tô có nhiều cầu chủ động. 1- Động cơ; 2- ly hợp; 3- Hộp số; 4- Trục các đăng; 5- bộ cầu; 6- bán trục; 7- hộp số phụ; 8- khớp các đăng đồng tốc. 1 2 3 4 5 6 a) 7 6 8 1 2 3 4 5 6 b) 7 6 8 Bài 2: Nhận dạng hư hỏng và mài mòn của chi tiết 2.1- Các dạng hư hỏng đặc trưng. Trong quá trình sử dụng, các chi tiết sẽ dần dần thay đổi trạng thái do phải chịu tải trọng quá trình làm việc và ảnh hưởng của các điều kiện thời tiết, điều kiện sử dụng. Những hư hỏng có thể được tích luỹ dần như mỏi, mài mòn, hoặc cũng có thể xảy ra tức thời như gãy, vỡ, ... Những nguyên nhân gây nên hư hỏng có thể phân loại như sau: - Tải trọng xuất hiện trong thời gian ngắn nhưng gây nên ứng suất qúa cao trong các chi tiết ( quá tải) dẫn đến hiện tượng gẫy, vỡ. - Tải tác động theo chu kỳ trong thời gian dài sẽ dẫn đến những hư hỏng do mỏi. - Ma sát giữa các bề mặt làm việc chúng bị mòn dần đi. - Chế độ nhiệt trong quá trình làm việc và điều kiện môi trường ( nhiệt độ, độ ẩm cao, các loại hoá chất, ...) làm han gỉ lão hoá các chi tiết. Thông thường khả năng làm việc của các chi tiết phụ thuộc vào tất cả các yếu tố trên. Tuy nhiên các chi tiết không chịu cùng điều kiện giống nhau, do vậy đối với mỗi loại chi tiết có thể xác định những nguyên nhân chính gây hư hỏng. Chẳng hạn, các chi tiết thường xuyên chịu tải theo chu kỳ và đôi khi bị quá tải thường bị gẫy, vỡ hoặc biến dạng tại các tiết diện nguy hiểm và các rạn nứt tích luỹ do mỏi. Đó là những trường hợp của các bán trục, các bánh răng và một số chi tiết vỏ. 2.2- Khái niệm về các hình thức mài mòn: Trong quá trình sử dụng các chi tiết máy đều bị hao mòn dần dẫn đến hư hỏng. Nếu sự hao mòn càng tăng thì tuổi thọ của ô tô máy kéo xe máy và máy công tác càng giảm. Nếu sự hao mòn vượt quá giới hạn cho phép sẽ dẫn đến tai nạn cho người và phương tiện. Sự hao mòn này được tuân theo một qui luật nhất định theo thời gian sử dụng và là sự hao mòn không thể tránh khỏi. Các loại hao mòn bao gồm: 2.2.1- Hao mòn cơ học: Đây là hao mòn giữa các cặp chi tiết lắp ghép có chuyển động tương đối với nhau. Tuỳ theo chế độ bôi trơn cho cặp lắp ghép đó mà có thể chia ma sát của các cặp lắp ghép thành 3 loại sau: - Ma sát ướt: giữa hai bề mặt của hai chi tiết luôn được duy trì một vùng dầu ngăn cách. - Ma sát nửa ướt: sự duy trì lớp dầu bôi trơn ngăn cách giữa hai bề mặt lắp ghép không được liên tục lúc có lúc không có dầu bôi trơn. - Ma sát khô: giữa hai bề mặt lăp ghép không có màng dầu bôi trơn. 2.2.2- Hao mòn hoá học: Là sự ăn mòn do các chất hoá học, các tạp chất ăn mòn ở môi trường chi tiết hoạt động qua các phản ứng hoá học. 2.2.3- Mòn, hỏng đột suất: Nguyên nhân: do không tuân thủ đúng chế độ sử dụng và bảo dưỡng kĩ thuật, do quá trình lắp ráp sửa chữa và điều chỉnh không đúng kĩ thuật, do sử dụng và bảo quản không tốt Dưới đây là dạng mài mòn của một số nhóm chi tiết điển hình trên ô tô như sau: •Đối với các tấm ma sát của đĩa bị động ly hợp: là độ mòn theo chiều dầy của đĩa cho tới khi đầu các đinh tán bắt đầu trùng với bề mặt đĩa. Nếu các tấm ma sát được dán lên xương đĩa thì trạng thái giới hạn được xác định bằng độ mòn tới khi cơ cấu không còn khả năng điều chỉnh, hoặc các tấm ma sát không còn đủ độ bền. • Đối với các bánh răng: là hiện tượng gãy, vỡ răng hoặc các vết nứt, những hư hỏng như tróc, biến dạng bề mặt tiếp xúc của răng gây nên độ ồn quá mức khi làm việc. • Đối với các khớp nối bằng răng: là độ mòn của các răng theo bề dầy và theo chiều dài dẫn tới việc tự ngắt khớp khi có tải. • Đối với các ổ lăn: là độ mòn của các bề mặt làm việc trên ca bi, tróc rỗ bề mặt làm việc trên ca bi và của các viên bi; vết nứt trên ca bi, gãy các vòng cách. • Đối với các trục: là biến dạng cục bộ, gãy, độ mòn quá mức tại vị trí lắp ổ bi. • Đối với các chi tiết vỏ: là các vết nứt, vỡ. 2.3- Khái niệm về các giai đoạn mài mòn: Biểu đồ biểu diễn sự mài mòn của chi tiết M- độ mòn; t- thời gian M G/đ I G/đ II G/đ III t0 Quá trình mài mòn của các chi tiết lắp ghép có bề mặt chuyển động tương đối với nhau có 3 giai đoạn: - Giai đoạn I: mòn khởi xuất - giai đoạn chạy rà trơn - Giai đoạn II: mòn ổn định - giai đoạn đưa máy vào sử dụng - Giai đoạn III: mòn phá huỷ - giai đoạn đưa máy vào sửa chữa 3.1. Khái niệm về bảo dưỡng, sửa chữa 3.1.1- Bảo dưỡng. Bảo dưỡng là những công việc được tiến hành có kế hoạch và có hệ thống nhằm ngăn ngừa hư hỏng, đảm bảo duy trì trạng thái kỹ thuật tốt và kéo dài tuổi thọ của xe. Bảo dưỡng được tiến hành hàng ngày và định kỳ theo thời gian sử dụng hoặc số km xe chạy. Bảo dưỡng bao gồm một loạt công việc bắt buộc, chủ yếu tập trung vào kiểm tra trạng thái kỹ thuật, tẩy rửa, bắt chặt, thay dầu mỡ, chẩn đoán trạng thái kỹ thuật và điều chỉnh các cụm máy. Bảo dưỡng được chia thành bảo dưỡng hàng ngày và hai cấp bảo dưỡng định kỳ là bảo dưỡng cấp 1 và bảo dưỡng cấp 2. *) Đối với ô tô. Bảo dưỡng hàng ngày được thực hiện hàng ngày chủ yếu bởi chính người lái xe. Bảo dưỡng định kỳ được thực hiện ở các gara hoặc xưởng sửa chữa xe và do thợ chuyên môn thực hiện. Chu kỳ và nội dung công việc cần thực hiện ở mỗi cấp bảo duỡng thường được nhà chế tạo quy định cụ thể trong các sổ tay hướng dẫn sử dụng, nhưng nói chung có thể thấy như trong bảng 1.1. Bài 3: Phương pháp sửa chữa và công nghệ phục hồi chi tiết bị mài mòn Nếu đường xá xấu, môi trường hoạt động bụi bẩn nhiều thì định mức thời gian nói trên giảm từ 15 – 30 %. *) Đối với các máy công tác - Bảo dưỡng hằng ngày: được tiến hành sau mỗi ca làm việc. - Bảo dưỡng cấp 1: được tiến hành sau 60 giờ hoạt động. - Bảo dưỡng cấp 2: được tiến hành sau 120 giờ hoạt động. Loại xe Chu kỳ bảo dưỡng Bảo dưỡng cấp 1 Bảo dưỡng cấp 2 Xe du lịch Xe tải Xe đặc chủng Xe khách 4.000 – 5.000 2.000 – 2.500 1.500 – 2.500 2.000 – 3.000 15.000 – 20.000 7.000 – 10.000 6.000 – 10.000 10.000 – 15.000 Bảng 1.1: Chu kỳ bảo dưỡng các loại xe trong điều kiện đường xá tốt. a) Nội dung công việc bảo dưỡng hằng ngày: - Lau rửa sạch sẽ toàn bộ xe máy - Kiểm tra mức dầu bôi trơn ở các bộ phận, kiểm tra mức nước làm mát, kiểm tra nhiên li ... c chữ V, hình sao 5.3- Cấu tạo chung của động cơ đốt trong. • Các chi tiết cố định • Các chi tết chuyển động. • Cơ cấu phân phối khí. • Hệ thống cung cấp nhiên liệu. • Hệ thống bôi trơn. • Hệ thống đánh lửa. • Ngoài ra trên động cơ còn có hệ thống khởi động. 5.4- Các thuật ngữ cơ bản của động cơ - Điểm chết. Là vị trí mà khi Piston ở các vị trí đó dù ta tác dụng một lực nào lên Piston cũng không làm cho trục khuỷu của động cơ quay, tức là không sinh ra một mô men quay. Có 2 vị trí điểm chết: + Điểm chết trên ( ĐCT). + Điểm chết dưới ( ĐCD). - Hành trình pít tông. S Là khoảng cách giữa hai điểm chết. - Thể tích buồng cháy. Vc Là thể tích bé nhất của xy lanh khi piston ở điểm trết trên. - Thể tích làm việc của xi lanh. Vh là hiệu số giữa thể tích lớn nhất của xylanh và thể tích buồng nén. Vh = Vmax - Vc Với động cơ 1 xylanh thì trong đó: D - đường kính của xylanh. S – hành trình của Piston. SDVh 4 2 - Thể tích toàn phần. Vmax Vmax = Vh + Vc -Thể tích làm việc của động cơ: ( i là số xy lanh của động cơ) - Kỳ Là một phần của chu trình công tác xảy ra giữa 2 vị trí của cơ cấu trục khủy - thanh truyền có thể tích xylanh lớn nhất và nhỏ nhất, tức là trong một hành trình của Piston. - Chu trình công tác của động cơ: Là tổng cộng tất cả những phần của quá trình sảy ra trong thời gian của một giai đoạn (thời kỳ) trong một xylanh của động cơ. Khái niệm về chu trình công tác là nói nên sự thay đổi môi chất công tác trong xylanh. hhd ViVV .c 5.5- Các thông số kỹ thuật cơ bản của động cơ - Tỷ số nén Là tỷ số giữa thể tích lớn nhất của xylanh chia cho thể tích buồng nén. động cơ xăng = 6 12 động cơ diesel = 14 22 -Công suất chỉ thị. -Nếu thể tích của các xy lanh là như nhau thì: , (W) với p (Pa), Vh (m3), n(vòng/giây) Nếu pi : áp suất chỉ thị trung bình tính bằng Mpa ( MN/m2) Vh : thể tích làm việc của xy lanh tính bằng lít (l). n: tính bằng số vòng quay (v/phút). Ni tính bằng KW. Thì , KW c h c hc c V V V VV V V 1max hh ViV . niVpN hii .. 2 .30 .. niVpN hii - Công suất thực tế (Ne). Công suất có ích của động cơ được phát ra ở đuôi trục khuỷu để từ đó truyền năng lượng tới máy công tác, công Ne bao giời cũng nhỏ hơn Ni bởi vì khi động cơ làm việc thì sẽ có một phần công tiêu hao do ma sát giữa các bề mặt chi tiết, công dẫn động bơm nước, bơm dầu, trục cam Ne = Ni - Nm (KW) Với Nm- công suất tổn hao cơ giới dùng để khắc phục mọi lực cản trong nội bộ động cơ khi động cơ hoạt động. Tỷ số giữa Ne và Ni gọi là hiệu suất cơ giới m Hiện nay động cơ đốt trong có m = 0,63 0,93 Nếu gọi pe là áp suất có ích trung bình thì pe và pi có mối quan hệ sau: pe = pi. m Vậy ta có : ; KW i e m N N .30 .... niVpNN heime - Công suất tiêu hao (Nm). Công suất tiêu hao do ma sát giữa các bề mặt chi tiết, công dẫn động bơm nước, bơm dầu, trục cam , Công suất tiêu hao được tính như sau : Nm = Ni - Ne (KW) - Mức tiêu thụ nhiên liệu. Mức tiêu thụ nhiên liệu của xe ô tô - máy kéo được tính theo km hoặc giờ làm việc. + Đối với ô tô thì mức tiêu thụ nhiên liệu đươc tính theo lít/100km. + Đối với máy kéo hoặc máy công trình thì được tính theo lít/giờ. 5. 6-Nhận dạng các loại động cơ và nhận dạng các cơ cấu, hệ thống trên động cơ. - Nhận dạng các loại động cơ. *) Động cơ hơi nước (Động cơ đốt ngoài). *) Động cơ đốt trong: - Động cơ 2 kỳ: - Động cơ 4 kỳ: - Động cơ nhiều xy lanh: + nhiều xy lanh thẳng hàng. + nhiều xy lanh chữ V. + động cơ đối đỉnh. + Động cơ box sơ. - Các loại động cơ khác: + Động cơ Van ken. + Động cơ phản lực. + Động cơ Tuốc bin khí. - Nhận dạng các cơ cấu, hệ thống trên động cơ : (hình lắp ráp động cơ f ord). 6.1- Khái niệm về động cơ bốn kỳ Động cơ 4 kỳ là loại động cơ thực hiện xong một chu trình công tác sau 4 hành trình của piston hay hai vòng quay của trục khuỷu. Bài 6: Nhận dạng động cơ 4 kỳ . 6.2-Động cơ xăng bốn kỳ 6.2.1- Sơ đồ cấu tạo (hình 1.4) 1- Piston 2- xuáp nạp; 3- bu gi; 4- xupáp xả 5- Buồng cháy. 6- Thanh truyền. 7- Trục khuỷu. Hình 1.4: Sơ đồ cấu tạo động cơ Xăng 4 kỳ 1 4 2 3 5 6 7 6.2.2- Nguyên lý hoạt động Đối với động cơ 4 kỳ thì phải thực hiện 4 hành trình của piston mới hoàn thành 1 chu trình công tác. - Kỳ thứ nhất: là kỳ nạp Hình 1.1: Kỳ nạp 1- piston; 2- xuáp nạp; 3- bu gi ; 4- xupáp xả 1 ĐCT ĐCD 42 3 P = 0,7- 0,9 at T= 75 1250C. - Kỳ thứ 2 – kỳ nén (hình 1.2) Hình 1.2: Kỳ nén 1- piston; 2- xuáp nạp; 3- bu gi ; 4- xupáp xả 1 ĐCT ĐCD 42 3 Cuối kỳ P = 10 12 at T= 350 500 0C Kỳ thứ 3- kỳ cháy (hình 1.3). Hình 1.3: Kỳ cháy 1- piston; 2- xuáp nạp; 3- bu gi ; 4- xupáp xả 1 ĐCT ĐCD 42 3 Khi bốc cháy thì: P = 30 40 at T= 2100 2500 0C Ở cuối kỳ cháy : P = 3 5 at T = 1000 12000C. - Kỳ thứ 4 – kỳ xả (hình 1.4). Hình 1.4: Kỳ xả 1- piston; 2- xuáp nạp; 3- bu gi ; 4- xupáp xả 1 ĐCT ĐCD 42 3 Ở cuối kỳ xả : P = 1,1 1,2 at T = 700 8000C. Quá trình làm việc của động cơ xăng 4 kỳ được lập đi lập lại trong xylanh theo đúng trình tự trên, chỉ có kỳ cháy giãn nở là kỳ sinh công còn kỳ nạp, nén là kỳ chuẩn bị, còn kỳ xả là kỳ kết thúc. 6.2.3- PHA PHÂN PHỐI KHÍ VÀ ĐỒ THỊ CÔNG CỦA ĐỘNG CƠ XĂNG 4 KỲ. Vh Vc Vmax S ĐCT ĐCD V P0=1at b a F c d b1 d1 a1 a2 P (at) 1012 at 3050 at Hình 1.5: Đồ thị công của động cơ Xăng không tăng áp ab - hành trình hút bc - hành trình nén cd - hành trình nổ da - hành trình xả F- điểm bắt đầu đánh lửa a1 - điểm mở sớm của xupáp hút a2 - điểm đóng muộn của xupáp xả. b1 - điểm đóng muộn của xupáp hút d1 - điểm mở sớm của xupáp xả. Góc a1aa2 là góc mở trùng của hai xupáp hút và thải. 6.3- Động cơ diesel 4 kỳ. 6.3.1- Sơ đồ cấu tạo: 1- xuáp nạp. 2- xupáp xả. 3- Vòi phun. 4- Piston . 5- Buồng cháy. 6- Thanh truyền. 7- Trục khuỷu. 1 2 3 5 4 6 7 Hình 1.6: Sơ đồ cấu tạo động cơ Diesel 6.3.2- Nguyên lý hoạt động. - Kỳ thứ nhất: là kỳ nạp Hình 1.6: Kỳ Hút 1- xupáp hút; 2- xupáp xả; 3- vòi phun; 4- piston 1 4 2 3 P = 0,75 0,85 at T= 90 1250C. -Kỳ 2- Nén (hình 1.7): Cuối kỳ P = 30 40 at T= 600 700 0C 1 4 2 3 Hình 1.7: Kỳ Nén 1- xupáp hút; 2- xupáp xả; 3- vòi phun; 4- piston - Kỳ 3 – Cháy (hình 1.8): Khi bốc cháy thì: P = 50 65 at T= 1800 2000 0C ở cuối kỳ nén, nhiên liệu diesel được phun vào xylanh với áp suất 150 200 at. Hình 1.8: Kỳ Cháy 1- xupáp hút; 2- xupáp xả; 3- vòi phun; 4- piston 1 4 2 3 -Kỳ 4- Xả (hình 1.9): Hình 1.9: Kỳ Xả 1- xupáp hút; 2- xupáp xả; 3- vòi phun; 4- piston 1 4 2 3 Ở cuối kỳ xả : P = 1,1 1,2 at T = 300 400 0C. Sau khi kết thúc hành trình xả, tức là động cơ đã hoàn thành xong một chu trình công tác và một chu trình công tác mới lại bắt đầu lập lại. 6.3.3- Pha phân phối khí và đồ thị công của động cơ Diesel 4 kỳ. ab - hành trình nạp bc - hành trình nén cd - hành trình nổ da - hành trình xả C1- điểm bắt đầu phun nhiên liệu Hình 1.10: Đồ thị công của động cơ Diesel Vh Vc Vmax S ĐCT ĐCT V P0=1at b a C1 d c P 3040 at 5065 at 6.4- So sánh ưu nhược điểm giữa động cơ diesel và động cơ xăng. Động cơ Xăng và động cơ Diesel là hai loại động cơ mà ngày nay được sử dụng rộng rãi nhất. Mỗi loại đều có ưu, nhược điểm riêng. Động cơ Diesel có ưu điểm là có thể tạo ra công suất lớn, tiết kiệm nhiên liệu, ít gây ô nhiễm môi trường, tuổi thọ cao nhưng ưu điểm lớn nhất là tính kinh tế nhiên liệu so với động cơ xăng. Tuy nhiên, động cơ Diesel cũng có những nhược điểm như tính gia tốc chậm, tốc độ thấp, độ ồn cao, giá thành chế tạo cao và công suất trên một đơn vị khối lượng lớn. Vì vậy, động cơ Diesel được dùng chủ yếu trên các xe tải và các máy công tác, máy nông nhiệp. Còn động cơ Xăng thì có ưu điểm là gia tốc nhanh, tốc độ lớn, độ ồn nhỏ, giá thành chế tạo thấp và khối lượng động cơ trên một đơn vị công suất nhỏ hơn so với động cơ diesel, nhưng nó cũng có nhược điểm là tiêu hao nhiên liệu nhiều, gây ô nhiễm môi trường nhiều, tuổi thọ thấp. Vì những ưu nhược điểm như trên mà động cơ xăng được dùng chủ yếu cho các xe du lịch, xe gắn máy, các máy công tác cỡ nhỏ. 7.1- Khái niệm về động cơ hai kỳ. Động cơ Diesel cũng như động cơ Xăng 2 kỳ thì chu trình công tác được thực hiện sau hai hành trình của piston hay một vòng quay của trục khuỷu. Bài 7: Nhận dạng động cơ 2 kỳ . 7.2- Động cơ xăng 2 kỳ quét vòng. 7.2.1- Sơ đồ cấu tạo. Hình 1.11: Sơ đồ cấu tạo động cơ xăng 2 kỳ 1- cửa hút; 2- cửa xả; 3- cửa quét. 4- Piston. 5- Thanh truyền. 6- Trục khuỷu. 7- Bugi 8- Buồng cháy. 1 2 3 4 5 6 7 8 7.2.2- Nguyên lý hoạt động. Động cơ 2 kỳ là động cơ trong đó chu trình công tác được thực hiện trong hai hành trình của Piston (hoặc một vòng quay của trục khuỷu). + Kỳ 1: nạp, nén + Kỳ 2: cháy giãn nở và xả Hình 1.11: Sơ đồ nguyên lý làm việc của động cơ xăng 2 kỳ a, b- Nạp , nén; c, d- Nổ, xả 1- cửa hút; 2- cửa xả; 3- cửa quét a) b) c) d) 1 2 3 - Nguyên lý hoạt động của động cơ Xăng 2 kỳ quét vòng dùng van lá. 7.3- Động cơ diesel 2 kỳ 7.3.1- Sơ đồ cấu tạo 9 2 1 3 4 5 6 7 8 Hình: Sơ đồ cấu tạo động cơ Diesel 2 k ỳ 1. Xupáp xả. 2. Khoang chứa không khí nén. 3. Thân động cơ. 4. Vòi phun nhiên liệu. 5. Buồng cháy. 6. Piston. 7. Thanh truyền. 8. Trục khuỷu. 9. Khoang chứa dầu bôi trơn. 7.3.2- Nguyên lý hoạt động + Kỳ 1: nạp, nén. + Kỳ 2: cháy giãn nở và xả. 7.4- So sánh ưu nhược điểm giữa động cơ bốn kỳ và động cơ hai kỳ. Nói chung thì động cơ 4 kỳ có nhiều ưu điểm hơn động cơ 2 kỳ đó là: - Tiết kiệm nhiên liệu hơn. - Bôi trơn cho động cơ 4 kỳ dễ dàng hơn. - Khả năng xảy ra hỏng hóc ít hơn do vậy ít phải chăm sóc bảo dưỡng. - Ít gây ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên, động cơ 4 kỳ cũng có một số nhược điểm đó là: - Khối lượng động cơ trên một đơn vị công suất lớn hơn. - Giá thành chế tạo đắt hơn. Ngày nay động cơ 4 kỳ được sử dụng rộng rãi hơn động cơ 2 kỳ vì có nhiều ưu điểm nổi trội. Động cơ 2 kỳ chủ yếu sử dụng trên những động cơ cỡ nhỏ như xe gắn máy, cưa máy . . . 8.1- Khái niệm về động cơ nhiều xi lanh. Ở động cơ một xy lanh để có 1 kỳ nổ phải có 3 kỳ chuẩn bị. Vì vậy, động cơ làm việc sẽ không ổn định, ngoài ra khối lượng của động cơ trên một đơn vị công suất cũng lớn để khắc phục nhược điểm đó người ta dùng động cơ nhiều xy lanh. Số lượng xy lanh có thể là 2, 3, 4 , 5, 6, 8, 10, 12 hoặc 16. Các xy lanh có thể xếp thẳng hàng (I) hoặc xếp thành chữ V hoặc hình sao. Bài 8: Nhận dạng động cơ nhiều xy lanh . 8.2- Nguyên lý hoạt động của động cơ nhiều xi lanh. 8.2.1- Nguyên lý làm việc của động cơ 4 kỳ, 4 xy lanh. Ở loại động cơ này các cổ thanh truyền của trục khuỷu cùng nằm trong một mặt phẳng, nếu xếp thứ tự từ trước ra sau thì hai cổ biên (1) & (4) đặt cách hai cổ biên (2) & (3) một góc 1800 . 1 2 3 4 1, 4 Sơ đồ kết cấu trục khuỷu của động cơ 4 xy lanh thẳng hàng Trong mỗi xy lanh chu trình công tác được thực hiện sau hai vòng quay của trục khuỷu, trình tự các hành trình (hút, nén, nổ, xả) được bố trí để trong các xy lanh đồng thời xảy ra các kỳ khác nhau, cũng vì thế mà trục khuỷu quay được ổn định. Như vậy, ở động cơ 4 kỳ 4 xy lanh thì cứ sau 1/2 vòng quay của trục khuỷu thì có một hành trình sinh công, nhưng chúng không bố trí theo thứ thự của các xy lanh 1- 2 - 3 - 4 mà là 1- 3- 4 - 2 hoặc 1 - 2 - 4 - 3. Bảng 1.1 giới thiệu sơ bảng sinh công của động cơ 4 xy lanh có thứ tự nổ là:1-3-4-2. Góc quay Xy lanh 00 1800 3600 5400 7200 1 Nổ Xả Hút Nén 2 Xả Hút Nén Nổ 3 Nén Nổ Xả Hút 4 Hút Nén Nổ Xả - Nguyên lý hoạt động của động cơ Xăng 4 xy lanh thẳng hàng. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ Xăng 3 xy lanh 8.2.2- Nguyên lý làm việc của động cơ 4 kỳ, 6 xy lanh thẳng hàng. Ở loại động cơ này, nếu xếp theo thứ tự từ trước ra sau thì các cổ trục thanh truyền của trục khuỷu bố trí như sau: cổ (1)&(6) hướng lên trên, cổ (2)&(5) hướng sang trái, cổ (3) &(4) hướng sang phải, góc lệch nhau của các cổ là 1200. Sắp xếp như vậy cứ mỗi vòng quay của trục khuỷu có 3 xy lanh lần lượt qua hành trình nổ, trục khuỷu quay 1200 thì có một hành trình nổ. Để thứ tự nổ đều và máy chạy ổn định người ta sắp xếp thứ tự nổ là 1-5- 3-6- 2- 4 hoặc 1- 4 - 2 - 6- 3 - 5 hoặc 1- 2 - 3 - 6- 5 - 4. 1 2 3 4 5 6 1,6 3,4 2,5 1200 Sơ đồ kết cấu trục khuỷu của động cơ 6 xy lanh thẳng Như vậy, khi trục khuỷu quay 2 vòng thì 6 xy lanh thực hiện 4 hành trình và ở mỗi xy lanh đều thự hiện nổ một lần theo thứ tự trên. Bảng 1.2 là bảng sơ đồ sinh công của động cơ 6 xy lanh có thứ tự nổ 1-5-3-6-2-4. XảNổNénHút6 HútXảnén5 NổNénHútXảNổ4 HútXảNổnén3 nénXả2 NénHútXảNổ1 5400 72003600 48001800 240000 1200Góc quay Xy lanh XảNổHút nénNổ Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ 4 kỳ 6 xy lanh chữ V 8.2.3- Nguyên lý làm việc của động cơ 4 kỳ, 8 xy lanh xếp hình chữ V. ở động cơ này xy lanh được đặt theo 2 hàng hình chữ V, mỗi hàng có 4 xy lanh. Đường tâm của các xy lanh đi qua đường tâm trục khuỷu và các đường tâm của hai hàng đặt nghiêng với nhau một góc 900 (hoặc 750). Trục khuỷu có 4 cổ biên (cổ quay), mỗi cổ biên lắp hai đầu to của hai thanh truyền của hai xy lanh lằm trong một mặt cắt ngang. Để phân bố đều các kỳ, các cổ biên của trục khuỷu được đặt từng đôi một trong hai mặt phẳng vuông góc và mỗi đôi cách nhau một góc 1800 . 1 5 2 6 3 7 4 8 14 58 1,5 2,6 4,8 3,7 Sơ đồ kết cấu trục khuỷu của động cơ 8 xy lanh hình chữ V Thứ tự làm việc của các xy lanh của động cơ 4 kỳ, 8 xy lanh hình chữ V có rất nhiều kiểu khác nhau, ứng với mỗi kiểu thứ tự nổ là kết cấu của trục khuỷu có thể khác nhau. Trên bảng 1.3 giới thiệu bảng sơ đồ sinh công của động cơ có thứ tự nổ là: 1-5-4- 2-6-3-7-8. Góc quay Xy lanh 00 900 1800 2700 3600 4500 5400 6300 7200 1 Nổ Xả Hút nén 2 Nổ Xả 3 Hút nén Nổ Xả 4 nén Nổ Xả hút 5 Nổ Xả Hút nén 6 Hút nén Nổ Xả 7 Xả Hút nén Nổ 8 Nổ Xả Hút nén nổ 8.3- SO SÁNH ĐỘNG CƠ MỘT XI LANH VÀ ĐỘNG CƠ NHIỀU XI LANH. Động cơ càng nhiều xy lanh thì làm việc càng ổn định và bánh đà càng nhỏ, nếu động cơ trên 16 xy lanh thì không cần phải có bánh đà. Khối lượng trên một đơn vị công suất của động cơ nhiều xy lanh nhỏ hơn so với động cơ 1 xy lanh. Động cơ nhiều xy lanh thì phát ra công suất càng lớn vì vậy được dùng chủ yếu trên ô tô - máy kéo, còn động cơ 1 xy lanh thì có công suất nhỏ nên chủ yếu dùng cho xe gắn máy. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG BÀI GIẢNG Bài giảng được xây dựng bằng Microsoft PowerPoit 2003. Trong bài giảng sử dụng nhiều hình ảnh động dưới dạng file avi. Vì vậy để chạy các đoạn phim được tốt và dễ dàng điều khiển chúng thì máy tính nên dùng phần mềm xem phim Media Player Classic (có file-klcodec300f kèm theo đĩa CD). Khi muốn cho đoạn phim chạy ta chỉ việc dê chuột lên hình đoạn phim và click chuột trái, muốn dừng hình thì click lại lần nữa. Khi muốn chạy slide khác thì bạn đưa chuột ra khỏi vùng chiếu phim sau đó click chuột để chạy tiếp các hiệu ứng của slide. Muốn trở lại slide đầu tiên bạn hãy dê chuột vào biểu tượng
File đính kèm:
- cong_nghe_o_to_ky_thuat_chung_ve_o_to.pdf