BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH GIÁO TRÌNH KẾT CẤU VÀ TÍNH TOÁN Ô TÔ DÙNG CHO BẬC ĐẠI HỌC (LƯU HÀNH NỘI BỘ) QUẢNG NINH - 2020 Chƣơng 1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ ÔTÔ 1. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI ÔTÔ 1. Khái niệm Ôtô là phương tiện vận tải đường bộ chủ yếu. Nó có tính cơ động cao và phạm vi hoạt động rộng.
Do vậy, trên toàn thế giới ôtô hiện đang được dùng để vận chuyển hành khách hoặc hàng hoá phục vụ cho nhu cầu phát triển kinh tế quốc dân và quốc phòng. Phân loại ôtô 1. Dựa vào tải trọng và số chỗ ngồi Dựa vào tải trọng và số chỗ ngồi, ôtô được chia thành các loại: - Ôtô có trọng tải nhỏ (hạng nhẹ): trọng tải chuyên chở nhỏ hơn hoặc bằng 1,5 tấn và ôtô có số chỗ ngồi ít hơn hoặc bằng 9 chỗ ngồi. - Ôtô có trọng tải trung bình (hạng vừa): trọng tải chuyên chở lớn hơn 1,5 tấn và nhỏ hơn 3,5 tấn hoặc có số chỗ ngồi lớn hơn 9 và nhỏ hơn 30 chỗ.
- Ôtô có trọng tải lớn (hạng lớn): trọng tải chuyển chở lớn hơn hoặc bằng 3,5 tấn hoặc số chỗ ngồi lớn hơn hoặc bằng 30 chỗ ngồi. - Ôtô có trọng tải rất lớn (hạng nặng): tải trọng chuyên chở lớn hơn 20 tấn, thường được sử dụng ở các vùng mỏ. Dựa vào nhiên liệu sử dụng Dựa vào nhiên liệu sử dụng, ôtô được chia thành các loại: - Ôtô chạy xăng; - Ôtô chạy dầu diezel; - Ôtô chạy khí ga; - Ôtô đa nhiên liệu (xăng, diezel, ga); - Ôtô chạy điện. Dùa vµo c«ng dông cña «t« Dựa vào công dụng, ôtô chia thành các loại: - Ôtô vận tải; - Ôtô chở hành khách, ôtô chuyên chở hành khách bao gồm các loại: ôtô buýt, ôtô tắc xi, ôtô du lịch, ôtô chở khách liên tỉnh, ôtô chở khách đường dài; - Ôtô chuyên dùng như: ôtô cứu thương, cứu hoả, ôtô phun nước, ôtô cẩu và ôtô vận tải chuyên dùng (ôtô xi téc, ôtô thùng kín, ôtô tự đổ,.
Dựa theo phân loại ISO * Ôtô du lịch 1 STT Tªn gäi §Æc ®iÓm H×nh d¸ng 1. Vỏ cứng, 2-4 cửa, 4.5 Sedan, Salon chỗ ngồi 2. Vỏ cứng, 2-4 cửa, 4.6 Kombi Limousine chỗ ngồi 3.6 Pullman chỗ ngồi 4. Coupé Vỏ cứng 2 ghế, 2 cửa 5.
Cabriolet Mui dạng xếp, rời, 2 Ôtô mui trần ghế, 2 cửa 6. Vỏ cứng khoang sau Kombi rộng, 4 cửa bên, 1 cửa sau 7. Vỏ cứng khoang sau Ôtô chở khách nhỏ (mini rộng, 2-4 cửa bên, 1 cửa buýt) sau 8. Khoang sau chuyên Ôtô bán tải (pick-up) dùng, 2 cửa bên 9.
Chở người, chở hàng, đi Ôtô đa năng được ở nhiều địa hình * ¤t« chë ng-êi (buýt) STT Tªn gäi §Æc ®iÓm H×nh d¸ng Ôtô khách loại nhỏ (mini 1. 9-16 chỗ ngồi bus) 2. Ôtô khách đường dài (bus) 2 cửa bên lớn Ôtô khách thành phố (city 3. 2-3 cửa bên lớn bus) 4.
Ôtô khách liên tỉnh (bus) 2 cửa bên Xe kéo, rơ moóc Ôtô khách thành phố loại 5. dính liền, nhiều cửa hai thân bên Chạy điện trong 6. Ôtô điện chở khách thành phố Ôtô khách du lịch chuyên Có đầy đủ tiện nghi 7. dụng sinh hoạt 2 * ¤t« t¶i STT Tªn gäi §Æc ®iÓm H×nh d¸ng Có buồng lái và 1.
Ôtô tải đa dụng thùng chứa hàng Có buồng lái và 2. Ôtô tải chuyên dụng khoang chứa hàng chuyên dùng Có buồng lái và 3. Ôtô tải tự đổ thùng tự đổ Có buồng lái và 4. Ôtô kéo mâm xoay liên kết * §oµn xe STT Tªn gäi §Æc ®iÓm H×nh d¸ng Gồm xe kéo và 1.
Đoàn xe chở khách rơmoóc Gồm xe kéo và 2. Đoàn xe vận tải rơmoóc Gồm ôtô kéo và Đoàn xe kéo bán moóc một 3. bán moóc một trục trục Đoàn xe kéo bán moóc vận Gồm xe kéo và 4. tải bán moóc hai trục Gồm xe kéo và 5.
Đoàn xe kéo nhiều moóc nhiều moóc nối tiếp Gồm xe kéo và 6. Đoàn xe kéo thân dài bán moóc thân dài 1. CẤU TẠO CHUNG CỦA ÔTÔ 1. Lịch sử và xu hƣớng phát triển ôtô Từ những năm 1860 chiếc ôtô đầu tiên sử dụng động cơ đốt trong đã ra đời.
Những ôtô này sử dụng động cơ 2 mã lực tốc độ cực đại khoảng 20 km/h. Sự ra đời của ôtô dùng động cơ đốt trong đã thách thức các phương tiện vận tải bộ thô sơ thời bấy giờ và ngày càng thúc đẩy ngành vận tải đường bộ phát triển. Đến nay, công nghiệp chế tạo ôtô trên thế giới đã phát triển rất mạnh và đã chế tạo được nhiều loại ôtô hiện đại với tốc độ lớn nhất đạt hàng trăm km/h. Các gam tải trọng cũng rất đa dạng, phổ biến từ 0,5 - 10 tấn.
Đặc biệt có những loại ôtô tải nặng có trọng tải đến 60 tấn. Đấy là chưa kể đến phương thức vận tải chuyên dụng và bằng đoàn xe. Xu hướng phát triển ôtô trên thế giới hiện nay là: tăng tải trọng, tăng tốc độ, tăng tính kinh tế nhiên liệu, tăng tính tiện nghi và giảm ô nhiễm môi trường. Để phục vụ cho xu hướng phát triển nêu trên các thành tựu khoa học kỹ thuật mới như: tin học, tự động điều khiển, điện tử, vật liệu mới,.
đều đã được ngành chế tạo ôtô ứng dụng. Cấu tạo chung Ôtô bao gồm năm phần chính: động cơ, gầm, hệ thống điện, cabin (vỏ xe) và hệ thống các thiết bị phụ khác (radio, điều hoà, tời kéo, …). - Động cơ ôtô: động cơ là nguồn động lực chủ yếu của ôtô. Hiện nay, trên ôtô sử dụng phổ biến nhất là động cơ đốt trong kiểu pittông 4 kỳ.
- Gầm ôtô: gầm ôtô bao gồm hàng loạt các hệ thống: + Hệ thống truyền lực có nhiệm vụ nhận và truyền động lực từ động cơ đến bánh xe chủ động. + Hệ thống chuyển động gồm khung vỏ, các vỏ cầu, bánh xe, hệ thống treo. + Hệ thống điều khiển gồm hệ thống lái và hệ thống phanh. - Điện ôtô: gồm điện động cơ và điện thân xe với hệ thống cung cấp điện, hệ thống đánh lửa, hệ thống khởi động, hệ thống tín hiệu và chiếu sáng, hệ thống thông tin, chẩn đoán,.
BỐ TRÍ CHUNG TRÊN ÔTÔ 1. Bố trí chung trên ôtô chủ yếu phụ thuộc phụ vào sự bố trí của động cơ và hệ thống truyền lực. Hệ thống truyền lực (HTTL) có thể tập hợp các cụm chức năng khác nhau. Thông thường bao gồm: Hình 1.a Bố trí chung động cơ và hệ thống truyền lực trên ôtô 4 - Ly hợp, hộp số chính, cầu chủ động, trục các đăng, bánh xe; - Ly hợp, hộp số chính, hộp phân phối, cầu chủ động, trục các đăng, khớp nối, bánh xe; - Hoặc hộp số cơ khí thuỷ lực (hộp số thuỷ cơ), hộp phân phối, cầu chủ động, trục các đăng, khớp nối, bánh xe, v.
Số lượng cụm có thể khác nhau tuỳ thuộc vào tính năng kỹ thuật của ôtô.b giới thiệu các sơ đồ bố trí chung thường gặp trên ôtô. - Sơ đồ a: động cơ, ly hợp, hộp số đặt hàng dọc phía trước đầu ôtô, cầu chủ động đặt sau ôtô, trục các đăng nối giữa hộp số và cầu chủ động. Chiều dài từ hộp số đến cầu chủ động sau khá lớn nên giữa trục phải đặt ổ treo. Sơ đồ này thông dụng và quen thuộc trên nhiều ôtô đã gặp.
- Sơ đồ b: động cơ, ly hợp, hộp số chính, cầu ôtô nằm dọc và ở phía trước, tạo nên cầu trước chủ động. Toàn bộ các cụm liên kết với nhau thành một khối lớn, gọn. Nhờ cấu trúc này trọng tâm xe nằm lệch hẳn về phía đầu ôtô, kết hợp với cấu tạo vỏ ôtô tạo khả năng ổn định cao khi có lực bên tác động, đồng thời giảm độ nhạy cảm với gió bên. Song không gian đầu ôtô rất chật hẹp.
- Sơ đồ c: động cơ, ly hợp, hộp số, nằm ngang đặt trước ôtô, cầu trước chủ động. Toàn bộ cụm truyền lực làm liền khối, trọng lượng khối động lực nằm lệch hẳn về phía trước đầu ôtô giảm đáng kể độ nhạy cảm của ôtô với lực bên nhằm nâng cao khả năng ổn định ở tốc độ cao. Trong cầu chủ động: bộ truyền bánh răng trụ thay thế cho bộ truyền bánh răng côn. - Sơ đồ b, c ngày nay thông dụng, đặt trên các ôtô con một cầu chủ động, có tốc độ cao nhằm đảm bảo trọng lượng phân bố về phía trước lớn (kể cả khi ôtô đầy tải) điều này có lợi cho khả năng điều khiển ôtô và giảm nhẹ công việc lắp ráp trong sản xuất.
- Sơ đồ d: động cơ, ly hợp, hộp số, cầu chủ động làm thành một khối gọn ở phía sau ôtô, cầu sau chủ động. Cụm động cơ nằm sau cầu chủ động. Cấu trúc này hiện nay ít gặp trên ôtô loại 4, 5 chỗ ngồi, tuy vậy vẫn tồn tại vì lý do công nghệ truyền thống của các hãng sản xuất hoặc thực hiện trên các loại ôtô mini buýt. - Sơ đồ e: giống như sơ đồ d nhưng cụm động cơ nằm quay ngược lại, đặt trước cầu sau.
Hai dạng cấu trúc này rất phù hợp cho việc tăng lực kéo của xe, tức là đảm bảo khả năng tăng tốc của ôtô tốt, hạ thấp chiều cao đầu ôtô, phù hợp với việc tạo dáng khí động học cho ôtô cao tốc. - Sơ đồ g: động cơ, ly hợp đặt trước xe, hộp số chính, cầu xe đặt sau ôtô và cũng tạo nên một khối lớn, trục các đăng nối giữa ly hợp và hộp số chính. Trục các đăng đặt kín trong vỏ bọc làm tốt việc bảo vệ che bụi cho hệ thống. Trọng lượng san đều cho cả hai cầu.
- Sơ đồ h: động cơ, ly hợp đặt trước, hộp số chính, hộp phân phối đặt dọc phía đầu ôtô, cầu trước và cầu sau chủ động. Nối giữa hộp phân phối và các cầu là 5 các trục các đăng. Sơ đồ này thường gặp ở ôtô có khả năng việt dã cao, ôtô chạy trên đường xấu. - Sơ đồ i: động cơ, hộp số, ly hợp, cầu trước thành một khối nằm phía đầu ôtô, đáp ứng nhu cầu tăng trọng lượng lên cầu trước.
Cầu sau chủ động nối với hộp số chính thông qua khớp ma sát, không có hộp phân phối. Kết cấu đơn giản và ôtô có tính năng việt dã tốt, nhất là khi ôtô hoạt động trên mặt đường trơn.b Bố trí chung động cơ và hệ thống truyền lực trên ôtô 1.