CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CHUNG VỀ Ô TÔ MỤC TIÊU: - Phát biểu đúng khái niệm, phân loại và lịch sử phát triển ô tô - Trình bày nhiệm vụ, yêu cầu và cấu tạo của các bộ phận chính trong ô tô - Nhận dạng đúng các bộ phận và các loại ô tô - Chấp hành đúng quy trình, quy phạm trong nghề công nghệ ô tô. Khái niệm về ô tô Ô tô là phương tiện vận tải đường bộ chủ yếu dùng để vận chuyển hàng hóa, người và để hoàn thành những nhiệm vụ riêng. Ô tô có tính cơ động cao và phạm vi hoạt động rộng.
Lịch sử và xu hướng phát triển ô tô Lịch sử phát triển ô tô được tính từ thời điểm những chiếc xe đầu tiên được trang bị ĐCĐT. Dưới đây là một số những mốc chính trong quá trình ra đời và phát triển của ô tô - Năm 1885 là thời điểm đánh dấu chiếc xe đầu tiên chạy bằng động cơ đốt trong, hoạt động theo chu trình bốn kì của Beau de Rochas là một chiếc xe đạp cổ, được kĩ sư Đức Gottlieb Daimler ra đời. - Năm 1886, một kĩ sư Đức khác là Carl Benz chế tạo một cái xe ba bánh, và thu được thành công lớn. Chính năm này ở Pháp đã thành lập công ty Panhard et Levassor, công ty lớn chuyên sản xuất ô tô đầu tiên của Pháp.
- Năm 1894, xe do ba người này thiết kế đã có các bộ phận chính, bố trí theo các vị trí mà sau này trở thành kinh điển. Trong năm này cũng đã có nhiều phát minh khác được áp dụng trên ô tô, nhất là việc ứng dụng phát minh sự truyền động cho bánh sau bằng các đăng do De Dion – Bouton sáng chế. Cũng năm 1994 ông đưa ra hệ thống đánh lửa dùng ắc quy. - Năm 1895 cũng là năm đầu tiên mà chiếc ô tô do Daimler chế tạo được lắp bánh hơi - Năm 1898, nhà chế tạo là Louis Renault thành công với chiếc xe con của ông với xe đầu tiên được trang bị một hộp số ba tốc độ, mà một được nối trực tiếp.
Đây là cũng là chiếc xe lần đầu tiên xuất hiện máy phát điện một chiều. -5- - Đầu thế kỉ 20, ô tô đã tự giải thoát khỏi hình dáng của xe ngựa, trong diện mạo của nó, chiếc Mercédes năm 1901 là đặc trưng cho sự thay đổi ấy. Thời kì này cũng đánh dấu sự khởi đầu của sản xuất ô tô hàng loạt: Ramson E. Olds sản xuất 1500 ô tô/năm.
- Những năm đầu thế kỉ 20 đã chứng kiến việc dùng phanh tang trống và khung gầm bằng tôn dập. - Năm 1904, chiếc ô tô Vauxhall có cần sang số lắp trên cột tay lái. - Năm 1905, Pieere Bossu sáng chế bộ khởi động bằng điện (tuy nhiên mãi đến năm 1911 mới được Kettering dùng trên một chiếc Cadillac, nên người ta thường gán sáng chế này cho Kettering). - Cũng năm 1905, người Mỹ Christie sáng chế bộ dẫn động bánh trước và Truffault sáng chế giảm xốc dùng ma sát.
Đó cũng là năm xuất hiện kính chắn gió. - Cuối cùng, năm 1908, André Michelin dùng bánh xe chập đôi cho xe trọng tải lớn. - Năm 1913 đánh dấu triển vọng thật sự của công nghiệp ô tô, với việc Henry Ford đưa vào vận hành dây chuyền lắp ráp hàng loạt đầu tiên. Đó là chiếc Ford-T, chiếc xe bình dân đầu tiên, bị tước bỏ mọi phụ tùng thừa, và được sản xuất tới 18 triệu chiếc.
- Năm 1922, nhà chế tạo Italia Vincenzo Lancia giới thiệu một loại ô tô khác, có hệ thống treo phía trước, với bánh xe độc lập. Nó chủ yếu là xe sản suất hàng loạt không có khung gầm, tức là thùng xe tự mang, nhờ đó xe có sàn cực kì thấp. - Năm 1926, hai kĩ sư trẻ Jean A.Grégoire và Pierre Fenaille tung ra chiếc Tracta, xe đầu tiên dẫn động bằng bánh trước. Cũng năm này hệ thống đánh lửa bằng Delco bắt đầu thay thế hệ đánh lửa dùng manhêtô.
- Năm 1932, Cotal sáng chế hộp số điện từ. Rồi năm 1940, Oldsmobile tung ra những chiếc ô tô đầu tiên sang số tự động. - 1937 Hãng Toyota được thành lập bởi Toyoda. Những tiến bộ quan trọng nhất được ghi nhận từ khi kết thúc Thế chiến Thứ hai: - Năm 1950, ở Anh đã chế tạo chiếc xe ô tô đầu tiên chạy bằng tuabin khí (Rover).
-6- - Năm 1952, những chiếc ô tô đầu tiên được sản xuất hàng loạt với tay lái có trợ lực Chrysler. - Năm 1953, xuất hiện cái phanh đĩa trên xe Jaguar của Anh, khi tham gia "Hai mươi bốn giờ ở Mans". - Năm 1960, ô tô NSU Wankel có động cơ dùng pít tông quay và ô tô chạy trên đệm không khí xuất hiện. - Từ những năm 1970 trở đi, các thế hệ ô tô mới đều có đặc điểm chủ yếu là nâng cao công suất, giảm mức tiêu thụ chất đốt, và khí gây ô nhiễm, gia tăng vai trò của thiết bị điện tử, phát triển các hệ thống tiện nghi cũng như đảm bảo độ an toàn như: đai an toàn (bắt buộc từ 1973 ở Pháp), hệ thống phanh ABS, đệm an toàn tự thổi phồng, hay Air Bags (được Mercédes tung ra thị trường lần đầu tiên vào năm 1981), ống xả xúc tác (do General Motors hoàn chỉnh năm 1974), nó trở thành bắt buộc ở nhiều nước công nghiệp.
Vật liệu làm xe cũng đã dẫn có những thay đổi như việc dùng và sử dụng hợp kim hoặc vật liệu composite nhẹ, nhưng chịu đựng tốt cả sự va chạm lẫn ăn mòn. Năm 1995 chiếc xe Safrana Carmina, đó là chiếc xe ô tô đầu tiên ở châu Âu có trang bị một hệ bản đồ định vị (GPS) và chỉ dẫn hành trình. Từ năm 1993, ở La Rochelle đã tiến hành cuộc thử nghiệm đầu tiên của Pháp trên lĩnh vực "ô tô điện" do Peugeot thiết kế, được nạp điện lại tại các trạm công cộng do EDF đặt. Đến nay ô tô đã được sử dụng và ngày càng hoàn thiện - Năm1997, Hãng TOYOTA cho ra đời chiếc ô tô Hybrid đầu tiên.
Một số mẫu xe ô tô (Hình 1.1) Chiếc horseless carriage Chiếc Silver Ghost sản xuất năm 1893 bởi Charles và Frank sản xuất năm 1909 bởi Rolls-Royce Duryea -7- Xe ô tô BMV của Đức Ô tô Toyota Corolla Altis Chiếc PRIUS của Toyota sử dụng động cơ Hybrid Ôtô có động cơ điện Ôtô năng lượng mặt trời Hình 1. Một số mẫu xe trước đây, hiện tại và tương lai -8- Trong tương lại ô tô có những xu hướng phát triển chính sau: - “Xe xanh” tiếp tục là hướng đi chủ đạo Đó là các mẫu xe chạy bằng pin nhiên liệu (hydro hoặc hoàn toàn bằng điện), dù có những đòi hỏi nhất định về cơ sở hạ tầng, nhưng cũng đã trở thành một trong những tiêu chí quan trọng đối với thị trường ôtô toàn cầu Các mẫu xe này có tác động nhất định trong việc giảm khí thải, bảo vệ môi trường, tiết kiệm nhiên liệu, như giảm trọng lượng xe, tăng hiệu suất động cơ (động cơ nhỏ nhưng có công suất lớn nhờ sự cải tiến của các động cơ tăng áp)… - Sự phát triển của công nghệ lái tự động Một số nhà sản xuất ô tô lớn trên thế giới như Audi, Mercedes, Ford cũng bắt đầu nhảy vào nghiên cứu phát triển công nghệ tự động lái mặc dù hiện tại pháp luật ở các nước tiên tiến chưa cho phép những chiếc xe tự lái được lăn bánh trên đường. - Công nghệ “Điều khiển bằng cử chỉ” Hệ thống Điều khiển bằng cử chỉ (Gesture Control) không phải là điều gì mới lạ trong thế giới công nghệ, khi đã từng xuất hiện trên những sản phẩm như máy tính hay điện thoại… Tuy nhiên, sự xuất hiện của tính năng này trên các mẫu BMW i8 và BMW 7-series mới đã chứng minh sự tiện lợi khi giúp người lái dễ dàng tùy chỉnh bảng điều khiển trung tâm chỉ bằng những động tác tay đơn giản để tăng giảm âm lượng, nhận cuộc gọi, xem bản đồ… mà không cần đến nút bấm. Hướng phát triển tiếp theo của công nghệ này sẽ là việc quản lí tốt hơn bằng các thao tác trên bảng điều khiển.
Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại các bộ phận chính trong ô tô Ôtô bao gồm các phần chính sau đây: động cơ, khung gầm ô tô và trang thiết bị ô tô. Nhiệm vụ Động cơ ô tô là nguồn cung cấp động năng cho các hoạt động của ô tô chủ yếu của ô tô: cung cấp mô men cho bánh đà, dẫn động các cơ cấu, hệ thống khác (hệ thống nhiên liệu, cơ cấu phân phối khí, hệ thống làm mát. Hiện nay trên ô tô sử dụng phổ biến nhất là động cơ đốt trong kiểu pít tông bốn kỳ. Phân loại Động cơ đốt trong được phân loại dựa vào những đặc điểm sau: a.
Dựa vào nhiên liệu mà động cơ sử dụng ta có: - Động cơ xăng: - Động cơ diesel - Động cơ ga - Động cơ ga - diesel b. Dựa vào hành trình của pít tông thực hiện trong một chu trình làm việc ta có: - Động cơ 2 kỳ - Động cơ 4 kỳ c. Dựa vào phương pháp nạp nhiên liệu vào xi lanh động cơ: - Động cơ tăng áp: - Động cơ không tăng áp d. Dựa vào phương pháp hình thành hoà khí.
Động cơ hình thành hoà khí bên ngoài: - Động cơ hình thành hoà khí bên trong: e. Dựa vào phương pháp đốt cháy nhiên liệu trong buồng đốt. - Đốt cháy cưỡng bức: - Động cơ cháy tổ hợp (ga- diesel):. - Động cơ nhiên liệu tự cháy (động cơ diesel): f.
Dựa vào tốc độ làm việc của động cơ. - Động cơ cao tốc: - Động cơ tốc độ trung bình và thấp g. Phân theo chuyển động của pít tông. - Động cơ pít tông chuyển động tịnh tiến.
- Động cơ pít tông quay( động cơ roto). Dựa vào phương pháp làm mát động cơ: - Động cơ làm mát bằng nước, dung dịch làm mát. - Động cơ làm mát bằng không khí: i. Phân theo số xi lanh.
- Động cơ một xi lanh. - 10 - - Động cơ nhiều xi lanh: 2,3,4,. Phân theo cách bố trí dãy xi lanh đối với động cơ nhiều xi lanh. - Động cơ một hàng xi lanh - Động cơ hình sao - Động cơ pít tông đối đỉnh.
Yêu cầu - Hiệu suất làm việc cao. - Làm việc ổn định. - Không rung giật, ít gây tiếng ồn - Kích thước và trọng lượng nhỏ, công suất riêng lớn. - Khởi động, vận hành, chăm sóc dễ dàng - Thành phần gây ô nhiễm môi trường nhỏ 3.