XE CƠ GIỚI (P1)

1. Sự phát triển của xe cơ giới.

1860 Lenoir người Pháp chế tạo động cơ đốt trong đầu tiên vận hành bằng khí thắp sáng. Hiệu suất nhiệt khoảng 3%.

1867 Otto và Langen giới thiệu động cơ đốt trong cải tiến tại triển lãm thế giới ở Paris. Hiệu suất nhiệt khoảng 9%.

Hình 1: Mô tô Daimler và ô tô Benz

1876 Otto chế tạo động cơ chạy bằng khí đốt đầu tiên hoạt động theo chu trình nén bốn thì. Gần như cùng thời gian này Clerk chế tạo động cơ hai thì đầu tiên chạy bằng khí đốt tại Anh.

1883 DaimlerMaybach phát triển động cơ xăng bốn thì tốc độ cao đầu tiên với hệ thống đánh lửa bằng ống nung nóng đỏ.

1885 Ô tô đầu tiên do Benz chế tạo (bằng sáng chế năm 1886). Xe hai bánh có động cơ đầu tiên do Daimler chế tạo (Hình 1).

1886 Xe bốn bánh đầu tiên chạy bằng động cơ xăng do Daimler chế tạo (Hình 2).

1887 Bosch phát minh ra kỹ thuật đánh lửa kiểu đóng-ngắt (bằng điện áp cao).

1889 Dunlop người Anh chế tạo lốp xe bơm hơi đầu tiên.

1893 Maybach phát minh bộ chế hòa khí với vòi phun. Diesel được cấp bằng sáng chế cho phương pháp vận hành động cơ chạy bằng dầu nặng tự đánh lửa.

1897 MAN chế tạo thành công động cơ đầu tiên chạy bằng diesel.

Hình 2: Ô tô Daimler và ô tô điện đầu tiên

Hình 3: Xe Ford kiểu T và xe VW con bọ

1897 Ô tô điện đầu tiên do Lohner-Porsche chế tạo (Hình 2).

1913 Ford khởi đầu kỹ thuật sản xuất dây chuyền lắp ráp cho ô tô. Sản xuất xe Tin-Lizzy (kiểu T, Hình 3). Năm 1925, 9109 ô tô đã được sản xuất mỗi ngày bằng kỹ thuật dây chuyền lắp ráp.

1916 Thành lập hãng xe Bayerische Motorenwerk (BMW).

1923 Ô tô tải sản xuất đầu tiên dùng động cơ diesel từ hãng Benz-MAN (Hình 4).

1936 Daimler-Benz sản xuất hàng loạt ô tô cá nhân dùng động cơ diesel.

1938 Thành lập hãng xe VW tại Wolfsburg.

1949 Lốp xe tiết diện thấp đầu tiên và lốp xe có vòng đai thép đầu tiên do Michelin sản xuất.

1954 NSU-Wankel chế tạo động cơ có piston quay tròn (Hình 4).

Hình 4: Ô tô tải động cơ diesel, ô tô cá nhân động cơ Wankel

1966 Bosch khởi đầu kỹ thuật phun xăng điều khiển điện tử (D-Jetronic).

1970 Đai an toàn cho người lái xe và người ngồi bên cạnh.

1978 Hệ thống chống bó cứng bánh xe khi phanh (ABS) do Mercedes-Benz áp dụng đầu tiên cho hệ thống phanh.

1984 Túi khí và hệ thống căng đai an toàn được sử dụng.

1985 Bộ xúc tác có điều chỉnh (cảm biến Lamda) dùng cho xăng không chì được sử dụng.

1997 Hệ thống cân bằng điện tử (ESP). Toyota chế tạo xe cá nhân đầu tiên với truyền động Hybrid. Alfa Romeo đưa hệ thống phun trực tiếp với ống phân phối nhiên liệu (CDI) vào động cơ diesel.

Từ 2000 Hệ thống hỗ trợ người lái, thí dụ như giúp đậu xe, báo khoảng cách, hỗ trợ đổi làn đường.

2. Phân loại xe cơ giới.

Phương tiện giao thông đường bộ được chia thành hai nhóm, xe cơ giới và rơ moóc. Xe cơ giới luôn có động cơ.

Hình 1: Tổng quan về các loại phương tiện giao thông đường bộ

Xe cơ giới hai vệt bánh
Ô tô là xe cơ giới có hai hay nhiều vệt bánh bao gồm:

• Ô tô cá nhân. Được dùng chủ yếu để chuyên chở người, cũng như hành lý của họ hay hàng hóa nhỏ khác, ô tô cá nhân cũng có thể kéo theo rơ moóc. Số chỗ ngồi tối đa kể cả ghế lái xe là 9.

• Ô tô thương mại. Được dùng để chở người, hàng hóa và kéo rơ moóc. Ô tô cá nhân không phải là ô tô thương mại.

Xe cơ giới một vệt bánh
Xe hai bánh có động cơ là xe cơ giới có hai bánh xe với một vệt bánh. Xe có thể được trang bị thêm một bánh xe với thùng bên và vẫn được xem là xe hai bánh có động cơ nếu trọng lượng thân xe không vượt quá 400 kg. Xe hai bánh có động cơ cũng có thể kéo theo rơ moóc. Xe hai bánh có động cơ gồm có:

• Xe mô tô: Được trang bị các bộ phận cố định (bình nhiên liệu, động cơ) ở vùng đầu gối người lái và chỗ gác chân.

• Xe scooter: Không có các bộ phận cố định ở vùng đầu gối, hai bàn chân đặt trên sàn xe.

• Xe đạp có động cơ phụ: có những đặc tính của xe đạp, thí dụ như bàn đạp (mofa (xe máy đạp), moped (xe máy đạp mạnh)).

3. Cấu trúc xe cơ giới.


Việc quy định các hệ thống và mối tương quan vị trí giữa các hệ thống với nhau không được chuẩn hóa. Thí dụ động cơ có thể được xem là một hệ thống độc lập hoặc là một thành phần trong hệ thống truyền động.

Trong quyển sách này cấu trúc xe cơ giới được chia thành năm hệ thống chính: động cơ, hệ thống truyền động, khung gầm, thân vỏ với khung sườn và hệ thống điện.

Sự phân chia các hệ thống và các thành phần được trình bày trong Hình 2.

Hình 2: Cấu trúc xe cơ giới

4. Hệ thống kỹ thuật xe cơ giới.

Hình 1: Các đơn vị chức năng trong hệ thống xe cơ giới

4.1. Hệ thống kỹ thuật.

Mỗi máy là một hệ thống kỹ thuật toàn bộ.


Hệ thống kỹ thuật được minh họa bằng hình chữ nhật (Hình 2).

Hình 2: Sơ đồ tổng quát về hệ thống với thí dụ xe cơ giới

Những đại lượng vào và ra được biểu diễn bằng các mũi tên. Số mũi tên tùy thuộc vào số các đại lượng này.

Hình chữ nhật mô tả ranh giới của hệ thống (ranh giới tưởng tượng), nó giới hạn hệ thống kỹ thuật này với những hệ thống khác và/hoặc với môi trường xung quanh.

4.2. Hệ thống xe cơ giới.

Xe cơ giới là một hệ thống kỹ thuật phức tạp với những hệ thống con khác nhau cùng phối hợp hoạt động để thực hiện một chức năng tổng thể nhất định.

Chức năng tổng thể của ô tô cá nhân là chở người, chức năng tổng thể của ô tô tải là chở hàng.

Những đơn vị chức năng của xe cơ giới
Những hệ thống được thiết kế để hỗ trự quá trình hoạt động của xe cơ giới được gộp thành những đơn vị chức năng (Hình 1). Hiểu rõ về hoạt động của từng đơn vị chức năng thí dụ như động cơ, hệ thống truyền động, có thể hiểu rõ hơn toàn bộ hệ thống xe cơ giới về mặt bảo dưỡng, chẩn đoán và sửa chữa.

Nguyên tắc này có thể áp dụng cho bất kỳ hệ thống kỹ thuật nào. Các đơn vị chức năng của xe cơ giới bao gồm:

Đơn vị dẫn động

Đơn vị truyền dẫn

Đơn vị chống đỡ và chịu tải

Hệ thống điện-thủy lực (thí dụ những đơn vị điều khiển và điều chỉnh)

Hệ thống điện, điện tử (thí dụ những thiết bị an toàn)

Mỗi đơn vị chức năng đảm nhiệm một chức năng nhất định.

Hình 1: Liên kết hệ thống của xe cơ giới

Những hệ thống con phải hoạt động phối hợp với nhau để xe cơ giới có thể hoàn thành chức năng chính của nó (Hình 1). Ranh giới của hệ thống càng hẹp thi hệ thống con càng nhỏ cho đến khi chúng trở thành những bộ phận riêng.

Xe cơ giới được xem như một hệ thống toàn bộ
Ranh giới hệ thống được xác định xung quanh xe cơ giới, giới hạn nó với môi trường xung quanh như không khí và mặt đường. Về phía đầu vào, chỉ có không khí và nhiên liệu là yếu tố từ bên ngoài ranh giới đi vào hệ thống, và đầu ra chỉ có khí thải, động năng và nhiệt năng là yếu tố vượt qua ranh giới hệ thống ra môi trường bên ngoài (Hình 2, Hình 3).

Hình 2: Hệ thống xe cơ giới

4.3. Những hệ thống con trong xe cơ giới.

Nguyên tắc Nhập – Xử lý – Xuất (NXX) được áp dụng cho mỗi hệ thống con (Hình 3).

Hình 3: Hệ thống con: hộp số

Nhập: Các thông số đầu vào của hộp số gồm có tốc độ quay động cơ, momen xoắn động cơ và công suất động cơ.
Xử lý: Tốc độ quay và momen xoắn được biến đổi bởi hộp số.
Xuất: Ở đầu ra, tốc độ quay đầu ra, momen xoắn đầu ra và công suất đầu ra cũng như nhiệt được truyền đi.
Hiệu suất: Công suất đầu ra bị giảm đi do phần tổn hao trong hộp số.

Hệ thống con “hộp số” kết nối với các bánh xe dẫn động thông qua những hệ thống con khác như trục các đăng, bộ truyền lực chính, các bán trục.

4.4. Phân chia các hệ thống kỹ thuật vè hệ thống con theo cách xử lý.

Các hệ thống kỹ thuật (Hình 1) được phân biệt tùy theo cách xử lý bên trong hệ thống:

Hệ thống chuyển đổi nguyên vật liệu, thí dụ: hệ thống nạp nhiên liệu

Hệ thống chuyển đổi năng lượng, thí dụ: động cơ đốt trong

Hệ thống xử lý thông tin, thí dụ: máy tính trên xe, hệ thống lái

Hình 1: Phân chia hệ thống tùy theo cách xử lý

Hệ thống chuyển đổi nguyên vật liệu

Các phương tiện vận chuyển và những máy móc đơn giản được dùng để vận chuyển nguyên vật liệu. Máy công cụ làm thay đổi hình dạng nguyên vật liệu. Một thí dụ về việc vận chuyển nguyên vật liệu: một chát lỏng đứng yên (như xăng trong bình chứa nhiên liệu) được bơm nhiên liệu làm chuyển động và chuyển tới hệ thống phun. Để tạo ra sự chuyển đổi này, phải cung cấp điện năng cho máy làm việc, thí dụ như bơm nhiên liệu.

Tổng quan về những hệ thống chuyển đổi nguyên vật liệu:

Máy làm thay đổi hình dạng là những máy công cụ thí dụ như máy khoan, phay, tiện hay những máy được dùng trong xưởng đúc, xưởng dập như máy dập.

Máy làm thay đổi vị trí bao gồm tất cả những hệ thống vận chuyển và những máy dùng để vận chuyển vật liệu rắn (băng chuyền, xe nâng, ô tô tải, ô tô cá nhân), chất lỏng (bơm) hay khí (quạt, tua bin).

Thí dụ về hệ thống chuyển đổi vật liệu trong xe cơ giới:

Hệ thống bôi trơn, với bơm dầu đảm nhiệm việc vận chuyển nguyên vật liệu

Hệ thống làm mát, với bơm nước đảm nhiệm việc truyền tải nguyên vật liệu và qua đó chuyên chở nhiệt.

Hệ thống chuyển đổi năng lượng

Tất cả những loại động cơ như động cơ đốt trong, động cơ điện, máy hơi nước, động cơ khí và những thiết bị năng lượng như thiết bị sưởi, thiết bị quang điện và pin nhiên liệu đều là những hệ thống chuyển đổi năng lượng.

Tùy theo cách chuyển đồi năng lượng, người ta phân biệt:

• Động cơ nhiệt, như động cơ Otto (ND: thông thường chạy bằng xăng) và động cơ diesel hay tua bin khí

• Động cơ chạy bằng sức nước, như tua bin nước

• Động cơ chạy bằng sức gió, như máy phát điện chạy bằng sức gió

• Thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời, như thiết bị quang điện

• Pin nhiên liệu

Trong động cơ đốt trong, đầu tiên, hóa năng của nhiên liệu được chuyển sang nhiệt năng và sau đó chuyển thành cơ năng (Hình 2).

Hình 2: Sự chuyển đổi năng lượng ở động cơ Otto

Quá trình chuyển đổi năng lượng có thể tạo ra thêm luồng nguyên vật liệu phụ và luồng thông tin phụ. Chúng thường không được nhắc đến vì chỉ giữ nhiệm vụ phụ trong máy chuyển đổi năng lượng.

Luồng nguyên vật liệu (nhiên liệu đi vào và khí thải đi ra) cũng như luồng thông tin (hỗn hợp nhiên liệu- không khí, điều chỉnh tốc độ quay, hệ thống lái v.v…) chỉ giữ nhiệm vụ phụ.

Hệ thống chuyển đổi năng lượng. Với chức năng chính yếu là chuyển đổi hóa năng của nhiên liệu sang động năng cần thiết để dẫn động xe, động cơ đốt trong là một hệ thống chuyển đổi năng lượng.

Hệ thống xử lý thông tin

Hệ thống xử lý thông tin và hệ thống truyền dẫn như các bộ điều khiển điện tử, bộ điều khiển CAN-bus, thiết bị chẩn đoán (thiết bị thử) là những thiết bị không thể thiếu trong việc vận hành và bảo dưỡng xe hiện đại.

Thông tin. Là những dữ liệu liên quan đến sự kiện và quá trình. Thí dụ như trong xe cơ giới, nhiệt độ động cơ, vận tốc xe, tình trạng tải là những thông tin cần thiết cho sự vận hành xe. Những thông tin được truyền như dữ liệu từ thiết bị điều khiển này sang thiết bị điều khiển khác. Các dữ liệu được hình thành từ các tín hiệu.

Tín hiệu. Là biểu hiện vật lý của dữ liệu.

Trong xe cơ giới, tín hiệu được tạo ra bởi những cảm biến, thí dụ như cảm biến tốc độ quay, cảm biến nhiệt độ, cảm biến vị trí bướm ga.

Thí dụ về hệ thống xử lý thông tin trong xe cơ giới:

• Bộ điều khiển động cơ. Thu thập và xử lý tát cả các dữ liệu cần thiết để động cơ thích ứng tốt nhất theo những điều kiện vận hành.

• Máy tính trên xe. Thông báo cho người lái về mức tiêu thụ nhiên liệu trung bình hay tức thời, về đoạn đường dự kiến xe có thể đi tiếp, về vận tốc trung bình và về nhiệt độ bên ngoài.

4.5. Sử dụng các hệ thỗng kỹ thuật.

Để sử dụng và bảo trì xe cơ giới, cần phải hiểu rõ về hệ thống kỹ thuật. Nhà sản xuất cung cấp tài liệu hướng dẫn vận hành để bảo đảm việc sử dụng xe được an toàn và bảo vệ môi trường.

Tài liệu hướng dẫn vận hành bao gồm:

Các mô tả về hệ thống

Giải thích các chức năng

Các trình bày về hệ thống

Các sơ đồ chức năng

Hướng dẫn cách vận hành và ứng dụng đúng cách

Kế hoạch bảo dưỡng và kiểm tra

Chỉ dẫn về những trục trặc khi vận hành

Thông tin về loại nguyên vật liệu được phép dùng, thí dụ như dầu máy

Thông số kỹ thuật

Địa chỉ hỗ trợ khẩn cấp

Vận hành. Chỉ những người được huấn luyện và có trách nhiệm mới được phép vận hành xe cơ giới và máy móc.

Những quy định được áp dụng thí dụ như:

Người lái ô tô cá nhân phải có bằng lái hạng B khi lái xe trong vùng giao thông công cộng.

Chỉ những người trên 18 tuổi đã được chỉ dẫn đầy đủ và được phép mới được sử dụng bệ nâng xe trong xưởng sửa xe.

Người lái ô tô tải cầu phải có chứng chỉ sử dụng cần cẩu.

Điều này nhằm bảo đảm người lái ô tô tải cẩu biết dừng xe đúng cách (Hình 1), tuân thủ quy định phòng ngừa tai nạn, được chỉ dẫn cách tiếp cận phương tiện nhận tải và có thể sử dụng cần cầu một cách thông thạo.

Hình 1: Trọng tải đúng cho cần cẩu

CÂU HỎI ÔN TẬP:

1. Một hệ thống kỹ thuật được nhận biết bởi những đại lượng nào?

2. Nguyên tắc NXX là gì?

3. Có thể phân biệt những đơn vị chức năng nào trong xe cơ giới?

4. Hãy nêu ba hệ thống con của xe cơ giới, cũng như những đại lượng vào và ra của chúng.

5. Chức năng chính của hệ thống chuyển đổi năng lượng là gì?

6. Có thể thu được những dữ liệu gì từ tài liệu hướng dẫn vận hành?

Nguồn: Giáo trình Chuyên Ngành KỸ THUẬT Ô TÔ Và XE MÁY Hiện Đại (Tủ sách NHẤT NGHỆ TINH)

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *