Giáo trình Cấu tạo và sửa chữa thông thường xe ô tô
TỔNG CỤC ĐƢỜNG BỘ VIỆT NAM
*************
CHỦ BIÊN : TỔNG CỤC ĐƢỜNG BỘ VIỆT NAM
BIÊN SOẠN :
Ths. VƢƠNG TRỌNG MINH
HIỆU ĐÍNH :
KS. NGUYỄN THẮNG QUÂN
KS. TRẦN QUỐC TUẤN
GIÁO TRÌNH
Ths. LƢƠNG DUYÊN THỐNG
CẤU TẠO VÀ SỬA CHỮA THÔNG THƢỜNG XE Ô TÔ
Dùng cho các lớp đào tạo lái xe ôtô
GIÁO TRÌNH
CẤU TẠO VÀ SỬA CHỮA
THÔNG THƢỜNG XE Ô TÔ
DÙNG CHO CÁC LỚP ĐÀO TẠO LÁI XE Ô TÔ
HÀ NỘI, NĂM 2017
-1
0
LỜI NÓI ĐẦU
MỤC LỤC
Giáo trình khung Cấu tạo và sửa chữa thông thƣờng xe ôtô
đƣợc biên soạn trên cơ sở chƣơng trình đào tạo lái xe ôtô theo
quy định của Bộ Giao thông vận tải.
Trang
3
Lời nói đầu
Cấu tạo và sửa chữa thông thƣờng xe ôtô là một trong
những môn học của chƣơng trình đào tạo lái xe ôtô. Môn học
này nhằm trang bị cho học sinh những kiến thức cơ bản về cấu
tạo, nguyên lý làm việc của các cụm, hệ thống, tổng thành ôtô
và bảo dƣỡng, sửa chữa thông thƣờng xe ôtô.
Chƣơng 1 : Giới thiệu chung về xe ôtô
5
16
30
91
81
Chƣơng 2 : Động cơ xe ôtô
Chƣơng 3 : Cấu tạo gầm ôtô
Giáo trình khung đƣợc biên soạn cho giáo viên dạy lái xe,
ngƣời tham khảo để học, dự sát hạch cấp giấy phép lái xe ôtô
hạng B2, C, D, E, FC. Khi đào tạo các hạng và đào tạo chuyển
các hạng, các cơ sở đào tạo căn cứ vào chƣơng trình đào tạo lái
xe cơ giới đƣờng bộ và thời gian phân bổ cho các chƣơng, mục
để giảng dạy cho phù hợp.
Chƣơng 4 : Hệ thống điện xe ôtô
Chƣơng 5: Các hệ thống an toàn chủ động trang
bị trên xe ô tô
Chƣơng 6 : Hệ thống tự chẩn đoán trên ô tô và
92
112
123
các hƣ hòng thông thƣờng
Giáo trình này là tài liệu tham khảo cho học sinh và giáo
viên của các cơ sở đào tạo lái xe ôtô trong cả nƣớc.
Chƣơng 7 : Nội quy xƣởng và kỹ thuật an toàn,
sử dụng đồ nghề
Để giáo trình ngày càng hoàn thiện hơn cho những lần xuất
bản sau, mong bạn đọc tham gia góp ý.
Chƣơng 8 : Bảo dƣỡng kỹ thuật xe ôtô
Ý kiến đóng góp xin gửi về Tổng cục Đƣờng Bộ Việt Nam
Ô D 20 đƣờng Tôn Thất Thuyết, Quận Cầu Giấy, TP Hà Nội.
Mục lục
149
Tài liệu tham khảo
TỔNG CỤC ĐƢỜNG BỘ VIỆT NAM
`
1
2
CHƢƠNG I
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE ÔTÔ
1.1 - KHÁI NIỆM CHUNG
Xe ôtô là một trong những phƣơng tiện giao thông đƣờng
bộ chủ yếu. Nó có tính cơ động cao và phạm vi hoạt động rộng.
Do vậy, trên toàn thế giới ôtô hiện đang đƣợc dùng làm phƣơng
tiện đi lại của cá nhân, vận chuyển hành khách hoặc hàng hoá
phục vụ cho nhu cầu phát triển kinh tế xã hội, an ninh quốc
phòng.
Ô tô chở
ngƣời từ 10
đến 30 chỗ
ngồi
1 .2 - PHÂN LOẠI XE ÔTÔ
Phân loại đƣợc thực hiện theo nhiều mục đich khác nhau:
tên gọi, khối lƣợng toàn bộ, kết cấu, công suất động cơ, công
thức bánh xe …
1.2.1 - Theo số chỗ ngồi và tải trọng
Theo số chỗ ngồi và tải trọng ôtô đƣợc chia thành các loại
Ô tô tải có tải
trọng trên 3,5
tấn
sau :
Hình dáng
Tên gọi
Ôtô chở
ngƣời đến 9
chỗ ngồi, ôtô
tải dƣới 3500
KG;
`
3
4
1.3 - CẤU TẠO CHUNG CỦA XE ÔTÔ
Ô tô chở
ngƣời trên 30
chỗ ngồi
Xe ôtô bao gồm hàng vạn chi tiết khác nhau và thƣờng
đƣợc chia thành hai phần chính : thân vỏ xe và động cơ - gầm -
điện
Ô tô đầu kéo
sơ mi rơ
móoc
1.3.1 - Thân vỏ xe
Thân vỏ xe là phần đặt trên khung xe và tạo ra tuyến hình
chính của xe. Với ôtô tải, thân vỏ xe gồm buồng lái và thùng xe,
với ôtô con và ôtô khách thì buồng lái và thùng xe không tách
rời.
1.2.2 - Theo loại nhiên liệu sử dụng
Theo loại nhiên liệu sử dụng ôtô chia thành các loại :
- Xe ôtô sử dụng nhiên liệu xăng;
- Xe ôtô sử dụng nhiên liệu dầu diezel;
- Xe ôtô sử dụng nhiên liệu khí gas hoặc gas hoá lỏng;
- Xe ô tô sử dụng nhiên liệu xăng kết hợp sử dụng năng
lƣợng điện;
Hình 1-1: Thân vỏ xe con
- Xe ôtô sử dụng năng lƣợng điện.
1.2.3 - Theo công dụng
Theo công dụng ôtô đƣợc chia thành các loại :
- Ôtô chở hàng, bao gồm: Ôtô tải, ôtô tải tự đổ, ôtô tải có
cần cẩu ...
- Ôtô chở ngƣời, bao gồm : Ôtô buýt, ôtô tắcxi, ôtô con,
ôtô chở khách.
- Ôtô chuyên dùng, bao gồm : Ôtô cứu hoả, ôtô phun nƣớc ...
Hình 1-2: Thân vỏ xe tải
`
5
6
Hình 1-3: Thân vỏ xe khách
Hình 1-5: Thân sơ mi rơ móoc
1.3.2 - Động cơ
- Động cơ ôtô: Hiện nay trên ôtô sử dụng chủ yếu là động cơ
đốt trong kiểu pít tông 4 kỳ sử dụng nhiên liệu xăng hoặc
diezel. Trên một số xe con hiện đại đƣợc dùng động cơ điện
hoặc kết hợp dùng động cơ xăng và điện.
Hình 1-4: Thân vỏ xe đầu kéo
Hình 1-6: Động cơ diesel
`
7
8
Hình 1-9: Động cơ điện trên xe con
Hình: 1-7 Động cơ xăng
1.3.3 Gầm:
Gầm ôtô bao gồm các hệ thống: Hệ thống truyền lực (ly
hợp, hộp số, các đăng, truyền lực chính, vi sai, bán trục), hệ
thống chuyển động (gồm các bánh xe, dầm cầu, hệ thống treo
và khung ôtô) và hệ thống điều khiển.
Hình: 1-8: Động cơ Xăng – Điện (HYBRID)
Hình: 1-10 Hệ thống gầm xe tải
`
9
10
Hình 1-11: Hệ thống gầm xe con
Hình 1-13: Hệ thống cung cấp điện trên ô tô
1- mô tơ khởi động, 2-máy phát, 3-dây điện hệ thống nạp, 4-đèn
báo nạp, 5- hộp cầu chì, 6-cầu chì tổng, 7- bộ ổn định điện áp,
8-Cực dương ắc quy, 9-ắc quy.
Hình 1-12: Hệ thống gầm xe khách
1.3.4. Hệ thống điện : gồm nguồn điện, hệ thống đánh lửa, hệ
thống khởi động, hệ thống tín hiệu và chiếu sáng, hệ thống đo
lƣờng.
`
11
12
Hình 1-14: Hệ thống đánh lửa con quay
1-Ắc quy, 2-công tắc hệ thống đánh lửa, 3-điện trở, 4-mô bin
tăng điện áp, 5-bộ phân phối, 6-dây cao áp, 7-bugi đánh lửa
Hình 1-15: Hệ thống đánh lửa điện tử
1.3.5 Bảng đồng hồ hiển thị và các nút điều khiển: trên xe ôtô
có bố trí các bộ phận khác phục vụ cho thao tác lái xe nhƣ các
núm điều khiển, các loại đồng hồ báo tình trạng kỹ thuật của
các cụm tổng thành khi ôtô đang chuyển động . . .
Hình 1-16: Nút điều khiển hệ thống điều hòa không khí
Hình 1-17: Nút điều khiển gạt mưa, đèn chiếu sáng
Hình 1-15: Bảng đồng hồ hiển thị
`
13
14
Hình 1-18: Nút điều khiển các hệ thống an toàn của xe
Hình 1-20: Nút điều khiển hệ thống giải trí trên xe được tích
hợp trên vô lăng.
CHƢƠNG II
ĐỘNG CƠ ÔTÔ
2.1 - CÔNG DỤNG VÀ CẤU TẠO CHUNG CỦA
ĐỘNG CƠ ÔTÔ
Động cơ là nguồn động lực của ôtô. Khi làm việc, nhiệt
năng đƣợc biến đổi thành cơ năng và truyền đến các bánh xe
chủ động tạo ra chuyển động tịnh tiến cho ôtô.
Hình 1-19: Nút điều khiển hệ thống cửa sổ và gương chiếu hậu
Động cơ bao gồm các cơ cấu và hệ thống sau: cơ cấu trục
khuỷu - thanh truyền, cơ cấu phân phối khí, hệ thống cung cấp
nhiên liệu, hệ thống bôi trơn và hệ thống làm mát.
`
15
16
Sơ đồ nguyên lý làm việc của động cơ kiểu pít tông một xi
Sơ đồ nguyên lý làm việc của động cơ xăng 4 kỳ đƣợc
lanh đƣợc trình bày trên hình 2-1.
trình bày trên hình 2-2
Hình 2-2: Sơ đồ nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong 4 kỳ
Các kỳ làm việc của động cơ nhƣ sau : Hút Nén Nổ
Xả.
- Kỳ hút : khi pít tông chuyển động từ điểm chết trên
(ĐCT) xuống điểm chết dƣới (ĐCD), xu páp hút mở, xu páp xả
đóng khí hỗn hợp xăng hoà trộn với không khí ở dạng sƣơng
mù tại bộ chế hoà khí đƣợc hút vào xi lanh của động cơ.
Hình 2-1: Sơ đồ nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong
kiểu pít tông một xi lanh
2.2 - NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT
TRONG 4 KỲ - MỘT XI LANH
- Kỳ nén : khi pít tông chuyển động từ ĐCD lên ĐCT lúc
này cả hai xu páp đều đóng, khí hỗn hợp trong xi lanh bị nén
dần lại.
- Kỳ nổ (cháy - giãn nở - sinh công): ở cuối kỳ nén, khí
hỗn hợp ở nhiệt độ và áp suất cao gặp tia lửa điện sẽ bốc cháy
và sinh công đẩy pít tông chuyển động từ ĐCT xuống ĐCD (cả
hai xu páp đều đóng). Ở kỳ nổ nhiệt năng đƣợc biến thành cơ
năng làm quay trục khuỷu của động cơ.
2.2.1 - Nguyên lý làm việc của động cơ xăng
Động cơ đốt trong 4 kỳ sử dụng nhiên liệu xăng, loại hình
thành hoà khí bên ngoài (Vùng chế hoà khí) hoặc loại hình
thành hoà khí bên trong (phun xăng trực tiếp vào xi lanh động
cơ) đều có chu trình làm việc gồm 4 quá trình:
Hút (nạp) hoà khí vào xi lanh; nén; nổ (cháy - giãn nở) và xả.
ở cuối quá trình nén, hoà khí đƣợc đốt cháy cƣỡng bức nhờ
tia lửa điện (nguồn bên ngoài) và sinh công.
`
17
18
So với động cơ một xi lanh, động cơ nhiều xi lanh có công
suất lớn hơn và làm việc ổn định hơn.
- Kỳ xả : khi pít tông chuyển động từ ĐCD lên ĐCT(xu páp
hút đóng, xu páp xả mở). Hoà hợp khí đã cháy trong xi lanh bị
đẩy qua cửa xả ra ngoài.
Trên ôtô thƣờng sử dụng động cơ 4 kỳ 4 xi lanh, 6 xi lanh
bố trí thẳng hàng và 8 xi lanh bố trí hình chữ V (hình vẽ 2-3)
2.2.2 - Nguyên lý làm việc của động cơ diesel 4 kỳ
Nguyên lý làm việc của động cơ diezel cũng gồm 4 kỳ nhƣ
động cơ xăng, chỉ khác là ở kỳ nạp không khí đƣợc hút vào xi
lanh và cuối quá trình nén dầu diezel đƣợc phun vào hoà trộn
với không khí ngay trong buồng đốt; ở nhiệt độ cao và áp suất
lớn khí hỗn hợp tự bốc cháy và sinh công.
2.2.3 - So sánh động cơ xăng và động cơ diesel
Nếu hai động cơ xăng và động cơ diezel có cùng số xi
lanh, cùng kích thƣớc đƣờng kính xi lanh, cùng một chu kỳ
công tác, cùng tốc độ vòng quay trục khuỷu thì :
- Động cơ diezel có công suất lớn hơn vì có tỷ số nén lớn
Hình 2-3: Động cơ 4 kỳ 4 xy lanh thẳng hàng
1-Trục cam, 2-Xylanh, 3-Piston, 4-Thanh truyền, 5-Trục khuỷu,
6-xupáp
hơn;
- Nhiên liệu diezel rẻ tiền hơn, tiêu hao ít hơn;
- Tiếng ồn của động cơ diezel cao hơn động cơ xăng;
- Giá thành chế tạo động cơ diezel cao hơn động cơ xăng.
2.3 - ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 4 KỲ NHIỀU XI LANH
SỬ DỤNG TRÊN XE ÔTÔ
Qua nguyên lý làm việc của động cơ bốn kỳ một xi lanh có
thể thấy pít tông phải thực hiện 4 hành trình ứng với hai vòng
quay của trục khuỷu. Trong bốn hành trình chỉ có một hành
trình sinh công. Để có công suất lớn cần sử dụng động cơ 4 kỳ
nhiều xi lanh. Ở loại động cơ này, cứ sau hai vòng quay của
trục khuỷu, mỗi xi lanh sinh công một lần với thời điểm sinh
công giãn cách đều theo vòng quay trục khuỷu.
`
19
20
Hình 2-4: Động cơ 4 kỳ 8 xy lanh kiểu chữ V
1-Trục cam, 2-Xylanh, 3-Trục khuỷu, 4-xupáp, 5-Thanh truyền
2.4 - HỆ THỐNG BÔI TRƠN ĐỘNG CƠ
Hệ thống bôi trơn động cơ dùng để :
- Đƣa dầu tới các bề mặt ma sát để bôi trơn;
- Lọc sạch tạp chất lẫn trong dầu nhờn khi dầu nhờn tẩy
rửa các bề mặt ma sát;
- Làm mát các bề mặt ma sát và làm mát dầu bôi trơn .
Sơ đồ hệ thống bôi trơn động cơ đƣợc trình bày trên hình 2-5
Hình 2-5: Hệ thống bôi trơn động cơ
1-các te chứa dầu, 2-bạc đầu trục khuỷu, 3-bạc bánh răng
trung gian, 4-bạc trục cam, 5-Nắp đổ dầu, 6-cò cam, 7-đũa đẩy,
8- xylanh, 9-con đội, 10-cam, 11-bạc biên, 12-bạc trục khuỷu,
13-bơm dầu, 14-lọc dầu, 15-ống dẫn dầu chính, 16-phao hút
dầu, 17-đồng hồ báo áp suất dầu.
Khi động cơ làm việc, bơm dầu hút dầu từ các te qua lọc
dầu và đẩy lên bầu lọc thô. Ở bầu lọc thô, dầu đƣợc lọc sạch các
tạp chất cơ học, sau đó phần lớn dầu (khoảng 80 - 85%) đi tới
đƣờng dầu chính để bôi trơn cho các cổ trục, các cổ thanh
truyền của trục khuỷu, các cổ trục cam, dàn cò . . . Còn phần
nhỏ (khoảng 15 - 20%) sang bầu lọc tinh, sau khi lọc sạch trở về
các te. Các chi tiết nhƣ xi lanh, pít tông, vòng găng đƣợc bôi
trơn bằng phƣơng pháp vung té. Dầu sau khi đi bôi trơn các bề
mặt làm việc của các cụm chi tiết nêu trên sẽ rơi tự do xuống
các te.
`
21
22
Khi bầu lọc thô bị tắc do bẩn thì van an toàn ở bầu lọc thô
mở cho dầu qua van đi bôi trơn mà không qua bầu lọc để tránh
hiện tƣợng thiếu dầu.
2.7 - HỆ THỐNG LÀM MÁT
Trong quá trình động cơ làm việc, nhiệt độ sinh ra ở kỳ nổ
là rất lớn. Các chi tiết tiếp xúc trực tiếp với nhiệt độ cao sẽ bị ảnh
hƣởng xấu đến độ bền, độ cứng vững,độ giãn nở và tuổi thọ ...
Do nhiệt độ cao, độ nhớt của dầu nhờn bôi trơn giảm, làm
tổn thất ma sát tăng, gây hiện tƣợng bó kẹt pít tông trong xi
lanh, giảm hệ số nạp, dẫn tới công suất của động cơ giảm. Đối
với động cơ xăng dễ gây ra hiện tƣợng cháy kích nổ.
Để tránh những hiện tƣợng trên, cần có hệ thống làm mát
động cơ
Hình 2-6: Hệ thống làm mát động cơ
1-két làm mát, 2-quạt làm mát, 3-van xả nước trên két làm
mát, 4-két sưởi, 5-van hệ thống sưởi, 6-đường ống, 7-bơm, 8-
van hằng nhiệt, 9-bình nước dự phòng, 10-nắp đổ nước, 12-cảm
biến nhiệt độ nước
Hệ thống làm mát có tác dụng làm giảm nhiệt độ của các
chi tiết bị nóng lên trong quá trình làm việc và giữ cho động cơ
ổn định ở một nhiệt độ nhất định tùy thuộc vào nhà sản xuất,
nhiệt độ động cơ thƣờng trong khoảng từ 80 - 90oC.
Khi động cơ làm việc, bơm nƣớc hút nƣớc từ két nƣớc vào
đƣờng dẫn nƣớc trong thân máy để làm mát các xi lanh, các
buồng cháy và phần nắp máy. Sau khi làm mát thân máy và nắp
máy, nếu nhiệt độ nƣớc nhỏ hơn 80oC thì nƣớc không qua két
nƣớc mà lại qua bơm rồi tuần hoàn trong động cơ để nhiệt độ
nƣớc làm mát tăng đến nhiệt độ quy định (nhờ van hằng nhiệt
đóng), nếu nhiệt độ của nƣớc > 80oC thì van hằng nhiệt mở để
nƣớc qua két làm mát. Nƣớc sau khi đƣợc làm mát lại tiếp tục
theo đƣờng ống lên bơm để đi làm mát cho động cơ. Ngoài ra
hệ thống làm mát còn cung cấp nhiệt lƣợng cho hệ thống sƣởi
trên ô tô thông qua van mở đóng hệ thống sƣởi, nƣớc nóng
đƣợc chảy qua két sấy để cung cấp nhiệt lƣợng sƣởi cho hệ
thống.
Để làm mát động cơ, hiện nay thƣờng sử dụng :
- Hệ thống làm mát bằng không khí;
- Hệ thống làm mát bằng nƣớc.
Hệ thống làm mát bằng không khí thƣờng đƣợc sử dụng
trên các loại ôtô chạy ở những vùng sa mạc hoặc ở những nơi
thiếu nƣớc.
Hệ thống làm mát bằng nƣớc có nhiều ƣu điểm nên đƣợc
sử dụng rộng rãi trên các loại động cơ ôtô.
Sơ đồ Cấu tạo của hệ thống làm mát bằng nƣớc đƣợc trình bày
trên hình 2-6
`
23
24
Để tăng hiệu quả và làm mát động cơ, phía sau két nƣớc và
phía trƣớc động cơ có bố trí quạt gió, quạt gió làm việc khi
nhiệt độ động cơ đạt ngƣỡng 800C, (cảm biến nhiệt độ động cơ
cấp tín hiệu về cho rơ le điều khiển quạt gió hoạt động) và
ngƣợc lại khi nhiệt độ giảm xuống dƣới 800C (cảm biến nhiệt
độ cấp tín hiệu về cho rơ le đều khiển tắt quạt gió).
2.8 - HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU
2.8.1 - Hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ xăng
Hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ xăng dùng để hoà
trộn xăng với không khí sạch theo một tỉ lệ nhất định tạo thành
khí hỗn hợp, cung cấp cho các xi lanh của động cơ theo thứ tự
làm việc của nó.
Hình 2-7a: Hệ thống cung cấp nhiên liệu xăng bằng chế hòa khí
2.8.1.2. Hệ thống cung cấp nhiên liệu bằng vòi phun điện
tử
2.8.1.1 Hệ thống cung cấp nhiên liệu bằng chế hòa khí
Khi động cơ làm việc, bơm xăng hút xăng từ thùng chứa
theo ống dẫn qua bầu lọc đến đến ray với một áp suất ổn định.
Ở hành trình hút, pít tông đi từ ĐCT xuống ĐCD, áp suất trong
xi lanh giảm, hút không khí qua bầu lọc không khí, đồng thời hệ
thống điều khiển điện tử cấp tín hiệu để vòi phun nhiên liệu
phun xăng vào cổ hút hoà trộn đều với không khí tạo thành khí
hỗn hợp. Khí hỗn hợp theo đƣờng ống nạp, nạp vào các xi lanh
theo thứ tự làm việc của động cơ. Ở cuối kỳ nén, hệ thống điều
khiển điện tử cấp tín hiệu để bu gi bật tia lửa điện đốt cháy khí
hỗn hợp trong buồng cháy của động cơ. Sau quá trình cháy, khí
đã cháy trong xi lanh đƣợc thải ra ngoài theo đƣờng ống thải và
qua ống giảm âm ra ngoài. (sơ đồ nguyên lý hình 2-7c)
Khi động cơ làm việc, bơm xăng hút xăng từ thùng chứa
theo ống dẫn qua bầu lọc đến buồng phao của bộ chế hoà khí. Ở
hành trình hút, pít tông đi từ ĐCT xuống ĐCD, áp suất trong xi
lanh giảm, hút không khí qua bầu lọc không khí vào bộ chế hoà
khí, đồng thời hút xăng ra hoà trộn đều với không khí tạo thành
khí hỗn hợp. Khí hỗn hợp theo đƣờng ống nạp, nạp vào các xi
lanh theo thứ tự làm việc của động cơ. Ở cuối kỳ nén, bu gi bật
tia lửa điện đốt cháy khí hỗn hợp trong buồng cháy của động
cơ. Sau quá trình cháy, khí đã cháy trong xi lanh đƣợc thải ra
ngoài theo đƣờng ống thải và qua ống giảm âm ra ngoài. (sơ đồ
nguyên lý hình 2-7a)
Mức nhiên liệu trong thùng chứa đƣợc báo trên đồng hồ ở
bảng đồng hồ (táp lô) trƣớc mặt ngƣời lái.
`
25
26