Khoa Công nghệ Ô tô

Giáo trình kỹ thuật chung ô tô và CN sửa chữa
Bài 1
TỔNG QUAN CHUNG VỀ Ô TÔ

1.1. Khái niệm về ô tô
Ô tô là phương tiện tự hành (không cần lực kéo bên ngoài), dùng để vận chuyển
hành khách, hàng hóa hoặc để thực hiện một nhiệm vụ chuyên môn nhất định. Ô tô có
tính cơ động cao, vận chuyển được nhiều loại hàng hoá, việc sử dụng đơn giản, tính kinh
tế cao.
1.2. Lịch sử và xu hướng phát triển của ô tô
Năm 1650 chiếc xe có bốn bánh vận chuyển bằng các lò xo tích năng lượng bởi
nghệ sỹ, nhà phát minh người Ý Leonardo da Vinci.
Năm 1769 một người Pháp đã chế tạo ra chiếc xe ô tô đầu tiên chạy bằng động cơ
hơi nước. Chiếc xe này được câu lạc bộ (CLB) xe hơi Hoàng gia Anh và CLB xe hơi
Pháp xác nhận là chiếc xe hơi đầu tiên trên thế giới.

Hình 1.1. Động cơ hơi nước
Vào năm 1885, kỹ sư người Đức là Karl Benz (25/11/1844) đã thiết kế và chế tạo
chiếc xe ô tô chạy bằng động cơ đốt trong đầu tiên trên thế giới. Chiếc xe đó có 3 bánh.
Đến năm 1891 Benz chế tạo chiếc xe 4 bánh đầu tiên.

Hình 1.2. Xe của Karl Benz năm 1885
1


Khoa Công nghệ Ô tô

Giáo trình kỹ thuật chung ô tô và CN sửa chữa

Cũng vào năm 1885, Gottleib Daimler cùng với đối tác của mình là Wilhl Mayback
cải tiến động cơ đốt trong của Otto đây chính là nguyên mẫu động cơ xăng hiện nay.
Daimler và Otto có mối liên hệ khăng khít với nhau, người làm giám đốc kỹ thuật, người
là đồng sở hữu, vậy nên cũng đã có tranh cãi ai là người phát minh ra chiếc động cơ đầu
tiên: Otto hay Daimler.
Động cơ Daimler – Maybach đời 1885 nhỏ, nhẹ, dùng bộ chế hòa khí – bơm xăng,
xi lanh thẳng đứng. động cơ này đã tạo nên cuộc cách mạng về thiết kế xe hơi. Vào ngày
08 tháng 03 năm 1886 Daimler lắp loại động cơ này vào khung xe ngựa và qua đây phát
kiến này được xem là thiết kế xe ô tô 4 bánh đầu tiên.
Vào năm 1889, Daimler phát minh động cơ đốt trong 4 kỳ có van hình nấm và 2 xi
lanh hình chữ V, cũng giống như động cơ Otto ra đời năm 1876, loại động cơ mới của
Daimler đặt nền tảng cho động cơ ô tô hiện đại ngày nay. Cũng vào năm 1889, Daimler
và Maybach chế tạo ra chiếc ô tô hoàn toàn mới, chiếc Daimler mới có hộp số 4 tốc độ
với tốc độ tối đa 10 dặm/h.
Năm 1897 ông Rudolf điêzen đã cho ra mô hình động cơ điêzen đầu tiên. Năm
1908 động cơ điêzen được đặt trên xe tải. Động cơ điêzen dùng cho ô tô được chế tạo
hàng loạt vào năm 1936 và được trang bị trên những chiếc xe Mercedes- Benz 260-D.

Hình 1.3. Chiếc ô tô tải đầu tiên trên thế giới chạy bằng động cơ Diezel
Cuộc cách mạng xe hơi chỉ bắt đầu vào năm 1896 do Henry Ford hoàn thiện và bắt
đầu lắp ráp hàng loạt lớn

2


Khoa Công nghệ Ô tô

Giáo trình kỹ thuật chung ô tô và CN sửa chữa

Hình 1.4. Chiếc xe Ford đầu tiên

Ngày nay chiếc ô tô không ngừng phát triển và hiện đại, công nghiệp xe hơi đã trở
thành ngành công nghiệp đa ngành.
+ Xe hơi có hộp số tự động ra đời vào năm 1934
+ Năm 1967 xe hơi có hệ thống phun xăng cơ khí
+ Năm 1971 ra đời hệ thống phanh ABS
+ Năm 1979 ra đời hệ thống EBD …
Tốc độ của xe cũng được cải thiện không ngừng: Năm 1993 vận tốc của xe đạt 320
km/h và đến năm 1998, Vmax= 378 km/h. Cho đến nay ô tô có thể đạt tốc độ lớn hơn
400km/h.
Như vậy lịch sử phát triển của ô tô không chỉ diễn ra trong ngày một ngày hai và
không phải là phát minh riêng của nhà sáng chế nào. Lịch sử ô tô phản ánh sự tiến bộ
của khoa học diễn ra khắp thế giới. ước tính đã có khoảng 100.000 sáng chế để tạo nên
chiếc xe hơi hiện đại ngày nay.
Xu hướng phát triển ô tô trong tương lai là tạo ra những mẫu xe gợi cảm, có sức
mạnh, tiết kiệm nhiên liệu, điều khiển dễ dàng, an toàn cao và giá thành hạ. Ô tô ngày
càng phải thân thiện với môi trường giảm chất thải độc hại bằng cách sử dụng nguồn
năng lượng mới, công nghệ mới v.v.

3


Khoa Công nghệ Ô tô

Giáo trình kỹ thuật chung ô tô và CN sửa chữa

1.3. Phân loại ô tô
a. Theo công dụng:
- Ô tô chở khách: vận chuyển người, có loại ô tô 9 chỗ ngồi, 12 chỗ ngồi, 24
chỗ ngồi, 24 chỗ ngồi, 36 chỗ ngồi, 45 chỗ ngồi.
- Ô tô con: các loại xe nhỏ, sang trọng, đắt tiền, thường dùng cho cá nhân.

- Xe vận tải: dùng để vận chuyển hàng hóa như: ZIL – 130,ZIL – 131, ZIL
– 157, GAZ – 66, HUYNDAI, IFA, Cửu Long...
- Xe chuyên dùng: các loại xe téc (chuyên chở xăng dầu), xe cứu thương,
xe chữa cháy , xe ô tô chở xe tăng (MAZ 537), xe cứu kéo...
b. Theo đặc điểm cấu tạo (số lượng cầu xe chủ động):
- Xe một cầu chủ động: GAZ-52, ZIL-130, IFA,…
- Xe có hai hay nhiều cầu chủ động: ZIL-131, BRĐM-1, GAZ-66,…
c. Theo số chỗ ngồi và trọng tải có ích:
- Ô tô loại nhỏ: Loại ôtô du lịch có từ 2-5 chỗ ngồi, ôtô khách dưới 20 chỗ ngồi và
xe vận tải dưới 2.5 tấn.
- Ô tô loại vừa: ôtô du lịch (6-7) chỗ ngồi, xe chở khách (20-30) chỗ ngồi, xe vận
tải từ 2,5 đến 5 tấn.
- Ô tô loại lớn: loại xe du lịch trên 20 chỗ ngồi, xe khách trên 30 chỗ ngồi, xe tải
trên 5 tấn.
d. Theo loại nhiên liệu:
- Ô tô sử dụng nhiên liệu xăng.
- Ô tô sử dụng nhiên liệu điêzen(Diesel).
- Ô tô có động cơ lai (Hybrid).
- Ô tô chạy bằng điện.
- Xe có động cơ sử dụng năng lượng từ pin, đây là loại xe chạy bằng động cơ điện,
điện được tạo ra từ phản ứng giữa hydro và ôxi trong không khí, xe thải ra nước.
c) Theo phương thức bố trí động cơ trên xe:
- Động cơ bố trí phía trước.
- Động cơ bố trí phía sau.

Hình 1.5. Động cơ đặt phía sau

Hình 1.6. Động cơ đặt phía trước
4



Khoa Công nghệ Ô tô

Giáo trình kỹ thuật chung ô tô và CN sửa chữa

1.4. Cấu tạo chung về ô tô
Ô tô có kết cấu khá phức tạp, bao gồm nhiều bộ phận, hệ thống, cụm và tổng
thành ghép với nhau, mỗi bộ phận thực hiện một chức năng nhất định. (Xem hình vẽ 1.3)

Hình 1.7. Kết cấu của xe ô tô con.
Bao gồm có các bộ phận chính sau: động cơ, hệ thống truyền lực, hệ thống vận
hành, hệ thống điều khiển, thùng xe, (vỏ) và ca bin, thiết bị điện và các thiết bị chuyên
dùng.
a) Động cơ:
- Động cơ là thiết bị dùng để biến đổi các dạng năng lượng thành cơ năng, nó là
thiết bị tạo động lực cho xe có thể vận hành được. Động cơ gồm có các bộ phận chính
sau:
- Thân máy: là khung xương để lắp xi lanh và các cơ cấu cũng như các hệ thống
phục vụ của động cơ.
- Nắp xi – lanh: là chi tiết để đậy kín xi lanh để lắp xu páp, ống nạp, thải.
- Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền.
- Cơ cấu phối khí.
Ngoài ra, động cơ còn có hệ thống phục vụ cho động cơ làm việc bình thường, bao
gồm:
- Hệ thồng cung cấp nhiên liệu.
- Hệ thống đánh lửa (đối với động cơ xăng).
- Hệ thống làm mát.
- Hệ thống bôi trơn.
- Hệ thống khởi động.
5



Khoa Công nghệ Ô tô

Giáo trình kỹ thuật chung ô tô và CN sửa chữa

b) Hệ thống truyền lực:
HTTL làm nhiệm vụ truyền và thay đổi mômen xoắn từ động cơ tới bánh xe chủ
động theo điều kiện làm việc thực tế của ô tô.
Hệ thống truyền lực bao gồm các cụm chính: ly hợp, hộp số, hộp số phụ, hộp số
phân phối, truyền động các đăng, cầu chủ động và truyền động bánh xe (truyền lực cạnh
hay là giảm tốc cạnh), bán trục.
c) Phần vận hành:
Phần vận hành bao gồm các bộ phận và các cơ cấu chính:
+ Hệ thống treo: dùng để nối đàn hồi giữa cầu xe (bánh xe) với khung xe (vỏ xe),
đảm bảo độ êm dịu và an toàn khi chuyển động của xe.
+ Cơ cấu chuyển động: bánh xe và lốp xe, là thành phần liên kết trực tiếp giữa xe
với mặt đường. Các bánh xe chịu toàn bộ trọng lượng của xe và là thành phần quan trọng
của hệ thống đàn hồi của xe.
+ Khung xe: dùng làm giá đỡ để lắp đặt các thiết bị, hệ thống chính của ô tô và
chịu các lực, mômen truyền từ mặt đường lên.
d) Hệ thống điều khiển:
Hệ thống điều khiển bao gồm: hệ thống lái dùng để thay đổi hướng chuyển động
của xe theo sự điều khiển của người lái và hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ chuyển
động hay dừng xe.
e) Thùng xe (vỏ xe) và ca bin:
Thùng xe và ca bin dùng để sắp đặt chỗ ngồi cho lái xe, hành khách, hoặc hàng hoá.
Cấu tạo của thùng xe (vỏ xe) phụ thuộc vào công dụng của chúng.
f) Thiết bị điện xe:
Là các thiết bị dùng để tạo ra và cung cấp điện năng cho: hệ thống đánh lửa (đối

với động cơ xăng), hệ thống khởi động điện, hệ thống tín hiệu, chiếu sáng, hệ thống đo
lường …
g) Các thiết bị chuyên dùng:
Đó là các thiết bị được lắp đặt trên các loại xe chuyên dùng.
1.5. Nhận dạng các bộ phận và các loại ô tô
a) Nhận dạng ô tô theo sử dụng nhiên liệu:
+ Ô tô sử dụng xăng: có trang bị hệ thống cung cấp nhiên liệu xăng, có hệ thống
đánh lửa, có bugi.
+ Ô tô sử dụng nhiên liệu điêzen có trang bị hệ thống điêzen như bơm thấp áp, bơm
cao áp, vòi phun.
6


Khoa Công nghệ Ô tô

Giáo trình kỹ thuật chung ô tô và CN sửa chữa

+ Ô tô có động cơ lai (hybrid) loại này có trang bị động cơ xăng, mô tơ điện ở bánh
xe và ắc quy.
+ Ô tô sử dụng năng lượng điện là ô tô sử dụng một động cơ điện, dùng điện của ắc
quy thay cho động cơ xăng hoặc diesel.
+ Ô tô sử dụng năng lượng từ pin nhiên liệu, là loại xe sử dụng một động cơ điện,
nhưng điện cấp cho động cơ do có bộ phận phản ứng giữa hydro và ôxi tạo ra.
b) Nhận dạng ô tô theo hình dáng của thân xe.
Thân xe được chia thành 3 phần: Khoang động cơ, khoang người ngồi, khoang để
hành lý. Theo đó có các loại sau:
- Sedan
Đây là kiểu thân xe có ba khoang
riêng biệt, 4 cửa, 4-5 chỗ ngồi. Những
chiếc sedan 4 cửa thông dụng là Hyundai

Accent và Chevrolet Metro (nhỏ), Honda
Civic và Ford Focus (trung), Honda
Accord, Toyota Camry, Ford Taurus, và
Mitsubishi Grandis (lớn hơn). Những chiếc
Ford Crown Victoria và Buick Lesabre
được coi là sedan cỡ hạng sang.
H
ình 1.8. Kiểu sedan

-Coupe
Đây là dòng xe 2 cửa thể thao, có 4 chỗ ngồi, luôn thể hiện được sức mạnh của
động cơ. Kiểu xe 2 cửa gồm chỗ ngồi băng trước và ngăn đựng hàng phía sau. Coupes
thường được những người độc thân, những cặp đang yêu hoặc gia đình không con cái ưu
chuộng. Coupes cũng thường có cửa lật sau để có thể đưa đồ đạc vào các vị trí chỗ ngồi
phía sau hơi khó tiếp cận.

7


Khoa Công nghệ Ô tô

Giáo trình kỹ thuật chung ô tô và CN sửa chữa

Hình 1.9 Kiểu coupe
-Liftback(Hatchback):
Về cơ bản nó giống với coupe, là sự kết hợp khoang hành khách và khoang hành lý.
Lắp cốp đồng thời là cửa sau.

Hình 1.10 Kiểu liftback
-Hardtop

Cơ bản giống Sedan, nhưng không có khung cửa sổ, và cột trụ cửa.

8


Khoa Công nghệ Ô tô

Giáo trình kỹ thuật chung ô tô và CN sửa chữa

Hình 1.11. Kiểu hardtop
- Convertible
Đây là một kiểu Sedan hoặc Coupe, nhưng nó có khả năng thu gọn mui lại hành
một chiếc mui trần.

Hình 1.12 Kiểu Convertible

Pickup
Đây là một loại xe tải nhỏ, có khoang máy kéo dài về phía trước ghế người lái.

9


Khoa Công nghệ Ô tô

Giáo trình kỹ thuật chung ô tô và CN sửa chữa

Hình 1.13 Kiểu Pickup
-Van and wagon

Kiểu xe này là sự kết hợp khoang hành khách và khoang hành ký, nó chứa

được nhiều người và hành lý. Khoang hành khách thông với khoang hành lý. Xe
chủ yếu dùng chở hàng, có hoặc không có cửa bên. Một chiếc van cỡ trung chở
được trên 7 người hoặc hơn 1 tấn hàng. Xe van lớn có thể chở tới 15 người. Mini
van có kích thước nhỏ hơn, một số có cửa sổ, thông dụng nhất là Van VW của hãng
Volkswagen, Greenbrier (GM), Magic Wagon (Chrysler).

Hình 1.14 Kiểu Van và Wagon
- Xe thể thao việt dã (SUV)
Dịch từ các chữ Sports Utility Vehicle, chỉ các loại xe 2 cầu chủ động, sức máy
mạnh thích hợp cho băng đồng, leo đèo, qua sông, qua suối (cạn). SUVs kết hợp tính
10


Khoa Công nghệ Ô tô

Giáo trình kỹ thuật chung ô tô và CN sửa chữa

năng chở người của loại xe wagon/ mini-van với khả năng tải hàng khách của một xe việt
dã.
SUV nhỏ thông dụng thì có Toyota RAV4, Kia Sportage, Honda CRV, Chevrolet
Tracker và Suzuki Grand Vitara. Cỡ trung: Acura MDX, BMW X5, Mercedes-Benz MClass, Lexus RX300, Nissan Pathfinder, Infiniti QX4, Ford Escape, Honda Passpord,
Mitsubishi Montero Sport và Toyota Highlander. Cỡ lớn: Toyota Land Cruiser, Lexus
LX470, Toyota Sequoia, LincoIn Navigator, Ford Expedition, Land Rover Range Rover,
Chevrolet Suburban và Cadillac Escalade. Dòng SUV thường vào cua không ngọt, hơi
tốn xăng và hao mòn lốp so với kiểu xe thông thường. Trong phát triển gần đây, SUV
"ôm gộp" cả những xe có phong cách thể thao nhưng không mấy "việt dã", từ đó phát
sinh dòng SUV "lai" (crossover SUV) sử dụng những yếu tố truyền thống với chất liệu
nhẹ và tiết kiệm xăng hơn.

11



Khoa Công nghệ Ô tô

Giáo trình kỹ thuật chung ô tô và CN sửa chữa

c) Nhận dạng ô tô theo logo của nhãn xe

Hình 1.15. Một số logo của một số hãng xe

12


Khoa Công nghệ Ô tô

Giáo trình kỹ thuật chung ô tô và CN sửa chữa

BÀI 2: KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
2.1. Khái quát về động cơ đốt trong
2.1.1. Khái niệm về động cơ đốt trong
Động cơ nhiệt nói chung là những máy biến đổi nhiệt thành công.
Động cơ đốt trong là một loại động cơ nhiệt, trong đó quá trình đốt cháy nhiên liệu
để cấp nhiệt và qúa trình giãn nở sinh công của môi chất công tác (sản vật cháy) đều được
thực hiện ngay trong buồng công tác của động cơ, nhiệt lượng do động cơ đốt cháy tạo ra,
được trở thành công có ích thì động cơ đốt trong được dùng rộng rãi nhất với số lượng lớn
nhất trong mọi lĩnh vực: giao thông vận tải (đường bộ, đường sắt, đường thuỷ, hàng
không), nông nghiệp, xây dựng, công nghiệp, quốc phòng...
Nói chung có thể phân loại động cơ đốt trong thuộc hệ thống động cơ nhiệt theo sơ
đồ dưới đây.
ĐỘNG CƠ NHIỆT


Máy hơi
nước

Tuabin
khí

Động cơ
đốt trong

Động cơ
phản lực

Động cơ
Xăng

Động cơ
Điêzel

Động cơ gas
(dùng khí đốt)

Các động cơ
nhiệt khác

Hình 2.1 Động cơ đốt trong trong họ các động cơ nhiệt
2.1.2. Ưu, khuyết điểm và lĩnh vực sử dụng động cơ đốt trong
So với các loại động cơ nhiệt khác, ưu điểm chính của động cơ đốt trong là:
1. Hiệu suất có ích η e cao, động cơ diezel tăng áp tua bin khí hiện đại đạt tới
η e =0,4 ÷ 0,52 , trong khi đó hiệu suất có ích của máy hơi nước η e = 0,09 ÷ 0,14, của


tua bin hơi nướcη e = 0,22 ÷ 0,28 và của tua bin khí η e không quá 0,3.
2. Kích thước nhỏ gọn, khối lượng nhẹ vì toàn bộ chu trình của động cơ đốt
trong được thực hiện trong một thiết bị duy nhất (ngược lại thiết bị tua bin khí hoặc
hơi cần có nhiều trang bị phụ như: nồi hơi, buồng cháy, máy nén... rất nặng và cồng
kềnh). Động cơ pittông hiện đại đạt khối lượng trên 1kW là : 0,25 ÷ 0,23 (kg/kW) và
công suất lít là: 1,2 ÷ 38 (kW/l).
13


Khoa Công nghệ Ô tô

Giáo trình kỹ thuật chung ô tô và CN sửa chữa

3. Khởi động nhanh. Bất kỳ động cơ đốt trong nào trong moị điều kiện chỉ cần từ
vài giây đến vài phút là có thể cho máy nổ và chyển đến toàn tải. Động cơ điêden lớn
nhất, từ khởi động rồi chuyển đến toàn tải chỉ cần 30 ÷ 40 phút, trong khi đó, trang bị động
lực hơi nước (máy hơi và tua bin hơi) muốn khởi động rồi chuyển đến chạy toàn tải phải
cần tới từ mấy giờ đến mấy ngày đêm.
4. Hao ít nước. Động cơ đốt trong có thể không dùng nước hoặc tiêu hao rất ít
nước, trong khi đó trang bị động lực hơi nước phải tiêu thụ một lượng lớn kể cả trường
hợp thu hồi hơi nước ngưng tụ. Ưu điểm này của động cơ đốt trong có giá trị đặc biệt
trong một số trường hợp (ví dụ: trong vùng sa mạc).
5. Bảo dưỡng đơn giản và thuận tiện hơn hẳn so với trang bị động lực hơi nước.
Động cơ đốt trong chỉ cần 1 người chăm sóc, bảo dưỡng.
Nhược điểm của động cơ đốt trong là:
1.Trong xilanh không thể đốt nhiên liệu rắn, và nhiên liệu kém phẩm chất. Động
cơ đốt trong chủ yếu dùng nhiên liệu lỏng hoặc khí sạch không chứa các thành phần kim
loại cũng như tạp chất cơ học.
2. Công suất thiết bị bị giới hạn. Về mặt này trang bị hơi nước có nhiều ưu việt hơn

so với động cơ đốt trong. Động cơ điêden không thể vượt công suất 37.000kW; với công
suất 20.000kW, cấu tạo của động cơ trở nên rất phức tạp hoạt động thiếu linh hoạt, trong
khi đó trang bị tua bin hơi nước có thể đạt công suất trên 200.000kW.
3. Trên thiết bị vận tải đường bộ, không thể nối trực tiếp trục động cơ với trục của
máy công tác do hạn chế về đặc tính của động cơ đốt trong. Do đó, trên hệ thống truyền
động phải có bộ li hợp và hộp số để thay đổi mômen của trục thụ động trong một phạm vi
rộng.
4. Động cơ hoạt động khá ồn, nhất là động cơ cao tốc. Người ta phải dùng các bộ
tiêu âm trên đường thải và đường nạp để hạn chế bớt nhược điểm này. Nhưng như vậy sẽ
làm ảnh hưởng xấu tới ưu điểm của động cơ như hiệu suất và khối lượng động cơ qui về
một kW/h...
Do những ưu điểm kể trên, nên động cơ đốt trong đã phát triển trên khắp các lĩnh
vực công nghiêp, nông lâm ngư nghiệp, giao thông vận tải.
Trong lĩnh vực công nghiệp, phát điện, vận tải biển, động cơ đốt trong được sử
dụng song hành với động cơ nhiệt khác. Một số lĩnh vực, cho tới nay chưa sử dụng được
các loại động cơ khác, ví dụ trên ôtô, máy kéo, hàng không, tàu ngầm, các trạm phát điện
di động, động cơ đốt trong vẫn là động lực duy nhất được sử dụng trong các lĩnh vực này.
Ngoài ra toàn bộ tàu sông, tàu ven biển, tầu biển dưới 10.000 tấn, các máy xây dựng, các
trang bị kĩ thuật quân sự đều sử dụng động lực chính là động cơ đốt trong.
14


Khoa Công nghệ Ô tô

Giáo trình kỹ thuật chung ô tô và CN sửa chữa

Chính vì vậy ngành công nghiệp chế tạo động cơ đốt trong đươc coi là bộ phận tất
yếu của ngành cơ khí và nền kinh tế quốc dân của hầu hết các nước.
Động cơ đốt trong là một ngành cơ khí phức tạp. Bên trong động cơ thực hiện các
quá trình khác nhau: biến đổi hoá học, nhiệt động học, các quá trình cơ khí và điện khí,

các cơ cấu đảm bảo các quá trình trên đều phức tạp. Khi chế tạo cũng vậy, vì hình dạng
của các chi tiết rất phức tạp, kích thước lớn , đòi hỏi nhiều loại nguyên vật liệu khác nhau,
nhiều loại máy công cụ đặc chủng phức tạp để đạt độ chính xác cao...
Sau cùng, việc bảo dưỡng, sửa chữa động cơ đốt trong cũng đòi hỏi có hiểu biết về
nhiều loại kiến thức phong phú.
Vì vậy tất cả các nước đều rất coi trọng đào tạo đội ngũ chuyên gia về động cơ đốt trong
có số lượng và chất lượng nhất định đáp ứng yêu cầu về thiết.
2.2. Phân loại động cơ đốt trong
Động cơ đốt trong được phân loại dựa vào những đặc điểm sau:
2.2.1. Dựa vào nhiên liệu mà động cơ sử dụng
- Động cơ xăng: Dùng xăng làm nhiên liệu, hoà khí được châm cháy nhờ tia lửa điện.
- Động cơ Điezen: Dùng nhiên liệu diezen, nhiên liệu tự cháy nhờ nhiệt độ cao của
không khí nén.
- Động cơ ga: Dùng nhiên liệu khí châm cháy nhờ tia lửa điện.
- Động cơ ga- điezen: Dùng nhiên liệu khí là khoảng 5% là nhiên liệu diezen để
làm mồi lửa đốt nhiên liệu khí.
2.2.2. Dựa vào hành trình của piston thực hiện trong một chu trình làm việc
- Động cơ 2 kỳ: Một chu trình công tác được thực hiện trong hai hành trình của
piston tương đương trục khuỷu quay một vòng 3600.
- Động cơ 4 kỳ: Một chu trình công tác được thực hiện trong 4 hành trình của
piston tương ứng với trục khuỷu quay 2 vòng 7200.
2.2.3. Dựa vào phương pháp nạp nhiên liệu vào xi lanh động cơ
- Động cơ tăng áp: Không khí hoặc hoà khí đươc nạp vào xi lanh với áp suất lớn
hơn khí trời nhờ một thiết bị tăng áp (máy nén khí) hoặc khí quét đã được nén tới một áp
suất cao vừa quét sạch vừa nạp đầy vào xi lanh(động cơ 2 kì).
- Động cơ không tăng áp: Không khí hay hoà khí (hỗn hợp của nhiên liệu và không
khí) được nạp vào xi lanh động cơ do sư chênh áp giữa xi lanh và đường ống nạp (động
cơ 4 kì) hoặc khí quét tới một áp suất đủ lớn để thực hiện trao đổi môi chất và nạp đầy xi
lanh (động cơ 2 kì).
2.2.4. Dựa vào phương pháp hình thành hoà khí

15


Khoa Công nghệ Ô tô

Giáo trình kỹ thuật chung ô tô và CN sửa chữa

Động cơ hình thành hoà khí bên ngoài: Không khí và nhiên liệu được hoà trộn và
hình thành từ bên ngoài rồi mới được nạp vào xi lanh động có gồm có: Động cơ xăng,
động cơ ga.
- Động cơ hình thành hoà khí bên trong: Hoà khí giữa nhiên liệu và không khí
được hình thành bên trong xi lanh động cơ. Nhiên liệu được phun vào dòng không khí
nóng bên trong động cơ ở cuối kì nén.
2.2.5. Dựa vào phương pháp đốt cháy nhiên liệu trong buồng đốt
- Đốt cháy cưỡng bức: Hoà khí được đốt cháy cưỡng bức ở cuối kì nén nhờ một
nguồn nhiệt bên ngoài (tia lửa điện của buzi). Đây là loại động cơ dùng chế hoà khí và
động cơ ga.
- Động cơ cháy tổ hợp (ga- Diesel): Hoà khí của nhiên liệu được đốt cháy cưỡng
bức nhờ ngọn lửa do tự cháy của nhiên liệu mồi. Nhiên liệu mồi được phun vào ở cuối
quá trình nén và tự bốc cháy ở nhiệt độ cao.
- Đông cơ nhiên liệu tự cháy (động cơ diesel): Nhiên liệu lỏng được phun tơi vào
buồng cháy và tự bốc cháy nhờ nhiệt độ cao của không khí bị nén ở cuối quá trình nén.
2.2.6. Dựa vào tốc độ làm việc của động cơ
- Động cơ cao tốc: Là loại động cơ có vận tốc trung bình của piston Vtb>6,5m/s.
- Động cơ tốc độ trung bình và thấp: Là loại động cơ có vận tốc trung bình của
piston Vtb<6,5m/s.
2.2.7. Phân theo chuyển động của piston
- Động cơ piston chuyển động tịnh tiến.
- Động cơ piston quay (động cơ rôto).
2.2.8. Dựa vào phương pháp làm mát động cơ

- Động cơ làm mát bằng nước, dung dịch làm mát.
- Làm mát bằng không khí và nước.
- Động cơ làm mát bằng không khí: Nắp máy và thân máy có chế tạo cánh tản
nhiệt để làm mát bằng không khí.
2.2.9. Phân theo số xi lanh
- Động cơ một xi lanh.
- Động cơ nhiều xi lanh: 2,3,4,.........

16


Khoa Công nghệ Ô tô

Giáo trình kỹ thuật chung ô tô và CN sửa chữa

2.2.10. Phân theo cách bố trí dãy xi lanh đối với động cơ nhiều xi lanh

Động cơ một hàng

Động cơ hình sao

Động cơ piston đối đỉnh

Động cơ chữ V

Hình 2.2 Cách bố trí xy lanh đối với động cơ nhiều xy lanh
2.3. Cấu tạo chung của động cơ đốt trong
Động cơ gồm các bộ phận chính sau:
- Thân máy: là khung xương để lắp xy lanh và các cơ cấu cũng như các hệ thống
phục vụ của động cơ

- Nắp xy lanh: là chi tiết đậy kín xy lanh và để lắp xupáp, ống nạp, ống xả và các chi
tiết khác
- Cơ cấu phân phối khí
- Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền
+ Các hệ thống
- Hệ thống làm mát
- Hệ thống bôi trơn
- Hệ thống cung cấp nhiên liệu
- Hệ thống cung cấp không khí.
- Hệ thống đánh lửa (đối với động cơ Xăng)
- Hệ thống khởi động.
2.4. Các khái niệm cơ bản
2.4.1. Điểm chết
Điểm chết là vị trí của piston ở đó
có vận tốc bằng 0 và bắt đầu đổi
hướng chuyển động. Có 2 vị trí điểm
chết của piston đó là:
- Điểm chết trên (ĐCT):
Là vị trí mà khoảng cách từ đỉnh
Hình 2.3 Các khái niệm cơ bản
piston tới tâm trục khuỷu là lớn nhất. Thể
tích công tác khi đó nhỏ nhất V min
17


Khoa Công nghệ Ô tô

Giáo trình kỹ thuật chung ô tô và CN sửa chữa

- Điểm chết dưới (ĐCD):

Là vị trí mà khoảng cách từ đỉnh piston tới tâm trục khuỷu là nhỏ nhất. Thể tích
công tác khi đó lớn nhất Vmax
2.4.2. Hành trình của piston (S)
Là quãng đường dịch chuyển của piston từ điểm chết trên → điểm chết dưới (ĐCT
→ ĐCD) hay từ điểm chết dưới → điểm chết trên (ĐCD → ĐCT).
2.4.3. Kỳ
Là một phần của chu trình công tác xảy ra trong thời gian piston thực hiện một
hành trình. Có hai loại:
- Động cơ hai kỳ: Là động cơ có chu trình công tác được thực hiện sau hai hành
trình của piston hay một vòng quay trục khuỷu.
- Động cơ bốn kỳ: Là động cơ có chu trình công tác được thực hiện sau 4 hành
trình của piston hay 2 vòng quay trục khuỷu.
2.4.4. Các loại thể tích
a. Thể tích công tác (Vh):
Là thể tích xi lanh giới hạn bởi ĐCT và ĐCD.
Vh =

ΠD 2 S
4

Trong đó: D là đường kính xi lanh
S là hành trình của piston
b. Thể tích buồng cháy (Vc):
Là phần thể tích không gian giữa nắp máy và đỉnh piston khi piston ở điểm chết trên.
c. Thể tích toàn phần (Va):
Là phần thể tích không gian giữa nắp máy và đỉnh piston khi piston ở điểm chết dưới.
Là tổng thể tích buồng đốt (V c ) và thể tích công tác (V h )
Va = V h + V c
2.4.5. Chu kỳ công tác
Chu trình công tác là các quá trình xảy ra liên tiếp nhau để biến đổi nhiệt năng

thành cơ năng (bao gồm các quá trình : hút – nén – nổ - xả).
2.5. Các thông số kỹ thuật cơ bản
2.5.1. Tỷ số nén ( ε )
Tỷ số nén là tỷ số giữa thể tích toàn phần và thể tích buồng cháy.
ε=

Va Vc + Vh
Vh
=
=1+
Vc
Vc
Vc

Động cơ xăng có tỷ số nén 6 ÷ 12
18


Khoa Công nghệ Ô tô

Giáo trình kỹ thuật chung ô tô và CN sửa chữa

Động cơ Điezen có tỷ số nén 12 ÷ 25
2.5.2. Hệ số nạp η v
- Hệ số nạp ηv: Là tỷ số giữa lượng môi chất công tác thực tế nạp vào trong xy
lanh và lượng môi chất công tác lý thuyết có thể nạp đầy thể tích công tác V h ở nhiệt độ
và áp suất trong đường nạp.

ηv =


Gl
ρ k .Vh

Trong đó:
- ρ v : khối lượng riêng của môi chất công tác ở nhiệt độ và áp suất trong đường
nạp.
- Gl: khối lượng môi chất thực tế được nạp vào trong xy lanh.
2.5.3. Hệ số dư lượng không khí α
- Hệ số dư lượng không khí α: là tỷ số giữa lượng không khí thực tế với lượng
không khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy hoàn toàn 1 kg nhiên liệu.

α =

L tt
Llt

Trong đó:
+ Ltt: lượng không khí thực tế cần thiết để đốt cháy hoàn toàn 1 kg nhiên liệu.
+ Llt: lượng không khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy hoàn toàn 1 kg nhiên liệu.
2.5.4.Công suất chỉ thị
Là công suất do hơi đốt sinh ra xác định bằng một dụng cụ đo chỉ thị. Công suất
tính bằng đơn vị KW hoặc mã lực.
2.5.5. Công suất có ích (N e )
Là công suất lấy ra từ trục khuỷu động cơ, nó được xác định bằng cách đo mômen
xoắn thực tế của trục khuỷu. Công suất có ích có thể tính bằng công suất chỉ thị trừ đi tổn
hao cơ khí như ma sát, quán tính.
Công suất có ích tính bằng công thức:
Ne =

Trong đó:


Pe
VH
n
T

Pe .VH .n
mã lực(KW)
225.T

- Là áp suất hữu ích trung bình (KG/Cm 2 )
- Thể tích làm việc.
- Số vòng quay trục khuỷu ( vòng / phút)/
- Số kỳ
19


Khoa Công nghệ Ô tô

Giáo trình kỹ thuật chung ô tô và CN sửa chữa

2.5.6. Suất tiêu hao nhiên liệu (g e )
Là số gam nhiên liệu chi phí cho động cơ sinh ra một mã lực trong một giờ. Suất
tiêu hao nhiên liệu đặc trưng cho tính tiết kiệm nhiên liệu của động cơ.
ge=
Trong đó G T :
Ne:

GT
. 1000 ( g/ mã lực. h)

Ne

Tiêu hao nhiên liệu ( g/h).
Công suất hữu ích ( mã lực)

Động cơ xăng có suất tiêu hao nhiên liệu từ 240 – 250 g/ mã lực.h
Động cơ điêzen có suất tieu hao nhiên liệu từ 175 – 190 g/mã lực.h.
2.6. Nhận dạng các loại động cơ và nhận dạng các cơ cấu, hệ thống trên động cơ
+ Nhận dạng động cơ:
- Động cơ 4 kỳ: Một chu trình làm việc trải qua 2 vòng quay trục khuỷu, xu páp
hút và xả đều đóng mở một lần.
- Động cơ 2 kỳ: Một chu trình làm việc trải qua 1 vòng quay trục khuỷu. Động cơ
2 kỳ pít tông thường làm nhiệm vụ phân phối khí.
- Động cơ xăng: thường nhận biết chúng bằng cách nhận biết các bộ phận của hệ
thống đánh lửa (có bugi, bộ chia điện) hoặc hệ thống cung cấp nhiên liệu xăng( chế hòa
khí, bơm xăng).
- Động cơ điêzen: Nhận biết bằng cách nhận biết các bộ phận của hệ thống cung
cấp nhiên liệu, có bơm cao áp, có vòi phun.
- Động cơ chạy bằng pin: chỉ có động cơ điện và ắc qui lớn.
- Động cơ phun xăng điện tử: Nhận biết bằng cách quan sát hệ thống cung cấp
nhiên liệu có vòi phun và có hệ thống đánh lửa, có bu gi.
- Động cơ thẳng hàng: Thường có dáng hình hộp chữ nhật có bugi hoặc vòi phun
xếp thành một hàng thẳng.
- Động cơ hình chữ V: Hình dáng động cơ hình chữ V, bugi hặc vòi phun thường
bố trí làm hai hàng.
-Động cơ chữ W: Hình dáng động cơ hình chữ W, bu gi hoặc vòi phun thường bố
trí làm 3 hàng.
- Động cơ wankel ( động cơ có pít tông quay tròn).
2.7. Xác định điểm chết trên của pít tông
Khi đặt lửa hoặc xác định thời điểm phun dẩu, khi điều chỉnh khe hở nhiệt ta cần

phải xác định vị trí của pít tông máy số 1 ở cuối thời kỳ nén. Cách xác định như sau:

20


Khoa Công nghệ Ô tô

Giáo trình kỹ thuật chung ô tô và CN sửa chữa

Đối với động cơ có dấu điểm chết trên , trên puly như D12, Din130, Toyota3A... ta
làm như sau: nút giẻ vào lỗ bugi hoặc lỗ vòi phun máy 1, quay trục khuỷu đến khi giẻ bật
ra, rồi quay tiếp cho đến khi dấu trên puly trùng với dấu trên vạch cữ có gắn hoặc khắc
trên bưởng cam. ( thường là dấu số 0 ). Nếu muốn tím thứ tự nổ của các máy khác , tiếp
tục quay trục khuỷu và quan sát thứ tự các nút giẻ bị bật tung ra.
Đối với động cơ chỉ có dấu thời điểm đánh lửa, hoặc thời điểm phun, cách tìm
ĐCT cuối kỳ nén của máy số 1 cũng tương tự như trên . Quay trục khuỷu để giẻ bật ra, rồi
quay tiếp để dấu trên puly trùng với dấu khắc trên vách máy, khi đó pít tông đang ở thời
điểm đánh lửa hoặc phun nhiên liệu. Muốn tìm ĐCT của pít tông ta dựa vào góc đánh lửa
sớm hoặc góc phun sớm để tính góc quay của trục khủy tương ứng với pít tông lên đến
điểm ĐCT.

21


Khoa Công nghệ Ô tô

Giáo trình kỹ thuật chung ô tô và CN sửa chữa

BÀI 3: NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ 4 KỲ VÀ ĐỘNG CƠ 2 KỲ
3.1. Động cơ 4 kỳ

3.1.1 Khái niệm
Là động cơ mà trong một chu trình làm việc gồm có 4 hành trình lên xuống của
pittông thực hiện bốn nhiệm vụ khác nhau hút(nạp) - nén - cháy, giãn nở sinh công - xả.
3.1.2. Nguyên lý làm việc của động cơ xăng 4 kỳ
3.1.2.1. Sơ đồ cấu tạo

a
b
c
d
Hình 3.1. Sơ đồ nguyên lý động cơ xăng 4 kỳ
a. Kỳ hút
1. Xupap nạp
b. Kỳ nén
2. Bugi
c. Kỳ cháy giãn nở sinh công
3. Xupap xả
d. Kỳ xả
4. Pittông
3.1.2.2. Nguyên lý làm việc
Mỗi chu trình làm việc của động cơ xăng 4 kỳ gồm có 4 hành trình lên xuống của
pittông thực hiện bốn nhiệm vụ khác nhau hút(nạp) - nén - cháy, giãn nở sinh công - xả.
* Kỳ 1 (kỳ hút): Xupap xả đóng, xupap nạp mở. pittông đi từ ĐCT xuống ĐCD,
thể tích trong xilanh lớn dần lên làm cho áp suất trong xilanh giảm, tạo ra sự chênh áp
giữa đường ống nạp và bên trong của xilanh của động cơ (áp suất trong xilanh của động
cơ p = (0,07 ÷ 0,09) MPa. Vì vậy hỗn hợp ( xăng và không khí) được trộn từ trước được
hút qua xupap nạp vào bên trong xilanh của động cơ, hỗn hợp có nhiệt độ t = (75 ÷ 129)°
C. Hỗn hợp vào nhiều hay ít phụ thuộc vào bướm ga mở to hay nhỏ. Hỗn được nạp càng
nhiều công suất phát ra càng lớn. Kết thúc kỳ hút, xupap nạp đóng lại, xupap xả cũng
đóng, pittông ở điểm chết dưới.

22


Khoa Công nghệ Ô tô

Giáo trình kỹ thuật chung ô tô và CN sửa chữa

* Kỳ 2 (kỳ nén): Cả hai xupap hút và xả đều đóng, pittông đi từ ĐCD lên ĐCT hỗn
hợp được nén lại , nhiệt độ và áp suất tăng lên, nhiệt độ của hỗn hợp t = (350 ÷ 400)°C, áp
suất p = (1,1 ÷ 1,5) MPa cuối kỳ nén khi pittông lên tới gần ĐCT, bugi bật tia lửa điện để
đốt cháy hỗn hợp.
* Kỳ 3 (cháy, dãn nở, sinh công): Cả hai xupap vẫn đóng như kỳ nén. Môi chất
công tác được đốt trong buồng cháy có nhiệt độ và áp suất cao t =(2200 ÷ 2500)°C p =(3,5
÷ 5) MPa: sự giãn nở của khí cháy trong xilanh đã đẩy pittông đi từ điểm chết trên xuống
điểm chết dưới làm quay trục khuỷu thực hiện quá trình sinh công, kết thúc cháy giãn nở
nhiệt độ trong xilanh còn khoảng t = (100 ÷ 200)° C và áp suất còn P=(0,3 ÷ 0,5)MPa.
* Kỳ 4 (kỳ xả): Môi chất sau khi được đốt cháy (thực hiện quá trình sinh công)
phải được thải sạch ra ngoài, ở kỳ này xupap hút vẫn đóng, xupap xả mở, pittông đi từ
điểm chết dưới lên điểm chết trên đẩy sản vật cháy ra ngoài động cơ. Kỳ 4 kết thúc một
chu trình công tác của động cơ đốt trong 4 kỳ tiếp theo, pittông được lập lại trật tự như đã
nêu trên.
* Đồ thị công P-V và đồ thị pha phối khí của động cơ đốt trong 4 kỳ
• Đồ thị công P-V
- Đây là đồ thị do máy đo công vẽ nên bằng cách nối trục của động cơ trực tiếp với
trục máy đo công, sau đó đem biểu diễn trên hệ trục toạ độ đề các hay trục P-V.
- P: Là trục áp suất (trục tung).
- V:Là trục thể tích (trục hoành).
- Hai đường thẳng song song với trục tung là (điểm chết trên; điểm chết dưới).
- Đường thẳng nằm ngang song song trục hoành là áp suất khí quyển Pk.
• Phân tích đồ thị


P

- d1: Điểm mở sớm của xupap nạp.
- d1d2: Góc mở của xupap nạp.

Hình 6.2

- d 2 : Điểm đóng muộn của xupap nạp
- b’ : Điểm mở sớm của xupap xả.
- b’ b”: Góc mở sớm của xupap xả.
- ad2: Góc đóng muộn của xupap nạp.
- r: Điểm đóng muộn của xupap xả.
- rr’: Góc đóng muộn của xupap xả.
- Đoạn d1 đến d2: Quá trình nạp thực tế.
- c, z, b’: quá trình cháy, giãn nở, sinh công.
- b’ b’’r r’ : Quá trình xả.
23

ĐCT

Hình 3.2 Đồ thị công P-V

ĐCD


Khoa Công nghệ Ô tô

Giáo trình kỹ thuật chung ô tô và CN sửa chữa


Trong một chu trình làm việc chỉ có một lần sinh công và ta thu được công dương,
còn quá trình nạp, nén, xả đều tiêu tốn công.
* Đồ thị pha phối khí (Hình 6.3)
- Các pha phối khí của động cơ được thể hiện bằng bảng hoặc bằng đồ thị Đồ thị
pha phối khí của động cơ 4 kỳ, trong đó 0 là tâm quay của trục khuỷu.
Các tia xuất phát từ 0 đánh dấu vị trí của trục khuỷu tương ứng với các thời điểm
sau:
- Góc 1: Được gọi là góc mở sớm của
xupap nạp.
- Góc 2: Được gọi là góc đóng muộn của
xupap nạp.
- Góc 3: Được gọi là góc mở sớm của
xupap xả.
- Góc 4: Được gọi là góc đóng muộn của
xupap xả.
- Góc ϕ 5 :Là góc đánh lửa sớm.
- Trong đó góc mở sớm, đóng muộn của
Hình 3.3. Đồ thị pha phối khí
xupap nạp nhằm mục đích nạp đầy được hỗn
hợp nhiên liệu.
- Góc mở sớm và đóng muộn của xupap xả nhằm mục đích thải sạch khí thải ra
ngoài động cơ.
- Như vậy cuối quá trình thải và đầu quá trình nạp,
Cả hai xupap nạp và xả đều mở trong khoảng (1, 4) được gọi là góc trùng điệp. Do
chênh lệch áp suất và tiết diện thông qua của xu páp nạp còn rất nhỏ nên lượng không khí
lọt vào đường nạp không đáng kể.
- Tóm lại một chu trình làm việc của động cơ 4 kỳ tương ứng với 4 hành trình của
pittông gồm các quá trình đã xét trên.
- Để thải sạch và nạp đầy phải lựa chọn các góc mở sớm, đóng muộn của các xupap
còn gọi là pha phối khí - hợp lí, do nhà thiết kế quy định.


24


Khoa Công nghệ Ô tô

Giáo trình kỹ thuật chung ô tô và CN sửa chữa

3.1.3. Nguyên lý làm việc của động cơ Diedel 4 kỳ
3.1.3.1. Sơ đồ cấu tạo
Sơ đồ nguyên lý của động cơ Diesel 4 kỳ cơ bản là giống như động cơ xăng nhưng
chỉ khác là vị trí lắp bugi của động cơ xăng được thay bằng vòi phun của động cơ Diêsel.

Hình 3.4. Sơ đồ nguyên lý động cơ Diêsel
Hình a: Kỳ hút.
Hình b: Kỳ nén.
Hình c: Kỳ cháy giãn nở sinh công.
Hình d: Kỳ xả.

1. Xupap nạp.
2. Vòi phun.
3. Xupap xả.
4. Pittông.

3.1.3.2. Nguyên lý làm việc
Nguyên lý làm việc của động cơ diedel 4 kỳ cũng gồm 4 hành trình (Hút(nạp)- néncháy giãn nở sinh công- xả ) diễn ra cũng giống như động cơ xăng. Nhưng cần có một số
điểm cần lưu ý sau:
* Kỳ 1(kỳ nạp): Môi chất được nạp vào trong xi lanh của động cơ ở đây là không
khí sạch (động cơ xăng là được hoà trộn sẵn ở bên ngoài). sự chênh áp giữa đương ống
nạp và xi lanh động cơ P = (0,08 ÷ 0,095) MPa: nhiệt độ không khí cuối kỳ nạp t = ( 30 ÷

50) 0C.
* Kỳ 2 (kỳ nén): Môi chất bên trong xi lanh động cơ Diesel được nén với tỉ số nén

ε

= (14 ÷ 22) và có nhiệt độ áp suất cao, t = (600 ÷ 650)0C, P = (3,5 ÷ 4,0)MPa. Cuối

kỳ nén nhiên liệu được phun vào buồng đốt với áp suất cao để tạo điều kiện hoà trộn được
tốt. Việc đốt cháy nhiên liệu trong động cơ diesel đòi hỏi một khoảng thời gian nhất định,
diễn biến của quá trình cháy cũng rất phức tạp.
25