Xem mẫu
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
BÀI GIẢNG
HỌC PHẦN: TRANG BỊ TIỆN NGHI TRÊN Ô TÔ
SỐ TÍN CHỈ: 02
LOẠI HÌNH ĐÀO TẠO: ĐẠI HỌC CHÍNH QUY
NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ
Hưng Yên - 2015
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ TRANG BỊ TIỆN NGHI TRÊN ÔTÔ
Sự hình thành ô tô được bắt đầu trên các ý tuởng và phát minh bánh xe lăn tròn của
con người từ 3000 năm trước Công nguyên. Chiếc xe bốn bánh ra đời khoảng thế kỷ
thứ 7 trước Công nguyên và được danh hoạ nổi tiếng Leonad de Vanci vẽ lại trưng bày
trong bảo tàng Pari của Pháp.
Ô tô thực sự được gọi tên chỉ từ khi chiếc xe sử
dụng bánh tròn tự di chuyển với nguồn động lực đặt
trên nó. Bởi vậy sự ra đời, phát triển của ô tô gắn
mật thiết với sự ra đời, phát triển của nguồn động
lực đặt trên xe và sự hoàn thiện cấu trúc bánh xe
lăn.
Các mốc thời gian chính của sự hình thành và
phát triển động cơ, ô tô:
Hình 1: Xe 4 bánh của thế kỷ
Năm 1690: xuất hiện máy hơi nước đầu tiên của
thứ 7 trước Công nguyên
Ferdinand Verbiest, mãi đến năm 1801 Richard
Treviethik đặt lên trên xe 4 bánh tròn để phục vụ
mục đích vận tải hàng hoá.
Năm 1801: Philipp Lebon phát minh động cơ chạy bằng gas (khí đốt), năm 1807
Isaak de Rivaz thí nghiệm lắp động cơ khí đốt lên cỗ xe tam mã và hoàn thiện liên tục,
tới năm 1861 đã chế tạo được động cơ khí đốt, 4 kỳ, 8 mã lực lắp lên xe tứ mã phục vụ
mục đích vận chuyển người thay cho ngựa kéo.
Năm 1864: Nikolai Ôtto, Langen, Daimler, Maybach mở nhà máy sản xuất động
cơ gaz 4 kỳ tại Đức và thử nghiệm thành công động cơ gaz-xăng, rồi động cơ gaz 2 kỳ
(1882 của Karl Benz), các loại động cơ này một phần được lắp thử nghiệm trên xe
thay ngựa kéo. Sau nhiều thay đổi kỹ thuật, động cơ đạt được công suất 20 mã lực,
đánh lửa bằng manheto.
Năm 1886: Karl Benz chế tạo động cơ xăng 2 kỳ công suất nhỏ 0,7 mã lực, 130
vòng/phút, đánh lửa bằng điện, lắp trên xe ba bánh và đăng ký phát minh kỹ thuật. Sau
đó Daimler, Maybach hoàn thiện động cơ chạy xăng và lắp trên xe 4 bánh. Bản phát
minh được chọn và ghi nhận là của Karl Benz, và lấy 1886 là năm ra đời của xe hơi, từ
đây xe có thể tự chuyển động, tự chuyển hướng. Thực ra, tên gọi “Ô TÔ“ được các
nhà kỹ thuật công nhận, chỉ khi xuất hiện chiếc xe 4 bánh với phát minh sau đó của
Daimler và Maybach.
1
Hình 2. Những ô tô con ra đời trong khoảng thập kỷ 1860
Năm 1888: J.B. Dunlop phát minh ra lốp cao su có chứa khí nén bên trong. Chỉ
một năm sau lốp của Dunlop được chấp nhận lắp trên ô tô. Nhờ phát minh này mà tốc
độ của ô tô đã vượt qua tốc độ 40 km/h. Tiếp theo hình thành các hãng sản xuất lốp
Dunlop (1889) Michelin (1894) ....
Năm 1892: Rudolf Diezel phát minh ra động cơ diezel và đến năm 1901 lắp trên ô
tô tải.
Năm 1900: Xuất hiện ô tô con chạy điện (Elektro-Taxi) và dạng Elektro-Mobil.
Từ đây sự hình thành ô tô con, ô tô tải, ô tô tải chở người chạy bằng lốp khí nén
dần dần hoàn thiện, nhưng quy mô nhỏ và chưa hình thành rõ của nền công nghiệp ô
tô.
Hình 3.Những ô tô ra đời trong những năm đầu 1900
Tuy vậy mốc thời gian đáng ghi nhớ trong công nghiệp sản xuất ô tô:
Năm 1896 Henry Ford (Mỹ) bắt đầu thành lập nhà máy và chế tạo hàng loạt vào
năm 1903, đánh dấu một giai đoạn phát triển công nghiệp ô tô trên thế giới.
Năm 1898 hãng Renault (Pháp).
Năm 1899 hãng Fiat (Italia).
Năm 1901 hãng Mercedes (Đức).
Sau 1902 hàng loạt các quốc gia thực hiện sản xuất ô tô các loại theo một hệ thống
công nghiêp và gia tăng sản lượng của mình, tạo thế cạnh tranh mãnh liệt trên thị
trường. Cho tới nay số lượng ô tô sử dụng ở một quốc gia đã trở thành một chỉ tiêu
đánh giá mức độ phát triển của quốc gia đó.
2
Hình 4.Những ô tô ra đời trong những năm đầu 1930
Sự phát triển kỹ thuật từ đây gắn liền với khả năng ứng dụng và thị trường của các
hãng sản xuất ô tô. Các mốc thời gian xuất hiện các kỹ thuật mới trên ô tô có thể liệt
kê:
Năm 1934: Hoàn thành chế tạo hộp số tự động chuyển số (AT) cho ô tô trên cơ sở
hộp số hành tinh, biến mô men thuỷ lực, điều khiển nhờ thuỷ lực và các van con trượt.
Năm 1954: Felix Wankel chế tạo động cơ pitton quay tại hãng NSU-Wankel có
cấu trúc gọn nhỏ và sau đó lắp trên ô tô con.
Năm 1967: Phun xăng điện tử theo hệ D-Jetronic thay thế kiểu phun xăng cơ khí
trước đây. Đến năm 1973 nghiên cứu thành công hệ phun xăng điện tử nhằm giảm
lượng tiêu thụ nhiên liệu và giảm ô nhiễm môi trường.
Năm 1971: Chế tạo hoàn chỉnh hệ thống chống trượt lết bánh xe khi phanh (ABS),
tiếp sau đó năm 1978 chế tạo hàng loạt hệ thống ABS, lắp trên ô tô con và ô tô chở
người.
Năm 1979: Điều khiển kỹ thuật số xuất hiện và ngay lập tức được ứng dụng vào hệ
thống phun xăng đánh lửa Motronic và nhiều lĩnh vực điều khiển tự động khác: ABS,
hộp số tự động, điều khiển tối ưu lực dọc ….
Năm 1980: Cho phép lắp túi khí bảo vệ trên ô tô (Air-Bag) với khả năng tác động
nhanh dưới 60 ms (mili giây).
Năm 1986: Hệ thống lái điều khiển tất cả các bánh xe (4WS) được thực hiện bởi
hãng Honda đã nhanh chóng giải quyết vấn đề cơ động khi ra vào chỗ đỗ xe, tăng khả
năng ổn định khi ô tô chuyển động trên đường vòng với tốc độ cao (trên 150 km/h).
Năm 1990: Bắt đầu sử dụng có cấu tự động điều khiển thời điểm nạp khí của động
cơ (VTEC – của Nhật Bản, VANOS – của Đức) cho cơ cấu phối khí.
Năm 2001: Nghiên cứu thành công hệ thống phun xăng trực tiếp (sau xu páp) và
đưa hệ thống cung cấp nhiên liệu điện tử cho động cơ diezel.
Năm 2002: Tiến hành thử nghiệm ô tô có tốc độ vượt tốc độ âm thanh với vận tốc
tối đa 1227 km/h. Ngày nay ô tô con (thương mại) đã đạt được tốc độ tối đa trên 400
km/h.
Tiếp sau là các tiến bộ mạnh đang diễn ra trong công nghệ điều khiển tự động,
công nghệ truyền dẫn năng lượng nhờ dây dẫn điện (by-wire) và điều khiển “thông
minh”.
3
Do hạn chế của nguồn năng lượng từ dầu mỏ và trước sức ép bảo vệ môi trường,
việc sử dụng các loại nhiên liệu phi dầu mỏ, thân thiện với môi trường đang là xu
hướng phát triển của ngành công nghiệp ô tô hiện nay. Mặt khác việc giảm tai nạn
giao thông và tăng tiện nghi sử dụng cũng đòi hỏi công nghiệp ô tô phải không ngừng
hoàn thiện, vấn đề tối ưu hoá và tự động hoá trên ôtô nhờ ứng dụng điều khiển điện và
điện tử ở trên ô tô đang được trải rộng và nghiên cứu. Trong tương lai công nghiệp ô
tô sẽ phát triển nhanh và không ngừng thoả mãn tối đa yêu cầu của con người.
Hình 5. Ô tô trong những năm đầu thế kỷ 21
Ô tô ngày nay không chỉ là một phương tiện di chuyển mà còn là một văn
phòng di động. Chính vì vậy, các hệ thống tiện nghi nhằm phục vụ con người trên ô tô
ngày càng được nâng cấp. Các hệ thống này không chỉ phục vụ nhu cầu giải trí mà còn
phục vụ nhu cầu công việc.
4
nguon tai.lieu . vn
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
BÀI GIẢNG
HỌC PHẦN: TRANG BỊ TIỆN NGHI TRÊN Ô TÔ
SỐ TÍN CHỈ: 02
LOẠI HÌNH ĐÀO TẠO: ĐẠI HỌC CHÍNH QUY
NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ
Hưng Yên - 2015
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ TRANG BỊ TIỆN NGHI TRÊN ÔTÔ
Sự hình thành ô tô được bắt đầu trên các ý tuởng và phát minh bánh xe lăn tròn của
con người từ 3000 năm trước Công nguyên. Chiếc xe bốn bánh ra đời khoảng thế kỷ
thứ 7 trước Công nguyên và được danh hoạ nổi tiếng Leonad de Vanci vẽ lại trưng bày
trong bảo tàng Pari của Pháp.
Ô tô thực sự được gọi tên chỉ từ khi chiếc xe sử
dụng bánh tròn tự di chuyển với nguồn động lực đặt
trên nó. Bởi vậy sự ra đời, phát triển của ô tô gắn
mật thiết với sự ra đời, phát triển của nguồn động
lực đặt trên xe và sự hoàn thiện cấu trúc bánh xe
lăn.
Các mốc thời gian chính của sự hình thành và
phát triển động cơ, ô tô:
Hình 1: Xe 4 bánh của thế kỷ
Năm 1690: xuất hiện máy hơi nước đầu tiên của
thứ 7 trước Công nguyên
Ferdinand Verbiest, mãi đến năm 1801 Richard
Treviethik đặt lên trên xe 4 bánh tròn để phục vụ
mục đích vận tải hàng hoá.
Năm 1801: Philipp Lebon phát minh động cơ chạy bằng gas (khí đốt), năm 1807
Isaak de Rivaz thí nghiệm lắp động cơ khí đốt lên cỗ xe tam mã và hoàn thiện liên tục,
tới năm 1861 đã chế tạo được động cơ khí đốt, 4 kỳ, 8 mã lực lắp lên xe tứ mã phục vụ
mục đích vận chuyển người thay cho ngựa kéo.
Năm 1864: Nikolai Ôtto, Langen, Daimler, Maybach mở nhà máy sản xuất động
cơ gaz 4 kỳ tại Đức và thử nghiệm thành công động cơ gaz-xăng, rồi động cơ gaz 2 kỳ
(1882 của Karl Benz), các loại động cơ này một phần được lắp thử nghiệm trên xe
thay ngựa kéo. Sau nhiều thay đổi kỹ thuật, động cơ đạt được công suất 20 mã lực,
đánh lửa bằng manheto.
Năm 1886: Karl Benz chế tạo động cơ xăng 2 kỳ công suất nhỏ 0,7 mã lực, 130
vòng/phút, đánh lửa bằng điện, lắp trên xe ba bánh và đăng ký phát minh kỹ thuật. Sau
đó Daimler, Maybach hoàn thiện động cơ chạy xăng và lắp trên xe 4 bánh. Bản phát
minh được chọn và ghi nhận là của Karl Benz, và lấy 1886 là năm ra đời của xe hơi, từ
đây xe có thể tự chuyển động, tự chuyển hướng. Thực ra, tên gọi “Ô TÔ“ được các
nhà kỹ thuật công nhận, chỉ khi xuất hiện chiếc xe 4 bánh với phát minh sau đó của
Daimler và Maybach.
1
Hình 2. Những ô tô con ra đời trong khoảng thập kỷ 1860
Năm 1888: J.B. Dunlop phát minh ra lốp cao su có chứa khí nén bên trong. Chỉ
một năm sau lốp của Dunlop được chấp nhận lắp trên ô tô. Nhờ phát minh này mà tốc
độ của ô tô đã vượt qua tốc độ 40 km/h. Tiếp theo hình thành các hãng sản xuất lốp
Dunlop (1889) Michelin (1894) ....
Năm 1892: Rudolf Diezel phát minh ra động cơ diezel và đến năm 1901 lắp trên ô
tô tải.
Năm 1900: Xuất hiện ô tô con chạy điện (Elektro-Taxi) và dạng Elektro-Mobil.
Từ đây sự hình thành ô tô con, ô tô tải, ô tô tải chở người chạy bằng lốp khí nén
dần dần hoàn thiện, nhưng quy mô nhỏ và chưa hình thành rõ của nền công nghiệp ô
tô.
Hình 3.Những ô tô ra đời trong những năm đầu 1900
Tuy vậy mốc thời gian đáng ghi nhớ trong công nghiệp sản xuất ô tô:
Năm 1896 Henry Ford (Mỹ) bắt đầu thành lập nhà máy và chế tạo hàng loạt vào
năm 1903, đánh dấu một giai đoạn phát triển công nghiệp ô tô trên thế giới.
Năm 1898 hãng Renault (Pháp).
Năm 1899 hãng Fiat (Italia).
Năm 1901 hãng Mercedes (Đức).
Sau 1902 hàng loạt các quốc gia thực hiện sản xuất ô tô các loại theo một hệ thống
công nghiêp và gia tăng sản lượng của mình, tạo thế cạnh tranh mãnh liệt trên thị
trường. Cho tới nay số lượng ô tô sử dụng ở một quốc gia đã trở thành một chỉ tiêu
đánh giá mức độ phát triển của quốc gia đó.
2
Hình 4.Những ô tô ra đời trong những năm đầu 1930
Sự phát triển kỹ thuật từ đây gắn liền với khả năng ứng dụng và thị trường của các
hãng sản xuất ô tô. Các mốc thời gian xuất hiện các kỹ thuật mới trên ô tô có thể liệt
kê:
Năm 1934: Hoàn thành chế tạo hộp số tự động chuyển số (AT) cho ô tô trên cơ sở
hộp số hành tinh, biến mô men thuỷ lực, điều khiển nhờ thuỷ lực và các van con trượt.
Năm 1954: Felix Wankel chế tạo động cơ pitton quay tại hãng NSU-Wankel có
cấu trúc gọn nhỏ và sau đó lắp trên ô tô con.
Năm 1967: Phun xăng điện tử theo hệ D-Jetronic thay thế kiểu phun xăng cơ khí
trước đây. Đến năm 1973 nghiên cứu thành công hệ phun xăng điện tử nhằm giảm
lượng tiêu thụ nhiên liệu và giảm ô nhiễm môi trường.
Năm 1971: Chế tạo hoàn chỉnh hệ thống chống trượt lết bánh xe khi phanh (ABS),
tiếp sau đó năm 1978 chế tạo hàng loạt hệ thống ABS, lắp trên ô tô con và ô tô chở
người.
Năm 1979: Điều khiển kỹ thuật số xuất hiện và ngay lập tức được ứng dụng vào hệ
thống phun xăng đánh lửa Motronic và nhiều lĩnh vực điều khiển tự động khác: ABS,
hộp số tự động, điều khiển tối ưu lực dọc ….
Năm 1980: Cho phép lắp túi khí bảo vệ trên ô tô (Air-Bag) với khả năng tác động
nhanh dưới 60 ms (mili giây).
Năm 1986: Hệ thống lái điều khiển tất cả các bánh xe (4WS) được thực hiện bởi
hãng Honda đã nhanh chóng giải quyết vấn đề cơ động khi ra vào chỗ đỗ xe, tăng khả
năng ổn định khi ô tô chuyển động trên đường vòng với tốc độ cao (trên 150 km/h).
Năm 1990: Bắt đầu sử dụng có cấu tự động điều khiển thời điểm nạp khí của động
cơ (VTEC – của Nhật Bản, VANOS – của Đức) cho cơ cấu phối khí.
Năm 2001: Nghiên cứu thành công hệ thống phun xăng trực tiếp (sau xu páp) và
đưa hệ thống cung cấp nhiên liệu điện tử cho động cơ diezel.
Năm 2002: Tiến hành thử nghiệm ô tô có tốc độ vượt tốc độ âm thanh với vận tốc
tối đa 1227 km/h. Ngày nay ô tô con (thương mại) đã đạt được tốc độ tối đa trên 400
km/h.
Tiếp sau là các tiến bộ mạnh đang diễn ra trong công nghệ điều khiển tự động,
công nghệ truyền dẫn năng lượng nhờ dây dẫn điện (by-wire) và điều khiển “thông
minh”.
3
Do hạn chế của nguồn năng lượng từ dầu mỏ và trước sức ép bảo vệ môi trường,
việc sử dụng các loại nhiên liệu phi dầu mỏ, thân thiện với môi trường đang là xu
hướng phát triển của ngành công nghiệp ô tô hiện nay. Mặt khác việc giảm tai nạn
giao thông và tăng tiện nghi sử dụng cũng đòi hỏi công nghiệp ô tô phải không ngừng
hoàn thiện, vấn đề tối ưu hoá và tự động hoá trên ôtô nhờ ứng dụng điều khiển điện và
điện tử ở trên ô tô đang được trải rộng và nghiên cứu. Trong tương lai công nghiệp ô
tô sẽ phát triển nhanh và không ngừng thoả mãn tối đa yêu cầu của con người.
Hình 5. Ô tô trong những năm đầu thế kỷ 21
Ô tô ngày nay không chỉ là một phương tiện di chuyển mà còn là một văn
phòng di động. Chính vì vậy, các hệ thống tiện nghi nhằm phục vụ con người trên ô tô
ngày càng được nâng cấp. Các hệ thống này không chỉ phục vụ nhu cầu giải trí mà còn
phục vụ nhu cầu công việc.
4