Câu hỏi: ASI101 Nhập môn ôtô – Bộ ôn tập cuối kỳ số 1

Đáp án đúng: "By implementing a very flexible linkage system.". Dẫn động có độ mềm nhất định làm lực từ bàn đạp tới đĩa ép tăng và giảm từ từ, trải quá trình đóng ngắt ra trên một hành trình dài hơn; nhờ vậy đĩa ma sát trượt dần tới khi đồng tốc thay vì bám đột ngột, xe chuyển bánh không giật và răng hộp số không chịu tải va đập. Lựa chọn "By using a strong and rigid linkage system." cho hiệu ứng ngược: dẫn động quá cứng truyền nguyên vẹn mọi thay đổi lực chân, khiến điểm bám đến rất nhanh và xe bị giật. Lựa chọn "By reducing the engine speed significantly." hạ vòng tua xuống quá thấp thì mô men không đủ, xe dễ chết máy chứ không êm hơn. Lựa chọn "By increasing the engine's horsepower." tác động tới công suất đầu vào chứ không làm thay đổi cách lực ép được đưa lên đĩa.

Đáp án đúng: "New friction plates". Giả thiết áp suất phân bố đều chỉ hợp lý khi bề mặt ma sát còn nguyên vẹn và tiếp xúc đồng đều trên cả vành khăn, tức là đĩa vừa lắp chưa chạy; lúc đó lực ép chia đều trên diện tích và mô men ma sát tính theo bán kính trung bình của phần diện tích đó. Lựa chọn "Worn friction plates" ứng với giả thiết còn lại trong lý thuyết ly hợp, vì chỗ bán kính lớn có vận tốc trượt cao nên mòn nhanh hơn, sau một thời gian chạy thì lượng mòn mới là đại lượng đều chứ không phải áp suất. Lựa chọn "Hydraulic systems" thuộc về mạch dầu dẫn động, nơi tính toán dựa trên áp suất chất lỏng chứ không phải ma sát bề mặt. Lựa chọn "Brake pads" tuy cũng là bề mặt ma sát nhưng đây là giả thiết dựng cho đĩa ma sát của cụm nối trục.

Đáp án đúng: "Lower pedal effort and compact packaging". Đĩa lò xo côn có đặc tính lực gần như phẳng ở vùng làm việc, nên khi người lái đạp tiếp thì lực cần thêm không tăng nhiều như với vành lò xo trụ; đồng thời nó gộp luôn vai trò đòn mở nên cụm mỏng và gọn hơn theo phương dọc trục. Lựa chọn "Higher inertia and poor heat dissipation" đi ngược ưu thế của kết cấu này, vì bỏ được cụm đòn bẩy và nhiều lò xo rời thì khối lượng quay giảm đi. Lựa chọn "Self-energizing in reverse only" mượn khái niệm tự cường hoá của guốc phanh tang trống, không áp dụng cho cụm nối trục ép dọc trục, lại càng không phân biệt theo chiều quay. Lựa chọn "No wear compensation" trái với đặc tính thực tế: khi đĩa mòn mỏng đi, lò xo côn duỗi ra và vẫn giữ lực ép trong dải chấp nhận được.

Đáp án đúng: "Major contributor to the world’s economy". Ngành ôtô kéo theo một chuỗi dài từ luyện kim, hoá chất, điện tử tới hậu cần, phân phối và dịch vụ sau bán hàng, nên mỗi việc làm trong nhà máy lắp ráp còn tạo thêm nhiều việc làm ở các lớp cung ứng; vì thế nó chiếm tỉ trọng lớn trong sản lượng công nghiệp và thương mại của nhiều quốc gia. Lựa chọn "Decrease in global employment" đi ngược chính đặc điểm thâm dụng lao động và chuỗi cung ứng rộng của ngành. Lựa chọn "Reduction in technological advancements" trái thực tế, bởi đây là nơi thử nghiệm sớm vật liệu nhẹ, điện khí hoá, phần mềm nhúng và cảm biến. Lựa chọn "Limiting global trade" cũng sai, vì linh kiện và xe nguyên chiếc nằm trong nhóm hàng hoá được giao thương xuyên biên giới nhiều nhất.

Đáp án đúng: "To ensure long-term structural integrity". Phần gầm hứng trọn nước, muối rải đường, bùn và đá văng, mà chính những dầm dọc, dầm ngang và sàn ở đó mới là bộ khung chịu tải và hấp thụ năng lượng va chạm. Gỉ ăn mòn làm mỏng tiết diện thép và phá mối hàn, khiến độ cứng xoắn giảm dần và kết cấu không còn biến dạng đúng như thiết kế khi đâm va, nên chống gỉ ở đây là vấn đề an toàn và tuổi thọ. Lựa chọn "To enhance the vehicle's color" chỉ nói tới lớp sơn ngoài, trong khi khu vực này gần như không ai nhìn thấy. Lựa chọn "To maintain the aesthetic appeal" cũng dừng ở vẻ ngoài, bỏ qua hậu quả mất khả năng chịu lực. Lựa chọn "To improve fuel efficiency" không liên quan, vì gỉ không làm đổi khối lượng hay hệ số cản khí động một cách đáng kể.

Đáp án đúng: "Reduce weight while maintaining strength and crashworthiness". Thép cường độ cao cho phép dùng tấm mỏng hơn mà vẫn đạt cùng khả năng chịu tải, còn hợp kim nhôm có khối lượng riêng nhỏ hơn thép nhiều; kết hợp lại, phần khung vỏ nhẹ đi nhưng các vùng hấp thụ năng lượng và khoang hành khách vẫn giữ được độ bền cần thiết khi va chạm. Lựa chọn "Increase mass for better NVH" đi ngược mục tiêu giảm khối lượng, và tiếng ồn ngày nay chủ yếu được xử lý bằng vật liệu cách âm cùng thiết kế mối ghép. Lựa chọn "Simplify spot welding by reducing current" sai thực tế, bởi thép cứng hơn và nhôm dẫn nhiệt dẫn điện tốt đều làm việc hàn điểm khó hơn. Lựa chọn "Eliminate the need for structural adhesives" ngược hẳn, vì ghép vật liệu khác loại lại càng phải dùng keo kết cấu và đinh tán.

Đáp án đúng: "To allow for more seating and better movement within the bus". Giá trị khai thác của một chiếc xe buýt đo bằng số khách chở được mỗi chuyến, nên nhà thiết kế hạ sàn, đẩy cụm động lực ra sau hoặc xuống gầm để lấy mặt sàn phẳng liên tục; sàn rộng cho phép xếp thêm ghế, chừa lối đi đủ thoáng và chỗ đứng an toàn, đồng thời rút ngắn thời gian khách lên xuống ở mỗi điểm dừng. Lựa chọn "To reduce weight" nói về mục tiêu khác, và mở rộng không gian khai thác thường còn làm kết cấu nặng thêm. Lựa chọn "To enhance engine performance" không liên quan, vì công suất phụ thuộc động cơ chứ không phụ thuộc diện tích sàn. Lựa chọn "To minimize the cost of materials" cũng lệch hướng, bởi sàn thấp và khung chịu lực kiểu khoang vỏ thường tốn vật liệu và công chế tạo hơn.

Đáp án đúng: "Passenger vehicles and goods vehicles". Cách phân loại rộng nhất dựa vào đối tượng chuyên chở, vì chính nó quyết định toàn bộ kết cấu: xe chở người cần khoang khách, ghế, trang bị an toàn thụ động cho hành khách, còn xe chở hàng cần thùng, khung chịu tải nặng và hệ treo cùng phanh tính theo khối lượng hàng. Mọi kiểu xe khác đều rơi vào một trong hai nhóm này. Lựa chọn "Luxury vehicles and sports vehicles" chỉ chia theo phân khúc thương mại và bỏ sót hoàn toàn xe tải. Lựa chọn "Off-road vehicles and racing vehicles" chia theo địa hình và mục đích sử dụng hẹp, không bao trùm xe phổ thông hằng ngày. Lựa chọn "Electric vehicles and hybrid vehicles" chia theo nguồn động lực và còn thiếu hẳn nhóm dùng động cơ đốt trong truyền thống.

Đáp án đúng: "Enhancing performance, safety, comfort, and styling". Thân vỏ không chỉ là lớp che bên ngoài: hình dáng của nó định ra hệ số cản khí động nên ảnh hưởng tới khả năng vận hành, kết cấu khoang cứng và vùng biến dạng quyết định mức an toàn khi va chạm, cách bố trí cùng vật liệu cách âm tạo nên sự tiện nghi, còn đường nét bề mặt làm nên nhận diện của mẫu xe. Lựa chọn "Reducing manufacturing costs" đi ngược thực tế vì khuôn dập và dây chuyền hàn thân vỏ nằm trong nhóm đầu tư tốn kém nhất. Lựa chọn "Increasing engine size" không phải việc của thân vỏ, kích thước động cơ do yêu cầu công suất quyết định. Lựa chọn "Improving tire durability" thuộc về lốp, góc đặt bánh xe và hệ treo chứ không do lớp vỏ ngoài quyết định.

Đáp án đúng: "Conventional diesel engines and gas turbines". Xe buýt cỡ lớn cần mô men kéo lớn ở vòng tua thấp, chạy nhiều giờ liên tục và tuổi thọ cao, nên động cơ diesel vẫn là nguồn động lực phổ biến; ở các cấu hình lai, tua bin khí được dùng làm nguồn phát để chạy ổn định tại một chế độ tốt nhất rồi cấp điện cho mô tơ dẫn động. Lựa chọn "Electric motors only" mô tả xe thuần điện chạy pin, khi đó không còn động cơ nhiệt nào trên xe nên không khớp với cụm động lực lai. Lựa chọn "Hydrogen fuel cells" là hướng pin nhiên liệu còn hạn chế về hạ tầng nạp và chưa phải cấu hình thông dụng. Lựa chọn "Biofuel engines" chỉ nói tới loại nhiên liệu thay thế đổ vào động cơ đốt trong, không phải một kiểu nguồn động lực riêng của cụm truyền động.

Đáp án đúng: "Allow left and right wheels to rotate at different speeds in a turn". Khi xe vào cua, bánh phía ngoài đi trên cung tròn bán kính lớn hơn nên quãng đường dài hơn bánh phía trong; nếu hai bánh bị khoá cứng trên cùng một trục thì một bánh buộc phải trượt, gây mòn lốp và mất bám. Bộ vi sai dùng các bánh răng hành tinh quay quanh trục chữ thập để chia mô men ra hai bán trục mà vẫn cho phép tốc độ hai bên khác nhau, tổng tốc độ hai bán trục luôn bằng hai lần tốc độ vỏ vi sai. Lựa chọn "Convert rotational motion to linear motion" mô tả cơ cấu kiểu thanh răng hay trục vít me, không phải vi sai vốn nhận chuyển động quay và trả ra chuyển động quay. Lựa chọn "Increase engine power" nhầm mô men với công suất: truyền lực chính nhân được mô men nhưng công suất chỉ do động cơ sinh ra và còn hao đi vì ma sát. Lựa chọn "Control brake pressure" là việc của xy lanh chính, van điều hoà lực phanh và bộ chống bó cứng, nằm ngoài đường truyền lực.

Đáp án đúng: "Less expense". Câu hỏi đòi một ưu điểm, mà truyền lực chính kiểu bánh răng côn có kết cấu đơn giản, ít chi tiết, gia công và lắp ráp dễ hơn các phương án như trục vít bánh vít, nên giá thành hạ; đó chính là lý do nó phổ biến trên cầu xe sản xuất hàng loạt. Lựa chọn "Increased weight" là điều nhà thiết kế tìm cách tránh, vì khối lượng cầu nằm phần lớn trong khối lượng không được treo, tăng lên sẽ làm xấu độ êm và độ bám đường. Lựa chọn "Reduced efficiency" đi ngược thực tế: cặp bánh răng côn ăn khớp lăn cho hiệu suất cao, tổn thất chỉ tăng đáng kể ở kiểu hypoid vì có trượt dọc răng. Lựa chọn "Noisy operation" cũng là nhược điểm chứ không phải ưu điểm, và răng côn xoắn được dùng chính vì nó chạy êm hơn răng côn thẳng nhờ nhiều răng cùng ăn khớp một lúc.

Đáp án đúng: "Angular misalignment between shafts". Trục các đăng nối hộp số đứng yên trên khung với cầu sau dao động theo hệ treo, nên hai đầu trục gần như không bao giờ nằm trên một đường thẳng; khớp kiểu Hooke dùng chạc chữ thập cho hai nạng quay quanh hai trục vuông góc, nhờ đó truyền mô men qua một góc lệch thay đổi liên tục. Lựa chọn "Axial displacement only" là việc của khớp trượt then hoa, bộ phận bù thay đổi chiều dài chứ không bù góc. Lựa chọn "Torsional vibration elimination" nhầm vai trò: dập dao động xoắn thuộc về bánh đà và giảm chấn xoắn trong ly hợp, còn bản thân khớp Hooke khi làm việc có góc lệch lại sinh biến thiên tốc độ hai lần mỗi vòng, phải bố trí hai khớp lệch pha mới khử được. Lựa chọn "Final drive ratio changes" thuộc cặp bánh răng quả dứa và vành chậu trong cầu, khớp các đăng không làm đổi tỉ số truyền.

Đáp án đúng: "Up and down". Khớp trượt tồn tại vì cầu sau đi lên xuống theo hệ treo: mỗi lần cầu nhún, khoảng cách từ đuôi hộp số tới cầu thay đổi, nên trục các đăng phải co dãn được, nếu không nó sẽ bị kéo hoặc ép dọc trục. Nói cách khác, chính nhờ khớp trượt mà cầu xe được tự do dịch chuyển theo phương thẳng đứng. Lựa chọn "Side to side" không đúng vì vị trí ngang của cầu do nhíp hoặc thanh Panhard định vị, khớp trượt không mở ra bậc tự do ngang. Lựa chọn "Forward and backward" mô tả đúng hướng trượt của ống then hoa, nhưng đó là chuyển động bên trong khớp để bù chiều dài, còn cầu xe bị nhíp hoặc thanh đẩy giữ chặt theo phương dọc để truyền lực kéo và phản lực phanh. Lựa chọn "In a circular motion" là chuyển động quay truyền mô men của trục, do khớp các đăng và ổ đỡ đảm nhiệm chứ không phải bậc tự do mà khớp trượt cho phép.

Đáp án đúng: "Between the axle casing and hub". Ở kiểu bán trục giảm tải ba phần tư, một ổ bi duy nhất được đặt giữa moay ơ bánh xe và đầu ngoài vỏ cầu, nên tải trọng thẳng đứng truyền từ moay ơ qua ổ bi vào vỏ cầu chứ không đi qua bán trục; bán trục chỉ còn chịu mô men xoắn cộng một phần mô men uốn do lực ngang khi quay vòng, vì vậy nó được giảm tải ba phần tư chứ không hoàn toàn. Lựa chọn "At the wheel hub only" thiếu mất nửa còn lại của đường truyền tải, vì ổ bi luôn cần hai vòng tựa và vòng kia phải tì vào vỏ cầu thì tải mới thoát khỏi bán trục. Lựa chọn "At the outer end of the axle" mô tả kiểu giảm tải một nửa, nơi ổ bi lắp thẳng lên thân bán trục nên trục vừa xoắn vừa uốn. Lựa chọn "Within the differential assembly" nói về ổ đỡ vỏ vi sai và trục quả dứa, chúng đỡ bộ truyền lực chính chứ không đỡ tải bánh xe.

Đáp án đúng: "Difficulty in managing dependencies between layers". Câu hỏi đòi một thách thức, và kiến trúc phân lớp đặt ra đúng gánh nặng đó: mỗi lớp chỉ được phép gọi xuống lớp dưới, nên khi nghiệp vụ phình ra rất dễ xuất hiện lời gọi tắt vượt lớp, phụ thuộc vòng hoặc lớp trung gian chỉ làm việc chuyển tiếp, đồng thời một thay đổi ở lớp dưới lan ngược lên mọi lớp trên. Lựa chọn "Simplified scalability" nêu một lợi ích chứ không phải khó khăn, hơn nữa phân lớp thường được triển khai chung một khối nên mở rộng theo chiều ngang còn bị hạn chế. Lựa chọn "Improved separation of concerns" chính là mục tiêu thiết kế của kiểu kiến trúc này, tức điểm mạnh. Lựa chọn "Reduced redundancy" cũng là cái lợi thu được khi dùng chung một lớp truy cập dữ liệu, không phải cái giá phải trả.

Đáp án đúng: "Logical, Development, Process, Physical views plus Scenarios (use cases)". Mô hình 4+1 tách kiến trúc thành bốn góc nhìn cho bốn nhóm quan tâm khác nhau: chức năng cho người dùng, tổ chức mã nguồn cho lập trình viên, tiến trình và đồng bộ cho kỹ sư tích hợp, phân bố lên phần cứng cho người triển khai; tập kịch bản là phần cộng một, dùng để ràng buộc và kiểm chứng bốn góc nhìn kia có khớp nhau không. Lựa chọn "Only a single component diagram" rút gọn kiến trúc về một sơ đồ duy nhất, trái với ý tưởng cốt lõi rằng không góc nhìn nào mô tả đủ hệ thống. Lựa chọn "Sequence view plus Security view only" gom nhầm hai thứ khác cấp: biểu đồ tuần tự chỉ là công cụ vẽ bên trong một góc nhìn, còn an toàn là thuộc tính chất lượng xuyên suốt. Lựa chọn "Hardware view only" mới tương ứng góc nhìn triển khai, bỏ mất ba góc nhìn còn lại.

Đáp án đúng: "To isolate the vehicle from dynamic loads and road shocks". Hệ treo nằm giữa khối lượng được treo và bánh xe: phần tử đàn hồi tích trữ năng lượng va đập từ mặt đường, giảm chấn tiêu tán năng lượng đó thành nhiệt, nhờ vậy thân xe không nhận trực tiếp xung lực mà bánh xe vẫn tì được xuống đường. Lựa chọn "To increase fuel efficiency" chỉ là ảnh hưởng gián tiếp và rất nhỏ, tiêu hao nhiên liệu do động cơ, truyền lực, lực cản lăn và lực cản khí động quyết định. Lựa chọn "To enhance engine performance" không liên quan vì hệ treo không nằm trên đường truyền công suất. Lựa chọn "To improve aerodynamics" chỉ đúng một phần với hệ treo khí nén biết hạ gầm ở tốc độ cao, nhưng đó là tính năng cộng thêm của một loại hệ treo cụ thể, không phải mục đích chính của hệ treo nói chung.

Đáp án đúng: "Air tanks". Trong hệ treo khí nén, máy nén nạp khí vào bình chứa để giữ sẵn một lượng khí ở áp suất cao; bình chứa đóng vai trò kho năng lượng, nhờ đó khi cần nâng gầm hay bù tải thì khí được xả ra tức thì mà không phải chờ máy nén chạy kịp. Lựa chọn "Valves" chỉ là cơ cấu đóng mở và phân phối khí tới từng bầu hơi, bản thân chúng không có thể tích chứa đáng kể. Lựa chọn "Air bellows" là phần tử đàn hồi đang làm việc: nó có khí bên trong khi đỡ xe, nhưng thể tích thay đổi liên tục theo hành trình bánh nên đó là buồng làm việc chứ không phải nơi dự trữ. Lựa chọn "Compressor" là nguồn tạo ra khí nén, nó hút khí trời rồi đẩy đi chứ không tích trữ phần khí đã nén.

Đáp án đúng: "More precise camber control through travel". Hệ treo tay đòn kép có hai đòn ngang dài ngắn khác nhau, nên khi bánh nhún lên xuống, người thiết kế chọn được chiều dài và góc đặt hai đòn để góc nghiêng ngang của bánh biến thiên theo ý muốn, bù phần thân xe nghiêng khi vào cua và giữ vệt tiếp xúc lốp nằm phẳng. Trụ MacPherson chỉ có một đòn dưới cộng ống giảm chấn làm trụ xoay, nên góc nghiêng ngang bị ràng buộc theo quỹ đạo của đòn duy nhất đó. Lựa chọn "Lower packaging efficiency for low hood lines" nêu một bất lợi chứ không phải ưu điểm, và thực tế chính trụ MacPherson cao mới chiếm chiều cao khoang máy, cái tay đòn kép tốn là bề ngang. Lựa chọn "Higher unsprung mass in all cases" hỏng ở chữ mọi trường hợp, khối lượng không được treo phụ thuộc vật liệu và kết cấu cụ thể. Lựa chọn "No benefit to handling" mâu thuẫn với chính lý do kiểu treo này được chọn.