Đồ án Thiết kế ly hợp ô tô

Đây là đồ án thiết kế ly hợp ô tô, hy vọng các bạn sẽ tải về tham khảo đề có thể dễ dàng bảo vệ thành công đồ án cùa mình.

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINHVIỆN CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ LY HỢP Ô TÔ

Giáo viên hướng dẫn: Phạm Văn ThứcSinh viên thực hiện: Trần Minh KhảiMSSV: 2051130289

Lớp: CO20D

TP HỒ CHÍ MINH, ngày 30 tháng 5 năm 2023

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay trong công cuộc đổi mới đất nước, công nghiệp hóa và hiện đại hóa là nhu cầu tất yếu của một nước phát triển Cùng với sự phát triển của các lĩnh vực, lĩnh vực giao thông cũng nắm vai trò chủ đạo, đặc biệt trong vấn đề vận chuyển và đi lại Trong các phương tiện giao thông, ô tô được sử dụng phổ biến nhất để phục vụ các nhu cầu của con người trong cuộc sống như vận tải hàng hóa, du lịch Do đó đòi hỏi nghành ô tô luôn cần có sự đổi mới, tối ưu hóa về mặt kỹ thuật, hoàn thiện hơn về mặt công nghệ để nâng cao tính hiện đại, tính kinh tế trong quá trình vận hành.

Đối với các sinh viên, đồ án môn học nói chung và đồ án thiết kế ô tô nói riêng nhằm giúp sinh viên có thể vận dụng những kiến thức đã học vào thực tế, phát huy khà năng tư duy và sáng tạo trong quá trình nghêun cứu và công tác về sau này.

Được sự hướng dẫn của thầy Phạm Văn Thức, sự góp ý thực tế của các bạn và sự cố gắng của bản thân trong thời gian cho phép em đã hoàn thành đồ án này một cách tốt nhất Tuy không phải là đồ án đầu tiên, nhưng do thời gian có hạn, kiến thức còn thiếu sốt và hạn chế, sự tiếp xúc với thực tế còn ít nên đồ án không thể tránh khỏi những sai sót, mong được các bạn và thầy cô góp ý thể đồ án sau được tốt hơn Em xin chân thành cảm ơn.

Sinh viên thực hiện

Trần Minh Khải

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ Ô TÔ

THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP1/ Số liệu ban đầu

- Loại xe: tải Công thức bánh xe: 4x2 Khối lượng xe đầy tải (kg): 16000 - Khối lượng xe đầy tải phân bố lên cầu sau chủ động (kg): 11000.

- Loại động cơ: Diesel

+ Công suất cực đại (Nemax)/ vòng quay (nN): 177/2400 kW/v/ph

+ Mômen xoắn cực đại (Memax)/ ở vòng quay (nM): 706/1450 Nm/v/ph

2/ Tham khảo: Các ô tô cùng loại3/ Nội dung thuyết trình

- Tính toán thiết kết ly hợp

- Tính toàn thiết kế điều khiển dẫn động ly hợp

4/ Yêu cầu sơ đồ, bản vẽ

- Sơ đồ nguyên lý ly hợp thiết kết (khổ tự chọn) - Bản vẽ lắp ly hợp (khổ A1)

- Bản vẽ cụm, chi tiết.

Ngày giao nhiệm vụ: 20/3/2023Ngày hoàn thành: 30/5/2023

2.3 Xác định các kích thước cơ bản của ly hợp 17

2.4 Tính công trượt riêng của ly hợp 18

2.5 Tính toán sức bền một số chi tiết chủ yếu của ly hợp 22

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ LY HỢP 1 Công dụng, yêu cầu, phân loại

1.1 Công dụng

Ly hợp là một cụm quan trọng của hệ thống truyền lực, thực hiện nhiệm vụ:

- Ly hợp dùng để truyền Mômen xoắn từ trục khuỷu động cơ đến các cụm tiếp theo của hệ thống truyền lực Khi nối êm dịu động cơ đang làm việc với hệ thống truyền lực (lúc này ly hợp có sự trượt) làm cho mômen ở các bánh xe chủ động tăng lên từ từ Do đó, xe khởi hành và tăng tốc êm.

- Ly hợp dùng để tách nối động cơ với hệ thống truyền lực khi khởi hành, dừng xe, chuyển số và cả khi phanh xe Ở hệ thống truyền lực cơ khí với hộp số có cấp việc dùng ly hợp để tách tức thời động cơ khỏi hệ thống truyền lực sẽ làm giảm va đập đầu răng của các bánh răng khi vào số hoặc của các khớp gài và làm cho quá trình đổi số được dễ dàng.

- Ly hợp còn là cơ cấu an toàn bảo đảm cho động cơ và hệ thống truyền lực khỏi bị quá tải dưới tác dụng động và Mômen quán tính Ví dụ như trong trường hợp phanh đột ngột và không nhả ly hợp.

1.2 Yêu cầu

Ly hợp phải thoả mãn các yêu cầu sau:

- Đảm bảo truyền hết được mômen của động cơ xuống hệ thống truyền lực mà không bị trượt ở mọi điều kiện sử dụng.

- Khi xe khởi hành hoặc chuyển số, quá trình đóng ly hợp phải êm dịu để giảm tải trọng động tác động lên hệ thống truyền lực Tức là, Mômen ma sát hình thành ở ly hợp phải tăng từ từ khi đóng ly hợp; có vậy mới tránh được hiện tượng giật xe và gây dập răng của các bánh răng trong hộp số cũng như các cơ cấu truyền động khác trong hệ thống truyền lực

- Việc mở ly hợp phải dứt khoát và nhanh chóng Nghĩa là khi mở ly hợp, phần bị động phải tách hoàn toàn khỏi phần chủ động Như vậy momen quán tính quy dẫn của trục khuỷu và momen xoắn của động cơ bị triệt tiêu khỏi hệ trục của ly hợp khi gài số, nếu không sẽ gây khó khăn cho việc gài số

- Khối lượng các chi tiết, mômen quán tính của phần bị động của ly hợp phải

nhỏ để giảm tải trọng động tác dụng lên các bánh răng và bộ đồng tốc khi sang số - Mômen ma sát không đổi khi ly hợp ở trạng thái đóng.

- Có khả năng thoát nhiệt tốt để tránh làm nóng các chi tiết khi ly hợp bị trượt trong quá trình làm việc.

- Điều khiển ly hợp nhẹ nhàng tránh gây mệt mỏi cho người lái xe, có khả năng tự động hoá dẫn động điều khiển.

- Giá thành của bộ ly hợp rẻ, tuổi thọ cao, kết cấu đơn giản kích thước nhỏ gọn, dễ tháo lắp và sửa chữa bảo dưỡng.

- Có khả năng trượt khi bị quá tải Nếu không làm nhiệm vụ an toàn, khi phanh xe đột ngột xe sẽ chuyển động chậm dần với gia tốc tịnh tiến chậm dần là jp = dυυdυt ( là tốc độ tịnh tiến của xe trong quá trình phanh), và các chi tiết quay trong hệ thống truyền lực cũng quay chậm dần tương ứng Nếu ly hợp đang đóng thì trục khuỷu động cơ cũng quay chậm dần với gia tốc góc là :

ih: Tỷ số truyền của hộp số;

io: Tỷ số truyền của truyền lực chính;

Mômen này sẽ truyền qua ly hợp để tác dụng lên hệ thống truyền lực Do khi phanh xe đột ngột vận tốc v giảm nhanh làm cho dυυdυt tăng đột ngột, điều này khiến cho Mj truyền xuống hệ thống truyền lực tăng Cũng theo lý thuyết ôtô, giá trị lớn nhất của Mj đạt được khi gia tốc phanh jp đạt giá trị cực đại Jmax.

Jmax=(dυtdυ )max

Trong đó :

φ: Hệ số bám giữa lốp với mặt đường khi phanh;

δ: Hệ số xét đến ảnh hưởng của các khối lượng quay trong hệ thống truyền lực; có thể tính gần đúng bằng :  = 1+(0,040,06).ih2; với ih là tỷ số truyền

Thực nghiệm chứng tỏ rằng Mjmax có giá trị lớn hơn Mômen xoắn cực đại của động cơ rất nhiều lần và có thể làm cho hệ thống truyền lực phía dưới bị quá tải Do đó để tránh hiện tượng trên ly hợp phải tự trượt Điều đó có nghĩa là ly hợp còn có tác dụng như một cơ cấu an toàn, bảo vệ cho hệ thống truyền lực không bị quá tải khi phanh đột ngột mà không kịp mở ly hợp.

1.3 Phân loại

Ly hợp trên ôtô thường được phân loại thành 4 loại: + Phân loại theo phương pháp truyền mômen + Phân loại theo trạng thái làm việc của ly hợp.

+ Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép + Phân loại theo phương pháp dẫn động ly hợp.

1.3.1 Phân loại theo phương pháp truyền mômen

Theo phương pháp truyền mômen từ trục khuỷu của động cơ đến hệ thống truyền lực thì người ta chia ly hợp ra thành 4 loại sau :

Loại 1 : Ly hợp ma sát - là ly hợp truyền mômen xoắn bằng các bề mặt ma sát,

nó gồm các loại sau :

- Theo hình dáng bề mặt ma sát gồm có : Ly hợp ma sát loại đĩa (một đĩa, haiđĩa hoặc nhiều đĩa); Ly hợp ma sát loại hình nón (đĩa côn); Ly hợp ma sát loạihình trống (kiểu tang trống và guốc ma sát ép vào tang trống).

+ Kiểu hình nón và hình trống ngày nay không dùng nữa vì Mômen quán tính của phần bị động khá lớn, ảnh hưởng không tốt đến việc gài số

Ly hợp một đĩa ma sát Ly hợp hai đĩa ma sát + Ly hợp ma sát một đĩa được dùng ở hầu hết trên tất cả các loại ôtô và máy kéo nhờ kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, việc mở ly hợp dễ dứt khoát và Mômen quán tính của phần bị động nhỏ.

+ Kiểu ly hợp ma sát hai đĩa chỉ được dùng trên xe tải lớn to (vì cần truyền Mômen quay lớn) Nhược điểm của kiểu này là kết cấu phức tạp, việc mở ly hợp khó dứt khoát (khó cách ly các đĩa bị động khỏi phần chủ động); tuy nhiên việc đóng ly hợp là êm dịu hơn loại một đĩa (nhờ sự tiếp xúc của các bề mặt ma sát được tiến hành từ từ hơn).

- Hiện nay, ly hợp ma sát loại đĩa được sử dụng rất rộng rãi, vì nó có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo và khối lượng phần bị động của ly hợp tương đối nhỏ Còn ly hợp ma sát loại hình nón và hình trống ít được sử dụng, vì phần bị động của ly hợp có trọng lượng lớn sẽ gây ra tải trọng động lớn tác dụng lên các cụm và các chi tiết của hệ thống truyền lực.

- Theo vật liệu chế tạo bề mặt ma sát gồm có : + Thép với gang.

+ Thép với thép.

+ Thép với phêrađô hoặc phêrađô đồng + Gang với phêrađô.

+ Thép với phêrađô cao su.

- Theo đặc điểm của môi trường ma sát gồm có : + Ma sát khô.

+ Ma sát ướt (các bề mặt ma sát được ngâm trong dầu) - Theo đặc điểm kết cấu của lò xo ép:

- Ban đầu ly hợp ở trạng thái đóng nhờ lò xo trụ ép đĩa ép và đĩa ma sát vào bánh đà.Momen được truyền từ trục I đến trục II nhờ momen ma sát sinh ra trên bề mặt đĩa ma sát.

- Mở ly hợp: lực từ bàn đàp thông qua cơ cấu dẫn động ( không thể hiện trên hình) đẩy ổ bi tỳ 5 dịch chuyển sang trái tác dụng lực vào đòn mở thông qua cơ cấu đòn bẩy ép lò xo lại, kéo đĩa ép qua phải tách hai bề mặt ma sát ngắt momen truyền từ I sang II.

* Ưu điểm: Kiểu này có kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, có độ tin cậy cao (nếu

một lò xo bị gẫy ly hợp vần làm việc được).

* Nhược điểm: là áp lực sinh ra ở các bề mặt ma sát dễ không đều.

+

Ly hợp ma sát cơ khí kiểu lò xo ép trung tâm : chỉ gồm duy nhất một lò xo hình côn (hoặc có thể một hoặc hai lò xo trụ) bố trí ở giữa Nhờ vậy áp suất sinh ra ở các bề mặt ma sát là đồng đều Tuy nhiên độ tin cậy thấp (nếu lò xo gẫy thì ly hợp mất tác dụng), kết cấu đòn mở phức tạp và điều chỉnh rất khó khăn nên ít sử

* Nguyên lý làm việc: tương tự như ly hợp ma sát cơ khí lò xo trụ nhưng ở

đây ổ bi tỳ 8 tác dụng trực tiếp lên lò xo đĩa nón cụt (không có đòn mở).

* Ưu điểm: Chỉ có một lò xo kiểu đĩa nón cụt bố trí ở giữa nên áp lực phân

bố đều lên bề mặt ma sát Lò xo làm luôn nhiệm vụ đòn mở nên kết cấu rất gọn nhẹ Đặc tính của là xo là phi tuyến nên lực để mở ly hợp hầu như không tăng thêm như loại lò xo hình trụ; vì vậy điều khiển nhẹ nhàng hơn.

* Nhược điểm: không thể điều chỉnh khe hở giữa đòn mở và bạc mở khi tấm

ma sát bị mòn nên ly hợp kiểu này chỉ sử dụng trên xe du lịch và khách cở nhỏ có đặc tính động lực tốt, sử dụng trong điều kiện đường tốt (ít phải sang số).

Loại 2 : Ly hợp thủy lực - là ly hợp truyền mômen xoắn bằng năng lượng của

chất lỏng (thường là dầu) Ưu điểm nổi bậc của ly hợp thủy lực là rất êm dịu (nhờ tính chất dễ trượt của chất lỏng) nhờ vậy giảm được tải trọng động cho động cơ và hệ thống truyền lực Tuy vậy ly hợp thủy lực lại mở không dứt khoát vì luôn có Mômen dư (dù số vòng quay của động cơ rất thấp) gây khó khăn cho việc gài số Vì vậy ly hợp thủy lực thường được dùng kết hợp với một ly hợp ma sát cơ khí để ngắt hoàn toàn ly hợp khi gài số.

Ngoài ra ly hợp thuỷ lực luôn luôn có sự trượt (ít nhất 23%) do vậy gây thêm) do vậy gây thêm tổn hao công suất động cơ và do đó tăng tiêu hao nhiên liệu của xe Mặc khác ly hợp thủy lực đòi hỏi cao về độ chính xác và kín khít cũng như dầu đặc biệt (có độ nhờn và nhiệt độ đông đặc thấp, không sủi bọt, ) nên giá thành ly hợp nói riêng và ôtô nói chung rất cao Vì vậy loại ly hợp thủy lực ít được sử dụng trên ôtô, hiện tại mới được sử dụng ở một số loại xe đặc biệt có công suất riêng lớn.

Loại 3 : Ly hợp điện từ - là ly hợp truyền mômen xoắn nhờ tác dụng của từ

trường nam châm điện Ly hợp điện từ truyền động êm dịu Tuy vậy kết cấu kồng kềnh nên ít dùng trên ôtô mà thường được sử dụng trên tàu hoả, máy công trình

Loại 4 : Ly hợp liên hợp - là ly hợp truyền mômen xoắn bằng cách kết hợp hai

trong các loại kể trên (ví dụ như ly hợp thủy cơ) Loại này ít được sử dụng trên xe.

1.3.2 Phân loại theo trạng thái làm việc của ly hợp

Theo trạng thái làm việc của ly hợp thì người ta chia ly hợp ra thành 2 loại sau: - Ly hợp thường đóng : loại này được sử dụng hầu hết trên các ôtô hiện nay.

- Ly hợp thường mở : loại này được sử dụng ở một số máy kéo bánh hơi như C-100 , C-80 , MTZ2

1.3.3 Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép

Theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép ngoài thì người ta chia ra các

- Lò xo trung tâm (dùng lò xo côn).

Theo đặc điểm kết cấu của lò xo có thể dùng lò xo trụ, lò xo đĩa, lò xo côn Trong các loại trên thì ly hợp dùng lò xo trụ bố trí xung quanh được áp dụng khá phổ biến trên các ôtô hiện nay, vì nó có ưu điểm kết cấu gọn nhẹ, tạo được lực ép lớn theo yêu cầu và làm việc tin cậy.

Loại 2 : Ly hợp điện từ : lực ép là lực điện từ.

Loại 3 : Ly hợp ly tâm : là loại ly hợp sử dụng lực ly tâm để tạo lực ép đóng và mở ly hợp Loại này ít được sử dụng trên các ôtô quân sự.

Loại 4 : Ly hợp nửa ly tâm : là loại ly hợp dùng lực ép sinh ra ngoài lực ép của lò xo còn có lực ly tâm của trọng khối phụ ép thêm vào Loại này có kết cấu phức tạp nên chỉ sử dụng ở một số ôtô du lịch như ZIN-110, POBEDA

1.3.4 Phân loại theo phương pháp dẫn động ly hợp

Theo phương pháp dẫn động ly hợp thì người ta chia ly hợp ra thành 2 loại sau : Loại 1 : Ly hợp điều khiển tự động.

Loại 2 : Ly hợp điều khiển cưỡng bức.

Để điều khiển ly hợp thì người lái phải tác động một lực cần thiết lên hệ thống dẫn động ly hợp Loại này được sử dụng hầu hết trên các ôtô dùng ly hợp loại đĩa ma sát ở trạng thái luôn đóng.

Theo đặc điểm kết cấu, nguyên lý làm việc của hệ thống dẫn động ly hợp thì người ta lại chia ra thành 3 loại sau :

Đối với ly hợp thường đóng (dùng lò xo ép), muốn mở ly hợp người ta phải dùng hệ thống điều khiển để truyền lực từ bàn đạp ly hợp đến đĩa ép nhằm thắng lực ép lò xo, tách đĩa ép khỏi đĩa ma sát bị động.Điều khiển ly hợp có thển là điều khiển cơ khí, điều khiển thủy lực.Điều khiển ly hợp có trợ lực được áp dụng rộng rãi nhằm giảm lực điều khiển cho người lái xe nhất là xe tải và xe khách có tải trọng lớn.Việc trợ lực cho ly hợp có thể là khí nén, trợ lực chân không hoặc lò xo.

1.4.1 Điều khiển cơ khí

1 Bàn đạp; 2 Thanh kéo; 3 Đòn trung gian; 4 Thanh đẩy; 5 Càng mở (bên ngoài); 6 Càng mở (bên trong); 7 Lò xo hồi vị; 8 Ổ bi tỳ; 9 Giá tùy động;

10 Nạng mở; 11 Đĩa ép; 12 Bánh đà; 13 Tấm ma sát.

* Nguyên lý làm việc: Lực tác dụng từ bàn đạp 1 sẽ thông qua đòn bẩy để

kéo thanh kéo 2,đẩy thanh 4 qua phải làm quay càng mở 5-6 để ép vào ổ bi tỳ

- Hiệu suất thấp khi mòn và cũ.

1.4.2 Điều khiển thủy lực

1 Bánh đà 2 Đĩa bị động 3 Đòn mở 4 Giá tùy động 5 Bạc mở và ổ bi tỳ; 6 Lò xo hồi vị và ổ bi tỳ; 7 Bàn đạp; 8 Xilanh chính 9 Xi lanh công tác: 10 Nạng

mở 11 Ống trượt 12 Đĩa ép

* Nguyên lý làm việc: Dưới tác dụng của lái xe từ bàn đạp, dầu trong

xilanh chính 8 sẽ theo đường ống để đến xylanh công tác 9.Dầu cao áp sẽ đẩy piston và do đó đẩy cần piston quay càng mở 10 tiến hành mở ly hợp.

* Ưu điểm:

+ Khắc phục được hiện tượng mòn rơ các khớp + Có tính khuyếch đại cao.

+ Hiệu suất cao, độ cứng vững cao.

+ Giảm tải trọng động , có khả năng hạn chế tốc độ dịch chuyển của đĩa ép + Dễ lắp đặt.

* Nhược điểm:

+ Kết cấu phức tạp,yêu cầu độ kín khít cao + Làm việc kém tin cậy khi có rò rỉ.

+ Giá thành cao

+ Bảo dưỡng sửa chữa phức tạp.

1.4.3 Điều khiển ly hợp có trợ lực

Điều khiển ly hợp có trợ lực cho phép giảm nhẹ lực điều khiển của lái xe trong quá trình mở ly hợp Vì vậy được sử dụng phổ biến trên hầu hết các loại ôtô.

1.4.3.1 Trợ lực lò xo

Điều khiển ly hợp có trợ lực lò xo (hoặc trợ lực chân không) với khả năng trợ lực không lớn nên sử dụng hạn chế trên một số xe con hoặc xe tải nhỏ.

* Nguyên lý trợ lực: Khi không mở ly hợp lò xo có tác dụng như một lò xo hồi

vị để kéo bàn đạp về vị trí ban đầu Khi mở ly hợp, vị trí bàn đạp di chuyển quanh tâm cố định làm cho đầu di động của lò xo di chuyển theo và vì vậy phương của lực kéo lò xo chuyển dần về phía bên kia của tâm quay bàn đạp Tại vị trí bàn đạp ứng với lúc mở ly hợp hoàn toàn, lực của lò xo có tác dụng hỗ trợ lực cho bàn đạp của người lái, làm giảm lực tác dụng của người lái xe trong quá trình mở ly hợp.

* Nguyên lý trợ lực: Dưới tác dụng của lực bàn đạp để mở ly hợp, cần đẩy với

van sẽ dịch chuyển tương đối với thanh đẩy làm mở van cấp khí nén.Khí nén từ bình chứa qua van theo đường ống đến xilanh trợ lực khí nén Lực do áp suất khí nén tạo trong xylanh sẽ đẩy cần piston cùng với lực đẩy trên cần đẩy tiến hành mở ly hợp Khi thôi tác dụng lên bàn đạp, dưới tác dụng của các lò xo hồi vị các chi tiết trở về vị trí ban đầu, còn khí nén từ xylanh trợ lực trở về van rồi qua các đường thông ra ngoài khí quyển.

b) Điều khiển thủy lực trợ lực khí nén

1 Bánh đà; 2 Đĩa bị động; 3 Đòn mở; 4 Giá tùy động; 5 Bạc mở và ổ bi tỳ; 6 Lò xo hồi vị và ổ bi tỳ; 7 Bàn đạp; 8 Xilanh chính; 9 Xi lanh công tác; 10 Nạng

mở; 11 Ống trượt; 12 Đĩa ép.

* Nguyên lý trợ lực: Dưới tác dụng lực lái xe từ bàn đạp 1, dầu trong xilanh

chính sẽ theo đường ống để đến xilanh công tác Dầu cao áp sẽ đẩy piston để tiến hành mở ly hợp Đồng thời áp suất dầu cũng tác dụng lên piston của xilanh 13 điều khiển mở van cấp khí nén cho hệ thống trợ lực Khí nén từ bình chứa qua van rồi đến xilanh trợ lực khí nén hỗ trợ thêm lực mở ly hợp Khi thôi tác dụng lên bàn đạp, dưới tác dụng của các lò xo hồi vị, dầu trong các xilanh sẽ trở về, còn khí nén từ xilanh trợ lực trở về van rồi qua các đường thông ra ngoài khí quyển

CHƯƠNG II: NỘI DUNG TÍNH TOÁN

* Số liệu ban đầu

- Loại xe: tải

- Công thức bánh xe: 4x2

- Khối lượng xe đầy tải (kg): 16000

- Khối lượng xe đầy tải phân bố lên cầu sau chủ động (kg): 11000 - Loại động cơ: Diesel

- Công suất cực đại (Nemax)/ vòng quay (nN): 177/2400 kW/v/ph

- Mômen xoắn cực đại (Memax)/ ở vòng quay (nM): 706/1450 Nm/v/ph

2 Tính toán các thông số

2.1 Tính toán các thông số cơ bản của ô tô:2.1.1 Trọng lượng của toàn bộ ô tô:

Trọng lượng toàn bộ ô tô được xác định theo công thức sau:

2.1.2 Bán kính làm việc của bánh xe chủ động:

Bán kính làm việc của bánh xe được xác định theo công thức sau:

Ly hợp cần được thiết kế sao cho nó phải truyền được hết mômen của động cơ và đồng thời bảo vệ được cho hệ thống truyền lực khỏi bị quá tải Với hai yêu cầu như vậy mômen ma sát của ly hợp được tính theo công thức:

 - hệ số dự trữ của ly hợp.

Hệ số  phải lớn hơn 1 để đảm bảo truyền hết mômen của động cơ trong mọi trường hợp (Khi bề ma sát bị dầu mỡ rơi vào, khi các lò xo ép bị giảm tính đàn hồi làm giảm mô-men ma sát của ly hợp, khi các tấm ma sát bị mòn) Tuy nhiên hệ số  cũng không được chọn lớn quá để tránh tăng kích thước đĩa bị động và tránh cho hệ thống truyền lực bị quá tải đảm bảo được chức năng của cơ cấu an toàn

Tra trang 32 Sách hướng dẫn "Tính toán thiết kế ôtô- Đặng Quý”, ta xác định hệ số dự trữ của ly hợp:

Với ô tô tải không kéo moóc: β = 1,6 ÷ 2,25 Với ô tô tải làm việc có kéo moóc: β = 2,0 ÷ 3,0 Với ô tô du lịch: β = 1,3 ÷ 1,75

 Ta chọn  = 2 đối với ô tô tải không có moóc  Vậy mômen ma sát của ly hợp cần truyền:

Mms = .Memax = 2.706 = 1412 Nm

2.3 Xác định các kích thước cơ bản của ly hợp:

2.3.1 Bán kính hình vành khăn của bề mặt ma sát đĩa bị động:

Bán kính ngoài của tấm ma sát ly hợp được xác định :

√ 3 β Memax

Trong đó :

- µ: hệ số ma sát của ly hợp Theo bảng 3.1/34-35 Sách hướng dẫn "Tính toán thiết kế ôtô- Đặng Quý”, ta có µ = 0,25 ÷ 0,35

→ Chọn µ = 0,3

- Zms : Số đôi bề mặt ma sát

→ Do ly hợp 2 đĩa bị động nên chọn Zms = 4

- p : Áp suất pháp tuyến của các bề mặt ma sát Để đảm bảo tuổi thọ cho các tấm ma sát giá trị p cho phép là [p] =1,4.105÷2,5.105 [N/m2 ].Vì ly hợp làm việc trong điều kiện nhẹ nên có thể chọn áp suất theo giới hạn trên: p=2,2.105 [N/m2 ]

- KR : Hệ số tỷ lệ giữa bán kính trong và ngoài bề mặt ma sát

2.4 Tính công trượt riêng của ly hợp:

Khi đóng ly hợp có thể xảy ra hai trường hợp :

- Đóng ly hợp đột ngột tức là để động cơ làm việc ở số vòng quay cao rồi đột ngột thả bàn đạp ly hợp Trường hợp này không tốt nên phải tránh.

- Đóng ly hợp một cách êm dịu : Người lái thả từ từ bàn đạp ly hợp khi xe khởi động tại chỗ sẽ làm tăng thời gian đóng ly hợp và do đó sẽ tăng công trượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp Trong sử dụng thường sử dụng phương pháp này nên ta tính công trượt sinh ra trong trường hợp này.

Quá trình đóng êm dịu ly hợp bao giờ cũng kèm theo sự trượt của ly hợp giữa các đôi bề mặt ma sát Sự trượt của ly hợp làm cho các đôi bè mặt ma sát mòn đồng thời sinh nhiệt làm nóng các chi tiết tiếp xúc với bề mặt trượt Nếu cường độ trượt quá mạnh sẽ làm mòn nhanh các bề mặt ma sát và nhiệt sinh ra sẽ rất lớn, có thể làm cháy cục bộ các tấm ma sát, làm nung nóng lò xo ép, từ đó có thể làm giảm tính đàn hồi của lò xo.

Vì vậy việc xác định công trượt, công trượt riêng của ly hợp để hạn chế sự mòn, khống chế nhiệt độ cực đại nhằm đảm bảo tuổi thọ cho ly hợp là hết sức cần thiết.

2.4.1 Mômen quán tính quy dẫn Ja [kg.m2]:

Mômen quán tính khối lượng qui dẫn Ja được xác định từ điều kiện cân bằng động năng khi ôtô đang chuyển động theo [1]:

Trong đó:

Ga: Trọng lượng toàn bộ của ôtô, Ga = 16000.9,81 = 156960 [N]

Gm: Trọng lượng toàn bộ của rơ moóc hoặc đoàn xe kéo theo, Gm = 0 [N] g: Gia tốc trọng trường, g = 9,81 [m/s2]

rbx: Bán kính làm việc của bánh xe chủ động, rbx = 0,508 [m]

ih: Tỷ số truyền của hộp số Tính công trượt cho số một, ih1 = 6,615 ip: Tỷ số truyền số phụ Không có hộp số phụ, ip = 1

io: Tỷ số truyền của truyền lực chính

t : Hệ số tính đến các khối lượng chuyển động quay trong hệ thống truyền lực; trong tính toán có thể lấy bằng t = 1,05  1,06 Chọn  = 1,05

Thay vào phương trình (1-6), ta được:

→ Ja=(156960+09,81 )(6,615.1 6,143)0,5082 2=1,27[kg m2]

2.4.2 Mômen cản chuyển động quy dẫn Ma [N.m]:

Mômen cản chuyển động của xe quy dẫn về trục ly hợp được tính theo công thức sau:

Trong đó:

- ψ : Hệ số cản tổng cộng của đường ψ = f + tg với f = 0,02 là hệ số cản lăn,  =00 là góc dốc của mặt đường ψ =0,02 + tg00 = 0,02

- Pω: Lực cản của không khí Khi khởi hành xe thì Pω= 0 (tốc độ quá nhỏ) - it: Tỷ số truyền chung của hệ thống truyền lực ( it = io.ih1.ip = 40,64) - ηt: Hiệu suất của hệ thống truyền lực Đối với xe tải chọn ηt = 0,85 Thay vào phương trình (1-7), ta được:

Ma=[(156960+0 ).0,02+0]40,64.0,850,508 =46,16 N m

2.4.3 Tính thời gian trượt ly hợp trong các giai đoạn (t1 và t2):

Thời gian đóng ly hợp được chia làm hai giai đoạn :

Thời gian đóng ly hợp ở giai đoạn đầu được xác định theo công thức:

- k: Hệ số tỷ lệ kể đến nhịp độ tăng mômen khi đóng ly hợp và được xác định theo công thức kinh nghiệm: Đối với xe tải k = 150 ÷ 750 [Nm/s] → Chọn k = 300 [Nm/s]

- A: Là biểu thức rút gọn được tính theo công thức :

Rõ ràng ta thấy công trượt tăng lên theo hiệu số (ωm - ωa) tăng và đạt giá trị cực đại khi ωa = 0 (xe khởi động tại chỗ) Tốc độ góc trục khuỷu động cơ khi đóng ly hợp có thể thừa nhận không đổi và đạt giá trị ứng với mômen cực đại của động cơ Do đó: