Đồ án Kết cấu ô tô GVHD Chu Văn Huỳnh ĐỒ ÁN KẾT CẤU Ô TÔ Họ và tên Trần Văn Đức Lớp 64DCOT02 Mã sinh viên 64DCOT3045 Giáo viên hướng dẫn Chu Văn Huỳnh MỤC LỤC MỤC LỤC 2 LỜI NÓI ĐẦU 4 CHƯƠNG 1 5 TỔNG Q.
Đồ án: Kết cấu ô tô GVHD: Chu Văn Huỳnh ĐỒ ÁN KẾT CẤU Ô TÔ Họ tên: Trần Văn Đức Lớp : 64DCOT02 Mã sinh viên: 64DCOT3045 Giáo viên hướng dẫn: Chu Văn Huỳnh Sinh viên thực hiện: Trần Văn Đức Đồ án: Kết cấu ô tô GVHD: Chu Văn Huỳnh MỤC LỤC MỤC LỤC .2 LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN HỆ THỐNG LY HỢP TRÊN ÔTÔ CÔNG DỤNG, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI LY HỢP TRÊN Ơ TƠ 1.1 Cơng dung ly hợp: 1.2 Phân loại ly hợp 1.2.1 Phân loại theo phương pháp truyền mômen 1.2.2 Phân loại theo trạng thái làm việc ly hợp 1.2.3 Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép đĩa ép 1.2.4 Phân loại theo phương pháp dẫn động ly hợp 1.3 Yêu cầu ly hợp CÁC HỆ THỐNG LY HỢP PHỔ BIẾN : .9 2.1 Sơ đồ cấu tạo ly hợp loại đĩa ma sát khô 2.1.1 Ly hợp ma sát khô đĩa .9 2.1.2 Ly hợp ma sát khô hai đĩa 2.2 Cấu tạo chung ly hợp loại đĩa ma sát khô 10 2.3 Ly hợp thủy lực 11 2.4 Ly hợp điện từ 12 CHƯƠNG 14 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ .14 1.LỰA CHỌN LOẠI LY HỢP .14 PHƯƠNG ÁN CHỌN LOẠI LÒ XO ÉP 14 2.1.Lò xo trụ: 14 2.2.Lò xo côn xoắn: 15 2.3.Lò xo đĩa: 16 ĐĨA BỊ ĐỘNG CỦA LY HỢP 16 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN DẪN ĐỘNG 17 4.1.Dẫn động khí : .18 4.2.Dẫn động khí có trợ lực khí nén : 19 4.3.Dẫn động thủy lực 20 Sinh viên thực hiện: Trần Văn Đức Đồ án: Kết cấu ô tô GVHD: Chu Văn Huỳnh 4.4.Dẫn động thủy lực có trợ lực chân không 21 5.TÍNH CHỌN CÁC THƠNG SỐ VÀ CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN 23 5.1.Xác định mômen ma sát mà ly hợp cần truyền 24 5.2.Xác định thơng số kích thước ly hợp: 24 6.TÍNH KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA LY HỢP .26 6.1 Tính cơng trượt 26 6.2.Kiểm tra công trượt riêng 29 6.3 Kiểm tra nhiệt độ chi tiết .30 6.4.Tính bền chi tiết ly hợp 30 6.4.1 Tính sức bền đĩa bị động 30 6.4.2 Tính sức bền moay đĩa bị động 32 6.4.3 Tính lò xo ép : 34 6.4.4Tính lị xo giảm chấn .37 6.5 Tính tốn thiết kế dẫn động ly hợp 41 6.5.1.Xác định lực hành trình bàn đạp: .41 6.5.2.Thiết kế hệ thống dẫn động thủy lực .42 6.5.3.Thiết kế trợ lực chân không: 46 6.5.3.1.Xác định lực mà cường hóa phải thực hiện: 46 6.5.3.2.Xác định thiết diện màng sinh lực hành trình màng sinh lực 46 6.5.3.3.Tính lị xo hồi vị màng sinh lực: 47 KẾT LUẬN CHUNG 49 TÀU LIỆU THAM KHẢO 50 Sinh viên thực hiện: Trần Văn Đức Đồ án: Kết cấu tơ GVHD: Chu Văn Huỳnh LỜI NĨI ĐẦU Giao thơng vận tải chiếm vị trí quan trọng kinh tế quốc dân, đặc biệt nước có kinh tế phát triển Có thể nói mạng lưới giao thơng vận tải mạch máu quốc gia, quốc gia muốn phát triển thiết phải phát triển mạng lưới giao thông vận tải Trong hệ thống giao thông vận tải ngành giao thơng đường đóng vai trò chủ đạo phần lớn lượng hàng người vận chuyển nội địa ôtô Mục tiêu tính tốn thiết kế hệ thống ly hợp cho xe ôtô 16 chỗ ngồi sở xe ôtô FORD TRANSIT Hệ thống ly hợp xe ôtô cụm chi tiết chịu ảnh hưởng lớn điều kiện địa hình, mơi trường khí hậu nhiệt độ Cụm ly hợp lắp FORD TRANSIT loại ly hợp ma sát khô đĩa thường đóng Các lị xo ép bố trí xung quanh, có hệ dẫn động điều khiển khí có cường hóa khí nén Việc nắm vững phương pháp tính tốn thiết kế, quy trình vận hành, tháo lắp điều chỉnh, bảo dưỡng cấp sửa chữa lớn ly hợp việc cần thiết Từ ta nâng cao khả vận chuyển, giảm giá thành vận chuyển, tăng tuổi thọ xe, đồng thời giảm cường độ lao động cho người lái Do lần thiết kế tính tốn với khối lượng kiến thức tổng hợp cịn có mảng chưa nắm vững dù cố gắng tham khảo tài liệu giảng mơn có liên quan song đồ án em tránh sai sót Hơn hạn chế trình độ thời gian, kinh nghiệm thực tế thiếu, số vấn đề mà em chưa thể sâu vào chi tiết mà em dùng thông số tham khảo xe.Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy giáo mơn trực tiếp hướng dẫn, bảo tận tình giúp em hoàn thành nhiệm vụ giao Hà Nội, Ngày 16 tháng 12 năm 2016 Sinh viên thiết kế Trần Văn Đức Sinh viên thực hiện: Trần Văn Đức Đồ án: Kết cấu ô tô GVHD: Chu Văn Huỳnh CHƯƠNG TỔNG QUAN HỆ THỐNG LY HỢP TRÊN ÔTÔ CÔNG DỤNG, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI LY HỢP TRÊN Ơ TƠ 1.1 Cơng dung ly hợp: Ly hợp cụm hệ thống truyền lực ôtô Ly hợp phận liên kết động hệ thống truyền lực, ly hợp ơtơ bố trí sau động cơ, trước hộp số Nó có cơng dụng: + Nối động với hệ thống truyền lực ôtô di chuyển + Ngắt động khỏi hệ thống truyền lực trường hợp ôtô khởi hành chuyển số + Đảm bảo cấu an toàn cho chi tiết hệ thống truyền lực không bị tải (như trường hợp phanh đột ngột không nhả ly hợp) Ở hệ thống truyền lực khí với hộp số có cấp, việc dùng ly hợp để tách tức thời động khỏi hệ thống truyền lực làm giảm va đập đầu răng, khớp gài, làm cho trình đổi số dễ dàng Khi nối êm dịu động làm việc với hệ thống truyền lực (lúc ly hợp có trượt) làm cho mơmen bánh xe chủ động tăng lên từ từ Do đó, xe khởi hành tăng tốc êm Còn phanh xe đồng thời với việc tách động khỏi hệ thống truyền lực, làm cho động hoạt động liên tục (khơng bị chết máy) Do đó, khơng phải khởi động động nhiều lần 1.2 Phân loại ly hợp Ly hợp ôtô thường phân loại theo cách: + Phân loại theo phương pháp truyền mômen + Phân loại theo trạng thái làm việc ly hợp + Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép đĩa ép + Phân loại theo phương pháp dẫn động ly hợp 1.2.1 Phân loại theo phương pháp truyền mômen Theo phương pháp truyền mômen từ trục khuỷu động đến hệ thống truyền lực người ta chia ly hợp thành loại sau : * Loại 1: Ly hợp ma sát - ly hợp truyền mômen xoắn bề mặt ma sát, gồm loại sau : + Theo hình dáng bề mặt ma sát gồm có : Sinh viên thực hiện: Trần Văn Đức Đồ án: Kết cấu ô tô GVHD: Chu Văn Huỳnh - Ly hợp ma sát loại đĩa (một đĩa, hai đĩa nhiều đĩa) - Ly hợp ma sát loại hình nón - Ly hợp ma sát loại hình trống Hiện nay, ly hợp ma sát loại đĩa sử dụng rộng rãi, có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo khối lượng phần bị động ly hợp tương đối nhỏ Cịn ly hợp ma sát loại hình nón hình trống sử dụng, phần bị động ly hợp có trọng lượng lớn gây tải trọng động lớn tác dụng lên cụm chi tiết hệ thống truyền lực + Theo vật liệu chế tạo bề mặt ma sát gồm có : - Thép với gang - Thép với thép - Thép với phêrađô phêrađô đồng - Gang với phêrađô - Thép với phêrađô cao su + Theo đặc điểm mơi trường ma sát gồm có : - Ma sát khô - Ma sát ướt (các bề mặt ma sát ngâm dầu) Ưu điểm ly hợp ma sát : kết cấu đơn giản, dễ chế tạo Nhược điểm ly hợp ma sát : bề mặt ma sát nhanh mòn tượng trượt tương q trình đóng ly hợp, chi tiết ly hợp bị nung nóng nhiệt tạo phần công ma sát Tuy nhiên ly hợp ma sát sử dụng phổ biến ôtô ưu điểm * Loại 2: Ly hợp thủy lực - ly hợp truyền mômen xoắn lượng chất lỏng (thường dầu) Ưu điểm ly hợp thủy lực : làm việc bền lâu, giảm tải trọng động tác dụng lên hệ thống truyền lực dễ tự động hóa q trình điều khiển xe Nhược điểm ly hợp thủy lực : chế tạo khó, giá thành cao, hiệu suất truyền lực nhỏ tượng trượt Loại ly hợp thủy lực sử dụng ôtô, sử dụng số loại xe ôtô du lịch, ôtô vận tải hạng nặng vài ôtô quân Sinh viên thực hiện: Trần Văn Đức Đồ án: Kết cấu ô tô GVHD: Chu Văn Huỳnh * Loại : Ly hợp điện từ - ly hợp truyền mômen xoắn nhờ tác dụng từ trường nam châm điện Loại sử dụng xe ôtô * Loại : Ly hợp liên hợp - ly hợp truyền mômen xoắn cách kết hợp hai loại kể (ví dụ ly hợp thủy cơ) Loại sử dụng xe ôtô 1.2.2 Phân loại theo trạng thái làm việc ly hợp Theo trạng thái làm việc ly hợp người ta chia ly hợp thành loại sau : + Ly hợp thường đóng : loại sử dụng hầu hết ôtô + Ly hợp thường mở: loại sử dụng số máy kéo bánh C-80, C-100, MTZ2 1.2.3 Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép đĩa ép Theo phương pháp phát sinh lực ép đĩa ép ngồi người ta chia loại ly hợp sau : Loại : Ly hợp lò xo - ly hợp dùng lực lị xo tạo lực nén lên đĩa ép, gồm loại sau : + Lò xo đặt xung quanh : lị xo bố trí vịng trịn đặt hai hàng + Lị xo trung tâm (dùng lị xo cơn) Theo đặc điểm kết cấu lị xo dùng lị xo trụ, lị xo đĩa, lị xo Trong loại ly hợp dùng lị xo trụ bố trí xung quanh áp dụng phổ biến ơtơ nay, có ưu điểm kết cấu gọn nhẹ, tạo lực ép lớn theo yêu cầu làm việc tin cậy Loại : Ly hợp điện từ - lực ép lực điện từ Loại : Ly hợp ly tâm - loại ly hợp sử dụng lực ly tâm để tạo lực ép đóng mở ly hợp Loại sử dụng ôtô quân Loại : Ly hợp nửa ly tâm - loại ly hợp dùng lực ép sinh lực ép lị xo cịn có lực ly tâm trọng khối phụ ép thêm vào Loại có kết cấu phức tạp nên sử dụng số ôtô du lịch ZIN-110, POBEDA 1.2.4 Phân loại theo phương pháp dẫn động ly hợp Theo phương pháp dẫn động ly hợp người ta chia ly hợp thành loại sau : + Loại : Ly hợp điều khiển tự động + Loại : Ly hợp điều khiển cưỡng Sinh viên thực hiện: Trần Văn Đức Đồ án: Kết cấu ô tô GVHD: Chu Văn Huỳnh Để điều khiển ly hợp người lái phải tác động lực cần thiết lên hệ dẫn động ly hợp Loại sử dụng hầu hết ôtô dùng ly hợp loại đĩa ma sát trạng thái ln đóng Theo đặc điểm kết cấu, nguyên lý làm việc hệ dẫn động ly hợp người ta lại chia thành loại sau : + Dẫn động khí + Dẫn động thủy lực khí kết hợp + Dẫn động trợ lực : trợ lực khí (dùng lị xo), trợ lực khí nén trợ lực thủy lực Nhờ có trợ lực mà người lái điều khiển ly hợp dễ dàng, nhẹ nhàng 1.3 Yêu cầu ly hợp Ly hợp cụm hệ thống truyền lực ôtô, làm việc ly hợp phải đảm bảo yêu cầu sau : + Truyền hết mômen động xuống hệ thống truyền lực mà không bị trượt điều kiện làm việc Muốn mơmen ma sát ly hợp phải lớn mơmen cực đại động (có nghĩa hệ số dự trữ mômen ly hợp phải lớn 1) + Đóng ly hợp phải êm dịu, để giảm tải trọng va đập sinh hộp số khởi hành ôtô sang số lúc ôtô chuyển động + Mở ly hợp phải dứt khốt nhanh chóng, tách động khỏi hệ thống truyền lực thời gian ngắn (vì mở khơng dứt khốt làm cho khó gài số êm dịu) + Mơmen qn tính phần bị động ly hợp phải nhỏ để: giảm tải trọng động tác dụng lên bánh đồng tốc sang số ; nhanh chóng có đồng tốc bánh chủ động bánh bị động hộp số gài số êm dịu, giảm va đập lên bánh + Mô men ma sát không đổi ly hợp trạng thái đóng + Điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ tránh gây mệt mỏi cho người lái xe + Các bề mặt ma sát phải thoát nhiệt tốt + Giá thành ly hợp rẻ, tuổi thọ cao, kết cấu đơn giản kích thước nhỏ gọn, dễ tháo lắp sửa chữa bảo dưỡng Sinh viên thực hiện: Trần Văn Đức Đồ án: Kết cấu ô tô GVHD: Chu Văn Huỳnh + Ly hợp làm nhiệm vụ phận an toàn để tránh tải cho hệ thống truyền lực Ly hợp có khả trượt bị tải Tất yêu cầu trên, đề cập đến trình chọn vật liệu, thiết kế tính tốn chi tiết ly hợp CÁC HỆ THỐNG LY HỢP PHỔ BIẾN : 2.1 Sơ đồ cấu tạo ly hợp loại đĩa ma sát khô 2.1.1 Ly hợp ma sát khơ đĩa Hình 1.1 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô đĩa 1-bánh đà; 2-đĩa ma sát; 3- đĩa ép; 4-lò xo ép; 5- vỏ ly hợp; 6-bạc mở 7-bàn đạp; 8-lò xo hồi vị bàn đạp; 9-đòn kéo; 10- mở; 11-bi T 12- đòn mở; 13- lò xo giảm chấn 2.1.2 Ly hợp ma sát khơ hai đĩa Hình 1.2 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô hai đĩa 1- bánh đà ; 2- lò xo đãi ép trung gian ; 3- đĩa ép trung gian ; 4- đĩa ma sát 5- đĩa ép ngồi ; 6- bulơng hạn chế ; 7- lị xo ép ; 8- vỏ ly hợp ; 9- bạc mở 10- trục ly hợp ; 11-bàn đạp ; 12- lò xo hồi vị bàn đạp ly hợp ; 13- kéo 14- mở ; 15- bi ‘’T’’ ; 16- đòn mở ; 17- lò xo giảm chấn Sinh viên thực hiện: Trần Văn Đức Đồ án: Kết cấu ô tô GVHD: Chu Văn Huỳnh 2.2 Cấu tạo chung ly hợp loại đĩa ma sát khô Đối với hệ thống ly hợp, mặt cấu tạo người ta chia thành phận : + Cơ cấu ly hợp : phận thực việc nối ngắt truyền động từ động đến hệ thống truyền lực + Dẫn động ly hợp : phận thực việc điều khiển đóng mở ly hợp Trong phần này, ta xét cấu tạo cấu ly hợp, gồm phần : bánh đà, đĩa ma sát đĩa ép + Nhóm chi tiết chủ động gồm bánh đà, vỏ ly hợp, đĩa ép, đòn mở lò xo ép Khi ly hợp mở hồn tồn chi tiết thuộc nhóm chủ động quay bánh đà + Nhóm chi tiết bị động gồm đĩa ma sát, trục ly hợp Khi ly hợp mở hoàn toàn chi tiết thuộc nhóm bị động đứng yên Theo sơ đồ cấu tạo Hình 1.1 - vỏ ly hợp bắt cố định với bánh đà bulơng, đĩa ép dịch chuyển tịnh tiến vỏ có phận truyền mơmen từ vỏ vào đĩa ép Các chi tiết bánh đà 1, đĩa ép 3, lò xo ép 4, vỏ ly hợp gọi phần chủ động ly hợp chi tiết đĩa ma sát gọi phần bị động ly hợp Các chi tiết lại thuộc phận dẫn động ly hợp Đối với số ôtô vận tải cần phải truyền mômen lớn người ta sử dụng ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động So với ly hợp ma sát khơ đĩa bị động ly hợp ma sát khơ hai đĩa bị động có ưu nhược điểm sau : + Nếu kích thước đĩa bị động lực ép ly hợp hai đĩa truyền mômen lớn ly hợp đĩa + Nếu phải truyền mômen ly hợp hai đĩa có kích thước nhỏ gọn ly hợp đĩa + Ly hợp hai đĩa đóng êm dịu mở lại dứt khoát ly hợp đĩa + Ly hợp hai đĩa có kết cấu phức tạp ly hợp đĩa Theo sơ đồ cấu tạo Hình 1.2 - bao gồm phận chi tiết ly hợp đĩa Điểm khác biệt ly hợp hai đĩa có hai đĩa ma sát liên kết then hoa với trục ly hợp 10 Vì có hai đĩa ma sát nên ngồi đĩa ép cịn có thêm đĩa ép trung gian ly hợp hai đĩa phải bố trí cấu truyền mơmen từ vỏ bánh đà sang đĩa ép đĩa ép trung gian Vì nhược điểm ly hợp hai đĩa mở không dứt khốt nên loại ly hợp người ta phải bố trí cấu để tạo điều kiện Sinh viên thực hiện: Trần Văn Đức 10 ... động ly hợp 1.3 Yêu cầu ly hợp CÁC HỆ THỐNG LY HỢP PHỔ BIẾN : .9 2.1 Sơ đồ cấu tạo ly hợp loại đĩa ma sát khô 2.1.1 Ly hợp ma sát khô đĩa .9 2.1.2 Ly hợp. .. tính tốn chi tiết ly hợp CÁC HỆ THỐNG LY HỢP PHỔ BIẾN : 2.1 Sơ đồ cấu tạo ly hợp loại đĩa ma sát khô 2.1.1 Ly hợp ma sát khô đĩa Hình 1.1 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô đĩa 1-bánh đà; 2-đĩa ma... ÔTÔ CÔNG DỤNG, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI LY HỢP TRÊN Ô TÔ 1.1 Công dung ly hợp: Ly hợp cụm hệ thống truyền lực ơtơ Ly hợp phận liên kết động hệ thống truyền lực, ly hợp ôtô bố trí sau động cơ, trước