Đồ án kết cấu tính toán ô tô 2 (1)

Trường Đại học Cơng nghệ GTVT Khoa Cơ khí ĐỒ ÁN LÝ THUYẾT Ơ TƠ Tính tốn thết kế ly hợp xe ô tô 29 chỗ Sinh viên thực Lớp Giáo viên hướng dẫn : : : Dương Anh Chưởng 71DCOT24 Chu Văn Huỳnh Hà nội , ngày 15 tháng năm 2022 MỤC LỤC Lời Nói Đầu CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LY HỢP TRÊN ÔTÔ 1.1 CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU CỦA LY HỢP 1.1.1 Công dụng ly hợp 1.1.2 Phân loại ly hợp 1.1.3 Yêu cầu ly hợp 1.2 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA LY HỢP LOẠI ĐĨA MA SÁT KHÔ 1.2.1 Sơ đồ cấu tạo ly hợp loại đĩa ma sát khô 1.2.2 Cấu tạo chung ly hợp loại đĩa ma sát khô 1.2.3 Nguyên lý làm việc ly hợp loại đĩa ma sát khô 1.3 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA LY HỢP THỦY LỰC 1.3.1 Sơ đồ cấu tạo ly hợp thủy lực 1.3.2 Nguyên lý làm việc ma sát thủy lực 1.4 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA LY HỢP ĐIỆN TỪ 1.4.1 Sơ đồ cấu tạo ly hợp điện từ 1.4.2 Nguyên lý làm việc ly hợp điện từ Nguyên lý làm việc : CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ LY HỢP TRÊN XE DU LỊCH 29 CHỖ LỜI NĨI ĐẦU Ơ tô phương tiện vận tải chủ yếu tương lai Nó đóng vai trị quan trọng đời sống người phát triển quốc gia Ô tô không phương tiện chủ yếu để chuyên chở hành khách, hàng hóa mà ngày với phát triển bậc công nghệ ô tô tác phẩm nghệ thuật, thể vẻ đẹp, sang trọng hồn mỹ Ơ tơ phương tiện chủ chốt ngành giao thông vận tải không ngừng phát triển quy mô chất lượng để tạo điều kiện cho kinh tế phát triển ,vì nước ta Đảng nhà nước trọng phát triển ngành công nghiệp ôtô Công nghiệp ô tô Việt Nam bước đầu thịnh hành phát triển nên dừng lại việc nhập tổng thành, lắp ráp mẫu xe sẵn có, chế tạo số chi tiết đơn giản sửa chữa Do đó, vấn đề lớn đặt giai đoạn tìm hiểu nắm vững kết cấu cụm hệ thống xe đại, phục vụ trình khai thác, sử dụng đạt hiệu cao nhất, từ bước làm chủ công nghệ Xuất phát từ yêu cầu đặc điểm đó, em thực nhiệm vụ đồ án kết thúc mơn học Đồ án kết cấu tính tốn mơn học : “ Tính tốn thiết kế ly hợp xe 29 chỗ ” 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 Trong trình làm đồ án, em cảm ơn giúp đỡ thầy giáo Chu Văn Huỳnh Bộ mơn Cơ Khí Ơtơ - Đại học Cơng nghệ GTVT, giúp đỡ bạn Với nỗ lực thân, đồ án em hồn thành Tuy nhiên trình độ thời gian có hạn, kinh nghiệm thực tế cịn thiếu, nên đồ án em chắn nhiều thiếu sót Em mong thầy giáo bạn đóng góp ý kiến, để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Chu Văn Huỳnh toàn thể bạn tận tình giúp đỡ em hồn thành đồ án CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LY HỢP TRÊN ÔTÔ 1.1 CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU CỦA LY HỢP 1.1.1 Công dụng ly hợp Trong hệ thống truyền lực ôtô, ly hợp cụm chính, 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 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 mômen 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 (không bị chết máy) Do đó, khơng phải khởi động động nhiều lần 1.1.2 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 1.1.2.1 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 : 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 : + 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 : 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 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 1.1.2.2 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 100 , C - 80 , MTZ2 1.1.2.3 Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép đĩa ép Theo phương pháp phát sinh lực ép đĩa ép người ta chia loại ly hợp sau : Loại : Ly hợp lò xo : ly hợp dùng lực lò xo tạo lực nén lên đĩa ép, gồm loại sau : - Lị xo đặt xung quanh : lò xo bố trí vịng trịn đặt hai hàng - Lò 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 ơtơ quân Loại : Ly hợp nửa ly tâm : loại ly hợp dùng lực ép sinh ngồi 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 1.1.2.4 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 Để điều khiển ly hợp người lái phải tác động lực cần thiết lên hệ thống 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 thống 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 1.1.3 Yêu cầu ly hợp Ly hợp hệ thống chủ yếu ôtô, làm việc ly hợp phải đảm bảo yêu cầu sau : - Truyền hết mômen động mà không bị trượt điều kiện sử dụng Muốn mơmen ma sát ly hợp phải lớn mơmen cực đại động (có nghĩa hệ số dự trữ mômen b 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 lực va đập lên bánh khởi hành sang số - Điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ - Các bề mặt ma sát phải thoát nhiệt tốt - Kết cấu ly hợp phải đơn giản, dễ điều chỉnh chăm sóc, tuổi thọ cao Ly hợp làm nhiệm vụ phận an toàn để tránh tải cho hệ thống truyền lực Tất yêu cầu trên, đề cập đến trình chọn vật liệu, thiết kế tính tốn chi tiết ly hợp 1.2 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA LY HỢP LOẠI ĐĨA MA SÁT KHÔ 1.2.1 Sơ đồ cấu tạo ly hợp loại đĩa ma sát khơ Hình 1.1 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô đĩa - bánh đà ; - đĩa ma sát ; - đĩa ép - lò xo ép ; - vỏ ly hợp ; - bạc mở - bàn đạp ; - lò xo hồi vị bàn đạp - đòn kéo ; 10 - mở; ; 11 - bi "T" 12 - đòn mở ; 13 - lị xo giảm chấn Hình 1.2 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô hai đĩa - bánh đà ; - lò xo đĩa ép trung gian - đĩa ép trung gian ; - đĩa ma sát ; - đĩa ép - bulơng hạn chế ; - lị xo ép ; - vỏ ly hợp - 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 1.2.2 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 bulông, 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 khô 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 mơmen 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 Ở ly hợp hai đĩa phải bố trí cấu truyền mômen 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 cho ly hợp mở dứt khốt Trên hình 1.2 cấu thực lị xo đĩa ép trung gian bu lông điều chỉnh Khi mở ly hợp lị xo đẩy đĩa ép trung gian tách khỏi đĩa ma sát bên đĩa ép trung gian chạm vào đầu bu lơng điều chỉnh dừng lại nên đĩa ma sát bên tự - Bộ phận dẫn động điều khiển ly hợp gồm : bàn đạp ly hợp, đòn dẫn động, mở ly hợp, đòn mở ly hợp bạc mở ly hợp Ngoài ra, tùy theo loại ly hợp mà thêm phận dẫn động thủy lực, khí nén xilanh xilanh công tác 1.2.3 Nguyên lý làm việc ly hợp loại đĩa ma sát khô Nguyên lý làm việc theo hình 1.1 : Trạng thái đóng ly hợp : trạng thái lò xo đầu tựa vào vỏ 5, đầu cịn lại tì vào đĩa ép tạo lực ép để ép chặt đĩa bị động với bánh đà làm cho phần chủ động phần bị động tạo thành khối cứng Khi mômen từ động truyền từ phần chủ động sang phần bị động ly hợp thông qua bề mặt ma sát đĩa bị động với đĩa ép lò xo ép Tiếp mơmen truyền vào xương đĩa bị động qua giảm chấn 13 đến moayơ truyền vào trục ly hợp Lúc bi "T" 11 đầu địn mở 12 có khe hở từ 3-4 mm tương ứng với hành trình tự bàn đạp ly hợp từ 30-40 mm Trạng thái mở ly hợp : cần ngắt truyền động từ động tới trục sơ cấp hộp số người lái tác dụng lực vào bàn đạp thơng qua địn kéo mở 10, bạc mở mang bi "T" 11 dịch chuyển sang trái Sau khắc phục hết khe hở bi "T" 11 tì vào đầu địn mở 12 Nhờ có khớp lề đòn mở liên kết với vỏ nên đầu đòn mở 12 kéo đĩa ép nén lò xo lại để dịch chuyển sang phải Khi bề mặt ma sát phận chủ động bị động ly hợp tách ngắt truyền động từ động tới trục sơ cấp hộp số Nguyên lý làm việc theo hình 1.2 : Trạng thái đóng ly hợp : trạng thái lò xo ép đầu tựa vào vỏ ly hợp 8, đầu cịn lại tì vào đĩa ép tạo lực ép để ép chặt toàn đĩa ma sát đĩa ép trung gian với bánh đà làm cho phần chủ động phần bị động tạo thành khối cứng Khi mômen từ động truyền từ phần chủ động sang phần bị động ly hợp thông qua bề mặt ma sát đĩa ma sát đĩa ép trung gian với đĩa ép lị xo ép Tiếp mômen truyền vào xương đĩa bị động qua giảm chấn 17 đến moayơ truyền vào trục ly hợp Lúc bi "T" 15 đầu đòn mở 16 có khe hở từ 3-4 mm tương ứng với hành trình tự bàn đạp ly hợp từ 30-40 mm Trạng thái mở ly hợp : cần ngắt truyền động từ động tới trục sơ cấp hộp số người lái tác dụng lực vào bàn đạp 11 thơng qua địn kéo 13 kéo mở 14, bạc mở mang bi "T" 15 dịch chuyển sang trái Sau khắc phục hết khe hở bi "T" 15 tì vào đầu địn mở 16 Nhờ có khớp lề đòn mở liên kết với vỏ nên đầu đòn mở 16 kéo đĩa ép nén lò xo lại để dịch chuyển sang phải tạo khe hở đĩa ma sát với đĩa ép, đĩa ép trung gian bánh đà Khi bề mặt ma sát phận chủ động bị động ly hợp tách ngắt truyền động từ động tới trục sơ cấp hộp số Ngoài trạng thái làm việc trên, ly hợp cịn xuất trạng thái trượt tương đối bề mặt ma sát ly hợp Hiện tượng thường xuất đóng ly hợp (xảy thời gian ngắn) gặp tải (phanh đột ngột mà không nhả ly hợp) 1.3 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA LY HỢP THỦY LỰC 1.3.1 Sơ đồ cấu tạo ly hợp thủy lực Hình 1.3 Sơ đồ cấu tạo hệ thống ly hợp thủy lưc 1.3.2 Nguyên lý làm việc ma sát thủy lực Nguyên lý làm việc : Bánh bơm bánh tua bin có cá cánh tạo thành rãnh dẫn hướng dàu Khi động hoạt động , bánh bơm quay , cánh nghiêng bên truyền động đẩy chất lỏng từ mép mép Chất lỏng khỏi cánh bánh bơm , đập vào cánh bánh tua bin Ở chất lỏng truyền động làm quay tua bin trục bị động Chất lỏng chảy truyền lượng cánh bánh , tạo thành dịng tuần hồn khép kín ( mũi tên ) với vận tốc cao quay bánh Sự truyền lượng chất lỏng từ cánh bánh bơm sang bánh tua bin tạo nên mô men xoắn gây quay bánh tua bin 1.4 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA LY HỢP ĐIỆN TỪ 1.4.1 Sơ đồ cấu tạo ly hợp điện từ Đó loại ly hợp mà mơ men hình thành ly hợp nhờ momen điện từ Ly hợp điện từ truyền động êm dịu Tuy kết cấu kồng kềnh nên dùng ơtơ mà thường sử dụng tàu hoả, máy công trình Hình 1.4 Sơ đồ cấu tạo ly hợp điện từ 1.4.2 Nguyên lý làm việc ly hợp điện từ Nguyên lý làm việc : Kết cấu li hợp ma sát sử dụng lực ép điện tử trình bày hình 9.21 Cấu tạo chúng bao gồm: cuộn dây 2, đĩa di động liên kết với đĩa ép 1, đĩa thép cố định với bánh đà đĩa bị động Trên đĩa thép cố định với bánh đà bố trí vịng tiếp xúc dẫn điện vào cuộn dây Ngồi đĩa thép đĩa di động có lị xo hỗ trợ ép ban đầu để ép đĩa bị động ô tô khởi hành hay làm việc tốc độ thấp Khi nâng cao số vòng quay hay tăng tốc, lực cản mặt đường tăng, cường độ dòng diện tăng lên, tăng lực ép từ trường lên đĩa ép Khi chuyển số dòng điện tới cuộn dây bị cắt, thực gái số Khi động ngừng hoạt động, đóng li hợp lượng điện bình điện với thời gian ngắn CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ LY HỢP TRÊN XE DU LỊCH CHỖ 2.1 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ