CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CỤM LY HỢP Ly hợp là một phần từ không thể thiếu trong hệ thống truyền lực (HTTL) của ôtô.Nó nối động cơ với hộp số. Nếu không có nó thì các bánh răng hộp số, HTTL sẽ phải chịu lớn lực xung kích, mô men xung lượng của lực xung kích, mô men lực quán tính trong những thời điểm khác nhau khi vận hành ô tô. Ví dụ: Khi sang số, khi phanh.1.1.Công dụng: Tách và nối 2 bộ phận là động cơ và hệ thống truyền lực trong những trường hợp cần thiết. Là bộ phận an toàn bảo vệ cho chi tiết của hệ thống không bị quá tải.1.2.Yêu cầu : Ly hợp phải truyền hết được mô men của động cơ xuống hệ thống truyền lực mà không bị trượt . Ly hợp ngắt dứt khoát, đóng êm dịu để giảm tải trọng động tác động lên hệ thống truyền lực. Mô men 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. Mô men ma sát không đổi khi ly hợp ở trạng thái đóng. Ly hợp phải có khả năng trượt khi quá tải. Điều khiển ly hợp phải nhẹ nhàng tránh gây mệt mỏi cho người lái xe. Khi có hiện tượng cộng hưởng ly hợp phải có khả năng dập tắt dao động nhằm nâng cao chất lượng truyền lực. Giá thành của bộ ly hợp rẻ, tuổi thọ cao,kết cấu đơn giản, kích thước gọn nhẹ,dễ tháo lắp và sửa chữa bảo dưỡng. 1.3.Phân loại ly hợp: Ta có thể phân loại ly hợp theo các phương pháp sau: 1.3.1. Theo phương pháp truyền mô men.1.3.1.1. Ly hợp ma sát: Truyền mômen từ động cơ sang trục sơ cấp hộp số thông qua bề mặt ma sát. Sơ đồ cấu tạo: 1.Bánh đà ; 2. đĩa ma sát ; 3. đĩa ép ; 4. trục ly hợp ; 5.vỏ ; 6. bạc mở ; 7. càng mở ;8. bi T ; 9 . đòn mở ; 10. lò xo giảm chấn ; 11. trục khuỷu ; 12. càng mở ly hợpHình 1.1: Ly Hợp ma sát Nguyên lý làm việc. + Đóng ly hợp: Khi người lái không đạp chân vào bàn đạp ly hợp, không còn lực tác dụng vào lò xo màng 9. Lò xo màng sẽ ép đĩa ép (3) vào đĩa bị động ép chặt đĩa bị động vào bánh đà thông qua bề mặt ma sát mômen được truyền từ bánh đà sang trục của ly hợptheo hai đường. Đường thứ nhất từ bánh đà qua bề mặt ma sát phía bên trái của đĩa bị động Đường thứ hai mômen từ bánh đà truyền qua vỏ trong ly hợp qua đòn mở đến đĩa ép thông qua bề mặt ma sát phía bên trái của đĩa bị động mômen được truyền từ đĩa ép sang đĩa bị động. Đĩa bị động được nối với trục ly hợp nhờ khớp nối then hoa nên mômen đường truyền từ đĩa bị động sang trục ly hợp. + Khi mở ly hợp: Người lái đạp chân vào bàn đạp qua hệ thống dẫn động lực người lái tác động vào lò xo màng 9 tác dụng như đòn mở đĩa ép chuyển động sang bên phải tách khỏi bề mặt của đĩa ma sát nên đĩa ma sát tách khỏi bề mặt của bánh đà, do đó mômen đông cơ không truyền được sang trục ly hợp. Ưu nhược điểm:+ Ưu điểm: Giá thành hạ Xung lực tác dụng từ mặt đường lên giảm.+ Nhược điểm. Khả năng giảm quá tải không cao. Độ êm dịu khi khởi động, đi số, về số phụ thuộc rất nhiều vào trình độ người lái. Khi phanh xe ở tốc độ cao gây quá tải cho HTTL (có thể làm chết máy, gãy trục cơ) ảnh hưởng đến việc điều khiển vận hành xe.1.3.1.2. Ly hợp thuỷ lực. Truyền mômen thông qua chất lỏng Sơ đồ cấu tạo: Gồm hai phần. + Phần chủ động là phần bánh bơm, bánh đà. + Phần bị động là bánh tua bin nối với trục sơ cấp của hộp giảm tốc. Trong không gian của bánh bơm và bánh tua bin là dầu thuỷ lực Sơ đồ cấu tạo của ly hợp thuỷ lực. 1 . Bánh tua bin ; 2.lắp ; 3. bánh bơm ; 4. cánh cong ; 5. tấm ngăn ngoài ;6. tấm ngăn trong 7 . đường dầu vào ;8 . bình tản nhiệt ; 9. van an toàn 10. bơm dầu ; 11. Thùng dầu ; 12. van xảHình 1.2 . Ly hợp thuỷ lực Nguyên lý làm việc.+ Khi động cơ quay bánh bơm (3) quay theo, dẫn đến chất lỏng trượt theo rãnh của bánh bơm (theo hướng từ trong ra ngoài). Khi tới khe hở giữa bánh bơm và bánh tua bin chất lỏng đập vào cánh tua bin làm cánh tua bin quay nên trục sơ cấp của hộp số quay. Khi tới đầu vào của cánh tua bin chất lỏng lại quay trở lại bánh bơm tạo ra chu kỳ kín. Khi tốc độ động cơ lớn nên vận tốc chất lỏng lớn, do vậy động năng truyền cho bánh tua bin lớn.+ Trạng thái ngắt: Khi số vòng quay động cơ nhỏ không đủ cho bánh tua bin quay nên mômen không truyền từ động cơ ra trục ly hợp được. + Trạng thái đóng: Số vòng quay động cơ tăng làm cánh tua bin quay mômen được truyền từ động cơ sang trục ly hợp. Khi chủ động ngắt nhanh ly hợp xả van (12)dầu thoát ra ngoài bình chứa, ly hợp ngắt momen không truyền từ động cơ sang trục ly hợp. Ưu nhược điểm:+ Ưu điểm: Đóng ly hợp êm dịu không giật. Bảo vệ được HTTL. Khi xuống dốc giảm ga bánh tua bin thành bánh chủ động bánh bơm thành bánh bị động, động cơ tạo thành máy nén khí đóng vai trò như phanh làm bánh xe xuống dốc từ từ.+ Nhược điểm: Chế tạo phức tạp đòi hỏi độ chính xác cao. Giá thành đắt. 1.3.1.3. Ly hợp điện từ: Truyền mô men thông qua lực điện từ.Sơ đồ cầu tạo. Hình 1.3 . Ly hợp điện từ Nguyên lý làm việc:+ Mở ly hợp: Khi không cấp điện cho cuộn dây (3) không có lực từ trường trong cuộn dây nên phần chủ động (1) và phần bị động (4) không hút nhau nên khi động cơ quay mômen không truyền ra trục ly hợp (5).+ Đóng ly hợp: khi cấp điện cho cuộn dây (3) xuất hiện lực điện từ trong cuộn dây nên xuất hiện lực hút giữa bánh đà (1) và lõi sắt bị động (4). Như vậy khi bánh đà (1) quay làm (4) quay theo. Do đó mômen được truyền từ động cơ sang trục ly hợp. Tuy vậy lực hút giữa (1) và (4) không đủ lớn nên ở khi hở giữa (1) và (4) người ta đưa vào những mạt sắt khi có đường sức từ đi qua chúng sắp xếp thành đường theo hướng của đường sức tạo thành dây sắt cứng nối (1) và (4) với nhau làm tăng ma sát nên việc truyền mômen giữa (1) sang (4) được tăng lên. Ưu nhược điểm.
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tính tốn cụm ly hợp xe Mazda MỤC LỤC MỤC LỤC .1 LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I .3 TỔNG QUAN VỀ CỤM LY HỢP 1.1.Công dụng: 1.2.Yêu cầu : 1.3.Phân loại ly hợp: Cấu tạo trợ lực : 16 1.4 Phân tích kết cấu - chọn phương án thiết kế ly hợp ô tô 17 1.4.1 Các ly hợp tơ loại thường đóng 17 1.4.2 Phương án chọn lò xo ép 20 1.4.3 Đĩa bị động ly hợp 21 CHƯƠNG II 24 KẾT CẤU CHI TIẾT HỆ THỐNG LY HỢP XE MAZDA .24 2.1 Giới thiệu xe tham khảo phân tích đặc điểm kết cấu ly hợp xe tham khảo 24 2.2 Tính tốn thiết kế hệ thống ly hợp : 29 CHƯƠNG III 47 THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG LY HỢP 47 3.1 Xác định lực hành trình bàn đạp khơng có trợ lực 47 3.2 Đường kính xy lanh cơng tác: 48 3.3 Thiết kế trợ lực chân không 49 CHƯƠNG IV 52 CHẨN ĐOÁN, BẢO DƯỠNG VÀ SỮA CHỮA LY HỢP 52 TRÊN XE MAZDA 52 4.1 Những hư hỏng thường gặp ly hợp 52 4.2 Quy trình tháo lắp ly hợp 54 Kết luận 65 Tài liệu tham khảo 66 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tính tốn cụm ly hợp xe Mazda LỜI NÓI ĐẦU Cùng với phát triển nhanh chóng khoa học kỹ thuật nói chung, ngành cơng nghiệp chế tạo ơtơ nói riêng vài thập kỷ gần có bước phát triển nhanh chóng vượt bậc với nhiều loại ôtô đại đời, nhờ thành tựu c5ác lĩnh vực điện tử, tin học, khí, vật liệu dần hồn thiện để đáp ứng nhu cầu ngày cao người ngành kinh tế khác Trong trình phát triển kinh tế xã hội nước ta với chủ trương “Cơng nghiệp hố - đại hố” có nhiều loại ơtơ nhập lắp ráp Việt Nam Dòng xe du lịch ngày sử dụng rộng rãi chúng có nhiều tính ưu việt: điều khiển dễ dàng, an tồn, độ bền tốt có kích thước nhỏ gọn nên lại dễ dàng đường hẹp đặc biệt đường giao thông đô thị thành phố lớn nước ta Với mục tiêu nghiên cứu thiết kế hệ thống ly hợp theo hướng giảm nhẹ lao động người lái, giảm hành trình bàn đạp, song kết cấu phải đơn giản em giao nhiệm vụ thiết kế ly hợp xe ôtô Trong trình làm đồ án, thân cố gắng giúp đỡ thầy Bộ mơn ơtơ, Khoa Cơ khí trường Đại học vận tải song khả thời gian có hạn nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong hướng dẫn, phê bình thầy, đồng nghiệp Em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn, giúp đỡ tận tình thầy giáo hướng Vĩnh Yên, ngày 30 tháng 05 năm 2019 Sinh viên Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tính tốn cụm ly hợp xe Mazda CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CỤM LY HỢP Ly hợp phần từ thiếu hệ thống truyền lực (HTTL) ơtơ.Nó nối động với hộp số Nếu khơng có bánh hộp số, HTTL phải chịu lớn lực xung kích, mơ men xung lượng lực xung kích, mơ men lực qn tính thời điểm khác vận hành ô tô Ví dụ: Khi sang số, phanh 1.1.Công dụng: - Tách nối phận động hệ thống truyền lực trường hợp cần thiết - Là phận an toàn bảo vệ cho chi tiết hệ thống không bị tải 1.2.Yêu cầu : - Ly hợp phải truyền hết mô men động xuống hệ thống truyền lực mà không bị trượt - Ly hợp ngắt dứt khốt, đóng êm dịu để giảm tải trọng động tác động lên hệ thống truyền lực - Mô men quán tính phần bị động ly hợp phải nhỏ để giảm tải trọng động tác dụng lên bánh đồng tốc sang số Mô men ma sát không đổi ly hợp trạng thái đóng - Ly hợp phải có khả trượt tải - Điều khiển ly hợp phải nhẹ nhàng tránh gây mệt mỏi cho người lái xe - Khi có tượng cộng hưởng ly hợp phải có khả dập tắt dao động nhằm nâng cao chất lượng truyền lực -Giá thành ly hợp rẻ, tuổi thọ cao,kết cấu đơn giản, kích thước gọn nhẹ,dễ tháo lắp sửa chữa bảo dưỡng 1.3.Phân loại ly hợp: Ta phân loại ly hợp theo phương pháp sau: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tính toán cụm ly hợp xe Mazda 1.3.1 Theo phương pháp truyền mô men 1.3.1.1 Ly hợp ma sát: - Truyền mômen từ động sang trục sơ cấp hộp số thông qua bề mặt ma sát - Sơ đồ cấu tạo: s 11 10 12 1.Bánh đà ; đĩa ma sát ; đĩa ép ; trục ly hợp ; 5.vỏ ; bạc mở ; mở ; bi T ; đòn mở ; 10 lò xo giảm chấn ; 11 trục khuỷu ; 12 mở ly hợp Hình 1.1: Ly Hợp ma sát * Nguyên lý làm việc + Đóng ly hợp: Khi người lái không đạp chân vào bàn đạp ly hợp, khơng cịn lực tác dụng vào lị xo màng Lò xo màng ép đĩa ép (3) vào đĩa bị động ép chặt đĩa bị động vào bánh đà thông qua bề mặt ma sát mômen truyền từ bánh đà sang trục ly hợptheo hai đường Đường thứ từ bánh đà qua bề mặt ma sát phía bên trái đĩa bị động Đường thứ hai mômen từ bánh đà truyền qua vỏ ly hợp qua địn mở đến đĩa ép thơng qua bề mặt ma sát phía bên trái đĩa bị động mômen truyền từ đĩa ép sang đĩa bị động Đĩa bị động nối với trục ly hợp nhờ khớp nối then hoa nên mômen đường truyền từ đĩa bị động sang trục ly hợp + Khi mở ly hợp: Người lái đạp chân vào bàn đạp qua hệ thống dẫn động lực người lái tác động vào lò xo màng tác dụng đòn mở đĩa ép chuyển động sang bên phải tách khỏi bề mặt đĩa ma sát nên đĩa ma sát tách khỏi bề mặt bánh đà, mơmen đơng không truyền sang trục ly hợp * Ưu nhược điểm: + Ưu điểm: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tính tốn cụm ly hợp xe Mazda - Giá thành hạ - Xung lực tác dụng từ mặt đường lên giảm + Nhược điểm - Khả giảm tải không cao - Độ êm dịu khởi động, số, số phụ thuộc nhiều vào trình độ người lái - Khi phanh xe tốc độ cao gây tải cho HTTL (có thể làm chết máy, gãy trục cơ) ảnh hưởng đến việc điều khiển vận hành xe 1.3.1.2 Ly hợp thuỷ lực Truyền mômen thông qua chất lỏng - Sơ đồ cấu tạo: Gồm hai phần + Phần chủ động phần bánh bơm, bánh đà + Phần bị động bánh tua bin nối với trục sơ cấp hộp giảm tốc Trong không gian bánh bơm bánh tua bin dầu thuỷ lực Sơ đồ cấu tạo ly hợp thuỷ lực 10 11 12 Bánh tua bin ; 2.lắp ; bánh bơm ; cánh cong ; ngăn ;6 ngăn đường dầu vào ;8 bình tản nhiệt ; van an toàn 10 bơm dầu ; 11 Thùng dầu ; 12 van xả Hình 1.2 Ly hợp thuỷ lực * Nguyên lý làm việc + Khi động quay bánh bơm (3) quay theo, dẫn đến chất lỏng trượt theo rãnh bánh bơm (theo hướng từ ngoài) Khi tới khe hở bánh bơm bánh tua bin chất Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tính tốn cụm ly hợp xe Mazda lỏng đập vào cánh tua bin làm cánh tua bin quay nên trục sơ cấp hộp số quay Khi tới đầu vào cánh tua bin chất lỏng lại quay trở lại bánh bơm tạo chu kỳ kín Khi tốc độ động lớn nên vận tốc chất lỏng lớn, động truyền cho bánh tua bin lớn + Trạng thái ngắt: Khi số vòng quay động nhỏ không đủ cho bánh tua bin quay nên mômen không truyền từ động trục ly hợp + Trạng thái đóng: Số vịng quay động tăng làm cánh tua bin quay mômen truyền từ động sang trục ly hợp Khi chủ động ngắt nhanh ly hợp xả van (12)dầu ngồi bình chứa, ly hợp ngắt momen khơng truyền từ động sang trục ly hợp * Ưu nhược điểm: + Ưu điểm: - Đóng ly hợp êm dịu khơng giật - Bảo vệ HTTL - Khi xuống dốc giảm ga bánh tua bin thành bánh chủ động bánh bơm thành bánh bị động, động tạo thành máy nén khí đóng vai trị phanh làm bánh xe xuống dốc từ từ + Nhược điểm: - Chế tạo phức tạp địi hỏi độ xác cao - Giá thành đắt Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tính tốn cụm ly hợp xe Mazda 1.3.1.3 Ly hợp điện từ: Truyền mô men thông qua lực điện từ Sơ đồ cầu tạo 1.Bé phËn cè định Đĩa bị động Bộ phận chủ động Cuộn dây điện từ Bộ phận bị động 6.Bét s¾t 2 Hình 1.3 Ly hợp điện từ * Nguyên lý làm việc: + Mở ly hợp: Khi khơng cấp điện cho cuộn dây (3) khơng có lực từ trường cuộn dây nên phần chủ động (1) phần bị động (4) không hút nên động quay mômen không truyền trục ly hợp (5) + Đóng ly hợp: cấp điện cho cuộn dây (3) xuất lực điện từ cuộn dây nên xuất lực hút bánh đà (1) lõi sắt bị động (4) Như bánh đà (1) quay làm (4) quay theo Do mơmen truyền từ động sang trục ly hợp Tuy lực hút (1) (4) không đủ lớn nên hở (1) (4) người ta đưa vào mạt sắt có đường sức từ qua chúng xếp thành đường theo hướng đường sức tạo thành dây sắt cứng nối (1) (4) với làm tăng ma sát nên việc truyền mômen (1) sang (4) tăng lên * Ưu nhược điểm + Ưu điểm - Khả chống tải tốt - Bố trí, dẫn động mềm dẻo dễ dàng + Nhược điểm Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tính tốn cụm ly hợp xe Mazda - Truyền mô men không tốt lực từ tạo yếu - Chế tạo phức tạo - Bảo dưỡng sửa chữa khó khăn - Giá thành đắt 1.3.1.4 Ly hợp liên hợp: Là loại ly hợp kết hợp hai số loại thuỷ cơ, điện Trong ôtô ly hợp ma sát dùng phổ biến giá thành rẻ, chế tạo đơn giản hiệu suất truyền cao Nhưng ly hợp thuỷ lực ngày sử dụng xe đại có sử dụng hộp số tự động giảm tải trọng động HTTL Sơ đồ cấu tạo loại ly hợp hỗn hợp thuỷ lực khí dùng xe Hình 1.4 Ly hợp liên hợp 1- trục khuỷu động cơ; 2- bích trục khuỷu để bắt với bánh bơm; 3- moayơ bánh bơm; 4tấm chắn; 5- vỏ ly hợp thuỷ lực; 6- vành răng; 7- bánh bơm; 8- vỏ bao kín; 9bánh tuabin; 10- nút dầu; 11- moayơ bánh tuabin; 12- đĩa bánh đà ly hợp ma sát; 13- thân ly hợp ma sát; 14- ổ bi kim; 15- đòn mở; 16- trục ly hợp; 17- lò xo ép; 18- đĩa ép; 19- đĩa ma sát; 20- lò xo ép phớt dầu; 21- phớt dầu; 22- cánh tản nhiệt; 23- cácte ly hợp Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tính tốn cụm ly hợp xe Mazda 1.3.2 Theo hình dạng chi tiết ma sát - Ly hợp dạng đĩa (một đĩa, hai đĩa) - Ly hợp hình nón - Ly hợp hình trống Hai loại ly hợp hình trống ly hợp hình nón sử dụng mơmen quán tính phần bị động lớn nên ngắt ly hợp quay gây va đập bánh khâu khớp HTTL 1.3.3 Theo phương pháp phát sinh lực ép - Loại lò xo: Lò xo đặt xung quanh, lò xo đặt trung tâm (cơn), lị xo đĩa - Loại lực ép nửa ly tâm: Lực ép sinh ngồi lực lị xo cịn có lực phụ thêm lị lực ly tâm trọng khối phụ sinh - Loại ly tâm: Ly hợp ly tâm thường sử dụng điều khiển tự động, ly hợp lực ly tâm dùng để đóng mở ly hợp áp lực đĩa tạo lực lò xo lực ly tâm dùng để tạo lực ép đĩa 1.3.4 Theo kết cấu ép chia - Ly hợp thường đóng sử dụng phổ biến ô tô - Ly hợp thường mở sử dụng máy kéo 1.3.5 Theo phương pháp dẫn động: 1.3.5.1 Dẫn động khí Dẫn động ly hợp khí có kết cấu đơn giản, hiệu suất truyền lực cao nhiên tỉ số truyền khí bị giới hạn nên nói chung lực điều khiển bàn đạp lớn Vì dẫn động ly hợp khí thường bố trí ơtơ du lịch ơtơ tải nhỏ, lực ép lị xo ly hợp không lớn Dẫn động ly hợpbằng khí sử dụng dạng địn kéo (đẩy) dây cáp - Dẫn động khí kiểu địn kéo (đẩy) Cấu tạo chung hệ dẫn động ly hợp khí thể hình Những phận dẫn động khí kiểu bao gồm: bàn đạp 1, đẩy 3, mở 4, bạc mở đòn mở Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tính tốn cụm ly hợp xe Mazda Hình 1.5.Dẫn động khí kiểu địn kéo -Ngun lý làm việc hệ dẫn động thực sau: Khi cần mở ly hợp người lái tác dụng lực vào bàn đạp 1, qua khớp lề đầu bàn đạp dịch chuyển sang phải làm đẩy dịch chuyển sang phải theo Đầu đẩy tác dụng vào mở làm mở quay quanh điểm tựa đẩy bạc mở dịch chuyển sang trái tác dụng lên đầu đòn mở để kéo đĩa ép tách khỏi đĩa ma sát thực mở ly hợp Khi mở ly hợp người lái nhấc chân khỏi bàn đạp ly hợp tác dụng lò xo ép lò xo hồi vị, chi tiết hệ thơng dẫn động trả vị trí ban đầu, ly hợp đóng - Dẫn động khí kiểu cáp Dẫn động khí kiểu cáp có ưu điểm kết cấu đơn giản, bố trí dễ dàng dây cáp bố trí cách tương đối tự khoảng cách từ bàn đạp đến mở ly hợp bố trí xa Sơ đồ cấu tạo hệ thống dẫn động khí dây cáp thể hình Cấu tạo chung hệ thống dẫn động kiểu bao gồm: bàn đạp, mở, bạc mở đòn mở Khác với kiểu dẫn động khí địn kéo (đẩy) từ sau bàn đạp ly hợp đến mở thay dây cáp 10