Tính toán thiết kế ly hợp bán tự động trên cơ sở xe uaz 469

Tính toán thiết kế ly hợp bán tự động sở xe UAZ-469 Phần A : Tổng quan ly hợp * Trên ôtô chi tiết, cụm chi tiết đóng vai trò riêng giúp ôtô hoạt động có hiệu Ly hợp phần kh«ng thĨ thiÕu hƯ thèng trun lùc cđa «t« Sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực thông thờng ôtô nh hình sau: 1: Động 5: Vi sai 2: Ly hợp 6: Bán trục 3: Hộp số 7: Bánh xe 4: Các đăng Công dụng ly hợp *Ly hợp dùng để nối, ngắt động khỏi hệ thống truyền lực *Nó dùng để truyền mô men quay cách êm dịu nhanh chóng *Khi sang số phảI ngắt ly hợp để cắt truyền động từ động sang trục sơ cấp hộp số để việc vào số đợc êm dịu tránh va đập bánh chủ động bị động Dập tắt dao động cộng hởng truyền từ mặt đờng qua bánh xe lên hệ thống truyền lực, nhờ giảm chấn ly hợp đĩa ma sátnhằm bảo vệ hệ thống truyền lực *Đảm bảo an toàn cho hệ thống truyền lực gặp tải ( phanh, bó kẹt hệ thống truyền lực) Phân loại cấu ly hợp Có nhiều tiêu chí để phân loại ly hợp a Theo cách truyền mô men *Ly hợp ma sát: Truyền mô men từ động sang trục hộp số thông qua bề mặt ma sát +Sơ đồ cấu tạo : Tính toán thiết kế ly hợp bán tự động sở xe UAZ-469 12 11 10 H×nh 2: Ly hợp ma sát 1- Bánh đà; 2- Đĩa ma sát ; 3-Đĩa ép; 4-Đòn mở; 5- Bi T; 6- Trục ly hợp; 7- Bàn đạp; 8- Thanh kéo; 9- Càng mở; 10- Lò xo hồi vị; 11- Lò xo ép; 12- Vỏ ly hợp - - + Nguyên lý làm việc: Đóng ly hợp : Khi ngời lái không đạp chân vào bàn đạp ly hợp, không lực tác dụng lên đầu đòn mở Lò xo ép ép đĩa ép (3) vào đĩa bị động , ép chặt đĩa bị động vào bánh đà thông qua bề mặt ma sát, mô men đợc truyền từ bánh đà sang trục ly hợp theo hai đờng Đờng thứ từ bánh đà qua bề mặt ma sát phía bên trái đĩa bị động Đờng thứ hai mô men từ bánh đà truyền qua vỏ ly hợp qua đòn mở tới đĩa ép thông qua bề mặt ma sát phía bên trái đĩa bị động Đĩa bị động đợc nối với trục ly hợp nhờ khớp nối then hoa nên mô men đợc truyền từ đĩa bị động sang trục ly hợp Khi mở ly hợp: Ngời lái đạp chân vào bàn đạp, qua hệ thống dẫn động lực ngời lái tác động vào đòn mở ly hợp làm đĩa ép chuyển động sang bên phải ép lò xo (11) tách khỏi bề mặt đĩa ma sát, làm đĩa ma sát tách khỏi bề mặt bánh đà, làm mô men động không truyền đợc sang trục ly hợp + Ưu nhợc điểm: - Ưu điểm: - Giá thành hạ - Xung lực tác dụng từ mặt đờng lên giảm - Nhợc điểm: - Khả giảm tải không cao Tính toán thiết kế ly hợp bán tự động sở xe UAZ-469 - Độ êm dịu khëi ®éng, ®i sè, vỊ sè phơ thc rÊt nhiều vào trình độ ngời lái * Ly hợp thuỷ lùc : Trun m« men th«ng qua chÊt láng + 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 12 11 10 Hình : Ly hợp thuỷ lực 1- Bánh tua bin; 2- Nắp; 3- Bánh bơm; 4- Cánh cong; 5- Tấm ngăn ngoài; 6- Tấm ngăn trong; 7- Đờng dầu vào; 8- Bình tản nhiệt; 9Van điều khiển; 10- Bơm dầu; 11- Thùng dầu; 12- Van xả + Nguyê n lý làm việc : Khi động quay bánh bơm (3) quay, làm chất lỏng quay theo, chất lỏng trợt theo rÃnh bánh bơm ( theo hớng từ ngoài) Khi tới khe hở bánh bơm bánh tua bin, chất 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 trợt theo cánh tua bin ( theo chiều từ vào ) sau chất lỏng lại quay trở lại bánh bơm tạo chu kỳ kín Khi vận tốc động lớn, suy vận tốc chất lỏng lớn động truyền cho b¸nh tua bin lín TÝnh to¸n thiÕt kÕ ly hợp bán tự động sở xe UAZ-469 Trạng thái ngắt : Khi số vòng quay động nhỏ không đủ cho bánh tua bin quay, nên mô men không truyền từ động trục ly hợp đợc Trạng thái đóng: Số vòng quay động tăng làm cánh tua bin quay mô men đợc truyền từ động sang trục ly hợp Khi chủ động ngắt ly hợp, xả van (12) dầu thoát bình chứa, ly hợp ngắt mô men không truyền từ động sang trục ly hợp + Ưu nhợc điểm: Ưu điểm: - Đóng ly hợp êm dịu, không giật - Bảo vệ đợc hệ thống truyền lực - Khi xuống dốc giảm ga bánh tua bin thành bánh chủ động, bánh bơm thành bánh bị động, động thành máy nén khí đóng vai trò nh phanh làm xe xuống dốc từ từ - Nhợc điểm: - Chế tạo phức tạp, đòi hỏi độ xác cao dẫn đến giá thành đắt * Ly hợp điện từ : Truyền mô men thông qua lực điện từ + Sơ đồ cấu tạo - H×nh 4: 1- Bánh đà; 2- Khung từ; 3- Cuộn dây; Lõi sắt bị động; - Trục ly hợp; 6- Mạt sắt + Nguyên lý làm việc: Mở ly hợp : Khi cấp điện cho cuộn dây (3) xuất lực điện từ cuộn dây, nên xuất lực hút bánh đà (1) lõi sắt bị động (4) , suy bánh đà (1) làm (4) quay theo Mô men đợc truyền từ động sang trục ly hợp Tuy lực hút Tính toán thiết kế ly hợp bán tự động sở xe UAZ-469 (1) (4) không đủ lớn, nên khe hở (1) (4) ngời ta đa vào mạt sắt, có đờng sức từ qua chúng xếp thành đờng theo hớng đờng sức tạo thành dây sắt cứng nối (1) (4) với làm tăng ma sát, nên việc truyền mô men (1) sang (4) đợc tăng lên + Ưu nhợc điểm: - Ưu điểm: - Khả chống tải tốt - Bố trí , dẫn động mềm dẻo dễ dàng - Nhợc điểm: - Truyền mô men không đợc tốt lùc tõ t¹o yÕu - ChÕ t¹o phøc tạp - Bảo dỡng, sửa chữa khó khăn - Giá thành đắt * Ly hợp liên hợp : Là loại ly hợp kết hợp hai số loại nh thuỷ , điện Trong ôtô ly hợp ma sát đợc dùng phổ biến, giá thành rẻ, chế tạo đơn giản, hiệu suất truyền lực cao Nhng ly hợp thuỷ lực ngày đợc sử dụng rộng rÃi xe đại có sử dụng hộp số tự động, giảm đợc tải trọng động hệ thống truyền lực b 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 đợc sử dụng, mô men quán tính phần bị động lớn nên ngắt ly hợp quay gây va đập bánh khâu khớp hệ thống truyền lực c Theo phơng pháp phát sinh lực ép - Loại lò xo : Lò xo xung quanh, lò xo đặt trung tâm (lò xo côn), lò xo đĩa - Loại lực ép nửa ly tâm : Lực ép sinh lực lò xo côn, có lực phụ thêm lực ly tâm trọng khối phụ sinh - Loại ly tâm : Ly hợp ly tâm thờng đợc sử dụng điều khiển tự động ly hợp lực ly tâm dùng để đóng mở ly hợp , áp lực đĩa đợc tạo lực lò xo , lực ly tâm dùng để tạo lực ép đĩa d Theo kết cấu Ðp chia : TÝnh to¸n thiÕt kÕ ly hợp bán tự động sở xe UAZ-469 - Ly hợp thờng đóng : đợc sử dụng rộng rÃi ôtô - Ly hợp thờng mở : đợc sử dụng máy kéo Yêu cầu ly hợp a Truyền đợc mômen lớn động mà không bị trợt điều kiện (khi bề mặt ma sát dính vài giọt dầu mỡ, bụi, hay lò xo ép bị yếu) b Đóng ly hợp êm dịu không gây gÃy vỡ c Mô men quán tính phần bị động phải nhỏ để giảm lực va đập lên bánh khởi động sang số d Điều khiển dễ dàng , lực tác động lên bàn đạp nhỏ e Các bề mặt ma sát thoát nhiệt tốt f Kết cấu đơn giản, dễ sửa chữa bảo dỡng g Làm nhiệm vụ phận an toàn để tránh lực lớn tác dụng lên hệ thống truyền lực ô tô tải Phân loại dẫn động ly hợp : * Công dụng : Là cấu giúp ngời lái thông qua để điều khiển trạng thái ly hợp * Yêu cầu : - Truyền nhanh chóng, dứt khoát, xác thao tác đóng mở ly hợp ngời lái, giúp cho trình điều khiển đợc tèi u nhÊt - HiƯu st trun lùc ph¶i lín, giảm đợc lực điều khiển ngời lái - Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo - Giá thành hạ Nhận xét : Để dẫn động ly hợp có nhiều phơng án, phơng án có u điểm riêng vè kết cấu nh nguyên lý làm việc Sau ta nêu vài phơng án dẫn động 4.1 Dẫn động khí: a, Sơ đồ cấu tạo: Tính toán thiết kế ly hợp bán tự động c¬ së xe UAZ-469 12 11 10 Hình : Dẫn động khí 1- Bánh đà; 2- Đĩa ma sát ; 3- Đĩa ép ; 4- Đòn mở ;5- Bi T ; 6- Trục ly hợp ; - Bàn đạp ; - Thanh kÐo ; - Cµng më ; 10 - Lò xo hồi vị ; 11 - Lò xo ép ; 12 -Vỏ ly hợp b, Nguyên lý làm việc: - Quá trình mở ly hợp : Ngời lái đạp chân vào bàn đạp (6) đầu dới bàn đạp chuyển động sang phải, kéo kéo (7) sang phải , làm đầu dới mở (8) chuyển động sang phải, đầu chuyển động sang trái, đẩy bi T sang trái đầu dới đòn mở (4) chuyển động sang trái, làm đầu đòn (4) chuyển động sang phải kéo đĩa ép thắng lực lò xo ép, làm tách đĩa ma sát khỏi bánh đà, làm mômen không truyền đợc từ động trục ly hợp - Quá trình đóng ly hợp: Ngời lái tác dụng lực vào bàn đạp lò xo hồi vị (9) kéo kéo (7) làm bàn đạp (6) chuyển động vị trí ban đầu, đồng thời kéo đòn dới (8) sang trái đầu (8) chuyển động sang phải đẩy bi T chuyển động sang phải , tách bi T khỏi đòn mở (4) Nhờ lực đẩy lò xo ép (11) đẩy đĩa ép (3) vào mặt ma sát đĩa bị động , ép chặt đĩa ma sát vào bánh đà Khi mô men động đợc truyền từ bánh đà động sang trục ly hợp (trục sơ cấp hộp số) c Ưu , nhợc điểm : - Ưu điểm : + Kết cấu đơn giản , dễ chế tạo + Giá thành hạ + Dễ bảo dỡng , sửa chữa, thay Tính toán thiết kế ly hợp bán tự động sở xe UAZ-469 - Nhợc điểm : + Hiệu suất truyền lực thấp ma sát khâu khớp + Lực bàn đạp lớn , gây mệt mỏi cho ngời lái + Chỉ ứng dụng ôtô cỡ nhỏ 4.2.Dẫn động ly hợp thuỷ lực : a, Sơ đồ cấu t¹o: 10 12 13 A 12 14 B 11 10 H×nh : Dẫn động Thuỷ lực 1- Bánh đà; 2- Đĩa bị động ; 3- Đĩa ép ; 4- Vỏ ly hợp ;5- Đòn mở ; 6- Bi T ; - Càng mở ; - Xy lanh công tác ; - Đờng dầu ; 10 - Xy lanh lực ; 11 - Piston xy lanh công tác ; 12 - Piston xy lanh lực ; 13 - Bàn đạp ; 14 - Lò xo hồi vị ; 15 - Lò xo ép b, Nguyên lý làm việc: + Quá trình mở ly hợp : Ngời lái đạp chân vào bàn đạp (13) qua ty đẩy , đẩy piston (12) chuyển động sang trái , ép dầu từ khoang (A) qua ®êng dÉn (9) sang khoang (B) cđa xy lanh (8) Dầu áp suất cao khoang (B) đẩy piston (11) sang phải , thông qua ty đẩy đẩy đầu dới mở (7) sang phải làm đầu (7) chuyển động sang trái , đẩy bi T chuyển động sang trái tác dụng vào đòn mở thực mở ly hợp , làm mô men không truyền đợc từ trục khuỷu động sang trục sơ cấp hộp số + Quá trình đóng ly hợp: Ngời lái tác dụng vào bàn đạp , lò xo hồi vị (14) kéo bàn đạp vị trí ban đầu , đồng thời ty đẩy kéo piston (12) chuyển động sang phải , làm áp suất khoang (A) giảm nên dầu từ khoang (B) qua ống (9) (A) , làm piston (11) di chuyển sang trái , thông qua ty đẩy làm đầu dới (7) chuyển động sang trái , đầu (7) chuyển động sang phải kéo bi T chuyển động sang phải , tách khỏi đầu dới đòn mở lò xo ép đẩy đĩa ép ép chặt đĩa ma sát vào bánh đà thực trình đóng ly hợp Tính toán thiết kế ly hợp bán tự động sở xe UAZ-469 c, Ưu , nhợc điểm : - Ưu điểm : + Kết cấu đơn giản + Hệ thống dẫn động mềm dẻo, làm việc bố trí đẫn động dễ dàng + Dễ bảo quản, tác dụng nhanh êm dịu - Nhợc điểm : + Lực bàn đạp lớn, gây mệt mỏi cho ngời lái + Chế tạo, làm kín khó khăn + Hay hỏng hóc , rò rỉ đờng ống 4.3) Dẫn động khí cờng hoá khí nén : a Sơ đồ cấu tạo : 10 14 13 A 20 12 B 15 16 17 11 18 19 - Bàn đạp ; 2, 3, 4, 7, 8, - Đòn dẫn động ; - Lò xo hồi vị ; - rÃnh trợt ; 10 Piston xy lanh lùc ; 11 - Côm van ®iỊu khiĨn ; 14 - Bi T ; 15 - Lò xo van trợ lực ; 16 Đế van ; 17 - Lò xo hồi vị ; 18 - CÇn van ; 19, 20 - èng dÉn khÝ b Nguyên lý làm việc : - Khi cha đạp bàn đạp lò xo (5) kéo bàn đạp trở vị trí ban đầu Đầu dới đòn (4) nằm vị trí rÃnh số (6) , van điều khiển đóng , van xả mở khí thoát - Quá trình mở ly hợp : Ngời lái đạp chân vào bàn đạp làm (4) chuyển động sang trái , đầu dới (4) chuyển động sang phải tì vào rÃnh (6) đẩy đòn (9) sang phải , ®Èy cµng më (13) tú vµo bi T Ðp vµo đòn mở ly hợp Tính toán thiết kế ly hợp bán tự động sở xe UAZ-469 - Trợ lực : Thanh (7) chuyển động sang phải làm ®Çu díi (8) Ðp van ®iỊu khiĨn (18) , nén lò xo (17) , mở đế van (16) , khí áp suất cao từ bình (12) đến khoang (A) , qua lỗ van sang khoang (B) qua đờng ống dẫn (20) tới buồng bên trái piston (10) , đẩy (10) chuyển động sang phải Lực với lực ngời lái đẩy (9) chuyển động sang phải tiến hành mở ly hợp - Khi giữ nguyên bàn đạp : Khí nén tiếp tục đẩy piston (10) sang phải đến đầu dới (4) nằm vị trí trung gian rÃnh trợt (6) Đồng thời đầu dới (8) chuyển động sang phải , đến đế van (16) đóng nhng van ®iỊu khiĨn (18) vÉn cha më nªn piston (10) vÉn đứng yên Hệ thống giữ nguyên trạng thái mở ly hợp - Khi nhả bàn đạp : Lực lò xo (5) hồi vị bàn đạp vị trí ban đầu , đầu d ới (4) chuyển động sang trái , làm đầu dới (8) chuyển động sang phải , nhờ lò xo (17) mở van điều khiển (18) tách khỏi đế van (16), làm khí áp suất cao từ phía trái piston (10) không khí , qua van (18) làm (10) chuyển động sang trái, thông qua (9) tách (13) khỏi bi T (14) thực đóng ly hợp c Ưu nhợc điểm : - Ưu điểm : - Tạo đợc lực cờng hoá lớn, giúp ngời lái nhẹ nhàng việc đóng mở ly hợp - Kết cấu không phức tạp - Hành trình bàn đạp không cần lớn - Nhợc điểm : - Độ nhạy không cao không khí không bị nén - Khi cờng hoá hỏng lực bàn đạp lớn - Chỉ lắp xe có máy nén khí - Cång kỊnh xy lanh khÝ lín 4.4) DÉn động thuỷ lực cờng hoá khí nén : a Sơ ®å cÊu t¹o : 10