(Tiểu luận) thuyết minh đồ ánthiết kế ô tô đề tài tính toán thiết kế ly hợp ô tô

Tính tốn thiết kế ly hợp tơ Đ Ạ IH Ọ C ĐÀ NẴẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA CƠ KHÍ - - THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THIẾT KẾ Ơ TƠ ĐỀ TÀI: Tính tốn thiết kế ly hợp tơ GVHD : TRƯƠNG ĐÌNH PHONG SVTH: HUỲNH HỒNG ANH , PHẠM HỒNG QUÂN MSV: 26211633138, 26211326837 LỚP: AET 447E SVTH: Huỳnh Hồng Anh ,Phạm Hồng Qn GVHD: Trương Đình Phong Tính tốn thiết kế ly hợp tơ CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN KỸ THUẬT Ơ TƠ Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ Ô TÔ Họ tên sinh viên: Huỳnh Hồng Anh , Phạm Hồng Quân MSSV: 26211633138, 26211326837 Ngày bắt đầu:26/8 Ngày hoàn thành: 26/9 Giảng viên hướng dẫn: Trương Đình Phong Đầu đề thiết kế: TÍNH TỐN THIẾT KẾ LY HỢP Ô TÔ Số liệu cho trước: + Loại tơ: Con + Khối lượng tồn bộ: 2100 [Kg] + Động cơ: Xăng Công suất cực đại: 75 [Kw] Ở tốc độ: 5800 [Vịng/phút] Mơ men cực đại: 155 [N.m] + Bán kính làm việc trung bình bánh xe:0,3 + Tốc độ cực đại xe:150 Ở tốc độ: 3000 [Vòng/phút] [m] [Km/h] + Hệ số cản lớn đường: 0,33 Yêu cầu: 3.1 Các nội dung thuyết minh tính tốn:  Tổng quan ly hợp tơ  Phân tích lựa chọn phương án thiết kế  Tính tốn xác định thông số ly hợp  Tính tốn thiết kế dẫn động ly hợp  Kết luận 3.2 Bản vẽ đồ thị:  Kết cấu ly hợp (A0) 3.3 Hình thức: Theo "Quy định trình bày đồ án tốt nghiệp” Đà Nẵẵng, ngày 22 tháng 08 nẵm 2023 SVTH: Huỳnh Hồng Anh ,Phạm Hồng Qn GVHD: Trương Đình Phong Tính tốn thiết kế ly hợp ô tô Trưởng Bộ môn Gi ảng viên h ướng dẫẫn Mục Lụ LỜI NÓI ĐẦU Chương TỔNG QUAN 1.1 Công dụng yêu cầu ly hợp ô tô: 1.1.1 Công dụng: .2 1.1.2 Yêu cầu: 1.2 Phân loại ly hợp ô tô: 1.2.1 Theo tính chất truyền mơ men xoắn ly hợp chia loại: 1.2.2 Theo hình dạng phận ma sát khí, chia ra: 1.2.3 Theo phương pháp tạo lực ép chia ra: 1.2.4 Theo kết cấu cấu ép chia : .3 1.2.5 Theo hệ thống dẫn động ly hợp .3 Chương 2: Phân tích lựa chọn phương án thiết kế 2.1 Sơ đồ nguyên lý ,ưu nhược điểm,phạm vi ứng dụng loại ly hơp ôtô 2.1.1 Ly hợp ma sát đĩa sử dụng lị xo trụ bố trí xung quanh 2.1.2 Ly hợp ma sát hai đĩa sử dụng lị xo trụ bố trí xung quanh 2.1.3 Ly hợp ma sát sử dụng lò xo ép lị xo đĩa 2.1.4 Ly hợp thủy lực 2.1.5 Ly hợp điện từ 2.2 Hệ thống điều khiển ly hợp: .10 2.2.1 Ly hợp dẫn động khí 10 2.2.2 Ly hợp dẫn động khí có trợ lực khí nén 11 2.2.3 Ly hợp dẫn động thủy lực 12 SVTH: Huỳnh Hồng Anh ,Phạm Hồng Quân GVHD: Trương Đình Phong Tính tốn thiết kế ly hợp tơ 2.2.4 Ly hợp dẫn động thủy lực trợ lực khí nén 13 2.2.5 Trợ lực lò xo 14 2.3 Lựa chọn phương án thiết kế ly hợp 15 2.3.1 Lựa chọn kiểu ly hợp 15 2.3.2 Lựa chọn sơ đồ dẫn động .15 Chương TÍNH TỐN XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ BAN ĐẦU 16 3.1 Thơng số cho trước 16 3.2 Tính tốn momen ma sát u cầu ly hợp 16 3.3 Tính tốn thiết kế đĩa bị động .17 3.3.1 Bán kính hình vành khăn bề mặt ma sát đĩa bị động 17 3.3.2 Xác định diện tích bán kính trung bình hình vành khăn ma sát 18 3.3.3 Lực ép cấu ép 19 3.3.4 Công trượt ly hợp sinh q trình đóng ly hợp 19 3.3.5 Nhiệt sinh trượt ly hợp 24 25 3.3.6 Tính tốn chọn thông số cấu ép 26 3.4 Tính tốn thiết kế dẫn động ly hợp 30 3.4.1 Tính tốn thơng số hệ thống dẫn động ly hợp 30 3.4.2 Tính tốn đường kính xi lanh .33 3.4.3 Kết cấu xi lanh thiết kế 33 KẾT LUẬN 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 SVTH: Huỳnh Hồng Anh ,Phạm Hồng Quân GVHD: Trương Đình Phong Tính tốn thiết kế ly hợp tơ LỜI NÓI ĐẦU Trong xu phát triển chung nay, phương tiện giao thơng đóng vai trị quan trọng đời sống sinh hoạt người nhu cầu hưởng thụ người Do đó, địi hỏi ngành tơ ln cần có đổi mới, tối ưu hoá mặt kỹ thuật, hồn thiện mặt cơng nghệ, để nâng cao tính đại, tính kinh tế q trình vận hành Để đạt yêu cầu nhà sản xuất, kỹ sư, ngành Công nghệ kỹ thuật tơ cần phải có kiến thức sâu rộng, tiếp cận nhiều thực tế để tìm biện pháp tối ưu trình nghiên cứu Đối với sinh viên, việc thực đồ án cần thiết, học phần chương trình đào tạo mà cịn hội để sinh viên tìm hiểu nghiêng cứu sâu hệ thống phận công Cụ thể “Thiết kế ly hợp ô tô ”, với nhứng kiến thức học tìm hiểu thực tế từ đợt thực tâp hai hệ thống, tổng hợp lại đồ án này, qua phát huy khả tư sáng tạo trình nghiên cứu làm việc sau Được hướng dẫn tận tình thầy Trương Đình Phong thầy mơn, với cố gắng thân giúp em hoàn thành đồ án cách tốt Tuy vậy, thời gian kiến thức hạn chế, tiếp xúc với thực tế cịn nên đồ án thiết kế tránh khỏi sai xót Mong thầy góp ý để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày 25 tháng 08 năm 2021 Sinh viên thực Huỳnh Hồng Anh , Phạm Hồng Quân SVTH: Huỳnh Hồng Anh ,Phạm Hồng Quân GVHD: Trương Đình Phong Tính tốn thiết kế ly hợp tơ Chương TỔNG QUAN 1.1 Công dụng yêu cầu ly hợp ô tô: 1.1.1 Công dụng: - Ly hợp ô tô khớp nối trục khuỷu động với hệ thống truyền lực, dùng để ngắt, nối truyền động từ động đến hệ thống truyền lực - Ngồi ra, ly hợp cịn dùng cấu an toàn cho hệ thống truyền lực tải + Nếu khớp nối ly hợp không ngắt truyền động từ trục khuỷu động đến hệ thống truyền lực gài số việc gài số khó khăn gây dập răng, chí gây vỡ hộp số + Hơn nữa, ly hợp không tự động ngắt phanh đột ngột gây q tải cho hệ thống truyền lực 1.1.2 Yêu cầu: Từ công dụng tác dụng ly hợp nêu trên, ly hợp tơ ngồi yêu cầu chung sức bền tuổi thọ, cịn phải đảm bảo u cầu sau: - Ly hợp phải truyền momen quay lớn động điều kiện làm việc Hay nói cách khác, momen ma sát ly hợp phải lớn momen cực đại động Tuy nhiên, momen ma sát ly hợp không lớn quá, nhằm đảm bảo nhiệm vụ làm cấu an toàn cho hệ thống truyền lực - Việc mở ly hợp phải dứt khốt nhanh chóng Nghĩa là, mở ly hợp, phần bị động phải tách hoàn toàn khỏi phần chủ động thời gian ngắn nhất, ngược lại gây khó khăn cho việc gài số - Khi đóng ly hợp, yêu cầu phải êm dịu Tức là, momen ma sát hình thành ly hợp phải tăng từ từ đóng ly hợp, có tránh tượng giật xe gây dập bánh hộp số, cấu truyền động khác hệ thống truyền lực - Momen quán tính chi tiết phần bị động ly hợp phải nhỏ đến mức thấp có thể, nhằm giảm lực va đập tác dụng lên bánh gài số (trường hợp khơng có đồng tốc), giảm nhẹ điều kiện làm việc đồng tốc, tăng nhanh thời gian gài số - Kết cấu phải gọn nhẹ, điều khiển phải dễ dàng nhẹ nhàng - Các bề mặt ma sát thoát nhiệt tốt, đảm bảo làm việc bình thường 1.2 Phân loại ly hợp ô tô: SVTH: Huỳnh Hồng Anh ,Phạm Hồng Quân GVHD: Trương Đình Phong Document contin Discover more from: Đồ Án CKO AET 447 Trường Đại Học Duy Tân 16 documents Go to course 202381888 Toyota Suspen 26 Basics Đồ Án CKO MÔ TẢ HOẠT ĐỘNG HỆ TH 12 MÁY ATM Đồ Án CKO Thuyết trình - fdsfsfsd 14 225 Đồ Án CKO The big book of team moti games Sp Đồ Án CKO Bìa đồ án nhóm - CR250 Đồ Án CKO PART FULL - adsad Đồ Án CKO Tính tốn thiết kế ly hợp ô tô Với yêu cầu vậy, ô tô máy kéo sử dụng nhiều loại ly hợp Và tùy theo tính chất truyền mơ men, đặc điểm kết cấu , có cách phân loại sau: 1.2.1 Theo tính chất truyền mơ men xoắn ly hợp chia loại:  Ly hợp ma sát khí : Mơ men truyền động nhờ bề mặt ma sát  Ly hợp thủy lực : Mô men truyền động nhờ chất lỏng thủy lực  Ly hợp điện từ : Mô men truyền động nhờ từ trường nam châm điện 1.2.2 Theo hình dạng phận ma sát khí, chia ra:  Ly hợp ma sát đĩa phẳng (phần bị động gồm loại đĩa, hai đĩa hay nhiều đĩa)  Ly hợp ma sát đĩa côn (phần bị động có dạng hình cơn)  Ly hợp hình tang trống hay guốc (phần bị động có dạng tang trống guốc) 1.2.3 Theo phương pháp tạo lực ép chia ra:  Loại lò xo (các lò xo ép lị xo trụ bố trí xung quanh chu vi đĩa ép, lị xo bố trí tâm hay lò xo đĩa)  Loại nửa ly tâm (lực ép tạo nên đồng thời lực lò xo lực ly tâm trọng khối phụ)  Loại ly tâm 1.2.4 Theo kết cấu cấu ép chia : + Loại thường đóng: loại ly hợp kiểu lị xo ép thường xun đóng trình làm việc, ly hợp mở thông qua hệ thống dẫn động tác dụng lực bàn đạp ly hợp + Loại khơng thường đóng: loại ly hợp khơng có lị xo ép Đĩa bị động chủ động ép vào thông qua hệ thống đặc biệt, việc đóng mở ly hợp phải thơng qua hệ thống địn tác dụng lực điều khiển 1.2.5 Theo hệ thống dẫn động ly hợp + Ly hợp dẫn động khí + Ly hợp dẫn động thủy lực +Ly hợp dẫn động có trợ lực (ly hợp dẫn động khí có trợ lực khí nén, ly hợp dẫn động thủy lực có trợ lực khí nén) Chương 2: Phân tích lựa chọn phương án thiết kế SVTH: Huỳnh Hồng Anh ,Phạm Hồng Quân GVHD: Trương Đình Phong Tính tốn thiết kế ly hợp tơ 2.1 Sơ đồ nguyên lý ,ưu nhược điểm,phạm vi ứng dụng loại ly hơp ôtô 2.1.1 Ly hợp ma sát đĩa sử dụng lò xo trụ bố trí xung quanh + Sơ đồ ngun lý: Hình 1-1: Sơ đồ nguyên lý ly hợp đĩa dung lị xo trụ bố trí xung quanh 1-Trục động cơ; 2- Bánh đà; 2b- Rãnh bánh đà; 3- Gờ để lắp vào rãnh 2b; 3b- Đĩa ép; 4- Mâm ép ly hợp; 5- Thanh kéo; 6- Giá đòn mở;7- Đòn mở; 8- Hộp bi tỳ; 9- Ổ đỡ phía sau trục ly hợp; 10- Ống làm bạc trượt cho ổ bi tỳ;11- Trục ly hợp; 12- Lò xo ép; 13- Các ma sát; 14- Xương đĩa bị động; 15May-ơ đĩa bị động; 16- Ổ đỡ trước trục ly hợp a Hình 1-2 : gắn vành ma b Các sát phương pháp lên xương đĩa bị động a) Phương pháp dùng đinh tán; b) Phương 1-Xương đĩa pháp bị dùng keo dán động; 2-Tấm ma sát; 3-Đinh tán + Nguyên lý hoạt động: Khi ta tác dụng lực F từ bàn đạp ly hợp, thông qua hệ thống điều khiển thủy lực khí, lực truyền đề ổ bi tỳ (8), lực ép ổ bi tỳ sang trái, khắc phục khe hở kỹ thuật , ép lên đầu đòn mở (6) làm cho đầu đòn SVTH: Huỳnh Hồng Anh ,Phạm Hồng Qn GVHD: Trương Đình Phong Tính tốn thiết kế ly hợp tơ mở vào kéo kéo số ra, kéo đĩa ép (3b) nhả đĩa ma sát làm ma sát không ép → mô men không truyền lên đĩa ép nên cắt ly hợp Khi tác dụng lên vào bàn đạp ly hợp, lò xo hồi vị kéo cấu điều khiển mở ly hợp trở vị trí ban đầu → có khe hở → ly hợp đóng + Ưu nhược điểm : - Ưu điểm: Kết cấu gọn đơn giản dễ chế tạo , thoát nhiệt tốt ,sữa chữa bảo dưỡng dễ dàng - Nhược điểm: Lực ép phân bố khơng lị xo khó đảm bảo thơng số hồn tồn giống nhau, việc điều chỉnh khe hở bề mặt ma sát khó,khi lắp động cao tốc lị xo bị biến dạng cong tác dụng lực ly tâm làm giảm lực ép + Phạm vi ứng dụng : loại ly hợp sử dụng phổ biến loại xe tải cỡ nhỏ trung bình, máy kéo Ngồi cịn sử dụng loại xe 2.1.2 Ly hợp ma sát hai đĩa sử dụng lị xo trụ bố trí xung quanh + Sơ đồ nguyên lý : Hình 1-3: Sơ đồ nguyên lý ly hợp hai đĩa dùng lò xo trụ bố trí xung quanh 1-Trục động cơ; 2- Bánh đà; 3b-Mâm ép;4- Đĩa ép trung gian; 5- Thanh kéo; 6Giá đòn mở ; 7- Đòn mở; 8-Ổ bi tỳ; 9- Ổ đỡ phía sau trục ly hợp;10- Ống; 11-Trục sơ cấp hộp số; 12- Lò xo ép; 13- Các đĩa ma sát; 14- Đĩa ép trung gian;15-Moay đĩa bị động; 16-Ổ bi + Nguyên lý hoạt động: - Mở ly hợp: Khi tác dụng lực vào bàn đạp ly hợp, lực tác động vào cấu điều khiển ép hộp bi tỳ (8) qua trái, khắc phục khe hở , đòn mở (7) kéo (5) tách ma sát khỏi đĩa chủ động SVTH: Huỳnh Hồng Anh ,Phạm Hồng Qn GVHD: Trương Đình Phong Tính tốn thiết kế ly hợp ô tô + it: Tỷ số truyền chung hệ thống truyền lực ( it = ih1.ip.io ) +t : Hiệu suất hệ thống truyền lực Xe ta chọn t = 0.93 Thay vào đại lượng vào cơng thức ( 2.12), ta có : [Nm] 3.3.4.3 Tính thời gian trượt ly hợp giai đoạn - Chọn cách tính theo thời gian trượt tổng cộng ly hợp t0 - Chọn thời gian đóng ly hợp êm dịu theo [2] trang 6, t 0=1,1÷2,5 (s) Để q trình đóng ly hợp êm dịu ta chon t0=2,5 (s) - Tính hệ số kết thúc trượt ly hợp Kđ (Kđ >0) : t0  kd M e max (e   a ).2.Ja  kd M e max  M a  (3.13) Trong : + Kđ: Hệ số kết thúc trượt + e : Tốc độ góc động đóng lý hợp, tính lấy băng tốc độ góc ứng với mômen cực đại , theo đề = 3000 [vg/ph] Suy ra: = = [rad/s] từ (3.13), ta có : ωa: Tốc độ góc trục ly hợp Tính tốn cho lúc khởi động xe nên ωa =0 : Mômen quán tính khối lượng tơ quy dẫn trục ly hợp Theo kết tính tốn từ ta có = 0,429 [kg.] : Mômen chuyển động ô tô qui dẫn trục ly hợp, theo kết tính tốn ta có = 6,33 [N.m] Ta có: 0 Chọn ηdk = 0,85 Từ giá trị trên, ta thay vào giá trị công thức (3.26) ta có lực bàn đạp sau : [N] So sánh với giá trị lực bàn đạp cho phép xe [F bd] =150 lực bàn đạp điều khiển ly hợp thiết kế nhỏ lực bàn đạp cho phép Người điều khiển cảm nhận lực đạp 3.4.2 Tính tốn đường kính xi lanh 3.4.2.1 Tính tốn đường kính xy lanh Lực tác dụng từ bàn đạp tác dụng lên piston xi lanh cơng tác tạo áp suất dầu pd Ta có phương trình sau:  Dc2 p d  Fbd ibd  bd (3.27) Trong đó: + Dc : Đường kính xy lanh chính,[mm] Chọn Dc = 20 [mm] + Pd : Áp suất dầu xy lanh chính, [N/m2] + Fbd : Lực tác dụng lên bàn đạp,[N] : Fbd =110 [N] +ibd : Tỷ số truyền bàn đạp, ibd= 4,96 sau : Với giá trị ta thay vào cơng thức (3.24), ta tính áp suất làm việc [N/m2] Vậy áp suất làm việc nằm giá trị cho phép pd < [pd]=5÷10 [MN/m2] 3.4.2.2 Tính tốn xi lanh cơng tác Ta có tỉ số truyền trung gian: itg = Dc2/Dct2 Vì itg =1 Dct = Dc = 20 [mm] SVTH: Huỳnh Hồng Anh ,Phạm Hồng Quân GVHD: Trương Đình Phong Tính tốn thiết kế ly hợp ô tô 3.4.3 Kết cấu xi lanh thiết kế 3.4.3.1 Xinh lanh Hình 3-7: Kết cấu xylanh 1-cần đẩy piston;2-vịng hãm; 3-lỗ thơng đầu piston; 4-đệm cánh đàn hồi; 5thân xylanh; 6-lò xo van thuận;7-đường dầu, 8-bulong nối ống dầu cao áp; 9-van ngược; 10-cốc đỡ lị xo; 11-van chiều; 12-lị xo van ngược; 13-bình chứa dầu; 14-lỗ bù; 15-lỗ thơng Trên thân xylanh có lỗ bù 14 nối thơng bình chứa với dẫn động (khi bàn đạp vị trí ban đầu ) để bù dầu dẫn động trường hợp có hao hụt Lỗ thơng 15 cho dầu từ phía sau phía trước piston, uốn cong mép cao su làm kín, điền đầy khoảng khơng trước đầu piston trường hợp người lái nhả bàn đạp đột ngột để tránh lọt khí vào dẫn động hẫng bàn đạp người lái đạp bàn đạp kiểu “bơm” Hình 3-8: Đệm cách đàn hồi Đệm cánh chế tạo thép mỏng đàn hồi để che không cho nút làm kín tiếp xúc trực tiếp với mép lỗ thông đầu piston nhằm tăng tuổi thọ SVTH: Huỳnh Hồng Anh ,Phạm Hồng Quân GVHD: Trương Đình Phong Tính tốn thiết kế ly hợp tơ Ở đầu xylanh có bố trí van ngược 9, van có tác dụng trì dẫn động áp suất dư nhỏ để tránh không cho khơng khí lọt vào dẫn động Bởi chất lỏng từ dẫn động muốn trở xylanh phải có áp suất đủ để thắng lực lò xo van ngược Van chiều 11 bố trí đầu van ngược cho chất lỏng từ xylanh qua đến dẫn động mà không cho chất lỏng qua theo chiều ngược lại 3.4.3.2 Xi lanh công tác Hình 3-9: Kết cấu xylanh cơng tác 27-con đội xylanh công tác; 28-bulong điều chỉnh đội; 29-lọc chắn bụi; 30-xylanh cơng tác; 31-piston cơng tác; 32-bulong xả khí; 33- đai ốc khóa Với kết cấu này, để làm kín mối ghép piston xi lanh người ta sử dụng vịng làm kín cao su Trên xi lanh làm việc ln có vít xã khơng khỏi dẫn động vít xã bố trí cao SVTH: Huỳnh Hồng Anh ,Phạm Hồng Qn GVHD: Trương Đình Phong Tính tốn thiết kế ly hợp ô tô KẾT LUẬN Đối với xe du lịch có tải trọng tồn G=1500KG, momen cực đại M emax = [N.m] loại xe du lịch bán tải, có tinh động cao Với thiết kế hai cầu chủ động, xe di chuyển địa hình hiểm trở việc đóng mở ly hợp tương đối nhiều nhanh nên việc thiết kế ly hợp ưu tiên lựa chọn phương án ly hợp ma sát khí loại đĩa kiểu lị xo đĩa nón cụt có sẻ rãnh có đóng êm, mở dứt khốt Các thơng số ly hợp thiết kế tổng hợp lại sau:  Bán kính đĩa ma sát R1 = 79 [mm]  Bán kính ngồi đĩa ma sát R2 =105 [mm]  Bề dày đĩa ép δ = 26 [mm]  Lực ép cần thiết lị xo đĩa nón cụt Flx =2242.8 [N]  Tỷ số truyền bàn đạp ibđ = 4,96  Tỷ số truyền dẫn động trung gian itg =  Tỷ số truyền mở icm = 2,0  Tỷ số truyền đòn mở iđm = 4,44 SVTH: Huỳnh Hồng Anh ,Phạm Hồng Qn GVHD: Trương Đình Phong Tính tốn thiết kế ly hợp ô tô TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] NGUYỄN HỮU CẨN, (2005), Lý thuyết ôtô máy kéo, NXB Giáo dục, Hà Nội [2] LÊ VĂN TỤY (2007), Hướng dẫn thiết kế ơtơ,(phần hệ thống truyền lực), Giáo trình mạng nội Khoa Cơ Khí Giao Thơng -Trường Đại học Bách Khoa, Đà Nẵng [3] NGUYỄN HOÀNG VIỆT (2015), Giáo trình Kết cấu tính tốn tơ, (phần hệ thống truyền lực), Giáo trình mạng nội Khoa Cơ Khí Giao Thơng -Trường Đại học Bách Khoa, Đà Nẵng SVTH: Huỳnh Hồng Anh ,Phạm Hồng Quân GVHD: Trương Đình Phong