Tính toán thiết kế hệ thống ly hợp dựa trên xeFOTON M4 350

Tính toán thiết kế hệ thống ly hợp dựa trên xeFOTON M4 350 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CỤM LY HỢP TRÊN XE ÔTÔ 1.1.Công dụng,phân loại và yêu cầu: 1.1.1.Công dụng: Ly hợp là một trong những cụm chính trong hệ thống truyền lực của ôtô. Ly hợp trên ôtô là bộ phận liên kết giữa động cơ và hệ thống truyền lực,nó được bố trí ngay sau động cơ và

MỤC LỤ

MỤC LỤC -1

LỜI NÓI ĐẦU -3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CỤM LY HỢP TRÊN XE ÔTÔ -4

1.1.Công dụng,phân loại và yêu cầu: 4

1.1.1.Công dụng: 4

1.1.2.Phân loại: 4

1.1.3.Yêu cầu: 5

1.2.Ly hợp ma sát: 5

1.2.1.Ly hợp ma sát một đĩa: 6

1.2.2.Ly hợp ma sát hai đĩa: 9

1.2.3.Ly hợp ma sát một đĩa sử dụng lò xo đĩa: 11

1.2.4.Phân tích kết cấu của một số chi tiết chính: 13

1.3.Ly hợp thủy lực : 19

1.4.Ly hợp điện tử : 20

CHƯƠNG 2 : KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT HỆ THỐNG LY HỢP TRÊN XE FOTON M4 350 -22

2.1.Các thông số tham khảo của xe Foton M4 22

2.1.1.Công dụng của xe 22

2.2.Lựa chọn kết cấu cụm ly hợp lắp trên xe ôtô 23

2.2.1.Lựa chọn loại ly hợp 23

2.2.2.Kết cấu ly hợp lắp trên xe Foton m4 350 24

2.2.3.Phươngpháp chọn loại lò xo ép: 25

2.2.4.Đĩa bị động của ly hợp: 26

2.3.Lựa chọn phương án dẫn động 27

2.3.1.Dẫn động cơ khí : 27

2.3.2.Dẫn động cơ khí có trợ lực khí nén : 29

2.3.3.Dẫn động thủy lực : 30

2.3.4.Dẫn động thủy lực có trợ lực chân không: 31

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỤM LY HỢP -34

3.1.Tính chọn các thông số và các kích thước cơ bản: 34

3.1.1.Xác định mômen ma sát mà ly hợp cần truyền 34

3.1.2.Xác định các thông số và kích thước cơ bản của ly hợp: 34

3.2.Tính kiểm tra điều kiện làm việc của ly hợp: 37

3.2.1 Tính công trượt: 37

3.2.2.Kiểm tra công trượt riêng: 38

3.2.3 Kiểm tra nhiệt độ các chi tiết: 38

3.3.tính bền các chi tiết của ly hợp: 39

3.3.1.Lò xo đĩa: 39

3.3.2.Đĩa bị động: 42

3.3.3.Tính lò xo giảm chấn: 46

3.3.4.Trục ly hợp: 49

3.4.Tính toán hệ thống dẫn động ly hợp: 55

3.4.1.Xác định lực và hành trình bàn đạp: 55

3.4.2.Thiết kế hệ thống dẫn động thủy lực: 56

3.4.3.Thiết kế bộ trợ lực chân không: 58

CHƯƠNG 4: SỬA CHỮA VÀ BẢO DƯỠNG LY HỢP -61

4.1 Chuẩn đoán hư hỏng ly hợp 61

4.1.1 Bị trượt khi đóng ly hợp 61

4.1.2.Bị rung giật, làm việc không êm khi đóng ly hợp 62

4.1.3 Ly hợp không cắt được hoàn toàn 63

4.1.4.Ly hợp phát ra tiếng kêu 65

4.1.5 Bàn đạp ly hợp rung 66

4.1.6 Đĩa ly hợp chóng mòn 66

4.1.7 Bàn đạp ly hợp nặng 66

4.2 Quy trình kiểm tra, sửa chữa ly hợp 68

4.2.2 Hiện tượng trượt li hợp 68

4.2.2.Hiện tượng khó sang số hoặc không sang được số 68

4.2.3 Hiện tượng rung li hợp khi khởi hành 69

4.2.4.Hiện tượng li hợp bị kêu 70

4.3.Tháo lắp, kiểm tra sửa chữa ly hợp 70

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ -82

TÀI LIỆU THAM KHẢO -83

LỜI NÓI ĐẦU

Công nghiệp ôtô là một ngành quan trọng trong sự phát triển kinh tế của một đấtnước, đặc biệt là một quốc gia đang phát triển như Việt Nam Ô tô phục vụ cho các mụcđích thiết yếu của con người như việc vận chuyển hàng hoá, đi lại của con người.Ngoài ra

nó còn phục vụ trong rất nhiều lĩnh vực khác như: Y tế, cứu hoả, cứu hộ, an ninh, quốcphòng….Do vậy phát triển ngành công nghiệp ôtô Việt Nam là một trong những mục tiêuchiến lược trong sự phát triển của đất nước Thực tế nhà nước ta cũng đã chú trọng pháttriển ngành công nghiệp ôtô với những đề án chiến lược dài hạn năm 2015 đến 2020 Cùngvới việc chuyển giao công nghệ giữa Việt Nam và các nước phát triển trên thế giới, chúng tangày càng được tiếp cận nhiều hơn với các công nghệ tiên tiến trên thế giới trong đó cócông nghệ về ôtô

Trên ôtô, người ta chia ra thành các phần và các cụm khác nhau Trong đó ly hợp làmột trong những cụm chính và có vai trò quan trọng trong hệ thống truyền lực của ôtô Hệthống ly hợp có ảnh hưởng lớn đến tính êm dịu của ôtô, tính năng điều khiển của ôtô, đảmbảo an toàn cho động cơ và hệ thống truyền lực trên ôtô Nên để chế tạo được một chiếc ôtôđạt yêu cầu chất lượng thì việc thiết kế chế tạo một bộ ly hợp tốt là rất quan trọng Do đó em

đã được giao đề tài “ Tính toán thiết kế hệ thống ly hợp dựa trên xeFOTON M4 350” đểnghiên cứu tìm hiểu cụ thể về hệ thống ly hợp trên ôtô và quy trình thiết kế chế tạo hệ thống

ly hợp cho ôtô Với đề tài được giao, em đã chọn xe FOTON M4 350 làm xe cơ sở để thamkhảo các thông số ban đầu Hiện nay loại xe này đang được sản xuất lắp ráp tại nước ta và làmột trong các loại xe gia đình và xe tải đời mới rất được ưa chuộng với giá cả hợp lý

Trong thời gian được giao đề tài, với sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình, cụ thể của Thầy giáo –

Dương Quang Minh cùng các thầy giáo trong bộ môn Ôtô, em đã hoàn thành đồ án của

mình Mặc dù bản thân đã có cố gắng và được sự quan tâm giúp đỡ của các thầy giáo nhưng

do kiến thức, kinh nghiệm và thời gian hạn chế nên đồ án của em không thể tránh khỏi thiếusót Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, phê bình của các thầy trong bộ môn

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Dương Quang Minh và các thầy

giáo trong bộ môn Ôtô, Trường ĐHCNGiao Thông Vận Tải đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho

em hoàn thành tốt bản đồ án này

Vĩnh Yên, ngày tháng năm 2021

Sinh viên:

Đỗ Quang Anh

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CỤM LY HỢP TRÊN XE ÔTÔ

1.1.Công dụng,phân loại và yêu cầu:

1.1.1.Công dụng:

- Ly hợp là một trong những cụm chính trong hệ thống truyền lực của ôtô Ly hợp trên ôtô

là bộ phận liên kết giữa động cơ và hệ thống truyền lực,nó được bố trí ngay sau động cơ vàtrước hộp số.Do đó nó có các nhiệm vụ sau:

+Nối động cơ với hệ thống truyền lực để truyền mômen từ động cơ đến hệ thống truyềnlực trong hầu hết quá trình xe chuyển động

+Tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực để cắt dòng truyền công suất tới hệ thốngtruyền lực trong trường hợp cần thiết như khi xe khởi động,khi chuyển số , khi phanh xe +Ngoài ra còn đảm bảo an toàn cho động cơ và hệ thống truyền lực khi bị quá tải.Nhưtrong quá trình ôtô hoạt động sẽ xuất hiện những mômen quán tính tác động lên hệ thốngtruyền lực nên ly hợp còn đóng vai trò là bộ phận an toàn bảo vệ cho các chi tiết của hệthống truyền lực khỏi bị quá tải

1.1.2.Phân loại:

Có nhiều cách phân loại:

*Theo cách truyền mômen:-Ly hợp ma sát:Truyền mô men thông qua các bề mặt ma sát

Ly hợp ma sát có hai loại là ly hợp ma sát khô và ly hợp ma sát ướt:

+ Ly hợp ma sát khô:Không có dung môi,các đĩa ma sát thường được làm từFerado đồng

+ Ly hợp ma sát ướt: Được nhúng trong dầu

Hiện nay trên ôtô thường dùng loại ly hợp ma sát khô dạng đĩa,thường đóng với lực ép đượctạo bởi các lò xo và có trang bị bộ phận giảm chấn.Đây là loại ly hợp có cấu tạo đơngiản,làm việc tin cậy và tuổi thọ cao

Trong ly hợp ma sát khô có thể có một hoặc hai đĩa bị động.Ly hợp một đĩa được sử dụngtrên các loại xe ôtô con và ôtô tải công suất nhỏ,còn ly hợp hai đia được dùng trên các loạiôtô tải và ôtô chở khách cỡ lớn

- Ly hợp thuỷ lực: Truyền mômen thông qua chất lỏng

- Ly hợp điện từ: Truyền mômen nhờ lực điện từ

- Ly hợp liên hợp: Mô men được truyền bằng cách kết hợp các phương pháp trên.Thông thường là bằng ma sát cộng với thủy lực

Hiện nay, trên ôtô dùng chủ yếu là ly hợp ma sát và ly hợp thủy lực

*Theo trạng thái làm việc:

- Loại ly hợp thường đóng: Khi không có lực điều khiển, ly hợp luôn ở trạng thái đóng, khiđạp ly hợp các bề mặt làm việc tách ra Đại đa số các ly hợp trên ôtô dùng loại này

- Loại ly hợp thường mở: Khi không có lực điều khiển, ly hợp luôn ở trạng thái mở

* Theo dạng lò xo ép của đĩa ép:

mà không có sự can thiệp của người lái.

1.1.3.Yêu cầu:

Ly hợp trên ôtô là một trong những cụm chi tiết quan trọng,nó cần đảm bảo được cácyêu cầu sau đây :

- Truyền hết được mômen của động cơ xuống hệ thống truyền lực mà không bị trượt

- Ngắt dứt khoát, đóng êm dịu để giảm tải trọng động tác động lên hệ thống truyềnlực

- Mômen quán tính của phần bị động của ly hợp phải nhỏ để giảm tải trọng động tácdụng lên các bánh răng và bộ đồng tốc khi sang số

- Mô men ma sát không đổi khi ly hợp ở trạng thái đóng

- Có khả năng trượt khi bị quá tải

- Có khả năng thoát nhiệt tốt để tránh làm nóng các chi tiết khi ly hợp bị trượt trongquá trình làm việc

- Có khả năng dập tắt các dao động tần số cao tác động lên hệ thống truyền lực

- Điều khiển ly hợp nhẹ nhàng tránh gây mệt mỏi cho người lái xe

- Giá thành của bộ ly hợp rẻ, tuổi thọ cao, kết cấu đơn giản kích thước nhỏ gọn, dễtháo lắp và sửa chữa bảo dưỡng

1.2.Ly hợp ma sát:

Trên các loại ôtô hiện nay sử dụng phổ biến nhất là loại ly hợp ma sát Các bộ phậnchính của ly hợp bao gồm phần chủ động và phần bị động:

- Phần chủ động:Gồm có bánh đà, đĩa ép, vỏ ly hợp, các lò xo ép

- Phần bị động:Gồm đĩa bị động, các bộ phận giảm chấn và trục ly hợp

Việc điều khiển đóng ngắt ly hợp thông qua các đòn mở và các hệ thống dẫn

động, hệ thống dẫn động của ly hợp có thể là dẫn động bằng cơ khí , dẫn động bằng thuỷlực Ngoài ra còn có thể sử dụng bộ phận trợ lực để giảm lực bàn đạp của người lái

- Khi ngắt ly hợp:Dưới tác dụng của lực bàn đạp kéo đòn kéo 9 thông qua càng mở 10đẩy bạc mở 6 làm bi T dịch chuyển sang trái khắc phục hết khe hở  và ép vào đầutrên của đòn mở 12, đầu dưới của các đòn mở đi sang phải và tách đĩa ép 3 khỏi đĩa

bị động làm cho đĩa bị động tách rời khỏi bánh đà và đĩa ép ngắt dòng công suất từ



Trong quá trình sử dụng, do sự giảm lực ép của các lò xo ép và đĩa bị động bị mòn nênkhe hở  bị giảm xuống làm ảnh hưởng đến hành trình tự do của bàn đạp Do đó khe hở phải được đảm bảo nằm trong phạm vi nhất định bằng cách điều chỉnh thường xuyên.

1.

2 1.3.Kết cấu cụ thể:

Ta phân tích kết cấu ly hợp lắp trên xe ZIL-130:

- Đĩa ép 3 bị ép bởi lò xo ép 8 bố trí xung quanh vỏ ly hợp 9.Vỏ ly hợp được lắp ghépvới bánh đà 2 nhờ các bulông 23 Đĩa ép 3 và vỏ ly hợp 9 liên kết với nhau bằng lò

xo lá 4, mỗi lò xo lá có một đầu được tán cố định với vỏ ly hợp bằng các đinh tán vàđầu còn lại được lắp cố định với đĩa ép 3 bằng các bulông Do đó, đã tạo nên sự liênkết cứng giữa đĩa ép với vỏ ly hợp (vỏ trong) theo phương pháp tuyến để đảm bảotruyền được mômen xoắn, đồng thời đảm bảo được sự di chuyển dọc trục của đĩa épkhi mở và đóng ly hợp

- Đĩa bị động của ly hợp trên xe ZIL-130:Xương đĩa bị động được chế tạo bằng thép

và có xẻ rãnh Đĩa ma sát được lắp ghép với xương đĩa bằng các đinh tán Bộ giảmchấn gồm 8 lò xo giảm chấn đặt xung quanh cách đều nhau cùng tấm ma sát Xươngđĩa được ghép chặt với moayơ đĩa bị động bằng các đinh tán Đinh tán được chế tạobằng thép

- Đòn mở ly hợp 16 (hình 1.2):Gồm có 4 chiếc và được chế tạo bằng thép Mỗi đòn

mở thì đầu ngoài liên kết khớp bản lề với đĩa ép 3 qua các ổ bi kim Phần giữa đònliên kết bản lề với càng nối qua ổ bi kim Càng nối gối tựa lên vỏ ly hợp bằng đai ốchình chỏm cầu Các đai ốc này bị ép vào vỏ ly hợp bằng đệm đàn hồi, mỗi đệm đànhồi này được cố định vào vỏ ly hợp bằng hai bu lông nhỏ Nhờ có mối liên kết nhưvậy mà càng nối có thể chuyển động xoay để tạo ra tâm quay thay đổi ở giữa đòn mở

ly hợp, cần thiết cho sự di chuyển của đĩa ép khi mở và đóng ly hợp Đai ốc chỏmcầu còn có tác dụng điều chỉnh đầu đòn mở để các đòn mở cùng nằm trong mặtphẳng song song với mặt phẳng của đĩa ép

- Bạc mở ly hợp gồm có ổ bi tỳ 11 và bạc trượt (hình 1.2) Trong ổ bi tỳ có đủ lượng mỡ dựtrữ để bôi trơn trong suốt quá trình sử dụng mà không cần bổ xung thêm

- Lò xo hồi vị bạc mở ly hợp 13 dùng để giữ bạc mở luôn có khe hở với đầu đòn mở, đảmbảo cho ly hợp luôn đóng hoàn toàn và khi đóng ly hợp thì bạc mở nhanh chóng tách khỏiđầu đòn mở

1.2.1.4.Ưu nhược điểm:

 Chỉ truyền được mô men không lớn lắm Nếu truyền mômen trên 70  80 KGmthì cần đường kính đĩa ma sát lớn kéo theo các kết cấu khác đều lớn làm cho lyhợp cồng kềnh.

1.2.2.Ly hợp ma sát hai đĩa:

1.2.2.1.Sơ đồ nguyên lý hoạt động:

1.2.2.2.Kết cấu cụ thể của ly hợp ma sát khô hai đĩa:

Ly hợp lắp trên xe MA-5335 là ly hợp hai đĩa ma sát khô (hình 2.5)

- Bộ phận chủ động của ly hợp : gồm bánh đà 24 bắt với vỏ trong ly hợp 19 bằng các

bu lông Để thực hiện mở ly hợp một cách nhanh chóng và dứt khoát thì giữa đĩa éptrung gian 26 và bánh đà 24 có đặt lò xo đẩy 1 Lò xo đẩy có tác dụng đẩy đĩa éptrung gian ra khỏi bề mặt tiếp xúc với đĩa bị động 25 khi mở ly hợp



Hình 1.4 Ly hợp lắp trên xe MA-5335

1 Lò xo đẩy đĩa ép trung gian ; 2 Bulông hạn chế ; 3 Vỏ trong ly hợp ; 4 Đai ốc điềuchỉnh ; 5 Đòn mở ly hợp ; 6 Càng nối đòn mở ly hợp ; 7 Đai ốc điều chỉnh đòn mở ; 8.Tấm hãm ; 9 Quang treo ; 10 Lò xo đỡ tấm chặn ; 11 Bi “T” ; 12 ống bơm mỡ ; 13 Càng

mở ly hợp ; 14 Tấm chặn đầu đòn mở ; 15 Trục của càng mở ly hợp ; 16 Tay đòn ; 18.Nắp của cácte ly hợp ; 19 Vỏ trong ly hợp ; 20 Lò xo ép ; 21 Đệm cách nhiệt ; 22 Đĩa épngoài ; 23 Nút xả mạt ; 24 Bánh đà ; 25 Đĩa ma sát ; 26 Đĩa ép trung gian ; 27 Thanhtựa ; 28 Moayơ ; 29 Bulông bắt chặt các tấm đĩa ; 30 Lò xo giảm chấn

Để đảm bảo khe hở cần thiết giữa các bề mặt ma sát của ly hợp khi mở ly hợp, đồng thờiđảm bảo cho đĩa ép trung gian, đĩa ép ngoài và bánh đà thành một khối mà vẫn đảm bảo đĩa

ép trung gian và đĩa ép ngoài có thể di trượt được thì người ta dùng một cơ cấu gồm có đai

ốc điều chỉnh 4 được kẹp chặt vào đĩa ép trung gian Khi các bề mặt ma sát của tấm ma sátcủa đĩa bị động bị mòn nhiều, nhờ có cơ cấu đó sẽ làm cho đĩa ép trung gian di chuyển đếngần bánh đà hơn Đai ốc 4 có vòng cách tỳ lên vỏ ly hợp, đẩy cho bulông hạn chế di chuyểndọc trục của nó, nên duy trì được khe hở cần thiết giữa các bề mặt ma sát khi mở ly hợp

Các lò xo ép 20 được bố trí xung quanh theo hai vòng tròn (vòng trong và vòng ngoài).Tổng số lò xo ép là 24, các lò xo ép được đặt trong phần lõm của vỏ ly hợp và đầu còn lạiđược đặt vào phần lồi của đĩa ép.

- Bộ phận bị động của ly hợp : gồm có hai đĩa bị động 25, mỗi đĩa bị động gồm 2 tấm

ma sát được ghép với xương đĩa bằng các đinh tán bằng đồng Xương đĩa được chế tạo bằngthép, trên có các xẻ rãnh nhằm giảm độ cứng, tăng độ đàn hồi và giúp ly hợp đóng êm dịu.Xương đĩa được ghép với moayơ đĩa bị động bằng các đinh tán, trên moayơ có các lỗ hìnhchữ nhật để đặt 6 lò xo giảm chấn Moayơ được chế tạo bằng thép, số lượng là 2 moayơ và

có thể di trượt trên rãnh then hoa của trục ly hợp

1.

2 2.3.Ưu nhược điểm: So với loại ly hợp ma sát khô một đĩa nó có những ưu nhược điểm sau:

- Ưu điểm:

 Đóng êm dịu (do có nhiều bề mặt ma sát)

 Truyền được momen lớn so với ly hợp ma sát khô một đĩa có cùng kíchthước.Do đó có thể giảm được đường kính chung của đĩa ma sát, bánh đà … màvẫn đảm bảo truyền đủ mômen cần thiết của động cơ,phù hợp với các xe tảitrọng lớn

- Nhược điểm:

 Mở không dứt khoát do phải tách nhiều bề mặt ma sát

 Nhiệt lớn, kết cấu phức tạp nên khó bảo dưỡng và sữa chữa,giá thành cao hơn loại lyhợp ma sát khô một đĩa

1.

2 3.Ly hợp ma sát một đĩa sử dụng lò xo đĩa:

1.

2 3.1.Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:

Về mặt cấu tạo ly hợp ma sát khô một đĩa lò xo ép hình đĩa cũng gồm các bộ phận và chitiết tương tự như ở ly hợp ma sát khô một đĩa lò xo trụ bố trí xung quanh.Điểm khác biệt ởđây là thay vì những lò xo trụ bố trí xung quanh người ta sử dụng một lò xo đĩa hình côn vớigóc côn rất lớn (khoảng 1760).Với việc sử dụng lò xo đĩa hình côn người ta có thể tận dụngkết cấu này để đóng mở ly hợp mà không cần dùng đòn mở riêng,Mặt đáy của đĩa ép hìnhcôn được tỳ trực tiếp vào đĩa ép,phần giữa của đĩa ép được liên kết với vỏ.Mặt đỉnh của đĩa

ép sẽ được sử dụng để mở ly hợp khi bạc mở ép lên nó

Nguyên lý làm việc của ly hợp sử dụng lò xo dạng đĩa cũng giống như của ly hợp masát lò xo trụ chỉ khác là lực ép do lò xo đĩa sinh ra và ổ bi T tỳ trực tiếp lên lò xo đĩa để táchđĩa ép chứ không thông qua đòn mở

Ở trạng thái đóng:Do phần giữa của đĩa ép tỳ vào vỏ ly hợp nên mặt đáy của nó tỳ vàođĩa ép ép chặt đĩa bị động với bánh đà làm cho phần chủ động và bị động của ly hợp trởthành một khối cứng và mômen được truyền từ động cơ tới trục của ly hợp

Trạng thái mở:Khi cần mở ly hợp người ta tác dụng một lực vào bàn đạp ly hợp và qua cơcấu dẫn động ly hợp kết quả là một đầu của càng mở sẽ tỳ vào bạc mở làm ổ bi T dịchchuyển sang bên trái ép vào mặt đỉnh của lò xo hình côn.Do phần giữa đĩa ép được liên kếtvới vỏ nên mặt đáy của đĩa ép sẽ dịch chuyển sang phải kéo đĩa ép tách khỏi đĩa bị động làmđĩa bị động quay tự do.Lúc này ly hợp ngắt sự truyền mômen từ động cơ tới trục ly hợp.

Hình 1.5 Ly hợp ma sát sử dụng lò xo đĩa

1.Nắp dưới; 2.Vành răng; 3.Vỏ trong; 4.Đinh tán; 5.ổ bi cầu; 6.Trục khuỷu; 7.Trục ly hợp;8.Bulông; 9.Đinh tán; 10.Xương đĩa; 11.Tấm ma sát;

12.Bánh đà; 13.Bulông; 14.Vỏ ngoài; 15.Đinh tán; 16.Lò xo màng;

17.Moay ơ; 18.Bi T; 19.Bạc lót; 20.ống trượt; 21.Lò xo giảm chấn

1.

2 3.2.Ưu điểm của ly hợp ma sát lò xo đĩa so với ly hợp ma sát lò xo trụ:

Ưu điểm cơ bản của ly hợp sử dụng lò xo đĩa hình côn không những có kết cấu đơngiản,kích thước nhỏ gọn,lực ép lên đĩa ép đều,không cần sử dụng chi tiết đòn mở mà còn cóđặc tính làm việc tốt hơn ly hợp sử dụng lò xo trụ

Hình 1.6.So sánh đặc tính làm việc của ly hợp lò xo đĩa và lò xo trụ

Trên đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa lực ép trên đĩa ép với sự dịch chuyển của đĩaép.Đường nét liền là đặc tính của ly hợp của lò xo đĩa và nét đứt là đường đặc tính của lò xotrụ.Khi áp lực P0 của đĩa ép tại vị trí bình thường(tức là vị trí khi đĩa ma sát còn mới) làbằng nhau ở cả hai kiểu lò xo.áp lực đĩa ép tại vị trí mở ly hợp lớn nhất(đạt được khi bànđạp ly hợp được dạp hết) đối với kiểu lò xo trụ là P2‘,còn đối với kiểu lò xo đĩa là P2: P2<

P2‘.Điều này có nghĩa là đối với kiểu lò xo đĩa lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp ly hợp nhỏhơn kiểu lò xo trụ một lượng “a“ như trên đồ thị.Khi bề mặt đĩa ma sát mòn tới một giá trịtới hạn,áp lực đĩa ép của kiểu lò xo trụ giảm xuống tới P1‘,còn áp lực đĩa ép của kiểu lò xođĩa là P1: P1 gần bằng giá trị P0.Vì vậy khả năng truyền mômen của ly hợp kiểu lò xo đĩakhông giảm,trong khi đó áp lực đĩa ép của ly hợp lò xo trụ trong cùng một điều kiện giốngvới kiểu lò xo đĩa giảm xuống tới P1‘ rất nhỏ nên ly hợp có xu hướng trượt ở chế độ này

1.

2 4.Phân tích kết cấu của một số chi tiết chính:

- Đĩa ép và lò xo ép:

Đĩa ép có dạng vành khăn,một mặt áp vào đĩa bị động,mặt kia được ép bởi lò xo,có thể là lò

xo trụ được bố trí xung quanh hoặc lò xo đĩa.Đĩa ép được dẫn động qua liên kết với đòn mởhoặc qua vấu tỳ va cửa sổ trên vỏ ly hợp,hoặc qua bu lông bắt chặt giữa vỏ ly hợp với bánhđà.Với đĩa ép trung gian trong ly hợp ma sát khô hai đĩa thi đĩa ép trung gian được dẫn độngthông qua kết cấu vấu tỳ và cửa sổ hoặc qua cặp bánh răng ăn khớp trong

Các kiểu bố trí dẫn động truyền mômen từ vỏ trong ly hợp đến đĩa ép được thể hiện nhưdưới hình 1.7.

Trên đĩa ép có bố trí các vấu lồi lên để dẫn hướng cho lò xo trụ,các vấu này thường đượckhoan rỗng để làm tản nhiệt cho đĩa ép truyền lên lò xo vì dưới tác dụng của nhiệt sẽ làmgiảm tính năng đàn hồi của lò xo,mặt khác cũng là để giảm trọng lượng cho đĩa ép

Hình 1.7.Cấu tạo đĩa ép và lò xo ép

Lò xo dạng hình trụ được bố trí xung quanh với số lượng 9,12,…với cách bố trí này cókết cấu nhỏ gọn,khoảng không gian chiếm chỗ ít vì lực ép lên đĩa ép qua nhiều lò xo cùngmột lúc.Tuy nhiên nó cũng có các nhược điểm là các lò xo không đảm bảo được các thông

số giống nhau hoàn toàn,do đó phải lựa chọn thật kĩ nếu không lực ép trên đĩa ép sẽ khôngđều làm tấm ma sát mòn không đều.Để tạo được đường đặc tính của lò xo ép theo ý muốnngười ta có thể dùng lò xo dạng côn.Với những xe cỡ lớn muốn tạo được lực ép lớn người tacòn có thể bố trí xếp 2 hoặc 3 lò xo lồng vào nhau để tăng độ cứng

Hình 1.8.Các kiểu bố trí truyền mômen đến đĩa ép

Vì ly hợp làm việc liên tục trong điều kiện có ma sát trượt nên nhiệt tỏa ra rất lớn.Nêú nhiệttruyền nhiều đến lò xo sẽ làm thay đổi đăc tính đàn hồi cũng như độ bền của lò xo.Do đó taphải bố trí tản nhiệt cho lò xo bằng cách khoan lỗ tản nhiệt cho vấu dẫn hướng của lò xo

trên đĩa ép và dùng đệm cách nhiệt cho lò xo.Cấu tạo và các cách bố trí lò xo trụ được thểhiện như trên hình 1.7.

Ngày nay trên các xe con người ta thường hay sử dụng lò xo dạng đĩa với các ưu điểmnổi bật là tạo được lực ép lớn với độ biến dạng nhỏ,tản nhiệt nhanh,kết cấu nhỏ gọn đơngiản,độ tin cậy cao khi làm việc,đường đặc tính đàn hồi phù hợp với lực ép không lớn.Tiếp xúc giữa lò xo đĩa và đĩa ép là dạng vành khăn ở viền ngoài nên nhiệt truyền tới lò xokhông lớn và dễ bố trí tản nhiệt bằng cách xẻ các rãnh hướng kính và khoét các lỗ tròn ởgần vành ngoài lò xo đĩa

Kết cấu cụ thể và cách bố trí của lò xo đĩa được thể hiện dưới hình 1.9

Hình 1.9.Cấu tạo lò xo ép dạng đĩa

- Đĩa ma sát (đĩa bị động):

Đĩa ma sát của ly hợp là một chi tiết quan trọng nhất trong cụm ly hợp,là chi tiết chính đảmbảo yêu cầu đóng ly hợp êm dịu.Điều kiện làm việc của đĩa ma sát rất khắc nghiệt nên nó cóyêu cầu khắt khe và kết cấu rất phức tạp,được thể hiện h.1.11

Để tăng tính êm dịu người ta sử dụng đĩa bị động loại đàn hồi,độ đàn hồi của đĩa bịđộng được giải quyết bằng cách kết cấu có những hình dạng đặc biệt và có thể dùng thêmnhững chi tiết có khả năng làm giảm độ cứng của đĩa.Trong kết cấu của xương đĩa gồmnhiều chi tiết lắp ghép với nhau để giảm độ cứng của xương đĩa.Như trên hình 1.9 xươngđĩa được ghép từ vành đĩa 5 với các tấm đĩa 3 bằng đinh tán 4.Tấm 3 có xẻ những rãnhhướng tâm hoặc ghép bằng nhiều tấm,các đường xẻ này chia đĩa bị động ra làm nhiều phần

Hình 1.10.Cấu tạo chung đĩa ma sát

Xương đĩa được tán với các tấm ma sát 1 tạo thành đĩa ma sát.Trong quá trình làm việc của

ly hợp do có trượt nên sinh công ma sát và sinh nhiệt nên tấm ma sát phảI có những yêu cầuđảm bảo hệ số ma sát cần thiết,có khả năng chống mài mòn ở nhiệt độ cao,có độ bền cơ họccao

11.Lò xo giảm chấn 12.Tấm ốp giữ bộ giảm chấn

Hình 1.12.Kết cấu xương đĩa và các phương án tán tấm ma sát vào xương đĩa

1.Xương đĩa 2.Tấm ma sát 3.Lò xo gợn sang

sự thay đổi mômen quay của động cơ.Chi tiết đàn hồi của giảm chấn là các lò xo 11 dùng đểgiảm độ cứng của hệ thống truyền lực do đó giảm được tần số dao động riêng va khắc phụckhả năng xuất hiện ở tần số cao.Do độ cứng tối thiểu của các chi tiết đàn hồi của giảm chấn

bị giới hạn bởi điều kiện kết cấu của ly hợp cho nên hệ thống truyền lực của ôtô không thểtránh khỏi cộng hưởng ở tần số thấp.Bởi vậy ngoài chi tiết đàn hồi ra trong bộ giảm chấncòn có chi tiết ma sát 6 và 9 nhằm thu năng lượng của các dao động cộng hưởng ở tần sốthấp

Hình1.13.Kết cấu bộ giảm chấn đĩa ma sát

1 Lò xo giảm chấn 2.Xương đĩa bị động 3.Moayơ

Bánh bơm Bánh Tuabin

V ỏ

nối đòn mở với tai đĩa ép nên đẻ tránh cưỡng bức cho đòn mở thì chi tiết nối đòn mở với vỏ

ly hợp phải có kết cấu tự lựa

Khi mở ly hợp đĩa ép phải dịch chuyển tịnh tiến còn khi đóng ly hợp đĩa ép cùng với bánh

đà truyền mômen cho đĩa bị động của ly hợp nên bất kỳ ở một ly hợp nào cũng phải có kếtcấu hoặc chi tiết truyền mômen từ vỏ ly hợp(hoặc bánh đà) sang đĩa ép.Như hình 1.13.adưới chi tiết số 4 là thanh đàn hồi để truyền mômen từ vỏ ly hợp sang đĩa ép.Trên hình1.13.b sự truyền mômen từ vỏ vào đĩa ép được thực hiện bởi lỗ trên vỏ và vấu trên đĩa ép

1.3.Ly hợp thủy lực :

Ly hợp thuỷ lực truyền mômen thông qua chất lỏng

Hình 1.14.Sơ đồ nguyên lý ly hợp thuỷ lực.

Cấu tạo của ly hợp thuỷ lực gồm 2 phần:

Khi động cơ làm việc, bánh bơm quay, dưới tác dụng của lực ly tâm chất lỏng côngtác bị dồn từ trong ra ngoài dọc theo các khoang giữa các cánh bơm Khi ra khỏi cánh bơm,chất lỏng có vận tốc lớn và đập vào các cánh của bánh tua bin làm bánh này quay theo, nhờ

đó năng lượng được truyền từ bánh bánh bơm sang bánh tua bin nhờ dòng chảy chất lỏng

Ly hợp thủy lực không có khả năng biến đổi mômen, nó chỉ làm việc như một khớpnối thuần túy nên còn gọi là khớp nối thủy lực

Ưu nhược điểm:

- Ưu điểm :+ Có thể thay đổi tỉ số truyền một cách liên tục

+ Có khả năng truyền tải mô men lớn

+ Cấu tạo đơn giản, giá thành sản xuất thấp, dễ bảo dưỡng sữa chữa

- Nhược điểm :+ Không có khả năng biến đổi mômen nên đã hạn chế phạm vi sử dụng của

nó trên các hộp số thủy cơ ôtô

+ Hiệu suất thấp ở vùng làm việc có tỉ số truyền nhỏ

+ Độ nhạy quá cao làm ảnh hưởng xấu đến đặc tính làm việc kết hợp với động cơ đốttrong

Hình 1.15.Sơ đồ nguyên lý ly hợp điện từ.

- Khi đóng ly hợp : Khi cấp điện cho cuộn dây 3 làm xuất hiện lực điện từ trong cuộndây nên xuất hiện lực hút giữa bánh đà 1 và lõi thép bị động 5 Như vậy khi bánh đà quaylàm cho lõi thép quay theo Do đó mômen được truyền từ động cơ sang trục ly hợp Tuy vậylực hút giữa bánh đà và lõi thép không đủ lớn nên giữa khe hở bánh đà và lõi thép người tađưa vào những mạt sắt Khi có từ trường, chúng tạo thành những đường sức tạo thành dâysắt cứng nối bánh đà và lõi thép với nhau làm tăng ma sát nên việc truyền mômen giữa bánh

đà và lõi thép được tăng lên

Ưu nhược điểm :

- Ưu điểm :

+ Khả năng chống quá tải tốt

+ Bố trí dẫn động dễ dàng

- Nhược điểm :

+ Chế tạo phức tạp

+ Bảo dưỡng và sửa chữa khó khăn.+ Giá thành đắt

CHƯƠNG 2 : KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT HỆ THỐNG LY HỢP

TRÊN XE FOTON M4 350

2.1.Các thông số tham khảo của xe Foton M4

2.1.1.Công dụng của xe.

Xe Foton M4 350 là một trong những loại ôtô vận tải được dùng nhiều trong việc vậnchuyển hàng hóa bằng đường bộ ở nước ta Nó là loại xe có thể hoạt động trên mọi đường

sá Sức chở của ôtô là gần 3.5 tấn Loại xe này được nhà máy chế tạo ôtô mang tên THACOsản xuất Xe có một cabin là loại cabin lật, trên cabin có 2 chỗ ngồi Vỏ cabin bằng kim loại

và bố trí động cơ ở phía dưới Thùng xe được chế tạo bằng khung sắt và những tấm kimloại Động cơ lắp trên xe là loại động cơ Diezel 4 kỳ Hệ thống truyền lực của xe ở dạng cơnhiều cấp Trong đó, ly hợp lắp trên xe là loại ly hợp hai đĩa ma sát khô thường đóng, đượcdẫn động điều khiển bằng cơ khí và có cường hóa khí nén Hộp số lắp trên xe là loại hộp số

cơ khí có 5 cấp số tiến, một cấp số lùi và có đồng tốc cho số 2-3, 4-5.Hệ thống lái lắp trên

xe là loại trục vít đai ốc, có bi cầu, thanh răng-vành răng và có cường hóa bằng thủy lực

Hệ thống treo của xe là loại hệ thống treo phụ thuộc và được bố trí trên các nhíp dọchình nửa elíp Hệ thống treo trước có giảm chấn thủy lực ống lồng nhằm nâng cao độ êmdịu khi xe di chuyển trên đường không bằng phẳng với tốc độ cao Hệ thống treo sau cónhíp phụ

Hình 2.1 Hình ảnh xe Foton M4 350

2.1.2 Bảng thông số kĩ thuật của xe tham khảo FOTON M4 350

6 7 8 9

Người lái tác dụng lực vào bàn đạp, lực bàn đạp thông qua đòn dẫn động 9 và càng

mở 6 làm cho bi T 4 dịch chuyển sang trái tỳ vào đầu đòn mở, đòn mở kéo đĩa ép và đĩa bịđộng tách khỏi các bề mặt làm việc làm mở ly hợp

- Khi đóng ly hợp : Người lái thôi không tác dụng lực vào bàn đạp, lò xo hồi vị bàn đạpkéo bàn đạp trở về vị trí ban đầu Đồng thời lò xo hồi vị bi T kéo bi T dịch chuyển sang phải

và thôi không ép vào đòn mở nữa Khi đó lò xo ép lại ép đĩa ép và đĩa bị động trở lại trạngthái làm việc ban đầu

2.2.

3 P hươngpháp chọn loại lò xo ép :

Hình 2.4.Đặc tính các loại lò xo ép ly hợp.

a - Lò xo côn xoắn.

b - Lò xo trụ.l : Biến dạng của lò xo.

c - Lò xo đĩa.F l : Lực ép, 2.2.

3 1.Lò xo trụ:

Lò xo trụ có đường đặc tính làm việc là đường b trên hình 2.1

Lò xo trụ thường được bố trí theo vòng tròn trên đĩa ép

Để định vị các lò xo và giảm độ biến dạng của chúng dưới tác dụng của

lực ly tâm, thường sử dụng các cốc, vấu lồi trên đĩa ép hoặc trên vỏ ly hợp

Ưu điểm:

- Kết cấu nhỏ gọn, khoảng không gian chiếm chỗ ít vì lực ép tác dụng lên đĩa ép lớn

- Đảm bảo được lực ép đều lên các bề mặt ma sát bằng cách bố trí các lò xo đối xứngvới nhau và với các đòn mở

- Luôn giứ được đặc tính tuyến tính trong toàn bộ vùng làm việc

- Giá thành rẻ, chế tạo đơn giản

Nhược điểm:

- Các lò xo thường không đảm bảo được các thông số giống nhau hoàn toàn, đặc biệt

là sau một thời gian làm việc lực ép của các lò xo sẽ không đều nhau Do đó phải chế tạo lò

xo thật chính xác nều không thì lực ép không đều sẽ làm cho đĩa ma sát mòn không đều và

Nhược điểm:

- Khoảng không gian ở gần trục ly hợp chật và khó bố trí bạc mở ly hợp

- Dùng lò xo côn thì áp suất lò xo tác dụng lên đĩa ép phải qua các đòn ép do đó việcđiều chỉnh ly hợp sẽ phức tạp

- Lò xo côn có dạng tuyến tính ở vùng làm việc nhỏ, sau đó khi các vòng lò xo bắtđầu trùng nhau thì độ cứng của lò xo tăng lên rất nhanh, do đó nó đòi hỏi phải tạo được lựclớn để ngắt ly hợp và khi đĩa ma sát mòn thì lực ép của lò xo sẽ giảm rất nhanh

- Lực ép lên đĩa ép đều giúp đĩa ma sát lâu mòn hơn

- Lò xo đĩa có đặc tính làm việc hợp lý vì trong vùng làm việc lực ép thay đổi khôngdáng kể theo biến dạng Do vậy lực ngắt ly hợp đòi hỏi không lớn và khi đĩa ma sát bị mònthì lực ép thay đổi không đáng kể

Nhược điểm:

- Việc chế tạo khó khăn

- Chỉ tạo được lực ép nhỏ nên không phù hợp với các loại xe tải trọng lớn,chủ yếudùng trên xe con

Kết luận: Qua việc tham khảo các loại lò xo ép trên ly hợp xe con, với các ưu điểm nổi trội

em quyết định chọn loại lò xo ép là lò xo dạng đĩa

2.3.Lựa chọn phương án dẫn động

Hệ thống dẫn động ly hợp có tác dụng truyền lực bàn đạp của người lái tác động vàobàn đạp đến ly hợp để thực hiện việc đóng ngắt ly hợp.

Dẫn động ly hợp thường là dẫn động cơ khí hoặc thủy lực Dẫn động cơ khí có ưuđiểm chung là kết cấu đơn giản dễ chế tạo tuy nhiên chúng cũng có nhược điểm là lực bànđạp thường phải lớn và khó bố trí với những ôtô có động cơ đặt xa người lái Dẫn động cơkhí được thường được sử dụng trên một số ôtô con và ôtô tải do ôtô con có yêu cầu lực bànđạp nhỏ và ôtô tải thường có bình khí nén nên việc bố trí trợ lực thuận lợi, dẫn động thủylực hiện nay được sử dụng trên hầu hết các loại ôtô con và ôtô chở khách do có ưu điểm rấtlớn là nhỏ gọn, tạo được lực bàn đạp lớn, dế bố trí trên ôtô và thời gian tác động nhanh

Để giảm lực của người lái tác dụng lên bàn đạp, trong hệ thống dẫn động có thể có

bố trí bộ phận trợ lực bằng cơ khí, thủy lực, khí nén hoặc chân không Hiện nay, được sửdụng phổ biến hơn cả trên các loại ôtô là dẫn động thủy lực kết hợp với bộ trợ lực Trợ lựctrên ôtô con có thể là trợ lực chân không, còn các ôtô tải thì thường sử dụng hệ thống trợ lựcbằng khí nén do có sẵn bình khí nén

Mục đích của việc thiết kế hệ dẫn động ly hợp là dễ bố trí, điều khiển dễ dàng, đảmbảo độ tin cậy đồng thời đảm bảo tính kinh tế Do đó phương án dẫn động phải đáp ứngđược các yêu cầu của hệ thống dẫn động đã nêu ở trên

Người lái tác dụng lực vào bàn đạp, lực bàn đạp thông qua đòn dẫn động 9 và càng

mở 6 làm cho bi T 4 dịch chuyển sang trái tỳ vào đầu đòn mở, đòn mở kéo đĩa ép và đĩa bịđộng tách khỏi các bề mặt làm việc làm mở ly hợp

- Khi đóng ly hợp : Người lái thôi không tác dụng lực vào bàn đạp, lò xo hồi vị bàn đạpkéo bàn đạp trở về vị trí ban đầu Đồng thời lò xo hồi vị bi T kéo bi T dịch chuyển sang phải

và thôi không ép vào đòn mở nữa Khi đó lò xo ép lại ép đĩa ép và đĩa bị động trở lại trạngthái làm việc ban đầu

Sơ đồ kết cấu:



6789

3 2.Dẫn động cơ khí có trợ lực khí nén :

1 2 3 4 5 6



Hình 2.6.Sơ đồ dẫn động ly hợp bằng cơ khí có trơ lực khí nén.

1.Ống dẫn khí 2.Xy lanh công tác 3.Càng mở.

- Khi đóng ly hợp:Khi người lái thôi tác dụng lực vào bàn đạp, lò xo hồi vị bàn đạpkéo bàn đạp trở về vị trí ban đầu Đồng thời kéo xy lanh phân phối 10 sang phải làm kéocàng mở 3 thôi không ép vào bi T nữa Khi đó bi T thôi không ép vào đầu đòn mở nữa vàcác lò xo ép lại ép ly hợp đĩa ép và đĩa bị động trở về trạng thái làm việc ban đầu Khi xylanh phân phối 10 được kéo về vị trí ban đầu thì đồng thời làm van khí nén đóng lại Lúcnày khoang trong xy lanh 10 thông với khí trời và do đó không còn áp suất khí nén tác dụnglên xy lanh công tác nữa và xy lanh công tác cũng thôi không tác dụng lực lên càng mở 3nữa

- Khi giữ bàn đạp ở một vị trí nào đó:Khi người lái giữ nguyên bàn đạp ở một vị trínào đó thì xy lanh phân phối 10 cũng dừng tại một vị trí nhất định Lúc này van khí nén vẫn

mở và khí nén vẫn vào xy lanh công tác tuy nhiên lượng khí nén vào trong xy lanh công tác

là không đổi cho nên ly hợp được mở ở một vị trí nhất định

Ưu nhược điểm :

- Ưu điểm :

+ Giảm được lực của người lái tác dụng lên bàn đạp

+ Vẫn đảm bảo an toàn vì nếu trợ lực hỏng thì ly hợp vẫn làm việc được

- Khi đóng ly hợp:Khi người lái thôi tác dụng lực vào bàn đạp, nhờ lò xo hồi vị bi T 5 và lò

xo hồi vị bàn đạp 8 đẩy pittông của xy lanh công tác 10 sang trái làm đẩy dầu qua ống 11 trởKhínén

về xy lanh chính 6 đẩy trả bàn đạp vể vị trí ban đầu.Đồng thời nhờ lò xo hồi vị nên bi Tcũng được đẩy tách ra khỏi đòn mở làm mở ly hợp.

Ưu nhược điểm :

Hình 2.8.Sơ đồ dẫn động thủy lực có trợ lực chân không.

1.ống dẫn dầu 2.Xy lanh công tác 3.Càng mở.

4.Bi T 5.Đĩa ép 6.Đĩa bị động.

7.Lò xo ép 8.Lò xo hồi vị bi T 9.Họng hút.

10.Bàn đạp 11.Lò xo hồi vị bàn đạp 12.Bộ trợ lực.

13.Xy lanh chính.

- Nguyên lý hoạt động của bộ trợ lực:

1 2

3 4

5 6

C

Hình 2.9.Sơ đồ bộ trợ lực chân không.

1 Van điều khiển 2 Van chân không

3, 6 Lò xo hồi vị 4 Van khí

5 Màng cao su

Khi mở ly hợp: Khi người lái đạp bàn đạp làm đẩy van khí 4 mở ra đồng thời vanđiều khiển 1 (bằng cao su) đóng van chân không 2 lại Lúc này khoang B được nối vớikhoang khí trời C và khoang B không thông với khoang chân không A, tạo ra sự chênh lệch

áp suất giữa hai khoang A và B, làm van chân không chuyển động sang trái đẩy pittông của

xy lanh chính 13 sang trái làm dầu trong xy lanh chính theo ống 1 sang xy lanh công tác 2đẩy pittông của xy lanh công tác sang phải qua càng mở 3 đẩy bi T 4 ép vào đòn mở 5 làm

mở ly hợp

Khi đóng ly hợp: Khi người lái thôi tác dụng vào bàn đạp, nhờ các lò xo hồi vị làmvan khí 4 trở về vị trí ban đầu, lúc này van khí 4 ép chặt làm mở van chân không 2 ra Kếtquả là khoang A thông với khoang B và khoang B không thông với khoang C nữa Haikhoang A và B không có sự chênh lệch áp suất nên không sinh ra trợ lực nữa và các chi tiếtcũng trở về vị trí ban đầu

Khi người lái dừng chân ở một vị trí nào đó thì van khí 4 dừng lại Nhưng

màng cao su 5 vẫn dịch chuyển một chút và kéo van chân không 2 đi theo nên đẩy van điềukhiển 1 ép chặt vào van khí 4 làm đóng van khí Lúc này cả van khí và van chân không đềuđược đóng lại và không khí trong khoang B không đổi, sự chênh lệch áp suất giữa haikhoang A và B là ổn định Như vậy đĩa ép vẫn được giữ ở một vị trí nhất định, tức là ly hợpvẫn được mở ở một vị trí nhất định

Ưu nhược điểm:

- Ưu điểm:

+ Lực bàn đạp nhỏ nên điều khiển dễ dàng

+ Không tốn công suất cũng như nhiên liệu cho bộ trợ lực.

+ Khi hệ thống trợ lực hỏng thì ly hợp vẫn làm việc được

Như vậy loại ly hợp mà em chọn thiết kế là ly hợp ma sát khô sử dụng lò xo đĩa dạngthường đóng dẫn động thuỷ lực có trợ lực chân không

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỤM LY HỢP

3.1.Tính chọn các thông số và các kích thước cơ bản:

3.1.1.Xác định mômen ma sát mà ly hợp cần truyền

Ly hợp phải được thiết kế với các kích thước có thể truyền mômen lớn hơn mômenđộng cơ Nhờ đó ly hợp có thể truyền hết mômen động cơ đến hệ thống truyền lực màkhông bị trượt trong các trường hợp như dầu dính vào tấm ma sát hay tấm ma sát bị mònhoặc tính chất đàn hồi của lò xo giảm

Mômen ma sát của ly hợp được xác định theo công thức:

Hệ số  có ý nghĩa rất quan trọng trong quá trình thiết kế ly hợp Vì trong quá trình

sử dụng lực ép của lò xo giảm dần làm giảm mômen ma sát của ly hợp, như vậy nếu chọn nhỏ quá thì sẽ không đảm bảo truyền hết mômen trong các trường hợp giảm lực ép này.Ngược lại, nếu chọn  lớn quá thì ly hợp không đảm bảo chức năng của cơ cấu an toàn đó làtránh cho hệ thống truyền lực khỏi bị quá tải Hơn nữa, để có hệ số  lớn cần phải tăng kíchthước của các đĩa ma sát, tăng số đĩa ma sát, hoặc tăng lực ép của các lò xo dẫn đến tăngkích thước ly hợp

Lực ép lò xo giảm do hai nguyên nhân chính sau:Sau thời gian sử dụng lâu dài độcứng lò xo giảm dần do mỏi,khi các đĩa ma sát bị mòn chiều dài lò xo tăng lên cũng làmgiảm lực ép của nó,Theo kinh nghiệm độ giảm lực ép lò xo do mỏi chiếm 810% và do độmòn của các đia ma sát là 15 20%.Như vậy với hai nguyên nhân trên,trong quá trình sửdụng hệ số  có thể bị giảm tới 2330%.Bởi vậy người ta thường chọn hệ số  theo thựcnghiệm giới thiệu trong trang III.3.[3]:

Với loại ôtô tải

Đường kính ngoài của tấm ma sát đã nhỏ hơn đường kính bánh đà của xe tham khảo.

- Đường kính trong của tấm ma sát d được tính theo công thức kinh nghiệm:

d = (0,530,75).D =0,13  0,19 (m)Khi đĩa ma sát quay với vận tốc góc  nào đó,vận tốc tiếp tuyến ở một điểm x bất kì Vx =

.Rx.Điều này có nghĩa là vận tốc trượt ở mép trong của đĩa nhỏ hơn vận tốc trượt ở mépngoài,do vậy phía trong đĩa sẽ bị mòn ít hơn phía ngoài.Sự trênh lệch về tốc độ mài mòncàng lớn nếu các bán kính R và r trênh nhau càng lớn.Trong quá trình sử dụng phần méptấm ma sát sẽ bị mòn lớn hơn phần trong của tấm ma sát nên ảnh hưởng đến việc truyền mômen của đĩa bị động Do vậy cần chọn đường kính trong lớn càng gần đường kính ngoàicàng tốt.Với các động cơ có số vòng quay thấp như ôtô con ta có thể chọn d = 0,15 m.Như vậy ta đã tính được các kích thước của đĩa ma sát với:

- FN: Lực ma sát tổng hợp theo phương tiếp tuyến

- Rtb: Bán kính ma sát tương đương tay đòn đặt lực FN

Bán kính ma sát phụ thuộc vào hệ số ma sát  và quy luật phân bố tải q (áp suất tác dụng lên

bề mặt ma sát) trên đĩa.Nếu coi ,q không đổi người ta tính được:

Như vậy biểu thức tính mômen ma sát của ly hợp được viết lại như sau:

MLH = kzFNRtbi (Công thức (3.4) trang III.4[3])

Trong đó:

-kz:Là hệ số kể đến sự giảm lực ép lên các bề mặt làm việc do ma sát trong các bộphận dẫn hướng và các then hoa trên các đĩa chủ động và bị động.Đối với ly hợp ôtô,có thểlấy kz =1

-  : Hệ số ma sát của cặp vật liệu

-i:Là số đôi bề mặt ma sát,ta đã chọn ly hợp ma sát một đĩa nên i = 2

Khi đó lực ép tổng được tính như sau:

FN = k . .R .i

M.i.R k

M

tb z

max e tb

Áp suất tác dụng lên bề mặt ma sát q là một trong những thông số quan trọng đánh giá chế

độ làm việc của ly hợp.áp suất được tính theo công thức (3.6) trang III.4.[3] như sau:

Áp suất càng lớn thì tốc độ mài mòn càng cao.Do vậy khi thiết kế ly hợp người tathường giới hạn áp suất này trong phạm vi nhất định,đó chính la áp suất cho phép tác dụnglên bề mặt ma sát [q] Đối với xe con: [q] = 0,18  0,23 (MPa) (Theo tài liệu tham khảotrang III.5.[3] )

Như vậy áp suất tác dụng lên bề mặt ma sát q = 0,148 (MPa) < [q] (Thoả mãn)

3.2.Tính kiểm tra điều kiện làm việc của ly hợp:

Khi đóng ly hợp có thể xảy ra hai trường hợp :

- Đóng ly hợp đột ngột tức là để động cơ làm việc ở số vòng quay cao rồi đột ngộtthả bàn đạp ly hợp Trường hợp này không tốt nên phải tránh

- Đóng ly hợp một cách êm dịu : Người lái thả từ từ bàn đạp ly hợp khi xe khởi độngtại chỗ sẽ làm tăng thời gian đóng ly hợp và do đó sẽ tăng công trượt sinh ra trong quá trìnhđóng ly hợp Trong sử dụng thường sử dụng phương pháp này nên ta tính công trượt sinh ratrong trường hợp này

Các thông số thể hiện chế độ tải của ly hợp là công trượt riêng l0 được xác định khiôtô khởi động tại chỗ và mức gia tăng nhiệt độ t của đĩa chủ động sau một lần đóng ly hợp

3.2.1 Tính công trượt:

Khi khởi động hoặc khi sang số, người lái thường đóng mở ly hợp nên sinh ra sựchênh lệch về tốc độ giữa đĩa bị động và đĩa chủ động Điều này bao giờ cũng sinh ra trượt.Hiện tượng trượt này sinh ra công ma sát và công này biến thành nhiệt làm nung nóng cácchi tiết của ly hợp nên lò xo có thể bị ủ ở nhiệt độ cao và như vậy có thể làm mất khả năng

ép của lò xo, dẫn đến gây hao mòn nhanh các chi tiết như đĩa ép, đĩa ma sát Trong điềukiện vận hành bình thường, công trượt sinh ra lớn nhất khi xe khởi hành tại chỗ

Để tính công trượt sinh ra khi xe khởi động tại chỗ ta sử dụng công thức kinh nghiệmcủa Viện HAHM:

)100/(6

,5

max

2 2 max

e f

h o

b o

e

r G i M i

i i

r n

M G

Trong đó :

- L:Công trượt của ly hợp khi khởi động tại chỗ (Nm)

- G:Trọng lượng toàn bộ của ôtô G = 22700 N

- Me max :Mômen xoắn cực đại của động cơ Me max = 360 Nm

- no:Số vòng quay của động cơ khi khởi động ôtô tại chỗ

Chọn no = 0,75 ne max = 0,75 5500 = 4125 (vg/ph)

Với ne max = 5500 (vg/ph): là số vòng quay cực đại của động cơ

- rb: Bán kính làm việc của lốp: với cỡ lốp 185R14C

- io:Tỉ số truyền của truyền lực chính io = 5,125

3.2.2.Kiểm tra công trượt riêng:

Để đánh giá độ hao mòn của đĩa ma sát ta xác định công trượt riêng theo công thứcsau:l0 =

Thỏa mãn l0< [l0] = 100  120 (J/cm2)

3.2.3 Kiểm tra nhiệt độ các chi tiết:

Công trượt sinh ra làm nung nóng các chi tiết : đĩa bị động, đĩa ép, bánh đà, lò xo.Do

đó phải kiểm tra nhiệt độ của các chi tiết bằng cách tính độ gia tăng nhiệt độ Ta phải tínhkiểm tra nhiệt độ của các chi tiết như bánh đà, đĩa ép, đĩa bị động Nhưng do bánh đàthường lớn hơn đĩa ép nhiều nên nếu thoả mãn đối với đĩa ép thì cũng thoả mãn đối vớibành đà

Ta tính độ gia tăng nhiệt độ theo công thức (3.16).III-10.[3]:

t = c.mt

L



< [T]

- mt : Khối lượng chi tiết bị nung nóng (đĩa ép) lấy tham khảo mt = 5 kg.

- [t] : Độ tăng nhiệt độ cho phép Với ôtô con [t] = 10 0C

Thay số vào ta có:

t =

0,5.46310481,5.5 = 9,62 0C < [t]

Thỏa mãn điều kiện cho phép

3.3.tính bền các chi tiết của ly hợp:

a - Lò xo côn xoắn b - Lò xo trụ c - Lò xo đĩa.

Khi tác dụng lực vào lò xo đĩa thì ban đầu cần 1 lực lớn hơn lực tác dụng vào lò xo trụcho cùng 1 biến dạng, sau đó khi biến dạng tăng lên thì lò xo màng đảm bảo cho lực điềukhiển người lái nhẹ đi.Sơ đồ tính toán lò xo đĩa được thể hiện trên hình 3.2:

h l1

De

d

l' 2 l 2 l" 2

- Số thanh phân bố đều lên màng: Z= 24;

- Lực ép tổng hợp F được thể hiện thông qua số kết cấu như sau:

.

e

l D



1 2 2

1 ln (1 )

K K

 [δ2 + (h – l1

1 2

1 1

K K

1 1

K K