Bài tập lớn đề tài thiết kế tính toán bộ ly hợp xe tải isuzu 5 tấn nqr75me4

Công dụng của ly hợp:Trong hệ thống truyền lực của ô tô, ly hợp là một trong những cụm chi tiết chính, nó có công dụng là:- Liên kết giữa động cơ và hệ thống truyền lực khi ô tô di chuyể

TRƯỜNG CƠ KHÍ – Ô TÔKHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ

  

-BÀI TẬP LỚN

Đề tài:

THIẾT KẾ TÍNH TOÁN BỘ LY HỢP XE TẢI ISUZU 5 TẤN NQR75ME4

Môn học: Thiết kế tính toán ô tô

Sinh viên: Nguyễn Xuân Huy 2021604518 Đặng Quang Huy 2021601308 Nguyễn Quang Huy 2021603467 Nguyễn Tiến Huy 2021604760 Nguyễn Duy Khải 2021606340

Hà Nội - 2023

TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘIĐộc lập -Tự do- Hạnh phúc

PHIẾU GIAO BÀI TẬP LỚP

I PHẦN BẢN VẼ

II NỘI DUNG THUYẾT MINH

Chương 1: Tổng quan về hệ thống/ tổng thành/ cụm chi tiết

Chương 2: Tính- chọn các thông số của hệ thống/ tổng thành/ cụm chi tiếtChương 3: Kiểm bền (cơ, nhiệt,…) của hệ thống/ tổng thành/ cụm chi tiết

Kết luận chung BTL: Điều kiện bền; Sự thay đổi cần có trong việc lựa chọn thông số; Ý nghĩacủa công việc thiết kế?

Tài liệu tham khảo.

III KẾT QUẢ DỰ KIẾN:

- Hồ sơ báo cáo hoạt động nhóm - Thuyết minh BTL.

02 bản vẽ A0 trong đó: Bản vẽ 01 Bố trí chung (Sơ đồ nguyên lý làm việc); Bản vẽ 02 -Kết cấu các chi tiết, cụm chi tiết.

Thời gian thực hiện: Từ ………26/10/2023……… đến……… Xác nhận của giáo viên hướng dẫn

1.3.1 Theo phương pháp truyền mômen xoắn: 10

1.3.2 Theo phương pháp sinh lực ép trên địa ép: 12

1.3.3 Theo phương pháp dẫn động ly hợp: 13

1.4 Yêu cầu: 14

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA Ô TÔ 14

2.1 Thông số kĩ thuật của xe ( xe tải Isuzu 5 tấn NQR75ME4): 14

2.1.1 thông số động cơ: 17

2.1.2 Trọng lượng toàn bộ của ô tô 17

2.1.3 Bán kính làm việc của bánh xe chủ động 17

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỤM LY HỢP 18

3.1 Xác định Mômen ma sát của ly hợp 18

3.2 Xác định kích thước cơ bản của ly hợp 18

3.2.1 Xác định đường kính trong và ngoài của đĩa ma sát 18

3.2.2 Diện tích và bán kính trung bình của hình vành khăn tấm ma sát 19

3.2.3 Xác định số đôi bề mặt ma sát của ly hợp 20

3.2.4 Xác định lực ép của cơ cấu ép 20

3.2.5 Kiểm nghiệm áp suất trên bề mặt ma sát 21

3.3 Xác định công trượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp 21

3.3.1 Công trượt của ly hợp 22

3.3.2 Công trượt riêng của ly hợp 25

3.4 Tính toán nhiệt trên đĩa ép 26

Chương 4: Tính toán các chi tiết cơ bản của ly hợp 26

4.7 Đánh giá quá trình thiết kế 38

LỜI NÓI ĐẦU

Với cơ chế mở cửa nền kinh tế đất nước để hội nhập và phát triển, trong những năm gần đây đất nước ta đã đạt được rất nhiều thành tựu về mọi mặt trong đời sống xã hội Một trong các thành tựu quan trọng nhất đó chính là quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước Ngành giao thông vận tải, trong đó đặc biệt là Ôtô, là một trong những phương tiện phục vụ rất hiệu quả cho quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá, thúc đẩy sự phát triển nền kinh tế.

Ngành công nghiệp Ôtô, tuy vẫn còn là một ngành mới song với nhận thức đúng đắn về tầm quan trọng của ngành công nghiệp này trong những năm gần đây Đảng và Nhà nước ta đã có những chính sánh phù hợp thúc đẩy sự phát triển ngành công nghiệp Ôtô trong nước, từng bước phát triển và tiến tới sẽ sản xuất được Ôtô tại chính nước ta mà không cần nhập khẩu.

Sau khi học xong môn “Tính toán và thiết kế ôtô” em đã được nhà trường giao cho đề tài: “Thiết kế tính toán Ly hợp cho xe tải” Em nhận thấy đây là đề tài có tầm quan trọng và đòi hỏi yêu cầu cao Bởi vì với ngành công nghiệp Ôtô của nước ta để tiến tới sẽ sản xuất được thì việc tính toán thiết kế các cụm chi tiết trong ôtô phải là những yêu cầu được xây dựng ngay từ trong những bước đi đầu tiên.

Quá trình làm đồ án môn học, mặc dù bản thân đã hết sức cố gắng, được sự giúp đỡ tận tình của thầy và các bạn song do khả năng có hạn và thời gian làm đồ án bị hạn chế nên bản đồ án không tránh khỏi những sai sót Vì vậy em rất mong sự chỉ bảo của của các thầy cô và các bạn để đồ án của em được hoàn thiện hơn.

Qua đây em cũng xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo tận tình của thầy đã giúp đỡ tạo điều kiện để em hoàn thành tốt đồ án này

Em xin chân thành cảm ơn!

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LY HỢP1.1 Công dụng của ly hợp:

Trong hệ thống truyền lực của ô tô, ly hợp là một trong những cụm chi tiết chính, nó có công dụng là:

- Liên kết giữa động cơ và hệ thống truyền lực khi ô tô di chuyển.

- Ngắt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong trường hợp ô tô khởi hành hoặc chuyển số.

- Đảm bảo là cơ cấu an toàn cho các chi tiết của hệ thống truyền lực khi quá tải như trong trường hợp phanh đột ngột mà không nhả ly hợp.

1.2 Cấu tạo ly hợp:

 Cấu tạo của ly hợp bao gồm 3 phần chính:

- Phần chủ động bao gồm: bánh đà, vỏ ly hợp, đĩa ép và giá đỡ lên vỏ ly hợp - Phần bị chủ động bao gồm: đĩa ma sát và trục bị động.

- Cơ cấu điều khiển dùng để ngắt ly hợp khi cần, bao gồm: bàn đạp, thanh nối, khớp trượt, các cần bẩy và lò ép.

 Cấu tạo ly hợp ô tô chi tiết:

Ly hợp ô tô và bánh đà thường được cấu tạo thành một khối với hình dạng giống như khối trụ hoặc khối nón.

Hình 1.2: Cấu tạo ly hợp

- Là bộ phận nhầm tạo ra mômen quá trình khối lượng giúp động cơ hoạt động.

- Bánh đà thường được khoan các lỗ để gắn các bộ phận ly hợp Nó thường nhẵn để tạo ra bề mặt ma sát và được làm từ chất liệu dày để hấp thụ lượng nhiệt lớn tỏa ra khi sử dụng ly hợp.

- Bạc đạn ở tâm của bánh đà giống như một ổ lót dẫn hướng có vai trò giữ cho đầu ngoài cùng của trục sơ cấp hộp số, và nó luôn cần phải được bôi trơn.

1.2.1 Đĩa ly hợp (lá côn):

Đĩa ly hợp được lắp rắp sao cho tiếp xúc một cách đồng đều với bề mặt ma sát của đĩa ép ly hợp và bánh đà.

Hình 1.2.1: Đĩa ly hợp

Đĩa ly hợp hình tròn, mỏng được làm từ thép với một mặt đặt ở giữa, bề ngoài của đĩa ly hợp được ép vật liệu ma sát bằng đinh tán.

Vật liệu ma sát được tán vào những phần gợn sóng ở phần ngoài của đĩa ly hợp Chúng như đệm đàn hồi, giúp giảm va chạm khi đĩa ly hợp bị ép mạnh vào bánh đà

Đĩa ly hợp có thể dịch chuyển dọc theo trục, nhưng khi đĩa quay thì trục cũng phải quay theo.

1.2.2 Vòng bi cắt ly hợp:

Vòng bi cắt ly hợp là một chi tiết khá quan trọng trong cấu tạo, có vai trò đóng và cắt ly hợp Vòng bi được gắn trên ống trượt có thể trượt dọc trục, nó đã được bôi mỡ đầy đủ tại nhà máy và không cần bảo dưỡng trong suốt thời gian sử dụng.

Vòng bi cắt ly hợp hấp thụ chênh lệch tốc độ quay giữa càng cắt li hợp (bộ phận không quay) và lò xo đĩa (bộ phận quay Sau đó truyền chuyển động của càng cắt vào lò xo đĩa.

Hình 1.2.2: Vòng bi cắt ly hợp

Vòng bi cắt ly hợp tự định tâm dùng để tránh tiếng ồn do ma sát giữa lò xo đĩa và vòng bi cắt ly hợp

Vòng bi cắt ly hợp tự định tâm sẽ tự động điều chỉnh giữ cho đường tâm của vòng bi cắt ly hợp (trục khuỷu) thẳng với đường tâm của trục sơ cấp hộp số.

1.2.3 Bàn đạp ly hợp:

Bàn đạp ly hợp có vai trò là tạo ra áp suất thủy lực trong xi lanh chính, áp suất này tác dụng lên xy lanh cắt ly hợp và sẽ tạo ra việc đóng và ngắt ly hợp.

Trong những tình huống khi đạp hết côn vào mà không thể cắt được động lực thì nguyên nhân hợp đã bị mòn hoặc hành trình tự do của bàn đạp ly hợp không

Xy lanh chính của ly hợp gồm có cần đẩy, pít tông xi lanh chính, các lò xo hãm và lò xo côn, buồng chứa dầu.

Trong quá trình hoạt động, sự trượt của pít tông tạo ra áp suất thuỷ lực để điều khiển đóng cắt ly hợp Lò xo sẽ phản hồi của bàn đạp liên tục kéo cần đẩy về phía bàn đạp ly hợp.

1.2.5 Xy lanh cắt ly hợp:

Xy lanh cắt ly hợp nhận áp suất dầu thuỷ lực từ xy- lanh chính để điều khiển pít tông dịch chuyển, từ đó điều khiển hướng càng cắt ly hợp thông qua cần đẩy.

Hiện nay, các xe thường sử dụng hai loại xy lanh cắt ly hợp là loại tự điều chỉnh và loại có thể điều chỉnh được.

Đối với loại tự điều chỉnh thì có một lò xo côn ngay trong buồng xy- lanh cắt ly hợp Lò xo này luôn luôn ép cần đẩy vào càng cắt ly hợp để làm cho hành trình tự do của bàn đạp không thay đổi.

Loại có thể điều chỉnh được thì nếu ly hợp bị mòn, vị trí của lò xo đĩa thay đổi, vòng bi cắt ly hợp không áp sát vào lò xo đĩa làm hành trình tự do của bàn đạp thay đổi Vì vậy chúng ta buộc phải điều chỉnh vít lắp ở đầu cần đẩy để càng ly hợp ép sát vào trong bi.

1.2.6 Nắp ly hợp (bàn ép ly hợp) và lò xo đĩa:

Nắp ly hợp có tác dụng để nối và ngắt công suất của động cơ Nắp ly hợp có lò xo để đẩy đĩa ép ly hợp vào đĩa ly hợp.

Có 2 loại lò xo là lò xo đĩa hoặc lò xo xoắn nhưng hiện nay chủ yếu sử dụng lò xo đĩa.

Hình 1.2.6: Nắp ly hợp và lò xo đĩa

1.3 Phân loại ly hợp

1.3.1 Theo phương pháp truyền mômen xoắn:

Theo phương pháp truyền mômen từ trục khuỷu của động cơ đến hệ thống truyền lực người ta chia ly hợp thành các loại sau:

- Ly hợp ma sát: Đây là loại ly hợp cơ bản được sử dụng phổ biến trên ô tô ngày này Cấu tạo của nó gồm đĩa ma sát, đĩa ép, vỏ, lò xo,… Ly hợp ma sát sử dụng lực ma sát từ các đĩa ma sát ép lên bề mặt bánh đà để truyền mô men từ động cơ đến trục sơ cấp của hộp số.

Hình 1.3.1.1: Ly hợp ma sát

- Ly hợp thủy lực: ly hợp thủy lực truyền năng lượng bằng chất lỏng - dầu thủy lực.

Hình 1.3.1.2: Ly hợp thuỷ lực

- Ly hợp điện từ: Bản chất của ly hợp điện từ cũng là ly hợp ma sát, nhưng ở đây nó sử dụng lực điện từ từ cuộn dây để kéo phần ứng ma sát ép vào rotor để truyền mô men Ly hợp điện từ được áp dụng chủ yếu trong việc điều khiển máy nén điều hòa, quạt tản nhiệt, phanh điện từ.

Hình 1.3.1.3: Ly hợp điện từ

- Ly hợp liên hợp: Thường là kết hợp 2 trong các loại trên: phổ biến ly hợp thủy lực kết hợp ly hợp ma sát.

 Theo trạng thái làm việc của ly hợp:

Theo trạng thái làm việc của ly hợp người ta chia ly hợp ra thành 2 loại sau: - Ly hợp thường đóng.

- Ly hợp thường mở.

1.3.2 Theo phương pháp sinh lực ép trên địa ép:

sử dụng phổ biến nhất trên ô tô hiện nay Ly hợp sử dụng lò xo (lò xo trụ, lò xo đĩa, côn,…) để ép lên đĩa ma sát ép vào mặt bích bánh đà Tạo lực ma sát gắn kết để truyền mô men từ động cơ đến trục sơ cấp hộp số Đây cũng chính là loại ly hợp ma sát ở phần trên.

trọng khối phụ ép thêm vào.

Hình 1.3.2.1: Loại nửa ly tâm

- Loại ly tâm: ly hợp ly tâm sử dụng lực ly tâm để tạo lực ép đóng và mở ly hợp.

Hình 1.3.2.2: Loại ly tâm

1.3.3 Theo phương pháp dẫn động ly hợp:

Theo phương pháp dẫn động ly hợp người ta chia ly hợp ra thành các loại sau: - Ly hợp dẫn động cơ khí: Hệ dẫn động này sử dụng cơ cấu tay đòn hoặc dây cáp để điều khiển đóng ngắt ly hợp Hiện nay, hệ dẫn động này ít phổ biến trên ô tô hơn so với loại dẫn động thủy lực, nó chủ yếu được sử dụng trong xe máy côn tay.

- Ly hợp dẫn động thuỷ lực: Đây là phương pháp dẫn động điều khiển ly hợp phổ biến trên ô tô ngày nay Ly hợp sử dụng hệ thống dẫn động thủy lực bao gồm: xilanh chính, xilanh cắt ly hợp, đường ống dẫn dầu thủy lực.

- Ly hợp dẫn động có cường hóa:

+ Ly hợp dẫn động cơ khí cường hóa khí nén + Ly hợp dẫn động thủy lực cường hóa khí nén.

1.4 Yêu cầu:

Bộ ly hợp phải truyền được mô men xoắn lớn nhất của động cơ mà không bị trượt trong mọi điều kiện nào Để làm được vậy mômen ma sát của ly hợp phải thắng được momen xoắn lớn nhất của động cơ để tạo nên độ thống nhất.

Khi ly hợp kết nối phải êm dịu, không gây ra va đập ở hệ thống truyền lực và ở các bánh răng khi vào số.

Ly hợp khi tách mở phải nhanh và dứt khoát để cắt được truyền lực từ động cơ xuống hệ thống truyền lực Như vậy mới dễ gài số và tránh gây ra tải trọng động cho hộp số Ngoài ra, ly hợp phải điều khiển dễ dàng, kết cấu đơn giản, gọn nhẹ và đảm bảo thoát nhiệt tốt khi ly hợp chuyển động trượt.

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA Ô TÔ2.1 Thông số kĩ thuật của xe (xe tải Isuzu 5 tấn NQR75ME4):

Dòng xe tải 5 tấn là một trong những dòng tải rất được ưa chuộng và phổ biến hiện nay Bởi tính tiện dụng của nó Kích thước thùng rộng rãi, khả năng vận chuyển hàng hóa linh hoạt, tiết kiệm nhiên liệu, ít gây ô nhiễm môi trường Cho phép chuyên chở được rất nhiều hàng hóa cùng với sức chạy bền bỉ qua các địa hình khác nhau Đặc biệt là với dòng xe tải Isuzu 5 tấn, thương hiệu nổi tiếng này đã được người tiêu dùng tin dùng trong rất nhiều năm qua.

STT THÔNG SỐ KỸ THUẬT VÀ TRANG THIẾTBỊ XE TẢI ISUZU 5 TẤNNQR75ME4

hàng, phun nhiên liệu

động thuỷ lực, trợ lực chân không

Hộp số MYY6S 6 số tiến & 1

- Loại động cơ: 4 kỳ, 4 xi lanh thẳng hàng, tăng áp - Loại nhiên liệu: Diesel

- Thể tích: 5193 (cm3)

- Công suất lớn nhất (Pmax): 114 (kW) - Tốc độ quay (nmax): 2600 (v/ph)

2.1.2 Trọng lượng toàn bộ của ô tô

- Ga trọng lượng toàn bộ của xe.

- Theo đề bài: Ga = 9500 (Kg) kể cả người Ta có:

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỤM LY HỢP

Các thông số cơ bản của ly hợp bao gồm: Đường kính ngoài D và đường kính trong d của các tấm ma sát; số lượng đĩa bị động zi; hệ số dự trữ moomen của ly hợp β; lực ép lên các về mặt ma sát FN; hệ số ma sát tính toán μ; số lương ztx và độ cứng C của các lò xo ép; áp suất lên bề mặt của các tấm ma sát q.

Các thông số trên được tính toán hoặc lựa chọn sơ bộ theo kinh nghiệm, sau đó chúng được hiệu chỉnh theo kết quả tính toán đánh giá độ bền và khả năng làm việc Ngoài ra, người ta còn thực hiện các tính toán động lực học toàn bộ HTTL nhằm đánh giá chất lượng tổng thể của nó Trên cơ sở đó, các thông số thiết kế của các bộ phận tiếp tục được điều chỉnh cho phù hợp trước khi tiến hành chế tạo và thử nghiệm.

3.1 Xác định Mômen ma sát của ly hợp

- Mômen ma sát của ly hợp được tính theo công thức sau:

Hệ số  phải lớn hơn 1 để đảm bảo truyền hết mômen của động cơ trong mọi trường hợp Tuy nhiên  không được quá lớn để tránh tăng kích thước đĩa bị động hoặc tăng số lượng đĩa ma sát (dẫn đến tăng kích thước, khối lượng ly hợp) và tránh đòi hỏi lực tác dụng lên đĩa ma sát lớn và để tránh cho hệ thống truyền lực bị quá tải khi chế độ làm việc bất thường.

Dựa theo tiêu trí trên và dựa theo kinh nghiệm ta chọn Với ôtô tải :  = 1,60  2,25 : chọn  = 2,0

Memax = 419 (N.m)

Vậy mômen ly hợp: Ml = 419 * 2,0 = 838 (N.m)

3.2 Xác định kích thước cơ bản của ly hợp

3.2.1 Xác định đường kính trong và ngoài của đĩa ma sát

- Khi thiết kế người ta chọn sơ bộ đường kính ngoài theo kinh nghiệm như sau:

2 = 2R2 =

Trong đó :

D2: Đường kính ngoài của tấm ma sát (m)

Memax: Mômen xoắn lớn nhất của động cơ (N.m)

C: Hệ số kinh nghiệm, lấy C = 3,6 đối với xe tải sử dụng trong điều kiện bình thường.

Thay số vào: D = 2 R = 3,16 √419 = 34,1 (cm)

- Đường kính trong D1 chọn theo: D1 = (0,53  0,75) D2

Vì xe thiết kế là xe tải, số vòng quay động cơ tương đối thấp nên lấy D1 ở trị

3.2.2 Diện tích và bán kính trung bình của hình vành khăn tấm ma sát

- Diện tích của hình vành khăn tấm ma sát S được xác định theo công thức:

- Vì xe có 1 đĩa ma sát nên số đôi bề mặt ma sát của ly hợp i = 2

3.2.4 Xác định lực ép của cơ cấu ép

- Mômen ma sát của ly hợp được xác định theo công thức: Ml =β Me max = .P.i.Rtb

Trong đó:

M1: Mômen ma sát cần thiết của ly hợp (N.m)

: Hệ số ma sát của ly hợp Đối với các loại vật liệu thường sử dụng trong các ly hợp ôtô, hệ số ma sát nằm trong khoảng: μ = 0,25 ÷ 0,3 Vậy lực ép cần thiết lên cơ cấu ép: P = 11581 (N)

3.2.5 Kiểm nghiệm áp suất trên bề mặt ma sát

- 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 như sau:

- Áp suất càng lớn thì tốc độ mài mòn càng cao, do vậy khi thiết kế ly hợp, người ta thường giới hạn áp suất này trong phạm vi nhất định Đối với ly hợp ôtô, q = 0,14 ÷ 0,30 MPa Giá trị giới hạn của q đối với các loại ôtô cụ thể như sau: Ôtô con: q = 0,18 ÷0,23 MPa;

Ôtô tải: q = 0,14 ÷ 0,21 MPa; Ôtô tải siêu nặng: q≤ 0,2 Mpa

Giới hạn q đối với ô tô tải q=0,14 ÷ 0,21 Mpa => Với q=0,177 thỏa mãn điều kiện.

3.3 Xác định công trượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp

Khi đóng ly hợp sẽ có hiện tượng trượt đĩa trong thời gian đầu cho đến khi đĩa chủ động và đĩa bị động quay như một khối động học liền Khi các đĩa bị trượt sẽ sinh ra công ma sát, là nung nóng các chi tiêt của ly hợp lên quá nhiệt độ làm việc bình thường, làm hao mòn tấm ma sát và nguy hiểm nhất là các lò xo ép có thể bị rạm ở nhiệt độ cao mất khả năng ép Vì vậy, việc xác định công ma sát trong thời gian đóng ly hợplà một điều cần thiết.

Xét 2 hình thức đóng ly hợp sau đây:

+ Đóng ly hợp đột ngột: để động cơ làm việc số vòng quay cao rồi đột ngột thả bàn đạp ly hợp, hình thức này nhanh, đồng đều tốc độ giữa trục sơ cấp hộp số và trục khuỷu, thời gian trượt giảm đi, công trượt giảm Nhưng hình thức này cũng gây tải trọng xung lớn trong hệ thống truyền lực Do vậy phải tránh sử dụng trường hợp này.

+ Đóng ly hợp một cách êm dịu: người lái nhả bàn đạp côn từ từ khi khởi động tại chỗ, do vậy là tăng thời gian đóng ly hợp và do đó sẽ tăng công trượt trong quá trình đóng ly hợp