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
TỔNG QUAN VỀ LY HỢP
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.
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.
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 chuẩn
Hành trình tự do của bàn đạp ly hợp chính là khoảng cách mà bàn đạp ly hợp có thể di chuyển được cho đến khi vòng bi cắt ly hợp ép vào lò xò đĩa.
Hình 1.2.3: Bàn đạp ly hợp
1.2.4 Xi lanh chính của ly hợp:
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.
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:
1.3.2 Theo phương pháp sinh lực ép trên địa ép:
Theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép người ta chia ra các loại ly hợp sau:
- Loại lò xo (lò xo đặt xung quanh, lò xo trung tâm, lò xo đĩa): Đây là ly hợp 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.
- Loại nửa ly tâm: Lực ép sinh ra ngoài lực ép của lò xo còn có lực ly tâm của 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.
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.
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.
XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA Ô TÔ
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 THIẾT
XE TẢI ISUZU 5 TẤN NQR75ME4
1 KÍCH THƯỚC – ĐẶC TÍNH (DIMENSION)
Kích thước tổng thể (DxRxC) mm 7,865 x 2,170 x 2,370
Kích thước lọt lòng thùng
Chiều dài cơ sở mm 4,475
Vệt bánh xe Trước/sau 1,680 / 1,650
Khoảng sáng gầm xe mm 225
Bán kính vòng quay nhỏ nhất m 8,8
Tốc độ tối đa Km/h 95
Chiều dài đầu xe-đuôi xe mm 1,110/2,280
Trọng lượng bản thân Kg 2,730
Tải trọng cho phép Kg 5,500
Trọng lượng toàn bộ Kg 9,500
Loại động cơ 4 kỳ, 4 xi lanh thẳng hàng, phun nhiên liệu điện tử, tăng áp – làm mát khí nạp
Dung tích xi lanh cc 5,193
Dường kính x Hành trình piston mm 115 x 125
Công suất cực đại/Tốc độ quay Ps(kW)/rpm 155(114)/2,600
Mô men xoắn cực đại N.m(kgf.m)/ rpm 419(43)/1,600~2,600
Tiêu chuẩn khí thải EURO 4
4 HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG (DRIVE TRAIN)
Ly hợp 01 đĩa, ma sát khô, dẫn động thuỷ lực, trợ lực chân không
Hộp số MYY6S 6 số tiến & 1 số lùi Hiệu suất truyền lực
Tỉ số truyền lực chính
Tỉ số truyền của 1 hộp số
Kiểu hệ thống lái Trục vít – ê cu bi trợ lực thủy lực
Hệ thống treo Trước Phụ thuộc, nhíp lá và giảm chấn thủy lực Sau
LỐP VÀ MÂM (TIRES AND WHEEL)
Thông số lốp trước/sau 8.25-16 14PR/8.25-16
Hệ thống phanh Tang trống, phanh dầu mạch kép trợ lực chân không
Bảng 2.1: Bảng thông số kỹ thuật của xe 2.1.1 thông số động cơ:
- Loại động cơ: 4 kỳ, 4 xi lanh thẳng hàng, tăng áp
- 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:
2.1.3 Bán kính làm việc của bánh xe chủ động
- Bán kính làm việc của bánh xe chủ động được xác định theo công thức: rbx = (B + d
B: Chiều rộng của lốp d: Đường kính vành trong rbx = (B + d
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỤM LY HỢP
Xác định Mômen ma sát của ly hợp
- Mômen ma sát của ly hợp được tính theo công thức sau:
Ml: Mômen ma sát của ly hợp
Memax: Mômen xoắn cực đại của động cơ.
: Hệ số dự trữ ly hợp.
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.
Memax = 419 (N.m)Vậy mômen ly hợp: Ml = 419 * 2,0 = 838 (N.m)
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:
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.
- 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 số nhỏ:
Vậy ta chọn kích thước đường kính trong và ngoài đĩa ma sát
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:
S: Diện tích của hình vành khăn của tấm ma sát (m 2 )
R1: Bán kính vòng trong tấm ma sát (m)
R2: Bán kính vòng ngoài tấm ma sát (m)
Thay số vào, ta có:
- Bán kính trung bình của hình vành khăn của tấm ma sát được xác định theo công thức:
Rtb: Bán kình trung bình của hình vành khăn của tấm ma sát (m)
R1: Bán kính vòng trong tấm ma sát (m)
R2: Bán kính vòng ngoài tấm ma sát (m)
Thay số vào, ta có:
3.2.3 Xác định số đôi bề mặt ma sát của ly hợp
- 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:
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. i : Số đôi bề mặt ma sát
P: Lực ép lên các đĩa ma sát (N)
Rtb: Bán kính ma sát trung bình (m)
Từ phương trình trên ta có thể xác định lực ép cần thiết lên đĩa để truyền được
P = M l μ ∗ R tb ∗ i = β ∗ M emax μ ∗ R tb ∗ i = 0,27∗0,134∗2 2,0∗419 = 11581 (N) 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: q= F Σ
- 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.
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
3.3.1 Công trượt của ly hợp
Công trượt của ly hợp được hiểu là công sinh ra do sự trượt giữa các bề mặt ma sát ly hợp trong quá trình khởi hành xe và được xác định như sau:
Cả ba thông số M μ ( t ) , ω d , ω a có mặt trong công thức đều là hàm của thà gian Trên hình a là đồ thị thể hiện sự biến thiên của các thông số này trong quá trìn trượt của ly hợp khi ô tô khởi hành Do quy luật biến thiên của chúng không thể được mô tả chính xác bằng lý thuyết, nên khi tỉnh toán, người ta buộc phải chấp nhận các giả thiết gần đúng Vì vậy, với các giả thiết và các điều kiện tính toán khác nhau, người ta xây dựng được các công thức tỉnh công trượt khác nhau. Để tính công trượt ly hợp người ta sử dụng sơ đồ tính toán bao gồm các khối lượng quán tỉnh chuyển động quay như trên hình b Ở giữa sơ đồ là các đĩa ma sát của ly hợp, trong đó đĩa bên trái là chủ động được nối với một bánh đà có mômen quán tính Id tương đương với quán tính của các chỉ tiết chuyển động của động cơ cùng với phần chủ động của ly hợp; đĩa bên phải là bị động, nổi với một bánh đà có mômen quán tính Ia, tương đương với khối lượng chuyển động tịnh tiến của ô tô cùng với các chỉ tiết trong HTTL và các bánh xe chủ động quy về trục sơ cấp hộp số.
Ngoài ra, trên sơ đồ sử dụng các ký hiệu như sau: Md- mômen xoắn của động cơ, ω d vận tốc góc của trục chủ động (động cơ); ω a - vận tốc góc của trục bị động ly hợp; Mψ - mômen cản chuyển động ô tô quy về trục ly hợp.
Bảng 2.1 Số liệu tính toán công trượt ly hợp
Loại ô tô Hệ số ψ Tính cho tay số
Công trượt riêng giới hạn, J/cm²
(4.26) Ô tô tải (*) 0,1 II 160 Ô tô con 0,1 I
Việc tính toán theo công thức trên khá phức tạp nên ta chọn sử dụng công thức đơn giản hơn:
M ψ : là mô men cản chuyển động quy dẫn về trục ly hợp được tính theo công thức
- G a : là khối lượng toàn bộ của ô tô ( G a = 93195 N )
- G m : là khối lượng rô moóc ( G m =0 N )
Ta xét trạng thái xe ô tô bắt đầu khởi hành: P ω ≈ 0 ( N )
- ψ : Hệ số cản tổng cộng của đường
Chọn ψ= 0 , 02 tính ở tay số 1 Theo bảng 2.1
- r bx : bán kính bánh xe ( r bx = ( 8 25+ 16 2 ) 25 , 4=0,41275 ¿ )
- i 0 : tỷ số truyền lực chính
Trên xe ISUZU 5 TẤN NQR75ME4: i 0 = 4 , 3
- i h 1 : tỷ số truyền tay số 1: i h1 =5 , 78
- η tl : Hiệu suất truyền lực Chọn η tl = 0 ,85
I a : Mô men quán tính của ô tô quy dẫn về trụ ly hợp
( i 0 i 1 ) 2 δ t δ t : Hệ số tính đến khối lượng chuyển động quay trong hệ thống truyền lực Trong tính toán thiết kế, lấy δ t = 1,05 ÷ 1,06 Chọn δ t = 1,05
Trong khi tính toán vận tốc góc ban đầu của động cơ được tính như sau ω 0 =0 , 75 ω N =¿ 0,75.272,13 = 204,1 (rad/s
3.3.2 Công trượt riêng của ly hợp
Cụng trượt riờng được tớnh bằng cụng trượt Là quy về một đơn vị diện tớch ma sỏt
Theo bảng 2.1 ta có công trượt giới hạn:
Ta thấy L l ≥ n 4 ¿ ¿ ¿ F = 4.1103 79
Kiểm tra tính bền ứng suất chèn dập với d dt =5 mm ; l=2 mm
Do F2 > F1 ta chỉ cần kiểm tra σ cd2 σ cd2 = 4 F 2 n 2 ld = 4 1103 , 79
Đinh tán thỏa mãn điều kiện bền theo ứng suất chèn dập.
Mayơ đĩa bị động được lắp trên trục then hoa của ly hợp theo kiểu lắp ghép trượt. Để có thể mài nhẵn dễ dàng các mặt bên của các then trục then hoa thì ở chổ nối tiếp mặt bên của then với bán kính trong của trục then hoa người ta làm rãnh hoặc lượn chuyển tiếp đều đặn với bán kính r Hình dáng của then ảnh hưởng đến độ vững bền của trục ly hợp Nếu chuyển tiếp đột ngột thì ở chân then sẽ có ứng suất cục bộ rất lớn Các then có thể làm dạng thân khai hoặc hình chữ nhật Trong nội dung thiết kế ta chọn dạng then hoa hình chữ nhật.
Tính toán các kích thước cơ bản của Mayơ ly hợp:
Vật liệu là thép 40X có ứng suất cắt cho phép là [ c ] = 30 N/mm 2 và ứng suất chèn dập cho phép là [cd ] = 40 N/mm 2 Ứng suất xoắn cho phép của thép cacbon chế tạo moay ơ [ ]−120 MN m 2 Chọn [ ] MN / m2 Đường kính cho phép của trục :
Dt ≥ √ 3 M emax 0,2.[ ] = √ 3 0,2 80 419 2 10 6 =0,034( m) Chọn Dt= 38 mm
Chiều dài moay-ơ thường được chọn bằng đường kính ngoài của then hoa trục ly hợp l = D
Tra bảng 9.3 sách thiết kế dẫn động cơ khí tập 1 ( Trịnh Chất- Lê Văn Uyển) với D
L: chiều dài may-ơ L = Dt = 38 mm
Dt: đường kính ngoài may-ơ Dt = 38 mm dt: đường kính trong của then hoa, chọn d = 32 mm. b: bề rộng của then hoa, chọn b = 6 mm z1: số moay ơ Chọn z1 =1 z2: Số then hoa Chọn Z2 = 8
Then hoa của moay ơ được kiểm bền theo ứng suất chèn dập và ứng suất cắt. + Kiểm bền theo ứng suất cắt:
Khi làm việc, then hoa may-ơ, ứng suất cắt được kiểm tra theo công thức: σ c =
Moay ơ thỏa mãn điều kiện bền theo ứng suất cắt
+ Kiểm tra bền theo ứng suất chèn dập:
Tương tự với ứng suất chèn dập: cd = 8 M emax
Moay ơ thỏa mãn điều kiện bền theo ứng suất chèn dập
Vậy may-ơ đĩa bị động thoả mãn điều kiện bền trong quá trình làm việc. d D d tb h
Hình 4.3.2: Sơ đồ tính toán moay ơ
Tính toán đĩa ép
Công trượt sinh nhiệt làm nung nóng các chi tiết như đĩa ép, đĩa ép trung gian ở ly hợp 2 đĩa, lò xo….
Do đó phải kiểm tra nhiệt độ các chi tiết bằng cách xác định độ tăng nhiệt theo công thức: ΔT = c m γL t
L – Công trượt sinh ra khi ly hợp bị trượt (KGm) c – tỉ nhiệt của chi tiết bị nung nóng cH1,5 [J/kg0K]
Với thép và gang c = 0,115 kcal/kG mt – khối lượng chi tiết bị nung nóng (kg), mt = 7 kg
Gt – trọng lượng chi tiết bị nung nóng(kg)
- hệ số xác định phần công trượt dùng nung nóng chi tiết cần tính.
- độ tăng nhiệt dộ cho phép của chi tiết.
Với ôtô không có kéo rơ-moóc: Chọn ΔT = 10 0
Vậy đĩa ép thoả mãn độ tăng nhiệt độ cho phép.
Đòn mở ly hợp
Các đòn mở trong các ly hợp ô tô có thể được chế tạo bằng gang hoặc thép Chúng thường được kiểm tra bền theo ứng suất uốn Ta chọn vật liệu chế tạo là gang Đối với một tiết diện bất kỳ xác định bởi toạ độ x. σ U = F ' Σ a x
Z dm c Wu trong đó x, a, c- các kích thước như trên ; Zdm - số đòn mở; W- mô men chống uốn tại tiết diện tính.
Ta chọn x = 30mm ; c= 75mm : a = 15mm ; Zdm= 4 Ứng suất uốn cho phép được chọn như sau:
- đối với thép: σ U ≤ [140 ÷ 160] MPa Ta chọn [ σ U ¿0 MPa
Wu: mômen chống uốn Chọn: b = 30 mm; h = 12 mm
Thay vào công thức ta được σ U = F Σ ' a x
Vậy đòn mở thỏa mãn điều kiện bền theo ứng suất uốn.
Sơ đồ dẫn động và tính toán dẫn động ly hợp
Chất lượng của dẫn động ly hợp được đánh giá bằng những thông số sau: công thực hiện của người lái để ngắt ly hợp Wc lực tối đa tác dụng lên bàn đạp Qbdmax và hành trình lớn nhất của bàn đạp Sbdmax Các thông số này được giới hạn bởi các quy định trong các quy chuẩn Trong khi thiết kế, tính toán dẫn động ly hợp có thể tham khảo các số liệu sau:
- Đối với ô tô tải: [Wc] = 30 J; [Qbd] = 250 N, nếu không có trợ lực và [Qbd] = 150
N, nếu có trợ lực; [Sbd] = 180 mm;
Trên xe tải ISUZU 5 tấn NQR75ME4 sử dụng ly hợp dẫn động thủy lực trợ lực chân không, ta sử dụng [Qbd] = 150 N.
Hành trình tự do bàn đạp thường nằm trong khoảng: Std = 25÷40 mm ( Đối với xe tải)
Hành trình làm việc của bàn đạp được tính bằng công thức:
Trong đó: [Sbd]: là giới hạn hành trình bàn đạp cho phép:
Tỷ số truyền của dẫn động từ bàn đạp tới đĩa ép được xác định như sau: i dd = S lv
- Slv: là hành trình làm việc của bàn đạp
- Δ: hành trong đĩa ép Δ = 2mm ( Đối với ly hợp 1 đĩa Δ=1,5 - 2mm )
- ibd: tỷsố truyền bàn đạp
- idt: tỷ số truyền phần dẫn động từ sau bàn đạp đến càng mở ly hợp
- icm: tỷ số truyền càng mở ly hợp icm = 1,4 ÷ 2,2 Chọn icm = 2.
- idm: tỷ số truyền của các đòn mở idm = 3,8 ÷ 5,5 Chọn idm = 5.
2 r,5 Đối với dẫn động thủy lực, tỷ số truyền từ xylanh chính đến xylanh chấp hành được tính như sau: i dt = x c x ch = d ch 2 d c 2
Trong đó xc, dc là dịch chuyển của pít tông và đường kính pít tông xy lanh chính; xch, dch là dịch chuyển của pít tông và đường kính pít tông xi lanh chấp hành.
Phần dẫn động thủy lực có thể không tham gia vào việc tạo tỷ số truyền, nghĩa là dc
= dch và idt = 1 Xylanh chính và xylanh chấp hành thường được chế tạo với đường kính nằm trong khoảng 19 ÷ 32 mm.
Ta chọn: dc = dch = 30 mm ⟹ i dt = 1
Tỷ số truyền idd có thể được tính thông qua các kích thước như sau: i dd = a 1 a 2 b 1 b 2 c 1 c 2 d 2 2 d 1 2
⇒ i dd = a 1 a 2 b 1 b 2 c 1 c 2 = i bd i cm i dm = i bd 2 5 = 72,5
- Tỷ số truyền bàn đạp: i bd = a 1 a 2 =7,25
- Tỷ số truyền càng mở ly hợp: i cm =¿ b 1 b 2
- Tỷ số truyền các đòn mở: idm ¿ c 1 c 2
Kiểm tra hành trình tự do của bàn đạp
S td = δ a 1 a 2 b 1 b 2 δ :là khe hở giữa ổ bi tỳ và các đòn mở δ được chọn trong khoảng 2 ÷ 4
Ta thấy Std < [Std] Hành trình tự do thỏa mãn điều kiện không vượt quá giới hạn cho phép
Lực cực đại trên bàn đạp:
Với ❑ dd là hiệu suất của toàn bộ dẫn động ❑ dd = 0,65 ÷ 0,85.
Ta thấy: Qbd > [Qbd] Vậy ta thiết kế thêm bộ trợ lực cho ly hợp
Lực tối thiểu mà xylanh trợ lực có là:
Q xl min =( Q bd – [ Q bd ]) i tl ❑ tl
Ta đặt trợ lực sau bàn đạp: i tl =1; ❑ tl =1
⇒ Q xl min =( Q bd – [ Q bd ]) = 229.16 − 150 = 79.16 (N ) Đường kính nhỏ nhất của xylanh trợ lực được tính theo lực cần thiết F xl min và áp suất tác dụng trong xilanh p i p i =0,05 MPa đối với trợ lực chân không.
Vậy ta thiết kế đường kính xy lanh trợ lực 100mm để giảm nhẹ lao động cho người lái.