Tính toán thiết kế ly hợp xe 16 chỗ

Đồ án kết cấu tính toán ô tô Tính toán thiết kế ly hợp xe 16 chỗ Mục tiêu là tính toán thiết kế hệ thống ly hợp cho xe ôtô 16 chỗ ngồi trên cơ sở xe ôtô FORD TRANSIT. Hệ thống ly hợp trên xe ôtô là một trong những cụm chi tiết chịu ảnh hưởng lớn của điều kiện địa hình, môi trường khí hậu và nhiệt độ. Cụm ly hợp lắp trên FORD TRANSIT là loại ly hợp ma sát khô 1 đĩa thường đóng. Các lò xo ép được bố trí xung quanh, có hệ dẫn động điều khiển bằng cơ khí và có cường hóa khí nén.

ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI

KHOA CƠ KHÍ

*****

ĐỒ ÁN Đề tài : Tính toán thiết kế Ly Hợp Xe 16 chỗ

HÀ NỘI – 2022

1

HÀ NỘI – 2022 MỤC LỤC

MỤC LỤC 2

LỜI NÓI ĐẦU 4

CHƯƠNG 1 5

TỔNG QUAN HỆ THỐNG LY HỢP TRÊN ÔTÔ 5

1 CÔNG DỤNG, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI LY HỢP TRÊN Ô TÔ 5

1.1 Công dung của ly hợp: 5

1.2 Phân loại ly hợp 5

1.2.1 Phân loại theo phương pháp truyền mômen 5

1.2.2 Phân loại theo trạng thái làm việc của ly hợp 7

1.2.3 Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép 7

1.2.4 Phân loại theo phương pháp dẫn động ly hợp 7

1.3 Yêu cầu ly hợp 8

2 CÁC HỆ THỐNG LY HỢP PHỔ BIẾN : 9

2.1 Sơ đồ cấu tạo của ly hợp loại đĩa ma sát khô 9

2.1.1 Ly hợp ma sát khô một đĩa 9

2.1.2 Ly hợp ma sát khô hai đĩa 9

2.2 Cấu tạo chung của ly hợp loại đĩa ma sát khô 10

2.3 Ly hợp thủy lực 11

2.4 Ly hợp điện từ 12

CHƯƠNG 2 14

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 14

1.LỰA CHỌN LOẠI LY HỢP 14

2 PHƯƠNG ÁN CHỌN LOẠI LÒ XO ÉP 14

2.1.Lò xo trụ: 14

2.2.Lò xo côn xoắn: 15

2.3.Lò xo đĩa: 16

3 ĐĨA BỊ ĐỘNG CỦA LY HỢP 16

4 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN DẪN ĐỘNG 17

4.1.Dẫn động cơ khí : 18

4.2.Dẫn động cơ khí có trợ lực khí nén : 19

4.3.Dẫn động thủy lực 20

4.4.Dẫn động thủy lực có trợ lực chân không 21

5.TÍNH CHỌN CÁC THÔNG SỐ VÀ CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN 23

5.1.Xác định mômen ma sát mà ly hợp cần truyền 24

5.2.Xác định các thông số và kích thước cơ bản của ly hợp: 24

6.TÍNH KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA LY HỢP 26

6.1 Tính công trượt 26

6.2.Kiểm tra công trượt riêng 29

6.3 Kiểm tra nhiệt độ các chi tiết 30

6.4.Tính bền các chi tiết của ly hợp 30

6.4.1 Tính sức bền đĩa bị động 30

6.4.2 Tính sức bền moay ơ đĩa bị động 32

6.4.3 Tính lò xo ép : 34

6.4.4Tính lò xo giảm chấn 37

6.5 Tính toán thiết kế dẫn động ly hợp 41

6.5.1.Xác định lực và hành trình bàn đạp: 41

6.5.2.Thiết kế hệ thống dẫn động thủy lực 42

6.5.3.Thiết kế bộ trợ lực chân không: 46

6.5.3.1.Xác định lực mà bộ cường hóa phải thực hiện: 46

6.5.3.2.Xác định thiết diện màng sinh lực và hành trình màng sinh lực 46

6.5.3.3.Tính lò xo hồi vị màng sinh lực: 47

KẾT LUẬN CHUNG 49

TÀU LIỆU THAM KHẢO 50

LỜI NÓI ĐẦU

Giao thông vận tải chiếm vị trí rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, đặc biệt làđối với các nước có nền kinh tế phát triển Có thể nói rằng mạng lưới giao thông vận tải

là mạch máu của một quốc gia, một quốc gia muốn phát triển nhất thiết phải phát triểnmạng lưới giao thông vận tải Trong hệ thống giao thông vận tải của chúng ta ngành giaothông đường bộ đóng vai trò chủ đạo và phần lớn lượng hàng và người được vận chuyểntrong nội địa bằng ôtô

Mục tiêu là tính toán thiết kế hệ thống ly hợp cho xe ôtô 16 chỗ ngồi trên cơ sở xeôtô FORD TRANSIT Hệ thống ly hợp trên xe ôtô là một trong những cụm chi tiết chịuảnh hưởng lớn của điều kiện địa hình, môi trường khí hậu và nhiệt độ Cụm ly hợp lắptrên FORD TRANSIT là loại ly hợp ma sát khô 1 đĩa thường đóng Các lò xo ép được bốtrí xung quanh, có hệ dẫn động điều khiển bằng cơ khí và có cường hóa khí nén

Việc nắm vững phương pháp tính toán thiết kế, quy trình vận hành, tháo lắp điềuchỉnh, bảo dưỡng các cấp và sửa chữa lớn ly hợp là một việc cần thiết Từ đó ta có thểnâng cao khả năng vận chuyển, giảm giá thành vận chuyển, tăng tuổi thọ của xe, đồngthời giảm cường độ lao động cho người lái

Do lần đầu tiên thiết kế tính toán với khối lượng kiến thức tổng hợp còn có nhữngmảng chưa nắm vững cho nên dù đã rất cố gắng tham khảo các tài liệu và bài giảng củacác môn có liên quan song bản đồ án của em không thể tránh được những sai sót Hơnnữa do hạn chế về trình độ và thời gian, kinh nghiệm thực tế còn thiếu, còn một số vấn đề

mà em chưa thể đi sâu vào chi tiết được mà em chỉ dùng những thông số tham khảo củaxe.Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo trong bộ môn đã trực tiếp hướngdẫn, chỉ bảo tận tình giúp em hoàn thành nhiệm vụ được giao

Sinh viên thiết kế

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG LY HỢP TRÊN ÔTÔ

1.1 NHIỆM VỤ, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI LY HỢP TRÊN Ô TÔ

1.1.1 Nhiệm Vụ của ly hợp:

Ly hợp là một trong những cụm chính trong hệ thống truyền lực của ôtô Ly hợp là bộphận liên kết giữa động cơ và hệ thống truyền lực, ly hợp ôtô được bố trí ngay sau động

cơ, trước hộp số Nó có công dụng:

+ Nối động cơ với hệ thống truyền lực khi ôtô di chuyển

+ Ngắt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong trường hợp ôtô khởi hành hoặcchuyển số

+ Đảm bảo là cơ cấu an toàn cho các chi tiết của hệ thống truyền lực không bị quá tải(như trong trường hợp phanh đột ngột và không nhả ly hợp)

Ở hệ thống truyền lực bằng cơ khí với hộp số có cấp, thì việc dùng ly hợp để tách tứcthời động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực sẽ làm giảm va đập giữa các đầu răng, hoặc củakhớp gài, làm cho quá trình đổi số được dễ dàng Khi nối êm dịu động cơ đang làm việcvới hệ thống truyền lực (lúc này ly hợp có sự trượt) làm cho mômen ở các bánh xe chủđộng tăng lên từ từ Do đó, xe khởi hành và tăng tốc êm

Còn khi phanh xe đồng thời với việc tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực, sẽ làmcho động cơ hoạt động liên tục (không bị chết máy) Do đó, không phải khởi động động

cơ nhiều lần

1.1.2 Phân loại ly hợp

Ly hợp trên ôtô thường được phân loại theo 4 cách:

+ Phân loại theo phương pháp truyền mômen

+ Phân loại theo trạng thái làm việc của ly hợp

+ Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép

+ Phân loại theo phương pháp dẫn động ly hợp

1.1.2.1 Phân loại theo phương pháp truyền mômen

Theo phương pháp truyền mômen từ trục khuỷu của động cơ đến hệ thống truyền lựcthì người ta chia ly hợp ra thành 4 loại sau :

* Loại 1: Ly hợp ma sát - là ly hợp truyền mômen xoắn bằng các bề mặt ma sát, nó

+ Theo vật liệu chế tạo bề mặt ma sát gồm có :

- Thép với gang

- Thép với thép

- Thép với phêrađô hoặc phêrađô đồng

- Gang với phêrađô

- Thép với phêrađô cao su

+ Theo đặc điểm của môi trường ma sát gồm có :

- Ma sát khô

- Ma sát ướt (các bề mặt ma sát được ngâm trong dầu)

Ưu điểm của ly hợp ma sát là : kết cấu đơn giản, dễ chế tạo

Nhược điểm của ly hợp ma sát là : các bề mặt ma sát nhanh mòn do hiện tượngtrượt tương đối với nhau trong quá trình đóng ly hợp, các chi tiết trong ly hợp bị nung nóng do nhiệt tạo bởi một phần công ma sát

Tuy nhiên ly hợp ma sát vẫn được sử dụng phổ biến ở các ôtô hiện nay do những

ưu điểm của nó

* Loại 2: Ly hợp thủy lực - là ly hợp truyền mômen xoắn bằng năng lượng của chấtlỏng (thường là dầu)

Ưu điểm của ly hợp thủy lực là : làm việc bền lâu, giảm được tải trọng động tácdụng lên hệ thống truyền lực và dễ tự động hóa quá trình điều khiển xe

nhỏ do hiện tượng trượt.

Loại ly hợp thủy lực ít được sử dụng trên ôtô, hiện tại mới được sử dụng ở một sốloại xe ôtô du lịch, ôtô vận tải hạng nặng và một vài ôtô quân sự

* Loại 3 : Ly hợp điện từ - là ly hợp truyền mômen xoắn nhờ tác dụng của từ trườngnam châm điện Loại này ít được sử dụng trên xe ôtô

* Loại 4 : Ly hợp liên hợp - là ly hợp truyền mômen xoắn bằng cách kết hợp haitrong các loại kể trên (ví dụ như ly hợp thủy cơ) Loại này ít được sử dụng trên xe ôtô

1.1.2.2 Phân loại theo trạng thái làm việc của ly hợp

Theo trạng thái làm việc của ly hợp thì người ta chia ly hợp ra thành 2 loại sau :

+ Ly hợp thường đóng : loại này được sử dụng hầu hết trên các ôtô hiện nay

+ Ly hợp thường mở: loại này được sử dụng ở một số máy kéo bánh hơi như C-80,C-100, MTZ2

1.1.2.3 Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép

Theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép ngoài thì người ta chia ra các loại lyhợp sau :

Loại 1 : Ly hợp lò xo - là ly hợp dùng lực lò xo tạo lực nén lên đĩa ép, nó gồm cácloại sau :

+ Lò xo đặt xung quanh : các lò xo được bố trí đều trên một vòng tròn và có thể đặtmột hoặc hai hàng

+ Lò xo trung tâm (dùng lò xo côn)

Theo đặc điểm kết cấu của lò xo có thể dùng lò xo trụ, lò xo đĩa, lò xo côn

Trong các loại trên thì ly hợp dùng lò xo trụ bố trí xung quanh được áp dụng kháphổ biến trên các ôtô hiện nay, vì nó có ưu điểm kết cấu gọn nhẹ, tạo được lực ép lớntheo yêu cầu và làm việc tin cậy

Loại 2 : Ly hợp điện từ - lực ép là lực điện từ

Loại 3 : Ly hợp ly tâm - là loại ly hợp sử dụng lực ly tâm để tạo lực ép đóng và mở lyhợp Loại này ít được sử dụng trên các ôtô quân sự

Loại 4 : Ly hợp nửa ly tâm - là loại ly hợp dùng lực ép sinh ra ngoài lực ép của lò xocòn có lực ly tâm của trọng khối phụ ép thêm vào Loại này có kết cấu phức tạp nên chỉ

sử dụng ở một số ôtô du lịch như ZIN-110, POBEDA

1.1.2.4 Phân loại theo phương pháp dẫn động ly hợp

Theo phương pháp dẫn động ly hợp thì người ta chia ly hợp ra thành 2 loại sau :

+ Loại 1 : Ly hợp điều khiển tự động

+ Loại 2 : Ly hợp điều khiển cưỡng bức

Để điều khiển ly hợp thì người lái phải tác động một lực cần thiết lên hệ dẫn động lyhợp Loại này được sử dụng hầu hết trên các ôtô dùng ly hợp loại đĩa ma sát ở trạng tháiluôn đóng

Theo đặc điểm kết cấu, nguyên lý làm việc của hệ dẫn động ly hợp thì người ta lại chia

ra thành 3 loại sau :

+ Dẫn động bằng cơ khí

+ Dẫn động bằng thủy lực và cơ khí kết hợp

+ Dẫn động bằng trợ lực : có thể bằng trợ lực cơ khí (dùng lò xo), trợ lực bằng khínén hoặc trợ lực bằng thủy lực Nhờ có trợ lực mà người lái điều khiển ly hợp dễ dàng,nhẹ nhàng hơn

1.1.3 Yêu cầu ly hợp

Ly hợp là một trong những cụm chính của hệ thống truyền lực trên ôtô, khi làm việc

ly hợp phải đảm bảo được các yêu cầu sau :

+ Truyền hết mômen của động cơ xuống hệ thống truyền lực mà không bị trượt ở bất

kỳ điều kiện làm việc nào Muốn vậy thì mômen ma sát của ly hợp phải lớn hơn mômencực đại của động cơ (có nghĩa là hệ số dự trữ mômen  của ly hợp phải lớn hơn 1)

+ Đóng ly hợp phải êm dịu, để giảm tải trọng va đập sinh ra trong các răng của hộp

số khi khởi hành ôtô và khi sang số lúc ôtô đang chuyển động

+ Mở ly hợp phải dứt khoát và nhanh chóng, tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lựctrong thời gian ngắn (vì mở không dứt khoát sẽ làm cho khó gài số được êm dịu)

+ 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 ; nhanh chóng có sự đồng tốc giữabánh răng chủ động và bánh răng bị động của hộp số và gài số được êm dịu, giảm các vađập lên bánh răng

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

+ Điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ tránh gây mệt mỏi cho người lái

+ Các bề mặt ma sát phải thoát nhiệt tốt

+ 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

+ Ly hợp làm nhiệm vụ bộ phận an toàn để tránh quá tải cho hệ thống truyền lực Lyhợp có khả năng trượt khi bị quá tải

Tất cả những yêu cầu trên, đều được đề cập đến trong quá trình chọn vật liệu, thiết kế

và tính toán các chi tiết của ly hợp

1.2.1.2 Ly hợp ma sát khô hai đĩa

Hình 1.1 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô một đĩa

Hình 1.2 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô hai đĩa 1- bánh đà ; 2- lò xo đãi ép trung gian ; 3- đĩa ép trung gian ; 4- đĩa ma sát

5- đĩa ép ngoài ; 6- bulông hạn chế ; 7- lò xo ép ; 8- vỏ ly hợp ; 9- bạc mở

10- trục ly hợp ; 11-bàn đạp ; 12- lò xo hồi vị bàn đạp ly hợp ; 13- thanh kéo

14- càng mở ; 15- bi ‘’T’’ ; 16- đòn mở ; 17- lò xo giảm chấn

1.2.2 Cấu tạo chung của ly hợp loại đĩa ma sát khô

Đối với hệ thống ly hợp, về mặt cấu tạo thì người ta chia thành 2 bộ phận :

+ Cơ cấu ly hợp : là bộ phận thực hiện việc nối và ngắt truyền động từ động cơ đến

hệ thống truyền lực

+ Dẫn động ly hợp : là bộ phận thực hiện việc điều khiển đóng mở ly hợp

Trong phần này, ta xét cấu tạo của cơ cấu ly hợp, nó gồm 3 phần chính : bánh đà, đĩa

Theo sơ đồ cấu tạo Hình 1.1 - vỏ ly hợp 5 được bắt cố định với bánh đà (1) bằng các

bulông, đĩa ép (3) có thể dịch chuyển tịnh tiến trong vỏ và có bộ phận truyền mômen từ

vỏ (5) vào đĩa ép Các chi tiết bánh đà (1), đĩa ép (3), lò xo ép (4), vỏ ly hợp (5) được gọi

là phần chủ động của ly hợp và chi tiết đĩa ma sát (2) được gọi là phần bị động của lyhợp Các chi tiết còn lại thuộc bộ phận dẫn động ly hợp ( Đối với một số ôtô vận tải khi

cần phải truyền mômen lớn người ta sử dụng ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động ).

Bộ phận dẫn động điều khiển ly hợp gồm : bàn đạp ly hợp, đòn dẫn động, càng mở lyhợp, đòn mở ly hợp và bạc mở ly hợp Ngoài ra, tùy theo từng loại ly hợp mà có thể thêmcác bộ phận dẫn động bằng thủy lực, bằng khí nén như các xy lanh chính và xy lanh côngtác

1.2.3 Ly hợp thủy lực

Ly hợp thuỷ lực truyền mômen thông qua chất lỏng

Hình 1.3.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 lỏngcông tác bị dồn từ trong ra ngoài dọc theo các khoang giữa các cánh bơm Khi ra khỏicánh bơm, chất lỏng có vận tốc lớn và đập vào các cánh của bánh tua bin làm bánh nàyquay 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 khớp nối thuần túy nên còn gọi là khớp nối thủy lực

Hình 1.4.Sơ đồ nguyên lý ly hợp điện từ.

1- Bánh đà; 2- Khung từ; 3- Cuộn dây; 4- Mạt sắt.

5- Lõi thép bị động nối với hộp số; 6- Trục ly hợp.

Nguyên lý hoạt động:

- Khi mở ly hợp : Khi không cấp điện cho cuộn dây 3 nên không có lực từ trongcuộn dây, nên phần chủ động 1 là bánh đà và phần bị động 5 là lõi thép không hút nhaunên khi động cơ không quay mômen không truyền ra trục ly hợp

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

1.3.CÁC KIỂU DẪN ĐỘNG:

1.3.1.Dẫn động cơ khí :

Sử dụng các cơ cấu truyền lực bằng cơ khí để truyền lực đóng hoặc ngắt ly hợp.

Sơ đồ kết cấu:

Hình 2.4.Sơ đồ dẫn động ly hợp bằng cơ khí.

1- Đĩa bị động; 2- Đĩa ép; 3- Đòn mở; 4- Bi T 5- Lò xo hồi vị bi T; 6- Càng mở; 7- Bàn đạp 8-Lò xo hồi vị bàn đạp; 9- Đòn dẫn động.

Nguyên lý làm việc:

- Khi ngắt ly hợp :

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

bị động 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 đạp kéo bàn đạp trở

về vị trí ban đầu Đồng thời lò xo hồi vị bi T kéo bi T dịch chuyển sang phải và thôikhông ép vào đòn mở nữa Khi đó lò xo ép lại ép đĩa ép và đĩa bị động trở lại trạng tháilàm việc ban đầu

1.3.2.Dẫn động cơ khí có trợ lực khí nén :

10 9

8 7

Hình 2.5.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; 4- Đòn mở; 5- Đĩa ép

6- Đĩa bị động; 7- Bi T; 8- Lò xo hồi vị bi T; 9- Bình khí nén 10- Xy lanh phân phối; 11- Bàn đạp; 12- Lò xo hồi vị bàn đạp.

Nguyên lý hoạt động :

- Khi ngắt ly hợp: Người lái tác dụng một lực lên bàn đạp 11 làm cho xy lanh phân phối

10 cùng pittông của nó chuyển động sang trái làm cho càng mở 3 đẩy bi T 7 dịch chuyểnsang trái và ép vào đòn mở 4 Đòn mở kéo đĩa ép cùng đĩa bị động tách ra khỏi bề mặtlàm việc và ly hợp được ngắt Đồng thời sự chuyển động tương đối giữa pittông và xylanh của xy lanh phân phối 10 làm mở van khí nén Khí nén từ bình khí đi qua xy lanhphân phối, qua ồng dẫn 1 vào xy lanh công tác 2 đẩy pittông của xy lanh này dịch chuyểnsang phải đẩy vào càng mở 3 làm giảm bớt một phần lực cho người lái

- Khi đóng ly hợp :

Khi người lái thôi tác dụng lực vào bàn đạp, lò xo hồi vị bàn đạp kéo bàn đạp trở

về vị trí ban đầu Đồng thời kéo xy lanh phân phối 10 sang phải làm kéo càng mở 3 thôikhông ép vào bi T nữa Khi đó bi T thôi không ép vào đầu đòn mở nữa và các lò xo ép lại

ép ly hợp đĩa ép và đĩa bị động trở về trạng thái làm việc ban đầu Khi xy lanh phân phối

10 được kéo về vị trí ban đầu thì đồng thời làm van khí nén đóng lại Lúc này khoangtrong xy lanh 10 thông với khí trời và do đó không còn áp suất khí nén tác dụng lên xylanh công tác nữa và xy lanh công tác cũng thôi không tác dụng lực lên càng mở 3 nữa

- Khi giữ bàn đạp ở một vị trí nào đó :

Khi người lái giữ nguyên bàn đạp ở một vị trí nào đó thì xy lanh phân phối 10cũng dừng tại một vị trí nhất định Lúc này van khí nén vẫn mở và khí nén vẫn vào xylanh công tác tuy nhiên lượng khí nén vào trong xy lanh công tác là không đổi cho nên lyhợp được mở ở một vị trí nhất định.

về xy lanh chính 6 đẩy trả bàn đạp vể vị trí ban đầu

Đồng thời nhờ lò xo hồi vị nên bi T cũng được đẩy tách ra khỏi đòn mở làm

mở ly hợp

1.3.4.Dẫn động thủy lực có trợ lực chân không:

Hình 2.7.Sơ đồ dẫn động thủy lực có trợ lực chân không.

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

3 4

5 6

C

Hình 2.8.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 với

khoang khí trời C và khoang B không thông với khoang chân không A, tạo ra sự chênhlệch áp suất giữa hai khoang A và B, làm van chân không chuyển động sang trái đẩypittông của xy lanh chính 13 sang trái làm dầu trong xy lanh chính theo ống 1 sang xylanh công tác 2 đẩy pittông của xy lanh công tác sang phải qua càng mở 3 đẩy bi T 4 épvào 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 chitiết cũng 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 vanđiều khiển 1 ép chặt vào van khí 4 làm đóng van khí Lúc này cả van khí và van chânkhông đều được đóng lại và không khí trong khoang B không đổi, sự chênh lệch áp suấtgiữa hai khoang A và B là ổn định Như vậy đĩa ép vẫn được giữ ở một vị trí nhất định,tức là ly hợp vẫn được mở ở một vị trí nhất định

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP TRÊN XE

2.1.BẢNG THÔNG SỐ KĨ THUẬT CỦA XE FORD TRANSIT:

Thông số kỹ thuật xe 16 chỗ ngồi: FORD TRANSIT

-Phân ra cầu trước:

-Phân ra cầu sau :

3730 Kg

1800 kg

1930 kg

2.3 ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA LY HỢP MA SÁT KHÔ:

So với ly hợp ma sát khô một đĩa bị động thì ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động cónhững ưu nhược điểm sau :

+ Nếu cùng một kích thước đĩa bị động và cùng một lực ép như nhau thì ly hợp haiđĩa truyền được mômen lớn hơn ly hợp một đĩa

+ Nếu phải truyền một mômen như nhau thì ly hợp hai đĩa có kích thước nhỏ gọn hơn

ly hợp một đĩa

+ Ly hợp hai đĩa khi đóng êm dịu hơn nhưng khi mở lại kém dứt khoát hơn ly hợp

một đĩa.

+ Ly hợp hai đĩa có kết cấu phức tạp hơn ly hợp một đĩa

Theo sơ đồ cấu tạo Hình 1.2 - cũng bao gồm các bộ phận và các chi tiết cơ bản như đối

với ly hợp một đĩa Điểm khác biệt là ở ly hợp hai đĩa có hai đĩa ma sát (4) cùng liên kếtthen hoa với trục ly hợp (10) Vì có hai đĩa ma sát nên ngoài đĩa ép (5) còn có thêm đĩa

ép trung gian (3) ở ly hợp hai đĩa phải bố trí cơ cấu truyền mômen từ vỏ hoặc bánh đàsang đĩa ép và cả đĩa ép trung gian Vì nhược điểm của ly hợp hai đĩa là mở không dứtkhoát nên ở những loại ly hợp này thì người ta phải bố trí cơ cấu để tạo điều kiện cho lyhợp khi mở được dứt khoát Trên hình 1.1.b thì cơ cấu này được thực hiện bởi lò xo đĩa

ép trung gian (2) và bu lông điều chỉnh (6) Khi mở ly hợp thì lò xo (2) sẽ đẩy đĩa éptrung gian (3) tách khỏi đĩa ma sát bên trong và khi đĩa ép trung gian chạm vào đầu bulông điều chỉnh (6) thì dừng lại nên đĩa ma sát bên ngoài cũng được tự do

2.4 ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA LY HỢP 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 trêncác 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 cơđốt trong

2.5.ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA LY HỢP ĐIỆN TỪ:

Ưu nhược điểm :

- Ưu điểm :

+ Khả năng chống quá tải tốt

+ Bố trí dẫn động dễ dàng

- Nhược điểm :

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 xứng vớinhau 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

Fl

l

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

- Khoảng không gian ở gần trục ly hợp sẽ 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 việc điềuchỉnh ly hợp sẽ phức tạp.- Lò xo côn có dạng tuyến tính ở vùng làm việc nhỏ, sau đó khicác vòng lò xo bắt đầu trùng nhau thì độ cứng của lò xo tăng lên rất nhanh, do đó nó đòihỏi phải tạo được lực lớn để ngắt ly hợp và khi đĩa ma sát mòn thì lực ép của lò xo sẽgiảm rất nhanh

2.6.3.Lò xo đĩa:

Một lò xo đĩa loại DST

Hình 2.3 Lò xo đĩa

Lò xo đĩa có đường đặc tính làm việc là đường c trên hình 2.1

Lò xo đĩa được chế tạo bằng thép lò xo và được bắt chặt vào bàn ép ly hợp bằngđinh tán hoặc bằng bulông Ở mỗi phía của lò xo đĩa bố trí các vòng trụ xoay hoạt độngnhư một trục xoay khi lò xo đĩa quay Đối với loại bàn ép ly hợp thông thường có các lò

xo chịu kéo đẻ nối đĩa ép ly hợp với lò xo đĩa

Ưu điểm:

- Lò xo đĩa làm luôn nhiệm vụ của đòn mở nên kết cấu đơn giản và nhỏ gọn

- Lò xo đĩa có đặc tính làm việc hợp lý vì trong vùng làm việc lực ép thay đổi không dáng

kể theo biến dạng Do vậy lực ngắt ly hợp đòi hỏi không lớn và khi đĩa ma sát bị mòn thìlực ép thay đổi không đáng kể

Nhược điểm: - Việc chế tạo khó khăn.

Kết luận: Qua việc tham khảo các loại lò xo ép ta quyết định chọn loại lò xo ép là lò xo

đĩa vì tất cả những đăc tính tối ưu của nó

2.7 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN DẪN ĐỘNG.

Hệ thống dẫn động ly hợp có tác dụng truyền lực bàn đạp của người lái tác độngvào bàn 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 lựcbàn đạp thường phải lớn và khó bố trí với những ôtô có động cơ đặt xa người lái Dẫnđộng cơ khí được thường được sử dụng trên một số ôtô con và ôtô tải do ôtô con có yêu

cầu lực bàn đạp nhỏ và ôtô tải thường có bình khí nén nên việc bố trí trợ lực thuận lợi,dẫn động thủy lực hiện nay được sử dụng trên hầu hết các loại ôtô con và ôtô chở khách

do có ưu điểm rất lớn là nhỏ gọn, tạo được lực bàn đạp lớn, dế bố trí trên ôtô và thời giantác 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 Trợlực trên ôtô con có thể là trợ lực chân không, còn các ôtô tải thì thường sử dụng hệ thốngtrợ lực bằng 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,đảm bảo độ tin cậy đồng thời đảm bảo tính kinh tế Do đó phương án dẫn động phải đápứng được các yêu cầu của hệ thống dẫn động đã nêu ở trên

Ưu nhược điểm :

- Ưu điểm: Kết cấu đơn giản nên dễ chế tạo và bảo dưỡng, sửa chữa

Mở nhanh và dứt khoát

Giá thành rẻ

- Nhược điểm: Lực ma sát giữa các cơ cấu lớn nên dẫn đến nặng khi đạp Có thể khắcphục bằng cách sử dụng trợ lực Đóng không êm dịu

2.7.2.Dẫn động cơ khí có trợ lực khí nén :

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

Khí nén

+ Kết cấu đơn giản, dễ bố trí trên xe.

+ Dẫn động êm, có thể tạo được lực bàn đạp lớn

- Nhược điểm:

+ Các chi tiết cần độ kín khít tốt nên khó khăn trong việc chế tạo và chăm sóc, bảodưỡng

2.7.4.Dẫn động thủy lực có trợ lực chân không:

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

2.8.TÍNH CHỌN CÁC THÔNG SỐ VÀ CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN

2.8.1.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 hơnmômen động cơ Nhờ đó ly hợp có thể truyền hết mômen động cơ đến hệ thống truyềnlực mà không bị trượt trong các trường hợp như dầu dính vào tấm ma sát hay tấm ma sát

bị mòn hoặc tính chất đàn hồi của lò xo giảm

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

Mc = .Memax

Trong đó:

+ : Là hệ số dự trữ của ly hợp

+ Memax : Mômen cực đại của động cơ, Memax = 375 Nm

Hệ số  có ý nghĩa rất quan trọng trong quá trình thiết kế ly hợp Vì trong quátrình sử dụng lực ép của lò xo giảm dần làm giảm mômen ma sát của ly hợp, như vậy nếuchọn  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 antoàn đó là tránh cho hệ thống truyền lực khỏi bị quá tải Hơn nữa, để có hệ số  lớn cầnphải tăng kích thước của các đĩa ma sát, tăng số đĩa ma sát, hoặc tăng lực ép của các lò xodẫn đến tăng kích thước ly hợp

Đối với ôtô du lịch 16 chỗ ta chọn  = 1,6.(theo BG tính toán thiết kế ô tô)

D nhỏ hơn đường kính của bánh đà

- Đường kính trong của tấm ma sát:

d = (0,53 ¿ 0,75).D =17 ¿ 25 (cm).

Do động cơ quay với vận tốc cao nên trong quá trình sử dụng phần mép tấm ma sát

sẽ bị mòn lớn hơn phần trong của tấm ma sát nên ảnh hưởng đến việc truyền mô men củađĩa bị động Chọn d = 20 (cm)

- [q] : Áp suất cho phép tác dụng lên bề mặt ma sát, chọn [q] = 0,2 MPa

- D và d là đường kính trong và ngoài của tấm ma sát

Thay số vào ta có :

16.6003,14.0, 28.0, 2.(33 20).(33 20)  = 1,5

Từ đây ta xác định được số đĩa bị động của ly hợp:

- kz : 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 đĩa bị động, đối với ly hợp ôtôlấy k = 1