Đồ án cuối kì thiết kế hệ thống truyền lực ô tô thiết kế hệ thống ly hợp xe ô tô 7 chỗ toyota innova

Theo phương thức truyền mô men từ trục khuỷu của động cơ đến hệ thống truyền lực người ta chia ly hợp thành các loại sau: - Ly hợp ma sát: mô men truyền động nhờ các bề mặt ma sát.. Khi

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO - - -    - - -

MÔN Ọ H C: Thi t k ế ế Ô TÔ

Bảng phân công nhiệm vụ

STT Họ và tên Nhiệm vụ Đánh giá Đánh giá

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN

1.2 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của ly hợp 3

1.2.1 Ly hợp ma sát khô 1 đĩa bị động lò xo ép hình trụ ố trí xung quanh b 3

1.2.2 Ly hợp ma sát khô 2 đĩa bị động lò xo ép hình trụ ố trí xung quanh b 5

III Tính toán thiết kế cụm ly hợp 28

3.1 Giới thiệu về các thông số cơ bản của cụm ly hợp 28

1

LỜI NÓI ĐẦU

Đất nước chúng ta ngày một phát triển, công nghiệp hóa, hiện đại hóa và một trong nh ng y u t cữ ế ố ốt lõi để đẩy mạnh việc phát triển toàn diện đối với mọi ngành nghề, mọi vùng trên đất nước ta chính là giao thông vận tải Qua đó chúng ta thấy được tầm quan trọng của m t trong những ộ phương tiện đống vai trò quan trọng trong công cuộc xây dựng đất nước, thúc đẩy phát triển kinh tế, hiện đại hóa, đồng thời giúp cho đất nước phát triển một cách bền vững, đồng đều đó chính là Ô tô

Ngành công nghiệp Ô tô nói chung và những ngành liên quan đến kỹ thuật ô tô nói riêng là một trong những ngành đang phát triển rất mạnh trong nước khi mà Đảng và Nhà Nước cũng có những cơ chế tăng cường phát triển ngành ô tô Đồng thời, gần đây đã có những nhà sản xuất có thể lắp ráp ra chính chiếc xe mang thương hiệu người Việt chẳng hạn như Vinfast Và cũng có n ững nhà sảh n xuất lắp ráp trong nước như Thaco Trường Hải, Heaco, Tracomeco, Hyundai Thành Công,… Do đó chúng ta có những chiếc xe lắp ráp ngay chính tại Việt Nam mà không cần nhập khẩu

Sau khi học xong môn Thiết Kế Ô Tô, chúng em chọn đề tài cho bài tập cuối kì của môn Thiết kế Ô tô là Thiết kế hệ thống truy n lề ực cho Ô tô cụ thể là thiết kế hệ thống ly hợp cho xe ô tô Toyota Innova 7 chỗ Vì chúng em nh n thậ ấy chúng ta đang đẩy mạnh s n xuả ất xe trong nước, nội địa hóa nên hướng tới s n xuả ất thì cần ph i thi t k ả ế ế những chi tiết cơ bản trên ô tô và đáp ứng những yêu cầu v ề độ ền và hiệu năng, kinh tế đối với chi b tiết đó

- Ngắt đường truyền công suất từ động cơ đến hệ thống truyền lực trong trường hợp khi ôtô khởi hành hoặc sang số

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

1.1.2 Phân loại

a Theo phương thức truyền momen

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

- Ly hợp ma sát: mô men truyền động nhờ các bề mặt ma sát - Ly hợp thuỷ lực: mô men truyền động nhờ năng lượng của chất lỏng - Ly hợp điện từ: mô men truyền động nhờ tác dụng của trường nam châm điện

- Ly hợp liên hợp: mô men truyền động bằng cách kết hợp hai trong các loại kể trên

b Theo trạng thái làm việc của ly hợp

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

- Ly hợp thường mở

c Theo phương pháp sinh lực ép trên đĩa ép:

Theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép người ta chia ra thành các loại ly hợp sau:

• Loại lò xo (lò xo đặt xung quanh, lò xo trung tâm, lò xo đĩa) - 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

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

3 - Ly hợp dẫn động có cường hoá:

+ Ly hợp dẫn động cơ khí cường hoá khí nén + Ly hợp dẫn động thuỷ lực cường hoá khí nén

1.1.3 Yêu cầu

- Ly hợp phải có khả năng truyền hết mô men của động cơ mà không bị trượt ở bất kỳ điều kiện sử dụng nào

- Khi đóng ly hợp phải êm dịu, mômen quán tính phần bị động phải nhỏ để giảm hết tải trọng va đập lên các bánh răng của hộp số khi sang số - Khi mở ly hợp phải dứt khoát và nhanh chóng để việc gài số êm dịu, tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong thời gian ngắn

- Đảm bảo cho hệ thống truyền lực khi bị quá tải - Điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ - Các bề mặt ma sát phải thoát nhiệt tốt

- Kết cấu ly hợp phải đơn giản, dễ điều chỉnh chăm sóc và bảo dưỡng

1.1.4 L ựa ch n cọ ấu trúc

- Qua tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phân tích kết cấu của các loạ ẫn đội d ng ly h p C n phợ ầ ải đáp ứng nh ng y u t ữ ế ố sau để phù

• D bễ ảo dưỡng s a chữ ữa

- Qua nh ng y u t ữ ế ố trên Nhóm chúng em nhận thấy phương án dẫn động ly hợp b ng th y lằ ủ ực là phương án hợp lý nhất

1.2 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động c a ly hủ ợp.

Đối với hệ thống ly h p, v m t c u tợ ề ặ ấ ạo người ta chia thành các bộ phận

- Nhóm các chi tiết chủ động bao gồm: bánh đà, vỏ ly hợp, đĩa ép, đòn mở và các lò xo ép Khi ly hợp mở hoàn toàn thì các chi tiết thuộc nhóm chủ động s ẽ quay cùng với bánh đà

- Nhóm các chi tiết bị động gồm đĩa bị động (đĩa ma sát), trục ly hợp Khi ly h p m ợ ở hoàn toàn thì các chi tiết thuộc nhóm bị động sẽ đứng yên - Theo sơ đồ ấ ạo ở c u t hình vẽ thì vỏ ly hợp 5 được bắt cố nh vđị ới bánh đà 1 bằng các bu lông, đĩa ép 3 có thể dịch chuyển tịnh tiến trong v ỏ và có bộ phận truyền mô men từ ỏ 5 vào đĩa ép Các chi tiết 1, 3, 4, 5 được v gọi là phần chủđộng của ly hợp Chi ti t s ế ố 2 được gọi là phần bị động của ly hợp, các bộ phận còn lại thuộc b ộ phận dẫn động ly hợp.

b Nguyên lý hoạt động

- Trạng thái đóng ly hợp: ở trạng thái này lò xo 4 một đầ ựa vào vỏu t 5, đầu còn lại tì vào đĩa ép số 3 tạo lực ép để ép chặt đĩa bị động 2 với bánh đà số 1 cho phần ch ủ động và phần b ị động tạo thành 1 khối cứng Khi

5 này mô men từ động cơ được truyền từ phần ch ủ động sang ph n b ầ ị động của ly hợp thông qua các bề mặt ma sát của đĩa bị động 2 với đĩa ép 3 và bánh đà 4 Tiếp đó mô men truyền vào xương đĩa bị động qua bộ giảm chấn 13 đến moay ơ rồi truyền vào trục ly h p (trợ ục sơ cấp h p sộ ố) Lúc này giữa bi tỳ 11 và đầu mở 12 có khe hở từ 3 4 mm, tương ứng với

hành trình tự do của bàn đạp ly hợp

- Trạng thái mở ly hợp: Khi cần ng t truyắ ền động t ừ động cơ tới trục sơ cấp c a h p sủ ộ ố người ta cần tác dụng một lực vào bàn đạp 7 thông qua đòn kéo 9 và càng mở 10, bạc mở 6 mang bi t 11 s d ch chuy n sang ỳ ẽ ị ể trái Sau khi khắc phục hết khe h , bi t 11 s ở ỳ ẽ tì vào đầu đòn mở 12 Nh ờ có khớp bản lề của b n lả ề liên kết với vỏ 5 nên đầu kia của đòn mở 12 sẽ kéo đĩa ép 3 nén lò xo 4 lại để dịch chuy n sang phể ải Khi này các bề mặt ma sát giữa bộ phận ch ủ động và bị động của ly hợp được tách ra và ngắt truyền động từ trục cơ tới trục sơ cấp c a h p sủ ộ ố

c Ưu nhược điểm

+ Đóng không êm dịu

+ Ch truyỉ ền được mô men không lớn l m N u truyắ ế ền mômen trên 70 80 KGm thì cần đường kính đĩa ma sát ớn kéo theo các kế ấu khác đề l t c u

+ Momen t ừ động cơ được truyền từ trục khu a tới bánh đà sang đĩa ép ỷ trung gian và đĩa ép ngoài nhờ các rãnh trên bánh đà và các vấu của đĩa (3) và (5) Như vậy các đĩa (3) và (5) có thể di chuyển dọc trục so với bánh đà và các vấu có thể trượt dọc theo các rãnh để hạn chế dịch chuyển của đĩa trung gian (3), kết cấu sử dụng bu lông hạn chế (6) Các chi tiết

đòn mở (13), các lò xo ép (7) (một dãy, hai dãy, hoặc lò xo đĩa) bố trí liên kết với đĩa ép ngoài nằm trong vỏ ly h p (8) ợ

- Phần b ị động:

Gồm có hai đĩa ma sát bị động (4) cùng với bộ giảm chấn (14) d p t t dao ậ ắ động xoắn Đĩa bị động bên trong nằm giữa bánh đà và đĩa ép trung gian Đĩa

bị động bên ngoài nằm giữa đĩa ép trung gian và đĩa ngoài Các đĩa bị động (4) liên kết với các trục b ị động c a ly h p b ng mủ ợ ằ ối ghép then hoa di trượt trên moay ơ

Hình 2: Cấu tạo của b ly hợp ma sát khô 2 đĩa bị động lò xo ép hình trụộ bố trí xung quanh

b Nguyên lý hoạt động

• Trạng thái đóng ly hợp:

- Khi tác động lực điều khiển lên bàn đạp thông qua các thanh kéo, bạc mở (9) dịch sang trái khắc phục khe hở ở giữa ô bi “T” (12) và đầu đòn mở (13) Ổ bi “T” tiế ục ép lên đầu đòn mở ầy đầu trong sang trái, p t , đ đầu ngoài đòn mở d ch chuy n sang phị ể ải Kéo đĩ ép ngoài (5) tách khỏi đĩa bị động ngoài, lò xo định vị (2) đẩy đĩa ép trong tiến sát đến đầu bu lông hạn chế (6), tách đĩa bị động trong ra khỏi bánh đà Lực ép của lò xo ép không truyề ới đĩa bịn t động phần b ị động và phần ch ủ động được tách ra Momen t ừ động cơ được truyền sang hệ thống truyền lực b ịngắt

c. Ưu điểm của ly hợp ma sát khô:

Hình 3: Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô hai đĩa 1 - Bánh đà 2 Lò xo đĩa ép trung gian 3 Đĩa ép trung gian- -

4 - Đĩa ma sát 5 Đĩa ép ngoài 6 Bulông hạ- - n chế

đĩa (đĩa phẳng), ly hợp ma sát đĩa côn (đĩa bị động có hình dạng côn), ly hợp ma sát hình trống (kiểu tang trống và guốc ma sát ép vào tang trống) Ly hợp ma sát có hình dạng côn và trống có momen phần bị động quá lớn, ảnh hưởng không tốt đến việc gài số nên ngày nay người ta không dùng nữa mà dùng phổ biến ly hợp ma sát đĩa phẳng

- Tùy theo cấ ạo có loạu t i một đĩa hoặc 2 đĩa Ly hợp một đĩa dùng cho các

loại xe có Memax < 465Nm, có kế ấu đơn giảt c n, gọn nhẹ, vi c m ly hệ ở ợp dễ d t ứ

khoát và momen quán tính của phần bị động nhỏ ít ảnh hưởng t i viớ ệc gài số Ly hợp 2 đĩa ma sát được dùng trên xe tả ớn vì cầi l n momen truyền lớn, việc đóng ly hợp êm dịu hơn loại một đĩa (nhờ sự tiếp xúc các bề mặt ma sát được tiến hành từ từ hơn) nhưng nó có kết cấu cồng kềnh ph c tứ ạp hơn, việc mở ly hợp khó dứt khoát (khó cách ly đĩa bị động khỏi phần chủ động)

d So sánh ly hợp ma sát 1 đĩa và ly hợp ma sát 2 đĩa:

- Nếu cùng một kích thước bao ngoài và lực ép như nhau Ly hợp 2 đĩa (với

2 đôi bề ặt ma sát) truyền đượ m c momen lớn hơn, do vậy được dùng trên xe ô tô có tải trọng l n hoớ ặc ô tô kéo rơmoc hay bán rơmoc nặng - Nếu cùng truyền momen như nhau dẫn tới kích thước của ly hợp 2 đĩa nhỏ

hơn

- Ly hợp ma sát khô 2 đĩa đóng êm dịu hơn ly hợp ma sát khô 1 đĩa - Nhược điểm của ly hợp ma sát 2 đĩa so với 1 đĩa đó là ly hợp 2 đĩa có kết

cấu phúc tạp, quá trình mở kém dứt khoát.

• Phương án lựa chọn:

Như vậy đối với xe con 7 ch ỗ không đòi hỏi công suất và momen lớn ta chọn ly hợp là ly hợp ma sát khô 1 đĩa với những ưu điểm nổi bật: - Đơn giản trong ch t o ế ạ

- Có khả năng mở ứt khoát, thoát nhiệt tốt d - Khối lượng nh ỏ

- Thu n l i trong bậ ợ ảo dưỡng và sửa ch a ữ

9 - Giá thành thấp

1.2.3 Ly h p thợ ủy lực (Biến mô)

- B ộ biến mô là một kh p th y lớ ủ ực dùng để truyền công suấ ừ trục t t khuỷu của động cơ đến trục tua bin B ộ biến mô có hai mục đích chính khi truyền mô men đến hộp số:

+ Là một ly hợp tự động giúp xe có thể ngừng khi động cơ đang chạy và hộp số đang cài số

+ B ộ biến mô khuếch đại mômen của động cơ khi xe tăng tốc để cải thiện tính năng tăng tốc và sức kéo của động cơ

a Cấu tạo biến mô.

- B ộ biến mô bao gồm: Cánh bơm, tuabin, stato và ly hợp biến mô - B ộ phậ ạn t o ra nguồn năng lượng là cách bơm Cánh bơm được sử dụng đểngăn chặn sự hỗn lo n c a ch t lạ ủ ấ ỏng

- Cánh bơm là trục đầu vào của bộ biến mô Các cánh tạo nên các phần của bơm được gắn phía sau đầu hộp số của v b biến mô Bộỏ ộ biến mô được lắp v i tr c khuớ ụ ỷu Đĩa dẫn động và biến mô thay thế cho bánh đà trong h p s ộ ố thường Khi động cơ chạy, đĩa dẫn động và bộ ến mô quay bi theo tr c khu u ụ ỷ

- Roto Tuabin là phần trục trung tâm của bộ biến mô được nối v i trớ ục sơ cấp h p sộ ố Roto Tuabin đặt phía trước, đầu động cơ, trong vỏ ến mô bi đối di n với cánh bơm ệ

- Stato là bộ phận khuếch đạ ủa biến mô Stato thường có đường kính i c bằng kho ng m t nả ộ ửa cánh bơm hay tuabin Các cánh stato được gắn trên ly h p m t chi u, ly h p m t chiợ ộ ề ợ ộ ều được gắn trên trục cố định Ly hợp một chiều cho phép stato quay theo chiều kim đồng hồ và khóa theo chiều con l i ạ

b Hoạt động của biến mô.

Hình 4: Hoạt động c a biủ ến mô

- Biến mô là một kh p th y lớ ủ ực Nó truyền công suất qua sự dịch chuyển động học của ch t lấ ỏng Khi động cơ hoạt động, cánh bơm hoạt động như một bơm ly tâm Chấ ỏng được hút từ ạnh ngoài của cánh bơm, và do t l c

biên dạng của v ỏ biến mô, chấ ỏng được đẩt l y v ề phía trước tuabin Bởi vì cánh bơm quay theo chiều kim đồng hồ, chất lỏng cũng quay theo chiều kim đồng h ồ khi nó rời khỏi cánh bơm Công suất cơ của biến mô được truyền vào chấ ỏt l ng biến thành vận tốc của ch t l ng ấ ỏ

- B ộ biến mô hai bộ phận chính hoạt động ở điều kiện gi ữ và nối Ch ế độ giữ xảy ra khi xe đứng yên mà động cơ vẫn đang hoạt động, và chế độ nối xảy ra sau khi xe tăng tốc đến một tốc độ ổn định Việc chuyển t ừ chế độ giữ sang ch ế độ ối khi xe tăng tốc Các xe hiện đại sử dụng ly h p bi n ợ ến mô trong trường hợp này.

- Ở chế độ giữ, dòng chất lỏng chảy từ cánh bơm cố ắng làm quay g tuabin theo chiều kim đồng hồ Nếu tua bin b ị giữ hay quay v i tớ ốc độ nhỏ hơn cánh bơm, chỉ một phần năng lượng t ừ chấ ỏng đết l n dẫn động tuabin H u hầ ết năng lượng chất lỏng bị mất mát khi nó bậc trở ra khỏi tuabin Ch t l ng ch y v ấ ỏ ả ề phía tâm của tua bin, dẫn động tuabin bằng dòng chấ ỏng liên tụt l c từ cánh bơm Khi năng lượng rời khỏi chất lỏng, sự chảy ch m lậ ại, nó cho phép chất lỏng quay tr lở ại tâm cánh bơm và tại đây cánh bơm đón lấy và giữ thành dòng tuần hoàn Dòng này được gọi là dòng xoáy, là một dòng chấ ỏng liên tục quanh vòng dẫn hướt l ng - Khi cánh bơm quay nhanh hơn tuabin, tốc độ ủa dòng xoáy tuần hoàn c qua cánh bơm và roto tuabin là lớn, do vậy dầu chảy t ừ rôto tuabin đến stato theo hướng ngăn cản chuyển động quay c a củ ánh bơm.

c Khuếch đại momen

- Nhi m v cệ ụ ủa stato là đảo chiều dòng chất lỏng trong biến mô Nó đưa dòng chất lỏng từ tuabin tr lở ại cánh bơm theo chiều kim đồng hồ Hoạt động này giúp thu lại năng lựơng tồn tại trong ch t l ng B m t cong cấ ỏ ề ặ ủa cánh stato thực hiện điều đó Chất lỏng rời tuabin theo ngược chiều kim

đồng hồ cố gắng làm quay stato theo chiều này

11 Hình 5: Khuếch đại momen b ở ộ biến mô

- Chính điều này làm khớp một chiều stato b ị khóa và giữ stato đứng yên Biên dạng nhẵn và cong của cánh stato đảo dòng chấ ỏng theo hướt l ng kim đồng hồ - Dòng này rời khỏi stato và đập vào cánh bơm Năng lượng thừa của dòng chất lỏng tạo ra mô men tăng thêm trong biến mô Hầu hết các biến mô xe làm tăng mômen khoảng 2:1 đến 2,5:1 ở chế độ giữ - M t b ộ ộ biến mô không thể khuếch đại mômen nếu không có tác động của stato

d Khóa biến mô

- Chi c xe bế ắt đầu d ch chuy n khi tuabin bị ể ắt đầu quay Khi tốc độ xe tăng lên, tốc độ tuabin tăng tỷ lệ với cánh bơm Khi tuabin tăng tốc độ thì dòng chất lỏng bị b t trậ ở lại

- S quay cự ủa tuabin làm chất lỏng quay theo chiều kim đồng hồ Điều này làm chấ ỏng đi từ trước ra sau cánh stato Stato được đẩt l y theo chiều kim đồng hồ Chính điều này làm ly hợp một chi u stato quay t do Stato ề ự quay t ự do theo cánh bơm và tuabin Cho phép dòng chất lỏng từ tuabin quay tr lở ại cánh bơm dễ dàng

- Khi tuabin đạt đến tốc độ kho ng 90% tả ốc độ cánh bơm, sự nối xảy ra Giai đoạn kết nối x y ra khi tả ốc độ ủa cánh bơm và tuabin là gần bằng c nhau Lực ly tâm củ ự quay tuabin tác dụng lên chấ ỏng là đủ ớn đểa s t l l dừng dòng xoáy Tại điểm này không có sự khuếch đại mô men

Hình 6: Điểm khóa biến mô

- Ly h p biợ ến mô thường ngắt, tuabin và cánh bơm tự do và dẫn động qua chất lỏng h p sộ ố Ở trạng thái khóa, chất lỏng dịch chuyển qua đường dẫn trong trục vào hộp số Nó đi vào không gian giữa tuabin và ly hợp tác dụng lên píttông Píttông hoạt động ly hợp ép bề ặt ma sát ly hợp để m khóa vỏ biến mô và tuabin với nhau

Hình 7: Vị trí và cấ ạo khóa biến môu t

- Khóa biến mô không hoạt động cho đến khi xe đạt đến một tốc độ nhất định Nếu khóa biến mô ở ốc độ t cầm chừng, động cơ sẽ chết máy Để khóa biến mô, hầu hết các hệ thống điều khiển máy tính được thi t k ế ế tác động khi hộp s s ba hay s b n v i tố ở ố ố ố ớ ốc độ xe kho ng 56- ả 64km/h và không có quá tải động cơ

13

e Ưu và nhược điểm của ly hợp thủy l c (biự ến mô) • Ưu điểm:

- Biến mô hoạt động như một ly hợp nhưng lại có khả năng hoạt động êm dịu ít gây tiếng n ồ

- H n ch ạ ế va đập giữa các bộ phần truy n lề ực gây hư hỏng - Có thể khuếch đại momen làm tăng công suất của xe

- Có thể sử dụng lâu dài, ít hư hỏng, ít thay thế như ly hợp đĩa ma sát

- Ưu điểm là truyền động êm cho phép trượt lâu dài mà không ảnh hưởng tới hao mòn các chi tiết của ly hợp

- Khớp ly hợp điệ ừ kiểu ma sát: Mo men được truyền từ trục d n sang n t ẫ trục bị d n nh ẫ ờ các đĩa ma sát khi chúng bị ép chặt vào nhau Ly và hợp được điều khiển bàng cách “đóng”, “ngắt” dòng điện cấp cho cuộn dâu nam châm điện

- Khớp ly hợp điệ ừ kiểu bám: Moment truyền t n lực nhờ lực bám giữa hai mặt quay c a tr c dủ ụ ẫn và trục b dị ẫn có trộn bột than và ột săt, dầb u nhờn để giảm ma sát Khi có từ trường do cuộn dây sinh ra lớp bột này sẽ trở nên “cứng” và “nối” hai mặt quay của tr c dụ ẫn Khi không có dòng bột sẽ chuyển trạng thái về dạng lỏng trượt ( cho phép điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi dòng điện của cuộn dây nam châm điện) nếu moment cản của tr c b d n l n dụ ị ẫ ớ ẫn đến trượt so v i tr c dớ ụ ẫn nhương không sợ làm hỏng m t quay ặ

b Cấu tạo

Hình 8: Cấu tạo khớp ly hợp điệ ừ kiểu ma sátn t

Hình 9: Cấu tạo khớp ly hợp điệ ừ kiểu bámn t

c Nguyên lý hoạt động:

- Ly h p kiợ ểu ma sát:

Do được gắn trực tiếp v i tr c cớ ụ ủa động cơ, nên khi động cơ hoạt động sẽ kéo đĩa quay phầ ứng trên ly hợn p quay theo

+ Khi được cấp điện: Nam châm điện hoạt động, từ trường được sinh ra và tạ ực hút mạnh tác động lên đĩa quay trên phầo l n ứng Lực ma sát giữa bề mặt rotor và đĩa quay kết hợp với lực từ trường làm đĩa quay dính chặt

do có ưu điểm rất lớn 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 sử dụng phổ biến hơn cả trên các loại ôtô là dẫn động thủy lực kết hợp với bộ trợ lực Trợ lực trên ôtô con có thể là trợ lực chân không, còn các ôtô tải thì thường sử dụng hệ thống trợ 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 đáp ứng được các yêu cầu của hệ thống dẫn động đã nêu

17

b Nguyên lí hoạt động

- Khi ng t ly h p : ắ ợ 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 v ị bàn đạp kéo bàn đạp trở về v ị trí ban đầu Đồng thời lò xo hồ ịi v bi T kéo bi T dịch chuy n sang phể ải và thôi không ép vào đòn mở nữa Khi đó lò xo ép lại ép đĩa ép và đĩa bị động trở lại trạng thái làm việc ban đầu

c Ưu nhược điểm

+Lực ma sát giữa các cơ cấu lớn nên dẫn đến nặng khi đạp Có thể khắc phục bằng cách sử ụ d ng tr lợ ực Đóng không êm dịu

9 Mặt bích của xilanh phân phối 10 Thân van phân phối 11 Đường dẫn khí nén vào 12 Phớt van phân phối

13 Đường dẫn khí nén 14 Piston van phân phối 15 Cần piston 16 Càng mở ly hợp 17 Xilanh công tác 19 Bạc mở ly hợp

Khi người lái tác dụng m t lộ ực Q lên bàn đạp ly hợp (1), làm cho đòn dẫn động (2) quay quanh O1, thông qua thanh kéo (3) làm đòn (4) quay quanh O2 và

qua thanh kéo (5) làm đòn dẫn động (7) quay quanh O Nh 3 ờ có đòn dẫn động (8) cùng với mặt bích của xilanh phân phối (9) và đẩy thân van phân phối 10 sang ph i (theo chiả ều mũi tên) Khi mặt phải của thân van phân phối chạm vào đai ốc hạn chế hành trình nắp trờn cần piston (15) thì làm cho càng mở ly hợp (16) quay quanh O 4và đẩy b c m ly h p (19) sang ạ ở ợ trái (theo chiều mũi tên) Ly hợp được mở Đồng thời với việc khi nắp bên phả ủa thân van phân phối c i tỳ vào đai ốc hạn chế hành trình của cần piston (15) thì đầu piston van phân phối (14) cũng tỳ vào phớt van (12) và làm van (12) mở ra Khí nén lúc này từ khoang A qua van (12) vào khoang B, rồi theo đường dẫn khí nén (13) vào xilanh (17) và đẩy xilanh lực dịch chuyển làm đòn dẫn động (18) quay quanh O4 Kết h p vợ ới càng mở ly hợp (16) quay và đẩy bạc mở ly hợp (19) sang trái Ly hợp được mở Khi người lái thôi tác dụng vào bàn đạp ly hợp (1) thì dưới tác dụng của lò xo hồi v ị (6) kéo bàn đạp tr v v ở ề ị trí ban đầu Đồng thời thông qua đòn dẫn động (8) kéo thân van phân phối (10) sang trái, khi mặt đầu bên phải của piston (14) chạm vào mặt bích bên phải của thân van thì piston (14) được đẩy sang trái, làm càng mở ly hợp (16) quay và đẩy bạc mở ly hợp (19) sang phải Cùng lúc đó, dưới tác dụng của lò xo hồi vị phớt van phân phối (12) và đẩy van này đóng kín cửa van Khí nén từ xilanh lực (17) theo đường dẫn khí nén (13) vào khoang B và qua đường thông với khí trời a ở thân piston (14) ra ngoài Lúc này ly hợp ở trạng thái đóng hoàn toàn

b Ưu và nhược điểm

• Ưu điểm:

Hệ thống dẫn động làm việc tin cậy, khi cường hóa khí nén hỏng thì hệ thống dẫn động cơ khí vẫn có thể điều khiển ly hợp được.

19 Hình 11: Sơ đồ cấu tạo cơ bản h ệ thống dẫn động ly h p b ng th y lợ ằ ủ ực.

Hình 12: Sơ đồ cấu t o cạ ủa xilanh chính trong hệ thống dẫn động ly hợp bằng th y lủ ực

b Nguyên lý hoạt động của hệ thống dẫn động ly h p bợ ằng thủy lực:

+ Khi đạp bàn đạp ly hợp:

- Khi người lái tác dụng lên bàn đạp ly hợp (1 hình 1) mộ ực 𝑄t l 𝑏đ, khi đó cần đẩy nối với đầu bàn đạp s chuyẽ ển động tịnh tiến sang trái, đẩy piston (4 hình 1) cũng dịch chuyển sang trái, đồng thời khi đó lỗ ều hòa đi dầu (b hình 2) của xilanh chính bị đóng lại làm dầu trong khoang (D) bên trái xilanh chính (3 hình 1) bị nén lại Áp suất nén dầu tăng cao Tới lúc lực t o bạ ởi áp suất dầu lớn hơn lực ép của lò xo van một chiều (11), lúc này van một chi u (10) m ề ở ra.

- Lúc này dầ ừu t khoang (D) s ẽ theo đường ng dố ầu (5 hình 1) tới xilanh cắt ly hợp (6 hình 1) đẩy piston của xilanh c t ly h p sang phắ ợ ải đồng thời đẩy đầu dướ ủa càng cắi c t ly hợp (7 hình 1) sang phải, do càng cắt ly hợp xoay quanh tâm điểm O do đó đầu trên của nó sẽ chuyển động sang trái Do đó đầu trên càng cắt ly hợp đẩy vòng bi cắt ly hợp (8 hình 1) sang trái

21 theo như chiều mũi tên như hình trên Tác dụng lên đầu dướ ủa đĩa ép i c ly h p m ợ ở ra không ép đĩa ly hợp vào bánh đà nữa Lúc này ly hợp ở trạng thái ly

+ Khi th ả bàn đạp ly hợp:

- Khi người th ả bàn đạp ly hợp, lò xo hồi vị trí (2 hình 1) và lò xo hồi vị trí piston (9 Hình 2) làm cho các piston của xilanh chính và xilanh cắt ly hợp tr v v ở ề ị trí ban đầu một cách từ ừ Khi này dầ t u từ xilanh c t ly hắ ợp (6 hình 1) theo đường ống dẫn dầu (5 hình 1) qua van hồ ầu (12 hình i d 2) r i tr v khoang D cồ ở ề ủa xilanh chính

- Khi người lái thả không đạp bàn đạp ly hợp nữa, thì do ma sát giữa thành đường ống d n dẫ ầu và dòng dầu trong ng tố ạo nên sức cản nên làm cho d u t xilanh c t ly h p v ầ ừ ắ ợ ề xilanh chính không kịp nên sẽ ạo ra chân t không trong buồng bên trái xilanh chính, chân không hút dầu từ buồng bên phải qua hai l ỗ nhỏ trên piston rồ ọt qua khe ở viền ph t cao su (8 i l ớ hình 2) để bổ sung d u cho khoang ầ D bên trái để tránh hiện tượng lọt không khí vào trong khoang D bên trái trong quá trình sử dụng Khi dầu trong đường ống d n dẫ ầu đã hồ ề ịi v k p qua van h i dồ ầu (12 hình 2) trở về khoang D bên trái thì lượng dầu dư ra do chân không hút vào sẽ trờ về khoang C của xilanh chính thông qua lỗ điều hòa (b hình 2) Ngoài ra, nếu dầu có nhiệt độ cao làm cho dầu trong khoang D b ị giãn nở, áp suất trong buồng D tăng lên cao thì sẽ chảy bớt về khoang C nhờ lỗ điều hòa (b hình 2) qua đó tránh được hiện tượng ly hợp tự ở khi đang hoạt m động

• Ưu điểm:

- Kết cấu đơn giản dễ bố trí

- Dẫn động êm, có thể mở ly hợp với lực bàn đạp ít hơn • Nhược điểm:

- Yêu cầu trong đường dầu thủy lực và các xilanh phải kín không có không khí lọt vào nên khó khăn trong bảo dưỡng sửa chữa

2.1.4 Dẫn động bằng thủy lực có trợ ự l c bằng chân không

a Sơ đồ cấu tạo:

Hình 13: Sơ đồ cấu t o c a h ạ ủ ệ thống dẫn động th y lủ ực có trợ ực chân l không

b Nguyên lý hoạt động của bộ trợ lực:

• Khi đạp bàn đạp :

- Khi đạp bàn đạp, cần điều khiển van đẩy van không khí làm nó dịch chuyển sang bên trái.Lò xo van điều chỉnh cũng đẩy van không khí dịch chuyển sang bên trái cho đến khi nó tiếp xúc với van chân không.Khi đó bầu s ẽ được chia làm 2 buồng: buồng chân không và buồng không khí.Độ chênh áp suất giữa buồng áp suấ hông đổi và buồng áp suất k t biến đổi làm cho pittông dịch chuyển về bên trái, làm cho đĩa phả ực đẩn l y cần đẩy bộ trợ l c vự ề bên trái và làm tăng lực tác dụng

• Khi nh ả bàn đạp:

- Khi không còn lực tác dụng lên bàn đạp nữa, lực đàn hồ ủa lò xo sẽi c đẩy cần đẩy về phía bên trái đồng thời khóa các van lại, kết thúc quá trình làm việc

23 Hình 14: Cấ ạo và đường đi của chân không trong bộu t ly hợp có cường

hóa bằng chân không

c Ưu nhược điểm:

- Ưu điểm:

+ Lực bàn đạp nh ỏ nên điều khi n d ể ễ dàng

+ Không tốn công suấ cũng như nhiên liệt u cho bộ trợ lực + Khi h ệ thống tr lợ ực hỏng thì ly hợp vẫn làm việc được - Nhược điểm:

+ K t c u ph c tế ấ ứ ạp nên khó chế tạo, bảo dưỡng và sửa chữa + Cần độ kín khít cao để tránh rò rỉ ầu và khí d

+ Do độ chân không không lớn nên muốn có lực trợ lực lớn thì phải tăng kích thước màng sinh lực dẫn đến kết cấu cồng k nh ề

2.2 Phương án chọn lò xo ép

- Lò xo trụ có đường đặc tính làm việc là đường b trên hình 15 - Lò xo trụ thường được bố trí theo vòng tròn trên đĩa ép.

- Để đị nh v ị các lò xo và giảm độ biến d ng cạ ủa chúng dưới tác dụng của lực ly tâm, thường s dử ụng các cốc, v u lấ ồi trên đĩa ép hoặc trên vỏ ly hợp

a Ưu điểm:

- K t c u nh g n, khoế ấ ỏ ọ ảng không gian chiếm chỗ ít vì lực ép tác dụng lên đĩa ép lớn

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

- Luôn giứ được đặc tính tuyến tính trong toàn bộ vùng làm việc - Giá thành rẻ, ch tế ạo đơn giản

b Nhược điểm:

- Các lò xo thường không đảm bảo được các thông số ống nhau hoàn gi toàn, đặc biệt là sau một thời gian làm việ ực ép của các lò xo sẽ không c l 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 dễ bị cong vênh.

25 - Dùng lò xo côn thì áp suất lò xo tác dụng lên đĩa ép phải qua

các đòn ép do đó việc điều chỉnh ly hợp s ẽ phứ ạp c t

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

Hình 16: Lò xo côn thiết kế bởi hãng Vanel

2.2.3 Lò xo đĩa

- Lò xo đĩa được được ch t o bế ạ ằng thép có độ đàn hồi cao Chúng được bắt ch t v i vặ ớ ới mâm ép ly hợp bằng đinh tán hoặc bulong Ở mỗi phía của lò xo đĩa có các vòng trụ xoay, khi lò xo đĩa quay thì chúng cũng quay đóng vai trò như một trục xoay Các loại ly hợp thường thường có các lò xo chịu kéo để ối đĩa ép ly hợ n p với lò xo đĩa.

+ Ưu điểm:

- Lò xo đĩa vừa là lò xo ép ly hợp vừa là một đòn bẩy mở ly hợp nên làm cho kết cấu của bộ ly hợp trở nên đơn giản, nhỏ gọn, hi u qu ệ ả - Lực tác dụng lên lò xo đĩa để mở ly hợp nh ẹ nhàng, đĩa ma sát mòn lực ép thay đổi không nhiều

+ Nhược điểm:

- Khó khăn trong chế ạo vì hình thù và chấ t t liệu

2.2.4 K ết luận.

- Qua vi c tham khệ ảo các loại lò xo ép nhóm em quyết định chọn loại lò xo đĩa vì tất cả những đăc tính tối ưu của nó

2.3 Đĩa bị động của ly hợp.

2.3.1 Cấu tạo

Hình 17: Cấu tạo của đĩa bị động c a ly hủ ợp - Đĩa bị động đượ ắp trên then hoa trục l c bị động Bao gồm các chi tiết moay ơ 5, xương đĩa 3 làm bằng thép mỏng (2-3 mm), cánh lò xo (T) 2, các tấm ma sát 1, 9 và các lò xo dậ ắt dao độp t ng 7

- Xương đĩa 1 được gắn chặt với các cánh lò xo (T) 2 bằng đinh tán Các cánh lò xo uốn vênh về các hướng khác nhau và gắn chặt với tấm ma sát 1, 9 Làm như vậy để đảm bảo cho các bề ặt ma sát đượ m c tiếp xúc tốt, đóng êm dịu và giúp ngăn ngừa sự cong vênh khi bị nung nóng dẫn đến làm giảm độ cứng dọc của đĩa bị động