Đồ án tính toán kết cấu ô tô ly hợp lò xo đĩa

ổ bi tỳ ép vào đòn mở, đòn mở nén lò xo lại làm cho ly hợp rơi vào trạng thái ngắt. Khí nén Hình 3.3: Dẫn Động cơ khí trợ lực khí nén Khi người lái đạp bàn đạp ly hợp đồng thời cũng mở

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH DOANH VÀ CÔNG NGHỆ HÀ NỘI

KHOA CƠ ĐIỆN TỬ VÀ Ô TÔ

CHƯƠNG 1 : NHIỆM VỤ, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI LY HỢP

1.1Khái nệm và nhiệm vụ của ly hợp và ly hợp lò xo đĩa

Nhiệm vụ: Ly hợp lò xo đĩa là bộ phận liên kết giũa động cơ và

HTTL, nó có nhiệm vụ tách và nối hai bộ phận này với nhau Ngoài ra ly hợp còn đóng vai trò của bộ phận an toàn bảo vệ cho các chi tiết của HTTL khỏi bị quá tải

1.2Yêu cầu đối với ly hợp lò xo đĩa

Ly hợp lò xo đĩa phải đảm bảo các yêu cầu sau

- Truyền hết moment của động cơ mà không trượt

- Ngắt dứt khoát, đóng êm dịu để giảm tải tác động trong HTTL

- Moment quán tính của phần bị động phải là nhỏ nhất có thế để giảm tảitrọng động tác dụng lên các bánh răng và bộ đồng tốc khi sang số

- Moment masat không thay đổi khi ly hợp ở trạng thái đóng

- Thoát nhiệt tốt để để tránh làm nóng các chi tiết khi ly hợp trượt

- Dập tắt các dao động tần số cao tác động lên HTTL từ phía động cơ

- Tuổi thọ cao

- Kích thước nhỏ gọn

12- Đĩa bị động13- Trục khuỷu14- Vỏ ly hợp15- Lò xo giảm chấn16- Đòn mở

Nguyên lý hoạt động của ly hợp dẫn động cơ khí

Khi người lái tác động lực vào bàn đạp 8 làm cho đòn kéo 10 di chuyển sang

15 sang phải, đòn mở nén lò xo ép 3 lại không cho lò xo ép đĩa ép 2 vào đĩa bịđộng 11 vào bánh đà 1 Từ đó làm cho các đĩa bị tách ra Momen từ động cơ sang hộp số đã bị ngắt bởi ly hợp

Nguyên lý hoạt động của ly hợp dẫn động thủy lực

Khi đạp bàn đạp, bàn đạp đẩy piston của xy lanh chính 16 sang bêntrái Dầu trong xy lanh chính chảy qua đường ống dẫn dầu 18 chảy

xi lanh công tác, đẩy piston sang bên phải Piston đẩy càng mở làmcàng mở kéo ổ bi tỳ sang bên trái ổ bi tỳ ép vào đòn mở, đòn mở nén lò xo lại làm cho ly hợp rơi vào trạng thái ngắt.

 Khí nén

Hình 3.3: Dẫn Động cơ khí trợ lực khí nén

Khi người lái đạp bàn đạp ly hợp đồng thời cũng mở van khi nén, khí nén được đưa và xi lanh khí Piston đc gắn với đòn kéo và cho phép chuyển động tịnh tiến theo phương của đòn kéo Không khí với áp suấtcao được đưa vào xi lạn làm cho piston đẩy đòn kéo sang phải với lực lớn Giúp cho người lái đạp bàn đạp nhẹ nhàng hơn khi muốn ngắt ly hợp

- Phân loại theo đặc điểm làm việc

Ly hợp luôn trong trạng thái mở khi không có lực tác động vào bàn đạp

Khi có lực tác động vào bàn đạp thì các đĩa của ly hơp được kết nối

Bộ ly hợp được đặt trong vỏ của HTTL nhưng không có dầu

- Theo phương pháp điều khiển

Nhiều lò xo xoắn được bố trí xung quanh đĩa ép tạo ra lực ép lên đĩa chủ độngmột cách đồng đều nhờ bố trí đối xứng nhau Ly hợp loại này thường có kích thước nhỏ gọn và giá thành rẻ Nhưng tuổi thọ không cao, trong quá trình làm việc lâu dài các lò xo sinh ra lực ép không đều nhau, dễ làm cong vênh biến dạng các đĩa

 Sử dụng lò xo côn xoắn

Hình: Ly hợp sử dụng lò xo côn xoắn1- Bánh đà

2- Đĩa bị động

3- Đĩa ép

4- Lò xo côn xoắn5- Vỏ ly hợp 6- Ổ bi tỳ

Lực ép được sinh ra bởi 1 lò xo xoắn dạng côn lớn Loại này thường được dùng trên ô tô có momen xoắn lớn nhưng cần dùng lực lớn để điều khiển ly hợp Khoảng không gian chật nên khó bố trí bạc mở và có kích thước cồng kềnh.

Lực ép được sinh ra theo bởi một lò xo dạng đĩa Lò xo đĩa làm luôn nhiệm

vụ của đòn mở nên kết cấu nhỏ gọn và đơn giản Đường đặc tính của lò xo đĩakhông thay đổi đáng kể theo biến dạng Do vậy lực ngắt ly hợp không đòi hỏi

phải lớn lắm Khi đĩa ma sát mòn thì lực ép không thay đổi quá nhiều Loại lò

xo này khá khó trong việc gia công và chế tạo

- Theo số lượng đĩa ma sát

Chỉ có một đĩa ép và một đĩa bị động làm nhiệm vụ truyền và ngắt momen

Số đôi bề mặt ma sát là một Với một đĩa bị động thì ly hợp có kết cấu đơngiản Moment xoắn của xe không quá lớn

 Ly hợp hai đĩa

Hình: Ly hợp hai đĩa

1- Đĩa bị động2- Đĩa ép3- Bánh đà

Ly hợp có 2 đĩa bị động và 2 đĩa ép, số bề mặt ma sát là 4 phương pháp thiết kế này nhằm giảm kích thước ly hợp mà vẫn đảm bảo được bề ma sát nhưng kết cấu phức tạp

 Ly hợp nhiều đĩa

Hình : Ly hợp nhiều đĩa

Việc sử dụng nhiều đĩa nhằm tối ưu hóa và tùy biến kích thước thước

ly hợp đối với những xe có momen xoắn lớn và rất lớn Nhưng việc bố trí nhiều đĩa ly hợp lại gây ra sự khó khăn trong việc bảo dưỡng, sửa chữa

- Theo phương pháp truyền mô men

 Ly hợp ma sát

Tryền mô men nhờ lực ma sát của các đĩa trong ly hợp như các loại ly hợp ở trên

 Ly hợp thủy lực

Hình: Ly hợp thủy lực- biến mô1- Bánh đà

CHƯƠNG 2: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA LY HỢP

LÒ XO ĐĨA

2.1 Cấu tạo

1 Cấu tạo ly hợp lò xo đĩa

Phần bị động: Đĩa bị động ( đĩa ma sát ), bộ giảm chấn và trục ly hợp

Phần dẫn động điều khiển ly hợp: Bàn đạp, đòn kéo, càng mở, bạc mở, ổ bi

tỳ

Phần tử tạo ra lực ép: Lò xo đĩa

Hình2.2: Sơ đồ cấu tạo chung ly hợp lò xo đĩa

Bánh đà của động cơ được gắn với vỏ ly hợp bằng các bu lông Đĩa ép và

lò xo đĩa được gắn liền với vỏ ly hợp vậy khi động cơ quay vỏ ly hợp đĩa

ép và lò xo đĩa cùng quay theo Vì vậy chúng được coi là phần chủ động.Đĩa bị động được đặt gữa bánh đà và đĩa ép, nó được ghép với trục ly hợpnhờ mối ghép then hoa Đĩa bị động có thể quay cùng với trục ly hợp và dichuyển dọc trục so với trục ly hợp

Ổ bi tỳ được lắp trên trục ly hợp bên phía bên ngoài vỏ ly hợp và bên cạnh

lò xo đĩa Mặt bích của ổ bi tỳ tiếp xúc với lò xo đĩa Ổ bi tỳ quay trơn trêntrục ly hợp đồng thời di chuyển tịnh tiến dọc trục với trục ly hợp

Bạc mở được gắn liền với ổ bi tỳ và được gắn với một đầu của càng mở

2 Cấu tạo đĩa bị động

Hình 2.3: Đĩa ly hợp1- Rãnh thoát nhiệt

2- Tấm ma sát

3- Đinh tán

4- Lò xo giảm chấn 5- Moay ơ

Ở giữa bánh đà và đĩa ép chính là đĩa ma sát ly hợp, đĩa ly hợp được lắp rápvới trục ly hợp sao cho tiếp xúc một cách đồng đều với bề mặt ma sát của củađĩa ép ly hợp với bánh đà

Đĩa ly hợp có hình tròn, mỏng và được làm từ thép với một moay ơđược lắp đặt ở giữa, bề mặt ngoài của đĩa ly hợp được gắp các bề mặt ma sát

và được cố định bằng đinh tán

Tấm ma sát hay còn gọi là bố ma sát ly hợp được tán vào những phầngợn sóng ở phần ngoài của đĩa ly hợp Chúng như đệm đàn hồi, giúp giảm vachạm khi đĩa ly hợp bị ép mạnh và bánh đà

Các lò xo trên thân đĩa có nhiệm vụ giảm chấn, để làm giảm các giaođộng đối đối vơi hệ thống truyền lực khi khi ly hợp đóng hoặc ngắt đột ngột.Trên tấm ma sát của đĩa ly hợp có xẻ các rãnh Các rãnh này có nhiệm vụgiúp đĩa ly hợp thoát nhiệt trong quá trình hoạt động, đồng thời cũng là nơichứa cái vụn của tấm ma sát khi bị mòn

Đĩa ly hợp được gắn với trục ly hợp và kéo trục ly hợp quay theo nhờcác rãnh then hoa trên moay ơ Đĩa ly hợp cũng có thể di chuyển dọc trục trêntrục ly hợp

Các đinh tán trên ly hợp không chỉ có nhiệm vụ cố định tấm ma sáttrên ly hợp mà nó còn có nhiệm vụ giúp cho việc chuẩn đoán tình trạng kỹthuật trên đĩa ly hợp Đầu của các đinh tán được bố trí thấp hơn so với chiềudày của tấm ma sát Khi tấm ma sát bị mòn, các đầu đinh tán bị lộ ra khi đó

nó bị cọ vào đĩa ép và bánh đà phát ra tiếnh kêu lạ Từ đó có thể chuẩn đoánđược tình trạng kỹ thuật của đĩa ly hợp

Hình 2.4 Cấu tạo đĩa bị động

12 - Lò xo côn

13 – Chốt trung gian

2 Vỏ ly hợp

Hình 3.5 Vỏ đĩa ly hợp1- Lỗ bánt đinh tán cố định vỏ đĩa với đĩa ép

Trong ly hợp sử dụng lò xo đĩa thì lò xo đĩa làm luôn nhiệm cụ của đòn

mở Lò xo đĩa được bắt chặt với vỏ ly hợp

Ở trạng thái ly hợp đóng, người lái không tác dụng lực vào bàn đạp Khi

đó lò xo ép đẩy đĩa ép, ép đĩa ma sát ép chặt vào bánh đà Mô men củađộng cơ từ bánh đà và đĩa ép nhờ ma sát truyền sang các tấm ma sát củađĩa bị động, đến xương đĩa, đến moay ơ, qua then hoa đến trục ly hợp ởtrạng thái này, mô men từ động cơ truyền qua ly hợp đến hệ thống truyềnlực

5 Bánh đà

Hình : Bánh đà1- Vành răng bánh đà

2- Lỗ bắt bu lông giữ bánh đà với vỏ ly hợp

3- Lỗ bắt bu lông trục khuỷu

Bánh đà được bắt chặt với trục khuỷu động cơ và vỏ ly hợp Bánh đà khôngchỉ được coi là bộ phận dự trữ mô men của động cơ mà nó đồng thời cũnglàm đĩa chủ động trong ly hợp, nó truyền mô men từ động cơ tới đĩa ma sátcủa ly hợp nhờ ma sát từ đĩa ma sát Vành răng bánh đà để nhận mô men quay

từ máy khởi động

6 Càng mở ly hợp

Hình: Càng mở ly hợp 1- Hõm tỳ của cần đẩy

7 Ổ bi T

Hình: Ổ bi T1- Mặt ép lò xo đĩa

Ổ bi T được bố trí giữa ly hợp và hộp số, vai của ổ luôn được tỳ vào càng mở

ly hợp ổ bi T có thể di chuyển dọc trục trên trục ly hợp Ở trạng thái bìnhthường ổ bi T luôn được lò xo kéo về phí xa nhất có thể so với lò xo đĩa Khingười lái đạp bàn đạp ly hợp, lực tác dụng vào càng mở làm ổ bi T ép chặtvào lò xo đĩa

2.2 Nguyên lý hoạt động

Ly hợp hoạt động như sau: Khi ly hợp ở trạng thái đóng, lò xođĩa đẩy đĩa ép và làm cho đĩa bị động bị ép chặt vào bán đà, nhờ vậytạo được mô ment ma sát giữa đĩa ép và bánh đà với đĩa bị động.Chính nhờ có moment ma sát này mà moment của động cơ được truyền

từ bánh đà và đĩa ép qua đĩa bị động tới trục ly hợp khi ngắt ly hợp,người lái tác động lên bàn đạp ly hợp, thông qua hệ thống các đòn dẫnđộng, bạc mở dịch chuyển sang trái khắc phục khe hở δ rồi đẩy ổ bi Tvào lò xo đĩa Lò xo đĩa mở ra tách đĩa ép ra khỏi đĩa bị động Lúc nàyđĩa bị động không còn tiếp xúc với các đĩa chủ động nữa và động cơ bịngắt kết nối khỏi HTTL Trong quá trình sử dụng, khe hở δ cần phảiđược đảm bảo nằm trong phạm vi nhất định bằng cách điều chỉnhthường xuyên

Hình : Sơ đồ ly hợp ở trạng thái đóng

Hình : sơ đồ ly hợp ở trạng thái mở

Cấu tạo của ly hợp cũng như các kích thước cơ bản và đặc tính làm việc của

nó phụ thuộc nhiều vào lò xo ép Lò xo đĩa có đặc tính hợp lý nhất trong các loại lò xo sử dụng trong ly hợp , lực ép của lò xo đĩa không thay đổi đáng kể trong biến dạng do vậy lực ngắt ly hợp đòi hỏi không lớn và khi đĩa ma sát bịmòn thì lực ép giảm không đáng kể

Hình : Đường đặc tính lò xo đĩa

F l – lực ép

l - biến dạng lò xo

Hình: Ly hợp lò xo đĩa dẫn động thủy lựcNgười lái tác tác động một lực vào bàn đạp bàn đạp đẩy piston D1 sang phải.Dầu trong xi lanh D1 bị đẩy qua đường ống dầu sang piston D2 Áp suất dầutrong xilanh D2 đẩy pis ton sang phải Càng mở đẩy bi tỳ sang trái làm ngắt lyhợp.

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆP ĐỐI VỚI LY HỢP MA SÁT LÒ

XO ĐĨA

Thông số xe tải HINO WU352L-NKMQHD3 3.5 TẤN

Tỷ số truyền của truyền lực chính I0 5,571

Số vòng quay ứng với mô men cực đại n M 1800 v/p

3.1 Tính kiểm nghiệm các thông số cơ bản của ly hợp:

Mô men ma sả cua ly hợp được tính như sau:

Mc = β.Memax

Trong đó:

Memax – Mô men cực đại của động cơ.β – Hệ số dự trữ của ly hợp β = 1,5 - 2,25 đối với ô tô tải

 Mô men ma sát ly hợp của xe được chọn là :

D - Đường kính ngoài của tấm ma sát

Được tính theo đơn vị cm

R - Bán kính của đĩa ma sát

Memax – Mô men cực đại của động cơ ddược tính theo đơn vị N.m

C – Hệ số kinh nghiệm C=3,6 đối với ô tô tải

=> Đường kính ngoài của tấm ma sát của xe

Vì ly hợp dùng lò xo đĩa để tạo ra lực ép, chỉ dụng 1 lò xo nên F Σ=F lx

Từ công thức trên ta có công thức tính áp suất tác dụng lên bề mặt ma sát

A-Là diện tích làm việc của 1 bề mặt ma sát.

F Σ-Lực ép tác động lên bề mặt ma sát

Đối với ly hợp ô tô q=0,14÷0,30 MPa

=>Áp suất tác dụng lên đĩa ma sát của xe

3.2 Tính kiểm nghiệm lò xo giảm chấn

Lò xo giảm chấn được đặt ở đĩa bị động để tránh sự cộng hưởng ở tần số cao của giao động xoắn do sự thay đổi mô men của động cơ và của hệ thống truyền lực đảm bảo truyền mô men một cách êm dịu từ đĩa bị động đến moay

i1 – Tỷ số truyền của tay sô 1 i1=5,339

if1 – Tỷ số truyền của hộp số phụ ở số truyền thấp if1=1

Khi tính toán thường chọn Mms = 0,25.Mmax

Ta có công thức tính bán kính làm việc của bánh xe: