đề tài thiết kế tính toán và kiểm nghiệm bền ly hợp khô một đĩa ma sát trên xe kia morning 1 25 mt 2016

Trong đó hệ thống truyền lực có chức năng truyền mô men từ động cơ đến các bánh xe chủ động, trên ô tô thì sức mạnh động cơ không hẳn là yếu tố quan trọng nhất mà quan trọng là truyền đư

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

BÁO CÁO MÔN HỌC THIẾT KẾ Ô TÔ ĐỀ TÀI

THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN VÀ KIỂM NGHIỆM BỀN LY HỢP KHÔMỘT ĐĨA MA SÁT TRÊN XE KIA MORNING 1.25 MT 2016

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN

1.3.1 THEO CÁCH TRUYỀN MÔ MEN XOẮN 3

1.3.2 THEO PHƯƠNG PHÁP TẠO LỰC ÉP 5

1.3.3 THEO PHƯƠNG PHÁP DẪN ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 6

1.3.4 THEO PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN 8

1.3.5 THEO TRẠNG THÁI LÀM VIỆC 9

1.4 TỔNG QUAN VỀ LY HỢP MA SÁT 10

1.4.1 Yêu cầu của ly hợp ma sát 10

1.4.2 Phân loại ly hợp ma sát 10

1.4.3 Sơ lược cấu tạo và ưu nhược điểm ly hợp ma sát 1 đĩa ly hợp 11

1.4.4 Sơ lược cấu tạo và ưu nhược điểm ly hợp ma sát 2 đĩa ly hợp 12

1.5 LY HỢP THỦY LỰC 13

1.6 LY HỢP ĐIỆN TỬ 14

CHƯƠNG 2: CẤU TẠO CHI TIẾT LY HỢP MA SÁT MỘT ĐĨA 17

2.1 CẤU TẠO CHI TIẾT 17

2.1.1 Phần chủ động 17

2.1.2 Phần bị động 22

2.1.3 Cơ cấu điều khiển bộ ly hợp 23

2.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BỘ LY HỢP MA SÁT MỘT ĐĨA VỚI CƠ CẤU ĐIỀU KHIỂN THỦY LỰC 28

3.1.2 Xác định các thông số và kích thước cơ bản của ly hợp 30

3.2 TÍNH KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA LY HỢP 32

3.2.1 Tính công trượt 32

3.2.2 Kiểm tra công trượt riêng 35

3.2.3 Kiểm tra nhiệt độ các chi tiết 36

3.3 TÍNH BỀN CÁC CHI TIẾT CỦA LY HỢP 36

3.3.1 Lò xo ép 36

3.3.2 Đĩa bị động 39

3.4 TÍNH HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG LY HỢP: 46

CHƯƠNG 4: SỬA CHỮA, BẢO DƯỠNG VÀ ĐIỀU CHỈNH LY HỢP 48

4.1 KIỂM TRA SỬA CHỮA ĐĨA MA SÁT 48

4.2 KIỂM TRA SỬA CHỮA CỤM ĐĨA ÉP, LÒ XO ÉP VÀ VỎ LY HỢP 48

4.3 LẮP BỘ LY HỢP VÀ ĐIỀU CHỈNH ĐỘ ĐỒNG ĐỀU CỦA CÁC ĐÒN MỞ 49 4.4 KIỂM TRA KHỚP TRƯỢT VÀ VÒNG BI NHẢ LY HỢP 50

4.5 LẮP CƠ CẤU ĐIỀU KHIỂN VÀ ĐIỀU CHỈNH HÀNH TRÌNH TỰ DO CỦA

LỜI NÓI ĐẦU

Vào năm 1886, khi Carl Benz phát triển một chiếc ô tô chạy bằng xăng và đưa vào sản xuất hàng loạt, sự kiện này đã đánh dấu cho một sự phát triển của loại phương tiện  phổ biến nhất hành tinh Sau gần 140 năm phát triển ô tô ngày nay đóng vai trò cực kỳ trong cuộc sống của con người như phục vụ cho việc vận chuyển hàng hóa, nhu cầu đi lại hay trong phục vụ trong nhiều lĩnh vực khác như: Y tế, cứu hỏa, ngân hàng,…Sự phát triển của ô tô là sự kết tinh của các ngành công nghiệp khác như cơ khí, công nghệ chế tạo máy, điện-điện tử và tự động hóa Từ những chiếc ô tô thô sơ ban đầu nhờ vào bàn tay, trí óc của các nhà nghiên cứu, kỹ sư cùng với sự phát triển của công nghiệp thì chúng ta mới có những chiếc xe có thiết kế đẹp mắt, vận hành bền bỉ, tính an toàn cao Và đương nhiên khi phát triển ô tô thì mấu chốt là phát triển các hệ thống trên ô tô.

Trên ô tô sẽ có các hệ thống cơ bản như hệ thống động cơ, hệ thống truyền lực, hệ thống khung gầm, hệ thống điện và hệ thống treo Trong đó hệ thống truyền lực có chức năng truyền mô men từ động cơ đến các bánh xe chủ động, trên ô tô thì sức mạnh động cơ không hẳn là yếu tố quan trọng nhất mà quan trọng là truyền được xuống mặt đất bao nhiêu sức mạnh và truyền có phù hợp với điều kiện vận hành của xe hay không, đó là tầm quan trọng của hệ thống truyền lực Và bắt đầu của mỗi hệ thống truyền lực chính là bộ ly hợp, nơi “giao tiếp” giữa động cơ và hệ thống truyền lực, có ảnh hưởng lớn đến tính êm dịu của ôtô, tính năng điều khiển của ôtô, đảm bảo an toàn cho động cơ và hệ thống truyền lực trên ôtô. Nên để chế tạo được một chiếc ôtô đạt yêu cầu chất lượng thì việc thiết kế chế tạo một bộ ly hợp tốt là tối quan trọng Ly hợp cũng có một lịch sử phát triển tương đối lâu đời và cũng tốn nhiều chất xám của các kỹ sư để chúng ta có được những hệ thống ly hợp ưu việt như ngày nay Ly hợp trên ô tô có rất nhiều chủng loại khác nhau nhưng loại ly hợp khô ma sát một đĩa dùng trên ô tô số tay là một loại ly hợp quen thuộc và cơ bản nhất Thực tế nếu muốn tạo ra một bộ ly hợp phù hợp với loại phương tiện và điều kiện vận hành là không hề dễ Tuy nhiên cũng với mong muốn đó mà nhóm chúng tôi sẽ thực hiện tính toán, thiết kế, kiểm nghiệm bền một hệ thống ly hợp khô ma sát một đĩa dựa trên cơ sở mẫu xe Kia Morning 1.25 MT 2016 để vừa có cơ hội nghiên cứu, tìm

hiểu cụ thể hệ thống ly hợp trên ô tô và vừa biết được quy tình chế tạo ra một hệ thống ly hợp.

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KIA MORNING 1.25MT 2016 VÀ HỆ THỐNG LY HỢP TRÊN XE ÔTÔ

1.1 KIA MORNING VÀ NHỮNG GÌ CHÚNG TA CẦN BIẾT

Kia Morning được nhà sản xuất ô tô xứ sở kim chi cho ra mắt thế hệ đầu tiên tại triễn lãm ô tô Frankfurt từ cuối năm 2003 để lấp đầy phân khúc xe hạng A-phân khúc xe cỡ nhỏ đi trong thành phố, ngoài cái tên Morning mẫu xe này còn có nhiều tên gọi khác nhau như Picanto hay EuroStart tùy thuộc vào từng thị trường mà Kia bán ra Kể từ khi ra mắt công chúng Kia Morning đã tạo ra tiếng vang lớn, bởi vốn là một mẫu xe nhỏ, giá rẻ nhắm đến khách hàng thường xuyên di chuyển trong phố hay những khách hàng có tài chính không quá dư giả nhưng Kia lại rất chăm chút cho Morning từ động cơ, hộp số cho đến tiện nghi, an toàn mọi thứ đều rất chất lượng Và đặc biệt là thiết kế của mẫu xe này theo ý kiến của rất nhiều người sử dụng thì quả thực thiết kế của Kia Morning khó lòng nào mà chê được và nếu so sánh với các đối thủ trong cùng phân khúc ở thời điểm đó điển hình như Daewoo Matiz (Chevrolet Spark) thì Kia Morning phải được gọi là “chiếu trên” về mọi mặt Hiện tại Kia Morning đã trải qua 3 thế hệ và những ưu điểm vượt trội nêu trên vẫn được Kia duy trì phát triển Ở Việt Nam từ 2004 những chiếc Kia Morning đầu tiên đã được nhập khẩu từ Hàn Quốc và phân phối ra thị trường Kia Morning luôn là ước mơ của rất nhiều gia đình trẻ ở nước ta mong muốn một mẫu xe rẻ nhưng chất lượng  phục vụ che mưa che nắng cho gia đình Ở cái thời mà Daewoo Maztiz còn chạy đầy đường thì Kia Morning mang đến một làn gió mới cho thị trường, đó là một mẫu xe chất lượng hơn hẳn và cũng không lạ khi nó ngày càng chiếm được nhiều niềm tin hơn của mọi người và trở thành mẫu xe quen thuộc và tin cậy của khách hàng Việt Hiện tại Kia Morning mới nhất đang được THACO phân phối ở Việt Nam đã là thế hệ thứ 3 nhưng thế hệ để lại dấu ấn sâu sắc nhất cho người dùng chính là thế hệ thứ 2 ra mắt từ 2011, thế hệ này đã từng thống lĩnh thị trường xe Việt với thiết kế “không thể lỗi thời”, nhiều trang

 bị và độ bền sử dụng tốt Dù tính đến nay mẫu xe này đã ra mắt được 12 năm nhưng thậm chí nó vẫn được THACO tiếp tục lắp ráp và phân phối song song với thế hệ mới nhất chứng tỏ nó vẫn còn mang một giá trị nhất định cho cả nhà phân phối và khách hàng Kia Morning thế hệ thứ 2 (2011-hiện tại) cũng là mẫu xe mà chúng em lựa chọn để nghiên cứu hệ thống ly hợp ô tô, cụ thể là phiên bản Kia Morning 1.25 MT 2016 do tập đoàn THACO sản xuất trang bị động cơ 1,25 lít 4 xy lanh mang mã G4LA , công suất tối đa 86Hp và mô men xoắn cực đại 120Nm, sử dụng hệ dẫn động cầu trước (FF), hộp số tay 5 cấp, sử dụng ly hợp khô 1 đĩa ma sát.

Trước khi đi sâu vào tìm hiểu hệ thống ly hợp trên Kia Morning 1.25 MT ta phải cùng tìm hiểu xem ly hợp có công dụng gì và lịch sử ra đời của hệ thống này như thế nào 1.2 CÔNG DỤNG VÀ LỊCH SỬ CỦA HỆ THỐNG LY HỢP

 Ly hợp là một trong những hệ thống chính trong hệ thống truyền lực của ô tô Ly hợp trên ô tô là bộ phận liên kết giữa động cơ và hệ thống truyền lực Do đó nó có nhiệm vụ là truyền mômen quay một cách êm dịu và cắt truyền động đến hệ thống truyền lực được nhanh và dứt khoát trong trường hợp cần thiết như khi xe bắt đầu chuyển động, khi chuyển số Ngoài ra, trong quá trình ôtô hoạt động sẽ xuất hiện những mômen quán tính tác động lên hệ thống truyền lực nên ly hợp còn đóng vai trò là bộ phận an toàn bảo vệ cho các chi tiết của hệ thống truyền lực khỏi bị quá tải.

Lịch sử phát triển của ly hợp là một lịch sử khá phức tạp bởi đã có rất nhiều kỹ sư ô tô và thợ cơ khí tham gia vào nghiên cứu chế tạo trong cùng một khoảng thời gian  Nhưng phần lớn công lao cho việc phát minh ra bộ ly hợp thuộc về Karl Benz, người cũng đã thiết kế và cấp bằng sáng chế cho chiếc ô tô chạy bằng động cơ đốt trong đầu tiên trên thế giới vào năm 1885 Karl Benz vốn là một thiên tài nhưng thử nghiệm bộ ly hợp đầu tiên của ông cũng không mấy thành công Lấy cảm hứng từ bộ truyền động được sử dụng trong máy móc nhà máy trong Cách mạng Công nghiệp, Benz đã phát triển một hệ thống ly hợp sử dụng dây đai da, hoạt động của ly hợp này dựa vào mức độ ma sát trượt của dây đai Thế nên không mất nhiều thời gian để ông nhận ra rằng vật liệu này sẽ không chịu được ma sát và nhiệt được lâu Bộ ly hợp nguyên bản mà Karl Benz thiết kế đã đưa vào những bước đột phá đầu tiên nhưng vẫn chưa đủ và nó phải được cải tiến Sau  bộ ly hợp của Karl Benz rất nhiều kỹ sư đến từ khắp châu Âu đã nhúng tay vào tạo ra

nhiều thiết kế mới và áp dụng nhiều vật liệu tốt hơn vào ly hợp Điển hình có ly hợp ướt nhiều đĩa do Hele-Shaw chế tạo vào năm 1905, không giống như tất cả các bộ ly hợp trước đó, bộ ly hợp Hele-Shaw không sử dụng ma sát Đó là hệ thống ly hợp đầu tiên hoạt động dựa vào chất lỏng và áp suất Và chúng ta cần phải gửi một sự biết ơn to lớn đến Charles W Borg và Marshall Beck vì vào năm 1910 công ty của họ đã phát minh và cấp bằng sáng chế cho ly hợp khô một đĩa – loại ly hợp phổ biến nhất trên các ô tô sử dụng hộp số tay đang chạy trên đường ngày nay, cũng là loại ly hợp mà nhóm chúng em nghiên cứu tính toán trong dự án lần này Mặc dù đã chứng minh rằng Karl Benz được ghi nhận là người đã phát minh ra bộ ly hợp nhưng bốn người đã phát minh ra bộ ly hợp nêu trên thực sự là cha đẻ của những cải tiến về bộ ly hợp vẫn còn gây tiếng vang cho đến ngày nay.

1.3 PHÂN LOẠI LY HỢP

 Ngày nay có rất nhiều loại ly hợp, tuỳ theo cách phân loại chúng ta sẽ có những loại ly hợp khác nhau và đối với mỗi loại phương tiện khác nhau thì cũng sẽ có những hệ thống ly hợp có cấu tạo khác nhau.

1.3.1 THEO CÁCH TRUYỀN MÔ MEN XOẮN 1.3.1.1 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.

1.3.1.2 Ly hợp thủy lực

Ly hợp thủy lực truyền năng lượng bằng chất lỏng – dầu thủy lực Về cơ bản thì có hai loại:

 Ly hợp thủy tĩnh (truyền năng lượng nhờ áp suất chất lỏng) – loại này có lẽ là chưa có ô tô hay phương tiện nào sử dụng cho việc truyền mô men từ động cơ đến hộp số;

 Ly hợp thủy động (truyền năng lượng nhờ động năng của chất lỏng) 1.3.1.3 Ly hợp điện tử 

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.

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.

1.3.2.2 Ly hợp ép bằng điện từ 

Cũng chính là loại ly hợp điện từ Nó sử dụng lực điện từ để tác động ép chặt phần ứng với đĩa ma sát vào rotor để truyền mô men.

1.3.2.3 Ly hợp ly tâm

Ly hợp này sử dụng lực ly tâm của đối trọng để ép các đĩa hay tấm ma sát, tạo lực ma sát gắn kết và truyền mô men Ly hợp ly tâm được sử dụng chủ yếu trên xe máy côn tự động.

1.3.3 THEO PHƯƠNG PHÁP DẪN ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 1.3.3.1 Ly hợp dẫn động điều khiển thủy 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 để đóng ngắt ly hợp Dầu ly hợp là loại dầu thủy lực tương tự dầu  phanh, được coi là không nén được, giúp cho việc truyền lực và phản ứng nhanh từ bàn

đạp ly hợp đến cơ cấu cắt ly hợp.

Dưới tác dụng của người lái, đạp bàn đạp ly hợp, cơ cấu cụm piston – xilanh chính sẽ ép dầu thủy lực thông qua đường dẫn dầu đến xilanh cắt ly hợp, piston cắt sẽ đẩy càng cắt tác dụng vào vòng bi cắt, ép cơ cấu mở ly hợp, ngắt kết nối đường truyền năng lượng từ động cơ đến hộp số Khi thôi tác dụng lên bàn đạp, lúc này lực đàn hồi của lò xo ép ly hợp và lực đàn hồi của lò xo hồi vị sẽ đẩy dòng thủy lực ngược lại để đưa bàn đạp về vị trí ban đầu, đóng ly hợp kết nối đường truyền năng lượng.

Ưu điểm:

 Vận hành đóng và ngắt ly hợp êm hơn, độ phản hồi thủy lực nhanh.

 Dễ dàng thiết kế cơ cấu bù động mòn đĩa ma sát, giúp cho ly hợp luôn hoạt động tốt và ổn định theo thời gian.

 Dễ dàng thiết kế tỷ số truyền, tạo lực đạp nhẹ nhàng, vận hành tin cậy.

Nhược điểm:

 Cơ cấu phức tạp hơn loại cơ khí, dẫn đến chi phí cao.

 Hệ thống dầu thủy lực theo thời gian có thể bị lọt khí hoặc nước, dẫn đến hoạt động không chính xác.

 Sửa chữa phức tạp hơn.

1.3.3.2 Ly hợp dẫn động điều khiển bằng cơ khí

Cơ cấu truyền động điều khiển bằng cơ khí vẫn còn sử dụng đến ngày nay, thông thường nó là cơ cấu cáp dẫn động.

Cơ cấu này gồm bàn đạp, hệ thống đòn bẩy và dây cáp (tương tự như hệ thống xilanh và đường dầu thủy lực).

 Nguyên lý hoạt động cũng tương tự như loại truyền động điều khiển bằng thủy lực, chỉ khác là cơ cấu được thay bằng dây cáp kéo, tác dụng lực Khi người lái tác động vào bàn đạp ly hợp, theo cơ cấu đòn bẩy bàn đạp, kéo dây cáp, truyền lực đến cơ cấu ngắt ly hợp và tiến hành mở và cắt kết nối đường truyền năng lượng Tương tự khi thôi tác dụng bàn đạp thì nhờ các lực đàn hồi của các lò xo, cơ cấu sẽ đóng ly hợp, và hồi bàn đạp về vị trí ban đầu.

Ưu điểm:

 Kết cấu thuộc loại đơn giản nhất, chi phí thấp nhất.

 Phản hồi lực đạp nhanh, do hệ dẫn động cơ khí hiệu suất cao.

Nhược điểm:

 Vận hành không êm, phụ thuộc người lái nhiều hơn.

 Lực đạp thường phải lớn hơn.

 Khó khăn cho việc thiết kế bù mòn, hoặc là không có cơ cấu bù mòn.

 Dây cáp có thể bị dãn theo thời gian, dẫn đến việc đóng ngắt ly hợp không chính xác.

1.3.3.3 Ly hợp dẫn động điều khiển bằng điện Drive by Wire

Thực tế đây là sự kết hợp giữa điện và cơ khí hoặc thủy lực (thường là thủy lực) Lúc này bàn đạp ly hợp không truyền lực trực tiếp đến cơ cấu ngắt ly hợp, mà nó truyền tín hiệu điện đến module điều khiển, module này kích hoạt cơ cấu chấp hành (bơm thủy lực, hoặc hệ dẫn động xilanh điện để tác động ngắt ly hợp).

Trong hệ thống này, bàn đạp ly hợp thực tế là một cảm biến góc độ, chuyển động Tùy vào độ nhấn và lực đạp của người lái, tín hiệu sẽ truyền vệ bộ xử lý, bộ xử lý này sẽ điều khiển cơ cấu chấp hành là cơ cấu thủy lực (có thể là cơ – điện cơ) để tác dụng lực  phù hợp (tương ứng lực đạp) đến cơ cấu ngắt ly hợp.

1.3.4 THEO PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN 1.3.4.1 Điều khiển thủ công do lái xe

Đây là loại điều khiển dẫn động và điều khiển thông thường Nó bao gồm các  phương pháp truyền động trên Dưới tác dụng của người lái vào bàn đạp ly hợp, truyền

lực thông qua thủy lực hoặc cơ khí đến càng cắt ly hợp để thực hiện việc mở ly hợp.

1.3.4.2 Điều khiển tự động

Ly hợp điều khiển tự động là một cơ cấu khá đặc biệt Nó được điều khiển bởi máy tính với các thông số đầu vào dựa trên tín hiệu chuyển số từ cần gạt số, và các tín hiệu cần thiết khác tùy thuộc và cấp độ tinh vi của hệ thống.

Hệ thống có thể sử dụng kiểu truyền động thủy lực hoặc điện, được điều khiển bởi máy tính, tác động lên càng cắt ly hợp Về cơ bản thì loại điều khiển này sẽ không cần tác dụng lên bàn đạp ly hợp khi sang số.

1.3.5 THEO TRẠNG THÁI LÀM VIỆC

 Ly hợp thường đóng: đây là loại ly hợp thông thường (ly hợp ma sát) với trạng thái lò xo luôn ép đĩa ép, đĩa ma sát và mặt bích bánh đà tạo thành khối cứng để truyền mô men.

 Ly hợp thường mở: ly hợp này thì ngược lại, nó luôn mở khi không có tác động Khi có tác động điều khiển thì nó đóng, và thực hiện vai trò kết nối của nó Loại này thường sử dụng trên máy kéo, và không còn phổ biến nữa Đặc biệt, chính ly hợp của máy nén điều hòa, ly hợp của máy khởi động (công tắc từ) có thể được coi là loại thường mở.

1.4 TỔNG QUAN VỀ LY HỢP MA SÁT

Ly hợp ma sát phổ biến là loại ly hợp sử dụng các đĩa ma sát và lực ép từ lò xo để kết nối đường truyền năng lượng từ động cơ đến hộp số Mô men ma sát hình thành nhờ  sự ma sát của các bề mặt ma sát Vì tính đơn giản, bền bỉ, kinh tế và hiệu quả của nó, ly hợp ma sát được sử dụng gần như 100% trên các ô tô số sàn ngày nay.

1.4.1 Yêu cầu của ly hợp ma sát

 Có khả năng truyền hết mô men xoắn lớn nhất của động cơ trong bất kỳ điều kiện làm việc nào Do đó, mô men ma sát của ly hợp luôn phải lớn hơn mô men cực đại của động cơ Tuy nhiên, mô men ma sát của ly hợp cũng chịu giới hạn trên vì điều kiện an toàn, tức là không thể lớn tùy ý.

 β=  M  LH 

>1  Trong đó: β là hệ số dự trữ của ly hợp, không được lớn tùy ý

  Ngắt kết nối đường truyền nhanh, dứt khoát, chính xác Khi mở ly hợp, phần bị động (đĩa ma sát, đĩa ép, vỏ ly hợp,…) phải tách hoàn toàn khỏi phần chủ động (bánh đà) trong thời gian ngắn nhất Điều này sẽ hữu ích cho việc chuyển số.

 Kết nối hộp số với động cơ một cách êm dịu, hiệu qủa Mô men ma sát hình thành ở ly hợp phải tăng từ từ khi đóng ly hợp, tránh hiện tượng tăng đột ngột đến cực đại Do đó nó tránh hiện tượng giật xe, vỡ răng và chết máy, ảnh hưởng tiêu cực tới động cơ và hệ thống truyền lực.

 Mô men quán tính của các chi tiết phần bị động của ly hợp phải nhỏ nhất có thể để giảm lực va đập lên các bánh răng khi gài số, các bộ đồng tốc, giúp gài số hiệu quả.

 Kết cấu ly hợp phải gọn nhẹ, đơn giản 1.4.2 Phân loại ly hợp ma sát

Dưới đây là một số cách phân loại ly hợp ma sát Phân loại ly hợp ma sát theo số lượng đĩa ma sát:

 Ly hợp 1 đĩa ma sát

 Ly hợp nhiều đĩa ma sát (thường làm loại 2 hoặc 3 đĩa) Phân loại theo loại lò xo ép

 Ly hợp lò xo trụ xung quanh

 Ly hợp lò xo trung tâm

 Ly hợp lò xo đĩa

Phân loại theo hình dạng của bộ phận ma sát

 Ly hợp ma sát đĩa phẳng: loại ly hợp này sử dụng phổ biến nhất.

 Ly hợp ma sát đĩa côn: Đĩa ma sát dạng côn

 Ly hợp ma sát hình trống: Kiểu tang trống, guốc ma sát 1.4.3 Sơ lược cấu tạo và ưu nhược điểm ly hợp ma sát 1 đĩa ly hợp

 Hình 1.1 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát một đĩa dẫn động cơ khí.

Ưu điểm và nhược điểm:

+ Đóng không êm dịu.

+ Chỉ truyền được mô men không lớn lắm Nếu truyền mômen trên 70-80 KGm thì cần đường kính đĩa ma sát lớn kéo theo các kết cấu khác đều lớn làm cho ly hợp cồng kềnh.

+ Tạo tải trọng lớn lên hệ thống truyền lực.

1.4.4 Sơ lược cấu tạo và ưu nhược điểm ly hợp ma sát 2 đĩa ly hợp

Cấu tạo của ly hợp ma sát hai đĩa có phần tương tự như ly hợp ma sát một đĩa chỉ khác là có hai đĩa bị động nên có hai maoy ở đĩa bị động.

 Hình 1.2 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát hai đĩa.

1 Bánh đà 2 Đĩa bị động 3 Đĩa ép.

+ Đóng êm dịu (do có nhiều bề mặt ma sát).

+ Giảm được đường kính chung của đĩa ma sát, bánh đà … mà vẫn đảm bảo truyền đủ mômen cần thiết của động cơ.

- Nhược điểm: Mở không dứt khoát, nhiệt lớn, kết cấu phức tạp nên khó bảo dưỡng và sữa chữa.

1.5 LY HỢP THỦY LỰC

Ly hợp thuỷ lực truyền mômen thông qua chất lỏng Cấu tạo của ly hợp thuỷ lực gồm 2 phần:

- Phần chủ động là phần bánh bơm, bánh đà.

- Phần bị động là bánh tuốc bin nối với trục sơ cấp của hộp giảm tốc Nguyên lý hoạt động : 

Ly hợp thủy lực gồm có 2 bánh công tác: Bánh bơm ly tâm và bánh tua bin hướng tâm, tất cả được đặt trong hộp kín điền đầy chất lỏng công tác Trục của bánh bơm được nối với động cơ và trục của bánh tua bin nối với hộp số.

Khi động cơ làm việc, bánh bơm quay, dưới tác dụng của lực ly tâm chất lỏng công tác bị dồn từ trong ra ngoài dọc theo các khoang giữa các cánh bơm Khi ra khỏi cánh bơm, chất lỏng có vận tốc lớn và đập vào các cánh của bánh tua bin làm bánh này quay 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 1.3.Sơ đồ nguyên lý ly hợp thuỷ lực - 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 trên các 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 cơ  đốt trong.

1.6 LY HỢP ĐIỆN TỬ 

Truyền mômen thông qua lực điện từ.

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

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 trong cuộn dây, nên phần chủ động 1 là bánh đà và phần bị động 5 là lõi thép không hút nhau nên 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 trong cuộn dây nên xuất hiện lực hút giữa bánh đà 1 và lõi thép bị động 5 Như vậy khi bánh đà quay 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 lõi thép người ta đưa vào những mạt sắt Khi có từ trường, chúng tạo thành những đường sức tạo thành dây sắt cứng nối bánh đà và lõi thép với nhau làm tăng ma sát nên việc truyền mômen giữa bánh đà và lõi thép được tăng lên.

Ưu nhược điểm : - Ưu điểm :

+ Khả năng chống quá tải tốt.

CHƯƠNG 2: CẤU TẠO CHI TIẾT LY HỢP MA SÁT MỘT ĐĨA 2.1 CẤU TẠO CHI TIẾT

2.1.1 Phần chủ động a) Bánh đà :

Cấu tạo của bánh đà :

Khối lượng của bánh đà chủ yếu tập trung ở vành ngoài của nó Vành đĩa ngoài, lò xo hai lớp, bánh răng hành tinh, ổ bi trượt để cân bằng trọng lực, đĩa đỡ và vỏ bánh đà tạo nên cấu tạo của bánh đà ô tô.

 Vành: Một đĩa tròn được gọi là vành nằm ở mặt ngoài của bánh đà Thành phần này được thiết kế nặng hơn phần thân bên trong để quá trình xe di chuyển không bị gián đoạn Hệ thống điện làm quay vành bánh đà để hỗ trợ khởi động động cơ và cung cấp năng lượng cho máy phát điện cũng được kết nối với nó.

  Lò xo: Lò xo bên ngoài của bánh đà được sử dụng để giảm dải tần số cộng hưởng nguy hiểm Một bánh đà được tạo thành từ hai lò xo hai tầng được uốn song song và nâng cao khi xe chuyển động trên một cung tròn ngoài.

  Bánh hành tinh: Khi giá đỡ bánh đà được đẩy bằng vít và quay, nhiều bánh răng gắn với giá đỡ bánh đà sẽ tạo ra chuyển động hỗn hợp.

 Ổ bi trượt: Các thành phần hướng tâm và hướng trục được gọi là ổ trượt có nhiệm vụ cân bằng trọng lượng, lực không cân bằng hoặc lực hướng tâm ký sinh do máy phát hoặc bộ phận động cơ tạo ra.

  Đĩa đỡ: Lò xo hai tầng và một số thành phần khác được hỗ trợ bởi cơ cấu này, được gắn bên trong bánh đà.

 Vỏ bánh đà: Thường được làm bằng chrome, vỏ bánh đà giúp che chắn các bộ phận  bên trong khỏi các mảnh vụn, bụi.

Chức năng của bánh đà :

Bánh đà, bánh xe nặng gắn với trục quay để truyền công suất từ động cơ đến máy một cách trơn tru Quán tính của bánh đà chống lại và điều chỉnh sự dao động của tốc độ động cơ  và tích trữ năng lượng dư thừa để sử dụng không liên tục.

Bánh đà được tìm thấy trong hầu hết các loại ô tô vì chúng phục vụ nhiều mục đích khác nhau Sau đây là các chức năng của bánh đà trong động cơ ô tô:

Cân bằng động cơ : do các pittông lệch khỏi tâm trục khuỷu nên xảy ra dao động và dao động Điều này cũng là do mỗi pittông bắn ở một góc khác nhau.

Chức năng của bánh đà trong tình huống này là ngăn chặn chuyển động sang ngang Điều này đạt được nhờ trọng lượng nặng của bánh đà Bánh đà làm giảm độ rung của toàn bộ động cơ do động cơ được ổn định và cân bằng trên các ổ trục.

Khởi động động cơ: Bánh đà đóng thêm vai trò khởi động động cơ Các răng của  bánh đà được gắn với một động cơ khởi động Bộ khởi động này được điều khiển bằng chìa

khóa ô tô để khi khởi động xe, bộ khởi động sẽ quay bánh đà.

 Ngay sau khi động cơ quay, hiệu ứng đốt cháy tiếp tục quay động cơ Hộp số Bendix trong động cơ khởi động sẽ rút lại để cho phép bánh đà quay tự do.

Giảm tải cho thành phần truyền động: là một chức năng khác của bánh đà, được thực hiện bằng cách ổn định chuyển động của động cơ Nó cũng làm dịu tốc độ động cơ và giảm mài mòn các thành phần truyền động.

Bánh đà cũng hạn chế mài mòn giữa trục truyền động và trục truyền động Hai cái này được gắn với một khớp phổ quát.

Giảm tốc độ: Trục khuỷu biến chuyển động của pittông thành chuyển động quay giật khi có lực tạo ra tốc độ của trục khuỷu không đổi và động cơ chạy êm Điều này là do khối lượng của bánh đà tạo ra quán tính giữ cho trục khuỷu động cơ quay giữa mỗi lần bắn  pittông.

Thao tác với trọng lượng: Trọng lượng của bánh đà quyết định hiệu suất của động cơ Trọng lượng phụ thuộc vào hiệu suấat của xe.

Bánh đà nặng hơn cho phép động cơ làm việc dưới tải, có thể khiến động cơ bị dừng Xe tải lớn hoặc xe kéo hoạt động tốt với bánh đà nặng hơn, trong khi xe thể thao và một số xe thương mại sử dụng tốt bánh đà nhẹ hơn.

b) Mâm ép

Mâm ép bao gồm các bộ phân : lò xo màng ly hợp (kiểu lò xo trụ), đĩa ép ly hợp Dưới đây là hai hình tham khảo về hai kiểu mâm ép :

 Ly hợp 1 đĩa dùng kiểu lò xo màng :

Với những ô tô cỡ nhỏ không gian bố trí hẹp nên người ta thường sử dụng loại ly hợp ma sát khô một đĩa sử dụng lò xo ép dạng màng Loại này đòn mở được kết hợp với đĩa lò xo nên nó có kết cấu nhỏ gọn, lực ép phân bố đều lên toàn bộ bề mặt ma sát.

Bên cạnh đó còn tồn tại nhược điểm như lực ép nhỏ (so với loại lò xo trụ cùng kích cỡ), độ đồng phẳng của đòn mở không điều chỉnh được và khi bị mòn phải thay cả đĩa lò xo.

 Ly hợp dùng kiểu lò xo trụ :

Bánh đà (1) được lắp cứng với đuôi trục khuỷu Đĩa ma sát (2) liên kết với trục ly hợp bằng khớp nối then hoa và nó có khả năng di trượt dọc theo trục của ly hợp Lò xo trụ (4) một đầu tỳ vào vỏ ly hợp (5), một đầu tỳ vào đĩa ép (3) luôn có xu hướng đẩy đĩa ép ép vào đĩa ma sát Vỏ ly hợp được liên kết với bánh đà bằng bu lông Đòn mở (12) được bố trí cách đều nhau xung quanh bề mặt đĩa ép, một đầu bắt vào đĩa ép, có gối tỳ lắp trên vô ly hợp, đầu còn lại để dạng bơi Bi T (11) có thể di trượt trên ống thép bao ngoài trục ly hợp và được dẫn động bằng càng cua (10) Giữa bị T và đầu bơi của đòn mở có khe hở Bàn đạp (7) được bố trí trong cabin người lái, được hồi vị nhờ lò xo (8) và thông qua các thanh (9), (10) để dẫn động bi T.

Đĩa ép ly hợp

Đĩa ép ly hợp được đúc bằng gang có khả năng dẫn nhiệt tốt Mặt tiếp giáp với đĩa bị động được gia công với độ bóng cao Đối với ly hợp sử dụng lò xo ép xung quanh, mặt đối diện có các gờ lồi định vị lò xo ép và gờ có lỗ để lắp cân bẩy Đối với ly hợp sử dụng lò xo đĩa bên ngoài có vấn đề lắp các lá lò xo và có gờ để định vị các cân bẩy.

Hoạt động của bàn ép bộ ly hợp :

 Phần chính của vỏ li hợp bao gồm vỏ, lò xo màng và mâm ép Khi ăn khớp, lò xo màng sẽ đẩy mâm ép ép đĩa li hợp vào bánh đà Khi không ăn khớp, bi tì sẽ đẩy lò xo màng và kéo mâm ép ra xa khỏi bánh đà, do đó đĩa li hợp không còn ép vào  bánh đà nữa.

 Các lò xo xoắn trên đĩa li hợp để giảm chấn khi ăn khớp và giảm lực mô mem xoắn quá lớn khi tác động vào trục đầu vào khi bắt đầu ăn khớp.

2.1.2 Phần bị động a) Đĩa ma sát (đĩa ly hợp)

Đĩa ly hợp có hình tròn, mỏng và được làm từ thép với một moay ơ được đặt ở  giữa, bề mặt 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 bộ 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, tuy nhiên khi đĩa quay thì trục cũng sẽ phải quay theo.

b) Trục bộ ly hợp

Trục bộ ly hợp (hay còn gọi là trục ly hợp) là một phần quan trọng của hệ thống ly hợp trong ô tô Chức năng chính của trục bộ ly hợp là kết nối động cơ với hộp số

thông qua đĩa ép ly hợp và màng ly hợp Dưới đây là mô tả về cấu tạo và chức năng của trục bộ ly hợp:

Cấu Tạo:

+ Trục chính : Trục bộ ly hợp thường bao gồm một phần chính được gắn chặt với động cơ Phần này nằm trong lỗ trục của đĩa ép ly hợp và quay đồng bộ với động cơ.

+ Lỗ Trục : Trục bộ ly hợp thường có một số răng cưa, còn được gọi là splines,  bên trong lỗ trục Splines này giúp trục bộ ly hợp khớp chính xác với lỗ trục của đĩa ép

ly hợp, đảm bảo truyền động hiệu quả và không trượt lệch.

+ Đầu ra : Phần đầu ra của trục bộ ly hợp thường được kết nối với hộp số hoặc các thành phần khác của hệ thống truyền động, chuyển động từ động cơ sang hộp số để truyền động đến bánh xe.

Chức Năng:

+ Kết nối động cơ với hôp số : Trục bộ ly hợp có vai trò chính là kết nối động cơ với hộp số thông qua đĩa ép ly hợp và màng ly hợp Khi pedal ly hợp được nhấn, đĩa ép ly hợp được nén vào màng ly hợp, và áp lực được truyền từ trục bộ ly hợp đến hộp số, kích thích chuyển động của hộp số.

+ Chuyển động đồng bộ : Trục bộ ly hợp phải quay đồng bộ với động cơ và hộp số để truyền động mạnh mẽ và mượt mà Splines giúp đảm bảo rằng trục bộ ly hợp và đĩa ép ly hợp khớp chính xác, ngăn chặn sự trượt lệch không mong muốn.

+ Truyền động đến hộp số : Khi ly hợp được nhấn và kết nối, trục bộ ly hợp chuyển động từ động cơ sang hộp số, giúp xe di chuyển và thực hiện các chuyển động khác.

Trục bộ ly hợp là một phần quan trọng trong hệ thống truyền động của ô tô, đảm  bảo sự kết nối chính xác và hiệu quả giữa động cơ và hộp số.

2.1.3 Cơ cấu điều khiển bộ ly hợp

a) 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 (ly hợp) 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 chuyển động tự do của bạn đạp chính là khoảng cách mà bàn đạp ly hợp có thể dịch chuyển được cho đến khi vòng bi cắt ly hợp ép vào lò xo đĩa.

b) Xy lanh chính:

Cấu tạo của xy lanh chính gồm 2 phần bình chứa và xylanh Trong xylanh có chứa  piston ,lò xo hồi và cúp pen Giữa xy lanh và bình chứa có lỗ dầu.

Chức năng của xylanh chính :

Trong xilanh chính của ly hợp, sự trượt của pittông tạo ra áp suất thuỷ lực.

Lò xo phản hồi của bàn đạp liên tục kéo cần đẩy của ly hợp về phía bàn đạp Chức năng của xilanh chính của ly hợp được trình bày dưới đây.

(1) Đạp bàn đạp ly hợp

Khi đạp lên bàn đạp li hợp, píttông bị cần đẩy dịch chuyển về bên trái.

Dầu phanh trong xilanh chảy qua van nạp đến bình chứa và đồng thời đến xilanh cắt li hợp.

Khi píttông dịch chuyển tiếp về bên trái, thanh nối sẽ tách khỏi bộ phận hãm lò xo, và van nạp đóng đường dầu đi vào bình chứa bằng lò xo côn, do đó tạo thành áp suất trong buồng A và áp suất này truyền đến pittông của xilanh cắtli hợp.

(2) Thả bàn đạp ly hợp

Khi thả bàn đạp ly hợp, lò xo nén đẩy pittông trở về bên phải và áp suất thuỷ lực giảm xuống Khi pít tông trở lại hoàn toàn, bộ phận hãm lò xo đẩy thanh nối về bên phải  Như vậy van nạp mở đường đi vào bình chứa và nối với buồng A và B.

c) Xy lanh nhả :

Xy lanh nhả có hai loại có thể tham khảo qua hình ảnh sau :

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

Hiện nay, các xe ô tô 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 vòng bi.

d) Vòng bi cắt ly hợp :