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
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.
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.
PHÂN LOẠI LY HỢP
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.
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).
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.
Thường là kết hợp 2 trong các loại trên: phổ biến ly hợp thủy lực kết hợp ly hợp ma sát.
THEO PHƯƠNG PHÁP TẠO LỰC ÉP
1.3.2.1 Ly hợp ép bằng lò xo 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
TỔNG QUAN VỀ LY HỢP MA SÁT
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.
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
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.
1 Bánh đà 2 Đĩa bị động 3 Đĩa ép.
4 Vỏ ly hợp 5 Lò xo ép 6 Bạc mở.
7 Bàn đạp li hợp 8 Lò xo hồi vị 9 Đòn kéo.
10 Càng mở 11 Bi ‘T’ 12 Đòn mở.
13 Lò xo giảm chấn. Ưu điểm và nhược điểm:
+ Kết cấu gọn, dễ điều chỉnh và sữa chữa.
+ Thoát nhiệt tốt nên đảm bảo tuổi thọ cao cho bộ ly hợp.
+ 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.
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.
4 Vỏ ly hợp 5 Lò xo ép 6 Bạc mở.
7 Bàn đạp li hợp 8 Lò xo hồi vị 9 Đòn kéo.
10 Càng mở 11 Bi ‘T’ 12 Đòn mở.
13 Lò xo giảm chấn. Ưu điểm và nhược điểm:
+ 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.
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.
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.
+ 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.
+ 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.
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.
- 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 :
+ Khả năng chống quá tải tốt.
+ Bố trí dẫn động dễ dàng.
+ Bảo dưỡng và sửa chữa khó khăn.+ Giá thành đắt.
CẤU TẠO CHI TIẾT LY HỢP MA SÁT MỘT ĐĨA
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 hợpDưới đây là hai hình tham khảo về hai kiểu mâm ép :
Ly hợp 1 đĩa dùng kiểu lò xo màng :
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BỘ LY HỢP MA SÁT MỘT ĐĨA VỚI CƠ CẤU ĐIỀU KHIỂN THỦY LỰC
Khi ngắt hay cắt ly hợp –tức là lúc không truyền momen thì sẽ đạp pê-đan hay gọi là đạp côn để thông qua đòn bẩy và khớp nối, trượt chuyển động sang trái ép vào đầu cần bẩy để chúng quay trên giá đỡ và đầu kia của cần bẩy kéo đĩa ép thắng lực ép lò xo, dịch chuyển sang phải và tách đĩa ma sát khỏi mặt bánh đà.
Lúc này đĩa ma sát ở trạng thái tự do, các bề mặt bị hở ra và mômen động cơ không thể truyền qua đĩa tới trục sơ cấp hộp số. Để ngắt ly hợp, đối với một số loại ly hợp cần phải ép khớp trượt vào đầu cần bẩy hoặc lò xo màng, nhưng đối với một số bộ ly hợp khác lại cần phải kéo khớp trượt đầu cần bẩy hoặc đầu lò xo màng ra.
Lúc này bánh đà quay, đĩa ma sát bị lò xo đẩy áp chặt lên bánh đà thông qua đĩa ép Nhờ có lực ma sát, mômen được truyền từ trục khuỷu bánh đà qua đĩa ma sát và then hoa đến trục sơ cấp hộp số , các chi tiết tạo thành 1 khối quay cùng bánh đà
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỤM LY HỢP DỰA TRÊN XE CƠ SỞ KIA MORNING
TÍNH CHỌN CÁC THÔNG SỐ VÀ CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN
3.1.1 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 hơn mômen động cơ Nhờ đó ly hợp có thể truyền hết mômen động cơ đến hệ thống truyền lực 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:
+ β: Là hệ số dự trữ của ly hợp ( β > 1 ¿
+ Memax : Mômen cực đại của động cơ, Memax 0 Nm.
Hệ số β có ý nghĩa rất quan trọng trong quá trình thiết kế ly hợp Vì trong quá trình sử dụng lực ép của lò xo giảm dần làm giảm mômen ma sát của ly hợp, như vậy nếu chọn b nhỏ quá thì sẽ không đảm bảo truyền hết mômen trong các trường hợp giảm lực ép này Ngược lại, nếu chọn β lớn quá thì ly hợp không đảm bảo chức năng của cơ cấu an toàn đó là tránh cho hệ thống truyền lực khỏi bị quá tải Hơn nữa, để có hệ số β lớn cần phải tăng kích thước của các đĩa ma sát, tăng số đĩa ma sát, hoặc tăng lực ép của các lò xo dẫn đến tăng kích thước ly hợp. Đối với ôtô con ta chọn β = 1,5 (theo BG tính toán thiết kế ô tô)
3.1.2 Xác định các thông số và kích thước cơ bản của ly hợp
- Tính đường kính đĩa ma sát:
Do Me max < 465 (Nm) nên ta chọn ly hợp 1 đĩa theo kinh nghiệm, và chọn bề dày của tấm ma sát d = 4 (mm).
Tính sơ bộ đường kính ngoài D 2 của tấm ma sát theo công thức kinh nghiệm:
Trong đó C là hệ số kinh nghiệm, lấy C = 4,7 đối với xe con.
Chọn đường kính ngoài của tấm ma sát D 2= 16 cm.
D 2 của vòng ma sát bị khống chế bởi đường kính ngoài của bánh đà động cơ Bán kính ngoài của đĩa ma sát là:
2 = 8 ( cm ) Bán kính trong của đĩa ma sát:
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 của đĩa bị động Chọn R 1 = 5 (cm).
Bán kính ma sát trung bình của tấm ma sát:
- Xác định áp suất tác dụng lên bề mặt ma sát:
Mô men ma sát trong ly hợp được xác định theo công thức:
- μ: là hệ số ma sát của đĩa ma sát
- P Σ : là lực ép lên các dĩa ma sát
- k z : hệ số kể đến sự giảm lực ép lên các bề mặt làm việc do ma sát trong các bộ phận dẫn hướng và các then hoa trên các đĩa chủ động và đĩa bị động, đối với ly hợp ôtô lấy k z = 1.
- μ: Hệ số ma sát đối với cặp vật liệu thường dùng trong ôtô, μ = 0 , 35
- F N : Lực ép tổng thể lên bề mặt ma sát.
- R tb : Bán kính ma sát trung bình , R tb = 6,5 cm.
- i : Số đôi bề mặt ma sát, với ly hợp một đĩa ma sát ta có i = 2.
Từ công thức trên suy ra lực ép tổng thể:
Ta có áp suất q tác dụng lên bề mặt ma sát: q = F N
Trong đó A là diện tích làm việc của một bề mặt ma sát, A = π ( D 2 − d 2 )
2 ) Thay số vào ta có:
Ta thấy q = 0,322 (MPa) < [q] = 0,35 MPa (thoả mãn).
TÍNH KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA LY HỢP
Các thông số thể hiện chế độ tải của ly hợp là công trượt riêng l0 được xác định khi ôtô khởi động tại chỗ và mức gia tăng nhiệt độ Dt của đĩa chủ động sau một lần đóng ly hợp.
Khi khởi động hoặc khi sang số, người lái thường đóng mở ly hợp nên sinh ra sự chênh lệch về tốc độ giữa đĩa bị động và đĩa chủ động Điều này bao giờ cũng sinh ra trượt Hiện tượng trượt này sinh ra công ma sát và công này biến thành nhiệt làm nung nóng các chi tiết của ly hợp nên lò xo có thể bị ủ ở nhiệt độ cao và như vậy có thể làm mất khả năng ép của lò xo, dẫn đến gây hao mòn nhanh các chi tiết như đĩa ép, đĩa ma sát Trong điều kiện vận hành bình thường, công trượt sinh ra lớn nhất khi xe khởi hành tại chỗ.
Công của động cơ ở giai đoạn đầu xảy ra trong thời gian t1 tiêu tốn cho sự trượt tính như sau:
Công của động cơ ở giai đoạn thứ hai xảy ra trong khoảng thời gian t2 tiêu tốn để tăng tốc độ của trục bị động ly hợp Công này dùng để thắng sức cản chuyển động của ôtô, công trượt ở thời gian nay được tính như sau:
- Ma : Mômen cản chuyển động quy về trục ly hợp và được tính như sau:
+ G : Trọng lượng toàn bộ xe, G = 13400N.
+ G m : trọng lượng của romoc oto
+ψ : Hệ số cản tổng cộng của đường ψ = f ± tgα f : Hệ số cản lăn của đường, f = 0,03. α : Góc dốc của đường, giả thiếtα = 0 0
+ K : Hệ số cản của không khí.
+ F : Diện tích cản chính diện của ôtô.
+ V : Vận tốc của ôtô, khi khởi động tại chỗ V = 0 nên KFV 2 = 0.
+ r b : Bán kính làm việc của bánh xe r b = λ.r 0 Trong đó: l : Hệ số kể đến sự biến dạng của lốp, chọn lốp áp suất thấp, l=0,935 r 0 : Bán kính thiết kế r 0 = B + d
2 25 , 4 = 278 ( mm ) Thay vào ta có : r b = 0,935 278 = 259,93 (mm) = 0,259 m.
+ i h 1 : Tỉ số truyền của hộp số ở tay số 1 i h 1 = 3,545
+ i f 0 : Tỉ số truyền của hộp số phụ, i f =1
+ i0 : Tỉ số truyền của truyền lực chính, i0 = 4,235
+ η tl: Hiệu suất của hệ thống truyền lực. η tl = η lh η h η f η cđ η 0 η lh: Hiệu suất của ly hợp, η lh= 1. η h : Hiệu suất của hộp số ở tay số 1, η h = 0,98. η f : Hiệu suất của hộp số phụ, η f = 1. η cđ : Hiệu suất các đăng, η cđ = 0,99. η 0 : Hiệu suất của truyền lực chính, η 0 = 0,98
Vậy ta có : htl = 1.0,98.1.0,99.0,98 = 0,95 Thay vào công thức tính Ma ta có:
- ω M : Tốc độ góc của động cơ tại thời điểm mômen lớn nhất ω m = π n M
- n M :số vòng quay ở thời điểm mômen động cơ lớn nhất, n M = 4000v/p.
-ω a : Tốc độ góc của trục ly hợp,ω a = 0 vì ôtô khởi động tại chỗ.
- Ja : Mômen quán tính tương đương với khối lượng chuyển động tịnh tiến của ôtô cùng với các chi tiết trong hệ thống truyền lực và bánh xe quy về trục sơ cấp của hộp số.
M : Khối lượng toàn bộ của xe, M = 1340 Kg.
- t1 : Thời gian đóng ly hợp ở giai đoạn đầu. t 1 = M a k
- Ma là mômen cản chuyển động quy về trục ly hợp, Ma = 7,3 N.m.
- k: Hệ số đặc trưng cho tốc độ đóng ly hợp, lấy k = 130 N.m/s
- t2 : Thời gian đóng ly hợp ở giai đoạn thứ hai t 2 = A
A là biểu thức rút gọn tính theo công thức
A = √ 2 J a ( ω m − ω a ) Thay số vào ta có: t 2 = √ 2 0.3988 418 , 87
√ 130 =¿1,603 (s) Như vậy công trượt của ly hợp trong từng giai đoạn là:
Như vậy công trượt tổng cộng là:
3.2.2 Kiểm tra công trượt riêng Để đánh giá độ hao mòn của đĩa ma sát ta xác định công trượt riêng theo công thức sau: l 0 = L
- F : Diện tích bề mặt ma sát đĩa bị động
- i : Số đôi bề mặt ma sát, i = 2.
Thay số vào ta có: l 0 = 38338 , 48
3.2.3 Kiểm tra nhiệt độ các chi tiết
Công trượt sinh ra làm nung nóng các chi tiết : đĩa bị động, đĩa ép, bánh đà, lò xo.Do đó phải kiểm tra nhiệt độ của các chi tiết bằng cách tính độ gia tăng nhiệt độ Ta phải tính kiểm tra nhiệt độ của các chi tiết như bánh đà, đĩa ép, đĩa bị động Nhưng do bánh đà thường lớn hơn đĩa ép nhiều nên nếu thoả mãn đối với đĩa ép thì cũng thoả mãn đối với bành đà.
Ta tính độ gia tăng nhiệt độ theo công thức:
-γ : Hệ số xác định phần công trượt dùng nung nóng chi tiết cần tính đối với đĩa ép ngoài Đối với ly hợp ma sát một đĩa có: γ = 0,5.
- c : Nhiệt dung riêng của chi tiết bị nung nóng, c = 500 J/kg.độ
- mt : Khối lượng chi tiết bị nung nóng (đĩa ép) lấy tham khảo mt = 5 kg
- [T] : Độ tăng nhiệt độ cho phép Với ô tô con [T] = 10 0 C
Thay số vào ta có:
500 5 = 7,67 0 CThỏa mãn điều kiện cho phép.
TÍNH BỀN CÁC CHI TIẾT CỦA LY HỢP
Khi tác dụng lực vào lò xo màng thì ban đầu cần 1 lực lớn hơn lực tác dụng vào lò xo trụ cho cùng 1 biến dạng, sau đó khi biến dạng tăng lên thì lò xo màng đảm bảo cho lực điều khiển người lái nhẹ đi Ta tính toán lò xo màng.
Hình 3.1 sơ đồ tính toán Lực ép cần sinh ra để ép đĩa ép khi đóng ly hợp :
0 , 35 0.065 2 = 3956 , 04 (N) Dựa trên cơ sở xe tham khảo và các yêu cầu trong việc lựa chọn, thiết kế lò xo màng ta chọn các kích thước cơ bản sau:
De: Đường kính ngoài lò xo màng De = 184mm
Di: Đường kính trong lò xo màng Di= 50mm
Chiều dày lò xo màng δ= 3mm
Số thanh phân bố đều lên màng Z= 18
Lực tổng hợp Pồ được thể hiện thụng qua số kết cấu như sau:
(hệ số 2,2 đảm bảo vựng lực ép không đổi rộng và không lật lò xo).
Dịch chuyển của đĩa tại điểm đặt lực ép l1= 2,2mm àP: hệ số àP = 0,26
So sánh ta thấy : F LX >[ F LX ] = 3956,04 (N) Lực ép lớn hơn dẫn đến hệ số β tăng Ta tính lại hệ số β.
Ta cú : Ml= β.Memax= àP P ❑.i.R tb
120 = 1.65 Kết quả này nằm trong vùng cho phép của β (β=1,3-1,75)
Do vậy kích thước của lò xo đạt tiêu chuẩn.
Lò xo đĩa được tính bền bằng cách xác định ứng suất tại điểm chịu tải nhất là tĩnh của phần tử đàn hồi giữa các thành mở với vòng đặc của hình nón. Ứng suất được tính: σ ¿ 2 F n Da σ 2 ( Di + Da ) + E
De − Da ln De Da
Vàα = 2h/(De-Da) = 2.6,6/(184 - 130) = 0,24 δađộ biểu diễn của lò xo màng, δa= %.δ = 4%.3 = 0,12(mm)
Fn lực cần tác dụng để ngắt ly hợp.
2 0 , 13 = 354 , 37(Mpa) Vật liệu chế tạo lò xo màng là thép 60T ứng suất giới hạn
[σ]00(Mpa) (Bài giảng tính toán thiết kế ô tô)
Vậy lò xo màng đủ bền.
Hình3.2 Đĩa bị động trên xe con Đĩa bị động gồm các tấm ma sát và xương đĩa được ghép với nhau bằng đinh tán, xương đĩa lại được ghép với moay ơ đĩa bị động bằng đinh tán Đĩa bị động được kiểm bền cho hai chi tiết là đinh tán và moay ơ. a) Đinh tán:
+) Với đinh tán dùng để tán các tấm ma sát với xương đĩa, thường được chế tạo từ đồng hoặc nhụm với đường kớnh 4 á 6 mm Đinh tỏn được bố trớ theo vũng trũn nhiều dóy (thường là hai dãy). Đinh tán được kiểm bền theo ứng suất chèn dập và ứng suất cắt.
Hình 3.3.Sơ đồ bố trí đinh tán trên tấm ma sát Lực tác dụng lên các đinh tán được xác định theo công thức:
- F1, F2 : Lực tác dụng lên đinh tán ở vòng trong và vòng ngoài có bán kính lần lượt là r 1 và r 2.
- Memax : Mômen lớn nhất của động cơ, Memax = 120 Nm.
- r 1, r 2 : Bán kính vòng trong và vòng ngoài của các dãy đinh tán. Ứng suất cắt và chèn dập đối với đinh tán ở vòng trong, vòng ngoài: τ c 1 = F 1 n 1 π d 2 4
≤ [ τ c ] σ cd 1 = F 1 n 1 l d ≤ [ σ cđ ] ; σ cd 2 = F 2 n 2 l d ≤ [ σ cđ ]. Trong đó :
- c1, c1 : Ứng suất cắt của đinh tán ở vòng trong và vòng ngoài.
- cd1, cd2 : Ứng suất chèn dập của đinh tán ở vòng trong và vòng ngoài.
- F1, F2 : Lực tác dụng lên đinh tán ở vòng trong và ngoài.
- n1 : Số đinh tán bố trí ở mỗi vòng, chọn n1 = n2 = 12
- d: Đường kính đinh tán, chọn d = 4 mm = 0,004 m
- l : Chiều dài làm việc của đinh tán, lấy l = 2,5 mm = 0,0025 m
- [ c] : ứng suất cắt cho phép, [ c]= 30 MPa
- [ cd] : ứng suất chèn dập cho phép, [ cd] = 80 MPa
Ta nhận thấy F1 < F2 nên c1 < c2 và scd1 < scd2 do vậy ta chỉ kiểm tra cho đinh tán ở vòng ngoài.
Ta có các số liệu tham khảo: r 2 = 70 mm = 0,07 m r 1 = 60 mm = 0,06 m Thay số vào ta có:
Như vậy ta thấy : c < [ c] , cd < [ cd].
Vậy đinh tán nối các tấm ma sát với xương đĩa đủ bền.
Với các đinh tán nối đĩa bị động với moay ơ cũng được kiểm nghiệm tương tự như trên Các đinh tán nối đĩa bị động với moay ơ được chế tạo bằng thép với đường kính từ 6
Lực tác dụng lên đinh tán được tính theo công thức:
Với r là bán kính đặt đinh tán, chọn tham khảo r = 40 mm = 0,04 m.
Thay số vào ta có:
0.04 = 3000 (N/m 2 ). Ứng suất cắt và chèn dập: τ c = F n ∗ π d 2 4
≤ [ τ c ] ; σ cd = F n l d ≤ [ σ cd ] Chọn đường kính đinh tán là : d = 6 mm.
Số lượng đinh tán là : n = 4
Chiều dài chèn dập của đinh tán : l = 4 mm.
Với các ứng suất giới hạn : [ c] = 30 MPa ;
Thay số vào ta có: τ c = 3000
Vậy đinh tán nối đĩa bị động và moay ơ đủ bền. b) Moay ơ:
Moay ơ thường được thiết kế với độ dài đủ lớn để đĩa bị động đỡ bị đảo, với ly hợp làm việc trong điều kiện bình thường chiều dài của moay ơ thường được chọn bằng đường kính then hoa trên trục ly hợp L = D.
Hình 3.4.Sơ đồ cấu tạo moay ơ đĩa bị động.
Then hoa của moay ơ được tính theo chèn dập và cắt: τ c = 4 M emax z 1 z 2 L b ( D + d ) ≤ [ τ c ] σ cd = 8 M emax z 1 z 2 L b ( D + d ) ≤ [ σ cd ]
- Memax : mômen lớn nhất của động cơ, Memax = 120 Nm.
- z1 : Số moay ơ, với ly hợp ma sát một đĩa có z1 = 1.
- z2 : Số then hoa của moay ơ.
- D, d : Đường kính ngoài và trong của then hoa.
- b : Bề rộng một then hoa.
Trước tiên tính sơ bộ trục của then hoa: dtb ≥ 3 √ 0 M , 2 emax [ σ ]
[σ ] là ứng suất xoắn cho phép, với vật liệu chế tạo moay ơ là thép 40X có [σ ] 4.10 7 N/m 2
Thay số vào ta có: dtb ≥ 3 √ 0 120 , 2 4.10 7 ¿ ¿ = 0,025 (m)
Tra bảng tiêu chuẩn then hoa có dtb 0,025 m.
Vậy ta có L = D = 32 mm = 0,032 m. d = 25 mm. z2 = 12
Thay số vào ta có: τ c = 4 M emax z 1 z 2 L b ( D + d ) = 4 120
Chọn vật liệu chế tạo moay ơ là thép 40X có các ứng suất giới hạn là:
Như vậy ta thấy : c < [ c]. σ cd < [σ cd].
Vậy then hoa đủ bền. c) Tính lò xo giảm chấn:
Lò xo giảm chấn được đặt ở đĩa bị động để tránh sự cộng hưởng ở tần số cao của dao động xoắn do sự thay đổi mômen của động cơ và của hệ thống truyền lực đảm bảo truyền mômen một cách êm dịu từ đĩa bị động đến moayơ trục ly hợp.
Mômen cực đại có khả năng ép lò xo giảm chấn được xác định theo công thức:
- G b : Trọng lượng bám của ôtô trên cầu chủ động:
- : Hệ số bám của đường, lấy = 0,8
- r b : Bán kính làm việc của bánh xe, r b = 0,29 m
- i0 : Tỉ số truyền của truyền lực chính, io = 4,235
- ih1 : Tỉ số truyền của hộp số ở tay số 1, ih1 = 3,545
- if : Tỉ số truyền của hộp số phụ, if = 1
Thay vào công thức trên ta có:
Mômen truyền qua giảm chấn:
- Ml : Mômen sinh ra do lực của các lò xo.
- P1 : Lực ép của một lò xo giảm chấn.
- R 1 : Bán kính đặt lò xo giảm chấn, chọn R 1 = 35 mm = 0,035 m
- Z1 : Số lượng lò xo giảm chấn đặt trên moay ơ, chọn Z1 = 4
- P2 : Lực tác dụng trên vòng ma sát.
- R 2 : Bán kính đặt lực ma sát.
- Z2 : Số lượng vòng ma sát.
Theo thực nghiệm thường lấy:
Ta có lực ép tác dụng lên một lò xo giảm chấn là:
Số vòng làm việc của lò xo giảm chấn: n0 = l G d
- G : Môđun đàn hồi dịch chuyển, G = 8.10 10 (N/m 2 ).
- l : Là độ biến dạng của lò xo giảm chấn từ vị trí chưa làm việc đến vị trí làm việc, chọn l = 2,5 mm = 0,0025 m.
- d: Đường kính dây lò xo, chọn d = 3,5 mm = 0,0035 m.
- P1 : Là lực ép của một lò xo giảm chấn, P1 = 1183,26 N.
- D : Là đường kính trung bình của vòng lò xo, chọn D = 18 mm = 0,018 m Thay số vào ta có: n0 = 0,0025 8.10
Chiều dài làm việc của lò xo được tính theo công thức: l1 = (n0 +1).d = 4 3,5 = 14(mm).
Chiều dài của lò xo ở trạng thái tự do: l2 = l1 + n0.l = 14 + 3.2,5 = 21,5 (mm).
Lò xo được kiểm tra theo ứng suất xoắn : τ = 8 P 1 D k π d 3 ≤ [ τ ] Trong đó :
- P1 : Lực ép của một lò xo giảm chấn, P1 = 1183.26 N.
- D : Đường kính trung bình của vòng lò xo, D = 0,018 m.
- d : Đường kính dây lò xo, d = 3,5 mm.
- k : Hệ số tập trung ứng suất: k = 4 C − 1
Thay số vào ta có: k = 4 C − 1
5 , 14 = 1.3 Thay các thông số vào công thức tính t ta có: τ = 8 11836 , 26 0,018 1 , 3 π 0,0035 3 ≤ = 16,44.10 8 (N/m 2 ).
Vật liệu làm lò xo giảm chấn là thép 65 có = 18.10 8 (N/m 2 ).
Vậy lò xo đủ bền.
TÍNH HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG LY HỢP
Hệ thống dẫn động ly hợp được chọn là hệ thống dẫn động ly hợp bằng thủy lực. Xác định lực và hành trình bàn đạp:
Hình 3.6 Sơ đồ dẫn động trợ lực phanh Tính lực bàn đạp: ic= a b c d d 2
Ta có: a = 360mm b = 50mm c = 180mm d = 50mm
(khảo sát xe tham khảo) d 2
18 , 72 = 190 ( N ) Xác định hành trình bàn đạp:
Hành trình bàn đạp được xác định theo công thức:
St : là hành trình tổng( toàn bộ) của bàn đạp ly hợp
So: là hành trình tự do của bàn đạp để khắc phục khe hở
2 d 1 2 = δ i C δ: khe hở giữa bi mở và đầu nhỏ của lò xo, chọn : δ= 3mm
Slv: là hành trình làm việc của bàn đạp để khắc phục khe hở giữa các bề mặt ma sát ,Slv= ic.L2
Hành trình của đầu nhỏ lò xo đĩa l2=l 1
Trong đó: l1 là hành trình làm việc của đầu to lò xo đĩa để mở ly hợp, chọn l1 2mm l2= 2 160 210 − − 166 70 = 4 , 36 ( mm )
Hành trình này nằm trong giới hạn cho phép [St]= 150mm
SỬA CHỮA, BẢO DƯỠNG VÀ ĐIỀU CHỈNH LY HỢP
KIỂM TRA SỬA CHỮA ĐĨA MA SÁT
Đĩa ma sát là bộ phận quan trọng nhất của bộ ly hợp ma sát, hư hỏng chính của đĩa ma sát có thể là nứt, vỡ, cong vênh, lỏng đinh tán bắt chặt các tấm ma sát trên đĩa hoặc đinh tán bắt giữ đĩa ma sát trên moay ơ, gãy hoặc liệt lò xo giảm chấn, mòn xước mặt ma sát và mòn rãnh khớp then hoa của moay ơ Đĩa ma sát có một trong nhưng hư hỏng này sẽ không đảm bảo cho ly hợp hoạt động bình thường, có thể gây hiện tượng trượt trong quá trình truyền lực, rung giật hoặc không nhả hết khi thao tác ngắt nối ly hợp.
Các đĩa ly hợp bị nứt, vỡ, cong vênh, biến dạng lớn, gãy lò xo giảm chấn hoặc mòn hỏng khớp then hoa moay ơ gây độ rơ lớn vơi trục sơ cấp hộp số theo chiều quay hoặc kẹt, không di chuyển dọc được phải loại bỏ Nếu đĩa ma sát có độ biến dạng nhỏ và không có hư hỏng gì, chỉ có các tấm ma sát bị chai cứng, xước hoặc mòn gần đến đầu đinh tán, có thể sửa chữa bằng cách đột đinh tán, tháo tấm ma sát cũ ra và thay tấm ma sát mới theo yêu cầu kỹ thuật.
Trước khi quyết định thay tấm ma sát, cấn kiểm tra độ cong vênh của đĩa trên bàn máp bằng căn lá 0,3 mm (căn lá không được vượt quá khe hở giữa mặt đĩa và mặt bàn máp) hoặc kiểm tra độ đảo của đĩa bằng đồng hồ xo Các đĩa có moay ơ còn tốt và độ đảo vượt quá 0,3 mm được nắn lại bằng cán nắn chuyên dùng Đĩa ly hợp được lắp lên khớp then hoa của trục gá hoặc trục sơ cấp tháo rời của hộp số và gá trục này lên giá kiểm tra qua các mũi tâm định vị Dùng tay quay đĩa ma sát một vòng, theo dõi đồng hồ xo, tìm vị trí có độ đảo lớn nhất để nắn lại cho tới khi đạt được độ đảo yêu cầu.
Trong trương hợp các tấm ma sát chưa mòn nhiều nhưng có nhiều đinh tán bị lỏng,cũng cần phải thay tấm ma sát và đinh tán mới Đinh tác bắt giữ đĩa ma sát trên moay ơ bị nơi lỏng cần phải đột đinh tán cũ ra và tán lại đinh mới Sau khi thay tấm ma sát và tán đinh tán, cần kiểm tra lại độ đảo của đĩa và nắn lại (nếu cần) đảm bảo đúng yêu cầu kỹ thuật.
KIỂM TRA SỬA CHỮA CỤM ĐĨA ÉP, LÒ XO ÉP VÀ VỎ LY HỢP
Đĩa ép có thể có các hư hỏng như nứt, vỡ, cong vênh, xước hoặc mòn thành gờ trên bề mặt ma sát hoặc mòn hỏng giá lắp đòn mở Đĩa ép bị nứt, vỡ, cong vênh lớn phải thay mới Đĩa ép có hiện tượng xước hoặc mòn thành gờ nhẹ được sửa chữa bằng cách mài phẳng lại hoặc đánh bóng bằng vải nhám.
Lò xo ép thường bị đốt nóng do nhiệt truyền từ bề mặt ma sát của đĩa ép trong quá trình đóng ngắt ly hợp nên có thể bị cháy lớp sơn và giảm tính đàn hồi Do đó, nếu thấy lò xo có màu xanh sẫm là lò xo bị đốt nóng nhiều, tính đàn hồi đã giảm nên cần thay lò xo mới Nếu lò xo nhìn bình thường, cần kiểm tra chiều dài ở trạng thái tự do và kiểm tra lực ép của lò xo trên thiết bị chuyên dùng.
Các đòn mở nếu bị biến dạng nhiều khác thường hoặc mòn các lỗ lắp chốt giữ lên đĩa ép hoặc lỗ lắp chốt giữ lên vỏ ly hợp hoặc mòn hỏng đầu tỳ lên bi “T” thì cần thay mới Nếu các bu lông hoặc vít điều chỉnh mòn, hỏng cần thay bu lông và vít điều chỉnh mới.
Vỏ ly hợp là chi tiết lắp đòn mở, lò xo và đĩa ép nên yêu cầu không được biến dạng hoặc mòn hỏng các lỗ ren và giá đỡ lắp đòn mở Cần kiểm tra kỹ bằng mắt thường, nếu có các hư hỏng nói trên cần thay mới.
Mặt bánh đà là một mặt ma sát của ly hợp nên cũng cần phải đảm bảo yêu cầu phẳng như mặt đĩa ẹp, không mòn thành gờ và không bị chai cứng Việc kiểm tra được thực hiện bằng cách dùng thước phẳng hoặc kiểm tra độ đảo nhờ đồng hồ xo Nếu bề mặt không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, có thể sửa chữa bằng cách mài bóng lại như đối với đĩa ép.
LẮP BỘ LY HỢP VÀ ĐIỀU CHỈNH ĐỘ ĐỒNG ĐỀU CỦA CÁC ĐÒN MỞ 49
đà (dùng xăng để rửa sạch nếu bẩn) Kiểm tra vòng bi gối trục sơ cấp hốp số ở đuôi trục khuỷu, nếu không bị rơ, lỏng thì bôi mỡ và chuẩn bị lắp bộ ly hợp Dùng trục sơ cấp hộp số hoặc trục then hoa chuyên dùng lắp vào moay ơ của đĩa ma sát và gối lên ổ bi trong ổ ở đuôi trục khuỷu để định tâm ly hợp, rồi lắp cụm vỏ ly hợp và đĩa ép lên bánh đà sao cho các dấu lắp đánh trên vỏ ly hợp và trên bánh đà thẳng nhau, xiết chặt bu lông Chú ý, xiết đều các bu lông theo thứ tự đối xứng đến khi chặt Giữ thẳng tâm trục định tâm với trục khuỷu cho đến khi xiết chặt toàn bộ các bu lông bắt giữ bộ ly hợp.
Sau khi lắp bộ ly hợp lên bánh đà, kiểm tra và điều chỉnh độ cao đồng đều của các đầu đòn mở bằng bu lông hoặc vít điều chỉnh trên đầu đòn mở hoặc trên vỏ bộ ly hợp để đảm bảo mặt tỳ của các đầu đòn mở phải nằm trên cùng một mặt phẳng song song với mặt ma sát của bánh đà Bu lông hoặc vít điều chỉnh nếu nằm trên đầu đòn mở sẽ đóng vai trò mặt tỳ của đòn mở, nếu ở trên vỏ ly hợp là bu lông điều chỉnh độ cao giá đỡ đòn mở
KIỂM TRA KHỚP TRƯỢT VÀ VÒNG BI NHẢ LY HỢP
Khớp trượt và vòng bi nhả ly hợp được làm thành một cụm chi tiết kín có sẵn mơ bôi trơn bên trong Vòng bi thuộc loại vòng bi chặn, mặt đầu ca ngoài tỳ lên các đòn mở và quay theo đĩa ép khi đạp bạn đạp ngắt ly hợp, ca trong được lắp liền với ống trượt. Khớp trượt được điều khiển chạy dọc trên ống giá đỡ đồng tâm với trục sơ cấp của hộp số Quan sát bên ngoài và xoay vòng bi để kiểm tra độ trơn tru Nếu rãnh lắp càng mở bị mòn, vỡ hoặc xoay nhẹ vòng bi thấy có hiện tương rơ, lỏng, kêu hoặc kẹt thì phải thay mới Không nên ngâm vòng bi hoặc khớp trượt trong dầu hoặc xăng để rửa vì sẽ làm chảy mỡ bôi trơn chứa bên trong.
LẮP CƠ CẤU ĐIỀU KHIỂN VÀ ĐIỀU CHỈNH HÀNH TRÌNH TỰ DO CỦA BÀN ĐẠP LY HỢP
Cần kiểm tra thanh nối đảm bảo không bị biến dạng so với trạng thái nguyên thuỷ, tra mỡ vào các khớp nối rồi lắp hoàn chỉnh cơ cấu dẫn động để các thanh nối chuyển động trơn tru, nhẹ nhàng, không bị chạm hoặc kẹt bởi các chi tiết xung quanh.
Hành trình tự do của bàn đạp ly hợp là khoảng di chuyển của bàn đạp từ vị trí thả tự do đến vị trí mà khớp trượt bắt đầu chạm vào đầu các đòn mở ngắt ly hợp Đối với cơ cấu dẫn động ly hợp kiểu cơ khí, hành trình tự do bắt buộc phải có để đĩa ép hoàn toàn ép lên đĩa ma sát mà không bị cản trở bởi đòn mở Do vậy nếu hành trình này không có hoặc quá nhỏ, ly hợp sẽ không nối được hoàn toàn do đĩa ép bị mắc bởi đòn mở và không ép sát được hoàn toàn lên đĩa ma sát, gây trượt ly hợp trong quá trình làm việc, do đó đĩa ma sát bị mòn nhanh Ngược lại, nếu hành trình tự do của bàn đạp quá lớn thì khi đạp bàn đạp đến kịch sàn xe, khớp trượt có thể vẫn chưa đi đến vị trí đẩy mở hoàn toàn đĩa ép khỏi đĩa ma sát, làm cho ly hợp không ngắt được hoàn toàn, gây khó khăn cho việc sang số.
Hành trình tự do của bàn đạp được kiểm tra bằng cách đặt thước chống lên sàn xe, đánh dấu trên thước ở vị trí bàn đạp ở trạng thái tự do, dùng tay ấn bàn đạp ly hợp xuống cho tới khi cảm thấy nặng tay thì dừng lại, đánh dấu tiếp trên thước Khoảng cách giữa hai dấu chính là hành trình tự do của bàn đạp Trị số yêu cầu tuỳ thuộc vào từng loại xe, thông thường khoảng 25 mm.
Việc điều chỉnh hành trình tự do bàn đạp ly hợp đối với cơ cấu điều khiển dùng các thanh nối được thực hiện bằng cách thay đổi chiều dài thanh kéo nối bàn đạp với càng mở khớp ly hợp Đối với cơ cấu điều khiển bằng cáp thì điều chỉnh hành trình tự do bàn đạp bằng cách thay đổi độ chênh lệch về chiều dài giữa cáp và vỏ bọc, có thể điều chỉnh đai ốc điều chỉnh để thay đổi độ dài vỏ trong khi độ dài cáp không đổi hoặc ngược lại.
NHỮNG HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP VÀ BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA
- Khi tăng ga vận tốc của xe không tăng theo tương ứng.
- Khe hở giữa đầu đòn mở và bi T không có hay không có hành trình tự do của bàn đạp.
- Do lò xo ép bị yếu.
- Bề mặt tiếp xúc giữa bánh đà và đĩa bị động hoặc đĩa ép với đĩa bị động mòn không đều.
- Bề mặt tấm ma sát bị dính dầu.
- Đĩa bị động bị cong vênh.
- Kiểm tra và điều chỉnh hành trình tự do cho đúng.
- Kiểm tra và thay thế lò xo nếu lò xo giảm lực ép quá mức cho phép.
- Kiểm tra bề mặt làm việc của tấm ma sát, nếu dính dầu phải rửa sạch dầu.
- Kiểm tra đĩa bị động, đĩa ép và bánh đà Nếu bị cong vênh hay mòn không đều thì phải sữa chữa hoặc thay thế
Phương pháp xác định trạng thái trượt của ly hợp:
- Gài số cao, đóng ly hợp: Chọn một đoạn đường bằng, cho xe đứng yên tại chỗ, nổ máy, gài số tiến ở tay số cao nhất (số 4 hoặc 5) , đạp và giữ phanh chân, cho động cơ hoạt động ở chế độ tải lớn bằng chân ga, từ từ nhả bàn đạp ly hợp Nếu động cơ bị chết máy chứng tỏ bộ ly hợp làm việc tốt, nếu động cơ không chết máy chứng tỏ bộ ly hợp đã bị trượt.
- Giữ trên dốc: Chọn đoạn đường bằng phẳng và tốt, có độ dốc khoảng 8 10 0 Cho xe đứng bằng phanh trên mặt dốc, đầu xe theo chiều xuống dốc, tắt động cơ, tay số để ở tay số thấp nhất, từ từ nhả bàn đạp phanh, bánh xe không bị lăn xuống dốc chứng tỏ ly hợp hoạt động tốt, còn nếu bánh xe bị lăn chứng tỏ ly hợp bị trượt.
- Đẩy xe: Chọn một đoạn đường bằng, cho xe đứng yên tại chỗ, không nổ máy, gài số tiến ở tay số thấp nhất đẩy xe Xe không chuyển động chứng tỏ ly hợp tốt, nếu xe chuyển động chứng tỏ ly hợp bị trượt Phương pháp này chỉ dùng được với ôtô con với khoảng 4 5 người đẩy.
4.6.2 Ly hợp ngắt không hoàn toàn
Biểu hiện: Sang số khó, gây va đập ở hộp số khi chuyển số.
- Hành trình tự do bàn đạp quá lớn.
- Các đầu đòn mở không nằm trong cùng mặt phẳng do đĩa bị động và đĩa ép bị cong vênh.
- Do khe hở đầu đòn mở lớn quá nên không mở được đĩa ép làm đĩa ép bị cong vênh.
- Ổ bi kim đòn mở rơ.
- Đối với ly hợp hai đĩa ma sát, các cơ cấu hay lò xo vít định vị của đĩa ép trung gian bị sai lệch.
- Kiểm tra điều chỉnh hành trình tự do của bàn đạp
- Kiểm tra các ổ bi T, ổ bi kim, nếu bị kẹt hoặc rơ cần điều chỉnh lại.
- Kiểm tra đòn mở, đĩa bị động và đĩa ép Nếu bị cong vênh cần sữa chữa hoặc thay thế.
Phương pháp xác định trạng thái ngắt không hoàn toàn:
- Gài số thấp, mở ly hợp: Cho ôtô đứng yên trên mặt đường phẳng, tốt, nổ máy, đạp bàn đạp ly hợp hết hành trình và giữ nguyên vị trí, gài số thấp nhất, tăng ga Nếu ôtô chuyển động chứng tỏ ly hợp ngắt không hoàn toàn, còn nếu không chuyển động chứng tỏ ly hợp ngắt hoàn toàn.
- Nghe tiếng va chạm đầu răng trong hộp số khi chuyển số: Ôtô chuyển động thực hiện gài số hay chuyển số Nếu ly hợp ngắt không hoàn toàn, có thể không gài được số hay có va chạm mạnh trong hộp số Hiện tượng xuất hiện ở mọi trạng thái khi chuyển các số khác nhau.
4.6.3 Ly hợp đóng đột ngột
Mặc dù nhả bàn đạp chậm và êm nhẹ nhưng ôtô vẫn chuyển động bị giật chứng tỏ ly hợp đã bị đóng đột ngột.
- Đĩa bị động mất tính đàn hồi, lò xo giảm chấn bị liệt.
- Do lái xe thả nhanh bàn đạp.
- Do then hoa của moay ơ đĩa bị động bị mòn.
- Do mối ghép giữa tấm ma sát và moay ơ bị lỏng.
- Kiểm tra thay thế tấm ma sát của đĩa bị động và lò xo giảm chấn.
- Kiểm tra và thay thế then hoa moay ơ đĩa bị động nếu mòn quá.
- Kiểm tra mối ghép giữa tấm ma sát và moay ơ đĩa bị động Nếu lỏng cần tán lại đảm bảo yêu cầu.
4.6.4 Ly hợp phát ra tiếng kêu
- Nếu có tiếng gõ lớn: Do rơ lỏng bánh đà, bàn ép, hỏng bi đầu trục.
- Khi thay đổi đột ngột số vòng quay động cơ có tiếng va kim loại chứng tỏ khe hở giữa then hoa quá lớn (then hoa bị rơ ).
- Nếu có tiếng trượt mạnh theo chu kỳ: Đĩa bị động bị cong vênh.
- Ở trạng thái làm việc bình thường (ly hợp đóng hoàn toàn) có tiếng va chạm nhẹ chứng tỏ có sự va chạm giữa đầu đòn mở với bạc, bi T.
4.6.5 Bàn đạp ly hợp bị rung
- Bánh đà bị cong vênh hoặc lắp không đúng.
- Vỏ ly hợp bị lắp lệch tâm bánh đà.
- Chỉnh các đầu đòn mở không đều.
- Đĩa ép hoặc đĩa ma sát bị cong vênh.
- Cụm đĩa ép lắp không đúng tâm.
- Kiểm tra trạng thái kỹ thuật của bánh đà, nếu cong vênh cần thay thế hoặc sữa chữa, nếu lắp không đúng cần lắp lại.
- Kiểm tra điều chỉnh lại vỏ ly hợp.
- Kiểm tra điều chỉnh lại các đòn mở.
- Kiểm tra đĩa ép và đĩa ma sát, nếu hỏng cần thay thế hoặc sữa chữa.
- Kiểm tra điều chỉnh lắp ghép cụm đĩa ép
4.6.6 Đĩa ép bị mòn nhanh
- Bánh đà hoặc đĩa ép bị nứt.
- Lò xo ép bị yếu hoặc gãy gây trượt nhiều.
- Đĩa ép hoặc đĩa ma sát bị cong vênh.
- Hành trình tự do của bàn đạp không đúng.
- Kiểm tra thay thế bánh đà và đĩa ép.
- Kiểm tra lò xo ép ly hợp, nếu không đảm bảo yêu cầu cần phải thay thế
- Kiểm tra điều chỉnh lại hành trình tự do của bàn đạp cho đúng.