Đồ án môn học thiết kế cụm ly hợp trên xe ô tô con 7 chỗ có cả file bản vẽ và word chỉnh sửa được Đồ án ly hợp 7 chỗ là một thiết kế xe ô tô có 7 chỗ ngồi, được trang bị hệ thống ly hợp tiên tiến. Hệ thống ly hợp này giúp xe dễ dàng chuyển số và vận hành êm ái, đồng thời tăng cảm giác lái. Phục vụ việc tham khảo làm đồ án môn học khung gầm
TỔNG QUAN VỀ LY HỢP
Nhiệm vụ, phân loại, yêu cầu
Trên hệ thống truyền lực ô tô, ly hợp là một thành phần rất quan trọng, nó có những chức năng chính là:
Nối động cơ với hệ thống truyền lực khi ôtô di chuyển
Ngắt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong trường hợp khi ôtô khởi hành hoặc sang số
Đảm bảo an toàn cho các chi tiết của hệ thống truyền lực khi gặp tình huống quá tải, như phanh đột ngột mà không nhả ly hợp
1.1.2 Phân loại: a Theo phương pháp truyền momen:
Theo phương pháp 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: momen truyền động nhờ các bề mặt ma sát
- Ly hợp thuỷ lực: momen truyền động nhờ năng lượng của chất lỏng
- Ly hợp điện từ: momen truyền động nhờ tác dụng của trường nam châm điện
- Ly hợp liên hợp: momen 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 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 d Theo phương pháp dẫn động ly hợp:
Theo phương pháp dẫn động ly hợp người ta chia ly hợp thành các loại sau:
- Ly hợp dẫn động cơ khí
- Ly hợp dẫn động thuỷ lực
- 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
- 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.
Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của ly hợp
- Đối với hệ thống ly hợp, về mặt cấu tạo người ta chia thành các bộ phận chính:
- Cơ cấu ly hợp: là bộ phận thực hiện việc nối và ngắt truyền động từ động cơ đến hệ thống truyền lực
- Dẫn động ly hợp: là bộ phận thực hiện việc điều khiển đóng mở ly hợp
1.2.1 Ly hợp ma sát khô một đĩa bị động lò xo ép hình trụ bố trí xung quanh: a Sơ đồ cấu tạo chung:
Hình 1.1 Ly h ợp ma sát khô một đĩa bị động
2 đĩa ma sát; 8 lò xo hồi vị bàn đạp ;
4 lò xo ép; 10 càng mở;
5 vỏ ly hợp; 11 bi tỳ;
- 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 sẽ quay cùng với bánh đà
- Nhóm các chi tiết bị động gồm đĩa bị động (đĩa ma sát), trục ly hợp Khi ly hợp mở hoàn toàn thì các chi tiết thuộc nhóm bị động sẽ đứng yên
Theo sơ đồ cấu tạo, vỏ ly hợp (số 5) được bắt cố định vào bánh đà (số 1) thông qua hệ thống bu lông, trong khi đĩa ép (số 3) có thể di chuyển tịnh tiến bên trong vỏ ly hợp Đĩa ép này được trang bị bộ phận truyền mô men xoắn từ vỏ ly hợp, đóng vai trò quan trọng trong quá trình truyền lực từ động cơ tới hộp số.
5 vào đĩa ép Các chi tiết 1, 3, 4, 5 được gọi là phần chủ động của ly hợp Chi tiết số 2 được gọi là phần bị động của ly hợp, các bộ phận còn lại thuộc bộ phận dẫn động ly hơp b Nguyên lý hoạt động:
Ở trạng thái đóng ly hợp, lò xo 4 tựa vào vỏ 5 và đĩa ép số 3, tạo ra lực ép chặt đĩa bị động 2 với bánh đà số 1 Kết quả là phần chủ động và bị động của ly hợp liên kết thành một khối cứng Mô men từ động cơ truyền từ phần chủ động sang phần bị động thông qua bề mặt ma sát giữa đĩa bị động 2 và 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 hợp (trục sơ cấp hộp số) 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 ngắt truyền động từ động cơ tới trục sơ cấp của hộp số 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 tỳ 11 sẽ dịch chuyển sang trái Sau khi khắc phục hết khe hở, bi tỳ 11 sẽ tì vào đầu đòn mở 12 Nhờ có khớp bản lề của bản lề liên kết với vỏ 5 nên đầu kia của đòn mở 12 sẽ kéo đĩa ép 3 nén lò xo 4 lại để dịch chuyển sang phải Khi này các bề mặt ma sát giữa bộ phận chủ động và bị động của ly hợp được tách ra và ngắt truyền động từ trục cơ tới trục sơ cấp của hộp số c Ưu 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
1.2.2 Ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động lò xo ép hình trụ bố trí xung quanh : a Sơ đồ cấu tạo chung:
Hình 1.2 Ly h ợp ma sát khô hai đĩa bị động
1 Bánh đà 7 Lò xo ép 13 Thanh kéo
2 Lò xo đĩa bị động 8 Vỏ ly hợp 14 Càng mở
3 Đĩa ép trung gian 9 Bạc mở 15 Bi tỳ
4 Đĩa bị động 10 Trục ly hợp 16 Đòn mở
5 Đĩa ép 11 Bàn đạp ly hợp 17 Lò xo giảm chấn
6 Bu lông hạn chế 12 Lò xo hồi vị bàn đạp ly hợp a Cấu tạo:
Nhìn chung cấu tạo của ly hợp hai đĩa cũng bao gồm các bộ phận và các chi tiết cơ bản như đối với ly hợp một đĩa Điểm khác biệt là ở ly hợp hai đĩa có hai đĩa bị động số 4 cùng liên kết then hoa với trục ly hợp 10 Vì có hai đĩa bị động nên ngoài đĩa ép 5 còn có thêm đĩa ép trung gian 3 ở ly hợp hai đĩa phải bố trí thêm cơ cấu truyền mô men từ vỏ hoặc bánh đà sang đĩa ép và cả đĩa trung gian b Nguyên lý hoạt động:
Nguyên lý làm việc của ly hợp hai đĩa bị động cũng tương tự như ly hợp một đĩa c Ưu 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
+Mở không dứt khoát, nhiệt lớn, kết cấu phức tạp nên khó bảo dưỡng và sữa chữa
1.2.3 Ly hợp thuỷ lực: a Sơ đồ cấu tạo chung:
Cấu tạo của ly hợp thủy lực được trình bày như hình vẽ bao gồm:
Hình 1 3 Ly h ợp thủy lực
Cấu tạo ly hợp chính gồm bánh bơm và bánh tuabin Cả hai bánh công tác này đều có dạng nửa hình vòng tròn và được bố trí nhiều cánh dẫn hướng tâm.
Bánh bơm hàn chặt với vỏ ly hợp và gắn chặt vào vỏ trục khuỷu động cơ, quay cùng tốc độ với trục khuỷu Chức năng chính của bánh bơm là vận chuyển lưu chất đến bánh tuabin, nhờ đó truyền mô-men xoắn.
Bánh tuabin được đặt trong vỏ ly hợp có thể quay tự do, được nối với trục sơ cấp hộp số bằng khớp nối then hoa, nó chịu sự tác động của dòng chất lỏng từ bánh bơm truyền sang, khi đó nó sẽ quay và truyền chuyển độngcho trục sơ cấp hộp số b Nguyên lý hoạt động:
Ly hợp thuỷ lực hoạt động dựa trên nguyên lý thuỷ động Khi trục khuỷu của động cơ quay, nó sẽ truyền động lực để quay bánh bơm Khi bánh bơm quay, chất lỏng chứa bên trong khoang công tác cũng sẽ bị quay theo
Chất lỏng này có hai chuyển động:
Chuyển động quay theo bánh bơm
Do chất lỏng chuyển động, nên nó sẽ tích luỹ thêm động năng khi di chuyển từ trong ra ngoài bánh bơm
Sau khi ra khỏi bánh bơm, dòng chất lỏng chứa nhiều động năng sẽ được chuyển sang bánh tuốc bin Động năng của dòng chất lỏng này sẽ làm cho bánh tuốc bin quay theo
LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN DẪN ĐỘNG
Hệ thống dẫn động ly hợp có tác dụng truyền lực bàn đạp của người lái tác động vào bàn đạp đến ly hợp để thực hiện việc đóng ngắt ly hợp
Dẫn động ly hợp thường là dẫn động cơ khí hoặc thủy lực Dẫn động cơ khí có ưu điểm chung là kết cấu đơn giản dễ chế tạo tuy nhiên chúng cũng có nhược điểm là lực bàn đạp thường phải lớn và khó bố trí với những ôtô có động cơ đặt xa người lái Dẫn động cơ khí được thường được sử dụng trên một số ôtô con và ôtô tải do ôtô con có yêu cầu lực bàn đạp nhỏ và ôtô tải thường có bình khí nén nên việc bố trí trợ lực thuận lợi, dẫn động thủy lực hiện nay được sử dụng trên hầu hết các loại ôtô con và ôtô chở khách do có ưu điểm rất lớn là nhỏ gọn, tạo được lực bàn đạp lớn, dế bố trí trên ôtô và thời 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 ở trên
Các phương án dẫn động thường dùng là:
- Dẫn động cơ khí trợ lực khí nén
- Dẫn động cơ khí trợ lực chân không
- Dẫn động thuỷ lực trợ lực khí nén
- Dẫn động thủy lực trợ lực chân không
Sử dụng các cơ cấu truyền lực bằng cơ khí để truyền lực đóng hoặc ngắt ly hợp a Sơ đồ kết cấu:
Hình 1 5 Sơ đồ dẫn động ly hợp bằng cơ khí
1.Đĩa bị động 2.Đĩa ép 3.Đòn mở
4.Bi T 5.Lò xo hồi vị bi T 6.Càng mở
7.Bàn đạp 8.Lò xo hồi vị bàn đạp 9.Đòn dẫn động b Nguyên lý làm việc:
Người lái tác dụng lực vào bàn đạp, lực bàn đạp thông qua đòn dẫn động 9 và càng mở
6 làm cho bi T 4 dịch chuyển sang trái tỳ vào đầu đòn mở, đòn mở kéo đĩa ép và đĩa bị động tách khỏi các bề mặt làm việc làm mở ly hợp
- Khi đóng ly hợp : Người lái thôi không tác dụng lực vào bàn đạp, lò xo hồi vị bàn đạp kéo bàn đạp trở về vị trí ban đầu Đồng thời lò xo hồi vị bi T kéo bi T dịch chuyển sang phải và 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 :
- Ưu điểm: +Kết cấu đơn giản nên dễ chế tạo và bảo dưỡng, sửa chữa
+Mở nhanh và dứt khoát
+Lực ma sát giữa các cơ cấu lớn nên dẫn đến nặng khi đạp Có thể khắc phục bằng cách sử dụng trợ lực Đóng không êm dịu
1.3.2 Dẫn động cơ khí có trợ lực khí nén : a Sơ đồ cấu tạo
Hình 1 6 Sơ đồ dẫn động ly hợp bằng cơ khí
1.Ống dẫn khí 2.Xy lanh công tác 3.Càng mở
4.Đòn mở 5.Đĩa ép 6.Đĩa bị động
7.Bi T 8.Lò xo hồi vị bi T 9.Bình khí nén
10.Xy lanh phân phối 11.Bàn đạp 12.Lò xo hồi vị bàn đạp b Nguyên lý hoạt động :
- Khi ngắt ly hợp: Người lái tác dụng một lực lên bàn đạp 11 làm cho xy lanh phân phối 10 cùng pittông của nó chuyển động sang trái làm cho càng mở 3 đẩy bi T 7 dịch chuyển sang trái và ép vào đòn mở 4 Đòn mở kéo đĩa ép cùng đĩa bị động tách ra khỏi bề mặt làm việc và ly hợp được ngắt Đồng thời sự chuyển động tương đối giữa pittông và xy lanh của xy lanh phân phối 10 làm mở van khí nén Khí nén từ bình khí đi qua xy lanh phân phối, qua ồng dẫn
1 vào xy lanh công tác 2 đẩy pittông của xy lanh này dịch chuyển sang phải đẩy vào càng mở
3 làm giảm bớt một phần lực cho người lái
Khi người lái thôi tác dụng lực vào bàn đạp, lò xo hồi vị bàn đạp kéo bàn đạp trở về vị trí ban đầu Đồng thời kéo xy lanh phân phối 10 sang phải làm kéo càng mở 3 thôi không ép
Xilanh phân phối trở về vị trí ban đầu và đóng van khí nén, thông khoang trong xilanh phân phối với khí trời Do đó, áp suất khí nén không còn tác động lên xilanh công tác, khiến xilanh công tác không còn tạo lực lên càng mở.
- Khi giữ bàn đạp ở một vị trí nào đó :
Khi người lái giữ nguyên bàn đạp ở một vị trí nào đó thì xy lanh phân phối 10 cũng dừng tại một vị trí nhất định Lúc này van khí nén vẫn mở và khí nén vẫn vào xy lanh công tác tuy nhiên lượng khí nén vào trong xy lanh công tác là không đổi cho nên ly hợp được mở ở một vị trí nhất định c Ưu nhược điểm :
+ Giảm được lực của người lái tác dụng lên bàn đạp
+ Vẫn đảm bảo an toàn vì nếu trợ lực hỏng thì ly hợp vẫn làm việc được
+ Phải cần máy nén khí
+ Khi mất trợ lực thì lực điều khiển của người lái rất lớn
1.3.3.Dẫn động thủy lực : a Sơ đồ cấu tạo
Hình 1 7 Sơ đồ dẫn động ly hợp bằng thủy lực
4.Bi T 5.Lò xo hồi vị bi T 6.Xy lanh chính
7.Bàn đạp 8.Lò xo hồi vị bàn đạp 9.Càng mở
10.Xy lanh công tác 11.Ống dẫn dầu b Nguyên lý làm việc:
Khi người lái tác dụng một lực lên bàn đạp, dầu từ xy lanh chính 6 qua ống dẫn 11 vào xy lanh công tác 10 đẩy pittông của xy lanh này đi sang phải thông qua càng mở đẩy bi T 4 ép vào đòn mở 3 làm cho đòn mở kéo đĩa ép và đĩa bị động tách ra làm mở ly hợp
Khi người lái thôi không tác dụng lực vào bàn đạp, nhờ lò xo hồi vị bi T 5 và lò xo hồi vị bàn đạp 8 đẩy pittông của xy lanh công tác 10 sang trái làm đẩy dầu qua ống 11 trở về xy lanh chính 6 đẩy trả bàn đạp vể vị trí ban đầu Đồng thời nhờ lò xo hồi vị nên bi T cũng được đẩy tách ra khỏi đòn mở làm mở ly hợp c Ưu nhược điểm :
+ Kết cấu đơn giản, dễ bố trí trên xe
+ Dẫn động êm, có thể tạo được lực bàn đạp lớn
+ Các chi tiết cần độ kín khít tốt nên khó khăn trong việc chế tạo và chăm sóc, bảo dưỡng
1.3.4 Dẫn động thủy lực có trợ lực chân không: a Sơ đồ cấu tạo
Hình 1 8 Sơ đồ dẫn động thủy lực có trợ lực chân không
1.Ống dẫn dầu 2.Xy lanh công tác 3.Càng mở
4.Bi T 5.Đòn mở 6.Đĩa ép
7.Đĩa bị động 8.Lò xo hồi vị bi T 9.Họng hút
10.Bàn đạp 11.Lò xo hồi vị bàn đạp 12.Bộ trợ lực
13.Xy lanh chính b Nguyên lý hoạt động của bộ trợ lực:
Khi mở ly hợp: Khi người lái đạp bàn đạp làm đẩy van khí 4 mở ra đồng thời van điều khiển 1 (bằng cao su) đóng van chân không 2 lại Lúc này khoang B được nối với khoang khí trời C và khoang B không thông với khoang chân không A, tạo ra sự chênh lệch áp suất giữa hai khoang A và B, làm van chân không chuyển động sang trái đẩy pittông của xy lanh chính
13 sang trái làm dầu trong xy lanh chính theo ống 1 sang xy lanh công tác 2 đẩy pittông của xy lanh công tác sang phải qua càng mở 3 đẩy bi T 4 ép vào đòn mở 5 làm mở ly hợp
Hình 1 9 Sơ đồ bộ trợ lực chân không
1 Van điều khiển 2 Van chân không
3, 6 Lò xo hồi vị 4 Van khí
Khi đóng ly hợp: Khi người lái thôi tác dụng vào bàn đạp, nhờ các lò xo hồi vị làm van khí 4 trở về vị trí ban đầu, lúc này van khí 4 ép chặt làm mở van chân không 2 ra Kết quả là khoang A thông với khoang B và khoang B không thông với khoang C nữa Hai khoang A và
B không có sự chênh lệch áp suất nên không sinh ra trợ lực nữa và các chi tiết cũng trở về vị trí ban đầu
Khi người lái dừng chân ở một vị trí nào đó thì van khí 4 dừng lại Nhưng màng cao su 5 vẫn dịch chuyển một chút và kéo van chân không 2 đi theo nên đẩy van điều khiển 1 ép chặt vào van khí 4 làm đóng van khí Lúc này cả van khí và van chân không đều được đóng lại và không khí trong khoang B không đổi, sự chênh lệch áp suất giữa hai khoang
PHƯƠNG ÁN CHỌN LOẠI LÒ XO ÉP
Hình 1.10 Đặc tính các loại lò xo ép ly hợp a - Lò xo côn xoắn b - Lò xo trụ c - Lò xo đĩa
F l : Lực ép, l : Biến dạng của lò xo
Lò xo trụ có đường đặc tính làm việc là đường b trên hình 3.1
Lò xo trụ thường được bố trí theo vòng tròn trên đĩa ép Để định vị các lò xo và giảm độ biến dạng của chúng dưới tác dụng của a b c
l lực ly tâm, thường sử dụng các cốc, vấu lồi trên đĩa ép hoặc trên vỏ ly hợp a Ưu điểm:
- Kết cấu nhỏ gọn, khoảng không gian chiếm chỗ ít vì lực ép tác dụng lên đĩa ép lớn
- Đảm bảo được lực ép đều lên các bề mặt ma sát bằng cách bố trí các lò xo đối xứng với nhau và với các đòn mở
- Luôn giứ được đặc tính tuyến tính trong toàn bộ vùng làm việc
- Giá thành rẻ, chế tạo đơn giản b Nhược điểm:
- Các lò xo thường không đảm bảo được các thông số giống nhau hoàn toàn, đặc biệt là sau một thời gian làm việc lực ép của các lò xo sẽ không đều nhau Do đó phải chế tạo lò 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
Hình 1 11 ường đặc tính làm việc lò xo công xoắn
Lò xo công xoắn có đường đặc tính làm việc là đường a trên hình 1.11 a Ưu điểm:
-Lò xo côn cho phep chồng lên nhau nên độ cứng tăng lên đáng kể khi chiều cao và kích thước của lò xo hầu như không thay đổi
- Lực ép lên lò xo lớn, nên thường được dùng trên ôtô có mômen của động cơ trên 50 KGm
- Có thể giảm được không gian của kết cấu do lò xo có thể ép đến khi lò xo nằm trên một mặt phẳng
-Lò xo côn hoạt động ổn định hơn và ít bị gãy hỏng hơn các lò xo chịu nén bình thường b Nhược điểm:
- Khoảng không gian ở gần trục ly hợp sẽ chật và khó bố trí bạc mở ly hợp
- Dùng lò xo côn thì áp suất lò xo tác dụng lên đĩa ép phải qua các đòn ép do đó việc điều chỉnh ly hợp sẽ phức tạp
- 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 lò 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 1.12 Lò xo đĩa loại DST
Lò xo đĩa có đường đặc tính làm việc là đường c trên hình 1.11
Lò xo đĩa được chế tạo bằng thép lò xo và được bắt chặt vào bàn ép ly hợp bằng đinh tán hoặc bằng bulông Ở mỗi phía của lò xo đĩa bố trí các vòng trụ xoay hoạt động như một trục xoay khi lò xo đĩa quay Đối với loại bàn ép ly hợp thông thường có các lò xo chịu kéo đẻ nối đĩa ép ly hợp với lò xo đĩa a.Ưu điểm:
- Lò xo đĩa làm luôn nhiệm vụ của đòn mở nên kết cấu đơn giản và nhỏ gọn
- Lò xo đĩa có đặc tính làm việc hợp lý vì trong vùng làm việc lực ép thay đổi không dáng kể theo biến dạng Do vậy lực ngắt ly hợp đòi hỏi không lớn và khi đĩa ma sát bị mòn thì lực ép thay đổi không đáng kể b Nhược điểm:
- Việc chế tạo khó khăn
Hình 1.13 Đặc tính làm việc của lò xo đĩa và trụ
Qua việc tham khảo các loại lò xo ép em quyết định chọn loại lò xo ép là lò xo đĩa vì tất cả những đăc tính tối ưu của nó.
ĐĨA BỊ ĐỘNG CỦA LY HỢP
Hình 1 14 Các b ộ phận trên đĩa bị động Đĩa bị động của ly hợp có cấu tạo gồm hai tấm ma sát được gắn với nhau bằng đinh tán thông qua xương đĩa Xương đĩa lại được tán với moay ơ đĩa bị động
Một trong những yêu cầu quan trọng của ly hợp là phải đóng êm dịu Yêu cầu này liên quan trực tiếp đến cấu tạo của đĩa bị động Để tăng tính êm dịu, đĩa bị động được thiết kế dạng đàn hồi Độ đàn hồi của đĩa được cải thiện bằng cách tạo ra những hình thù cấu trúc nhất định hoặc bổ sung các chi tiết đặc biệt giúp làm giảm độ cứng của đĩa
Cụ thể, để giảm độ cứng của đĩa bị động, người ta thường xẻ các rãnh hướng tâm trên bề mặt đĩa Các đường xẻ rãnh này sẽ chia đĩa bị động ra thành nhiều phần nhỏ hơn Số lượng rãnh phụ thuộc vào đường kính của đĩa Việc tạo các rãnh hướng tâm còn giúp đĩa bị động ít bị cong vênh khi làm việc ở nhiệt độ cao Đồng thời, nó cũng tăng khả năng thoát các bụi mòn ra ngoài trong quá trình ly hợp hoạt động.
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỤM LY HỢP
XÁC ĐỊNH MÔMEN MA SÁT CỦA LY HỢP
Mômen ma sát của ly hợp được tính theo công thức sau:
Me: Mômen ma sát của ly hợp
Memax: Mômen xoắn cực đại của động cơ
: Hệ số dự trữ ly hợp
Hệ số β đóng vai trò quan trọng trong việc truyền tải mô-men của động cơ Để đảm bảo truyền tải hết mô-men trong mọi trường hợp, β phải lớn hơn 1 Tuy nhiên, β không nên quá lớn để tránh làm tăng kích thước đĩa bị động hoặc số lượng đĩa ma sát Điều này liên quan trực tiếp đến kích thước và khối lượng của bộ ly hợp, cũng như lực tác dụng lên đĩa ma sát và khả năng chịu tải của hệ thống truyền lực khi hoạt động trong điều kiện bất thường.
Dựa theo tiêu trí trên và dựa theo kinh nghiệm ta chọn
Với ôtô du lịch: = 1,2 1,75: chọn = 1,5
Vậy mômen ly hợp Ml = 141x 1,5 = 211,5 (Nm)
XÁC ĐỊNH KHÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA LY HỢP
2.2.1 Xác định đường kính trong và ngoài đĩa ma sát
Khi thiết kế người ta chọn sơ bộ đường kính ngoài theo kinh nghiệm như sau:
Loại xe Hệ Số A Ô tô du lịch 0,47 Ô tô vận tải trong điều kiện bình thường 0,36 Ô tô vận tải trong điều kiện nặng 0,19 Ở đây:
D2: Đường kính ngoài đĩa ma sát
A: Hệ số kinh nghiệm , A = 0,47 đối với ô tô du lịch
0,47 = 173,2 (mm) Chọn D2 = 200 (mm) R2 = 100 (mm) Đường kính trong D1 chọn theo: D1 = (0,53 0,75) D2
Xe thiết kế chạy bằng xăng, số vòng quay động cơ tương đối cao nên lấy D1 ở trị số lớn:
Vậy ta chọn kích thước bán kính trong và ngoài đĩa ma sát là:
Hình 2.1 Sơ đồ xác định Rtb
𝑅 2 2 −𝑅 1 2 = 83,74 𝑚𝑚 = 0,08374𝑚 ( lấy 𝑅 𝑡𝑏 này ) Hoặc tính theo : 𝑅 𝑡𝑏 = 𝑅 2 +𝑅 1
Mômen ma sát của ly hợp được xác định theo công thức
Ở đây ta dùng vật liệu thép với thép theo bảng: chọn hệ số ma sát = 0,2 và chọn áp suất cho phép [q] = 370 ( KN/m 2 ) i = 4.𝛽.𝑀 𝑒 𝑚𝑎𝑥
2.𝜋.0,08374 2 0,035.0,2.370.1000=1.853 Trong đó ta chọn số đôi bề mặt ma sát i = 2
[q]: là áp suất cho phép lên bề mặt,[q] = 250 – 400 kN/m 2 b – Bề rộng đĩa ma sát ; b = R2 – R1 = 100 – 65 = 35 mm = 0,035 m q và [q] : áp lực và áp lực riêng trên bề mặt ma sát chọn
2.2.2 Kiểm nghiệm áp suất trên bề mặt ma sát
2.𝜋.𝑅 𝑡𝑏 2 𝑏.à.𝑖≤ [𝑞] [q] = 370 (KN/m 2 ] Thay các giá trị ở trên vào
Vậy ta thấy tấm ma sát đảm bảo độ bền.
XÁC ĐỊNH CÔNG TRƯỢT SINH RA TRONG QUÁ TRÌNH ĐÓNG LY HỢP
Khi khởi động : Đĩa chủ động ly hợp đang quay theo trục khuỷu còn đĩa bị động chưa quay (có sự chênh lệnh về tốc độ) Trước khi đĩa bị động cùng quay với đĩa chủ động thành một khối liền thì bao giờ cũng có trượt Khi sang số hoặc khi phanh người lái thường mở ly hợp rồi đóng lại thì sự chênh lệch tốc độ giữa đĩa bị động và chủ động bao giờ cũng sinh ra trượt trước khi chúng quay thành hệ thống liền Tóm lại cứ một nguyên nhân nào mà sinh ra độ chênh lệch tốc độ của 2 đĩa kể trên đều sinh ra trượt
Hiện tượng trượt sinh ra công ma sát, công ma sát biến thành nhiệt làm nung nóng các chi tiết của ly hợp lên quá nhiệt độ làm việc bình thường và nhất là lò xo có thể bị ủ ở nhiệt độ cao như vậy có thể làm mất khả năng ép, gây hao mòn nhanh các chi tiết (đĩa ma sát, đĩa ép )
Công trượt riêng phụ thuộc vào kết cấu, vật liệu, tải trọng và cả cách điều khiển của người lái vào bề mặt ma sát ly hợp Với kết cấu, tải trọng, vật liệu đã có, ta xét công trượt phụ thuộc vào cách điều khiển
2.3.2 Xác định công trượt của ly hợp khi khởi động tại chỗ
Trong trường hợp đóng ly hợp đột ngột, động cơ hoạt động ở số vòng tua cao và đột ngột nhả bàn đạp ly hợp Dù thời gian đóng ly hợp ngắn nhưng lại sinh ra tải trọng động rất lớn, do đó không nên sử dụng trường hợp đóng ly hợp đột ngột.
Trường hợp đóng ly hợp êm dịu : Để xác định được công trượt lớn nhất thì xét trường hợp đóng ly hợp êm dịu lúc khởi động
Quá trình này chia làm 2 giai đoạn
+Tăng mômen ly hợp từ 0 đến Ma (mômen cần chuyển động quy dẫn về trục ly hợp), khi đó ôtô bắt đầu chuyển động tại chỗ (đặc trưng bằng công trượt L1)
+ Tăng mômen ly hợp tới một giá trị thích hợp mà ly hợp không thể trượt được nữa (đặc trưng bằng công trượt L2)
Vậy công trượt trong trường hợp đóng ly hợp êm dịu:
Phần giải nghĩa các thông số và tính toán thông số:
Ma: Mômen cản chuyển động q dẫn về trục ly hợp và được tính theo công thức
Số à phụ thuộc vào nhiều yếu tố: như vật liệu và tỡnh trạng của đụi bề mặt ma sỏt, tốc độ trượt tương đối, nhiệt độ và áp suất trên bề mặt ma sát đối với ly hợp ma sát cơ khí ôtô thép với phờrađụ thỡ hệ số ma sỏt à cú thể đạt 0,35 theo “bảng 3.1 Sỏch thiờt kế tớnh toỏn ụtụ”như ở dưới do ảnh hưởng của các yếu tố nhiệt độ, tốc độ trượt vv theo “Sách kết cấu tính toán ụtụ của ths.Lờ Văn Tụy –Khoa Cơ Khớ Giao Thụng-Trường ĐHĐN) ta chọn à = 0,022 ữ 0,30
Bảng 3.1 “Sách thiết kế tính toán ôtô”
Bảng III.2 : Hệ số ma sát của một số vật liệu
Nguyên liệu của các bề mặt ma sát
Hệ số ma sát Áp suất cho phép [q]
Thép với phêrađô hoặc phêrađô đồng 0,25 ÷ 0,35 0,07 ÷ 0,15 100 ÷ 250
Thép với phêrađô cao su 0,4 ÷ 0,5 0,07 ÷ 0,15 100 ÷ 250
Thép hoặc gang với kim loại sứ 0,4 ÷ 0,55 0,09 ÷ 0,12 400 ÷ 600
G : Tải trọng toàn bộ của ôtô : G = 18400 (N)
: Hệ số cản tổng cộng của đường
= f + tg f – hệ số cản lăn của đường, f = 0,03(trong khoảng 100 ÷ 250)
KFV 2 : Phần cản của không khí, khi khởi động tại chỗ V = 0
KFV 2 = 0 rbx: Bán kính làm việc của bánh xe rbx = .r0 (r0 – bán kính thiết kế; - hệ số kể đến sự biến động của lốp, chọn = 0,935) r0 = d
.25,4 (mm) B: Chiều rộng của lớp: B = 205mm = 8,07 inch d: đường kính vành bánh xe; d = 17 inch = 431,8 mm rbx = d
+ Tỉ số truyền của hộp số ở tay số 1 h 1 i = 3,818 + i : Tỉ số truyền của hộp số phụ, i = 1
+ i0 : Tỉ số truyền của truyền lực chính, i0 = 4,812
+ tl : Hiệu suất của hệ thống truyền lực tl =0.92
m: Tốc độ góc của động cơ tại mômen lớn nhất
30 với nM là số vòng quay tại thời điểm khởi động tại chỗ nM = 0,45 nemax vì dựa vào đồ thị đặc tính của động cơ khi khởi động công suất động cơ Pe thường cao và ở số vòng tua rpm khoảng 0,2 đến 0,45 so với số vòng tua rpm cực đại.Do động cơ xe con có dung tích xylanh nhỏ nên ta chọn 0,45 để đảm bảo xe khởi động tốt
Hình 2.2 Đường đặc tính động cơ
a: là tốc độ góc trục ly hợp, a = 0 (vì khởi động tại chỗ)
M : Khối lượng toàn bộ của xe, M = 1840 KG
18,37 2 = 0,844 ( J ) t1,t2 thời gian đóng ly hợp ở giai đoạn đầu và giai đoạn sau t1 = M a 2 A
K _là hệ số tỷ lệ kể đến nhị độ tăng mômen khi đóng ly hợp được xác định theo công thức thực nghiệm với ôtô du lịch K = 50 ÷ 150 (Nm/s)
Ta chọn K = 140 (Nm/s) được xác định theo công thức
A : là biểu thức rút gọn được tính theo công thức sau :
Vậy công trượt tổng cộng:
2.3.3 Kiểm tra công trượt riêng Để đánh giá độ hao mòn của đĩa thì phải kiểm tra công trượt riêng công trượt riêng là: l0 = L
F: Diện tích một bề mặt ma sát đĩa bị động (m 2 )
Với R1,R2 là bán kính trong và ngoài mặt đĩa bị động
0,01814.2 = 1057,9 KJ/m 2 Công trượt cho phép: [l0] 00÷1200(KJ/𝑚 2 )
2.3.4 Kiểm tra nhiệt độ các chi tiết
Công trượt sinh nhiệt, làm nóng các chi tiết máy móc như đĩa ép và bánh đà, gây ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của chúng Để đảm bảo máy móc hoạt động ổn định, cần kiểm tra nhiệt độ các chi tiết này Tuy nhiên, do tấm ma sát có tính dẫn nhiệt kém và bánh đà có khối lượng cùng kích thước lớn, nên ta chỉ cần kiểm tra nhiệt độ của đĩa ép.
Trong đó: L: Công trượt tổng cộng ly hợp
C: Tỷ nhiệt chi tiết bị nung nóng, đối với gang C = 500 J/kg 0 C
: Hệ số xác định phần công trượt dùng nung nóng, đĩa ép bị nung nóng ở đây ta tính cho đĩa ép ngoài 1
2n với n là số lượng đĩa bị động n = 1 1
15.500 = 2,55 (kg) vậy ta chọn mt = 4 kg mt: Khối lượng chi tiết bị nung nóng (đĩa ép)
Do đó, đĩa ép thỏa mãn độ tăng nhiệt độ cho phép
Khi đĩa ép ngoài bị nung nóng, nhiệt độ tăng lên Lò xo ép, do được gắn với đĩa ép ngoài, cũng sẽ tăng nhiệt độ theo Tuy nhiên, do lò xo ép có lớp đệm cách nhiệt, nên độ tăng nhiệt độ của lò xo ép sẽ nhỏ hơn so với đĩa ép ngoài Vì vậy, khi đĩa ép ngoài đã thỏa mãn độ tăng nhiệt độ cho phép, thì lò xo ép cũng sẽ ở trong giới hạn cho phép, mà không cần phải kiểm tra nhiệt độ của lò xo ép riêng
[∆𝑡]℃ (theo sách Thiết kế và tính toán ô tô-Máy kéo cua ts Nguyễn Hữu Hưởng NXB ĐHQG.HCM)
Pe: Lực ép ban đầu; P: Tổng lực ép trên đĩa ép; Δl: Biến dạng nén; Δld: Biến dạng ban đầu; Δli: Biến dạng thêm
Hình 2.3 Đặc tính lò xo đĩa
Cơ cấu ép được dùng để tạo lực ép cho đĩa ép của ly hợp thường đóng xe con là lò xo đĩa có xẻ rãnh hướng tâm ( lò xo màng ) nhờ đó nó có nhiều ưu điểm nổi bật hơn hẳn kiểu lò xo trụ
Pe: Lực ép ban đầu:
D, d: Đường kính ngoài và trong của tấm ma sát; i: Số đôi bề mặt ma sát m : Hệ số ma sát
Pồ : Tổng lực ộp trờn đĩa ộp (N)
N = 6: Số lò xo ép vì dùng 6 lò xo ép
Pn: Tổng lực kộo của cỏc lũ xo hồi: Pn = (0,03 á 0,05) Pồ (N)
D , u : Hệ số điều chỉnh in: Số vũng làm việc của lũ xo: iồ = in + (1,5 á 2)
G = (8 á 8,5)10 4 N / mm 2 - Mụ đun đàn hồi xoắn của thộp lũ xo
- Lực mở ly hợp: Pm = Pe + K Dl1
D l1: hành trình đĩa ép khi mở ly hợp
L0 : chiều dài lò xo ở trạng thái tự do
Le: Chiều dài lò xo ở trạng thái lắp vào trong ly hợp, mm Ln :
Khoảng chiều dài bị nén của lò xo, mm
Hình 2 4 Ứng suất xoắn cho phép ở từng loại thép
Lò xo ly hợp được chế tạo bằng thép 65Mn dựa vào bảng trên ta có ứng suất tiếp cho phép:
Lò xo được tính toán nhằm xác định các thông số hình học cơ bản nhằm thỏa mãn lực F cần thiết cho ly hợp Kích thước của lò xo đĩa còn phải bảo đảm điều kiện bền với chức năng là đòn mở.
Kiểm nghiệm bền các chi tiết
Kiểm nghiệm bền lò xo ép
Ta dùng lò xo ép là loại lò xo đĩa có xẻ rãnh hướng tâm ( lò xo màng )
Hình 3.1 Sơ đồ tính toán lò xo màng Lực ép yêu cầu của lò xo là:
P∑: lực ép lên các đĩa ma sát ( theo tính toán ở trên ) đơn vị là N k0: hệ số tính đến sự giãn, sự nới lỏng của lò xo; k0= 1,05 ÷ 1,08 chọn k0= 1,07
Công thức tính lực ép lò xo:
E : Modun đàn hồi kéo nén, E= 2,1.10 11 (N/m 2 )
𝜇 𝑝 : hệ số poát-xông; đối với thép lò xo 𝜇 𝑝 = 0,26
𝛿 𝑑 : độ dày của lò xo đĩa (m); thường lấy 𝛿 𝑑 = 2 ÷ 3,5 mm = 2,45 mm 𝜆: độ dịch chuyển (biến dạng) của lò xo (m) ; 𝜆 = h/2 = 2 mm h : chiều cao phần không xẻ rãnh trên lò xo đĩa h = 3 ÷ 5 mm = 4 mm
Da: đường kính qua mép xẻ rãnh (m)
De : đường kính lớn của lò xo ứng với vị trí tỳ lên đĩa ép (m)
De ≈ (0,94 ÷ 0,97)D2 với D2: đường kính lớn ly hợp theo tính toán ở trên ta chọn De = 0,95D2 = 0,95.200 = 190 mm k1 , k2 : các tỷ số kích thước của lò xo được xắc định theo công thức
Ta thấy, F lớn hơn [Flx] nhưng không nhiều chỉ 78,13 N và F = 1,01[Flx] ≈ [Flx]
Nên phương án lựa chọn này có thể thiết kế được
Kiểm nghiệm bền chi tiết đĩa bị động của ly hợp
Ta tính toán và kiểm nghiệm cho hai chi tiết Moay-ơ và đinh tán Đĩa bị động
Hình 3.2 C ấu tạo đĩa bị động
1 Mặt ma sỏt; 2 Đinh tán; 3 Xương đĩa; 4 Moayơ ly hợp; 5 Vỏ ly hợp; 6 Lò xo giảm chấn
Hình 3.3 Các kích thước của Moay ơ Ứng suất chèn dập và cắt được xác định theo công thức : σ d = 8.𝑀 𝑒𝑚𝑎𝑥
[σ d ] ; [τ c ] : ứng suất dập và ứng suất cắt cho phép
Memax là giá trị mô men cực đại của động cơ, z1 biểu thị số lượng moay ơ riêng biệt Đối với ly hợp có thiết kế là loại 1 đĩa bị động, z1 có giá trị bằng 1, z2 là số then hoa của một moay ơ được lựa chọn có giá trị bằng 12.
D = 38 mm: đường kính ngoài của then hoa d = 32 mm: đường kính trong của then hoa
L = 1,4.38 = 53,2 mm: chiều dài then hoa moay ơ b = 6mm: bề rộng của một then hoa σ d = 4,2 10 6 ≤ [σ d ] = 20 10 6 (N/m2) τ c = 2,1 10 6 ≤ [τ c ] = 10 10 6 (N/m2)
Vậy Moay-ơ đĩa bị động thỏa điều kiện kiểm nghiệm bền
Hình 3 4 V ị trí các đinh tán trên đĩa bị động
Đinh tán ghép tấm ma sát với xương đĩa bị động
- Với đinh tán ở vòng trong : n1 = 18
+ Lực tác dụng lên mỗi đinh :
+ Ứng suất cắt và chèn dập : τ c1 = 4 F 1 μ d 2 = 6,3 10 6 (N) σ chd1 = F 1 l d = 0,194 10 6 (N) Với đinh tán ở vòng ngoài : n2 = 18
+ Lực tác dụng lên mỗi đinh :
𝐹 2 = 34,23 𝑁 + Ứ ng suất cắt và chèn dập : τ c1 = 4 F 2 μ d 2 = 1,07 10 6 (N) σ chd1 = F 2 l d = 0,33 10 6 (N)
So sánh với ứng suất cắt cho phép:[τ c ] = 40 10 6 N
So sánh với ứng suất chèn dập : [σ chd ] 25 10 6 (N)
Kết luận : Cả đinh tán vòng trong và vòng ngoài đều thoải điều kiện ứng suất cắt và ứng suất chèn dập cho phép Đinh tán ghép moay ơ với đĩa bị động, xe con chọn n = 5 đinh, r = 108mm
Suy ra F = 652,8 N đường kính d= 6 10mm có : [τ c ]00KG/cm 2 ;
[τ cd ] = 800KG/cm 2 Tính ứng suất cắt và ứng suất chèn dập: τ c = 𝐹
Kết luận : Đinh tán ghép moay-ơ với đĩa bị động thỏa điều kiện ứng suất cắt và ứng suất chèn dập cho phép
Trong đó: d : Đường kính đinh tán chọn d= 6 ÷ 10 = 8 mm n số lượng đinh tán theo lựa chọn vòng ngoài n2 = 18 vòng trong n1 = 18 l = (1,5 ÷ 2 ).d = 1,625.8 = 13 mm: chiều dài bị chèn dập của đinh tán
F là lực tác dụng lên đinh tán:
2r r : bán kính đặt đinh tán theo lựa chọn
Chọn r1 = 38 ÷ 65 = 50 mm bán kính đặt đinh tán vòng trong
Chọn r2 = 65 ÷ 100 = 85 mm bán kính đặt đinh tán vòng ngoài
Đòn mở và cơ cấu điểu khiển ly hợp
Hành trình bàn đạp
4.1.1 Xác định hành trình của bàn đạp S bd [mm]:
Khi mở ly hợp, đĩa ép sẽ tách khỏi đĩa bị động với khe hở tối thiểu giữa các đôi bề mặt ma sát m nhằm bảo đảm cho đĩa ma sát bị động ly hợp tách hoàn toàn khỏi đĩa ép cũng như bánh đà động cơ
Hình 4.1 Sơ đồ tính toán dẫn động ly hợp thủy lực không có lực trợ lực
1- Bánh đà; 2- Xương đĩa; 3- Moayơ; 4- Đĩa bị động; 5- Đai ốc; 6- Đĩa ép; 7- Cơ cấu ép; 8- Ổ mở ly hợp; 9- Xilanh chính; 10- Cần bàn đạp; 11- Xilanh làm việc
Thực tế, trước khi tách đĩa ép khỏi đĩa ma sát bị động, bàn đạp có khoảng chạy không tải để khắc phục tất cả các khe hở có thể có trong hệ thống điều khiển (khoảng chạy không này gọi là hành trình tự do)
Tỷ lệ dịch chuyển bàn đạp ly hợp với khe hở chi phối hành trình bàn đạp ly hợp Các tỷ lệ truyền động của hệ thống chịu trách nhiệm cân bằng giữa khe hở và hành trình Tỷ lệ truyền giữa thành phần b và a, thành phần f và e, thành phần d và c, thành phần b và i, và thành phần a và z là những biến quan trọng trong quá trình thiết kế.
+| m : Khe hở giữa mỗi đôi bề mặt ma sát khi mở ly hợp, [mm]
Với ly hợp một đĩa theo [1]: z ms = 2; m = 0,751,0 [mm]
+ dh : Độ dịch chuyển thêm cần thiết của đĩa ép do độ đàn hồi của đĩa bị động
+ 0: Khe hở tự do cần thiết giữa đòn mở và bạc mở, [mm] Đối với xe tải nhẹ: 0 2 3 [mm],[2] Chọn 0 = 3 [mm]
+ 01: Khe hở tự do cần thiết giữa bàn đạp và hệ thống dẫn động, [mm]
+ 02: Khoảng cách mở lỗ thông bù dầu trong xy-lanh chính, [mm]
Theo [1] 02 1,5 2 [mm],Chọn 02 = 2 [mm] + b a : Tỷ số truyền của bàn đạp, ký hiệu ibd
+ d c : Tỷ số truyền của dẫn động trung gian, ký hiệu itg
+ f e : Tỷ số truyền của càng đẩy bạc mở, ký hiệu icm
Theo [1]: icm 1,4 2,2 Chọn icm = 2 + idk: Tỷ số truyền chung của toàn bộ hệ thống điều khiển; chính bằng tích các tỷ số truyền thành phần tham gia trong hệ thống điều khiển dm cm tg bd dk i i i i i (4.2)
Với idm là tỷ số truyền của đòn mở Với ly hợp kiểu lò xo ép đĩa nón cụt thì idm được xác định từ kích thước của đĩa ép: idm = 4,333
m ms dh tg cm dm tg c bd bd z i i i i i i
Hành trình bàn đạp tính toán được theo (5.1) phải nằm trong giới hạn tầm với (tầm duỗi chân) của người lái xe, với xe tải nhỏ: Theo [1]: [Sbd] 150 180 [mm], chọn Sbd0 [mm]
Thế số, ta tính được tỷ số truyền của bàn đạp để Sbd [Sbd] như sau: ibd = ( m z ms dh ) i tg i cm i [ dm bd ] 0 i tg i cm ( 0102 )
Từ (4.2) suy ra tỉ số truyền chung của toàn bộ hệ thống điều khiển: i dk i bd i tg i cm i dm= 5,304.1.2.4,333 = 45,967
4.1.2 Xác định lực tác dụng lên bàn đạp F bd [N]:
Lực cần thiết phải tạo ra ở bàn đạp khi mở ly hợp, ký hiệu Fbd [N], được xác định : dk dk m bd i
+ Fmmax(*): Lực lớn nhất tác dụng lên đỉnh lò xo ép đĩa nón khi mở ly hợp
Từ kết quả (4.16): Fmmax(*) = Fm = 1316,417[N]
+ idk(*): Tỷ số truyền của hệ thống điều khiển, chỉ tính đến đỉnh nón idk(*) = ibd.itg.icm = 5,304.1.2 = 10,608
+ dk: Hiệu suất của hệ thống điều khiển
Vậy lực đạp cần thiết ở bàn đạp ở hệ thống điều khiển khá nhỏ Fbd = 140 [N]
So với giá trị cho phép đối với xe du lịch là [Fbd] = 150 [N] thì thỏa mãn, không cần phải trợ lực cho hệ thống điều khiển mở ly hợp.
Kết cấu các bộ phận chính của dẫn động ly hợp
Đối với dẫn động ly hợp là dẫn động thuỷ lực gồm các bộ phận chính sau:
+ Các đường ống dẫn và các khớp nối ống dẫn
Xilanh chính là bộ phận quan trọng không thể thiếu trong mọi dẫn động thuỷ lực Xilanh chính có nhiệm vụ cung cấp dầu cho toàn bộ hệ thống, tạo áp suất trong dòng dẫn động để mở ly hợp
Kết cấu của xi lanh chính được thể hiện trên hình 5.2
Hình 4.2 K ết cấu xi lanh chính
1- Xilanh; 2- Lỗ bù; 3- Lỗ thông khí; 4- Nút đậy; 5- Vòng chắn; 6- Lỗ thông; 7-Piston; 8- Phớt làm kín; 9- Vòng chặn; 10- Van 1 chiều; 11- Van ngược; 12- Lò xo; 13- Phớt làm kín; 14- Đệm cánh; 15- Lỗ thông; 16- Vòng chắn bụi; 17- Bu lông điều chỉnh; 18- Cần đẩy
Trên thân xilanh chính có lỗ bù 2 nối thông bình chứa với dẫn động (khi bàn đạp ở vị trí ban đầu ) để bù dầu trong dẫn động trong trường hợp có hao hụt Lỗ thông 6 cho dầu đi từ phía sau ra phía trước piston, khi uốn cong mép cao su làm kín 13, điền đầy khoảng không trước đầu piston trong trường hợp người lái nhả bàn đạp đột ngột để tránh lọt khí vào dẫn động và hẫng bàn đạp khi người lái đạp bàn đạp kiểu “bơm” Đệm cánh 14 chế tạo bằng thép mỏng đàn hồi để che không cho nút làm kín 13 tiếp xúc trực tiếp với mép lỗ thông 6 trên đầu piston nhằm tăng tuổi thọ Ở đầu ra của xilanh chính có bố trí van ngược 11, van này có tác dụng duy trì trong dẫn động một áp suất dư nhỏ để tránh không cho không khí lọt vào dẫn động Bởi vì chất lỏng từ dẫn động muốn trở về xilanh chính phải có một áp suất đủ để thắng được lực lò xo của van ngược
Van một chiều 10 bố trí ở đầu van ngược chỉ cho chất lỏng từ xilanh chính đi qua đến dẫn động mà không cho chất lỏng đi qua theo chiều ngược lại ỉ25
Cần đẩy 18 đóng vai trò của một tay đòn truyền chuyển động từ bàn đạp đến piston xilanh chính
Hình 4.3 K ết cấu xi lanh làm việc 1- Bu lông xả khí; 2- Đệm làm kín; 3- Piston làm việc; 4- Cần đẩy đòn mở;
Trên hình 4.4 là kết cấu của xi lanh làm việc để làm kín mối ghép giữa piton và xi lanh người ta thường sử dụng các vòng làm kín bằng cao su Trên xi lanh làm việc luôn có vít để xả không khí ra khỏi dẫn động Vít xả được bố trí ở vị trí cao nhất của xi lanh
4.2.3 Xác định đường kính xilanh thuỷ lực:
Khi mở ly hợp người lái tác dụng lên bàn ly hợp 1 lực Fbd, thông qua tỷ số truyền của bàn đạp ibd lực này sẽ được khuếch đại thành lực F1 trên cần piston của xy lanh chính làm xy lanh chính dịch chuyển tạo ra 1 áp suất cực đại cho phép trong chất lỏng dẫn động [pmax] áp suất này càng cao thì kết cấu dẫn động càng gọn, nhưng yêu cầu đối với các ống dẫn và vấn đề làm kín lại khắt khe hơn, nhất là các đoạn ống mền bằng cao su cho các đoạn mối ghép
Theo [4.4] ta có: [pmax] = (5 8) [MN/m 2 ]
Theo [4.4] lực F1 theo được tính theo công thức sau: F 1 F bd i bd [N] (4.5) ỉ25
Khi tính toán ta phải kể tới tốn thất do ma sát (ma sát của đầu piston, phớt làm kín và đệm cánh với thành xy lanh chính) Do đó: F 1 F bd i bd ck [N]
Với ck là hiệu suất cơ khí của xy lanh chính, theo [3] ck = 0,95 Áp suất [pmax] được tính theo công thức sau:
[m 2 ]: Tiết diện xy lanh chính, với d1 là đường kính của xy lanh chính
Khi tính toán giá trị của áp suất cho phép pmax của chất lỏng trong dẫn động phỉa kể đến sự lọt khí vào dẫn động và rò rỉ của chất lỏng trong dẫn động như: Rò rỉ trong xy lanh chính, xy lanh công tác, đường ống, các khớp nối Do đó:
Với Q là hiệu suất lưu lượng của đường ống Q = 0,9
Vậy ta chọn đường kính của xy lanh chính là d1 = 25 [mm]
4.2.3.2 Đường kính xilanh làm việc: Đường kính của xy lanh công tác được tính theo công thức:
Vậy đường kính của xy lanh công tác là 25 [mm]
4.2.4 Xác định các kích thước của dẫn động ly hợp:
- Càng mở: f = 90 [mm], icm = 2 => e = 90 2 = 180 [mm]
- Bàn đạp: a = 45 [mm], ibd = 4,974 => b = 45.4,974 = 223,83 [mm]
Hình 4 4 K ết cấu bàn đạp ly hợp 1- Giá đỡ; 2- Lò xo hồi vị bàn đạp; 3- Bàn đạp; 4- Thanh đẩy
