thiết kế tính toán hệ thống ly hợp xe tải 5 tấn

Ưu điểm: Làm việc bền lâu, giảm được tải trọng động tác dụng lên hệ thốngtruyền lực và dễ tự động hóa quá trình điều khiển xe.Nhược điểm: Chế tạo khó, giá thành cao, hiệu suất truyền lực

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 4

CHƯƠNG 1 5

TỔNG QUAN VỀ LY HỢP TRÊN XE Ô TÔ 5

1.1 Công dụng, phân loại và yêu cầu của ly hợp 5

2.2.1 Dẫn động điều khiển dạng cơ khí 22

2.2.2 Dẫn động điều khiển ly hợp bằng thủy lực 23

2.2.3 Dẫn động cơ khí trợ lực khí nén 25

2.2.4 Dẫn động thủy lực có trợ lực bằng khí nén 27

2.2.5 Dẫn động thủy lực có trợ lực chân không 29

2.3 Quan điểm thiết kế hệ thống ly hợp cho xe tải 5 tấn 31

2.3.1 Giới thiệu về xe HINO WU 342L - 130HD 31

2.3.2 Các thông số kỹ thuật của xe HINO WU 342L - 130HD 32

CHƯƠNG 3 35

THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG LY HỢP TRÊN XE 35

HINO WU 342L -130HD 35

3.1 Xác định momen ma sát của ly hợp 35

3.2 Xác định kích thước cơ bản của ly hợp 35

3.2.1 Xác định bán kính ma sát trung bình của đĩa bị động 35

3.2.2 Xác định số lượng đĩa bị động 36

3.3 Xác định công trượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp 37

3.3.1 Xác định công trượt của ly hợp khi khởi động tại chỗ 37

3.3.2 Xác định công trượt riêng 38

3.3.3 Kiểm tra theo nhiệt độ các chi tiết 39

3.3.4 Bề dày tối thiểu của đĩa ép theo chế độ nhiệt 39

3.4 Tính toán sức bền một số chi tiết của ly hợp 40

3.5.1 Xác định lực và hành trình của bàn đạp khi không có trợ lực 61

3.5.2 Thiết kế tính toán xy lanh công tác 63

3.5.3 Thiết kế tính toán xy lanh chính 64

3.5.4 Thiết kế bầu trợ lực chân không 66

CHƯƠNG 4 69

QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA HỆ THỐNG LY HỢP 69

4.1 Phương pháp kiểm tra và phân tích các hỏng hóc thường gặp 69

4.1.1 Kiểm tra bộ ly hợp bị trượt 69

4.1.2 Kiểm tra bộ ly hợp bị giật mạnh khi kết nối 69

4.1.3 Bộ ly hợp không cắt hoàn toàn khi cắt khớp 70

4.1.4 Kiểm tra bộ ly hợp qua âm thanh phát ra từ ly hợp 70

4.1.5 Xác định tình trạng ly hợp thông qua lực tác dụng lên bàn đạp với cơ cấuđiều khiển bằng thủy lực 70

4.2 Hiệu chỉnh bàn đạp ly hợp 70

4.3 Phương pháp kiểm tra sửa chữa các chi tiết trong bộ ly hợp 71

4.4 Kiểm tra và sửa chữa các hỏng hóc của hệ thống ly hợp 74

4.5 Kiểm tra, sửa chữa xy lanh thủy lực 76

4.6 Kiểm tra bộ trợ lực chân không 77

4.7 Quy trình xả gió ly hợp 77

KẾT LUẬN 79

TÀI LIỆU THAM KHẢO 80

LỜI NÓI ĐẦU

Ngành công nghiệp ô tô là một trong những ngành đang được Nhà nướcchú trọng đầu tư và phát triển hiện nay Ô tô phục vụ cho việc vận chuyển hànghóa, phục vụ mục đích đi lại của con người Ngoài ra ô tô còn phục vụ trong rấtnhiều lĩnh vực khác như: Y tế, cứu hỏa, cứu hộ….Do vậy phát triển ngành côngnghiệp ô tô Việt Nam là một trong những mục tiêu chiến lược trong sự phát triểncủa đất nước Cùng với việc chuyển giao công nghệ giữa Việt Nam và các nướcphát triển trên thế giới, chúng ta ngày càng được tiếp cận nhiều hơn với các côngnghệ tiên tiến trên thế giới trong đó có ô tô Đó cũng là cơ sở để thực hiện ước mơnội địa hóa và sau đó là tiến tới xây dựng thương hiệu ô tô Việt Nam đạt đến tầmđẳng cấp thế giới

Trên ô tô, ly hợp là một trong những cụm chính và có vai trò quan trọngtrong hệ thống truyền lực của ô tô Hệ thống ly hợp có ảnh hưởng lớn đến tính êmdịu của ô tô, tính năng điều khiển của ô tô, đảm bảo an toàn cho động cơ và hệthống truyền lực trên ô tô Nên chế tạo ra một chiếc ô tô đạt yêu cầu chất lượng thìviệc thiết kế chế tạo một bộ ly hợp tốt là rất quan trọng Do đó em đã được giao đềtài: “Thiết kế, tính toán hệ thống ly hợp xe tải 5 tấn” để nghiên cứu tìm hiểu cụ thểvề hệ thống ly hợp trên ô tô và quy trình thiết kế tính toán hệ thống.

Với nỗ lực của bản thân và sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của thầy giáoĐÀM HOÀNG PHÚC, bản đồ án của em đã được hoàn thành Tuy nhiên do trìnhđộ và thời gian có hạn, kinh nghiệm thực tế còn thiếu, nên bản đồ án của em khôngtránh khỏi thiếu sót Em rất mong quý thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến để bảnđồ án của em được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn Sinh viên thực hiện

Lê Đức Tuân

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ LY HỢP TRÊN XE Ô TÔ

1.1 Công dụng, phân loại và yêu cầu của ly hợp1.1.1 Công dụng

Trong hệ thống truyền lực của ôtô, ly hợp là một trong những cụm chính, nócó công dụng 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 ôtô khởi hànhhoặc chuyển số.

Đảm bảo là cơ cấu an toàn cho các chi tiết của hệ thống truyền lực không bịquá tải như trong trường hợp phanh đột ngột và không nhả ly hợp Ở hệ thốngtruyền lực bằng cơ khí với hộp số có cấp, thì việc dùng ly hợp để tách tức thờiđộng cơ ra khỏi hệ thống truyền lực sẽ làm giảm va đập giữa các đầu răng, hoặccủa khớp gài, làm cho quá trình đổi số được dễ dàng Khi nối êm dịu động cơ đanglàm việc với hệ thống truyền lực (lúc này ly hợp có sự trượt) làm cho mômen ở cácbánh xe chủ động tăng lên từ từ Do đó, xe khởi hành và tăng tốc êm.

Còn khi phanh xe đồng thời với việc tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực,sẽ làm cho động cơ hoạt động liên tục (không bị chết máy) Do đó, không phảikhởi động động cơ nhiều lần.

1.1.2 Phân loại ly hợp

a) Phân loại theo phương pháp truyền mômen

Theo phương pháp truyền mômen từ trục khuỷu của động cơ đến hệ thốngtruyền lực thì người ta chia ly hợp ra thành 4 loại sau:

+ Ly hợp ma sát: là ly hợp truyền mômen xoắn bằng các bề mặt ma sát Hiệnnay, ly hợp ma sát loại đĩa được sử dụng rất rộng rãi, vì nó có kết cấu đơn giản, dễchế tạo và khối lượng phần bị động của ly hợp tương đối nhỏ

Dựa vào đặc điểm liên kết giữa phần chủ động và phần bị động, ly hợp ma sátđược chia ra một đĩa, hai đĩa và nhiều đĩa.

Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo.

Nhược điểm: Các bề mặt ma sát nhanh mòn do hiện tượng trượt tương đối vớinhau trong quá trình đóng ly hợp, các chi tiết trong ly hợp bị nung nóng do nhiệttạo bởi một phần công ma sát Tuy nhiên ly hợp ma sát vẫn được sử dụng phổ biếnở các ôtô hiện nay do những ưu điểm của nó.

+ Ly hợp thủy lực: Là ly hợp truyền mômen xoắn bằng năng lượng của chấtlỏng (thường là dầu).

Ưu điểm: Làm việc bền lâu, giảm được tải trọng động tác dụng lên hệ thốngtruyền lực và dễ tự động hóa quá trình điều khiển xe.

Nhược điểm: Chế tạo khó, giá thành cao, hiệu suất truyền lực nhỏ do hiệntượng trượt.

+ Ly hợp điện từ: Mô men truyền qua ly hợp nhờ các lực điện từ.b) Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép

Theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép ngoài thì người ta chia ra cácloại ly hợp sau:

+ Ly hợp lò xo: Là ly hợp dùng lực lò xo tạo lực nén lên đĩa ép, nó gồm cácloại sau:

- Lò xo đặt xung quanh: Các lò xo được bố trí đều trên một vòng tròn và cóthể đặt một hoặc hai hàng.

- Lò xo trung tâm (dùng lò xo côn) - Lò xo đĩa (lò xo màng)

Trong các loại trên thì ly hợp dùng lò xo trụ và lò xo đĩa được áp dụng kháphổ biến trên các ôtô hiện nay, vì nó có ưu điểm kết cấu gọn nhẹ, tạo được lực éplớn theo yêu cầu và làm việc tin cậy.

+ Ly hợp điện từ: Lực ép là lực điện từ.

+ Ly hợp ly tâm: Là loại ly hợp sử dụng lực ly tâm để tạo lực ép đóng và mởly hợp

c) Phân loại theo phương pháp dẫn động ly hợp

- Dẫn động bằng cơ khí: là dẫn động điều khiển từ bàn đạp tới cụm ly hợpthông qua các khâu khớp, đòn nối.

Loại này được dùng trên xe con với yêu cầu lực ép nhỏ.

- Dẫn động bằng thủy lực: là dẫn động thông qua các khâu khớp đòn nối vàđường ống cùng với các cụm truyền chất lỏng Loại này dùng trên ô tô con với yêucầu lực ép nhỏ.

- Dẫn động có trợ lực: là tổ hợp của các phương pháp dẫn động cơ khí hoặcthủy lực với các bộ phận trợ lực bàn đạp: cơ khí, thủy lực áp suất cao, chân không,khí nén trợ lực điều khiển ly hợp thường gặp trên ô tô ngày nay.

- Điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ.

- Các bề mặt ma sát phải thoát nhiệt tốt Hạn chế tối đa ảnh hưởng của nhiệtđộ tới hệ số ma sát, độ bền của các chi tiết đàn hồi.

- Kết cấu ly hợp phải đơn giản, dễ điều khiển và thuận tiện trong bảo dưỡngvà tháo lắp.

Ngoài các yêu cầu trên ly hợp cũng như các chi tiêt khác cần đảm bảo độ bềncao, làm việc tin cậy Giá thành thấp.

1.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp1.2.1 Ly hợp ma sát

a Ly hợp ma sát một đĩa * Cấu tạo

Cấu tạo chung của ly hợp được chia thành các phần cơ bản: chủ động, bị độngvà dẫn động điều khiển.

Phần chủ động gồm: Bề mặt bánh đà 12, đĩa ép 2, lò xo ép 3 và vỏ trong lihợp 4 (vỏ li hợp) Vỏ li hợp bắt với bánh đà bằng vít hoặc bu lông Để tránh hiện tượng đĩa ép bị xoay với vỏ li hợp, đĩa ép được nối với vỏ li hợp bằng lò xo lá hoặcchốt định vị

Giữa đĩa ép và vỏ li hợp đặt các lò xo ép, lò xo ép có thể là lò xo trụ đượcphân bố đều đối xứng qua tâm (số lượng lò xo có thể là: 3, 6, 9 hoặc 12…) hoặc lòxo đĩa

Với li hợp sử dụng lò xo trụ cần có vấu định tâm trên đĩa ép và vỏ li hợp để cốđịnh lò xo khi có lực quán tính Giữa lò xo và đĩa ép có đệm cách nhiệt.

Phần bị động gồm: Đĩa bị động 1 và trục ly hợp đĩa ma sát đặt giữa bánh đàvà đĩa ép Đĩa ma sát lắp với trục ly hợp bằng then hoa của moay ơ.

Hình 1.1 Cấu tạo ly hợp ma sát khô một đĩa1 Đĩa bị động

2 Đĩa ép3 Lò xo ép4 Vỏ trong ly hợp

5 Bộ giảm chấn6 Ổ bi T

7 Lò xo hồi vị ổ bi T8 Càng mở9 Đòn mở

10 Xương đĩa bị động11 Bu lông

12 Bánh đà13 Trục ly hợp14 Lò xo lá

Cơ cấu điều khiển li hợp gồm: Các đòn mở, vòng bi tỳ (ổ bi T), bạc trượt,càng mở Đòn mở được lắp trên vỏ li hợp bởi các khớp bản lề, tại khớp này có đaiốc điều chỉnh khe hở giữa đòn mở và ổ bi T (khe hở δ) Số lượng đòn mở thườngcó 3 chiếc hoặc nhiều hơn Vị trí các đầu đòn mở tỳ vào ổ bi T cần phải lắp đồngphẳng để mở đều đĩa ép tránh gây dính li hợp Với li hợp sử dụng lò xo đĩa thì khiđó lò xo đĩa đóng vai trò là đòn mở.

Khi làm việc, do một số nguyên nhân nào đó, mômen hệ thống truyền lực lớnhơn giá trị mô men ma sát ly hợp, ly hợp sẽ trượt và đóng vai trò là cơ cấu an toàntrành quá tải cho hệ thông truyền lực.

1 Bánh đà2 Đĩa ma sát3 Đĩa ép4 Lò xo ép

5 Vỏ ly hợp6 Bạc trượt7 Bàn đạp8 Lò xo hồi vị

9 Thanh kéo10 Càng mở11 Bi T12 Đòn mở13 Giảm chấn

Trạng thái mở ly hợp:

Khi tác dụng lực điều khiển lên bàn đạp (7) bàn đạp dịch chuyển, đòn kéo (9)dịch sang phải, càng mở (10) tác động lên bi ‘T’ (11) dịch sang trái khắc phục khehở ‘δ’ tác động đòn mở (12) ép lò xo (4) kéo đĩa ép (3) dịch chuyển sang phải táchcác bề mặt ma sát của đĩa bị động ra khỏi bánh đà và đĩa ép Mômen ma sát giảmdần và triệt tiêu Ly hợp được mở thực hiện ngắt mômen truyền từ động cơ tới hệthống truyền lực.

b Ly hợp ma sát hai đĩa* Cấu tạo

Hình 1.3 Cấu tạo ly hợp ma sát khô 2 đĩa1 Bánh đà

2 lò xo

3 Đĩa ép trung gian4 Đĩa ma sát5 Đĩa ép ngoài6 Bu lông hạn chế

7 Lò xo ép 8 Vỏ ly hợp 9 Ống trượt 10 Trục ly hợp 11 Bàn đạp ly hợp 12 Lò xo hồi vị

13 Càng dẫn động 14 Càng gạt 15 Bi T 16 Đòn mở 17 Lò xo giảm chấn

Phần chủ động của ly hợp ma sát hai đĩa bắt trên bánh đà động cơ gồm: bánhđà 1, đĩa ép trung gian 3, đĩa ép ngoài 5 và vỏ ly hợp 8 Bánh đà có dạng cốc trụ,

bên trong chứa các đĩa ép và đĩa bị động của ly hợp Mô men từ động cơ đượctruyền từ trục khuỷu tới bánh đà sang đĩa ép trung gian và đĩa ép ngoài nhờ cácrãnh trên bánh đà và các vấu của đĩa 3 và 5 Như vậy các đĩa (3) và (5) có thể dichuyển dọc trục so với bánh đà và các vấu có thể trượt dọc theo các rãnh Để hạnchế dịch chuyển của đĩa trung gian (3), kết cấu sử dụng bu lông hạn chế (6) Cácchi tiết đòn mở (16) các lò xo ép (7) (một dãy, hai dãy, hoặc lò xo đĩa) bố trí liênkết với đĩa ép ngoài nằm trong vỏ ly hợp (8).

Phần bị động: Gồm có hai đĩa ma sát bị động (4) cùng với bộ giảm chấn dậptắt dao động xoắn Đĩa bị động bên trong nằm giữa bánh đà và đĩa ép trung gian.Đĩa bị động bên ngoài nằm giữa đĩa ép trung gian và đĩa ngoài Các đĩa bị động (4)liên kết với các trục bị động của ly hợp bằng mối ghép then hoa di trượt trên moayơ.

Phần dẫn động: Bao gồm bàn đạp (11) lò xo hồi vị (12), thanh kéo (13), cànggạt (14), ổ bi ‘T’ (15), đòn mở (16).

* Nguyên lí làm việc

Trạng thái đóng ly hợp: Lực ép của các lò xo 7 ép chặt các đĩa ép ngoài, đĩa bịđộng ngoài, đĩa ép trung gian, đĩa bị động trong, bánh đà thành một khối, mô menxoắn được truyền từ động cơ qua phần chủ động, bộ phận giảm chấn, moay ơ, tớitrục bị động của ly hợp.

Trạng thái mở ly hợp: Khi tác dụng lực điều khiển vào bàn đạp 11 thông quathanh kéo 13, càng mở 14 đẩy ống trượt 9 dịch chuyển sang trái, khắc phục khe hở

Hình 1.4 Sơ đồ làm việc của ly hợp ma sát 2 đĩa

∆ giữa ổ bi tỳ 15 và đầu trong đũn mở 16 Ổ bi tỳ tiếp tục ộp lờn đầu trong đũn mở,đẩy đầu trong sang trỏi, đầu ngoài đũn mở (nối với đĩa ộp 5) dịch chuyển sangphải, kộo đĩa ộp ngoài tỏch khỏi đĩa bị động ngoài, lũ xo định vị 2 đẩy đĩa ộp trongtiến sỏt đến đầu bu long hạn chế 6, tỏch khỏi đĩa bị động trong khỏi bỏnh đà Lựcộp của lũ xo ộp khụng truyền tới cỏc đĩa bị động, phần chủ động và phần bị độngcủa ly hợp được tỏch ra, mụ men từ động cơ truyền sang trục chủ động hộp số bịngắt.

1.2.2 Cỏc bộ phận cơ bản trong ly hợp ma sỏta Lũ xo ộp

Lũ xo ộp trong ly hợp ma sỏt là chi tiết quan trọng, cú tỏc dụng tạo nờn lực ộpcủa ly hợp ma sỏt Lũ xo ộp làm việc trong trạng thỏi luụn bị nộn để tạo lực ộp,truyền lờn đĩa ộp

Lũ xo ộp được chế tạo từ cỏc loại thộp đàn hồi cú độ cứng cao, và được nhiệtluyện, nhằm ổn định lõu dài độ cứng trong mụi trường nhiệt độ cao

Trong ly hợp ụ tụ thường được xử dụng lũ xo trụ, lũ xo cụn và lũ xo đĩa.

+ Lũ xo trụ

Lũ xo trụ được lắp ở giữa đĩa ộp và nắp ly hợp nú được bố trớ theo đườngtrũn Lũ xo trụ được định vị trong vỏ ly hợp và được liờn kết với đũn bẩy được gắnvới cần mở ly hợp.

Lũ xo trụ cú đường đặc tớnh tuyến tớnh, nhỡn chung là tại thời điểm ly hợpđúng, lực ộp đảm bảo đủ lớn để truyền mụ men xoắn qua ly hợp, khi mở ly hợp lựcộp đũi hỏi phải tăng cao, như vậy khi mở ly hợp lực điều khiển đũi hỏi lớn, điềunày khụng cú lợi Khi ly hợp bị mũn, lực ộp bị giảm đỏng kể, thường dẫn đến trượt

b Lò xo trụa Lò xo đĩa

Hỡnh 1.5 Kết cấu lũ xo ộp

nhiều các bề mặt ma sát và mòn nhanh tấm ma sát Lò xo trụ sẽ bố trí trên ly hợpxe tải, loại có 2 đĩa ma sát.

+ Lò xo đĩa

Lò xo đĩa được làm bằng lá thép lò xo được tán bằng đinh tán hoặc bằng bulông bắt chặt vào nắp ly hợp Phần phía trong có các rãnh dài xẻ hướng tâm vàđược kết thúc bằng các lỗ tròn tạo điều kiện cho lò xo có khả năng biến dạng tốt.Đầu trong của lò xo được mài lõm tạo nên rãnh tròn nhằm giảm diện tích tiếp xúcvới bi tỳ và tạo điều kiện kiểm tra độ mòn của mép trong lò xo sau một thời gianlàm việc nhất định Ở trạng thái tự do lò xo có dạng hình nón, ở trạng thái lắp lò xođã bị biến dạng để gây nên lực ép.

Lò xo đĩa thích hợp dùng trên xe du lịch vì độ cân bằng cao, kết cấu đơn giảnvà đường đặc tính đàn hồi tốt hơn so với lò xo trụ nhưng lực ép sinh ra kém hơn sovới loại sử dụng lò xo trụ.

b Đĩa ép và đĩa trung gian

Đĩa ép và đĩa trung gian đảm nhậnnhiệm vụ tạo mặt phẳng ép với đĩa bị động,truyền lực ép từ lò xo ép tới ép chặt cụm lyhợp Để đảm bảo chức năng đó, đĩa ép vàđĩa ép trung gian cần quay cùng tốc độ vàtruyền mô men xoắn của động cơ tới cácđĩa bị động Kết cấu truyền mô men nàythực hiện bằng các vấu, chốt, thanh nối đànhồi…

Đồng thời trong điều kiện luôn chịu nhiệt sinh ra ở bề mặt ma sát, đĩa ép vàđĩa trung gian còn đảm bảo việc hấp thụ và truyền nhiệt ra môi trường Các đĩađược chế tạo từ gang đặc còn có các gân hoặc rãnh hướng tâm giúp thoát nhiệt rangoài.

Liên kết bằng vấu (a, c) của đĩa ép nằm trong rãnh của vỏ ly hợp đảm bảo liênkết chắc chắn, nhưng có thể xuất hiện ma sát khi mở ly hợp Ở ly hợp hai dĩa: liênkết có thể thực hiện nhờ chốt cố định trên bánh đà (b, d)…

c Đĩa bị động

Hình 1.6 Các dạng liên kết đĩa chủ động với bánh đà

Đĩa bị động được lắp trên then hoa trục bị động gồm: Xương đĩa (5) bằngthép mỏng, tấm ma sát (1) và bộ phận dập tắt dao động (6, 10)

Hình 1.7 Đĩa bị động của ly hợp1,13 Tấm ma

2 Lỗ tán đinh3 Cánh lò xo T

4 Đinh tán đĩa5 Xương đĩa6 Đệm ma sát

7 Chốt tán8 Đĩa moay ơ9 Đệm10 Lò xo giảm chấn

11 Đinh tán tấm ma sát

12 Moay ơ14,15 Đinh tánXương đĩa được tán chặt với các cánh hình chữ T làm bằng thép lò xo Cáccánh được bẻ vênh về các hướng khác nhau và tán với các tấm ma sát (1) Cấu trúcnhư vậy đảm bảo cho các bề mặt ma sát được tiếp xúc tốt, đóng êm dịu, ngăn ngừasự cong vênh khi bị nung nóng dẫn đến làm giảm độ cứng dọc trục của đĩa bị động Các tấm ma sát (1) được cố định vào các cánh chữ T theo phương pháp tánđộc lập: tấm ma sát bên trái với các mặt cánh 2 chữ T vênh trái và ngược lại.

Bề mặt của tấm ma sát có rãnh thông gió và để thoát hạt mài Vật liệu tấmma sát được làm từ nguồn gốc amiang Tấm ma sát đòi hỏi có hệ số ma sát ổn

sát có thể sử dụng phụ gia: thiếc (ổn định hệ số ma sát), đồng (nâng cao khả năngtruyền nhiệt), chì (giảm tốc độ mài mòn, chống xước)

d Bộ phận giảm chấn

Dập tắt dao động xoắn ở đĩa bị động bao gồm hai nhóm chi tiết cơ bản

Hình 1.8 Kết cấu bộ giảm chấn xoắn

chi tiết đàn hồi (các lò xo giảm chấn) dùng để giảm dao động có tần số cao xuấthiện trong hệ thống tryền lực do có sự kích động cưỡng bức theo chu kì từ động cơhoặc mặt đường.

+ Nhóm chi tiết hấp thụ năng lượng dao động sử dụng các tấm ma sát đặt giữacác bề mặt có dịch chuyển tương đối.

Cấu tạo của bộ giảm chấn xoắn rất đa dạng nhưng đều được bố trí nối giữaxương đĩa bị động với moay ơ và hoạt động theo nguyên tắc hập thụ và phân tánnăng lượng dao động.

Xương đĩa bị động được nối với đĩa trong bằng đinh tán Trên đĩa trong cókhoét các cửa sổ chứa lò xò một đầu lò xo tựa trên đĩa trong của xương đĩa, đầu kiatựa vào đĩa moay ơ.

1 Xương đĩa2 Tấm ốp3 Lò xo

4 moay ơ5 Vòng ma sát6 Chốt hạn chế

Hình 1.9 Hoạt động của giảm chấn xoắn

Trạng thái (a) chưa chịu tải lò xo bị nén đẩy các tấm đệm lò xo khắc phục hếtkhe hở cửa sổ.

Trạng thái (b): Khi xuất hiện tải hay bị dao động cộng hưởng, xương đĩa vàmoay ơ dịch chuyển với nhau 1 góc α chiều dài lò xo bị thu ngắn.

Nhờ bố trí lò xo nằm trên chu vi truyền lực làm độ cứng xoắn của hệ thốngtruyền lực giảm Giúp nâng cao khả năng truyền êm mômen xoắn và hạn chế tảitrọng động do dao động cộng hưởng gây ra.

e Đòn mở ly hợp

Đòn mở ly hợp là khâu nối giữa phần dẫn động điều khiển và phần chủ độngđĩa ép li hợp Đòn mở đảm nhận truyền lực điều khiển để mở đĩa ép trong cụm lyhợp Khi mở ly hợp lực điều khiển cần ép lò xo ép lại, kéo đĩa ép tách các bề mặtma sát Lực điều khiển tác dụng lên đòn mở lớn, nên đòn mở thường có từ 3 chiếctrở lên, bố trí đều theo chu vi Đòn mở được liên kết với đĩa chủ động và cùngquay với vỏ ly hợp

Đòn mở được chế tạo từ thép hợp kim có trọng lượng và kích thước nhỏ Tiếtdiện của đòn mở phụ thuộc vào không gian và phương pháp chế tạo, đúc hoặc dập.Phần lớn các ly hợp lò xo đĩa xử dụng lò xo ép xẻ rãnh để tạo thành đòn mở.

Đòn mở có chiều dài ngắn, để đảm bảo quan hệ động học khi đòn mở làmviệc, các liên kết đòn mở với đĩa ép, vỏ ly hợp cần có khả năng tự lựa.

Hình 1.10 Kết cấu đòn mở ly hợp

Ổ tự lựa có điểm tựa với 2 trục nhỏ: một bắt với giá treo, một tự xoay trong ổ.Giá tựa tự lựa với hai ổ bi kim 2, giá treo được bắt bằng đai ốc chỏm cầu 3,cho phép giá tự lựa trên vỏ ly hợp Đai ốc đồng thời đảm nhận chức năng điềuchỉnh.

Khi mở ly hợp, các đầu đòn mở tiếp xúc với ổ bi tỳ tạo nên ma sát với đầuđòn mở Khắc phục điều này, trên ly hợp thường bố trí ổ bi đỡ chặn, hay vòng chặnbằng than chì tẩm dầu bôi trơn đặc biệt.

1.3 Một số kết cấu ly hợp khác1.3.1 Ly hợp thủy lực

Ngoài ly hợp ma sát, trên ô tô còn sử dụng loại ly hợp thủy lực So với ly hợpma sát, ly hợp thủy lực có những ưu điểm sau:

- Làm việc êm dịu, hạn chế va đập khi truyền mô men từ động cơ xuống hệthống truyền lực.

- Có khả năng trượt lâu dài, mà không gây hao mòn như ở ly hợp ma sát.- Khi đóng ly hợp rất êm dịu.

*NHẬN XÉT:

Qua phân tích, tìm hiểu kết cấu, nguyên lý hoạt động, xem xét ưu điểm và nhược điểm của từng phương án dẫn động điều khiển ly hợp, và cấu tạo chi tiết củacác kết cấu cụm ly hợp ta lựa chọn phương án thiết kế cụm ly hợp 1 đĩa ma sát khôvới hệ thống dẫn động thủy lực có trợ lực chân không cho xe tải 5 tấn.

*TÍNH TOÁN THÔNG SỐ CƠ BẢN+ Bán kính làm việc trung bình

Từ kí hiệu bánh xe 7,5 – 16 theo tiêu chuẩn Châu Âu ta có :

Nên bán kính thiết kế

(mm)Vì là lốp áp suất thấp nên lấy λ = 0,93

Suy ra bán kính làm việc rb = λ.r0 = 0,93.393,7 = 366,141 (mm) lấy = 0,366(m)rb

Tra bảng 1 Sách hướng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp của ô tô", ta xác địnhhệ số dự trữ của ly hợp: Với ô tô tải làm việc không kéo rơ moóc:

= 1,6 2,5

Vậy momen ma sát của ly hợp:

Mc = Me max = 2.363 = 726 (Nm)3.2 Xác định kích thước cơ bản của ly hợp

3.2.1 Xác định bán kính ma sát trung bình của đĩa bị độngMomen ma sát của ly hợp được xác định theo công thức:

Mc = Me max = P R itb

P - tổng lực ép lên các đĩa ma sát (kG).i - số đôi bề mặt ma sát.

Rtb - bán kính ma sát trung bình (cm).

D2 = 2 R = 3,16.2

D2 - đường kính ngoài của đĩa ma sát, tính theo cm.

So sánh đường kính ngoài của đĩa ma sát với đường kính bánh đà động cơ

thì ta thấy rằng D2 = 317 mm < D = 440 mmbđ

Bán kính trong của đĩa ma sát được tính theo bán kính ngoài:R1 = (0,53 0,75) R = (0,53 0,75) 160 = (84,8 120) mm2

Vì động cơ lắp trên xe HINO WU342-130HD là loại động cơ Điêzen nên ta chọn trị số R nhỏ R = 85 mm11

Bán kính ma sát trung bình được tính theo công thức:

[q] - áp lực riêng cho phép trên bề mặt ma sát.

Theo bảng 3 Sách hướng dẫn đồ án Thiết kế hệ thống ly hợp của ô tô – máy kéo ta chọn hệ số ma sát: = 0,25

Tra bảng 3 Sách hướng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp của ôtô", ta xác định

Lực ép cần thiết của ly hợp:

Kiểm tra áp suất trên bề mặt ma sát theo công thức:

Vậy q = 199 kN/m < [q] = 200 kN/m 22

Bề mặt ma sát bảo đảm đủ độ bền cho phép.3.3 Xác định công trượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợpKhi đóng ly hợp có thể xảy ra hai trường hợp:

- Đóng ly hợp đột ngột làm cho đĩa ép lao nhanh vào đĩa bị động, thời giantrượt ngắn nhưng lực ép tăng lên nhanh làm cho xe bị giật mạnh, gây tải trọngđộng lớn đối với hệ thống truyền lực (do quán tính lao vào của đĩa ép, làm tăngthêm lực ép, mô men ma sát ly hợp tăng lên và do vậy ly hợp có thể cho phéptruyền qua nó một mô men quán tính lớn hơn mô men ma sát).

- Đóng ly hợp một cách êm dịu : Người lái thả từ từ bàn đạp ly hợp khi xe khởi động tại chỗ sẽ làm tăng thời gian đóng ly hợp và do

đó sẽ tăng công trượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp Trong sử dụng thường sử dụng phương pháp này nên ta tính công trượt sinh ra trong

G - trọng lượng toàn bộ của ôtô G = 8250 kG Me max - mômen xoắn cực đại của động cơ.

it - tỉ số truyền của hệ thống truyền lực i = i i i = 32,02tohf

3.3.2 Xác định công trượt riêng

Để đánh giá độ hao mòn của đĩa ma sát, ta phải xác định công trượt riêngtheo công thức sau:

Trong đó : l - công trượt riêng.o

L - công trượt của ly hợp (KGm).

F - diện tích bề mặt ma sát của đĩa bị động (cm2).

[lo] - công trượt riêng cho phép.

Tra bảng 4 Sách hướng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp của ôtô", ta xác địnhcông trượt riêng cho phép:

Với ôtô tải có trọng tải 5 tấn> [lo] = 4 6 KGm/cm

Trong đó :

L - công trượt sinh ra khi ly hợp bị trượt (J).

c – Nhiệt dung riêng của chi tiết bị nung nóng.

mt - khối lượng chi tiết bị nung nóng (kG).

- hệ số xác định phần công trượt dùng nung nóng chi tiết cần tính.

Bề dày tối thiểu của đĩa ép (mm) được xác định theo khối lượng tính toán chế độ nhiệt, được xác định theo công thức (1-24) [hướng dẫn thiết kế ô tô.phần truyền lực]

≥

3.4 Tính toán sức bền một số chi tiết của ly hợp3.4.1 Tính sức bền đĩa bị động

Để giảm kích thước của ly hợp, khi ly hợp làm việc trong điều kiện ma sátkhô thì chọn vật liệu có hệ số ma sát cao Vật liệu của tấm ma sát thường chọn làloại phêrađô Đĩa bị động gồm các tấm ma sát và xương đĩa Xương đĩa thường chếtạo bằng thép cacbon trung bình và cao Ta chọn thép 50

Chiều dày tấm ma sát thường chọn từ (3 5) mm Ta chọn = 4 mmTấm ma sát được gắn với xương đĩa bị động bằng đinh tán Vật liệu của đinhtán được chế tạo bằng đồng, có đường kính d = 4 mm Đinh tán được bố trí trên đĩatheo hai dãy tương ứng với các bán kính như sau:

Vòng ngoài : r = 14 cm = 140 mm 2

Hình 3.1 Sơ đồ phân bố lực trên đinh tánLực tác dụng lên mỗi dãy đinh tán được xác định theo công thức:

Đinh tán được kiểm tra theo ứng suất cắt và ứng suất chèn dập.

cd - ứng suất chèn dập của đinh tán ở từng dãy.F - lực tác dụng lên đinh tán ở từng dãy.n - số lượng đinh tán ở mỗi dãy.

[ c] - ứng suất cắt cho phép của đinh tán [ ] = 100 kG/cm c 2

[ cd] - ứng suất chèn dập cho phép của đinh tán [ cd] = 250 kG/cm 2Ứng suất cắt và ứng suất chèn dập đối với đinh tán ở vòng trong:

cd1 = = = 44,5 kG/cm < [ cd]Vậy các đinh tán đảm bảo độ bền cho phép.

Ứng suất cắt và ứng suất chèn dập đối với đinh tán ở vòng ngoài:

cd]Vậy các đinh tán đảm bảo độ bền cho phép.

3.4.2 Tính sức bền moayơ đĩa bị động

Chiều dài moay ơ đĩa bị động được chọn tương đối lớn để giảm độ đảo của đĩa bị động, moay ơ được ghép với xương đĩa bị động bằng đinh tán và lắp với trục ly hợp bằng then hoa.

z1: số lương moay ơ riêng biệt Đối với ly hợp thiết kế là loại 1 đĩa bịđộng z =11

z2: số then hoa của một moay ơ : z = 102

D: đường kính ngoài của then hoa: D = 40 mm = 4 (cm).Đường kính ngoài của moayơ được chọn theo đường kính của trục ly hợp.

d: đường kính trong của then hoa; d = 32 mm = 3,2 ( cm) L: chiều dài moay ơ; L = 50 mm = 5 cm

b: bề rộng của một then hoa; b = 5 mm = 0,5 cm

Vật liệu chế tạo moay ơ là thép 40X, ứng suất cho phép [τc] = 100 kG/cm ; [2 ] = 200 kG/cm 2

l - chiều dài bị chèn dập của đinh tán l = 0,4 cm

Vật liệu chế tạo đinh tán là thép 30 thì ứng suất cho phép của đinh tán là

3.4.3 Tính sức bền lò xo ép của ly hợp

Cơ cấu ép được dùng để tạo lực ép cho đĩa ép của ly hợp thường đóng xe tảiHINO là lò xo đĩa kiểu nón cụt nhờ nó có nhiều ưu điểm nổi bật hơn hẳn kiểu lò xodây xoắn.

Lò xo ly hợp được chế tạo bằng thép mangan 65 có ứng suất tiếp cho phép [ ] = 650 – 850 (MN/m )2

Lò xo được tính toán nhằm xác định các thông số hình học cơ bản nhằmthỏa mãn lực F cần thiết cho ly hợp Kích thước của lò xo đĩa nón cụt cũng phảibảo đảm điều kiện bền với chức năng là đòn mở.

a Lực ép cần thiết của lò xo đĩa nón cụt

Lực ép cần thiết của lò xo ép đĩa nón cụt được xác định theo công thức F = k lx0

b Kích thước cơ bản và đặc tính của lò xo ép nón cụt xẻ rãnh

Sơ đồ để tính lò xo đĩa nón cụt có xẻ rãnh hướng tâm thể hiện trên hìnhsau :

Hình 3.3 Kết cấu hình học lò xo đĩa

Lực nén do lò xo nón cụt tạo ra F để ép lên đĩa ép nhằm tạo ra mômen ma sátlx

cho ly hợp được xác định như sau :

Trong đó :

De: Đường kính lớn của lò xo đĩa nón cụt ứng với vị trí tỳ lên đĩa ép (m) Chọn D = 0,95.(2.R ) = 0,95.2.0,16 = 0,304 (m)e2

Sơ bộ đường kính qua mép xẻ rãnh ( D )a

Chọn Da = 0,230 (m)

: độ dịch chuyển biến dạng của lò xoE : môđun đàn hồi kéo nén

Bảng 3.1 Thông số đặc tính làm việc của lò xo nón cụt