Bài Tiểu Luận Môn Học Tính Toán Thiết Kế Ô Tô Nghiên Cứu Tính Toán Thiết Kế Ly Hợp Ma Sát Trên Ô Tô Con.pdf

cece 9 3.14 Lực ép cần thiết Fotis cccecccceseessessesesessessseressessrsevessessseresesenseressersvessenesenevsvevsven 10 3.1.5 Xác định công trượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp.

BO GIAO DUC VA DAO TAO

ey HUTECH

Pe hee Congnene TOM TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHE TP HO CHi MINH

BAI TIEU LUAN MON HOC TINH TOAN THIET KE O TO

NGHIEN CUU TINH TOAN THIET KE LY HOP MA

SAT TREN 0 TO CON

Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô

Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Nhanh

SVTH: Nguyễn Phạm Tuấn Anh Mã SV:2082500614 Lớp:20DOTD3

E) HUTECH Đại học Công nghệ Tp.HOM Tp.HCM, ngày 25 tháng 09 năm 2022

PHIẾU GIAO ĐÈ TÀI BÀI TIỂU LUẬN

TÊN MÔN HỌC: TÍNH TOÁN THIẾT KÉ Ô TÔ

NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

._ Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài (sĩ số trong nhóm 3):

I Nguyễn Phạm Tuấn Anh MSSV: 2082500614 Lớp: 20DOTD3

2 Nguyễn Chí Bảo MSSV: 2082500084 Lép: 20DOTD3

3 Nguyễn Thanh Bình MSSV: 2082500128 Lép: 20DOTD3

Tén dé tai: Nghiên cứu tính toán thiết kế ly hợp ma sát trên ô tô con

3 Nội dung nhiệm vụ:

- Giới thiệu về dé tai;

- Tổng quan về đề tài;

- _ Mô phỏng thực nghiệm trên phần mềm carsim;

- _ Viết báo cáo bài tiêu luận

._ Kết quả tối thiểu phải có:

L) Cuốn thuyết minh đề tài in A4 có đánh giá cha GVHD

2) Bản vẽ thiết kế (nếu có)

Ngày giao đề tài: 05/09/2022 Ngày nộp báo cáo: 25/09/2022

1P HCM, ngày 05 tháng 09 năm 2022

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

Nguyễn Văn Nhanh

EB HUTECH Đại học Công nghệ Tp.HOM

VIEN KY THUAT HUTECH

PHIẾU ĐÁNH GIÁ KÉT QUÁ THỰC HIEN

TÊN MÔN HỌC: TÍNH TOÁN THIẾT KE 0 TO

NGÀNH: Công nghệ kỹ thuật ô tô

1 Tên đề tài: Nghiên cứu tính toán thiết kế ly hợp ma sát trên ô tô con

2 Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Nhanh

3 Sinh viên/ nhóm sinh viên thực hiện đề tài (sĩ số trong nhóm 3):

a) Nguyễn Phạm Tuấn Anh MSSV: 2082500614 Lớp: 20DOTD3

b) Nguyễn Chí Bảo MSSV: 2082500084 Lép: 20DOTD3

c) Nguyễn Thanh Bình MSSV: 2082500128 Lép: 20DOTD3

4 Đánh giá bài tiêu luận:

¬ dong, tich | yéu cầu về mục tiêu, hiện báo cao điểm tiêu

Họ (ên sinh viên cực, sáng | hìnhhức | nộidung | (tổng3cệt | PRE | chit

tạo trình bày đề ra điểm 1+2) (Š) | g.s»giậm

(Ky và ghỉ rõ họ tên các thành viên) (Ký và ghi rõ họ tên)

Nguyễn Văn Nhanh

LOI CAM ON sẹo

- Chúng em xin cảm ơn thầy Nguyễn Văn Nhanh - Phó Viện trưởng Viện kỷ thuật HUTECH đã hướng dẫn và giúp đỡ cho chúng em hoàn thành bài đồ án môn học Tính toán thiết kế ô tô Nhờ thầy mà chúng em đã biết thêm nhiều về những yếu

tố giúp để tạo nên một chiếc xe ô tô hoàn chỉnh

- Đồng thời thầy đã cung cấp cho chúng em rất nhiều kiến thức hay và chia sẻ về

những kinh nghiệm thực tiễn trong ngành ô tô đề chúng em có thể hiểu hơn về ngành

học mà mình đang học Với sự tận tình của thầy trong quá trình chúng em được học tập chung với thầy, chúng em đã hiểu rõ hơn và có một số kỉ năng làm việc đề hoàn thành đồ án môn học nhanh nhát, hiệu quả nhất ạ

DANH MỤC CÁC TỪ VIỆT TẮTT 22: 212 21223112211227122 2.21112112112112 ueg 1 DANH MUC CAC BANG ccccccccccscssessssessesesssiessrssesvesesvessviessvessuressusesinstanttsntesetssessvessriessreersnvesereee 2 DANH MUC CAC BIEU DO, DO THỊ, SƠ DO, HINH ANH .cccccccccccccccesssecsseessssssressessersressensves 3

Chương 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI - 5c 2S S11 2211 112211211011 1101 2 ng HH 2121 re 1

L DAT VAN DED coccccccccssssessesesssesssssssvesesversricssressuressustasssantessesenessvcssressuessnstinsaiseasiessesre 1

2 MUC TIEU DE TAL oo ccccccccccssseesssessssesssresssresessssssesesvesesvessrsessrestarestaretesnsseansessesesvetsrvessresssnersvtane 1

3 NỘI DUNG ĐỀ TÀI: 2 222 122111221112211 2211022110102 1n 102 re 1

4, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU : 222 222121211222112211221222212222212 E0 nerryeg 1

5 KET CAU CUA DO ANDi ciccccscccssssessssessssesssvesesvesevicssvessrvessressarestaressanstesnstsniecsvicssitevesentanessnte 2 CHUGNG 2: CO SO LY THUYET VE DE TAL ocicccsccccsssssscsssssressrssssiessurersressuressantuneseteresseveressese 3 2.1 NHIEM VU ceccccsccccsccsessssecsvcssvessreessressaresssretesvessvissvessivessressasestaresesstesitesvesssversieersversvesnesrsese 3 2.2 YÊU CẦU s02 2220 22222212 HH H1 22212 HH1 11122222221 re tre 3 2.3 PHÂN LOẠẠI 5: 22t 221 1111221102211022222 2E ng 222222 nen ru grue 3

2.3.1 Theo cách truyền momen xoắn (từ cốt máy đê trục của hệ thống truyền lực): 3

2.3.2 Theo cách điều khiến: -2.-222 2222 2221222112222 xe 3 2.4 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG s22 2222222212210 4 CHUGNG 3: TINH TOAN VA MO PHONG THUC NGHIỆM TRÊN PHẢN MÈM CARSIM 7 3.1 TÍNHTOÁN Q.20 2n HH H212 reye 7

3.1.1 MG men ma sat ctta by HOP ccc ccc cece eccesseeeeecesceeseeesesseseeseeseessesseteessesesecseessesseteeteeeds 7

3.1.2.1 Bán kính hình vành khăn của bề mặt ma sát dia bi động 2 nen 8

3.1.3 Din tich va ban kinh trung binh cia hinh vanh khan tam ma satu cece 9

3.14 Lực ép cần thiết Fotis cccecccceseessessesesessessseressessrsevessessseresesenseressersvessenesenevsvevsven 10

3.1.5 Xác định công trượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp 5 c5 2c se 10 3.1.5.1 Mô men quán tính qui dẫn 1; [kg.miŸ]: - 51c K22 2222 2 re II

3.1.6 Nhiệt sinh ra do trượt Ïy hợp - L1 1111 1011111111011 11 112011011 HH 16

3.1.7 Bê dây tối thiểu đĩa ép (theo chế độ nhiệt) 2 SE tr E128 112g go 16

B.S ` 0 ( 7a eắá 24 3.5.1 NUON ii 8n 24 3.5.2 Vòng ma sắt, đĩa ma SắỂ: 0 L SH nnn HH TH HH H111 11 11 x21 k kg key 25 3.5.3 Mayơ đĩa bị động : - L 2L nh HH H11 H1 HH HH HH HH ykg 29 3.5.4 Tính toán các kích thước cơ bản của Mayơ ly hợp : cette entrees 30

MỤC LỤC

3.6 ĐĨ4 ÉP VÀ ĐĨA ÉP TRUNG GIẢN: Sàn HH HH Hye 31

3.6.2 YÊM CẨM: SH HH HH HH H212 ue 32 EÝN I1 1 (úcaiỶŸŸỶŸỶŸỶŸẢÝŸÝỶẢÝẢÝÝÝÊÝÊÝỶdĂ 32

CHƯƠNG 4: KÉT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 2222222 21222 185112228 re 33

41 KẾTLUẬN 20 HH HH ng 2H rr reo 33 4.2 HƯỚNG PHÁT TRIỄN ĐẺ TÀI 22s 222122111222112 E11 E0 E22 eeree 33

.008i5906957.).804:7 0 1

DANH MUC CAC TU VIET TAT

DANH MUC CAC BANG

Bang B3.1 Bảng chọn hệ số dự trữ ly hợp B

Bảng B3-2: Bảng tham khảo các thông số TỐ 22222 12

DANH MUC CAC BIEU DO, DO THI, SO DO, HINH ANH

(cỡ chữ 14pt, in đậm, viết hoa, đặt ở giữa)

Hình 2.4.2 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sắt ÏÒ XO ẾP o- G1555 5655 5 Hinh 2.4.3 Cau tao cua dia ma sat 5 Hình 2.4.4a Cấu tạo của vỏ ly hợp

Hình 3.1 Sơ đồ tính toán đĩa ma sát 5-5 s se se se se se sss sesss se 8 Hình 3.2: Biểu đồ công trượt được sinh ra (rong quá trình đóng ly hợp 10

Hình 3.3 Đĩa bị độn n nh nh HH He 24

Hình 3.5 Sơ đồ thiết kế vị trí tác dụng lực lên đinh tán 29

Hình 3.6 Sơ đồ tính toán moay 0 31

Chuong 1: GIOI THIEU DE TAI

1 DAT VAN DE:

- O thoi ki ma dat nude dang phat trién nhu Việt Nam việc nhiều người dân sở hitu riéng cho minh mét chiéc oto dé lam phuong tién di chuyén hodc ding lam phương tiện vận tải là điều hiễn nhiên Nhưng ít ai ngờ là một chiếc xe oto muốn vận hành được trên đường phố một cách trơn tru, ngoài động cơ ra thì hệ thống ly hợp ở trong oto cũng là một hệ thống rất quan trọng đối với toàn bộ hệ thống

- _ Hệ thống ly hợp của động cơ oto cũng như là một cột sống của cả chiếc xe bởi

vì đây là hệ thống gắn liền hệ thống động cơ (cốt máy) với hệ thống truyền lực của oto nhằm dé truyền momen của động cơ sinh ra được đưa tới hệ thống truyền lực một cách êm địu, có khả năng cắt truyền động đến hệ thống truyền lực được nhanh chóng và đứt khoát trong một số trường hợp cần thiết

3 NỘI DUNG ĐÈ TÀI:

-_ Giới thiệu về đề tài;

- _ Tổng quan về đề tài;

- _ Mô phỏng thực nghiệm trên phần mềm carsim;

- Việt báo cáo bài tiêu luận

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:

- Tìm kiếm tài liệu tham khảo dựa trên mạng

- _ Dựa vào các tài liệu sẵn có từ nhà trường đã cung cấp

- _ Sử dụng phần mềm Carsim đề kiếm tra phần tính toán

- Tham khảo một sô đô án của các sinh viên trường khác hoặc các khóa trước

5 KET CAU CUA DO ÁN:

- Đồ án gồm 4 chương:

+ Chương 1: Giới thiệu đề tải

+ Chương 2: Cơ sở lý thuyết về đề tài

+ Chương 3: Tính toán và mô phỏng thực nghiệm trên phần mềm carsim + Chương 4: Kết luận và hướng phát triển

CHUONG 2: CO SO LY THUYET VE DE TAI

2.1 NHIỆM VỤ

- Ly hợp ô tô là một bộ phận thuộc động cơ xe, có nhiệm vụ truyền hoặc ngắt momen lực từ động cơ tới hộp số Đây là một trong những nhân tổ tác động tới khả năng tăng tốc nhanh và mượt của xe ô tô

- Bên canh đó hệ thống ly hợp được ví như là một “cầu nối” truyền momen lực giữa động cơ và hộp số Hệ thông ly hợp trên ô tô có khả năng đóng hoặc mở để giúp xe chuyên động tiên, lùi hoặc dừng lại theo điêu kiện của người lái

2.2 YÊU CÂU

- Ly hợp phải truyền được momen xoắn lớn nhất của động cơ mà không bị trượt trong mọi điều kiện, bởi vậy ma sát của ly hợp phải lớn hơn moomen xoắn của động cơ

- Khi kết nối phải êm dịu đề tránh gây ra va đập ở hệ thống truyền lực

- Khi tách phải nhanh và đứt khoát đề đễ gài số và tránh gây tải trọng động cho hộp số

- Momen quán tính của phần bị động phải nhỏ

- Ly hộp phải làm nhiệm vụ của bộ phận an toàn do đó hệ số dự trữ phải nam trong

giới hạn

- Điều khiến đễ dàng

- Kết cầu đơn giản và gọn

- Đảm bảo thoát nhiệt tốt khi ly hợp trượt

2.3 PHAN LOAI

2.3.1 Theo cách truyền momen xoắn (từ cốt máy đê trục của hệ thống truyền lực):

- Ly hợp ma sát: loại một đĩa và nhiều đĩa, loại lò xo nén biên, loại lò xo nén trung tâm, loại càng tách ly tâm và nửa ly tâm

- Ly hợp thủy lực: loại thủy tĩnh và thủy động

- Ly hợp nam châm điện

- Ly hợp liên hợp

2.3.2 Theo cách điều khiến:

- Điều khiển đo lái xe (loại đạp chân, loại có trợ lực thủy lực hoặc khí)

- Loại tự động

Hiện nay trên ô tô đang được sử dụng nhiều là loại ly hợp ma sát Ly hợp thủy lực cũng đang được phát triển ở ô tô vì nó có ưu điểm căn bản là giảm được tải trọng va đập lên hệ thống truyền lực

2.4 CÁU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

- Ly hợp ma sát phô biến là loại ly hợp sử dụng các đĩa ma sát và lực ép từ lò xo để kết nối đường truyền năng lượng từ động cơ đến hộp số Mô men ma sát hình thành nhờ sự ma sát của các bề mặt ma sát Vì tính đơn giản, bên bi, kinh tế và hiệu quả của

nó, ly hợp ma sát được sử đụng gần như 100% trên các ô tô số sàn ngày nay

- Cầu tạo ly hợp ôtô bao gồm 3 phần chính:

+ Phần chủ động bao gồm: bánh đà, vỏ ly hợp, đĩa ép và giá đỡ lên vỏ ly hợp + Phan bi động bao gồm: đĩa ma sát và trục bị động

+ Cơ cầu điều khiến dùng đề ngắt ly hợp khi cần, bao gồm: bàn đạp, thanh nối, khớp trượt, các cần bây và các lò ép

Hình 2.4.1 Cấu tạo ly hợp ô tô

- _ Cấu tạo ly hợp ma sát loại đĩa phẳng sử dụng lò xo ép

Hình 2.4.2 Sơ đồ cấu tao ly hop ma sat lo xo ép

- Cu tao co ban cua cum ly hop bao g6m: Dia ma sat, vỏ ly hợp, lò xo ép, đĩa

ép, va cac thanh phan khac

- Hệ truyền động ly hợp bao gồm: bàn đạp, hé dan déng (thủy lực, cơ khí, điện) cảng cắt, vòng bị cắt

Hình 2.4.3 Cấu tạo của dia ma sat

Hình 2.4.4a Cấu tạo của vỏ ly hợp

Hình 2.4.4b Cấu tạo của vỏ ly hợp

-_ Trong ly hợp lò xo đĩa, lò xo vừa đảm nhận vai trò ép, đàn hồi, vừa đảm nhận

vai trò là càng mở khi ngắt ly hợp

- V6i ly hop lò xo trụ xung quanh, kết cầu sẽ có thêm cảng mở bố trí xung quanh

CHUONG 3: TINH TOAN VA MO PHONG THUC NGHIEM TREN

PHAN MEM CARSIM

3.1 TINH TOAN

3.1.1 Mo men ma sat cua ly hop

Ly hợp phải có khả năng truyền hết mô-men xoắn lớn nhất của động cơ Ma

được xác định :

Trong do :

Mns [N.m] : Mé-men ma sat yéu cầu của ly hợp

Memax : Mô-men xoăn lớn nhất của động cơ, [N.m]

Theo dé Memax =275[Nm]

B : Hệ số dự trữ của ly hợp

Hệ số dự trữ B tính đến các yếu tố làm giảm lực ép hoặc làm giảm momen ma sát trong quá trình sử dụng như:

Mon vung ma sat lam giam luc ép 15% +20%

Giảm độ đàn hồi của lò xo ép làm giảm 8% + 20%,

Như vậy tổng lực ép đo các yếu tô trên sẽ bị giảm khoảng 23% +30%.Hệ số B phải chọn không được nhỏ quá tuy vậy cũng không được lớn quá Nếu B lớn thì phải tăng lực ép đo đó cần tăng lực điều khiến ly hợp nên gây mệt mỏi cho người lái Cùng với

đó thì kích thước của ly hợp tăng và mất vai trò của cơ cầu an toàn

Căn cứ vào chủng loại xe và điều kiện làm việc thường xuyên của nó để chọn

hệ số dự trữ

Theo bảng B3.1 Bảng chọn hệ số dự trữ ly hợp B

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

3.1.2.1 Bán kính hình vành khăn của bề mặt ma sát đĩa bị động

Rl

Hình 3.1 Sơ đồ tính toán đĩa ma sát

Ta có bán kính ngoài của bề mặt ma sát ly hợp được xác định theo [1]: R:=

Trong đó :

ụ : Hệ số ma sát trượt giữa các đôi bề mặt ma sát chọn u=0,25

Zms : Số đôi bề mặt ma sát; ưu tiên chọn một đĩa bị động nên z„: = 2

p : Áp suất pháp tuyến của các bề mặt ma sát Đề bảo đảm tuôi thọ cho các

tam ma sat, gia tri cho phép [p] = (1,4.10° + 2,5.10° )[N/m’]

Vì ly hợp có điều kiện làm việc tương đối cao nên có thể chọn áp suất theo giới

hạn trên p = 2,2.10” [N/m'].

Kr : Hệ số tý lệ giữa bán kính trong và ngoài bề mặt ma sát, Kạ =

Có thê chọn Kạ theo giới hạn Ka = 0,55.theo [1] : (0,53-0,75)

Thay số vào công thức trên ta tính được :

3.1.3 Diện tích và bán kính trung bình của hình vành khăn tắm ma sát

Diện tích hình vành khăn tắm ma sát S [m”] theo [1]:

Thay sô vào ta có:

Vị vậy, việc xác định công trượt, công trượt riêng để hạn chế sự mòn, khống chế nhiệt độ cực đại nhằm bảo đảm tuổi thọ cho ly hợp là hết sức cần thiết

3.1.5.1 Mô men quán tinh qui dan J, [kg.m’]:

Mô men quán tính khối lượng qui dan J, được xác định từ điều kiện cân bằng động năng khi ôtô đang chuyền động theo [ H]:

: Trọng lượng toàn bộ cua 6td, G, = 3000.9,81 = 29430 [N]

: Trọng lueng toan b6 cua ro mooc hoac đoàn xe kéo theo, Gn = O[N]

: Gia tốc trọng trường, øg = 9,81 [m/s]

: Bán kính làm việc của bánh xe chủ động, r„„ = 0,35 [m]

: Tỷ số truyền của hộp số Tính công trượt cho số một,

: Tỷ số truyền số phụ Không có hộp số phụ, ï; = l

: Tỷ số truyền của truyền lực chính

: Hệ số tính đến các khối lượng chuyến động quay trong hệ thông truyền lực; trong tính toán có thê lay bang 6; = 1,05 + 1,06 Chon 6 = 1,05

© Xác định tỷ số truyền lực chính ¡, :

Giá trị tỷ sô truyền lực chính 1, cùng với ty sô truyền cao nhất của hộp sô truyén cao nhất của hộp số lụ„ được xác định theo tốc độ chuyền động lớn nhất của d6ng CO Wemax

VO1 I=

=>

¢ Tinh in: (tinh cho sé 1)

Theo công thức IV-3I trang 128 sách lý thuyết ô tô - máy kéo, tác giả : Nguyễn Hữu Cần

Ta có :

Bảng B3-2: Bảng tham khảo các thông số Tan (sách hướng dẫn thiết kế ô tô - Lê Văn

Tuy ):

Với G„ : trọng lượng bám của câu chủ động.Đôi với xe con tải trọng phân bô

đều trên các cầu => G„=G„/2=29430/2=14715[N]

(0„a : hệ số bám lớn nhất (Qmax= 0,6- 0,8) Chon Qmax= 0,7

=> =3,339

Chon =3

=> = 2,01 (kg.m’)

3.1.5.2 M6 men can chuyén d6ng qui dan M, [N.m]

Mô men cản chuyến động của xe qui dẫn về trục ly hợp được tính theo [1]:

M, =(G, + G,, y+ P|

Trong do :

W : Hệ số cản tổng cộng của đường Tính cho đường có 1j = 0,02