Ngoài ra, trong quá trình ôtô hoạt động sẽxuất hiện những mômen quán tính tác động lên hệ thống truyền lực nên ly hợp cònđóng vai trò là bộ phận an toàn bảo vệ cho các chi tiết của hệ th
TỔNG QUAN VỀ CỤM LY HỢP TRÊN XE ÔTÔ
CÔNG DỤNG , PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU
Ly hợp là một trong những cụm chính trong hệ thống truyền lực của ôtô Ly hợp trên ôtô là bộ phận liên kết giữa động cơ và hệ thống truyền lực Do đó nó có nhiệm vụ tách và nối hai bộ phận này với nhau trong trường hợp cần thiết như: Khi xe bắt đầu chuyển bánh, 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.
Có nhiều cách phân loại ;
+ Ly hợp ma sát: Truyền mô men thông qua các bề mặt ma sát;
Ly hợp ma sát có hai loại là ly hợp ma sát khô và ly hợp ma sát ướt;
Ly hợp ma sát khô: Không có dung môi, các đĩa ma sát thường được làm từ Ferado đồng;
Ly hợp ma sát ướt: Được nhúng trong dầu;
+ Ly hợp thuỷ lực: Truyền mômen thông qua chất lỏng;
+ Ly hợp điện từ: Truyền mômen nhờ lực điện từ;
+ Ly hợp liên hợp: Mô men được truyền bằng cách kết hợp các phương pháp trên Thông thường là bằng ma sát cộng với thủy lực;
Hiện nay, trên ôtô dùng chủ yếu là ly hợp ma sát và ly hợp thủy lực;
- Theo trạng thái làm việc;
+ Loại ly hợp thường đóng: Khi không có lực điều khiển, ly hợp luôn ở trạng thái đóng, khi đạp ly hợp các bề mặt làm việc tách ra Đại đa số các ly hợp trên ôtô dùng loại này;
+ Loại ly hợp thường mở: Khi không có lực điều khiển, ly hợp luôn ở trạng thái mở;
- Theo dạng lò xo của đĩa ép;
+ Ly hợp sử dụng lò xo trụ bố trí theo vòng tròn;
+ Ly hợp sử dụng lò xo dạng côn xuắn;
+ Ly hợp sử dụng lò xo dạng đĩa;
- Theo hệ thống dẫn động ly hợp;
+ Ly hợp dẫn động cơ khí;
+ Ly hợp dẫn động thuỷ lực;
+ Ly hợp dẫn động kết hợp cơ khí và thủy lực;
- Theo trợ lực dẫn động;
Ly hợp trên ôtô phải đảm bảo các yêu cầu:
- Phải truyền hết được mômen của động cơ xuống hệ thống truyền lực mà không bi trượt;
- Phải ngắt dứt khoát, đóng êm dịu để giảm tải trọng động tác động lên hệ thống truyền lực.;
- Mômen quán tính của phần bị động của ly hợp phải nhỏ để giảm tải trọng động tác dụng lên các bánh răng và bộ đồng tốc khi sang số;
- Mô men ma sát không đổi khi ly hợp ở trạng thái đóng;
- Có khả năng trượt khi bị quá tải;
- Có khả năng thoát nhiệt tốt để tránh làm nóng các chi tiết khi ly hợp bị trượt trong quá trình làm việc;
- Điều khiển ly hợp nhẹ nhàng tránh gây mệt mỏi cho người lái xe;
- Giá thành của bộ ly hợp rẻ, tuổi thọ cao, kết cấu đơn giản kích thước nhỏ gọn, dễ tháo lắp và sửa chữa bảo dưỡng.
1.1.4 Sơ đồ vị trí của ly hợp trên xe con
ẢNH HƯỞNG CỦA LY HỢP KHI GÀI SỐ VÀ KHI PHANH
Khi gài số các chi tiết có chuyển động tương đối, do vậy sinh ra mômen xung lượng va đập và tải trọng động tác dụng lên các chi tiết khác Muốn giảm lực xung kích tác dụng lên hệ thống truyền lực cần mở ly hợp rồi mới gài số để giảm mômen quán tính phần bị động và các chi tiết của hộp số có liên quan động học đến phần bị động của ly hợp Như vậy việc ngắt ly hợp khi sang số không những làm cho việc sang số được thực hiện êm dịu mà còn làm giảm tải trọng động tác dụng lên các chi tiết của hệ thống truyền lực giúp làm tăng tuổi thọ cho các chi tiết này.
Khi phanh ôtô toàn bộ hệ thống truyền lực chịu tải trọng động rất lớn dưới tác dụng của mômen quán tính của động cơ Mjmax.
Mômen Mjmax có thể truyền qua ly hợp khi mômen ma sát của ly hợp lớn hơn
Mjmax Trong trường hợp này mômen quán tính sẽ tác dụng lên hệ thống truyền lực.
Nếu mômen Mjmax lớn hơn mômen ma sát của ly hợp thì ly hợp bị trượt và hệ thống truyền lực sẽ chịu tải trọng lớn nhất chỉ bằng mômen ma sát của ly hợp.
Nếu khi thiết kế ly hợp lấy hệ số dự trữ của ly hợp b lớn hơn hệ số dự trữ của độ bền của trục các đăng thì có thể trục các đăng bị gãy do quá tải.
LY HỢP MA SÁT
Trên các loại ôtô hiện nay sử dụng phổ biến nhất là loại ly hợp ma sát Các bộ phận chính của ly hợp bao gồm phần chủ động và phần bị động:
- Phần chủ động: Gồm có bánh đà, đĩa ép, vỏ ly hợp, các lò xo ép.
- Phần bị động : Gồm đĩa bị động, các bộ phận giảm chấn và trục ly hợp.
Việc điều khiển đóng ngắt ly hợp thông qua các đòn mở và các hệ thống dẫn động, hệ thống dẫn động của ly hợp có thể là dẫn động bằng cơ khí , dẫn động bằng thuỷ lực Ngoài ra còn có thể sử dụng bộ phận trợ lực để giảm lực bàn đạp của người lái.
1.3.1.Ly hợp ma sát một đĩa:
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.
- Khi ly hợp ở trạng thái đóng:
Dưới tác dụng của lò xo ép 5 làm đĩa ép 3 ép đĩa bị động với bánh đà, nhờ vậy tạo được sự ma sát giữa đĩa ép và bánh đà với đĩa bị động và làm cho chúng ép sát vào nhau Do đó khi động cơ quay thì mô men của động cơ được truyền từ bánh đà và đĩa ép qua đĩa bị động tới trục ly hợp và đến các hệ thống truyền động.
Dưới tác dụng của lực bàn đạp kéo đòn kéo 9 thông qua càng mở 10 đẩy bạc mở 6 làm bi T dịch chuyển sang trái khắc phục hết khe hở d và ép vào đầu trên của đòn mở 12, đầu dưới của các đòn mở đi sang phải và tách đĩa ép 3 khỏi đĩa bị động làm cho đĩa bị động tách rời khỏi bánh đà và đĩa ép ngắt dòng công suất từ động cơ sang hệ thống truyền lực
Trong quá trình sử dụng, do sự giảm lực ép của các lò xo ép và đĩa bị động bị mòn nên khe hở d bị giảm xuống làm ảnh hưởng đến hành trình tự do của bàn đạp Do đó khe hở d phải được đảm bảo nằm trong phạm vi nhất định bằng cách điều chỉnh thường xuyên. 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 mụ men khụng lớn lắm Nếu truyền mụmen trờn 70 á 80 KGm thì cần đường kính đĩa ma sát lớn kéo theo các kết cấu khác đều lớn làm cho ly hợp cồng kềnh.
1.3.2.Ly hợp ma sát hai đĩa:
Nguyên lý cấu tạo và hoạt động của ly hợp ma sát hai đĩa cũng 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 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 TỪ
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.
PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG LY HỢP THIẾT KẾ
LỰA CHỌN LOẠI LY HỢP
Ly hợp trên ôtô thường dùng là loại ly hợp ma sát dạng thường đóng, có một hoặc hai đĩa bị động.
Với đề tài thiết kế ly hợp cho xe ôtô con, với yêu cầu cơ bản là phải có độ bền và độ tin cậy cao, mặt khác phải sữa chữa và bảo dưỡng dễ dàng nên ta chọn loại ly hợp là ly hợp ma sát Do mômen của động cơ nhỏ nên ta chọn loại ly hợp là ly hợp ma sát một đĩa bị động dạng thường đóng.
PHƯƠNG ÁN CHỌN LOẠI LÒ XO ÉP
Hình 2.1.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, D l : Biến dạng của lò xo
Lò xo trụ có đường đặc tính làm việc là đường b trên hình 2.1.
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 lực ly tâm, thường sử dụng các cốc, vấu lồi trên đĩa ép hoặc trên vỏ ly hợp. 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.
- 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 2.2 lò xo côn xoắn
Lò xo công xoắn có đường đặc tính làm việc là đường a trên hình 2.1. 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.
- 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
Lò xo đĩa có đường đặc tính làm việc là đường c trên hình 2.1.
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. 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.
- Việc chế tạo khó khăn.
Kết luận: 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
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 của ly hợp là phải đóng êm dịu, yêu cầu này liên quan đến cấu tạo của đĩa bị động của ly hợp. Để tăng tính êm dịu cho ly hợp ta dùng đĩa bị động loại đàn hồi Độ đàn hồi của đĩa được giải quyết bằng cách thiết kế kết cấu có những hình thù nhất định hoặc dùng thêm những chi tiết đặc biệt có khả năng làm giảm độ cứng của đĩa Ở đây để giảm độ cứng của đĩa bị động ta xẻ các rãnh hướng tâm Các đường xẻ rãnh này chia đĩa bị động ra nhiều phần Số lượng các rãnh tuỳ theo đường kính đĩa Các đường xẻ rãnh cũng làm cho đĩa bị động đỡ cong vênh khi bị nung nóng khi làm việc và làm tăng khả năng thoát các bụi sinh ra trong quá trình ly hợp làm việc do các tấm ma sát bị mòn.
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 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.
Hình 2.4.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.
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. Ưu nhược điểm :
Kết cấu đơn giản nên dễ chế tạo và bảo dưỡng, sửa chữa.
Mở nhanh và dứt khoát.
- Nhược điểm: 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.
2.4.2 Dẫn động cơ khí có trợ lực khí nén :
Hình 2.5.Sơ đồ dẫn động ly hợp bằng cơ khí có trơ lực khí nén.
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.
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 vào bi T nữa Khi đó bi T thôi không ép vào đầu đòn mở nữa và các lò xo ép lại ép ly hợp đĩa ép và đĩa bị động trở về trạng thái làm việc ban đầu Khi xy lanh phân phối 10 được kéo về vị trí ban đầu thì đồng thời làm van khí nén đóng lại. Lúc này khoang trong xy lanh 10 thông với khí trời và do đó không còn áp suất khí nén tác dụng lên xy lanh công tác nữa và xy lanh công tác cũng thôi không tác dụng lực lên càng mở 3 nữa.
- 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. 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.
Hình 2.6.Sơ đồ dẫn động ly hợp bằng thủy lực.
1.Đĩa bị động 2.Đĩa ép 3.Đòn mở.
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.
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. 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.
2.4.4.Dẫn động thủy lực có trợ lực chân không:
Hình 2.7.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.
- Nguyên lý hoạt động của bộ trợ lực:
Hình 2.8.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 ngắt 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.
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.
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỤM LY HỢP DỰA TRÊN XE CƠ SỞ
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE HYUNDAI GRAND I10
Hyundai i10 ra mắt thế hệ đầu tiên vào năm 2007 Mẫu xe nhỏ nhất trong gia đình Hyundai nhanh chóng được đón nhận tại những thị trường đông dân và những đối tượng khách hàng thành thị Thế hệ mới của i10 ra mắt vào tháng 9/2013 tại Ấn Độ Ngay từ khi ra mắt, Grand i10 đã nhận được hơn 10.000 đơn đặt hàng chỉ sau 3 tuần Thành công này có được là nhờ kích thước xe được mở rộng cùng các trang bị tiện nghi vượt cấp mà Hyundai đã trang bị cho mẫu xe của mình.
Tại thị trường Việt Nam, Hyundai Grand i10 vừa được ra mắt giữ tháng 12/2013 và thay thế hai mẫu xe cũ là i10 và EON Xe được giới thiệu với 4 phiên bản trong đó có
3 phiên bản trang bị động cơ 1.0L (cả phiên bản taxi) và phiên bản cao cấp nhất trang bị động cơ 1.25L.
Grand i10 vẫn theo ngôn ngữ thiết kế "điêu khắc dòng chảy" đặc trưng của gia đình Hyundai Tuy nhiên khi đặt mẫu xe này bên cạnh các đàn anh sẽ thấy được vẻ chắc chắn của Grand i10 nhờ sự kết hợp các đường nét và chất liệu trong thiết kế Trong phân khúc xe cỡ nhỏ thành thị tại Việt Nam, nếu như vẻ thể thao, thời trang của Picanto phù hợp hơn với các khách hàng nữ giới, nét cơ bắp và cứng cáp của Spark phù hợp với các khách hàng nam giới thì Grand i10 lại là mẫu xe trung hoà cả hai yếu tố trên.
BẢNG THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA XE HYUNDAI GRAND I10
STT Thống số Giá trị
2 Chiều dài cơ sở (mm) 2425
5 Động cơ Động cơ xăng 4 kỳ,3 xy lanh
8 Công suất cực đại (Kw) 64 ở 5500 vòng/ phút
9 Mômen xoắn cực đại (N.m) 120 ở 3500 vg/ phút
11 Tỉ số truyền lực chính 4,53
Tỉ số truyền của truyền lực chính:
Tỉ số truyền của hộp số chính :
Tỉ số truyền của hộp số phụ: io = 4,53 ih = ih1 = 4,12 if = 1
14 Ly hợp Ma sát khô,1 đĩa
TÍNH CHỌN CÁC THÔNG SỐ VÀ CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN
3.2.1.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 b 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 b 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 b 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)
3.2.2.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 của tấm ma sát theo công thức kinh nghiệm:
Trong đó C là hệ số kinh nghiệm, lấy C = 2,7 đối với xe con
Chọn đường kính ngoài của tấm ma sát D = 20 cm.
D nhỏ hơn đường kính của bánh đà.
- Đường kính trong của tấm ma sát: d = (0,53 0,75).D ,6 15 (cm).
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 d = 14 (cm).
- Bán kính ma sát trung bình của tấm ma sát:
- Xác định số đôi bề mặt ma sát:
Số đôi bề mặt ma sát i được chọn sơ bộ theo công thức: i = 16∗M LH π∗μ∗[q].(D−d)∗(D+d) 2 Trong đó:
- Me : Mô men ma sát của ly hợp, Me = 180 Nm.
- m : Hệ số ma sát của cặp vật liệu, chọn m = 0,28.
- [q] : Áp suất cho phép tác dụng lên bề mặt ma sát, chọn [q] = 0,3 MPa.
- D và d là đường kính trong và ngoài của tấm ma sát.
Thay số vào ta có : i = 3,14.0,28.0,216.180 (20−14).¿ ¿ = 2,3
Từ đây ta xác định được số đĩa bị động của ly hợp: zi = 2 i = 2,3 2 = 1,2
- Xác định áp suất tác dụng lên bề mặt ma sát:
Mô men ma sát trong ly hợp được xác định theo công thức:
Me = μ P Σ R tb i = kz.m.FN.Rtb.i Trong đó:
- μ : là hệ số ma sát của đĩa ma sát
- P Σ : là lực ép lên các dĩa ma sát
- kz : 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 kz = 1.
- m : Hệ số ma sát đối với cặp vật liệu thường dùng trong ôtô, m = 0,28.
- FN : Lực ép tổng thể lên bề mặt ma sát.
- Rtb : Bán kính ma sát trung bình , Rtb = 9 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 )
A = 4 F N π (D 2 −d 2 ) Thay số vào ta có:
Ta thấy q = 0,22 (MPa) < [q] = 0,3 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 = 14300N.
+ G m : trọng lượng của romoc oto
+ ψ : Hệ số cản tổng cộng của đường ψ = f ± tga f : Hệ số cản lăn của đường, f = 0,03. a : Góc dốc của đường, giả thiết a = 0 0 Vậy ψ = 0,03 + tg0 0 = 0,03.
+ 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.
+ rb : Bán kính làm việc của bánh xe rb = l.r0
Trong đó: l : Hệ số kể đến sự biến dạng của lốp, chọn lốp áp suất thấp, l=0,935 r0 : Bán kính thiết kế r0 = (B + d/2).25,4 = (165/25,4 +14/2 ).25,4 = 342,8 (mm).
Thay vào ta có : rb = 0,935.342,8 = 320 (mm) = 0,32 m.
+ i h1 : Tỉ số truyền của hộp số ở tay số 1 i h 1 = 4,12
+ i f 0 : Tỉ số truyền của hộp số phụ, i f = 1.
+ i0 : Tỉ số truyền của truyền lực chính, i0 = 4,53
+ htl : Hiệu suất của hệ thống truyền lực. htl = hlh.hh.hf.hcđ.h0 hlh : Hiệu suất của ly hợp, hlh = 1. hh : Hiệu suất của hộp số ở tay số 1, hh = 0,98. hf : Hiệu suất của hộp số phụ, hf = 1. hcđ : Hiệu suất các đăng, hcđ = 0,99. h0 : Hiệu suất của truyền lực chính, h0 = 0,98
Vậy ta có : htl = 1.0,98.1.0,99.0,98 = 0,9 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
- nM :số vòng quay ở thời điểm mômen động cơ lớn nhất, nM = 3500v/p.
- ω a : Tốc độ góc của trục ly hợp, wa = 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 = 1430 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 = 7,9 N.m. k : Hệ số đặc trưng cho tốc độ đóng ly hợp, lấy k = 150 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
Thay số vào ta có: t 2 =√ 2∗0.4∗366
Như vậy công trượt của ly hợp trong từng giai đoạn là:
Như vậy công trượt tổng cộng là:
3.3.2.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 )562 160∗2 (J/cm 2 )
3.3.3 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 tieestcaanf tính đối voiwsddiax 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 0 C
- mt : Khối lượng chi tiết bị nung nóng (đĩa ép) lấy tham khảo mt = 5 kg.
- [T] : Độ tăng nhiệt độ cho phép Với ôtô con [T] = 10 0 C.
Thay số vào ta có:
Thỏa 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 :
0.25∗0.09∗2@00 (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 = 230mm
Di: Đường kính trong lò xo màng Di= 70mm
Chiều dày lò xo màng δ= 2,5mm
Số thanh phân bố đều lên màng Z= 12
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 sỏnh ta thấy : Fồ> Pồ= 5488(N).Lực ộp lớn hơn dẫn đến hệ số β tăng Ta tớnh lại hệ số β.
Ta cỳ : Ml= β.Memax= àP.Pồ.i.Rtb
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)+
Và α = 2h/(De-Da) = 2.5,5/(210-160) = 0,2 δa độ biểu diễn của lũ xo màng, δa= %.δ = 4%.2,5 = 0,1(mm)
Fn lực cần tác dụng để ngắt ly hợp.
= 530(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)
Hình3.2 vẽ 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 dãy (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 r1 và r2.
- Memax : Mômen lớn nhất của động cơ, Memax = 120 Nm.
- r1, r2 : 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 c1 = F 1 n 1 ∗π d 2 4
- 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 cm.
- [ 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: r2 = 100 mm = 0,10 m. r1 = 80 mm = 0,08 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 - 10 mm.
Lực tác dụng lên đinh tán được tính theo công thức:
Với r là bán kính đặt đinh tán, chọn tham khảo r = 50 mm = 0,050 m.
Thay số vào ta có:
F = 0.05 120 = 2400 (N/m 2 ). Ứng suất cắt và chèn dập: τ c = F n∗π d 2
≤[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: σ c = 2 400 4∗π∗0.00 6 2 4
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(D 2 +d 2 )≤[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 0.2∗[ M 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 0.2∗4∗10 120 7 ¿ ¿ = 0,025 (m) Tra bảng tiêu chuẩn then hoa có dtb 0,025 m.
Vậy ta có L = D = 35 mm = 0,035 m. d = 28 mm. z2 = 10.
Thay số vào ta có: σ 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:
- Gb : Trọng lượng bám của ôtô trên cầu chủ động:
- : Hệ số bám của đường, lấy = 0,8.
- rb : Bán kính làm việc của bánh xe, rb = 0,32 m.
- i0 : Tỉ số truyền của truyền lực chính, io = 4,53
- ih1 : Tỉ số truyền của hộp số ở tay số 1, i1 = 4,12.
- ig : Tỉ số truyền của hộp số phụ, ig = 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.
- R1 : Bán kính đặt lò xo giảm chấn, chọn R1 = 40 mm = 0,04 m.
- Z1 : Số lượng lò xo giảm chấn đặt trên moay ơ, chọn Z1 = 4.
- P2 : Lực tác dụng trên vòng ma sát.
- R2 : 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 = λ∗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 = 3 mm = 0,003 m.
- d: Đường kính dây lò xo, chọn d = 3 mm = 0,003 m.
- P1 : Là lực ép của một lò xo giảm chấn, P1 = 523 N.
- D : Là đường kính trung bình của vòng lò xo, chọn D = 20 mm = 0,02 m Thay số vào ta có: n0 = 0.003∗8∗10
Chiều dài làm việc của lò xo được tính theo công thức: l1 = (n0 +1).d = 4.3 = 12 (mm).
Chiều dài của lò xo ở trạng thái tự do: l2 = l1 + n0 λ = 12 + 3.3 = 21 (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 = 523 N.
- D : Đường kính trung bình của vòng lò xo, D = 0,02 m.
- d : Đường kính dây lò xo, d = 3 mm.
- k : Hệ số tập trung ứng suất: k=4C−1
C ; Với C= D d = 0.003 0.02 = 6,7 Thay số vào ta có: k = 4 4 C− C −1 4 + 0.615 C = 4∗6.7−1 4∗6.7−4 + 0.615 6.7 =1,22.
Thay các thông số vào công thức tính t ta có: τ=8∗523∗0.02∗1.22 3.14∗0.003 3 ≤ = 12,04.10 8 (N/m 2 ).
Vật liệu làm lò xo giảm chấn là thép 65 có = 14.10 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
Ta có: a = 360mm b = 50mm c = 180mm d = 50mm
( khảo sát xe tham khảo) d 2
571 18,720(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 trỡnh làm việc của bàn đạp để khắc phục khe hở giữa các bề mặt ma sát ,
Hành trình của đầu nhỏ lò xo đĩa l2= l 1
D o −D c Trong đó : l1 là hành trình làm việc của đầu to lò xo đĩa để mở ly hợp, chọn l1= 2mm l2= 2 210−166 160−70 = 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
Sau khi kiểm tra, sửa chữa đia ma sát và các chi tiết của cụm đĩa ép, tiến hành lắp cụm vỏ ly hợp, đĩa ép, lò xo và đòn mở Cần chú ý đảm bảo các bề mặt ma sát của đĩa ma sát, của đĩa ép và của bánh đà sạch, không dính dầu mỡ trước khi lắp bộ ly hợp lên bánh 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 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.