Đảm bảo là cơ cấu an toàn cho các chi tiết của hệ thống truyền lực không bị quátải như trong trường hợp phanh đột ngột và không nhả ly hợp.ở hệ thống truyền lựcbằng cơ khí với hộp số có
TỔNG QUAN VỀ LY HỢP TRÊN XE Ô TÔ
Công dụng ly hợp
Trong hệ thống truyền lực của ôtô, ly hợp là một trong những cụm chính, nó có công dụng là:
Nối động cơ với hệ thống truyền lực khi ôtô di chuyển.
Ngắt động cơ khỏi hệ thống truyền lực khi ôtô khởi hành hoặc chuyển số giúp bảo vệ các chi tiết khỏi quá tải, đặc biệt trong trường hợp phanh đột ngột mà không nhả ly hợp Việc sử dụng ly hợp để tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong hộp số có cấp giúp giảm va đập giữa các đầu răng và khớp gài, từ đó làm cho quá trình đổi số trở nên dễ dàng hơn Khi kết nối nhẹ nhàng động cơ với hệ thống truyền lực, ly hợp sẽ trượt, giúp mômen ở các bánh xe chủ động tăng lên từ từ, mang lại trải nghiệm khởi hành và tăng tốc êm ái cho xe.
Phân loại ly hợp
Ly hợp trên ôtô thường được phân loại theo 4 cách:
Phân loại theo phương pháp truyền mômen.
Phân loại theo trạng thái làm việc của ly hợp.
Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép.
Phân loại theo phương pháp dẫn động ly hợp. a Theo phương pháp truyền mômen
Theo phương pháp truyền mômen từ trục khuỷu của động cơ đến HTTL 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, gồm các loại sau:
Theo hình dáng bề mặt ma sát có:
+ Ly hợp ma sát loại đĩa (một đĩa, hai đĩa hoặc nhiều đĩa);
+ Ly hợp ma sát loại hình nón;
+ Ly hợp ma sát loại hình trống.
Hiện nay, ly hợp ma sát loại đĩa được ưa chuộng nhờ vào kết cấu đơn giản và dễ chế tạo, đồng thời có khối lượng phần bị động tương đối nhỏ Ngược lại, ly hợp ma sát hình nón và hình trống ít được sử dụng do trọng lượng lớn của phần bị động, gây ra tải trọng động lớn lên các cụm và chi tiết của hệ thống truyền lực.
Theo vật liệu chế tạo bề mặt ma sát có:
+ Thép với phêrađô hoặc phêrađô đồng;
+ Thép với phêrađô cao su.
Theo đặc điểm của môi trường ma sát có:
+ Ma sát ướt (các bề mặt ma sát được ngâm trong dầu).
- Ưu điểm của ly hợp ma sát: Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo.
Mặc dù ly hợp ma sát có nhược điểm như bề mặt ma sát nhanh mòn do hiện tượng trượt và các chi tiết bị nung nóng do nhiệt từ công ma sát, nhưng nó vẫn được sử dụng rộng rãi trong ô tô hiện nay nhờ vào những ưu điểm vượt trội của nó.
Ly hợp thủy lực là một hệ thống truyền mômen xoắn thông qua năng lượng của chất lỏng, thường là dầu Trong ô tô, ly hợp thủy lực thuần túy ít được sử dụng, thay vào đó là loại biến mô, giúp tăng mômen khi truyền qua Ưu điểm của ly hợp thủy lực bao gồm độ bền cao, giảm tải trọng động tác lên hệ thống truyền lực và dễ dàng tự động hóa quá trình điều khiển xe.
Nhược điểm của ly hợp thủy lực bao gồm khó khăn trong quá trình chế tạo, giá thành cao và hiệu suất truyền lực thấp do hiện tượng trượt Hiện nay, loại ly hợp này ít được sử dụng trên ô tô, chủ yếu chỉ xuất hiện ở một số mẫu xe du lịch, xe vận tải hạng nặng và một vài loại ô tô quân sự.
- Ly hợp điện từ: Là ly hợp truyền mômen xoắn nhờ tác dụng của từ trường nam châm điện Loại này ít được sử dụng trên xe ô tô.
Ly hợp liên hợp là loại ly hợp truyền mômen xoắn bằng cách kết hợp hai loại khác nhau, chẳng hạn như ly hợp thủy cơ, mặc dù nó ít được sử dụng trên xe ô tô Theo trạng thái làm việc, ly hợp có thể được phân loại để hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của chúng.
Theo trạng thái làm việc của ly hợp thì người ta chia ly hợp ra thành 2 loại:
+ Ly hợp thường đóng: Loại này được sử dụng hầu hết trên các ô tô hiện nay;
Ly hợp thường mở là loại ly hợp phổ biến được sử dụng trên các xe máy công trình và một số máy kéo bánh hơi như C-100, MTZ2 Phương pháp tạo lực ép trên đĩa ép là một yếu tố quan trọng trong việc hoạt động hiệu quả của loại ly hợp này.
Theo phương pháp tạo lực ép trên đĩa ép, đảm bảo tạo nên momen ma sát người ta chia ra các loại sau:
- Ly hợp lò xo: Là ly hợp dùng lực lò xo tạo lực nén lên đĩa ép, gồm:
+ Lò xo đặt xung quanh: Các lò xo được bố trí đều trên một vòng tròn và có thể đặt một hoặc hai hàng;
+ Lò xo trung tâm (dùng lò xo côn);
+ Lò xo đĩa ( lò xo màng ).
Ly hợp sử dụng lò xo trụ và lò xo đĩa đang được áp dụng phổ biến trên nhiều loại ô tô hiện nay Ưu điểm của chúng là cấu trúc gọn nhẹ, khả năng tạo lực ép lớn theo yêu cầu và độ tin cậy trong quá trình hoạt động.
- Ly hợp điện từ: Lực ép là lực điện từ.
Ly hợp ly tâm là một loại ly hợp hoạt động dựa trên lực ly tâm để tạo ra lực ép, giúp đóng và mở ly hợp Loại ly hợp này thường được áp dụng trong các ô tô có kích thước nhỏ.
Ly hợp nửa ly tâm là loại ly hợp hoạt động dựa trên lực ép sinh ra từ lực ly tâm và lực ép của lò xo Tuy có cấu trúc phức tạp, nhưng loại ly hợp này ít được sử dụng phổ biến trong thực tế.
Theo đặc điểm kết cấu, nguyên lý làm việc của hệ thống dẫn động ly hợp thì người ta lại chia ra thành 3 loại sau:
- Dẫn động bằng cơ khí: là dẫn động điều khiển từ bàn đạp tới cụm ly hợp thông 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 và đường ống cùng với các cụm truyền chất lỏng.
Dẫn động có trợ lực là sự kết hợp giữa các phương pháp dẫn động cơ khí và thủy lực, sử dụng các bộ phận trợ lực như cơ khí, thủy lực áp suất cao, chân không và khí nén Hệ thống trợ lực điều khiển ly hợp này hiện đang được áp dụng phổ biến trên các loại ô tô ngày nay.
Yêu cầu ly hợp
Ly hợp là một trong những cụm chính của ô tô, khi làm việc ly hợp phải đảm bảo được các yêu cầu sau:
- Đảm bảo truyền hết mômen của động cơ tới HTTL ở mọi điều kiện sử dụng;
- Đảm bảo được chức năng làm cơ cấu an toàn cho HTTL;
- Đóng ly hợp phải êm dịu, mở ly hợp phải dứt khoát và nhanh chóng, tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong thời gian ngắn;
Khối lượng của các chi tiết và mômen quán tính phần bị động của ly hợp cần phải được tối ưu hóa để giảm thiểu lực va đập lên bánh răng trong quá trình khởi động và sang số.
- Điều khiển dễ dàng, thuận tiện;
Các bề mặt ma sát cần có khả năng thoát nhiệt hiệu quả để giảm thiểu tác động của nhiệt độ lên hệ số ma sát và độ bền của các chi tiết đàn hồi.
- Kết cấu ly hợp phải đơn giản, thuận tiện trong bảo dưỡng và tháo lắp.
Ngoài các yêu cầu trên ly hợp cũng như các chi tiêt khác cần đảm bảo độ bền cao, làm việc tin cậy, giá thành thấp.
Giới thiệu xe Honda Civic
Hình ảnh mẫu xe HONDA CIVIC
Honda Civic sở hữu thiết kế trẻ trung và thể thao, mang đến vẻ sang trọng với âm hưởng hiện đại và hướng tới tương lai Chiếc xe thu hút ngay từ cái nhìn đầu tiên nhờ vào vóc dáng được cải tiến, với phong cách thiết kế "Âu" nổi bật qua những đường gân dập nổi trên nắp ca-pô và hai bên thân xe Ngôn ngữ thiết kế của Honda không chỉ tạo cảm giác chắc chắn mà còn thể hiện tính thể thao và đậm chất cá tính.
"Honda" cho chiếc sedan tầm trung.
BẢNG THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA XE THAM KHẢO HONDA CIVIC 1.8
STT Thống số Giá trị
2 Chiều dài cơ sở (mm) 2700
4 Tốc độ cực đại (km/h) 200
5 Động cơ Động cơ xăng 4 kỳ,4 xy lanh
6 Dung tích công tác (cc) 1799
8 Công suất cực đại (Kw) 103 ở 6300 vòng/ phút
9 Mômen xoắn cực đại (N.m) 180 ở 4300 vòng/ phút
Tỉ số truyền của hộp số:
11 Tỷ số truyền của truyền lực chính 4,933
Lựa chọn phương án thiết kế
1.5.1 Lựa chọn cụm ly hợp
Phương án 1: Ly hợp ma sát khô a Ly hợp ma sát khô thường đóng loại 1 đĩa bị động
Hình 1.1: Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp ma sát khô một đĩa
1- Bánh đà; 2 - Đĩa ma sát; 3 - Đĩa ép; 4 - Lò xo ép; 5 - Vỏ ly hợp; 6 - Bạc mở; 7 - Bàn đạp; 8 - Lò xo hồi vị bàn đạp; 9 - Đòn kéo; 10 - Càng mở; 11 - Ổ bi tỳ ; 12 Đòn mở ; 13- Lò xo giảm chấn.
Vỏ ly hợp (5) được gắn chặt với bánh đà (1) thông qua các bu lông, trong khi đĩa ép (3) và các chi tiết khác trên vỏ ly hợp như lò xo ép và đòn mở được kết nối bằng thanh mỏng đàn hồi Điều này đảm bảo rằng mômen được truyền từ vỏ lên đĩa ép và có khả năng dịch chuyển dọc trục khi ly hợp được đóng hoặc ngắt Lực ép từ lò xo ép tác động lên đĩa ép, giúp kẹp chặt đĩa bị động với bánh đà.
+ Phần bị động: Đĩa bị động (2) (gồm cả chi tiết xương đĩa bị động, các tấm ma sát, moay ơ, bộ phận giảm chấn (13) và trục ly hợp.
Bài viết mô tả các chi tiết liên kết trong hệ thống, bao gồm bàn đạp (7), đòn kéo (9), càng mở (10), bạc mở (6), bi 'T' (11), và đòn mở (12) Lò xo hồi vị của càng mở (10) được hỗ trợ bởi các te, trong khi đòn mở (12) có điểm tựa trên vỏ ly hợp.
Sự làm việc của ly hợp được chia thành hai trạng thái cơ bản là: đóng và mở
Bàn đạp ly hợp (7) ở trạng thái ban đầu, với các lò xo (5) trên ly hợp tạo áp lực ép đĩa bị động (2) giữa bánh đà (1) và đĩa ép (3) Lực này tạo ra mômen ma sát giữa các bộ phận Mômen xoắn được truyền từ phần chủ động sang phần bị động qua bề mặt tiếp xúc giữa đĩa bị động (2), bánh đà và đĩa ép, sau đó chuyển tiếp đến trục bị động của ly hợp và hộp số.
Khi làm việc, nếu mômen của hệ thống truyền lực (HTTL) vượt quá mômen ma sát của ly hợp, ly hợp sẽ trượt để bảo vệ hệ thống khỏi tình trạng quá tải.
Khi lực điều khiển tác động lên bàn đạp, bàn đạp sẽ di chuyển, dẫn đến đòn kéo dịch chuyển sang trái Sự chuyển động này làm cho càng mở tác động lên bi ‘T’, từ đó bi ‘T’ di chuyển sang phải để khắc phục khe hở ‘δ’.
Tác động của đòn mở lên lò xo kéo đĩa ép sẽ dịch chuyển sang phải, giúp tách các bề mặt ma sát của đĩa bị động khỏi bánh đà và đĩa ép Khi đó, mômen ma sát sẽ giảm dần và được triệt tiêu, dẫn đến việc ly hợp được mở và ngắt mômen truyền từ động cơ tới hệ thống truyền lực Ly hợp ma sát khô thường sử dụng loại 2 đĩa bị động.
Hình 1.2: Sơ đồ cấu tạo và nguyên lí làm việc của ly hợp ma sát khô hai đĩa
Bánh đà là một phần quan trọng trong hệ thống ly hợp, kết hợp với lò xo đĩa ép trung gian và đĩa ép trung gian để đảm bảo hiệu suất hoạt động Đĩa ma sát và đĩa ép ngoài đóng vai trò trong việc truyền động, trong khi bulông hạn chế và lò xo ép giữ cho các bộ phận được cố định và ổn định Vỏ ly hợp bảo vệ các linh kiện bên trong, trong khi bạc mở và trục ly hợp giúp điều khiển quá trình ly hợp Bàn đạp và lò xo hồi vị bàn đạp ly hợp cung cấp khả năng điều khiển dễ dàng, cùng với thanh kéo và càng mở hỗ trợ trong việc thực hiện các thao tác cần thiết.
15 - Ổ bi tỳ; 16 - Đòn mở; 17 - Lò xo giảm chấn.
Ly hợp 2 đĩa ma sát khô có cấu tạo và nguyên lý hoạt động tương tự như ly hợp ma sát khô một đĩa, nhưng điểm khác biệt nổi bật là nó bao gồm hai đĩa bị động và một đĩa ép trung gian Sự kết hợp này giúp tăng cường hiệu suất truyền động và cải thiện khả năng chịu tải trong hệ thống ly hợp.
Bài viết mô tả các thành phần của cụm ly hợp, bao gồm bánh đà (1), đĩa ép trung gian (3), đĩa ép ngoài (5) và vỏ ly hợp (8) Bánh đà có cấu trúc dạng cốc trụ, chứa các đĩa ép và đĩa bị động, giúp truyền mômen từ động cơ qua trục khuỷa tới các đĩa ép Mômen được truyền qua các rãnh trên bánh đà và các vấu của đĩa (3) và (5), cho phép chúng di chuyển dọc trục để hạn chế dịch chuyển của đĩa trung gian (3) nhờ kết cấu bu lông hạn chế (6) Ngoài ra, các chi tiết đòn mở (16) và các lò xo ép (7) được bố trí liên kết với đĩa ép ngoài trong vỏ ly hợp (8).
Bài viết mô tả cấu tạo của hệ thống ly hợp, bao gồm hai đĩa ma sát bị động (4) và bộ giảm chấn để dập tắt dao động xoăn Đĩa bị động bên trong được đặt giữa bánh đà và đĩa ép trung gian, trong khi đĩa bị động bên ngoài nằm giữa đĩa ép trung gian và đĩa ngoài Các đĩa bị động này kết nối với các trục bị động của ly hợp thông qua mối ghép then hoa di trượt trên moay ơ.
Bao gồm bàn đạp (11) lò xo hồi vị (12), thanh kéo (13), càng gạt (14), ổ bi ‘T’ (15), đòn mở (10)
Lực ép từ các lò xo tạo áp lực lên các đĩa ép và đĩa bị động, kết nối chúng với bánh đà Mômen xoắn được truyền từ động cơ qua phần chủ động và các đĩa bị động, đi qua bộ phận giảm chấn và moay ơ, sau đó tới trục bị động của ly hợp.
+Trạng thái ly hợp mở:
Khi lực điều khiển tác động lên bàn đạp thông qua thanh kéo, càng mở sẽ đẩy ống trượt dịch chuyển sang trái, giúp khắc phục khe hở giữa ô bi 'T' và đầu đòn mở.
Ổ bị ‘T’ tiếp tục tác động lên đầu đòn mở, khiến đầu trong di chuyển sang trái và đầu ngoài dịch chuyển sang phải Quá trình kéo đĩ ép ngoài (5) giúp tách biệt đĩa bị động ngoài và lò xo định vị.
Để tách đĩa bị động ra khỏi bánh đà, cần đẩy đĩa ép gần đến đầu bu lông hạn chế, giúp ngăn chặn lực ép của lò xo truyền tới đĩa bị động Khi phần chủ động và phần bị động được tách rời, mômen từ động cơ sẽ không còn được truyền sang hệ thống truyền lực Ly hợp ma sát mang lại nhiều ưu điểm trong việc điều chỉnh và kiểm soát lực truyền động hiệu quả.
- Làm việc bền vững tin cậy;
- Mômen quán tính các chi tiết bị động nhỏ;
- Kích thước nhỏ gọn, giá thành rẻ;
- Sử dụng, bảo dưỡng sửa chữa dễ dàng.
Tùy theo cấu tạo có loại một đĩa hoặc 2 đĩa Ly hợp một đĩa dùng cho các loại xe có
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP
Ly hợp cần được thiết kế để truyền tải toàn bộ mômen của động cơ và bảo vệ hệ thống truyền lực khỏi tình trạng quá tải Để đáp ứng hai yêu cầu này, mômen ma sát của ly hợp được tính toán theo một công thức cụ thể.
Mc : Mômen ma sát của ly hợp
Memax : Mômen xoắn cực đại của động cơ, Memax = 180 Nm
: Hệ số dự trữ của ly hợp
Hệ số cần lớn hơn 1 để đảm bảo truyền tải mômen động cơ hiệu quả trong mọi tình huống Tuy nhiên, cần lưu ý không chọn hệ số quá cao để tránh làm tăng kích thước đĩa bị động và ngăn ngừa quá tải cho hệ thống truyền lực Việc lựa chọn hệ số thường dựa trên thực nghiệm.
Tra bảng 1 sách hướng dẫn “Thiết kế ly hợp của ô tô” ta xác định được hệ số dự trữ của ly hợp:
Vậy mômen ma sát của ly hợp :
2.2 Xác định kích thước cơ bản của ly hợp
2.2.1 Bán kính ma sát chung bình của đĩa bị động.
Mômen ma sát của ly hợp được xác định theo công thức:
P - Tổng các lực ép lên các đĩa ma sát (KG)
Rtb - Bán kính ma sát trung bình i – Số đôi bề mặt ma sát
Hình 2.1 : Kích thước vành đĩa ma sát
Khi thiết kế tính sơ bộ đường kính ngoài của đĩa ma sát theo công thức kinh nghiệm:
D2 – Đường kính ngoài của đĩa ma sát, tính theo Cm
C – Hệ số kinh nghiệm Với ô tô du lịch C = 4,7
Nếu D2 nhỏ quá: + Không tận dụng diện tích bánh đà
+ Không đủ chỗ lắp các chi tiết bên trong
Do đó ta chọn đường kính ngoài: D2 = 22 Cm Đường kính trong của đĩa ma sát được chọn theo:
Xe thiết kế chạy bằng động cơ xăng, số vòng quay tương đối cao nên lấy D1 ở trị số lớn: Chọn D1 = 14 Cm.
Vậy ta chọn đường kính trong và ngoài của đĩa ma sát
D1 = 14cm R 1 = 7cm D2 = 22cm R 2 = 11cm Đối với ô tô du lịch bán kính trung bình của đĩa ma sát có thể tính theo công thức
- Xác định số bề mặt ma sát:
Số bề mặt ma sát i được chọn sơ bộ theo công thức: i Trong đó:
- MLH : Mômen ma sát của ly hợp, MLH = 270 Nm.
- : Hệ số ma sát của cặp vật liệu, chọn = 0,28.
- [q] : Áp suất cho phép tác dụng lên bề mặt ma sát, chọn [q] = 0,2 MPa.
- D và d là đường kính trong và ngoài của tấm ma sát.
Thay số vào ta có : i = 2
Từ đây ta xác định được số đĩa bị động của ly hợp: zi = = = 1.
Số đĩa bị động của ly hợp là 1.
2.2.2 Đĩa bị động Để giảm kích thước của ly hợp, khi ly hợp làm việc trong điều kiện ma sát khô thì chọn vật liệu có hệ số ma sát cao Vật liệu của tấm ma sát thường chọn là pherađô Đĩa bị động gồm các tấm ma sát và xương đĩa Xương đĩa thường chế tạo bằng thép các bon trung bình và cao Ta chọn thép 50.
Chiều dầy xương đĩa thường chọn từ (1,5 2,0) mm Ta chọn x = 2 mm
Chiều dầy tấm ma sát thường chọn (3 5) mm Ta chọn = 4 mm
Hình 2.2 (a) : Sơ đồ cấu tạo đĩa bị động
Tấm ma sát được kết nối với xương đĩa bị động thông qua các đinh tán bằng đồng có đường kính 4 mm Các đinh tán được sắp xếp trên đĩa theo hai dãy tương ứng với bán kính cụ thể.
Hình 2.2 (b) : Sơ đồ phân bố lực trên đinh tán
Lực tác dụng lên mỗi dãy đinh tán được xác định theo công thức: Đinh tán được kiểm theo ứng suất cắt và ứng suất chèn dập
Trong đó: - ứng suất cắt của đinh tán ở từng dãy
- 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.
1- Chiều dài bị chèn dập của đinh tán l = chiều dày tấm ma sát Ta có l = 4 = 2 mm
[ ]- ứng suất cắt cho phép của đinh tán
[ ] - ứng suất chèn dạp cho phép của đinh tán
[ ] = 250 Kg/cm 2 ứng suất cắt và ứng suất chèn dập đối với đinh tán ở vòng trong
=> Vậy các đinh tán ở vòng trong đảm bảo độ bền cho phép ứng suất cắt và ứng suất chèn dập đối với đinh tán ở vòng ngoài:
=> Vậy các đinh tán ở vòng ngoài đảm bảo độ bền cho phép
Moay ơ được thiết kế với chiều dài tối ưu nhằm đảm bảo đĩa bị động không bị đảo, và trong điều kiện hoạt động bình thường, chiều dài của moay ơ thường được chọn bằng đường kính then hoa trên trục ly hợp, tức L = D.
Khi làm việc then hoa của moay ơ chịu ứng suất chèn dạp và ứng suất cắt được xác định theo công thức
Memax - Mômen cực đại của động cơ Memax = 180Nm z1 - Số lượng moay ơ riêng biệt
Với ly hợp có đĩa bị động z1 = 1
Z2 - Số then hoa của moay ơ z2 = 10
D- đường kính ngoài của then hoa: D = 3,5 cm d- Đường kính trong của then hoa d= 2,8cm b- Bề rộng của một then hoa b = 5mm = 0,5cm d D b
Hình 2.3 Sơ đồ may ơ đĩa bị động
Với vật liệu chế tạo moay ơ thép 40X thì ứng suất cho phép của moay ơ là:
Moay ơ đảm bảo độ bền cho phép của đinh tán nối moay ở với xương đĩa bị động, thường được chế tạo từ thép với đường kính d từ 1 đến 10mm Trong trường hợp này, chúng ta chọn d = 8mm Đinh tán sẽ được kiểm tra dựa trên ứng suất cắt và ứng suất chèn dập để đảm bảo chất lượng và độ an toàn.
F- Lực tác dụng lên đinh tán F (Với r là bán kính đặt đinh tán, chọn tham khảo r = 50 mm = 5 cm) n- số lượng đinh tán ở một moay ở n = 4 đinh d- Đường kính đinh tán d = 8mm = 0,8cm
1- Chiều dài bị chèn dập của đinh tán l = 0,4
Vật liệu chế tạo đinh tán là thép 30, ứng suất cho phép của đinh tán:
=> Đinh tán đảm bảo độ bền cho phép
2.2.4 Lò xo ép của ly hợp
- Ta dùng lò xo ép là loại lò xo đĩa
- Vật liệu chế tạo lò xo ép là thép 65T, có ứng suất uốn cho phép là:
Lực ép mà lò xo cần sinh ra để ép đĩa ép khi đóng ly hợp được xác định theo công thức:
Lò xo đĩa được sử dụng để tạo ra lực ép ban đầu lên đĩa ép, đồng thời đóng vai trò như một đòn mở, giúp tăng cường hiệu quả trong quá trình ép.
Dựa trên cơ sở xe tham khảo và các yêu cầu trong công việc, chúng tôi đã lựa chọn thiết kế lò xo đĩa với các kích thước cơ bản phù hợp.
Khi tác dụng lực lên lò xo màng, ban đầu cần một lực lớn hơn so với lò xo trụ để đạt được cùng một mức biến dạng Tuy nhiên, khi biến dạng tăng lên, lò xo màng sẽ giúp giảm lực điều khiển cho người lái.
Ta tính toán lò xo màng:
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 F được thể hiện thông qua số kết cấu như sau:
Mô đun đàn hồi E = 2.10 5 ( MPa)
(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
So sánh ta thấy : F> P= 5357 (N).Lực ép lớn hơn dẫn đến hệ số tăng Ta tính lại hệ số
Ta cỳ : MLH= β.Memax= àP.P.i.Rtb
Kết quả này nằm trong vùng cho phép của β (1,3-1,75)
Do vậy kích thước của lò xo đạt tiêu chuẩn.
Lò xo đĩa được đánh giá độ bền bằng cách xác định ứng suất tại điểm chịu tải tĩnh của phần tử đàn hồi giữa các thành mở và vòng đặc của hình nón Ứng suất được tính theo công thức: σ = 2FnDa / (σ2(Di + Da)).
Và =2h/(De-Da)= 2.5,5/(230-160)=0,16 δa độ biểu diễn của lò xo màng, δa= %.δ = 4%.2,5 = 0,1(mm)
Fn lực cần tác dụng để ngắt ly hợp.
Vật liệu chế tạo lò xo màng là thộp 60T ứng suất giới hạn
[σ]00(Mpa) (Bài giảng tính toán thiết kế ô tô)
Vậy lò xo màng đủ bền.
2.2.5 Lò xo giảm chấn của ly hợp
Lò xo giảm chấn được lắp đặt ở đĩa bị động nhằm ngăn chặn hiện tượng cộng hưởng tần số cao do dao động xoắn gây ra bởi sự thay đổi mômen của động cơ và hệ thống truyền lực Điều này cũng giúp truyền mômen một cách êm ái từ đĩa bị động đến moay ơ trục ly hợp.
Mômen cực đại có khả năng ép lò xo giảm chấn được xác định sau
Mmax Trong đó: Gb – Trọng lượng bám của ô tô (Kg)
G2 : Trọng lượng tĩnh tác dụng lên các bánh xe, theo xe tham khảo G2 = 808 Kg m2k : hệ số phân bố lại trọng lượng , chọn m2k = 1,1
Hệ số bám của đường là yếu tố quan trọng, với giá trị = 0,8 đối với đường tốt Bán kính làm việc trung bình của bánh xe được xác định là rb = 3,2 cm Tỉ số truyền của truyền lực chính là i0 = 4,933, trong khi tỉ số truyền của hộp số truyền 1 là ih1 = 3,5 và tỉ số truyền của hộp số phụ ở truyền thấp là if = 1.
Thay số vào ta có:
Mômen quay mà giảm chấn có thể truyền được bằng tổng mômen quay của cực lò xo giảm chấn và mômen ma sát
M1 – Mômen quay của các lực xò xo giảm chấn dùng để dập tắt dao động cộng hưởng ở tần số cao.
M2: Mômen ma sát dùng để dập tắt dao động cộng hưởng ở tần số thấp Thường lấy M2 = 20% Mmax = 20%.1371 = 274,2 KGcm
R1 – bán kính đặt lò xo giảm chấn Ta chọn R 1 = 50mm
Z1 – số lượng lò xo giảm chấn đặt trên moay ơ Ta chọn Z 1 = 4
R2 – bán kính trung bình đặt các vòng ma sát
Z2 - số lượng vòng ma sát (số đôi cặp ma sát)
- hệ số ma sát giữa vòng ma sát và đĩa bị động
P1 – lực ép của một lò xo giảm chấn
Khi chưa truyền mômen quay, thanh tựa nối các đĩa sẽ có khe hở 1 , 2 tới các thành bên của moay ơ
Theo sơ đồ ta có
1 - khe hở đặc trưng cho biến dạng giới hạn của lò xo khi truyền mômen từ động cơ
Khe hở đặc trưng cho biến dạng giới hạn của lò xo khi truyền mô men từ bánh xe Độ cứng tối thiểu của lò xo giảm chấn, hay còn gọi là mômen quay tác dụng lên đĩa, được xác định theo công thức cụ thể.
K- độ cứng của một lò xo (KG/cm) , K = 60 (KG/cm)
Z = 4 số lượng lò xo giảm chấn đặt trên moay ơ
Cửa sổ đặt lò xo của moay ơ có chiều dài A cần nhỏ hơn chiều dài tự do của lò xo một chút, với lò xo luôn ở trạng thái căng ban đầu Thông thường, kích thước A được chọn trong khoảng từ 25 đến 27 mm.
