thiết kế cải tiến hệ thống dẫn động ly hợp cho xe tải trung bình trên cơ sở xe γ3ca - 3711

Lời nói đầu Trong ngành giao thông vận tải, ôtô là một phơng tiện chủ yếu để vận chuyển hành khách và hàng hóa. Nó chiếm một vị trí quan trọng trong sự nghiệp xây dựng và phát triển nền kinh tế quốc dân. Cùng với sự tiến bộ không ngừng của các ngành khoa học, kỹ thuật khác, ngành sản xuất chế tạo ô tô trên thế giới cũng ngày càng phát triển và hoàn thiện hơn để đáp ứng nhu cầu vận chuyển, đảm bảo an toàn và đạt hiệu quả kinh tế cao. Những năm gần đây Việt nam là một nớc có nền kinh tế phát triển mạnh, việc vận chuyển hành khách và hàng hóa trong nớc ngày càng đòi hỏi cao. Trong khi đó chúng ta cha có đủ điều kiện để sản xuất chế tạo ôtô mà phải nhập ôtô từ nớc ngoài. Các loại xe ôtô do Liên Xô cũ chế tạo đã và vẫn đang đợc sử dụng rộng rãi ở nớc ta. Trong đó có xe 3CA - 3711 đợc chế tạo dùng cho vận chuyển trong bu điện. Hệ thống ly hợp đặt trên xe là loại ly hợp một đĩa dạng khô. Dẫn động bằng cơ khí, do đó mà điểu khiển xe khi vận hành rất vất vả, nặng nhọc. Chính vì thế đồ án tốt nghiệp này, em đợc giao nhiệm vụ thiết kế cải tiến hệ thống dẫn động ly hợp cho xe tải trung bình trên cơ sở xe 3CA - 3711 dùng cho vận chuyển trong bu điện. Đến nay công việc đã hoàn thành, đồ án gồm 4 phần chính nh sau : Phần I : Tổng quan về ly hợp Phần II : Tính toán khảo sát hệ thống ly hợp. Phần III : Tính toán cải tiến hệ dẫn động ly hợp Phần IV : Bảo dỡng, sửa chữa, lắp ghép điều chỉnh hệ thống ly hợp. Phần thứ nhất Tổng quan cụm ly hợp Lắp trên ô tô I. Yêu cầu - Công dụng của ly hợp. 1. Công dụng : Trong hệ thống truyền lực của ôtô, máy kéo ly hợp là một trong những cụm chính, nó có công dụng là : + Tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực một cách dứt khoát. + Nối động cơ với hệ thống truyền lực một cách êm dịu và phải truyền đ- ợc toàn bộ mô men quay từ động cơ đến hệ thống truyền lực. + Đảm bảo an toàn cho các chi tiết của hệ thống truyền lực khi quá tải có khả năng trợt. 2. Yêu cầu : Ly hợp phải đảm bảo các yêu cầu sau đây : + Truyền đợc mô men quay lớn nhất của động cơ mà không bị trợt bất cứ điều kiện sử dụng nào. Muốn vậy, thì mô men ma sát của ly hợp phải lớn hơn mô men cực đại của động cơ truyền tới nó. + Đóng ly hợp phải êm dịu để giảm tải trọng, va đập sinh ra trong các bánh răng của hộp số khi khởi động ôtô và khi sang số lúc ôtô chuyển động. + Mở dứt khoát và nhanh, tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong thời gian ngắn. Vì mở không dứt khoát và nhanh sẽ làm cho khó cài số đợc êm dịu. + Mô men quán tính phần bị động của ly hợp phải nhỏ để giảm lực va đập lên bánh răng khi sang số. + Là bộ phận an toàn để tránh các lực quá lớn tác dụng lên hệ thống truyền lực khi gặp quá tải. + Điều khiển dễ dàng, lực tác động lên bàn đạp nhỏ. + Các bề mặt ma sát thoát nhiệt tốt. + Kết cấu đơn giản, trong lợng nhỏ gọn, dễ điều khiển thuận tiện cho việc sửa chữa, bảo dỡng II. Phân loại ly hợp : 1. Theo ph ơng pháp truyền mô men. Phơng pháp này ngời ta chia ra các loại sau đây : + Ly hợp ma sát : Truyền mô men nhờ các mặt ma sát. + Ly hợp thủy lực : Mô men truyền nhờ chất lỏng (dầu). + Ly hợp nam châm điện : Mô men truyền nhờ tác dụng của nam châm điện. + Loại ly hợp liên hợp : Truyền mô men bằng kết hợp các loại kể trên. ở ôtô, máy kéo ly hợp ma sát đợc dùng nhiều vì nó giảm đợc tải trọng lên hệ thống truyền lực. 2. Theo hình dạng của các chi tiết ma sát. + Ly hợp đĩa (Một, hai hoặc nhiều đĩa) + Ly hợp hình nón + Ly hợp hình trống Hiện nay ly hợp hình nón, hình trống ít dùng vì mô men quán tính phần bị động quá lớn gây ra tải trọng va đập lên hệ thống truyền lực khi đóng ly hợp. Loại ly hợp 1 đĩa, 2 đĩa thì đợc dùng nhiều trên ô tô, máy kéo vì nó đơn giản, rẻ tiền và mô men quan tính phần thụ động nhỏ. 3. Theo ph ơng pháp sinh lực ép trên đĩa ép: + Loại lò xo : (Lò xo đặt xung quanh, lò xo trung tâm, lò xo đĩa) lực ép do các lò xo sinh ra. + Loại nửa ly tâm : Lực ép sinh ra ngoài lực của lò xo còn có lực phụ thêm do lực ly tâm của trong khối phụ sinh ra. + Loại ly tâm : Là loại dùng lực ly tâm để đóng mở ly hợp, lực ép trên đĩa ép đợc tạo ra bởi lực ly tâm của khối lợng quay. Loại ly hợp này thờng đợc sử dụng khi điều khiển tự động. 4. Theo kết cấu, cơ cấu ép. + Ly hợp thờng đóng: Đợc sử dụng rộng rãi ở các ôtô và một số máy kéo. + Ly hợp không thờng đóng (luôn mở), đợc dùng ở các máy kéo xích (100,80, máy kéo bánh hơi MTZ - 2 và ở một số xe tăng). 5. Theo ph ơng pháp điều khiển. + Ly hợp điều khiển tự động. + Ly hợp điều khiển cỡng bức (bằng sức ngời). Loại này đợc sử dụng hầu hết trên các xe ô tô hiện nay dùng ly hợp ở trạng thái luôn đóng. Theo đặc điểm kết cấu và nguyên lý làm việc của hệ thống dẫn động điều khiển chia ra. - Dẫn động điều khiển bằng cơ khí - Dẫn động điều khiển bằng thủy lực - Dẫn động điều khiển bằng trợ lực : Tức là ngoài tác động của ngời lại còn có tác động của trợ lực để ngời lái điều khiển đợc dễ dàng. Trợ lực có thể là lò so, là trợ lực khí nén, là trợ lực thủy lực. III. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp loại đĩa ma sát khô, th ờng đóng. 1. Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý làm việc của ly hợp 1 đĩa ma sát khô. 1. Bánh đà 8. Lò xo hồi vị bàn đạp 2. Đĩa bị động 9. Thanh kéo 3. Đĩa ép 10. Càng mở ly hợp 4. Lò xo ép 11. ổ bi tỳ 5. Vỏ ly hợp 12. Đòn mở ly hợp 6. Bạc mở 13. Lò xo giảm chấn 7. Bàn đạp ly hợp. Nguyên lý làm việc : Khi ngời lái tác dụng một lực Q vào bàn đạp theo chiều mũi tên, kéo thanh kéo 9 sang phải làm cành mở 10 đẩy bạc mở 6 và ổ bi tỳ 11 sang trái, tỳ vào đòn mở 12 nén lò xo ép 4 lại làm cho đĩa ép 3 dịch sang phải, do đó đĩa bị động 2 đợc tách ra khỏi bề mặt ma sát bánh đà 1. Khi không tác dụng vào bàn đạp 7 nữa thì lò xo hồi vị kéo bàn đạp về vị trí ban đầu làm cho thanh kéo 9 dịch sang trái, càng mở 10 kéo bạc mở và ổ bi tỳ 11 sang phải lúc này lò xo ép 4 ép đĩa 3 sang trái ép chặt đĩa ma sát với bánh đà, ly hợp đợc đóng lại. 2. Sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc của ly hợp 2 đĩa ma sát khô. 1. Bánh đà 5. Lò xo ép 9. Lò xo hồi vị bàn đạp 2. Đĩa bị động 6. Vỏ ly hợp 10. Thanh kéo 3. Đĩa ép trung gian 7. Bạc mở 11. Càng mở ly hợp 4. Đĩa ép 8. Bàn đạp ly hợp 12. ổ bi tỳ 13. Đòn mở ly hợp Nguyên lý làm việc : Khi ngời lái đạp vào bàn đạp 8 làm cho thanh kéo 10 dịch chuyển sang trái làm cho càng mở ly hợp 11 quay đẩy bạc mở và ổ bi tỳ 12 sang trái, tỳ vào đòn mở ly hợp 13 làm cho đĩa ép 4 dịch chuyển sang phải. Lúc này bánh đà 1 quay, đĩa ép trung gian 3, đĩa ép 4 và vỏ bộ ly hợp 6 quay nhng đĩa bị động ly hợp 2 đứng yên. Đây là trạng thái mở của ly hợp. Khi ngời lái nhả bàn đạp 8 dới tác dụng của lò so hồi vị 9 sẽ kéo bàn đạp về vị trí ban đầu làm cho thanh kéo 10 dịch chuyển sang trái làm cho càng mở 11 quay kéo bạc mở và ổ bi tỳ 12 dịch chuyển sang trái. Lúc này lò so ép 5 sẽ ép thành đĩa ép 4, đĩa ma sát 2 và đía ép trung gian 3 với bánh đà 1 thành mội khối cứng có nghĩa là : Bánh đà 1 đĩa trung gian 3 đía ép 4 đĩa ma sát 2 cùng quay cùng vận tốc với bánh đà. Đây là trạng thái đóng ly hợp. 3. Cấu tạo nguyên lý làm việc của ly hợp trên một số xe ô tô. * Ly hợp trên xe 3ul - 130 + Cấu tạo: Ly hợp lắp trên xe 3ul - 130 là loại ly hợp 1 đĩa ma sát khô. 1. Đĩa dẫn động 5. Vỏ ly hợp 2. Đĩa ép 6. ổ bi tỳ 3. Đòn mở 7. Lò xo ép 4. Lò xo giảm chấn 8. Thanh giằng. + Nguyên lý làm việc : Khi ngời lái tác dụng vào bàn đạp ly hợp, thông qua các đòn dẫn động làm càng mở đẩy ổ bi tỳ 6 sang trái tỳ vào đòn mở 3 ép các lò xo ép 7 lại làm cho đĩa ép 2 dịch chuyển sang trái. Lúc này bánh đà, vỏ ly hợp 5, đĩa ép 2, lò xo ép 7 đòn mở 3 quay theo bánh đà. Đĩa bị dộng 1 đứng yên. Do đó đĩa bị động ở trạng thái mở. Khi ngời lái nhả bàn đạp ly hợp, nhờ các lò xo hồi vị của bàn đạp, làm càng mở dịch sang trái kéo ổ bi tỳ sang phải, nhờ các lò xo ép 7 ép chặt đĩa ép với đĩa ma sát và bánh đà. Mô men xoắn truyền từ vỏ ly hợp 5 qua thanh giằng 8 đến đĩa ép 2, đến đĩa bị động 1 lúc này ly hợp ở trạng thái đóng. * Ly hợp xe MA3 - 500. + Cấu tạo: Ly hợp lắp trên xe MA3-500 là loại ly hợp 2 đĩa ma sát khô Ly hợp ma sát khô xe MA3-500 1. Đĩa bị động 5. Vỏ bộ ly hợp 2. Đĩa ép 6. ổ bi tỳ 3. Đòn mở ly hợp 7. Lò xo ép 4. Lò xo giảm chấn 8. Bu lông bắt chặt vỏ ly hợp. + Nguyên lý làm việc : Khi ngời lái đạp bàn đạp ly hợp thông qua các đòn dẫn động làm cho càng mở, ổ bi tỳ 6 sang trái tỳ vào đòn mở 3 đẩy đòn mở sang trái, nén các lò xo ép 7 lại kéo đĩa ép 2 sang phải. Trên đĩa trung gian có 4 lò xo, 1 đầu tỳ vào bánh đà và 1 đầu tỳ vào đĩa ép. Khi đĩa ép 2 dịch sang phải thì đĩa ép trung gian cũng bị dịch chuyển sang phải do lực đẩy của 4 lò xo. Lúc này 2 đĩa bị động đứng yên, mặc dù bánh đà vẫn quay đây là trạng thái mở ly hợp. Khi ngời lái nhả bàn đạp ly hợp các lò xo hồi vị kéo ổ bi tỳ 6 sang phải nhờ các lò xo ép 7 ép chặt đĩa ép, đĩa ép trung gian và 2 đĩa bị động vào bánh đà. Mô men xoắn truyền từ bánh đà sang một mặt ma sát đĩa bị động qua đĩa ép trung gian, từ vỏ ly hợp 5 đến đĩa ép ngoài 2 đến bề mặt ma sát đĩa bị động. Nh vậy đĩa ép trung gian có hai mặt ma sát cộng với một bề mặt ma sát của đĩa ép ngoài ứng với lúc này ly hợp ở trạng thái đóng. IV. Các loại dẫn động ly hợp. 1. Dẫn động điều khiển ly hợp bằng cơ khí. Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng các thanh đòn khớp nối và đợc lắp đặt theo nguyên lý đòn bẩy. Loại dẫn động này có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo và có độ tin cậy làm việc cao, nên loại dẫn động này đợc sử dụng phổ biến ở các xe ôtô quân sự nh xe 3ul-130, 3ul -131, Ural Nhợc điểm cơ bản của kiểu dẫn động này là: Lực tác động của ngời lái lên bàn đạp ly hợp lớn, nhất là đối với xe ôtô hạng nặng. + Nguyên lý làm việc. Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp bằng cơ khí. 1. Bàn đạp 4. Thanh kéo 2. Lò xo hồi vị bàn đạp 6. Nạng mở 3-5. Đòn quay 7. Bạc mở. Khi ngời lái tác động lên một lực Q lên bàn đạp ly hợp 1 sẽ làm cho đòn quay 3 quay quanh tâm O 1 kéo thanh kéo 4 dịch chuyển sang phải (theo chiều mũi tên) tác động vào đầu đòn mở ly hợp, kéo đĩa ép tách khỏi đĩa ma sát. Khi ngời lái thả bàn đạp 1 thì dới tác dụng của lò xo hồi vị 2, bàn đạp trở về vị trí ban đầu duy trì khe hở ở giữa bạc mở với đầu đòn mở. Nhờ có các lò xo ép, đĩa ép tiếp xúc với đĩa ma sát, ly hợp đợc đóng lại 2. Dẫn động điều khiển ly hợp bằng thủy lực (bằng dầu). Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng cách dùng áp lực của chất lỏng (của dầu) trong các xi lanh chính và xi lanh công tác. * Sơ đồ cấu tạo hệ thống dẫn động ly hợp bằng thủy lực. Hình A: Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp bằng thủy lực 1. Bàn đạp ly hợp 6. Xi lanh công tác 2. Lò xo hồi vị bàn đạp 7. Lò xo hồi vị piston xi lanh 3. Xi lanh chính 8. Cành mở ly hợp 4. Piston chính 9. Bạc mở ly hợp. 5. Đờng ống dẫn dầu. Hình B: Sơ đồ cấu tạo của xi lanh chính 1. Thân xi lanh 6. Cần đẩy 2. Nắp khoang chứa dầu 7. Lò xo lá 3. Nút đổ dầu 8. Phớt cao su 4. Đĩa chắn dầu 9,11. Lò xo 5. Piston 10. Van thông 12. Van về + Nguyên lý làm việc: Khi ngời lái đạp lên bàn đạp ly hợp một lực Q, nhờ thanh đẩy làm piston xi lanh chính 3 (H-A) dịch chuyển sang trái sẽ bịt kín lỗ bù dầu b (H-B) làm dầu trong khoang D bị nén lại. Khi áp suất dầu trong khoang D thắng lực lò xo 11 ở van thông 10 thì van 10 mở ra. Dầu từ trong khoang D theo đờng dẫn 5 (H-A) vào xi lanh công tác 6 đẩy piston sang trái làm cho đầu nạng mở 8 quay đẩy bạc mở 9 sang phải ép lên các đòn mở, ly hợp mở. [...]... mở 16 Bàn đạp ly hợp 6 ống đổ dầu bôi trơn ổ bi 17 Moay ơ đĩa ma sát 7 Đai ốc điều chỉnh 18 Chốt 8 Khớp mở ly hợp 19 Lò xo 9 Trục chủ động 20 Trục khuỷu động cơ 10 Ngàm 13 Đai ốc điều chỉnh độ tự do của bàn đạp ly hợp III Tính toán thiết kế cơ cấu ly hợp cho xe tải trung bình trên cơ sở xe 3CA -3 711 dùng cho vận chuyển trong bu điện 1 Xác định mô men ma sát của ly hợp Mô men ma sát của ly hợp đợc tính... thiết kế cơ cấu Ly hợp cho xe tải trung bình Trên cơ sở số xe 3ca - 3711 I Đặc tính kỹ thuật xe 3ca - 3711 1 Các thông số chủ yếu + Trọng lợng khi không tải: 3800kg - Phân bố cầu trớc : 1400 kg - Phân bố cầu sau : 2400 kg + Trọng lợng xe có đủ tải: 74000 kg - Phân bố cầu trớc : 1810 kg - Phân bố cầu sau : 5590 kg + Chiều dài: 6525 kg + Chiều rộng: 2470 mm + Chiều cao: 3000 mm + Chiều dài cơ sở (L): 3700... thuận tiện Nhất là khi ly hợp bố trí liền khối với động cơ ở phần mũi xe Đồng thời cũng có thể truyền dẫn chất lỏng (dầu) dễ dàng trong trờng hợp ly hợp đặt ở xa ca bin xe - Nhợc điểm: Kết cấu các chi tiết đòi hỏi độ chính xác cao Các đờng ống dầu phải chịu đợc áp suất lớn nh vậy giá thành phải cao Kết cấu hệ thống dẫn động thủy lực xe Bola, a 3-2 4 3 Dẫn động điều khiển ly họp cơ khí có trợ lực khí... đó : - Ml : Mô men ma sát của ly hợp (KGm) - Mđ : Mô men xoắn của động cơ Đối với ô tô, Mđ = Memax Memax là mô men xoắn cực đại của động cơ (KGm) - : Là hệ số dự trữ của ly hợp Việc chọn hệ số rất quan trọng, phải lớn hơn 1 để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong mọi trờng hợp Tuy nhiên cũng không quá lớn để tránh tăng kích thớc đĩa bị động và tránh cho hệ thống truyền lực bị quá tải Hệ số... II Giới thiệu cụm ly hợp xe 3ca - 3711 1 Cấu tạo Cụm ly hợp xe 3CA - 3711 là ly hợp ma sát một đĩa Cơ cấu dẫn động cơ khí Kết cấu và bố trí lắp ghép nh sau : Moay ơ 17 của đĩa ma sát 3 bắt chặt với nhau bằng các đinh tán Vỏ trong 11 ghép chặt với bánh đà 1 bằng bu lông Đĩa ép 4 nối với đòn mở 5 bằng chốt 18 Đòn mở 5 tựa trên giá đỡ nhờ chốt ngang Giá đỡ bắt chặt trên vỏ trong của ly hợp 11 bằng bu lông... hệ thống dẫn động làm cho càng mở tỳ vào bạc trợt 8 tức vòng bi tê Bạc trợt này tỳ vào đầu của đòn mở 5 Lúc này đỏn mở kéo đĩa ép 4 dịch chuyển theo chiều mũi tên trên hình vẽ làm cho đĩa ma sát 3 tách rời khỏi bánh đà và đĩa ép 4 Do đó mô men quay của động cơ không đợc truyền qua hộp số Ly hợp và dẫn động ly hợp xe 3CA 3711 1 Bánh đà 11 Vỏ bao 2 Vỏ ly hợp 12 Lò xo ép 3 Đĩa bị động 14 Ty kéo 4 Đĩa... + Chiều cao: 3000 mm + Chiều dài cơ sở (L): 3700 mm + Trọng tâm xe (Hg): 1100 mm + Tốc độ 75 km/h (Vmax): 2 Động cơ + Động cơ xăng có chế hòa khí, 4 kỳ + Số xi lanh : 8 bố trí theo dạng chữa V - Đờng kính xi lanh: 92 mm - Hành trình piston: 80 mm - Thể tích công tác: 4,25 mm3 - Tỷ số nén: 6,7 + Thứ tự đánh lửa: 1 - 5 - 4 - 2 - 6 - 3 - 7 - 8 + Mô men xoắn cực đại khi số vòng quay 1600V/ph' Memax= 21... cao - u điểm + Lực bàn đạp nhỏ giảm sức lao động của ngời lái xe + Độ nhạy cao đảm bảo làm lực an toàn, mở ly hợp dứt khoát đóng ly hợp êm dịu + Vẫn có thể sử dụng khi mà bộ cờng hóa không làm việc + Sử dụng đợc cho những xe không có máy nén khí + Xe chạy càng nhanh độ chênh lệch áp suất càng lớn thì lực cờng hóa càng lớn Không tốn công suất của xe + Dễ bố trí trên xe Phần II Tính toán thiết kế cơ. .. đợc ghép với xơng đĩa bị động bằng đinh tán + Dựa trên xe tham khảo 3CA - 3711 ta chọn moay ơ cho xe thiết kế với các thông số nh sau : - D : Đờng kính chân then hoa moay ơ D = 35 mm - d : Đờng kính đỉnh then hoa moay ơ d = 28 mm - Z1 : Số lợng moay ơ Z1 = 1 - Z2 : Số then hoa moay ơ Z 2 = 10 - b : Chiều rộng then hoa b = 5 mm - l : Chiều dài moay ơ l = 1,2 D =1,2 35 = 42 mm - Vật liệu chế tạo moay... liệu : 90 lít + Hệ thống bôi trơn động cơ : 8 lít + Hệ thốnglàm mát : - Có bộ phận hâm nóng khởi động : 23 lít - Không có bộ phận hâm nóng khởi động : 21,5 lít + Phin lọc không khí : 8 lít + Các te hộp số: 3 lít + Cát te cầu sau: 8,2 lít + Cát te bộ phận điều khiển tay lái: 0,5 lít + Bộ giảm chấn: 0,41 lít/cái + Hệ thống dẫn động thủy lực phanh chân : 0,77 lít + Moay ơ trớc: 0,25 lít/cái + Bình chứa nớc . nguyên lý làm việc của ly hợp trên một số xe ô tô. * Ly hợp trên xe 3ul - 130 + Cấu tạo: Ly hợp lắp trên xe 3ul - 130 là loại ly hợp 1 đĩa ma sát khô. 1. Đĩa dẫn động 5. Vỏ ly hợp 2. Đĩa ép 6. ổ. toán thiết kế cơ cấu Ly hợp cho xe tải trung bình Trên cơ sở số xe 3ca - 3711 I. Đặc tính kỹ thuật xe 3ca - 3711. 1. Các thông số chủ yếu. + Trọng lợng khi không tải: 3800kg - Phân bố cầu trớc. ly hợp 5 qua thanh giằng 8 đến đĩa ép 2, đến đĩa bị động 1 lúc này ly hợp ở trạng thái đóng. * Ly hợp xe MA3 - 500. + Cấu tạo: Ly hợp lắp trên xe MA 3-5 00 là loại ly hợp 2 đĩa ma sát khô Ly hợp