Thiết kế hệ thống ly hợp của ô tô - máy kéo

Tài liệu tham khảo Thiết kế hệ thống ly hợp của ô tô - máy kéo

ThuyÕt minh

§å ¸n Tèt NghiÖp

§Ò tµi : ThiÕt kÕ hÖ thèng ly hîp cho xe t¶i 8 tÊn

C¸n bé híng dÉn : Ph¹m Vþ

C¸n bé duyÖt : NguyÔn Träng Hoan

Sinh viªn thùc hiÖn : NguyÔn Hµ B×nh Líp : ¤T¤ Khãa K45

Hµ Néi - 2005

Mục lục

Trang

2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp loại đĩa ma sát khô 13

2 Lựa chọn kết cấu cụm ly hợp lắp trên một số xe ôtô 21

3 Lựa chọn phơng án dẫn động điều khiển ly hợp loại đĩa ma sát 29

4 Tính toán sức bền một số chi tiết chủ yếu của ly hợp 45

Lời nói đầu

Trên thế giới cũng nh ở nớc ta, nền kinh tế quốc dân luôn đòi hỏi chuyênchở một khối lợng hàng hóa, hành khách rất lớn và cùng với sự phát triển của nềnkinh tế thì lợng hàng hóa, hành khách yêu cầu đợc chuyên chở ngày càng lớn Vìthế, để tạo điều kiện cho kinh tế phát triển đòi hỏi ngành giao thông vận tải phải

không ngừng phát triển cả về quy mô và chất lợng ở Việt Nam việc phát triểnngành ôtô đã đợc Đảng và Nhà nớc hết sức quan tâm.

Về quan điểm phát triển :

- Công nghiệp ôtô là ngành Công nghiệp rất quan trọng cần đợc u tiên pháttriển để góp phần phục vụ có hiệu quả quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa vàxây dựng tiềm lực an ninh, quốc phòng của đất nớc

- Phát triển nhanh ngành Công nghiệp ôtô trên cơ sở thị trờng và hội nhậpvới nền kinh tế thế giới ; lựa chọn các bớc phát triển thích hợp, khuyến khíchchuyên môn hóa - hợp tác hóa nhằm phát huy lợi thế, tiềm năng của đất nớc ;

đồng thời tích cực tham gia quá trình phân công lao động và hợp tác quốc tếtrong ngành Công nghiệp ôtô

- Phát triển ngành Công nghiệp ôtô phải gắn kết với tổng thể phát triểncông nghiệp chung cả nớc và các chiến lợc phát triển các ngành liên quan đã đợcphê duyệt, nhằm huy động và phát huy tối đa các nguồn lực của mọi thành phầnkinh tế, trong đó doanh nghiệp nhà nớc giữ vai trò then chốt

- Phát triển ngành Công nghiệp ôtô trên cơ sở tiếp thu công nghệ tiên tiếncủa thế giới, kết hợp với việc đẩy mạnh hoạt động nghiên cứu - phát triển trongnớc và tận dụng có hiệu quả cơ sở vật chất, trang thiết bị hiện có, nhằm nhanhchóng đáp ứng nhu cầu trong nớc về các loại xe thông dụng với giá cả cạnhtranh, tạo động lực thúc đẩy các ngành công nghiệp hỗ trợ trong nớc phát triểnnhằm đẩy nhanh quá trình sản xuất linh kiện, phụ tùng trong nớc

- Phát triển ngành Công nghiệp ôtô phải phù hợp với chính sách tiêu dùngcủa đất nớc và phải bảo đảm đồng bộ với việc phát triển hệ thống hạ tầng giaothông ; các yêu cầu về bảo vệ và cải thiện môi trờng

Về mục tiêu phát triển :

- Xây dựng và phát triển ngành Công nghiệp ôtô Việt Nam để đến năm

2020 trở thành một ngành Công nghiệp quan trọng của đất nớc, có khả năng đápứng ở mức cao nhất nhu cầu thị trờng trong nớc và tham gia vào thị trờng khu vực

và thế giới

- Một số mục tiêu cụ thể :

+ Về các loại xe thông dụng (xe tải, xe khách, xe con) :

Đáp ứng khoảng 40 - 50% nhu cầu thị trờng trong nớc về số lợng và đạt tỷ

lệ sản xuất trong nớc (hàm lợng chế tạo trong nớc) đến 40% vào năm 2005 ; đápứng trên 80% nhu cầu thị trờng trong nớc về số lợng và đạt tỷ lệ sản xuất trong n-

ớc 60% vào năm 2010 (riêng động cơ phấn đấu đạt tỷ lệ sản xuất trong nớc 50%,hộp số đạt 90%)

+ Về các loại xe cao cấp :

Các loại xe tải, xe khách cao cấp đạt tỷ lệ sản xuất trong nớc 20% vào năm

2005 và 35 - 40% vào năm 2010, đáp ứng 80% nhu cầu thị trờng trong nớc

+ Về động cơ, hộp số và phụ tùng :

Lựa chọn để tập trung phát triển một số loại động cơ, hộp số, bộ truyền

động và phụ tùng với số lợng lớn phục vụ lắp ráp ôtô trong nớc và xuất khẩu

Sản lợngyêu cầunăm 2010(dự báo)

Sản lợngcần bổsung năm2010

Ghi chú

Xe tải 14.000 127.000 113.000

+ Đến 2 tấn 10.000 57.000 47.000 ĐT thêm + > 2 tấn - 7 tấn 4.000 35.000 31.000 ĐT thêm

+ > 7 tấn - 20 tấn cha có 34.000 34.000 ĐT thêm

Đến năm 2005 : 15.000 xe, đáp ứng trên 50% nhu cầu thị trờng ;

Đến năm 2010 : 36.000 xe, đáp ứng trên 80% nhu cầu thị trờng

Tỷ lệ sản xuất trong nớc đạt 40% vào năm 2005, 60% vào năm 2010.Riêng tỷ lệ sản xuất trong nớc đối với động cơ đạt 15 - 20% vào năm 2005 và50% vào năm 2010

+ Xe tải : Phục vụ vận tải hàng hóa, khai thác mỏ, công nghiệp - xâydựng , bao gồm chủ yếu là các loại xe tải cỡ nhỏ và trung bình, một phần là xetải lớn (trọng tải đến 20 tấn) Dự kiến sản lợng ôtô tải :

Đến năm 2005 : 68.000 xe, đáp ứng trên 50% nhu cầu thị trờng ;

Đến năm 2010 : 127.000 xe, đáp ứng khoảng 80% nhu cầu thị trờng

Tỷ lệ sản xuất trong nớc đạt trên 40% vào năm 2005 và khoảng trên 60%vào năm 2010

Căn cứ vào mục tiêu, định hớng phát triển của ngành ôtô chúng ta thấy

t-ơng lai phát triển của loại xe tải 7 tấn đến 20 tấn đợc đặt ra chiếm một tỷ trọng từ13% đến 15% trong tổng số ôtô và chiếm khoảng 30% đến 35% trong tổng số xetải Vì thế nghiên cứu đề tài phục vụ cho sản xuất, cải tiến những cụm chi tiết cho

xe tải trên 7 tấn là nhiệm vụ đặt ra phù hợp với sự phát triển ngành Công nghiệp

ôtô của nớc ta trong giai đoạn hiện nay

Mục tiêu đề tài tốt nghiệp là tính toán thiết kế hệ thống ly hợp cho xe ôtôtải 8 tấn trên cơ sở xe ôtô MA-5335

Hệ thống ly hợp trên xe ôtô là một trong những cụm chi tiết chịu ảnh hởnglớn của điều kiện địa hình, môi trờng khí hậu và nhiệt độ Cụm ly hợp lắp trên xeMA-5335 là loại ly hợp ma sát khô hai đĩa thờng đóng Các lò xo ép đợc bố tríxung quanh, có hệ thống dẫn động cơ khí và có cờng hóa khí nén

Việc nắm vững phơng pháp tính toán thiết kế, quy trình vận hành, tháo lắp

điều chỉnh, bảo dỡng các cấp và sửa chữa lớn ly hợp là một việc cần thiết Từ đó

ta có thể nâng cao khả năng vận chuyển, giảm giá thành vận chuyển, tăng tuổithọ của xe, đồng thời giảm cờng độ lao động cho ngời lái

Trong quá trình làm đồ án, em hết sức cảm ơn sự giúp đỡ của thầy giáoPhạm Vỵ, của các thầy cô giáo trong bộ môn Ôtô, cùng sự giúp đỡ của các bạn

Với sự nỗ lực của bản thân, bản đồ án của em đã hoàn thành Tuy nhiên dotrình độ và thời gian có hạn, kinh nghiệm thực tế còn thiếu, nên bản đồ án của

em chắc chắn sẽ còn nhiều thiếu sót Em rất mong các thầy cô giáo cùng các bạn

đóng góp ý kiến, để bản đồ án của em đợc hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Phạm Vỵ, các thầy cô trong bộ môn

Ôtô, cùng toàn thể các bạn, đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án này

Hà Nội, ngày 19 tháng 5 năm 2005

Sinh viên thiết kế

Nguyễn Hà Bình

Chơng 1 Tổng quan về hệ thống ly hợp trên ôtô

1 Công dụng, phân loại và yêu cầu của ly hợp

1.1 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 ra khỏi hệ thống truyền lực trong trờng hợp ôtô khởi hànhhoặc chuyển số

- Đảm bảo là cơ cấu an toàn cho các chi tiết của hệ thống truyền lực không

bị quá tải nh trong trờng hợp phanh đột ngột và không nhả ly hợp

ở hệ thống truyền lực bằng cơ khí với hộp số có cấp, thì việc dùng ly hợp

để tách tức thời động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực sẽ làm giảm va đập giữa các

đầu răng, hoặc của khớp gài, làm cho quá trình đổi số đợc dễ dàng Khi nối êmdịu động cơ đang làm việc với hệ thống truyền lực (lúc này ly hợp có sự trợt) làmcho mômen ở các bánh xe chủ động tăng lên từ từ Do đó, xe khởi hành và tăngtốc êm

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

1.2 Phân loại ly hợp

Ly hợp trên ôtô thờng đợc phân loại theo 4 cách :

+ Phân loại theo phơng pháp truyền mômen

+ Phân loại theo trạng thái làm việc của ly hợp

+ Phân loại theo phơng pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép

+ Phân loại theo phơng pháp dẫn động ly hợp

1.2.1 Phân loại theo phơng pháp truyền mômen

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

Loại 1 : Ly hợp ma sát : là ly hợp truyền mômen xoắn bằng các bề mặt masát, nó gồm các loại sau :

- Theo hình dáng bề mặt ma sát gồm 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 đợc sử dụng rất rộng rãi, vì nó có kết cấu

đơn giản, dễ chế tạo và khối lợng phần bị động của ly hợp tơng đối nhỏ Còn lyhợp ma sát loại hình nón và hình trống ít đợc sử dụng, vì phần bị động của ly hợp

có trọng lợng lớn sẽ gây ra tải trọng động lớn tác dụng lên các cụm và các chi tiếtcủa hệ thống truyền lực

- Theo vật liệu chế tạo bề mặt ma sát gồm có :

+ Thép với gang

+ Thép với thép

+ Thép với phêrađô hoặc phêrađô đồng

+ Gang với phêrađô

+ Thép với phêrađô cao su

- Theo đặc điểm của môi trờng ma sát gồm có :

+ Ma sát khô

+ Ma sát ớt (các bề mặt ma sát đợc ngâm trong dầu)

Ưu điểm của ly hợp ma sát là : kết cấu đơn giản, dễ chế tạo

Nhợc điểm của ly hợp ma sát là : các bề mặt ma sát nhanh mòn do hiện t ợng trợt tơng đối với nhau trong quá trình đóng ly hợp, các chi tiết trong ly hợp bịnung nóng do nhiệt tạo bởi một phần công ma sát

-Tuy nhiên ly hợp ma sát vẫn đợc sử dụng phổ biến ở các ôtô hiện nay donhững u điểm của nó

Loại 2 : Ly hợp thủy lực : là ly hợp truyền mômen xoắn bằng năng lợngcủa chất lỏng (thờng là dầu)

Ưu điểm của ly hợp thủy lực là : làm việc bền lâu, giảm đợc tải trọng độngtác dụng lên hệ thống truyền lực và dễ tự động hóa quá trình điều khiển xe

Nhợc điểm của ly hợp thủy lực là : chế tạo khó, giá thành cao, hiệu suấttruyền lực nhỏ do hiện tợng trợt

Loại ly hợp thủy lực ít đợc sử dụng trên ôtô, hiện tại mới đợc sử dụng ởmột số loại xe ôtô du lịch, ôtô vận tải hạng nặng và một vài ôtô quân sự

Loại 3 : Ly hợp điện từ : là ly hợp truyền mômen xoắn nhờ tác dụng của từtrờng nam châm điện Loại này ít đợc sử dụng trên xe ôtô

Loại 4 : Ly hợp liên hợp : là ly hợp truyền mômen xoắn bằng cách kết hợphai trong các loại kể trên (ví dụ nh ly hợp thủy cơ) Loại này ít đợc sử dụng trên

xe ôtô

1.2.2 Phân loại theo trạng thái làm việc của ly hợp

Theo trạng thái làm việc của ly hợp thì ngời ta chia ly hợp ra thành 2 loạisau :

Ly hợp thờng đóng : loại này đợc sử dụng hầu hết trên các ôtô hiện nay

Ly hợp thờng mở : loại này đợc sử dụng ở một số máy kéo bánh hơi nh C

-100 , C - 80 , MTZ2

1.2.3 Phân loại theo phơng pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép

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

Loại 1 : Ly hợp lò xo : là ly hợp dùng lực lò xo tạo lực nén lên đĩa ép, nógồm các loại sau :

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

- Lò xo trung tâm (dùng lò xo côn)

Theo đặc điểm kết cấu của lò xo có thể dùng lò xo trụ, lò xo đĩa, lò xo côn.Trong các loại trên thì ly hợp dùng lò xo trụ bố trí xung quanh đợc áp dụngkhá phổ biến trên các ôtô hiện nay, vì nó có u điểm kết cấu gọn nhẹ, tạo đợc lực

ép lớn theo yêu cầu và làm việc tin cậy

Loại 2 : Ly hợp điện từ : lực ép là lực điện từ

Loại 3 : Ly hợp ly tâm : là loại ly hợp sử dụng lực ly tâm để tạo lực ép

đóng và mở ly hợp Loại này ít đợc sử dụng trên các ôtô quân sự

Loại 4 : Ly hợp nửa ly tâm : là loại ly hợp dùng lực ép sinh ra ngoài lực épcủa lò xo còn có lực ly tâm của trọng khối phụ ép thêm vào Loại này có kết cấuphức tạp nên chỉ sử dụng ở một số ôtô du lịch nh ZIN-110, POBEDA

1.2.4 Phân loại theo phơng pháp dẫn động ly hợp

Theo phơng pháp dẫn động ly hợp thì ngời ta chia ly hợp ra thành 2 loạisau :

Loại 1 : Ly hợp điều khiển tự động

Loại 2 : Ly hợp điều khiển cỡng bức

Để điều khiển ly hợp thì ngời lái phải tác động một lực cần thiết lên hệthống dẫn động ly hợp Loại này đợc sử dụng hầu hết trên các ôtô dùng ly hợploại đĩa ma sát ở trạng thái luôn đóng.

Theo đặc điểm kết cấu, nguyên lý làm việc của hệ thống dẫn động ly hợpthì ngời ta lại chia ra thành 3 loại sau :

- Dẫn động bằng cơ khí

- Dẫn động bằng thủy lực và cơ khí kết hợp

- Dẫn động bằng trợ lực : có thể bằng trợ lực cơ khí (dùng lò xo), trợ lựcbằng khí nén hoặc trợ lực bằng thủy lực Nhờ có trợ lực mà ngời lái điều khiển lyhợp dễ dàng, nhẹ nhàng hơn

- Đóng ly hợp phải êm dịu, để giảm tải trọng va đập sinh ra trong các răngcủa hộp số khi khởi hành ôtô và khi sang số lúc ôtô đang chuyển động

- Mở ly hợp phải dứt khoát và nhanh chóng, tách động cơ ra khỏi hệ thốngtruyền lực trong thời gian ngắn (vì mở không dứt khoát sẽ làm cho khó gài số đợc

êm dịu)

- Mômen quán tính phần bị động của ly hợp phải nhỏ để giảm lực va đậplên bánh răng khi khởi hành và sang số

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

- Các bề mặt ma sát phải thoát nhiệt tốt

- Kết cấu ly hợp phải đơn giản, dễ điều chỉnh và chăm sóc, tuổi thọ cao

Ly hợp làm nhiệm vụ bộ phận an toàn để tránh quá tải cho hệ thống truyền lực

Tất cả những yêu cầu trên, đều đợc đề cập đến trong quá trình chọn vậtliệu, thiết kế và tính toán các chi tiết của ly hợp

2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp loại đĩa ma sát khô

2.1 Sơ đồ cấu tạo của ly hợp loại đĩa ma sát khô

1 2 3 4 6

5 7

8

17

16 15 14 13 12

Hình 1.1.b Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô hai đĩa

1 - bánh đà ; 2 - lò xo đĩa ép trung gian

3 - đĩa ép trung gian ; 4 - đĩa ma sát ; 5 - đĩa ép ngoài

2.2 Cấu tạo chung của ly hợp loại đĩa ma sát khô

Đối với hệ thống ly hợp, về mặt cấu tạo thì ngời ta chia thành 2 bộ phận :

- Cơ cấu ly hợp : là bộ phận thực hiện việc nối và ngắt truyền động từ độngcơ đến hệ thống truyền lực

- Dẫn động ly hợp : là bộ phận thực hiện việc điều khiển đóng mở ly hợp.Trong phần này, ta xét cấu tạo của cơ cấu ly hợp, nó gồm 3 phần chính :bánh đà, đĩa ma sát và đĩa ép

- Nhóm các chi tiết chủ động gồm bánh đà, vỏ ly hợp, đĩa ép, đòn mở vàcác lò xo ép Khi ly hợp mở hoàn toàn thì các chi tiết thuộc nhóm chủ động sẽquay cùng bánh đà

- Nhóm các chi tiết bị động gồm đĩa ma sát, trục ly hợp Khi ly hợp mởhoàn toàn các chi tiết thuộc nhóm bị động sẽ đứng yên

Theo sơ đồ cấu tạo hình 1.1.a : vỏ ly hợp 5 đợc bắt cố định với bánh đà 1bằng các bulông, đĩa ép 3 có thể dịch chuyển tịnh tiến trong vỏ và có bộ phậntruyền mômen từ vỏ 5 vào đĩa ép Các chi tiết bánh đà 1, đĩa ép 3, lò xo ép 4, vỏ

ly hợp 5 đợc gọi là phần chủ động của ly hợp và chi tiết đĩa ma sát 2 đợc gọi làphần bị động của ly hợp Các chi tiết còn lại thuộc bộ phận dẫn động ly hợp

Đối với một số ôtô vận tải khi cần phải truyền mômen lớn ngời ta sử dụng

ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động So với ly hợp ma sát khô một đĩa bị động thì lyhợp ma sát khô hai đĩa bị động có những u nhợc điểm sau :

+ Nếu cùng một kích thớc đĩa bị động và cùng một lực ép nh nhau thì lyhợp hai đĩa truyền đợc mômen lớn hơn ly hợp một đĩa

+ Nếu phải truyền một mômen nh nhau thì ly hợp hai đĩa có kích thớc nhỏgọn hơn ly hợp một đĩa

+ Ly hợp hai đĩa khi đóng êm dịu hơn nhng khi mở lại kém dứt khoát hơn

ly hợp một đĩa

+ Ly hợp hai đĩa có kết cấu phức tạp hơn ly hợp một đĩa

Theo sơ đồ cấu tạo hình 1.1.b : cũng bao gồm các bộ phận và các chi tiếtcơ bản nh đối với ly hợp một đĩa Điểm khác biệt là ở ly hợp hai đĩa có hai đĩa

ma sát 4 cùng liên kết then hoa với trục ly hợp 10 Vì có hai đĩa ma sát nên ngoài

đĩa ép 5 còn có thêm đĩa ép trung gian 3 ở ly hợp hai đĩa phải bố trí cơ cấutruyền mômen từ vỏ hoặc bánh đà sang đĩa ép và cả đĩa ép trung gian Vì nhợc

điểm của ly hợp hai đĩa là mở không dứt khoát nên ở những loại ly hợp này thìngời ta phải bố trí cơ cấu để tạo điều kiện cho ly hợp khi mở đợc dứt khoát Trênhình 1.1.b thì cơ cấu này đợc thực hiện bởi lò xo đĩa ép trung gian 2 và bu lông

điều chỉnh 6 Khi mở ly hợp thì lò xo 2 sẽ đẩy đĩa ép trung gian 3 tách khỏi đĩa

ma sát bên trong và khi đĩa ép trung gian chạm vào đầu bu lông điều chỉnh 6 thìdừng lại nên đĩa ma sát bên ngoài cũng đợc tự do

- Bộ phận dẫn động điều khiển ly hợp gồm : bàn đạp ly hợp, đòn dẫn động,càng mở ly hợp, đòn mở ly hợp và bạc mở ly hợp Ngoài ra, tùy theo từng loại lyhợp mà có thể thêm các bộ phận dẫn động bằng thủy lực, bằng khí nén nh cácxilanh chính và xilanh công tác

2.3 Nguyên lý làm việc của ly hợp loại đĩa ma sát khô

Nguyên lý làm việc theo hình 1.1.a :

Trạng thái đóng ly hợp : ở trạng thái này lò xo 4 một đầu tựa vào vỏ 5, đầucòn lại tì vào đĩa ép 3 tạo lực ép để ép chặt đĩa bị động 2 với bánh đà 1 làm chophần chủ động và phần bị động tạo thành một khối cứng Khi này mômen từ

động cơ đợc truyền từ phần chủ động sang phần bị động của ly hợp thông quacác bề mặt ma sát của đĩa bị động 2 với đĩa ép 3 và lò xo ép 4 Tiếp đó mômen đ-

ợc truyền vào xơng đĩa bị động qua bộ giảm chấn 13 đến moayơ rồi truyền vàotrục ly hợp Lúc này giữa bi "T" 11 và đầu đòn mở 12 có một khe hở từ 3-4 mm t-

Nguyên lý làm việc theo hình 1.1.b :

Trạng thái đóng ly hợp : ở trạng thái này các lò xo ép 7 một đầu tựa vào vỏ

ly hợp 8, đầu còn lại tì vào đĩa ép 5 tạo lực ép để ép chặt toàn bộ các đĩa ma sát 4

và đĩa ép trung gian 3 với bánh đà 1 làm cho phần chủ động và phần bị động tạothành một khối cứng Khi này mômen từ động cơ đợc truyền từ phần chủ độngsang phần bị động của ly hợp thông qua các bề mặt ma sát của các đĩa ma sát 4

và đĩa ép trung gian 3 với đĩa ép 5 và lò xo ép 7 Tiếp đó mômen đợc truyền vàoxơng đĩa bị động qua bộ giảm chấn 17 đến moayơ rồi truyền vào trục ly hợp Lúcnày giữa bi "T" 15 và đầu đòn mở 16 có một khe hở từ 3-4 mm tơng ứng với hànhtrình tự do của bàn đạp ly hợp từ 30-40 mm

Trạng thái mở ly hợp : khi cần ngắt truyền động từ động cơ tới trục sơ cấpcủa hộp số thì ngời lái tác dụng một lực vào bàn đạp 11 thông qua đòn kéo 13 vàkéo càng mở 14, bạc mở 9 mang bi "T" 15 sẽ dịch chuyển sang trái Sau khi khắcphục hết khe hở bi "T" 15 sẽ tì vào đầu đòn mở 16 Nhờ có khớp bản lề của đòn

mở liên kết với vỏ 8 nên đầu kia của đòn mở 16 sẽ kéo đĩa ép 5 nén lò xo 7 lại đểdịch chuyển sang phải tạo khe hở giữa các đĩa ma sát với các đĩa ép, đĩa ép trung

gian và bánh đà Khi này các bề mặt ma sát giữa bộ phận chủ động và bị độngcủa ly hợp đợc tách ra và ngắt sự truyền động từ động cơ tới trục sơ cấp của hộpsố.

Ngoài các trạng thái làm việc trên, thì ly hợp còn xuất hiện trạng thái trợttơng đối giữa các bề mặt ma sát của ly hợp Hiện tợng này thờng xuất hiện khi

đóng ly hợp (xảy ra trong thời gian ngắn) hoặc khi gặp quá tải (phanh đột ngột

mà không nhả ly hợp)

Chơng 2 Lựa chọn phơng án thiết kế

1 Các thông số tham khảo của xe Ôtô tải 8 tấn

1.1 Công dụng của xe ôtô MA-5335

MA-5335 là một trong những loại ôtô vận tải đợc dùng nhiều trong việcvận chuyển hàng hóa bằng đờng bộ ở nớc ta Nó là loại xe có thể hoạt động trênmọi đờng sá Sức chở của ôtô là 8 tấn Loại xe này đợc nhà máy chế tạo ôtô mangtên MINXCƠ sản xuất Xe có một cabin là loại cabin lật, trên cabin có 2 chỗngồi và 1 chỗ ngủ Vỏ cabin bằng kim loại và bố trí động cơ ở phía dới Thùng xe

đợc chế tạo bằng sắt và có 3 thành mở lật ra đợc Động cơ lắp trên xe ôtô

MA-5335 là loại động cơ Diezel 4 kỳ, có ký hiệu kiểu : ЯMZ-236 và gồm 6 xilanh,

bố trí hình chữ V Công suất cực đại của động cơ là 180 mã lực ở 2100vòng/phút Mômen cực đại của động cơ là 68 kG.m ở 1500 vòng/phút Hệ thốngtruyền lực của xe ở dạng cơ nhiều cấp Trong đó, ly hợp lắp trên xe là loại ly hợphai đĩa ma sát khô thờng đóng, đợc dẫn động điều khiển bằng cơ khí và có cờnghóa khí nén Hộp số lắp trên xe là loại hộp số cơ khí có 5 cấp số tiến, một cấp sốlùi và có đồng tốc cho số 2-3, 4-5 Cầu chủ động của xe có hai cấp, cặp bánhrăng trụ và cặp bánh răng côn xoắn Hệ thống lái lắp trên xe là loại trục vít đai

ốc, có bi cầu, thanh răng-vành răng và có cờng hóa bằng thủy lực

Hệ thống treo của xe là loại hệ thống treo phụ thuộc và đợc bố trí trên cácnhíp dọc hình nửa elíp Hệ thống treo trớc có giảm chấn thủy lực ống lồng nhằmnâng cao độ êm dịu khi xe di chuyển trên đờng không bằng phẳng với tốc độ cao

Hệ thống treo sau có nhíp phụ

Hệ thống phanh của xe là loại phanh tang trống trên tất cả các bánh xe, có

độ an toàn cao, dễ điều khiển và có hệ thống dẫn động khí nén Phanh dừng làloại phanh tang trống ở cơ cấu truyền lực và có dẫn động cơ khí

Xe ôtô MA-5335 có đặc tính kỹ thuật vận hành cao và xe có thể tăng tốc

đạt từ 85  100 km/h trong thời gian không quá 45 giây Xe có thể tăng sức tải

so với thiết kế là 35% Xe vận hành phù hợp trong điều kiện khí hậu và nhiệt độkhông khí từ + 50 oC  - 40 oC

1.2 Các thông số kỹ thuật của xe ôtô MA-5335

- Trọng lợng toàn bộ xe (KG)

Phân cho cầu trớc

Phân cho cầu sau

14950 495010000

- Mômen xoắn cực đại, ở 1500 vg/ph (kG.m) 68

- Ly hợp 2 đĩa, ma sát khô, dẫn độngcơ khí có cờng hóa khí nén

- Tỉ số truyền của hộp số III : 1,52 ; IV : 1 ;I : 5,26 ; II : 2,9 ;

V : 0,66 ; lùi : 5,48

H×nh 2.2 C¸c th«ng sè kü thuËt cña xe MA-5335

2 Lùa chän kÕt cÊu côm ly hîp l¾p trªn mét sè xe «t«

2.1 Ly hợp một đĩa ma sát

2.1.1 Kết cấu ly hợp lắp trên xe ZIN-130

Ly hợp lắp trên xe ZIN-130 là ly hợp một đĩa ma sát khô (hình 2.3)

- Đĩa ép 3 bị ép bởi lò xo ép 8 bố trí xung quanh vỏ ly hợp 9 Vỏ ly hợp

đ-ợc lắp ghép với bánh đà 2 nhờ các bulông 23 Đĩa ép 3 và vỏ ly hợp 9 liên kết vớinhau bằng lò xo lá 4, mỗi lò xo lá có một đầu đợc tán cố định với vỏ ly hợp bằngcác đinh tán và đầu còn lại đợc lắp cố định với đĩa ép 3 bằng các bulông Do đó,

đã tạo nên sự liên kết cứng giữa đĩa ép với vỏ ly hợp (vỏ trong) theo phơng pháptuyến để đảm bảo truyền đợc mômen xoắn, đồng thời đảm bảo đợc sự di chuyểndọc trục của đĩa ép khi mở và đóng ly hợp

- Đĩa bị động của ly hợp trên xe ZIN-130 :

Xơng đĩa bị động đợc chế tạo bằng thép và có xẻ rãnh Đĩa ma sát đợc lắpghép với xơng đĩa bằng các đinh tán Bộ giảm chấn gồm 8 lò xo giảm chấn đặtxung quanh cách đều nhau cùng tấm ma sát Xơng đĩa đợc ghép chặt với moayơ

đĩa bị động bằng các đinh tán Đinh tán đợc chế tạo bằng thép

- Đòn mở ly hợp 16 (hình 2.3) : gồm có 4 chiếc và đợc chế tạo bằng thép.Mỗi đòn mở thì đầu ngoài liên kết khớp bản lề với đĩa ép 3 qua các ổ bi kim.Phần giữa đòn liên kết bản lề với càng nối qua ổ bi kim Càng nối gối tựa lên vỏ

ly hợp bằng đai ốc hình chỏm cầu Các đai ốc này bị ép vào vỏ ly hợp bằng đệm

đàn hồi, mỗi đệm đàn hồi này đợc cố định vào vỏ ly hợp bằng hai bu lông nhỏ.Nhờ có mối liên kết nh vậy mà càng nối có thể chuyển động xoay để tạo ra tâmquay thay đổi ở giữa đòn mở ly hợp, cần thiết cho sự di chuyển của đĩa ép khi mở

và đóng ly hợp Đai ốc chỏm cầu còn có tác dụng điều chỉnh đầu đòn mở để các

đòn mở cùng nằm trong mặt phẳng song song với mặt phẳng của đĩa ép

Hình 2.3 Ly hợp lắp trên xe ZIN-130

1 Trục khuỷu ; 2 Bánh đà ; 3 Đĩa ép ; 4 Tấm thép truyền lực ; 5 Bao của lò xo

6 Bulông bắt chặt lò xo ; 7 Cácte bộ ly hợp ; 8 Lò xo ép ; 9 Vỏ trong ly hợp ;

10 Đệm cách nhiệt ; 11 Bi “T” ; 12 Khớp nối ; 13 Lò xo trả về khớp nối ; 14.Bạc dẫn hớng của khớp nối ; 15 Càng mở ly hợp ; 16 Đòn mở ; 18 Êcu điềuchỉnh ; 19 Đế tựa của bulông điều chỉnh ; 20 Chốt ; 21 Nắp của cácte ly hợp ;

23 Bulông bắt chặt vỏ ly hợp ; 24 Chốt chẻ ; 25 Vành răng bánh đà ; 26 Đĩa

ma sát ; 27 Vú mỡ ; 28 Nút ; 29 Trục ly hợp ; 30 ổ bi trớc của trục ly hợp

- Bạc mở ly hợp gồm có ổ bi tỳ 11 và bạc trợt (hình 2.3) Trong ổ bi tỳ có

đủ lợng mỡ dự trữ để bôi trơn trong suốt quá trình sử dụng mà không cần bổxung thêm (chỉ thay thế và bổ xung khi ly hợp đợc tháo để sửa chữa lớn)

- Lò xo hồi vị bạc mở ly hợp 13 dùng để giữ bạc mở luôn có khe hở với

đầu đòn mở, đảm bảo cho ly hợp luôn đóng hoàn toàn và khi đóng ly hợp thì bạc

mở nhanh chóng tách khỏi đầu đòn mở

lỗ của đĩa bị động và tấm đỡ

- Hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp : Ly hợp đợc dẫn động điều khiểnbằng cơ khí Đòn mở ly hợp 5 đợc chế tạo bằng thép, đầu trên đòn mở liên kếtbản lề với đĩa ép qua các ổ bi kim, giữa đòn liên kết bản lề với càng nối 8 thôngqua ổ bi kim Khe hở giữa đầu đòn mở và bạc mở là  = 4 mm Điều chỉnh đòn

mở ta dùng đai ốc 7 Bạc mở ly hợp gồm có ổ bi tỳ và bạc trợt 9 Trên bạc trợt cólắp ống bơm mỡ 6

Hình 2.4 Ly hợp lắp trên xe AZ-53

1 Bánh đà ; 2 Vỏ ngoài ly hợp ; 3 Đĩa ma sát ; 4 Đĩa ép ; 5 Đòn mở ly hợp ; 6.ống bơm mỡ ; 7 Đai ốc điều chỉnh ; 8 Càng nối ; 9 Bạc trợt ; 10 Trục ly hợp ;

11 Càng mở ly hợp ; 12 Đinh tán nối các tấm đĩa ; 13 Vỏ trong ly hợp ; 14 Lò

xo ép ; 15 Đai ốc điều chỉnh ; 16 Thanh kéo ; 17 Lò xo hồi vị càng mở ly hợp ;

18 Lò xo giảm chấn ; 19 Xơng đĩa ; 20 Đế cách nhiệt lò xo ép

2.2 Ly hợp hai đĩa ma sát

2.2.1 Kết cấu ly hợp lắp trên xe MA -5335

Ly hợp lắp trên xe MA-5335 là ly hợp hai đĩa ma sát khô (hình 2.5)

- Bộ phận chủ động của ly hợp : gồm bánh đà 24 bắt với vỏ trong ly hợp 19bằng các bu lông Để thực hiện mở ly hợp một cách nhanh chóng và dứt khoát thìgiữa đĩa ép trung gian 26 và bánh đà 24 có đặt lò xo đẩy 1 Lò xo đẩy có tác dụng

đẩy đĩa ép trung gian ra khỏi bề mặt tiếp xúc với đĩa bị động 25 khi mở ly hợp

Để đảm bảo khe hở cần thiết giữa các bề mặt ma sát của ly hợp khi mở ly hợp,

đồng thời đảm bảo cho đĩa ép trung gian, đĩa ép ngoài và bánh đà thành một khối

mà vẫn đảm bảo đĩa ép trung gian và đĩa ép ngoài có thể di trợt đợc thì ngời tadùng một cơ cấu gồm có đai ốc điều chỉnh 4 đợc kẹp chặt vào đĩa ép trung gian.Khi các bề mặt ma sát của tấm ma sát của đĩa bị động bị mòn nhiều, nhờ có cơcấu đó sẽ làm cho đĩa ép trung gian di chuyển đến gần bánh đà hơn Đai ốc 4 cóvòng cách tỳ lên vỏ ly hợp, đẩy cho bulông hạn chế di chuyển dọc trục của nó,nên duy trì đợc khe hở cần thiết giữa các bề mặt ma sát khi mở ly hợp Các lò xo

ép 20 đợc bố trí xung quanh theo hai vòng tròn (vòng trong và vòng ngoài) Tổng

số lò xo ép là 24, các lò xo ép đợc đặt trong phần lõm của vỏ ly hợp và đầu cònlại đợc đặt vào phần lồi của đĩa ép

- Bộ phận bị động của ly hợp : gồm có hai đĩa bị động 25, mỗi đĩa bị độnggồm 2 tấm ma sát đợc ghép với xơng đĩa bằng các đinh tán bằng đồng Xơng đĩa

đợc chế tạo bằng thép, trên có các xẻ rãnh nhằm giảm độ cứng, tăng độ đàn hồi

và giúp ly hợp đóng êm dịu Xơng đĩa đợc ghép với moayơ đĩa bị động bằng các

đinh tán, trên moayơ có các lỗ hình chữ nhật để đặt 6 lò xo giảm chấn Moayơ

đ-ợc chế tạo bằng thép, số lợng là 2 moayơ và có thể di trợt trên rãnh then hoa củatrục ly hợp

Hình 2.5 Ly hợp lắp trên xe MA-5335

1 Lò xo đẩy đĩa ép trung gian ; 2 Bulông hạn chế ; 3 Vỏ trong ly hợp ; 4 Đai ốc

điều chỉnh ; 5 Đòn mở ly hợp ; 6 Càng nối đòn mở ly hợp ; 7 Đai ốc điều chỉnh

đòn mở ; 8 Tấm hãm ; 9 Quang treo ; 10 Lò xo đỡ tấm chặn ; 11 Bi “T” ; 12.ống bơm mỡ ; 13 Càng mở ly hợp ; 14 Tấm chặn đầu đòn mở ; 15 Trục củacàng mở ly hợp ; 16 Tay đòn ; 18 Nắp của cácte ly hợp ; 19 Vỏ trong ly hợp ;

20 Lò xo ép ; 21 Đệm cách nhiệt ; 22 Đĩa ép ngoài ; 23 Nút xả mạt ; 24 Bánh

đà ; 25 Đĩa ma sát ; 26 Đĩa ép trung gian ; 27 Thanh tựa ; 28 Moayơ ; 29.Bulông bắt chặt các tấm đĩa ; 30 Lò xo giảm chấn

- Hệ thống dẫn động ly hợp thuộc loại dẫn động bằng cơ khí có cờng hóabằng khí nén Đòn mở ly hợp 5 đợc chế tạo bằng thép và có số lợng là 4 đòn Mỗi

đòn mở thì đầu trên liên kết khớp bản lề với đĩa ép ngoài qua các ổ bi kim Phầngiữa đòn liên kết bản lề với càng nối 6 thông qua ổ bi kim Đòn mở ly hợp đợc

điều chỉnh tơng tự nh ly hợp trên xe ZIN-130

2.2.2 Kết cấu ly hợp lắp trên xe KAMAZ-5511

Ly hợp lắp trên xe KAMAZ-5511 là ly hợp hai đĩa ma sát khô (hình 2.6)

- Bộ phận chủ động của ly hợp : gồm có bánh đà 21 lắp ghép với vỏ trong

ly hợp 17 bằng các bu lông Đĩa ép trung gian 2 và đĩa ép ngoài 4 đợc chế tạobằng gang Các đĩa ép chủ động liên kết với bánh đà bằng ngõng (đòn tách).Ngõng đợc bắt vào đĩa ép trung gian bằng các bulông 27 và lắp với rãnh của mặttrụ bánh đà Mặt ngoài của đĩa ép ngoài có phần lồi để lắp các lò xo ép 16 Lò xo

ép đợc chế tạo bằng thép 60C2 , gồm có 12 lò xo đợc bố trí xung quanh, giữa lò

ly hợp 23 đợc chế tạo bằng thép 40X và có bánh răng liền trục

- Hệ thống dẫn động ly hợp thuộc loại dẫn động bằng thủy lực, cơ khí kếthợp với cờng hóa bằng khí nén Đòn mở ly hợp 6 đợc chế tạo bằng thép và có sốlợng là 4 đòn Mỗi đòn mở thì đầu trên liên kết khớp bản lề với đĩa ép ngoài quacác ổ bi kim Phần giữa đòn liên kết bản lề với càng nối thông qua ổ bi kim Đòn

mở ly hợp đợc điều chỉnh tơng tự nh ly hợp trên xe ZIN-130

đòn tách đĩa ép trung gian.

3 Lựa chọn phơng án dẫn động điều khiển ly hợp loại đĩa ma sát

3.1 Phơng án 1 : Dẫn động ly hợp bằng cơ khí.

Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng các đòn, khớp nối và đợclắp theo nguyên lý đòn bẩy Loại dẫn động điều khiển ly hợp đơn thuần này cókết cấu đơn giản, dễ chế tạo và có độ tin cậy làm việc cao Hệ thống dẫn độngnày đợc sử dụng phổ biến ở các ôtô quân sự nh xe ZIN-130, ZIN-131,

Nhợc điểm cơ bản của hệ thống dẫn động này là : yêu cầu lực tác động củangời lái nên bàn đạp ly hợp phải lớn, nhất là đối với loại xe ôtô hạng nặng



82

Khi ngời lái nhả bàn đạp 8 thì dới tác dụng của lò xo hồi vị 6, bàn đạp trở

về vị trí ban đầu duy trì khe hở  giữa bạc mở với đầu đòn mở Nhờ có các lò xo

ép để ép đĩa ép tiếp xúc với đĩa ma sát, ly hợp đợc đóng lại

Hành trình toàn bộ của bàn đạp ly hợp thờng từ 130  150 mm Trong quátrình làm việc, do hiện tợng trợt tơng đối giữa các bề mặt ma sát, nên đĩa ma sátthờng bị mòn, do đó hành trình tự do của bàn đạp ly hợp bị giảm xuống Khi các

bề mặt ma sát mòn tới mức nào đó thì hành trình tự do của ly hợp giảm tới mứctối đa, sẽ không tạo đợc cảm giác cho ngời lái nữa, đồng thời gây hiện tợng tựngắt ly hợp Trong trờng hợp khác, khi hành trình tự do của bàn đạp ly hợp quálớn, làm cho ngời lái đạp bàn đạp hết hành trình toàn bộ mà ly hợp vẫn cha mởhoàn toàn, cũng tạo hiện tợng trợt tơng đối giữa các bề mặt ma sát, sẽ gây mòncác bề mặt ma sát một cách nhanh chóng

Trong cả hai trờng hợp nêu trên đều không có lợi, vì vậy phải điều chỉnhhành trình tự do của bàn đạp ly hợp trong một miền cho phép

Ưu điểm : Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, có độ tin cậy làm việc cao, dễ tháolắp và sửa chữa

Nhợc điểm : Kết cấu phụ thuộc vào vị trí đặt ly hợp Yêu cầu lực của ngờilái tác dụng lên bàn đạp lớn Hiệu suất truyền lực không cao

3 Xilanh chÝnh ; 4 Piston xilanh chÝnh

5 §êng èng dÉn dÇu ; 6 Xilanh c«ng t¸c

7 Cµng më ly hîp ; 8 B¹c më ly hîp

Hình 2.9 Sơ đồ cấu tạo xilanh chính của dẫn động ly hợp bằng thủy lực

1 Xilanh ; 2 Bình chứa dầu ; 3 Nút đổ dầu vào

4 Tấm chắn dầu ; 5 Piston ; 6 Cần piston

7 Lá thép mỏng hình sao ; 8 Phớt làm kín

11 Lò xo van một chiều ; 12 Van hồi dầu

a Lỗ cung cấp dầu b Lỗ điều hòa

Nguyên lý làm việc :

Khi ngời lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly hợp 1, nhờ thanh đẩy, đẩypiston 4 của xilanh chính 3 sang trái, bịt lỗ bù dầu b, làm dầu trong khoang D bịnén lại Khi áp lực dầu trong khoang D thắng lực ép của lò xo van một chiều 11 ởvan một chiều 10 thì van một chiều mở ra Lúc này dầu từ khoang D theo đờngống dẫn dầu 5 vào xilanh công tác 6 đẩy piston sang phải, làm cho càng mở lyhợp 7 quay quanh O, đồng thời đẩy bạc mở 8 sang trái (theo chiều mũi tên) Bạc

mở tác động nên đầu dới của đòn mở ly hợp tách đĩa ép ra khỏi bề mặt ma sát Lyhợp đợc mở

Khi ngời thả bàn đạp ly hợp 1 thì dới tác dụng của lò xo hồi vị 2 và lò xo

ép làm các piston của xilanh chính và xilanh công tác từ từ trở về vị trí ban đầu

Lúc này dầu từ xilanh công tác 6 theo đờng ống dẫn dầu 5 qua van hồi dầu 12vào khoang D.

Khi ngời lái nhả nhanh bàn đạp ly hợp 1, thì do sức cản của đờng ống vàsức cản của van hồi dầu 12 làm cho dầu từ xilanh công tác 6 không kịp về điền

đầy vào khoang D Vì thế tạo ra độ chân không ở khoang D, nên dầu từ khoang Cqua lỗ cung cấp dầu a vào khoang E, rồi sau đó dầu qua lỗ nhỏ ở mặt đầu piston

ép phớt cao su 8 để lọt sang bổ sung dầu cho khoang D (tránh hiện tợng lọt khívào khoang D, khi khoang D có độ chân không) Khi dầu đã khắc phục đợc sứccản của đờng ống và van hồi dầu 12 để trở về khoang D, thì lợng dầu d từ khoang

D theo lỗ bù dầu b trở về khoang C, đảm bảo cho ly hợp đóng hoàn toàn

Lỗ bù dầu b còn có tác dụng điều hòa dầu khi nhiệt độ cao Lúc nhiệt độcao dầu trong khoang D nở ra, làm áp suất dầu tăng lên, dầu qua lỗ bù dầu b vềkhoang C Vì thế khắc phục đợc hiện tợng tự mở ly hợp

Ưu điểm : Kết cấu gọn, việc bố trí hệ thống dẫn động thủy lực đơn giản vàthuận tiện Có thể đảm bảo việc đóng ly hợp êm dịu hơn so với hệ thống dẫn

Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng các thanh đòn, khớp nối

Đồng thời kết hợp với lực đẩy của khí nén

 2

O1

1

186

9 Mặt bích của xilanh phân phối ; 10 Thân van phân phối

11 Đờng dẫn khí nén vào ; 12 Phớt van phân phối

13 Đờng dẫn khí nén ; 14 Piston van phân phối

17 Xilanh công tác ; 19 Bạc mở ly hợp

Nguyên lý làm việc :

Khi ngời lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly hợp 1, làm cho đòn dẫn

động 2 quay quanh O1 , thông qua thanh kéo 3 làm đòn 4 quay quanh O2 và quathanh kéo 5 làm đòn dẫn động 7 quay quanh O3 Nhờ có đòn dẫn động 8 cùngvới mặt bích của xilanh phân phối 9 và đẩy thân van phân phối 10 sang phải (theochiều mũi tên) Khi mặt phải của thân van phân phối chạm vào đai ốc hạn chếhành trình nắp trên cần piston 15 thì làm cho càng mở ly hợp 16 quay quanh O4

và đẩy bạc mở ly hợp 19 sang trái (theo chiều mũi tên) Ly hợp đợc mở

Đồng thời với việc khi nắp bên phải của thân van phân phối tỳ vào đai ốchạn chế hành trình của cần piston 15 thì đầu piston van phân phối 14 cũng tỳ vàophớt van 12 và làm van 12 mở ra Khí nén lúc này từ khoang A qua van 12 vàokhoang B, rồi theo đờng dẫn khí nén 13 vào xilanh 17 và đẩy xilanh lực dịchchuyển làm đòn dẫn động 18 quay quanh O4 Kết hợp với càng mở ly hợp 16quay và đẩy bạc mở ly hợp 19 sang trái Ly hợp đợc mở

Khi ngời lái thôi tác dụng vào bàn đạp ly hợp 1 thì dới tác dụng của lò xohồi vị 6 kéo bàn đạp trở về vị trí ban đầu Đồng thời thông qua đòn dẫn động 8

kéo thân van phân phối 10 sang trái, khi mặt đầu bên phải của piston 14 chạmvào mặt bích bên phải của thân van thì piston 14 đợc đẩy sang trái, làm càng mở

ly hợp 16 quay và đẩy bạc mở ly hợp 19 sang phải Cùng lúc đó, dới tác dụng của

lò xo hồi vị phớt van phân phối 12 và đẩy van này đóng kín cửa van Khí nén từxilanh lực 17 theo đờng dẫn khí nén 13 vào khoang B và qua đờng thông với khítrời a ở thân piston 14 ra ngoài Lúc này ly hợp ở trạng thái đóng hoàn toàn

Ưu điểm : Hệ thống dẫn động làm việc tin cậy, khi cờng hóa khí nén hỏngthì hệ thống dẫn động cơ khí vẫn có thể điều khiển ly hợp đợc

Nhợc điểm : Khi cờng hóa hỏng thì lực bàn đạp lớn Loại hệ thống dẫn

động này phù hợp với những xe có máy nén khí

3.4 Phơng án 4 : Dẫn động ly hợp bằng thủy lực có cờng hóa khí nén.

Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng các thanh đòn và áp lựccủa dầu trong các xilanh lực Đồng thời kết hợp với áp lực của khí nén lấy từ cácmáy nén khí

1 Bàn đạp ly hợp ; 2 Lò xo hồi vị

3 Xilanh chính ; 4 ; 13 Đờng ống dẫn dầu

5 Xilanh công tác ; 6 Piston xilanh

7 Cần piston ; 8 Xilanh thủy lực

9 Piston xilanh thủy lực ; 10 Cần piston xilanh thủy lực

Khi ngời lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly hợp 1, làm cho tay đòn bàn

đạp quay quanh O1 và đẩy cần piston của xilanh chính 3 đi xuống (theo chiềumũi tên) Dầu từ xilanh chính 3 đợc piston nén lại và theo đờng ống dẫn dầu 4vào xilanh thủy lực 8 áp lực dầu tác dụng vào mặt piston xilanh thủy lực 9 và

đẩy nó cùng cần piston 10 sang phải Làm cho càng mở ly hợp 11 quay quanh O2

và đẩy bạc mở ly hợp 12 sang trái (theo chiều mũi tên) Ly hợp đợc mở

Đồng thời dầu có áp suất theo đờng ống dẫn dầu 13 tác dụng lên pistonxilanh mở van 14 thì đẩy piston 14 cùng cốc van 15 và màng ngăn 16 sang trái

Đóng van xả 17 lại và van nạp 18 đợc mở ra Khí nén từ máy nén khí theo đờngống dẫn khí nén 19 qua van nạp 18 vào khoang A, rồi theo lỗ thông xuốngkhoang B và đẩy piston xilanh 6 cùng cần piston 7 sang phải Kết hợp với lực đẩycủa áp lực dầu, đẩy piston xilanh thủy lực 9 cùng cần piston 10 làm cho càng mở

ly hợp 11 quay quanh O2 và đẩy bạc mở ly hợp 12 sang trái Ly hợp đợc mở

Khi ngời lái thôi tác dụng vào bàn đạp ly hợp 1 thì dới tác dụng của lò xohồi vị 2 kéo bàn đạp trở về vị trí ban đầu Piston của xilanh chính 3 dịch chuyểnlên phía trên và dầu từ xilanh công tác trở về xilanh chính Đồng thời van xả 17

mở, van nạp 18 đóng lại Khí nén từ khoang B qua lỗ thông sang khoang A vàqua van xả 17 rồi theo lỗ trên cốc van phân phối 15 thông với khí trời ra ngoài

Ly hợp đóng hoàn toàn

Ưu điểm : Hệ thống dẫn động làm việc tin cậy, khi cờng hóa khí nén hỏngthì hệ thống dẫn động bằng thủy lực vẫn hoạt động bình thờng Lực của ngời láitác dụng vào bàn đạp ly hợp nhỏ Hành trình toàn bộ của bàn đạp không lớn

Loại hệ thống dẫn động này thì đảm bảo đợc yêu cầu đóng ly hợp êm dịu, mở dứtkhoát và dùng phù hợp với những xe có máy nén khí.

Nhợc điểm : Kết cấu phức tạp, bảo dỡng, điều chỉnh sửa chữa khó khăn vàyêu cầu độ chính xác của hệ thống dẫn động cao

Nhận xét :

Qua phân tích, tìm hiểu kết cấu, nguyên lý hoạt động, xem xét u

điểm và nhợc điểm của từng phơng án dẫn động điều khiển ly hợp, ta thấy Phơng

án 3 : Dẫn động ly hợp bằng cơ khí có cờng hóa khí nén phù hợp để áp dụng cho

việc thiết kế hệ thống ly hợp cho xe tải 8 tấn trên cơ sở xe MA-5335

Phơng án này đảm bảo nguyên tắc :

- Lực bàn đạp phải đủ lớn để có cảm giác mở ly hợp

- Sử dụng phải chắc chắn nhẹ nhàng

- Dễ chăm sóc, bảo dỡng và sửa chữa

Chơng 3 Nội dung thiết kế tính toán

1 Xác định mômen ma sát của ly hợp

Ly hợp cần đợc thiết kế sao cho nó phải truyền đợc hết mômen của độngcơ và đồng thời bảo vệ đợc cho hệ thống truyền lực khỏi bị quá tải Với hai yêucầu nh vậy mômen ma sát của ly hợp đợc tính theo công thức :

Mc =  Me maxTrong đó : Me max - mômen xoắn cực đại của động cơ

 - hệ số dự trữ của ly hợp

Hệ số  phải lớn hơn 1 để đảm bảo truyền hết mômen của động cơ trongmọi trờng hợp Tuy nhiên hệ số  cũng không đợc chọn lớn quá để tránh tăngkích thớc đĩa bị động và tránh cho hệ thống truyền lực bị quá tải Hệ số  đợcchọn theo thực nghiệm

Tra bảng 1 Sách hớng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp của ôtô", ta xác định

hệ số dự trữ của ly hợp : Với ôtô tải làm việc có kéo rơmoóc :  = 2,0  3,0

 Ta chọn  = 2

 Vậy mômen ma sát của ly hợp :

Mc =  Me max = 2 68 = 136 kGm = 1334,16 Nm

2 Xác định kích thớc cơ bản của ly hợp

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

Mômen ma sát của ly hợp đợc xác định theo công thức :

Mc =  Me max =  P Rtb iTrong đó :  - hệ số ma sát

Trong đó : Me max - mômen cực đại của động cơ, tính theo Nm

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

C - hệ số kinh nghiệm Với ôtô tải  C = 3,6

 D2 = 2 R2 = 3,16 √Memax

C = 3,16 √68⋅9,813,6 = 43 cm = 430mm

So sánh đờng kính ngoài của đĩa ma sát với đờng kính bánh đà động cơ lấytheo xe tham khảo : Dbđ = 365 mm (đờng kính trong lòng)

thì ta thấy rằng D2 = 430 mm > Dbđ = 365 mm

Nh vậy có hai phơng án :

+ Nếu ta giữ nguyên đờng kính ngoài của đĩa ma sát D2 = 430 mm và tăng

đờng kính bánh đà thì phơng án này không thực hiện đợc Vì nó liên quan đếncân bằng động của động cơ

+ Nếu ta giảm đờng kính ngoài từ D2 = 430 mm xuống D2 = 350 mm (lấytheo xe tham khảo) và tăng số đôi bề mặt ma sát thì phơng án này là phù hợp.Vậy ta chọn phơng án này

Ta có D2 = 350 mm  Bán kính ngoài của đĩa ma sát : R2 = 175 mm

Bán kính trong của đĩa ma sát đợc tính theo bán kính ngoài :

Tra bảng 3 Sách hớng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp của ôtô", với nguyênliệu làm các bề mặt là gang với phêrađô  ta chọn hệ số ma sát :  = 0,2

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

Bề mặt ma sát bảo đảm đủ độ bền cho phép

3 Xác định công trợt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp

Khi đóng ly hợp có thể xảy ra hai trờng hợp :

- Đóng ly hợp đột ngột tức là để động cơ làm việc ở số vòng quay cao rồi

đột ngột thả bàn đạp ly hợp Trờng hợp này không tốt nên phải tránh

- Đóng ly hợp một cách êm dịu : Ngời lái thả từ từ bàn đạp ly hợp khi xekhởi động tại chỗ sẽ làm tăng thời gian đóng ly hợp và do đó sẽ tăng công trợtsinh ra trong quá trình đóng ly hợp Trong sử dụng thờng sử dụng phơng phápnày nên ta tính công trợt sinh ra trong trờng hợp này

3.1 Xác định công trợt của ly hợp khi khởi động tại chỗ

Phơng pháp này sử dụng công thức tính theo kinh nghiệm của ViệnHAHM

Me max - mômen xoắn cực đại của động cơ Me max = 68 kGm

no - số vòng quay của động cơ khi khởi động ôtô tại chỗ

Chọn no = 0,75 ne max = 0,75 2100 = 1575 vg/phVới ne max là số vòng quay cực đại của động cơ

rb - bán kính làm việc trung bình của bánh xe (m)

rb = 1 ro

ro : bán kính thiết kế của bánh xe

Với kích thớc lốp : 12 - 20 inch (300 - 508)H/B = 1  ro = 300 + 254 = 554 mm = 0,554 m

1 : hệ số kể đến sự biến dạng của lốp

Với lốp áp suất thấp : 1 = 0,935

 rb = 1 ro = 0,935 0,554 = 0,518 m

it - tỉ số truyền của hệ thống truyền lực it = io ih if = 40,66

io - tỉ số truyền của truyền lực chính io = 7,73

L - công trợt của ly hợp (KGm)

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

i - số đôi bề mặt ma sát i = 4

6716 ,35

3 ,14⋅(17 ,52−102)⋅ 4 = 2,6 KGm/cm2 < [lo]Vậy công trợt riêng thỏa mãn điều kiện cho phép

3.3 Kiểm tra theo nhiệt độ các chi tiết

Công trợt sinh nhiệt làm nung nóng các chi tiết nh đĩa ép, đĩa ép trung gian

γ L

427⋅c⋅G t  [T]

Trong đó :

L - công trợt sinh ra khi ly hợp bị trợt (KGm)

c - tỉ nhiệt của chi tiết bị nung nóng

Với thép và gang c = 0,115 kcal/kG oC

mt - khối lợng chi tiết bị nung nóng (kG)

Gt - trọng lợng chi tiết bị nung nóng (kG)

 - hệ số xác định phần công trợt dùng nung nóng chi tiết cần tính

Với đĩa ép ngoài   =

1 2n =

1 2⋅2 =

1 4

Với đĩa ép trung gian ở ly hợp 2 đĩa   =

1

n =

1 2

[T] - độ tăng nhiệt độ cho phép của chi tiết

Với ôtô không có kéo rơmoóc : [T] = 8 oC  10 oCTra bảng 5 Sách hớng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp của ôtô", ta xác địnhtrọng lợng của đĩa ép trung gian : Gt = 12 kG

Nhận xét :

- Đối với đĩa ép trung gian khi bị trợt thì cả hai bề mặt đều tham gia

- Đối với đĩa ép ngoài và bánh đà khi bị trợt thì chỉ có 1 bề mặt tham gia.

Nh vậy đĩa ép trung gian và đĩa ép ngoài có khối lợng tơng đơng nhau,bánh đà có khối lợng lớn hơn Nhng khi bị trợt thì đĩa ép trung gian có độ tăngnhiệt độ gấp hai lần so với đĩa ép ngoài và bánh đà Do đó ta chỉ cần kiểm tra độtăng nhiệt độ của đĩa ép trung gian nên đảm bảo điều kiện cho phép là đợc

γ L c⋅m t=

γ L

427⋅c⋅G t = 0,5⋅6716 ,35

427⋅0,115⋅12 = 5,69 oC < [T]

Vậy đĩa ép trung gian thỏa mãn độ tăng nhiệt độ cho phép

- Khi đĩa ép ngoài bị nung nóng (với độ tăng nhiệt độ T chỉ bằng 1/2 độtăng nhiệt độ của đĩa ép trung gian), thì lò xo ép cũng có độ tăng nhiệt độ cònnhỏ hơn độ tăng nhiệt độ của đĩa ép ngoài (do có đệm cách nhiệt) Do vậy, takhông cần kiểm tra nhiệt độ của lò xo ép

4 Tính toán sức bền một số chi tiết chủ yếu của ly hợp

4.1 Tính sức bền đĩa bị động

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

Chiều dày xơng đĩa thờng chọn từ (1,5  2,0) mm Ta chọn x = 2 mmChiều dày tấm ma sát thờng chọn từ (3  5) mm Ta chọn  = 4,5 mm