Thiết kế hệ thống ly hợp cho xe tải 10 tấn (Link bản vẽ: https://bit.ly/lyhoptai10tan)

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 giữacác đầu răng, hoặc của khớp gài, làm

tế và xây dựng đất nước phồn vinh thì vấn đề giao thông vận tảiluôn đóng vai trò then chốt.có thể nói sự vận chuyền hàng hóacũng như vận tải hành khách như là thước đo cho sự phát triển củađất nước đó Ở đâu mà giao thông vận tải phát triền thì ở nơi đó

có nền công nghiệp và đời sống xã hội cao

Ở Việt Nam một đất nước đang phát triển như cầu vần chuyểnhàng hóa cũng như hành khách ngày một tăng chính vì thế màngành công nghiệp ô tô đang đứng trước nhiều cơ hơi để pháttriển ô tô là một ngành công nghiệp đặc thù rất đăc biệt bời vì để

ra đời một chiếc ô tô cần rất nhiều ngành công nghiệp phụ trợkhác (các nhà máy vệ tinh) phát triển công nghiệp ô tô sẽ kéo theocác nền công nghiệp khác phát triền điều đó làm tăng sự phát triềncủa đất nước đẩy nhanh hơn quá trình công nghiệp hóa đất nướcNhận thấy những tiêm năng vô cùng lớn mà nghành côngnghiệp ô tô mang lại Chính Phủ đã không ngừng có những chínhsách ưu đãi để nghành công nghiệp ô tô VN phát triển thu hút vốnđàu tư về công nghiệp ô tô từ những đất nước tiên tiến trên thếgiới Chính phủ đã đề ra định hướng là đến năm 2020 công nghiệp

ô tô của chúng ta trở thành nền công nghiệp quan trọng của đấtnước đăp ứng như cầu vần chuyền trong nước và tham gia vào thịtrường quốc tế

Với lộ trình phát triển của ngành công nghiệp ô tô chúng ta thấyrằng các xe tải loại 7-20 tấn được chú trọng đăc biệt vì vậy nghiên

cứu đè tài về xe tài từ 7 đến 20 tấn và cải tiến các cụm chi tiếttrong xe để phục vụ cho sản xuất và nâng cao về chuyên môn vớiloại xe này.

Với để tài tôt nghiệp của em là tính toán và thiết kế hệ thống lyhợp cho xe tải 10 tấn

Hệ thống ly hợp trên ô tô là một trong những cụm chi tiết quantrọng , góp phần rất lớn trong việc điểu khiên xe có dễ dang haykhông và chiếc xe có vận hành hết công suất ma nó có hay không

Ở xe tải vì mô men cần chuyền lớn do đó ly hợp thường sử dụng làloại ly hợp ma sát khô hai đĩa thường đóng.các lo xo ép được bốtrí xung quanh có hệ thống dẫn động cơ khí hoặc dẫn động thủylực có cường hóa khí nén

Việc nắm vững phương pháp tính toán thiết kế, quy trình côngnghệ ,sửa chữa sẽ giúp ích rất nhiều trong việc cải tiến nâng caokhả năng làm việc,hỗ trợ cho ngươi lái thoải mái,dễ dàng thao tácđiều khiển và phù hợp hơn với địa hình và khí hậu nước ta

Trong quá trình làm đồ án em đã được chỉ bảo tận tình của thầygiáo hướng dẫn Nguyễn Trọng Hoan cùng các thầy cô trong bộmôn cùng với nỗ lực của bản thân em đã hoàn thành đồ án.Tuynhien do hiểu biết của em còn hạn chế cùng với vốn kiến thức thực

tế còn thiếu nên đồ án của em vẫn còn nhiều thiếu sót

Em xin chân thành cảm ơn thây giáo Nguyễn Trọng Hoan vàcác thầy cô cũng như bạn bè đã chỉ bảo tận tình và giúp đỡ emhoàn thành đồ án này

- Nối động cơ với hệ thống truyền lực khi ôtô di chuyển.

- Ngắt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong trường hợp ôtô khởihành hoặc chuyển số

- Đảm bảo là cơ cấu an toàn cho các chi tiết của hệ thống truyền lựckhông bị quá tải như trong trường 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 giữacác đầu răng, hoặc của khớp gài, làm cho quá trình đổi số được dễ dàng Khinối êm dịu động cơ đang làm việc với hệ thống truyền lực (lúc này ly hợp có

sự trượt) làm cho mômen ở các bánh xe chủ động tăng lên từ từ Do đó, xekhởi hành và tăng tốc 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

1.1.2 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 phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép.

+ Phân loại theo phương pháp dẫn động ly hợp

a Phân loại theo phương pháp truyền mômen

Theo phương pháp truyền mômen từ trục khuỷu của động cơ đến hệthống truyền lực thì người 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 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 trường ma sát gồm có :

+ Ma sát khô

của ly hợp ma sát là : các bề mặt ma sát nhanh mòn do hiện tượng trượttương 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 được sử dụng phổ biến ở các ôtô hiện nay donhững ưu điểm của nó

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

Ưu điểm của ly hợp thủy lực là: làm việc bền lâu, giảm được tải trọngđộng tác dụng lên hệ thống truyền lực và dễ tự động hóa quá trình điều khiểnxe

Nhược điểm của ly hợp thủy lực là: chế tạo khó, giá thành cao, hiệu suấttruyền lực nhỏ do hiện tượng trượt

Loại ly hợp thủy lực ít được sử dụng trên ôtô, hiện tại mới được sử dụng

ở một 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 từtrường nam châm điện Loại này ít được 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 như ly hợp thủy cơ) Loại này ít được sử dụngtrên xe ôtô

b Phân loại theo trạng thái làm việc của ly hợp

Theo trạng thái làm việc của ly hợp thì người ta chia ly hợp ra thành 2loại sau :

Ly hợp thường đóng: loại này được sử dụng hầu hết trên các ôtô hiện nay

Ly hợp thường mở: loại này được sử dụng ở một số máy kéo bánh hơinhư C - 100 , C - 80 , MTZ2

c Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép

Theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép thì người ta chia ly hợp ra:

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 được bố trí đều trên một vòng tròn và

có thể 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 xocôn

Trong các loại trên thì ly hợp dùng lò xo trụ bố trí xung quanh được ápdụng khá phổ biến trên các ôtô hiện nay, vì nó có ưu điểm kết cấu gọn nhẹ, tạođược 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 được 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 kếtcấu phức tạp nên chỉ sử dụng ở một số ôtô du lịch như ZIN-110, POBEDA

d Phân loại theo phương pháp dẫn động ly hợp

Theo phương pháp dẫn động ly hợp thì người ta chia ly hợp ra thành 2loại sau :

Loại 1 : Ly hợp điều khiển tự động

Loại 2 : Ly hợp điều khiển cưỡng bức

Để điều khiển ly hợp thì người lái phải tác động một lực cần thiết lên hệthống dẫn động ly hợp Loại này được sử dụng hầu hết trên các ôtô dùng ly

- 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 người lái điềukhiển ly hợp 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 hệthống truyền lực trong thời gian ngắn (vì mở không dứt khoát sẽ làm cho khógài số được 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 được đề cập đến trong quá trình chọn vậtliệu, thiết kế và tính toán các chi tiết của ly hợp

1.2 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA LY HỢP LOẠI ĐĨA MA SÁT KHÔ

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

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

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

Đối với hệ thống ly hợp, về mặt cấu tạo thì người ta chia thành 2 bộphận :

- Cơ cấu ly hợp: là bộ phận thực hiện việc nối và ngắt truyền động từđộng cơ 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 được bắt cố định với bánh đà

1 bằng 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 được gọi là phần chủ động của ly hợp và chi tiết đĩa ma sát 2 đượcgọi là phần bị động của ly hợp Các chi tiết còn lại thuộc bộ phận dẫn động lyhợp

Đối với một số ôtô vận tải khi cần phải truyền mômen lớn người ta sửdụng ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động So với ly hợp ma sát khô một đĩa bịđộng thì ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động có những ưu nhược điểm sau :+ Nếu cùng một kích thước đĩa bị động và cùng một lực ép như nhau thì

ly hợp hai đĩa truyền được mômen lớn hơn ly hợp một đĩa

+ Nếu phải truyền một mômen như nhau thì ly hợp hai đĩa có kích thướcnhỏ gọn hơn ly hợp một đĩa

Theo sơ đồ cấu tạo hình 1.1.b : cũng bao gồm các bộ phận và các chi tiết

cơ bản như đối với ly hợp một đĩa Điểm khác biệt là ở ly hợp hai đĩa có haiđĩa ma sát 4 cùng liên kết then hoa với trục ly hợp 10 Vì có hai đĩa ma sát nênngoài đĩa ép 5 còn có thêm đĩa ép trung gian 3 Ở ly hợp hai đĩa phải bố trí cơcấu truyền mômen từ vỏ hoặc bánh đà sang đĩa ép và cả đĩa ép trung gian Vìnhược điểm của ly hợp hai đĩa là mở không dứt khoát nên ở những loại ly hợpnày thì người ta phải bố trí cơ cấu để tạo điều kiện cho ly hợp khi mở được dứtkhoát Trên hình 1.1.b thì cơ cấu này được thực hiện bởi lò xo đĩa ép trunggian 2 và bu lông điều chỉnh 6 Khi mở ly hợp thì lò xo 2 sẽ đẩy đĩa ép trunggian 3 tách khỏi đĩa ma sát bên trong và khi đĩa ép trung gian chạm vào đầu bulông điều chỉnh 6 thì dừng lại nên đĩa ma sát bên ngoài cũng được tự do

- Bộ phận dẫn động điều khiển ly hợp gồm : bàn đạp ly hợp, đòn dẫnđộng, càng mở ly hợp, đòn mở ly hợp và bạc mở ly hợp Ngoài ra, tùy theotừng loại ly hợp mà có thể thêm các bộ phận dẫn động bằng thủy lực, bằng khínén như các xilanh chính và xilanh công tác

1.2.3 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,đầu còn lại tì vào đĩa ép 3 tạo lực ép để ép chặt đĩa bị động 2 với bánh đà 1 làmcho phần chủ động và phần bị động tạo thành một khối cứng Khi này mômen

từ động cơ được truyền từ phần chủ động sang phần bị động của ly hợp thôngqua các bề mặt ma sát của đĩa bị động 2 với đĩa ép 3 và lò xo ép 4 Tiếp đómômen được truyền vào xương đĩa bị động qua bộ giảm chấn 13 đến moayơrồi truyền vào trục ly hợp Lúc này giữa bi "T" 11 và đầu đòn mở 12 có một

khe hở từ 3-4 mm tương ứng với hành trình tự do của bàn đạp ly hợp từ 30-40mm.

Trạng thái mở ly hợp : khi cần ngắt truyền động từ động cơ tới trục sơ cấpcủa hộp số người lái tác dụng một lực vào bàn đạp 7 thông qua đòn kéo 9 vàcàng mở 10, bạc mở 6 mang bi "T" 11 sẽ dịch chuyển sang trái Sau khi khắcphục hết khe hở bi "T" 11 sẽ tì vào đầu đòn mở 12 Nhờ có khớp bản lề củađòn mở liên kết với vỏ 5 nên đầu kia của đòn mở 12 sẽ kéo đĩa ép 3 nén lò xo

4 lại để dịch chuyển sang phải Khi này các bề mặt ma sát giữa bộ phận chủđộng và bị động của ly hợp được tách ra và ngắt sự truyền động từ động cơ tớitrục sơ cấp của hộp số

- Kết cấu ly hợp lắp trên xe ZIN-130

nối ; 14 Bạc dẫn hướng của khớp nối ; 15 Càng mở ly hợp ; 16 Đòn mở ; 18.Êcu điều chỉnh ; 19 Đế tựa của bulông điều chỉnh ; 20 Chốt ; 21 Nắp củacácte ly hợp ; 23 Bulông bắt chặt vỏ ly hợp ; 24 Chốt chẻ ; 25 Vành răngbánh đà ; 26 Đĩa ma sát ; 27 Vú mỡ ; 28 Nút ; 29 Trục ly hợp ; 30 Ổ bitrước của trục ly hợp.

2 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 masát 4 và đĩa ép trung gian 3 với bánh đà 1 làm cho phần chủ động và phần bịđộng tạo thành một khối cứng Khi này mômen từ động cơ được truyền từphần chủ động sang phần bị động của ly hợp thông qua các bề mặt ma sát củacác đĩa ma sát 4 và đĩa ép trung gian 3 với đĩa ép 5 và lò xo ép 7 Tiếp đómômen được truyền vào xương đĩa bị động qua bộ giảm chấn 17 đến moayơrồi truyền vào trục ly hợp Lúc này giữa bi "T" 15 và đầu đòn mở 16 có mộtkhe hở từ 3-4 mm tương ứng với hành trình tự do của bàn đạp ly hợp từ 30-40mm

Trạng thái mở ly hợp : khi cần ngắt truyền động từ động cơ tới trục sơ cấpcủa hộp số thì người lái tác dụng một lực vào bàn đạp 11 thông qua đòn kéo 13

và kéo càng mở 14, bạc mở 9 mang bi "T" 15 sẽ dịch chuyển sang trái Sau khikhắc phục hết khe hở bi "T" 15 sẽ tì vào đầu đòn mở 16 Nhờ có khớp bản lềcủa đòn mở liên kết với vỏ 8 nên đầu kia của đòn mở 16 sẽ kéo đĩa ép 5 nén lò

xo 7 lại để dịch 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 chủđộng và bị động của ly hợp được tách ra và ngắt sự truyền động từ động cơ tớitrục sơ cấp của hộp số

Ngoài các trạng thái làm việc trên, thì ly hợp còn xuất hiện trạng tháitrượt tương đối giữa các bề mặt ma sát của ly hợp Hiện tượng này thường xuấthiện khi đóng ly hợp (xảy ra trong thời gian ngắn) hoặc khi gặp quá tải (phanhđột ngột mà không nhả ly hợp).

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.

Chương 2

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

TẤN

Trọng lượng xe khi không tải

Phân bố trọng lượng lên cầu trước

Trọng lượng phân bố lên cầu sau

885036505200

Trọng lượng toàn bộ xe

Phân bố lên cầu trước

Phân bố lên cầu sau

18850585013000

Mômen tối đa

Vòng quay tối thiểu

Vòng quay tối đa

Diesel turbo 74011

8 10,85 lít 154w ở 2800 v/p 650Nm ở 1600-1800 v/

p 600v/p

2930 v/p Hộp số

Tỷ số truyền ở truyền lực chính

Tỷ số truyền ở tay số 1

6,537,82

2.2.1.Lò xo trụ:

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 tácdụng của lực ly tâm, thường sử dụng các cốc, vấu lồi trên đĩa éphoặc trên vỏ ly hợp

- Luôn giứ được đặc tính tuyến tính trong toàn bộ vùng làm việc

- Giá thành rẻ, chế tạo đơn giản

Nhược điểm:

- 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 củacác lò xo sẽ không đều nhau Do đó phải chế tạo lò xo thật chínhxác nều không thì lực ép không đều sẽ làm cho đĩa ma sát mòn không đều và dễ bị cong vênh

2.2.2 Lò xo côn xoắn:

Lò xo côn xoắn có đường đặc tính làm việc là đường a trên hình2.1

- Lực ép lên lò xo lớn, nên thường được dùng trên ôtô có mômencủa động cơ trên 500 Nm.

- Có thể giảm được không gian của kết cấu do lò xo có thể ép đếnkhi lò xo nằm trên một mặt phẳng

và khi đĩa ma sát mòn thì lực ép của

Nhược điểm:

2.3 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN DẪN ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN LY HỢP LOẠI ĐĨA MA SÁT

2.3.1 Phương án 1 : Dẫn động ly hợp bằng cơ khí.

Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng các đòn, khớp nối vàđược lắp theo nguyên lý đòn bẩy Loại dẫn động điều khiển ly hợp đơn thuầnnày có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo và có độ tin cậy làm việc cao Hệ thốngdẫn động này được sử dụng phổ biến ở các ôtô quân sự như xe ZIN-130, ZIN-

1

ly hợp 2 quay quanh O2 Càng mở gạt bạc mở 1 sang trái (theo chiều mũi tên)tác động vào đầu đòn mở của ly hợp, kéo đĩa ép tách ra khỏi đĩa ma sát.

Khi người lái nhả bàn đạp 8 thì dưới tác dụng của lò xo hồi vị 6, bàn đạptrở 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 được đóng lại

Hành trình toàn bộ của bàn đạp ly hợp thường từ 130  150 mm Trongquá trình làm việc, do hiện tượng trượt tương đối giữa các bề mặt ma sát, nênđĩa ma sát thường bị mòn, do đó hành trình tự do của bàn đạp ly hợp bị giảmxuống Khi các bề mặt ma sát mòn tới mức nào đó thì hành trình tự do của lyhợp giảm tới mức tối đa, sẽ không tạo được cảm giác cho người lái nữa, đồngthời gây hiện tượng tự ngắt ly hợp Trong trường hợp khác, khi hành trình tự

do của bàn đạp ly hợp quá lớn, làm cho người lái đạp bàn đạp hết hành trìnhtoàn bộ mà ly hợp vẫn chưa mở hoàn toàn, cũng tạo hiện tượng trượt tương đốigiữa các bề mặt ma sát, sẽ gây mòn các bề mặt ma sát một cách nhanh chóng.Trong cả hai trường hợp nêu trên đều không có lợi, vì vậy phải điều chỉnh

người lái tác dụng lên bàn đạp lớn Hiệu suất truyền lực không cao.

5

Hình 2.8 Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp bằng thủy lực

1 Bàn đạp ly hợp ; 2 Lò xo hồi vị

3 Xilanh chính ; 4 Piston xilanh chính

5 Đường ống dẫn dầu ; 6 Xilanh công tác



12

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

9 Lò xo hồi vị piston ; 10 Van một chiều

11 Lò xo van một chiều ; 12 Van hồi dầu

a Lỗ cung cấp dầu b Lỗ điều hòa

ra khỏi bề mặt ma sát Ly hợp được mở

Khi người thả bàn đạp ly hợp 1 thì dưới 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 banđầu Lúc này dầu từ xilanh công tác 6 theo đường ống dẫn dầu 5 qua van hồidầu 12 vào khoang D

Khi người lái nhả nhanh bàn đạp ly hợp 1, thì do sức cản của đường ống

và sức 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 từkhoang C qua lỗ cung cấp dầu a vào khoang E, rồi sau đó dầu qua lỗ nhỏ ở mặtđầu piston ép phớt cao su 8 để lọt sang bổ sung dầu cho khoang D (tránh hiệntượng lọt khí vào khoang D, khi khoang D có độ chân không) Khi dầu đã khắcphục được sức cản của đường ống và van hồi dầu 12 để trở về khoang D, thìlượng dầu dư từ khoang D theo lỗ bù dầu b trở về khoang C, đảm bảo cho lyhợp 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 được hiện tượng tự mở ly hợp

Ưu điểm : Kết cấu gọn, việc bố trí hệ thống dẫn động thủy lực đơn giản

và thuận tiện Có thể đảm bảo việc đóng ly hợp êm dịu hơn so với hệ thốngdẫn động ly hợp bằng cơ khí Ống dẫn dầu không có biến dạng lớn, nên hệthống dẫn động thủy lực có độ cứng cao Đồng thời hệ thống dẫn động bằngthủy lực có thể dùng đóng mở hai ly hợp

Nhược điểm : Loại hệ thống dẫn động bằng thủy lực không phù hợp vớinhững xe có máy nén khí Yêu cầu hệ thống dẫn động ly hợp bằng thủy lực cần

có độ chính xác cao

2.3.3 Phương án 3 : Dẫn động ly hợp bằng cơ khí có cường hóa khí nén.

Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng các thanh đòn, khớpnối Đồng thời kết hợp với lực đẩy của khí nén

Hình 2.10 Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp bằng cơ khí có cường hóa khí nén

2 ; 4 ; 7 ; 8 ; 18 Đòn dẫn động ; 6 Lò xo hồi vị

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

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

13 Đường dẫn khí nén ; 14 Piston van phân phối

ốc hạn chế hành trình nắp trên cần piston 15 thì làm cho càng mở ly hợp 16quay quanh O4 và đẩy bạc mở ly hợp 19 sang trái (theo chiều mũi tên) Ly hợpđược 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 tỳvào phớt van 12 và làm van 12 mở ra Khí nén lúc này từ khoang A qua van 12vào khoang B, rồi theo đường dẫn khí nén 13 vào xilanh 17 và đẩy xilanh lựcdịch chuyển làm đòn dẫn động 18 quay quanh O4 Kết hợp với càng mở ly hợp

16 quay và đẩy bạc mở ly hợp 19 sang trái Ly hợp được mở

Khi người lái thôi tác dụng vào bàn đạp ly hợp 1 thì dưới tác dụng của lò

xo hồi vị 6 kéo bàn đạp trở về vị trí ban đầu Đồng thời thông qua đòn dẫnđộng 8 kéo thân van phân phối 10 sang trái, khi mặt đầu bên phải của piston 14chạm vào mặt bích bên phải của thân van thì piston 14 được đẩy sang trái, làmcàng mở ly hợp 16 quay và đẩy bạc mở ly hợp 19 sang phải Cùng lúc đó, dướitác dụng của lò xo hồi vị phớt van phân phối 12 và đẩy van này đóng kín cửavan Khí nén từ xilanh lực 17 theo đường dẫn khí nén 13 vào khoang B và quađường thông với khí trời a ở thân piston 14 ra ngoài Lúc này ly hợp ở trạngthái đóng hoàn toàn

Ưu điểm : Hệ thống dẫn động làm việc tin cậy, khi cường hóa khí nénhỏng thì hệ thống dẫn động cơ khí vẫn có thể điều khiển ly hợp được

Nhược điểm : Khi cường hóa hỏng thì lực bàn đạp lớn Loại hệ thống dẫnđộng này phù hợp với những xe có máy nén khí

2.3.4 Phương án 4 : Dẫn động ly hợp bằng thủy lực có cường hóa khí nén.

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

Hình 2.11 Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp bằng thủy lực có cường hóa khí

nén

1 Bàn đạp ly hợp ; 2 Lò xo hồi vị

3 Xilanh chính ; 4 ; 13 Đường 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 người lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly hợp 1, làm cho tay đònbàn đạp quay quanh O1 và đẩy cần piston của xilanh chính 3 đi xuống (theochiều mũi tên) Dầu từ xilanh chính 3 được piston nén lại và theo đường ốngdẫn dầu 4 vào xilanh thủy lực 8 Áp lực dầu tác dụng vào mặt piston xilanhthủy 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) Lyhợp được mở

Đồng thời dầu có áp suất theo đường 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 được mở ra Khí nén từ máy nén khí theođường ống dẫn khí nén 19 qua van nạp 18 vào khoang A, rồi theo lỗ thôngxuống khoang B và đẩy piston xilanh 6 cùng cần piston 7 sang phải Kết hợpvới lực đẩy của áp lực dầu, đẩy piston xilanh thủy lực 9 cùng cần piston 10 làmcho càng mở ly hợp 11 quay quanh O2 và đẩy bạc mở ly hợp 12 sang trái Lyhợp được mở

Khi người lái thôi tác dụng vào bàn đạp ly hợp 1 thì dưới tác dụng của lò

xo hồi vị 2 kéo bàn đạp trở về vị trí ban đầu Piston của xilanh chính 3 dịchchuyển lên phía trên và dầu từ xilanh công tác trở về xilanh chính Đồng thờivan xả 17 mở, van nạp 18 đóng lại Khí nén từ khoang B qua lỗ thông sangkhoang A và qua van xả 17 rồi theo lỗ trên cốc van phân phối 15 thông với khítrời ra ngoài Ly hợp đóng hoàn toàn

Ưu điểm : Hệ thống dẫn động làm việc tin cậy, khi cường hóa khí nénhỏng thì hệ thống dẫn động bằng thủy lực vẫn hoạt động bình thường Lực củangười lái tác dụng vào bàn đạp ly hợp nhỏ Hành trình toàn bộ của bàn đạpkhông lớn Loại hệ thống dẫn động này thì đảm bảo được yêu cầu đóng ly hợp

êm dịu, mở dứt khoát và dùng phù hợp với những xe có máy nén khí

Nhược điểm : Kết cấu phức tạp, bảo dưỡng, điều chỉnh sửa chữa khó khăn

động ly hợp bằng cơ khí có cường hóa khí nén phù hợp để áp dụng cho việcthiết kế hệ thống ly hợp cho xe tải 10 tấn trên cơ sở xe KMAZ-5511

Phương 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 dưỡng và sửa chữa

Chương 3 NỘI DUNG THIẾT KẾ TÍNH TOÁN 3.1 XÁC ĐỊNH MÔMEN MA SÁT CỦA LY HỢP

Ly hợp cần được thiết kế sao cho nó phải truyền được hết mômen củađộng cơ và đồng thời bảo vệ được cho hệ thống truyền lực khỏi bị quá tải Vớihai yêu cầu như vậy mômen ma sát của ly hợp được tính theo công thức :

 được chọn theo thực nghiệm

Tra bảng 1 Sách hướng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp củaôtô", ta xác định hệ số dự trữ của ly hợp:Với ôtô tải làm việc

không kéo rơmoóc  = 1,6  2,25

 Ta chọn  = 1.8

 Vậy mômen ma sát của ly hợp :

Mc = .Me m a x = 1,8.650 = 1170 Nm

3.2 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA LY HỢP

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

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

Mc = .Me m a x =  P.Rt b.iTrong đó :

Trong đó: Me m a x - mômen cực đại của động cơ, tính theo Nm.

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

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

So sánh đường kính ngoài của đĩa ma sát với đường kính bánh

đà động cơ lấy theo xe tham khảo: Db đ = 450mm(đường kính tronglòng)

thì ta thấy rằng D2 = 460 mm > Db đ = 450 mm

- Như vậy có hai phương án :

+ Nếu ta giữ nguyên đường kính ngoài của đĩa ma sát D2 =

460 mm và tăng đường kính bánh đà thì phương án này không thựchiện được Vì nó liên quan đến cân bằng động của động cơ

+ Nếu ta giảm đường kính ngoài từ D2 = 460 mm xuống D2 =

350 mm (lấy theo xe tham khảo) và tăng số đôi bề mặt ma sát thìphương án này là phù hợp Vậy ta chọn phương án này

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

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

3 1 3 2

RR

RR3

3 3

1175

100175

M

2 tb

Tra bảng 3 Sách hướng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp củaôtô", với nguyên liệu làm các bề mặt là gang với phêrađô

Số đôi bề mặt ma sát phải là số chẵn: Lấy i = 4

Vậy số lượng đĩa bị động của ly hợp là: n = 2

- Đóng ly hợp một cách êm dịu : Người 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 côngtrượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp Trong sử dụng thường sử dụngphương pháp này nên ta tính công trượt sinh ra trong trường hợp này.

3.3.1 Xác định công trượt của ly hợp khi khởi động tại chỗ

Phương pháp này sử dụng công thức tính theo kinh nghiệmcủa Viện HAHM

L =

)95

,0(

)100/(6

,5

max

2 2 max

e f

h o

b o

e

r G i M i

i i

r n

M G

Trong đó :

L - công trượt của ly hợp khi khởi động tại chỗ (Nm)

G - trọng lượng toàn bộ của ôtô G = 188500 N

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

Chọn no = 0,75ne m a x = 0,75.2930 = 2197,5 vg/ph

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

rb = 1.ro

ro: bán kính thiết kế của bánh xe

Với kích thước lốp: 9 - 20 inch = (228,6 - 508)mm, H/B = 1

(Nm)

3.3.2 Xác định công trượt riêng

Để đánh giá độ hao mòn của đĩa ma sát, ta phải xác định công

L - công trượt của ly hợp (Nm).

F - diện tích bề mặt ma sát của đĩa bị động (m2)

i - số đôi bề mặt ma sát i = 4[lo] - công trượt riêng cho phép

Tra bảng 4 Sách hướng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp củaôtô", ta xác định công trượt riêng cho phép :

Với ôtô tải có trọng tải > 5 tấn[lo] = 4  6.105 Nm/m2

lo =

iRR

L

2 1 2

=2,84.105Nm/m2

< [lo]

Vậy công trượt riêng thỏa mãn điều kiện cho phép

3.3.3 Kiểm tra theo nhiệt độ các chi tiết

Công trượt sinh nhiệt làm nung nóng các chi tiết như đĩa ép,đĩa ép trung gian ở ly hợp 2 đĩa, lò xo,

Do đó phải kiểm tra nhiệt độ của các chi tiết, bằng cách xácđịnh độ tăng nhiệt độ theo công thức :



 [T]

Trong đó :

L - công trượt sinh ra khi ly hợp bị trượt (Nm)

c - tỉ nhiệt của chi tiết bị nung nóng

Với thép và gang c = 500 j/kg oC

mt - khối lượng chi tiết bị nung nóng (N).

Gt - trọng lượng chi tiết bị nung nóng (kg)

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

Với đĩa ép ngoài   =

2n

1

=

22

1

 =

41

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

n

1

=

21

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

Với ôtô không có kéo rơmoóc : [T] = 8 oC  10 oCTra bảng 5 Sách hướng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp củaôtô", ta xác định trọng lượng của đĩa ép trung gian : Gt =10,5kg

độ của đĩa ép trung gian nên đảm bảo điều kiện cho phép là được

không cần kiểm tra nhiệt độ của lò xo ép.

3.4 TÍNH TOÁN SỨC BỀN MỘT SỐ CHI TIẾT CHỦ YẾU CỦA LY HỢP

3.4.1 Tính sức bền đĩa bị động

Để giảm kích thước của ly hợp, khi ly hợp làm việc trong điềukiện ma sát khô thì chọn vật liệu có hệ số ma sát cao Vật liệu củatấm ma sát thường chọn là loại phêrađô Đĩa bị động gồm các tấm

ma sát và xương đĩa Xương đĩa thường chế tạo bằng thép cacbontrung bình và cao  Ta chọn thép 50Chiều dày xương đĩathường chọn từ (1,5  2,0) mm Ta chọn x = 2 mmChiều dày tấm

ma sát thường chọn từ (3  5) mm Ta chọn  = 4,5 mm

Hình 4.1 Cấu tạo đĩa bị động của xe Tấm ma sát được gắn với xương đĩa bị động bằng đinh tán.Vật liệu của đinh tán được chế tạo bằng đồng, có đường kính d = 4

mm Đinh tán được bố trí trên đĩa theo hai dãy tương ứng với cácbán kính như sau :

Vòng trong : r1 = 13 cm = 130 mmVòng ngoài : r2 = 15,5 cm = 155 mm

F1 =

)(

2 2 2

1 emax

rr

rM

c =

4

dn

2



  [c] ; c d =

dln

F



  [c d] (N/cm2)Trong đó : c - ứng suất cắt của đinh tán ở từng dãy

c d - 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

Vòng trong n1 = 16 đinhVòng ngoài n2 = 16 đinh

[c d] - ứng suất chèn dập cho phép của đinh tán

F

2 1

1



 =  32

1032,33,14 4 1016

Ứng suất cắt và ứng suất chèn dập đối với đinh tán ở vòngngoài

c 2 =

4

dn

F

2 2

2



 =  32

1230,93,14 4.1016

Chiều dài moayơ thường chọn bằng đường kính ngoài của thenhoa trục ly hợp Khi điều kiện làm việc nặng nhọc thì chọn L = 1,4

D (D là đường kính ngoài của then hoa trục ly hợp) Với ly hợp cóhai đĩa bị động thì chiều dài mỗi moayơ riêng biệt phải giảmnhiều, nên ta chọn L = 40 mm (lấy theo xe tham khảo)

Khi làm việc then hoa của moayơ chịu ứng suất chèn dập và ứng suất cắtđược xác định theo công thức :

c =

d)(DbLzz

M4

2 1

M8

2 2 2