tính toán thiết kế ly hợp xe du lịch + bản vẽ

LỜI NÓI ĐẦU 4 PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ LY HỢP 5 1.1. Công dụng: 5 1.2. Phân loại: 5 1.3. Yêu cầu: 6 1.4. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của ly hợp: 6 1.4.1. Ly hợp ma sát khô một đĩa bị động lò xo ép hình trụ bố trí xung quanh: 6 1.4.2. Ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động lò xo ép hình trụ bố trí xung quanh 8 1.4.3. Ly hợp thuỷ lực: 9 1.4.4. Ly hợp điện từ 10 1.5. Lựa chọn phương án dẫn động 12 1.5.1. Dẫn động cơ khí : 13 1.5.2. Dẫn động cơ khí có trợ lực khí nén 14 1.5.3.Dẫn động thủy lực : 15 1.5.4. Dẫn động thủy lực có trợ lực chân không: 16 1.5.5. Kết luận: 18 1.6. Phương án chọn loại lò xo ép 18 1.6.1. Lò xo trụ: 18 1.6.2. Lò xo côn xoắn: 19 1.6.3. Lò xo đĩa: 20 1.6.4. Kết luận: 20 1.7. Đĩa bị động của ly hợp 20 PHẦN II. TÍNH TOÁN CÁC CHI TIẾT CHÍNH CỦA LY HỢP 23 2.1. Tính toán đĩa bị động và đĩa ép : 23 2.1.1 Mômen ma sát yêu cầu của đĩa ly hợp : 23 2.1.2. Bán kính trung bình vành khăn của bề mặt ma sát đĩa bị động 23 2.1.3. Diện tích bán kính trung bình của hình vành khăn tấm ma sát : 24 2.1.4. Lực ép của cơ cấu ép : 25 2.2. Tính toán công trượt riêng và chế độ nhiệt làm việc của ly hợp : 25 PHẦN III. TÍNH TOÁN SỨC BỀN MỘT SỐ CHI TIẾT CHỦ YẾU CỦA LY HỢP 31 3.1. Tính toán sức bền của đĩa bị động 31 3.2. Moay ơ đĩa bị động 32 3.3.Tính toán lò xo ép ly hợp: 35 3.3.1. Chọn loại,cách lắp đặt. 35 3.3.2.Lực ép của lò xo đĩa côn. 36 3.3.3. Tính toán lò xo đĩa côn. 37 3.4.Tính toán lò xo giảm chấn 40 3.4.1.Đường kính trung bình của vòng lò xo : 41 3.4.2.Đường kính dây lò xo 41 3.4.3.Số vòng làm việc của lò xo 41 3.4.4.Chiều dài làm việc của lò xo giảm chấn 41 3.4.5.Chiều dài của lò xo ở trạng thái tự do 41 3.4.6.Độ cứng của lò xo 41 3.4.7.Kiểm nghiệm lò xo giảm chấn 42 PHẦN IV.TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ DẪN ĐỘNG LY HỢP 43 4.1.Tính toán dẫn động ly hợp 43 4.1.1.Sơ đồ tính toán dẫn động ly hợp 43 4.1.2.Xác định hành trình của bàn đạp ly hợp : 43 4.1.3. Kết cấu các bộ phận chính của dẫn động ly hợp 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ LY HỢP 1.1. Công dụng: Trong hệ thống truyền lực ôtô, ly hợp là một thành phần rất quan trọng, nó có chức năng chính là: Nối động cơ với hệ thống truyền lực khi ôtô di chuyển. Ngắt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong trường hợp khi ôtô khởi hành hoặc sang số. Đảm bảo là cơ cấu an toàn cho các chi tiết của hệ thống truyền lực khi gặp quá tải hư trong trường hợp phanh đột ngột mà không nhả ly hợp. 1.2. Phân loại: a. Theo phương pháp truyền mômen: Theo phương pháp truyền mô men từ trục khuỷu của động cơ đến hệ thống truyền lực người ta chia ly hợp thành các loại sau: Ly hợp ma sát: mô men truyền động nhờ các bề mặt ma sát. Ly hợp thuỷ lực: mô men truyền động nhờ năng lượng của chất lỏng. Ly hợp điện từ: mô men truyền động nhờ tác dụng của trường nam châm điện. Ly hợp liên hợp: mô men truyền động bằng cách kết hợp hai trong các loại kể trên. b. Theo trạng thái làm việc của ly hợp: Theo trạng thái làm việc của ly hợp người ta chia ly hợp thành các loại sau: Ly hợp thường đóng. Ly hợp thường mở. c. Theo phương pháp sinh lực ép trên đĩa ép: Theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép người ta chia ra thành các loại ly hợp sau: Loại lò xo (lò xo đặt xung quanh, lò xo trung tâm, lò xo đĩa). Loại nửa ly tâm: lực ép sinh ra ngoài lực ép của lò xo còn có lực ly tâm của trọng khối phụ ép thêm vào. Loại ly tâm: ly hợp ly tâm sử dụng lực ly tâm để tạo lực ép đóng và mở ly hợp. d. Theo phương pháp dẫn động ly hợp: Theo phương pháp dẫn động ly hợp người ta chia ly hợp thành các loại sau: Ly hợp dẫn động cơ khí. Ly hợp dẫn động thuỷ lực. Ly hợp dẫn động có cường hoá: + Ly hợp dẫn động cơ khí cường hoá khí nén. + Ly hợp dẫn động thuỷ lực cường hoá khí nén. 1.3. Yêu cầu: Ly hợp phải có khả năng truyền hết mô men của động cơ mà không bị trượt ở bất kỳ điều kiện sử dụng nào. Khi đóng ly hợp phải êm dịu, mômen quán tính phần bị động phải nhỏ để giảm hết tải trọng va đập lên các bánh răng của hộp số khi sang số. Khi mở ly hợp phải dứt khoát và nhanh chóng để việc gài số êm dịu, tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong thời gian ngắn. Đảm bảo cho hệ thống truyền lực khi bị quá tải. 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 chăm sóc và bảo dưỡng. 1.4. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của ly hợp: Đối với hệ thống ly hợp, về mặt cấu tạo người ta chia thành các bộ phận chính: Cơ cấu ly hợp: là bộ phận thực hiện việc nối và ngắt truyền động từ động cơ đến hệ thống truyền lực. Dẫn động ly hợp: là bộ phận thực hiện việc điều khiển đóng mở ly hợp. 1.4.1. Ly hợp ma sát khô một đĩa bị động lò xo ép hình trụ bố trí xung quanh: a. Sơ đồ cấu tạo chung: 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. bi tỳ; 12. đòn mở; Hình 1.1: Ly hợp ma sát khô một đĩa bị động. Nhóm các chi tiết chủ động bao gồm: bánh đà, vỏ ly hợp, đĩa ép, đòn mở và các lò xo ép. Khi ly hợp mở hoàn toàn thì các chi tiết thuộc nhóm chủ động sẽ quay cùng với bánh đà. Nhóm các chi tiết bị động gồm đĩa bị động (đĩa ma sát), trục ly hợp. Khi ly hợp mở hoàn toàn thì các chi tiết thuộc nhóm bị động sẽ đứng yên. Theo sơ đồ cấu tạo ở hình vẽ thì vỏ ly hợp 5 được bắt cố định với bánh đà 1 bằng các bu lông, đĩa ép 3 có thể dịch chuyển tịnh tiến trong vỏ và có bộ phận truyền mô men từ vỏ 5 vào đĩa ép. Các chi tiết 1, 3, 4, 5 được gọi là phần chủ động của ly hợp. Chi tiết số 2 được gọi là phần bị động của ly hợp, các bộ phận còn lại thuộc bộ phận dẫn động ly hơp. b. Nguyên lý hoạt động: 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 số 3 tạo lực ép để ép chặt đĩa bị động 2 với bánh đà số 1 cho phần chủ động và phần bị động tạo thành 1 khối cứng. Khi này mô men từ động cơ được truyền từ phần chủ động sang phần bị động của ly hợp thông qua các bề mặt ma sát của đĩa bị động 2 với đĩa ép 3 và bánh đà 4. Tiếp đó mô men truyền vào xương đĩa bị động qua bộ giảm chấn 13 đến moay ơ rồi truyền vào trục ly hợp (trục sơ cấp hộp số). Lúc này giữa bi tỳ 11 và đầu mở 12 có khe hở từ 3  4 mm, tương ứng với hành trình tự do của bàn đạp ly hợp. Trạng thái mở ly hợp: Khi cần ngắt truyền động từ động cơ tới trục sơ cấp của hộp số người ta cần tác dụng một lực vào bàn đạp 7 thông qua đòn kéo 9 và càng mở 10, bạc mở 6 mang bi tỳ 11 sẽ dịch chuyển sang trái. Sau khi khắc phục hết khe hở, bi tỳ 11 sẽ tì vào đầu đòn mở 12. Nhờ có khớp bản lề của bản lề 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 chủ động và bị động của ly hợp được tách ra và ngắt truyền động từ trục cơ tới trục sơ cấp của hộp số. c. Ưu nhược điểm: Ưu điểm: + Kết cấu gọn, dễ điều chỉnh và sữa chữa. + Mở dứt khoát. + Thoát nhiệt tốt nên đảm bảo tuổi thọ cao cho bộ ly hợp. Nhược điểm: + Đóng không êm dịu. + Chỉ truyền được mô men không lớn lắm. Nếu truyền mômen trên 70  80 KG.m thì cần đường kính đĩa ma sát lớn kéo theo các kết cấu khác đều lớn làm cho ly hợp cồng kềnh. 1.4.2. Ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động lò xo ép hình trụ bố trí xung quanh a. Sơ đồ cấu tạo chung: Hình 1.2. Ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động 1. Bánh đà; 7. Lò xo ép; 13. Thanh kéo; 2. Lò xo đĩa bị động; 8. Vỏ ly hợp; 14. Càng mở; 3. Đĩa ép trung gian; 9. Bạc mở; 15. Bi tỳ; 4. Đĩa bị động; 10. Trục ly hợp; 16. Đòn mở; 5. Đĩa ép; 11. Bàn đạp ly hợp; 17. Lò xo giảm chấn. 6. Bu lông hạn chế; 12. Lò xo hồi vị bàn đạp ly hợp; a. Cấu tạo: Nhìn chung cấu tạo của ly hợp hai đĩa 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 hai đĩa bị động số 4 cùng liên kết then hoa với trục ly hợp 10. Vì có hai đĩa bị động nên ngoài đĩa ép 5 còn có thêm đĩa ép trung gian 3. ở ly hợp hai đĩa phải bố trí thêm cơ cấu truyền mô men từ vỏ hoặc bánh đà sang đĩa ép và cả đĩa trung gian. b. Nguyên lý hoạt động:

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN

Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Văn Đại

Kết quả đánh giá:

Giáo viên chấm:

Kết quả đánh giá:

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 4

PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ LY HỢP 5

1.1 Công dụng: 5

1.2 Phân loại: 5

1.3 Yêu cầu: 6

1.4 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của ly hợp: 6

1.4.1 Ly hợp ma sát khô một đĩa bị động lò xo ép hình trụ bố trí xung quanh: 6

1.4.2 Ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động lò xo ép hình trụ bố trí xung quanh 7

1.4.3 Ly hợp thuỷ lực: 9

1.4.4 Ly hợp điện từ 10

1.5 Lựa chọn phương án dẫn động 12

1.5.1 Dẫn động cơ khí : 13

1.5.2 Dẫn động cơ khí có trợ lực khí nén 13

1.5.3.Dẫn động thủy lực : 15

1.5.4 Dẫn động thủy lực có trợ lực chân không: 16

1.5.5 Kết luận: 17

1.6 Phương án chọn loại lò xo ép 18

1.6.1 Lò xo trụ: 18

1.6.2 Lò xo côn xoắn: 18

1.6.3 Lò xo đĩa: 19

1.6.4 Kết luận: 20

1.7 Đĩa bị động của ly hợp 20

PHẦN II TÍNH TOÁN CÁC CHI TIẾT CHÍNH CỦA LY HỢP 22

2.1 Tính toán đĩa bị động và đĩa ép : 22

2.1.1 Mômen ma sát yêu cầu của đĩa ly hợp : 22

2.1.2 Bán kính trung bình vành khăn của bề mặt ma sát đĩa bị động 22

2.1.3 Diện tích bán kính trung bình của hình vành khăn tấm ma sát : 23

2.1.4 Lực ép của cơ cấu ép : 24

2.2 Tính toán công trượt riêng và chế độ nhiệt làm việc của ly hợp : 24

PHẦN III TÍNH TOÁN SỨC BỀN MỘT SỐ CHI TIẾT CHỦ YẾU CỦA LY HỢP 30

3.1 Tính toán sức bền của đĩa bị động 30

3.2 Moay ơ đĩa bị động 31

3.3.Tính toán lò xo ép ly hợp: 35

3.3.1 Chọn loại,cách lắp đặt 35

3.3.2.Lực ép của lò xo đĩa côn 36

3.3.3 Tính toán lò xo đĩa côn 37

3.4.Tính toán lò xo giảm chấn 40

3.4.1.Đường kính trung bình của vòng lò xo : 41

3.4.2.Đường kính dây lò xo 41

3.4.3.Số vòng làm việc của lò xo 41

3.4.4.Chiều dài làm việc của lò xo giảm chấn 42

3.4.5.Chiều dài của lò xo ở trạng thái tự do 42

3.4.6.Độ cứng của lò xo 42

3.4.7.Kiểm nghiệm lò xo giảm chấn 42

PHẦN IV.TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ DẪN ĐỘNG LY HỢP 43

4.1.Tính toán dẫn động ly hợp 43

4.1.1.Sơ đồ tính toán dẫn động ly hợp 43

4.1.2.Xác định hành trình của bàn đạp ly hợp : 44

4.1.3 Kết cấu các bộ phận chính của dẫn động ly hợp 45

TÀI LIỆU THAM KHẢO 49

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh

tế thế giới, nền kinh tế việt nam cũng từng bước phát triển, cùng với sự pháttriển mạnh mẽ của khoa học và kỹ thuật ngành giao thông vận tải cũng phát triểnrất mạnh mẽ

Ôtô ngày càng trở thành một phương tiện đi lại, vận chuyển hàng hóa vàhành khách phổ biến kéo theo nó là nhu cầu về đội ngũ để phục vụ cho ngành.Sau khi học xong môn học Ô tô II, chúng em đã vận dụng những kiến thức

đã học để làm đồ án - Tính toán Ô tô II Trong quá trình tính toán để hoàn thành

Đồ án môn học chuyên nghành này, bước đầu chúng em đã gặp không ít khókhăn bỡ ngỡ nhưng cùng với sự nỗ lực của em, sự giúp đỡ của các bạn trong

lớp, và sự hướng dẫn hết sức tận tình của thầy giáo Nguyễn Văn Đại, các thầy

giáo trong khoa giờ đây sau một thời gian làm việc hết mình, nghiêm túc chúng

em đã hoàn thành xong Đồ án môn học Ô tô II Tuy nhiên do là lần đầu tiênchúng em vận dụng lý thuyết đã học, vào tính toán một bài tập cụ thể theo thông

số cho trước, nên gặp rất nhiều khó khăn và không tránh khỏi những sai sót Vìvậy chúng em rất mong sự xem xét, sự giúp đỡ chỉ bảo của các thầy để bản thânchúng em ngày càng được hoàn thiện hơn nữa về kiến thức chuyên môn và khảnăng tự nghiên cứu của mình

Qua đồ án này mỗi người trong chúng em đều đã có ý thức hơn cho nghềnghiệp của mình, đã dần hình thành cho mình phương pháp học tập và nghiên

cứu mới Cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của thầy Nguyễn Văn Đại đã giúp chúng

em hoàn thành tốt Đồ án này

Rất mong được sự giúp đỡ nhiều hơn nữa của thầy và các thầy giáo trongkhoa

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên : Nguyễn Đình Chính

PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ LY HỢP 1.1 Công dụng:

Trong hệ thống truyền lực ôtô, ly hợp là một thành phần rất quan trọng,

nó có chức năng chính là:

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

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

- Đảm bảo là cơ cấu an toàn cho các chi tiết của hệ thống truyền lực khigặp quá tải hư trong trường hợp phanh đột ngột mà không nhả ly hợp

1.2 Phân loại:

a Theo phương pháp truyền mômen:

Theo phương pháp truyền mô men từ trục khuỷu của động cơ đến hệthống truyền lực người ta chia ly hợp thành các loại sau:

- Ly hợp ma sát: mô men truyền động nhờ các bề mặt ma sát

- Ly hợp thuỷ lực: mô men truyền động nhờ năng lượng của chất lỏng

- Ly hợp điện từ: mô men truyền động nhờ tác dụng của trường nam châmđiện

- Ly hợp liên hợp: mô men truyền động bằng cách kết hợp hai trong cácloại kể trên

b Theo trạng thái làm việc của ly hợp:

Theo trạng thái làm việc của ly hợp người ta chia ly hợp thành các loại sau:

- Ly hợp thường đóng

- Ly hợp thường mở

c Theo phương pháp sinh lực ép trên đĩa ép:

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

- Loại lò xo (lò xo đặt xung quanh, lò xo trung tâm, lò xo đĩa)

- Loại nửa ly tâm: lực ép sinh ra ngoài lực ép của lò xo còn có lực ly tâmcủa trọng khối phụ ép thêm vào

- Loại ly tâm: ly hợp ly tâm sử dụng lực ly tâm để tạo lực ép đóng và mở lyhợp

+ Ly hợp dẫn động cơ khí cường hoá khí nén

+ Ly hợp dẫn động thuỷ lực cường hoá khí nén

- Đảm bảo cho hệ thống truyền lực khi bị quá tải.

- 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 chăm sóc và bảo dưỡng

1.4 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của ly hợp:

- Đối với hệ thống ly hợp, về mặt cấu tạo người ta chia thành các bộ phậnchính:

- Cơ cấu ly hợp: là bộ phận thực hiện việc nối và ngắt truyền động từ động

cơ đến hệ thống truyền lực

- Dẫn động ly hợp: là bộ phận thực hiện việc điều khiển đóng mở ly hợp

1.4.1 Ly hợp ma sát khô một đĩa bị động lò xo ép hình trụ bố trí xung quanh:

a Sơ đồ cấu tạo chung:

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 bi tỳ; 12 đòn mở;

Hình 1.1: Ly hợp ma sát khô một đĩa bị động.

- Nhóm các chi tiết chủ động bao gồm: bánh đà, vỏ ly hợp, đĩa ép, đòn mở

và các lò xo ép Khi ly hợp mở hoàn toàn thì các chi tiết thuộc nhóm chủ động

sẽ quay cùng với bánh đà

- Nhóm các chi tiết bị động gồm đĩa bị động (đĩa ma sát), trục ly hợp Khi

ly hợp mở hoàn toàn thì các chi tiết thuộc nhóm bị động sẽ đứng yên

- Theo sơ đồ cấu tạo ở hình vẽ thì vỏ ly hợp 5 được bắt cố định với bánh đà

1 bằng các bu lông, đĩa ép 3 có thể dịch chuyển tịnh tiến trong vỏ và có bộ phậntruyền mô men từ vỏ 5 vào đĩa ép Các chi tiết 1, 3, 4, 5 được gọi là phần chủđộng của ly hợp Chi tiết số 2 được gọi là phần bị động của ly hợp, các bộ phậncòn lại thuộc bộ phận dẫn động ly hơp

b Nguyên lý hoạt động:

- 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 số 3 tạo lực ép để ép chặt đĩa bị động 2 với bánh đà số 1 chophần chủ động và phần bị động tạo thành 1 khối cứng Khi này mô men từ động

cơ được truyền từ phần chủ động sang phần bị động của ly hợp thông qua các bềmặt ma sát của đĩa bị động 2 với đĩa ép 3 và bánh đà 4 Tiếp đó mô men truyềnvào xương đĩa bị động qua bộ giảm chấn 13 đến moay ơ rồi truyền vào trục lyhợp (trục sơ cấp hộp số) Lúc này giữa bi tỳ 11 và đầu mở 12 có khe hở từ 3 ÷ 4

mm, tương ứng với hành trình tự do của bàn đạp ly hợp

- Trạng thái mở ly hợp: Khi cần ngắt truyền động từ động cơ tới trục sơ cấpcủa hộp số người ta cần tác dụng một lực vào bàn đạp 7 thông qua đòn kéo 9 vàcàng mở 10, bạc mở 6 mang bi tỳ 11 sẽ dịch chuyển sang trái Sau khi khắc phụchết khe hở, bi tỳ 11 sẽ tì vào đầu đòn mở 12 Nhờ có khớp bản lề của bản lề liênkết với vỏ 5 nên đầu kia của đòn mở 12 sẽ kéo đĩa ép 3 nén lò xo 4 lại để dịchchuyển sang phải Khi này các bề mặt ma sát giữa bộ phận chủ động và bị độngcủa ly hợp được tách ra và ngắt truyền động từ trục cơ tới trục sơ cấp của hộpsố

c Ưu nhược điểm:

+ Đóng không êm dịu

+ Chỉ truyền được mô men không lớn lắm Nếu truyền mômen trên 70 ÷

80 KG.m thì cần đường kính đĩa ma sát lớn kéo theo các kết cấu khác đều lớnlàm cho ly hợp cồng kềnh

1.4.2 Ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động lò xo ép hình trụ bố trí xung quanh

a Sơ đồ cấu tạo chung:

Hình 1.2 Ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động

a Cấu tạo:

Nhìn chung cấu tạo của ly hợp hai đĩa cũng bao gồm các bộ phận và các chitiết cơ bản như đối với ly hợp một đĩa Điểm khác biệt là ở ly hợp hai đĩa có haiđĩa bị động số 4 cùng liên kết then hoa với trục ly hợp 10 Vì có hai đĩa bị độngnên ngoài đĩa ép 5 còn có thêm đĩa ép trung gian 3 ở ly hợp hai đĩa phải bố tríthêm cơ cấu truyền mô men từ vỏ hoặc bánh đà sang đĩa ép và cả đĩa trung gian

+ Đóng êm dịu (do có nhiều bề mặt ma sát)

+ Giảm được đường kính chung của đĩa ma sát, bánh đà … mà vẫn đảmbảo truyền đủ mômen cần thiết của động cơ

- Nhược điểm:

+Mở không dứt khoát, nhiệt lớn, kết cấu phức tạp nên khó bảo dưỡng vàsữa chữa

1.4.3 Ly hợp thuỷ lực:

a Sơ đồ cấu tạo chung:

Cấu tạo của ly hợp thủy lực được trình bày như hình vẽ bao gồm:

tuabin;3.Bánh bơm

- Các chi tiết chính của ly hợp gồm có bánh bơm, bánh tuabin Các bánhcông tác này có dạng nửa hình vòng xuyến, được bố trí rất nhiều cánh dẫn theochiều hướng tâm.

- Bánh bơm được hàn chặt với vỏ ly hợp và được bắt chặt với vỏ trụckhuỷu động cơ (quay cùng với trục khuỷu) Nó có tác dụng quạt dòng chất lỏngsang bánh tuabin thông qua đó truyền mômen

- Bánh tuabin được đặt trong vỏ ly hợp có thể quay tự do, được nối với trục

sơ cấp hộp số bằng khớp nối then hoa, nó chịu sự tác động của dòng chất lỏng từbánh bơm truyền sang, khi đó nó sẽ quay và truyền chuyển độngcho trục sơ cấphộp số

b Nguyên lý hoạt động:

Ly hợp thuỷ lực làm việc dựa trên nguyên tắc truỷ động Khi bánh bơm được

trục khuỷu động cơ dẫn động quay làm chất lỏng chứa trong khoang công táccủa bánh bơm sẽ quay theo Chất lỏng tham gia vào hai chuyển động: mộtchuyển động quay theo bánh bơm và một chuyển động tịnh tiến theo các mángcủa cánh dẫn từ phía trong ra phía ngoài Động năng của chất lỏng cũng tăng từtrong ra ngoài Khi ra khỏi bánh bơm chất lỏng sẽ chuyển tiếp sang bánh tuốcbin và động năng của dòng chất lỏng sẽ làm cho bánh tuốc bin quay theo ở bánhtuốc bin chất lỏng chuyển động từ ngoài vào trong và động năng giảm dần Saukhi ra khỏi bánh tuốc bin chất lỏng tiếp tục đi vào bánh bơm để nhận năng lượng

và thực hiện các chu trình tiếp theo

c Ưu nhược điểm:

- Ưu điểm :

+ Khi đóng ly hợp rất êm dịu

+ Làm việc êm dịu, hạn chế va đập khi truyền mô men từ động cơ xuống

+ Hiệu suất thấp ở vùng làm việc có tỉ số truyền nhỏ

+ Độ nhạy quá cao làm ảnh hưởng xấu đến đặc tính làm việc kết hợp vớiđộng cơ đốt trong

a Sơ đồ cấu tạo chung:

Cuộn dây

4 Lõi sắt bị động 5 Trục ly hợp 6 Mặt cắt

- Các bộ phận chính của ly hợp điện từ bao gồm: phần cố định 2 trên đó

có cuộn dây điện từ 3 Bộ phận chủ động 1 được nối với trục khuỷu động cơ, bộphận bị động 4 được nối với trục ly hợp (trục sơ cấp của hộp số) Các bộ phậnchủ động, bị động và bộ phận cố định có thể quay trơn với nhau thông qua cáckhe hở A, B, C, D Để hiệu suất truyền động cao các khe hở này phải nhỏ Ngoài

ra để tăng khả năng truyền mô men từ phần chủ động sang phần bị động người

ta bỏ bột sắt vào khoang kín giữa phần chủ động và phần bị động

b Nguyên lý hoạt động:

- Nguyên lý làm việc dựa vào lực điện từ tương tác giữa phần chủ động

và bị động nhờ nam châm điện do cuộn dây 3 sinh ra

- Trạng thái đóng ly hợp: Khi này cuộn dây 3 được cấp một dòng điện mộtchiều và nó sẽ trở thành nam châm điện Điện trường của nam châm sẽ khép kínmạch, từ qua các bộ phận cố định 2, phần chủ động 1, phần bị động 4 theođường mũi tên như hình vẽ Khi này dưới sự tương tác của lực điện từ phần chủđộng 1 sẽ kéo phần bị động 4 quay theo, mô men được truyền từ động cơ sangtrục ly hợp

- Trạng thái mở ly hợp: Khi cần mở ly hợp người ta ngắt dòng điện cấp chocuộn dây 15 Lực điện từ sẽ mất, các chi tiết được quay tự do, ngắt đườngtruyền mô men từ động cơ tới trục ly hợp.

c Ưu nhược điểm :

Dẫn động ly hợp thường là dẫn động cơ khí hoặc thủy lực Dẫn động cơ khí

có ưu điểm chung là kết cấu đơn giản dễ chế tạo tuy nhiên chúng cũng cónhược điểm là lực bàn đạp thường phải lớn và khó bố trí với những ôtô có động

cơ đặt xa người lái Dẫn động cơ khí được thường được sử dụng trên một số ôtôcon và ôtô tải do ôtô con có yêu cầu lực bàn đạp nhỏ và ôtô tải thường có bìnhkhí nén nên việc bố trí trợ lực thuận lợi, dẫn động thủy lực hiện nay được sửdụng trên hầu hết các loại ôtô con và ôtô chở khách do có ưu điểm rất lớn là nhỏgọn, tạo được lực bàn đạp lớn, dế bố trí trên ôtô và thời gian tác động nhanh

Để giảm lực của người lái tác dụng lên bàn đạp, trong hệ thống dẫn động cóthể có bố trí bộ phận trợ lực bằng cơ khí, thủy lực, khí nén hoặc chân không.Hiện nay, được sử dụng phổ biến hơn cả trên các loại ôtô là dẫn động thủy lựckết hợp với bộ trợ lực Trợ lực trên ôtô con có thể là trợ lực chân không, còn cácôtô tải thì thường sử dụng hệ thống trợ lực bằng khí nén do có sẵn bình khí nén.Mục đích của việc thiết kế hệ dẫn động ly hợp là dễ bố trí, điều khiển dễdàng, đảm bảo độ tin cậy đồng thời đảm bảo tính kinh tế Do đó phương án dẫnđộng phải đáp ứng được các yêu cầu của hệ thống dẫn động đã nêu ở trên

- Khi đóng ly hợp : Người lái thôi không tác dụng lực vào bàn đạp, lò xo hồi

vị bàn đạp kéo bàn đạp trở về vị trí ban đầu Đồng thời lò xo hồi vị bi T kéo bi Tdịch chuyển sang phải và thôi không ép vào đòn mở nữa Khi đó lò xo ép lại épđĩa ép và đĩa bị động trở lại trạng thái làm việc ban đầu

c Ưu nhược điểm :

- Ưu điểm: +Kết cấu đơn giản nên dễ chế tạo và bảo dưỡng, sửa chữa

+Mở nhanh và dứt khoát

+Giá thành rẻ

- Nhược điểm: +Lực ma sát giữa các cơ cấu lớn nên dẫn đến nặng khi đạp

Có thể khắc phục bằng cách sử dụng trợ lực Đóng không êm dịu

1.5.2 Dẫn động cơ khí có trợ lực khí nén

a Sơ đồ cấu tạo.

10 9

8 7

Hình 1.6 Sơ đồ dẫn động ly hợp bằng cơ khí có trơ lực khí nén.

1.Ống dẫn khí 2.Xy lanh công tác 3.Càng mở.

mở van khí nén Khí nén từ bình khí đi qua xy lanh phân phối, qua ồng dẫn 1vào xy lanh công tác 2 đẩy pittông của xy lanh này dịch chuyển sang phải đẩyvào càng mở 3 làm giảm bớt một phần lực cho người lái

- Khi đóng ly hợp :Khi người lái thôi tác dụng lực vào bàn đạp, lò xo hồi vịbàn đạp kéo bàn đạp trở về vị trí ban đầu Đồng thời kéo xy lanh phân phối 10sang phải làm kéo càng mở 3 thôi không ép vào bi T nữa Khi đó bi T thôikhông ép vào đầu đòn mở nữa và các lò xo ép lại ép ly hợp đĩa ép và đĩa bị độngtrở về trạng thái làm việc ban đầu Khi xy lanh phân phối 10 được kéo về vị tríban đầu thì đồng thời làm van khí nén đóng lại Lúc này khoang trong xy lanh

10 thông với khí trời và do đó không còn áp suất khí nén tác dụng lên xy lanhcông tác nữa và xy lanh công tác cũng thôi không tác dụng lực lên càng mở 3nữa

- Khi giữ bàn đạp ở một vị trí nào đó :Khi người lái giữ nguyên bàn đạp ởmột vị trí nào đó thì xy lanh phân phối 10 cũng dừng tại một vị trí nhất định.Lúc này van khí nén vẫn mở và khí nén vẫn vào xy lanh công tác tuy nhiênlượng khí nén vào trong xy lanh công tác là không đổi cho nên ly hợp được mở

ở một vị trí nhất định

c Ưu nhược điểm :

- Ưu điểm :

+ Giảm được lực của người lái tác dụng lên bàn đạp

+ Vẫn đảm bảo an toàn vì nếu trợ lực hỏng thì ly hợp vẫn làm việc được

δ

9

3 2

mở kéo đĩa ép và đĩa bị động tách ra làm mở ly hợp

- Khi đóng ly hợp : Khi người lái thôi không tác dụng lực vào bàn đạp, nhờ lò

xo hồi vị bi T 5 và lò xo hồi vị bàn đạp 8 đẩy pittông của xy lanh công tác 10 sangKhí nén

trái làm đẩy dầu qua ống 11 trở về xy lanh chính 6 đẩy trả bàn đạp vể vị trí banđầu.

- Đồng thời nhờ lò xo hồi vị nên bi T cũng được đẩy tách ra khỏi đòn mởlàm mở ly hợp

c Ưu nhược điểm :

- Ưu điểm:

+ Kết cấu đơn giản, dễ bố trí trên xe

+ Dẫn động êm, có thể tạo được lực bàn đạp lớn

- Nhược điểm:

+ Các chi tiết cần độ kín khít tốt nên khó khăn trong việc chế tạo và chămsóc, bảo dưỡng

1.5.4 Dẫn động thủy lực có trợ lực chân không:

a Sơ đồ cấu tạo.

Hình 1.8 Sơ đồ dẫn động thủy lực có trợ lực chân không.

1.Ống dẫn dầu 2.Xy lanh công tác 3.Càng mở 4.Bi T 5.Đòn mở 6.Đĩa ép 7.Đĩa bị động 8.Lò xo hồi vị bi T 9.Họng hút 10.Bàn đạp

11.Lò xo hồi vị bàn đạp 12.Bộ trợ lực 13.Xy lanh chính.

b Nguyên lý hoạt động của bộ trợ lực:

- Khi mở ly hợp: Khi người lái đạp bàn đạp làm đẩy van khí 4 mở ra đồngthời van điều khiển 1 (bằng cao su) đóng van chân không 2 lại Lúc này khoang

B được nối với khoang khí trời C và khoang B không thông với khoang chânkhông A, tạo ra sự chênh lệch áp suất giữa hai khoang A và B, làm van chânkhông chuyển động sang trái đẩy pittông của xy lanh chính 13 sang trái làm dầutrong xy lanh chính theo ống 1 sang xy lanh công tác 2 đẩy pittông của xy lanhcông tác sang phải qua càng mở 3 đẩy bi T 4 ép vào đòn mở 5 làm mở ly hợp

- Khi đóng ly hợp: Khi người lái thôi tác dụng vào bàn đạp, nhờ các lò xohồi vị làm van khí 4 trở về vị trí ban đầu, lúc này van khí 4 ép chặt làm mở vanchân không 2 ra Kết quả là khoang A thông với khoang B và khoang B không

thông với khoang C nữa Hai khoang A và B không có sự chênh lệch áp suất nênkhông sinh ra trợ lực nữa và các chi tiết cũng trở về vị trí ban đầu.

12

34

56

C

Hình 1.9 Sơ đồ bộ trợ lực chân không.

1 Van điều khiển 2 Van chân không

3, 6 Lò xo hồi vị 4 Van khí 5 Màng cao su

- Khi người lái dừng chân ở một vị trí nào đó thì van khí 4 dừng lại Nhưng màng cao su 5 vẫn dịch chuyển một chút và kéo van chân không 2 đi theonên đẩy van điều khiển 1 ép chặt vào van khí 4 làm đóng van khí Lúc này cảvan khí và van chân không đều được đóng lại và không khí trong khoang Bkhông đổi, sự chênh lệch áp suất giữa hai khoang A và B là ổn định Như vậyđĩa ép vẫn được giữ ở một vị trí nhất định, tức là ly hợp vẫn được mở ở một vịtrí nhất định

c Ưu nhược điểm:

- Ưu điểm:

+ Lực bàn đạp nhỏ nên điều khiển dễ dàng

+ Không tốn công suất cũng như nhiên liệu cho bộ trợ lực

+ Khi hệ thống trợ lực hỏng thì ly hợp vẫn làm việc được

nổi bật Do đó em chọn phương án dẫn động là dẫn động cơ khí có trợ lực khí

Hình 2.0 Đặc tính các loại lò xo ép ly hợp

a - Lò xo côn xoắn b - Lò xo trụ c - Lò xo đĩa.

F l : Lực ép, ∆l : Biến dạng của lò xo

1.6.1 Lò xo trụ:

- Lò xo trụ có đường đặc tính làm việc là đường b trên hình 3.1

- Lò xo trụ thường được bố trí theo vòng tròn trên đĩa ép

- Để định vị các lò xo và giảm độ biến dạng của chúng dưới tác dụng của lực ly tâm, thường sử dụng các cốc, vấu lồi trên đĩa ép hoặc trên vỏ ly hợp

a Ưu điểm:

- Kết cấu nhỏ gọn, khoảng không gian chiếm chỗ ít vì lực ép tác dụng lênđĩa ép lớn

- Đảm bảo được lực ép đều lên các bề mặt ma sát bằng cách bố trí các lò

xo đối xứng với nhau và với các đòn mở

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

- Giá thành rẻ, chế tạo đơn giản

b 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 của các lò xo sẽ không đềunhau Do đó phải chế tạo lò xo thật chính xác nều không thì lực ép không đều sẽlàm cho đĩa ma sát mòn không đều và dễ bị cong vênh

1.6.2 Lò xo côn xoắn:

Fl

∆l

- Khoảng không gian ở gần trục ly hợp sẽ chật và khó bố trí bạc mở ly hợp.

- Dùng lò xo côn thì áp suất lò xo tác dụng lên đĩa ép phải qua các đòn ép

do đó việc điều chỉnh ly hợp sẽ phức tạp

- Lò xo côn có dạng tuyến tính ở vùng làm việc nhỏ, sau đó khi các vòng lò

xo bắt đầu trùng nhau thì độ cứng của lò xo tăng lên rất nhanh, do đó nó đòi hỏiphải tạo được lực lớn để ngắt ly hợp và khi đĩa ma sát mòn thì lực ép của lò xo

sẽ giảm rất nhanh

1.6.3 Lò xo đĩa:

- Lò xo đĩa có đường đặc tính làm việc là đường c trên hình 3.1

- Lò xo đĩa được chế tạo bằng thép lò xo và được bắt chặt vào bàn ép ly hợpbằng đinh tán hoặc bằng bulông Ở mỗi phía của lò xo đĩa bố trí các vòng trụxoay hoạt động như một trục xoay khi lò xo đĩa quay Đối với loại bàn ép lyhợp thông thường có các lò xo chịu kéo đẻ nối đĩa ép ly hợp với lò xo đĩa

b Nhược điểm:

- Việc chế tạo khó khăn.

1.6.4 Kết luận:

- Qua việc tham khảo các loại lò xo ép em quyết định chọn loại lò xo ép là lò

xo trụ vì tất cả những đăc tính tối ưu của nó

1.7 Đĩa bị động của ly hợp

- Đĩa bị động của ly hợp có cấu tạo gồm hai tấm ma sát được gắn với nhaubằng đinh tán thông qua xương đĩa Xương đĩa lại được tán với moay ơ đĩa bịđộng

- Một trong những yêu cầu của ly hợp là phải đóng êm dịu, yêu cầu này liênquan đến cấu tạo của đĩa bị động của ly hợp

- Để tăng tính êm dịu cho ly hợp ta dùng đĩa bị động loại đàn hồi Độ đànhồi của đĩa được giải quyết bằng cách thiết kế kết cấu có những hình thù nhấtđịnh hoặc dùng thêm những chi tiết đặc biệt có khả năng làm giảm độ cứng củađĩa Ở đây để giảm độ cứng của đĩa bị động ta xẻ các rãnh hướng tâm Cácđường xẻ rãnh này chia đĩa bị động ra nhiều phần Số lượng các rãnh tuỳ theođường kính đĩa Các đường xẻ rãnh cũng làm cho đĩa bị động đỡ cong vênh khi

bị nung nóng khi làm việc và làm tăng khả năng thoát các bụi sinh ra trong quátrình ly hợp làm việc do các tấm ma sát bị mòn

4 Số vòng quay ứng với mômen xoắn

6 Số vòng quay ứng với mômen cực đại n M 2200 Vòng/Phút

8 Tỷ số truyền truyền lực chính i 0 5,057

10 Dẫn động thuỷ lực

11 Lò xo ép dạng đĩa

Trong đó:

- Công suất cực đại đề cho là Nemax = 23 (mã lực) ≈ 55,93 (KW)

- Bán kính làm việc của bánh xe được xác định theo công thức sau:

( ).25, 42

bx

d

r =λ +B (mm) (1-2)Trong đó : B : Chiều rộng lốp

d : Đường kính vành

λ:hệ số kể đến biên dạng của lốp.Lốp có áp suất thấp ta chọn

λ = (0,93 0,935) ÷ Chọn λ = 0,93

Theo đề : Kí hiệu của bánh xe 6,70-15

Thay số vào (1-2) ta được :

15( ).25, 4 0,93 6, 70 25, 4 335( ) 0,335( )

Đối với xe tải θ = 40 50 ÷

Thay số liệu vào công thức ta có: 0

0,335

40 5,0572,65

PHẦN II TÍNH TOÁN CÁC CHI TIẾT CHÍNH CỦA LY HỢP

2.1 Tính toán đĩa bị động và đĩa ép :

2.1.1 Mômen ma sát yêu cầu của đĩa ly hợp :

Để đảm bảo truyền hết mômen động cơ xuống hệ thống truyền lực màkhông bị trượt trong bất kỳ điều kiện sử dụng nào thì mômen ma sát của ly hợpsinh ra phải luôn luôn lớn hơn mômen cực đại của động cơ, tức là:

Mms =Memax.β (3.1)

Trong đó : - Mms : mômen ma sát cần thiết của ly hợp [N.m]

- Memax :mômen xoắn lớn nhất của động cơ [N.m]

- β : hệ số dự trữ của ly hợp

- Hệ số dự trữ ly hợp β phải đủ lớn ( β > 1) để đảm bảo ly hợp truyền hếtmômen xoắn động cơ trong mọi điều kiện làm việc của nó (khi các bề mặt masát bị dầu mỡ rơi vào,khi các lo xo ép bị giảm tính đàn hồi ,khi các tấm ma sát bịmòn …) Mặt khác hệ số β cũng không được lớn quá vì như thế ly hợp khônglàm tốt chức năng bảo vệ an toàn cho hệ thống truyền lực khi quá tải Hệ số βđược chọn theo thực nghiệm, đối với xe du lịch: β =1,3÷1.75 Chọn β =1,3

Thay số vào ta có : Mms =Memax.β =170.1,3= 221 [N.m]

2.1.2 Bán kính trung bình vành khăn của bề mặt ma sát đĩa bị động

- Gọi lực ép tổng cộng do cơ cấu ép tạo ra là F (N), đặt tại bán kính trung

bình của đĩa ma sát Khi đó Mms ly hợp tạo ra có giá trị :

tb ms

- Zmz : Số đôi bề mặt ma sát ưu tiên chọn một đĩa bị động nên chọn Zmz =2 Lý

do là vì kết cấu nhỏ gọn, bố trí dễ dàng, mở dứt khoát

Dưới tác dụng của lực F, tại bề mặt của tấm ma sát xuất hiện một áp suất

p (N/m2), hướng pháp tuyến Giả sử áp suất p phân bố đều trên bề mặt của đĩa.

2 2

3 1

3 2

2 1

2 2

32

).(

R R

R R R

R R p S

p F

- KR : Hệ số tỷ lệ giữa bán kính trong và ngoài bề mặt ma sát.

p≤ Ở ô tô, bề mặt ma sát giữa Gang với Phe-ra-đô có [ ]p =1,4.105 ÷2,5.105

( N/m2 ) Giới hạn trên dùng cho xe nhiều xilanh, có đặc tính động lực tốt, ít sang

số Dưới hạn dưới dùng cho các ô tô có đặc tính động lực học kém, ô tô tải trọnglớn hoặc làm việc trong điều kiên nặng nhọc Với xe du lịch, chọn [p]=2.105(

2.1.3 Diện tích bán kính trung bình của hình vành khăn tấm ma sát :

- Diện tích hình vành khăn tấm ma sát S được xác định theo công thức sau:

M q

tb

=

2

Rtb :Bán kính trung bình của tấm masát Rtb = 0,101 (mm)

b : Bề rộng của hình vành khăn tấm masát.b = R2-R1 = 28,7(mm)

µ: hệ số masát Vật liệu tấm masát là pherado đồng có µ= 0,25

ms

z : Số đôi bề mặt ma sát.z ms=2(Một đĩa bị động)

Thay vào công thức ta có:

2

1,75.170

197.6( / ) 2.3,14.0,101 0,0287.0, 25.10 2

q<[q] nên với một đĩa ma sát thì ly hợp vẫn đảm bảo bền khi làm việc

2.1.4 Lực ép của cơ cấu ép :

- Lực ép cần thiết của cơ cấu ép phải tạo ra mà theo đó đảm bảo được ápsuất làm việc đã chọn và thoả mãn mômen ma sát yêu cầu được xác định từ

công thức sau : .. emax 0, 25.0.101.21,75.170 5891.09( )

2.2 Tính toán công trượt riêng và chế độ nhiệt làm việc của ly hợp :

- Khi ly hợp được mở rồi đóng lại trong quá trình khởi hành hoặc chuyển

số, khi đó đĩa chủ động đang quay với số vòng quay của trục khuỷu, còn đĩa bịđộng chưa quay hoặc quay với vận tốc khác Trước khi hai đĩa này được nốithành khối liền thì bao giờ cũng có sự trượt tương đối giữa chúng

- Khi bắt đầu khởi hành, quá trình trượt mãnh liệt nhất Khi chuyển số thìquá trình trượt phụ thuộc nhiều vào trình độ chuyên môn và tay nghề của ngườilái

- Khi ly hợp trượt thì sẽ sinh ra công ma sát Công này biến thành nhiệtnăng đốt nóng các chi tiết của ly hợp làm giảm hệ số ma sát và tính đàn hồi của

lò xo ép

- Để nghiên cứu sự trượt của ly hợp, ta xét quá trình khởi hành ô tô biểudiễn trên Hình 3.1

- Điểm A tương ứng với thời điểm ô tô bắt đầu dịch chuyển khi mômen

ma sát tăng lên bằng mômen cản quy dẫn về trục ly hợp, tức là : Ml = Ma và

được tính theo công thức : Ma =[ ( ) ]

t t

bx m

a

i

r P G

G

η

+