thiết kế ly hợp trên ô tô( kèm bản vẽ )

+ Khi mở ly hợp: Ngời lái đạp chân vào bàn đạp qua hệ thống dẫn động lực ngời lái tác động vào lò xo màng 9tác dụng nh đòn mở đĩa ép chuyển động sang bên phảitách khỏi bề mặt của đĩa ma

MụC LụC

MụC LụC 1

LờI NóI ĐầU 2

Chơng 1 4

Tổng quan về cụm ly hợp 4

Chuơng 2 30

tính toán thiết kế 30

Chơng 3 61

Thiết kế tính toán hệ dẫn động ly hợp 61

Chơng 4 66

Quy trình tháo lắp ,sử dụng , sửa chữa ,vận hành 66

CHƯƠNG 5 75

Quy trình công nghệ gia công chi tiết 75

CHI TIếT : PISTON cHíNH 75

LờI NóI ĐầU

Cùng với sự phát triển nhanh chóng của Khoa học kỹthuật nói chung, ngành công nghiệp chế tạo ôtô nói riêngtrong vài thập kỷ gần đây đã có những bớc phát triển nhanhchóng vợt bậc với nhiều loại ôtô hiện đại ra đời, nhờ thành tựucác lĩnh vực điện tử, tin học, cơ khí, vật liệu mới và dần đợchoàn thiện để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con ngờicũng nh của các ngành kinh tế khác

Trong quá trình phát triển kinh tế xã hội của nớc ta hiệnnay với chủ trơng “Công nghiệp hoá - hiện đại hoá” đã cónhiều loại ôtô đợc nhập và lắp ráp tại Việt Nam Dòng xe con

du lịch ngày càng đợc sử dụng rộng rãi bởi chúng có nhiềutính năng u việt: điều khiển dễ dàng, an toàn, độ bền tốt

và có kích thớc nhỏ gọn nên đi lại dễ dàng trong các đờnghẹp đặc biệt trong các đờng giao thông đô thị ở thành phốlớn nớc ta hiện nay Với mục tiêu nghiên cứu thiết kế hệ thống

ly hợp theo hớng giảm nhẹ lao động ngời lái, giảm hành trìnhbàn đạp, sang kết cấu phải đơn giản em đợc giao nhiệm vụthiết kế ly hợp xe ôtô con

Với nội dung, yêu cầu của đề tài đợc giao, em đã tậptrung nghiên cứu tính toán kiểm nghiệm xe cơ sở, tính toánthiết kế bộ trợ lực chân không Phần còn lại của đồ án làtính toán thiết kế hệ dẫn động và xây dựng quy trìnhcông nghệ gia công chi tiết điển hình Ly hợp này sẽ có kếtcấu đơn giản, lực điều khiển ngời lái sẽ nhẹ hơn và đảm

bảo hành trình bàn đạp hợp lý Các bộ phận thiết kế có thểsản xuất đợc trong nớc.

Qua quá trình làm đồ án em đã tập sự làm công việccủa ngời kỹ s, cũng nh tác phong làm việc và học hỏi thêmnhiều kiến thức Điều đó rất bổ ích cho sự nghiệp của một

kỹ s cơ khí ôtô tơng lại

Trong quá trình làm đồ án, mặc dù bản thân đã hếtsức cố gắng và đợc sự giúp đỡ của các thầy trong Bộ môn

ôtô, Khoa Cơ khí trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội song do khảnăng và thời gian có hạn nên bản đồ án không tránh khỏithiếu sót Em rất mong sự hớng dẫn, phê bình của các thầy,các đồng nghiệp

Em xin chân thành cảm ơn sự hớng dẫn, giúp đỡ tậntình của thầy giáo hớng dẫn Phạm Huy Hờng và các thầytrong Bộ môn ôtô Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tạo điềukiện cho em hoàn thành bản đồ án này

Sinh viên

Phí văn Tuấn

Chơng 1 Tổng quan về cụm ly hợp

Ly hợp là một phần từ không thể thiếu trong hệ thốngtruyền lực (HTTL) của ô tô.Nó nối động cơ với hộp số Nếukhông có nó thì các bánh răng hộp số , HTTL sẽ phải chịu lớnlực xung kích, mô men xung lợng của lực xung kích, mô menlực quán tính trong những thời điểm khác nhau khi vận hành

ô tô Ví dụ: Khi sang số, khi phanh

1.Công dụng:

- Tách và nối 2 bộ phận là động cơ và hệ thống truyền

lực trong những trờng hợp cần thiết

- Là bộ phận an toàn bảo vệ cho chi tiết của hệ thống

Mô men quán tính của phần bị động của ly hợp phải nhỏ

để giảm tải trọng động tác dụng lên các bánh răng và bộ

- Điều khiển ly hợp phảI nhẹ nhàng tráng gây mệt mỏi

cho ngòi lái xe

- khi có hiện tợng cộng hởng ly hợp phảI có khả năng

dập tắt dao động nhằm nâng cao chất lợng truyền lực

-Giá thành của bộ ly hợp rẻ , tuổi thọ cao ,kết cấu đơn

giản ,kích thớc gọn nhẹ ,dễ tháo lắp và sửa chữa bảo dỡng

3.Phân loại ly hợp :

Ta có thể phân loại ly hợp theo các phơng pháp sau :

3.1 Theo phơng pháp truyền mô men.

Đờng thứ hai mômen từ bánh đà truyền qua vỏ trong ly hợpqua đòn mở đến đĩa ép thông qua bề mặt ma sát phíabên trái của đĩa bị động mômen đợc truyền từ đĩa épsang đĩa bị động Đĩa bị động đợc nối với trục ly hợp nhờkhớp nối then hoa nên mômen đờng truyền từ đĩa bị độngsang trục ly hợp.

+ Khi mở ly hợp: Ngời lái đạp chân vào bàn đạp qua

hệ thống dẫn động lực ngời lái tác động vào lò xo màng 9tác dụng nh đòn mở đĩa ép chuyển động sang bên phảitách khỏi bề mặt của đĩa ma sát nên đĩa ma sát tách khỏi

bề mặt của bánh đà, do đó mômen đông cơ không truyền

- Khả năng giảm quá tải không cao

- Độ êm dịu khi khởi động, đi số, về số phụ thuộc rất

nhiều vào trình độ ngời lái

- Khi phanh xe ở tốc độ cao gây quá tải cho HTTL (có thể

làm chết máy, gãy trục cơ) ảnh hởng đến việc điều khiểnvận hành xe

3.1.2 Ly hợp thuỷ lực.

Truyền mômen thông qua chất lỏng

- Sơ đồ cấu tạo: Gồm hai phần

56

4

312

12

1 Bánh tua bin ; 2.lắp ; 3 bánh bơm ; 4 cánh cong ; 5 tấm ngăn ngoài

;6 tấm ngăn trong 7 đờng dầu vào ;8 bình tản nhiệt ; 9 van an toàn 10 bơm dầu ; 11 thùng dầu ;

động cơ lớn nên vận tốc chất lỏng lớn, do vậy động năngtruyền cho bánh tua bin lớn.

+ Trạng thái ngắt: Khi số vòng quay động cơ nhỏ không

đủ cho bánh tua bin quay nên mômen không truyền từ độngcơ ra trục ly hợp đợc

+ Trạng thái đóng Số vòng quay động cơ tăng làm cánhtua bin quay mômen đợc truyền từ động cơ sang trục ly hợp.Khi chủ động ngắt nhanh ly hợp xả van (12) dầu thoát rangoài bình chứa, ly hợp ngắt momen không truyền từ độngcơ sang trục ly hợp

3

2 2

sang trục ly hợp Tuy vậy lực hút giữa (1) và (4) không đủ lớnnên ở khi hở giữa (1) và (4) ngời ta đa vào những mạt sắtkhi có đờng sức từ đi qua chúng sắp xếp thành đờng theohớng của đờng sức tạo thành dây sắt cứng nối (1) và (4) vớinhau làm tăng ma sát nên việc truyền mômen giữa (1) sang(4) đợc tăng lên.

đại có sử dụng hộp số tự động vì giảm đợc tải trọng độngtrên HTTL

Sơ đồ cấu tạo 1 loại ly hợp hỗn hợp thuỷ lực và cơ khídùng trên xe con

1- trục khuỷu động cơ; 2- bích trục khuỷu để bắt với bánh bơm; 3- moayơ bánh bơm; 4- tấm chắn; 5- vỏ ngoài ly hợp thuỷ lực; 6- vành răng; 7- bánh bơm; 8- vỏ bao kín; 9- bánh tuabin; 10- nút dầu; 11- moayơ bánh tuabin; 12-

đĩa bánh đà của ly hợp ma sát; 13- thân ly hợp ma sát; 14- ổ bi kim; 15- đòn mở; 16- trục ly hợp; 17- lò xo ép; 18- đĩa ép; 19- đĩa ma sát; 20- lò xo ép phớt dầu; 21- phớt dầu; 22- cánh tản nhiệt; 23- cácte ly hợp.

Hình 1.4 ly hợp liên hợp

3.2 Theo hình dạng của các chi tiết ma sát.

- Ly hợp dạng đĩa (một đĩa, hai đĩa)

- Ly hợp hình nón

- Ly hợp hình trống

Hai loại ly hợp hình trống và ly hợp hình nón ít đợc sửdụng vì mômen quán tính phần bị động quá lớn nên khingắt ly hợp nó vẫn quay gây ra va đập giữa các bánh răng

và các khâu khớp của HTTL

3.3 Theo phơng pháp phát sinh lực ép

- Loại lò xo: Lò xo đặt xung quanh, lò xo đặt trungtâm (côn), lò xo đĩa

- Loại lực ép nửa ly tâm; Lực ép sinh ra ngoài lực của lò

xo côn còn có lực phụ thêm là lò do lực ly tâm của trọng khốiphụ sinh ra

- Loại ly tâm: Ly hợp ly tâm thờng đợc sử dụng khi điềukhiển tự động, ở ly hợp này lực ly tâm dùng để đóng và mở

ly hợp còn áp lực trên đĩa đợc tạo bởi lực lò xo ít khi lực lytâm đợc dùng để tạo lực ép trên đĩa

3.4 Theo kết cấu ép chia ra.

- Ly hợp thờng đóng đợc sử dụng phổ biến trên ô tô

- Ly hợp thóng mở đợc sử dụng trên máy kéo

3.5.Theo phơng pháp dẫn động:

3.5.1.Dẫn động cơ khí

Dẫn động ly hợp bằng cơ khí có kết cấu đơn giản, hiệusuất truyền lực cao tuy nhiên tỉ số truyền cơ khí bị giới hạnnên nói chung lực điều khiển trên bàn đạp lớn Vì vậy dẫn

động ly hợp bằng cơ khí thờng chỉ đợc bố trí ở những ôtô

du lịch hoặc ôtô tải nhỏ, lực ép của lò xo ly hợp không lớn.Dẫn động ly hợp bằng cơ khí có thể sử dụng dạng đòn kéo(đẩy) hoặc dây cáp

- Dẫn động cơ khí kiểu đòn kéo (đẩy)

Cấu tạo chung của hệ dẫn động ly hợp bằng cơ khí đợc thểhiện trên hình Những bộ phận chính của dẫn động cơ khíkiểu này bao gồm: bàn đạp 1, thanh đẩy 3, càng mở 4, bạc

mở 6 và đòn mở 7

Hình 2.1.Dẫn động cơ khí kiểu đòn kéo

-Nguyên lý làm việc của hệ dẫn động này đợc thực hiện

nh sau:

Khi cần mở ly hợp ngời lái tác dụng một lực vào bàn đạp 1,qua khớp bản lề 2 đầu dới của bàn đạp sẽ dịch chuyển sangphải làm thanh đẩy 3 cũng dịch chuyển sang phải theo Đầuthanh đẩy 3 tác dụng vào càng mở 4 làm càng mở 4 quayquanh điểm tựa 5 đẩy bạc mở 6 dịch chuyển sang trái tácdụng lên đầu đòn mở 7 để kéo đĩa ép tách khỏi đĩa masát thực hiện mở ly hợp

Khi thôi mở ly hợp ngời lái nhấc chân khỏi bàn đạp ly hợp dớitác dụng của các lò xo ép và các lò xo hồi vị, các chi tiết của

hệ thông dẫn động đợc trả về vị trí ban đầu, ly hợp đợc

đóng

- Dẫn động cơ khí kiểu cáp

Dẫn động cơ khí kiểu cáp có u điểm là kết cấu đơn giản,

bố trí dễ dàng vì dây cáp có thể bố trí một cách tơng đối

tự do và khoảng cách từ bàn đạp đến càng mở ly hợp có thể

bố trí xa

Sơ đồ cấu tạo của hệ thống dẫn động cơ khí bằng dây cáp

đợc thể hiện trên hình Cấu tạo chung của hệ thống dẫn

động kiểu này cũng bao gồm: bàn đạp, càng mở, bạc mở và

đòn mở Khác với kiểu dẫn động cơ khí bằng đòn kéo(đẩy) từ sau bàn đạp ly hợp đến càng mở đợc thay bởi mộtdây cáp

Hình 2.2 Dẫn động cơ khí kiểu cáp

-Nguyên lý làm việc của hệ dẫn động này nh sau: khi cần

mở ly hợp ngời lái tác dụng lực vào bàn đạp ly hợp, đầu kiacủa bàn đạp ly hợp sẽ kéo dây cáp dịch chuyển Do một đầucủa dây cáp đợc nối với đòn quay nên đòn quay sẽ quay mộtgóc làm càng mở (nối với đòn quay) cũng quay một góc tơngứng tác dụng vào bạc mở để ép lên các đầu đòn mở tách

đĩa ép thực hiện mở ly hợp Khi thôi tác dụng lực lên bàn

đạp, dới tác dụng của các lò xo ép và các lò xo hồi vị các chitiết của hệ dẫn động trở lại vị trí ban đầu, ly hợp đợc đóng.Hình 2.2 Dẫn động cơ khí kiểu cáp

Hình 2.3 Dẫn động thuỷ lực

- Cấu tạo của hệ thống dẫn động ly hợp bằng thuỷ lựcđợcthể hiện trên hình Ngoài các chi tiết chính nh bàn đạp lyhợp 1, càng mở 5, bạc mở 6 và đòn mở 7 hệ thống còn có xi

lanh chính 2, xi lanh công tác 4 và ống dẫn 3

- Nguyên lý làm việc của hệ dân động thuỷ lực nh sau:khi cần mở ly hợp ngời lái tác dụng một lực vào bàn đạp 1thông qua điểm tựa đầu dới của bàn đạp tác dụng lên ty

đẩy của pittông xi lanh chính 2 làm pittông dịch chuyểnsang phải Dầu ở khoang bên phải của pittông đợc dồn ép tớikhoang bên trái của xi lanh công tác 4 qua ống dẫn 3 Pittôngcủa xi lanh công tác 4 sẽ dịch chuyển sang phải và ty đẩycủa nó sẽ tác dụng lên càng mở 5 đẩy bạc mở 6 dịch chuyểnsang trái tác dụng vào các đầu đòn mở 7 kéo đĩa ép táchkhỏi đĩa ma sát thực hiện mở ly hợp Khi thôi tác dụng lực lênbàn đạp ly hợp, dới tác dụng của các lò xo ép đẩy càng mở 5dịch chuyển theo hớng ngợc lại làm pittông của xi lanh côngtác 4 dịch chuyển sang trái đẩy dầu trở lại khoang bên phảicủa xi lanh chính 2 Do đó pittông của xi lanh 2 sẽ dịchchuyển sang trái cùng với lò xo hồi vị đa bàn đạp 1 trở về vịtrí ban đầu Ly hợp trở về trạng thái đóng

Cấu tạo cụ thể của hệ thống dẫn động ly hợp bằng thuỷ lựctrên ôtô du lịch đợc thể hiện trên hình

11

K 1

động này thờng đợc áp dụng trên các ôtô khách hoặc ôtô tải

cỡ lớn cần lực mở ly hợp lớn

Sơ đồ cấu tạo của hệ dẫn động cơ khí cờng hoá khí nén

đợc thể hiện trên hình Các chi tiết và tên gọi của chúng đã

đợc chỉ dẫn tuy nhiên cấu tạo chung của hệ thống gồm các

bộ phận cơ bản sau: bàn đạp 1, cụm van phân phối 3 vàcụm xi lanh lực 12.

1 bàn đạp; 2 thanh đẩy; 3 van phân phối; 4 lò xo lắp van; 5 nắp van; 6 - lò xo thân van; 7 - thân van; 8 - thanh đẩy; 9, 10 - càng mở; 11 - bạc mở; 12 - xi lanh lực; 13 - pittông; 14 - tấm chặn ; 15 - ống

-dẫn khí.

Hình 2.6 Dẫn động cơ khí cờng hoá khí nén

-Nguyên lý làm việc của hệ thống nh sau: khi ly hợp

đóng, trạng thái của van phân phối và xi lanh lực nh trênhình vẽ Lúc này nắp van 5 của van phân phối dới tác dụngcủa lò xo 4 đóng sự lu thông khí nén từ cửa C tới cửa D nên xilanh lực 12 cũng ở trạng thái cha làm việc

Khi mở ly hợp ngời lái tác dụng một lực vào bàn đạp 1 làmthanh đẩy 2 dịch chuyển sang phải do thanh đẩy 2 gắn với

vỏ của van phân phối 3 nên làm van phân phối 3 cũng dịchchuyển sang phải làm các thanh đẩy 8 và càng mở 9 tácdụng lên bạc mở làm bạc mở dịch chuyển để khắc phục khe

hở giữa bạc mở và đòn mở Khi bạc mở đã chạm vào đòn mởlực cản sẽ truyền tới thanh 8 làm piston 7 của van phân phối

tạm thời dừng lại Trong khi đó ngời lái tiếp tục tác dụng vàobàn đạp làm vỏ van 3 tiếp tục dịch chuyển sang phải Khikhe hở giữa thân van 7 và nắp van 5 đợc khắc phục thìnắp van 5 sẽ mở, khí nén từ cửa C thông qua cửa van sangkhoang B vào cửa D theo ống dẫn 15 đến xi lanh lực 12 Dớitác dụng của khí nén pittông 13 dịch chuyển tác dụng vàocàng mở 10 ép bạc mở dịch chuyển sang trái tì vào các đầu

đòn mở tách đĩa ép ra khỏi đĩa ma sát, ly hợp đợc mở Khithôi tác dụng lên bàn đạp ly hợp, dới tác dụng của lò xo ép vàcác lò xo hồi vị toàn bộ hệ thống dẫn động sẽ trở lại trạng tháiban đầu Khi nắp van 5 của van phân phối đợc đóng lại thìkhí nén ngừng cung cấp cho xi lanh 12 còn khí nén ởkhoang dới của xi lanh 12 sẽ theo đờng ống 15 trở về cửa Dvào khoang B và thông qua kênh dẫn a để xả ra ngoài, kếtthúc quá trình mở ly hợp

Khi cờng hoá khí nén bị hỏng hệ thông vẫn làm việc đợcnhờ tác dụng cơ khí từ bàn đạp qua vỏ van 3 đến tấm chặn

14 làm càng mở 9 và 10 tác dụng để mở ly hợp Tuy nhiên lúcnày lực trên bàn đạp ly hợp sẽ rất lớn vì không có sự trợ lực củadẫn động khí nén

3.5.4 Dẫn động thuỷ lực cờng hoá khí nén

Dẫn động thuỷ lực cờng hoá khí nén là sự kết hợp giữadẫn động thuỷ lực và dẫn động khí nén Trong đó dẫn

động thuỷ lực chủ yếu là để điều khiển van phân phối củadẫn động khí nén (khi hệ thống làm việc bình thờng) Dẫn

động khí nén sẽ tạo ra nguồn lực chính để thực hiện mở ly

hợp Vì vậy ngời ta cũng có thể tạo ra lực mở ly hợp lớn theomong muốn Chính vì lý do đó mà dẫn động thuỷ lực cờnghoá khí nén cũng đợc áp dụng nhiều trên các xe khách và xetải lớn.

Sơ đồ cấu tạo của hệ thống dẫn động thuỷ lực cờng hoá khínén đợc thể hiện trên hình Các chi tiết và tên gọi của chúng

đã đợc chỉ dẫn qua hình vẽ, tuy nhiên cấu tạo chung của hệthống gồm các bộ phận chính: xi lanh chính 3, xi lanh côngtác 8 (nh dân động thuỷ lực đơn thuần), cụm van phânphối khí nén và xi lanh lực 5

Hình 2.7 Dẫn động thuỷ lực cờng hoá khí nén

- Nguyên lý làm việc của hệ thống đợc mô tả nh sau: ởtrạng thái bình thờng (ly hợp đang đóng) van nạp 18 đóng

ngăn không cho khí nén từ ống dẫn 19 vào khoang B của xilanh lực 5 nên hệ thống cha hoạt động.

Khi cần mở ly hợp ngời lái tác dụng một lực Q vào bàn đạp ly hợp thông qua các khâu khớp, ty đẩy tác dụng vào pittông của xi lanh công tác 3 dồn ép dầu theo đờng ống 4 tới khoang

C của xi lanh công tác 8 làm pittông 9 dịch chuyển sang

phải, ty đẩy 10 tác dụng vào càng mở 11 ép bạc mở 12 dịch chuyển sang trái khắc phục khe hở giữa bạc mở và các đầu

đòn mở Khi bạc mở chạm vào đầu đòn mở lực cản sẽ truyền

về đến pittông 9 làm nó tạm thời dừng lại Khi ngời lái tiếp tục tác dụng lực vào bàn đạp áp suất dầu ở khoang C tiếp tụctăng dẫn đến pittông 14 của van phân phối dịch chuyển sang trái làm cốc 15 dịch chuyển sang trái theo Sau khi cốc

15 tì vào van xả 17 và tiếp tục dịch chuyển sang trái làm van nạp 18 mở, khí nén từ ống dẫn 19 đi qua cửa nạp đã mở

để vào khoang B của xi lanh lực Nhờ áp lực của khí nén piston 6 dịch chuyển sang phải đẩy càng mở 11 tiếp tục ép bạc mở 12 lên các đòn mở để tách dĩa ép của ly hợp khỏi

đĩa ma sát và ly hợp đợc mở

Khi thôi tác dụng lực lên bàn đạp, dới tác dụng của lò xo ép càng mở 11 bị đẩy trở lại làm pittông 9 dịch chuyển sang trái Do không tác dụng lực lên bàn đạp nên áp suất dầu trong khoang C cũng giảm Do đó pittông 14, cốc 15 và cụm van nạp/xả cùng dịch chuyển sang phải Khi van nạp 18 đã đóng cửa nạp thì cụm van nạp/xả dừng lại còn cốc 15 và pittông 4 tiếp tục dịch chuyển sang phải làm cửa xả mở ra, khí nén từ

khoang B của xi lanh lực qua cửa xả thoát ra ngoài kết thúc quá trình mở ly

Cấu tạo bộ trợ lực :

Hình 2.8 Bộ trợ lực khí nén

3.5.5 Dẫn động thuỷ lực cờng hoá chân không

Dẫn động thuỷ lực cờng hoá chân không tận dụng đợc u

điểm của kiểu dẫn động thuỷ lực và giảm đợc lực bàn đạpnhờ có cờng hoá Tuy nhiên độ chân không sử dụng cho bộ c-ờng hoá không lớn nên cũng không thể tăng lực mở nh mongmuốn Vì lý do đó mà dẫn động thuỷ lực cờng hoá chânkhông chủ yếu sử dụng cho ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ Cấutạo chung của dẫn động thuỷ lực cờng hoá chân không đợcchỉ ra trên

Hình 2.9 Bộ trợ lực chân không

- Trong hệ thống dẫn động này cũng bao gồm xi lanhchính đợc bố trí kết hợp cùng với cụm van phân phối và bộ c-ờng hoá Còn xi lanh công tác đợc bố trí ở cụm ly hợp cùng vớicàng mở nh ở hệ thống dẫn động thuỷ lực đơn thuần

4 phân tích kết cấu - chọn phơng án thiết kế ly hợp

ô tô.

4.1 Các ly hợp của ô tô là loại thờng đóng

ở ô tô thờng dùng loại ly hợp một, hai loại hay nhiều đĩa

bị động

4.1.1.Ly hợp 1 đĩa bị động:

động; 29 - vú mỡ; 31 - bulông; 32 - tấm thép; 33 - trục ly hợp; 34 - ngõng trục ly hợp.

Hình 3.1 Ly hợp 1 đĩa bị động ding lò xo trụ bốtrí xung quanh

Hình 3.2 Ly hợp 2 đĩa bị động

-Nếu ly hợp phải truyền mômen lớn (lớn hơn 70 ữ 80KGm) thì đờng kính của đĩa ly hợp một đĩa quá lớn Trờnghợp nh vậy ngời ta dùng ly hợp hai hay nhiều đĩa, sẽ giảm đợc

đờng kính của đĩa và kích thớc chung của ly hợp Tuy nhiên

ly hợp hai đĩa có kết cấu phức tạp hơn nhiều so với ly hợpmột đĩa

đĩa bị động hay bị hỏng nhất Vì vậy nhiệm vụ quantrọng là tăng tuổi thọ cho vành ma sát.

-Có đặc tính ở vùng biến dạng nhỏ ,do đó khi các vùng lò

xo bắt đầu trùng lên nhau thì độ cứng lò xo tăng lên rất nhanh Đây là nhợc điểm của loại lò xo này , bởi vì nó đòi hỏicần phải tạo đợc lực lớn để ngắtly hợp và khi đĩa ma sát mòn đi thì lực ép sẽ bị giảm rất nhanh

4.2.2.Lò xo trụ :

ở dạng bố trí xung quanh ( 1 hoặc 2 hàng )

- Ưu điểm :

Kết cấu nhỏ gọn ,khoảng không gian chiếm chỗ ít và u

điểm tạo ra lực ép lớn Nên thờng sử dụng loại trên xe tải

- Nhợc điểm :

Các lò xo thờng không bảo đảm đợc các thông số cơ bản giống nhau hoàn toàn Do đó phải chọn thật kỹ nếu không

Biến dạng

Lực nén

Lò xo màng

Lò xo trụ

thì lực ép trên đĩa sẽ không đều làm tấm ma sát mòn

không đều Và lực bàn đạp để mở ly hợp lớn

4.2.3 Ly hợp dùng lò xo màng :

Có đặc tính hợp lý hơn cả vì trong miền làm việc của nó lực ép của nó thay đổi không đáng kể theo biến dạng Do vậy lực ngắt ly hợp đòi hỏi không lớn vì vậy khi đĩa ma sát mòn lực ép giảm không đáng kể

Nhợc điểm tạo lực ép không lớn nên thờng dùng trên xe con

xẻ rãnh đĩa bị động đỡ vênh khi bị nung nóng lúc làm việc

A;Sờn thép gợn sang ,B,C :Đinh tán ,1 Mặt phía bánh đà , 2.Mặt phía mâm

ép

( Hình 3.4)

- Xơng đĩa thờng đợc chế tạo bằng thép cacbon 45,65P

và 70… sau khi thực hiện nhiều nguyên công chế tạo cần tôi,thờng trong dầu, ram trong khuôn, để đạt độ cứng 35 ữ

65HRC Quá trình chế tạo phôi đợc kết thúc bằng phôi phát

hoá và kiểm tra các thông số cơ bản Ví dụ độ không phẳngkhông vợt quá 0,4 ữ 0,5mm dới tải trọng 20 ữ 50N

4.3.2 Vòng ma sát.

-Trong quá trình ô tô làm việc khi khởi động, sang sốhoặc khi phanh có hiện tợng trợt ly hợp do đó sinh ra nhiệtlàm cho vòng ma sát bị mòn và có khi bị cháy nếu vòng masát kém chất lợng Vì vậy vòng ma sát có những đặc tínhsau:

- Đảm bảo có hệ số ma sát cần thiết và ổn định khi có

sự thay đổi về nhiệt độ, tốc độ trợt và áp suất

- Trở lại khả năng ma sát ban đầu đợc nhanh chóng saukhi bị nung nóng hay bị làm lạnh

- Làm việc tốt ở nhiệt độ cao

Vật liệu thờng dùng là phêrađô, phêrađôraibet hoặcraibet đồng

Đinh tán: Đây là chi tiết liên kết giữa tấm ma sát với

x-ơng đĩa bị động Đờng kính đợc chọn theo chiều dày tấm

ma sát theo hãng “Pherodo” (Pháp) thì giữa chiều dày tấm

ma sát H và đờng kính D của đinh tián cơ quan hệ sau

đây: Khi H’ = 3mm → D = 2,5 ữ 3mm khi H = 4mm → D = 3

ữ 3,75; Khi H = 5mm → D = 4 ữ 4,5mm

4.3.3 Moayơ:

Moayơ của đĩa bị động đợc lắp với trục ly hợp nhờthen hoa có dạng thân khai chữ nhật Tất cả đợc tiêu chuẩnhoá

Moayơ thờng đợc chế tạo từ thép 35,40 sau khi thấmnitơ cacbon, tôi đến độ cứng 70HRC

2 1

3 4 5

4.3.4 Giảm chấn

Khi mômen động cơ thay đổi thì rất có thể có sự dao

động này trùng với tần số dao động riêng của chi tiết nào đótrong hệ thống truyền lực, dẫn đến những dao động cộnghởng cho hệ thống này, kéo theo có thể phá huỷ chi tiếthoặc động học của chúng Do vậy phải làm lò xo giảm chấn(hình vẽ trên) để giảm độ cứng của hệ thống truyền lực, do

đó giảm tần số riêng của hệ thống truyền lực và khắc phụccộng hởng ở tần số cao Còn tránh đợc cộng hởng ở tần sốthấp ngời ta làm chi tiết ma sát để thu năng lợng của các dao

động ở tần số này

Chuơng 2 tính toán thiết kế

1 Giới thiệu xe tham khảo và phân tích đặc điểm

kết cấu ly hợp của xe tham khảo :

1.1 giới thiệu về xe tham khảo:

Xe tham khoả là xe Focus 2.0LMT là loai xe con 5 chỗ Là xe dùng động cơ xăng 4 kỳ kiểu Duratec Mô men xoắn cực đạicủa xe là 185 Nm ở vòng quay 4500 vòng/ phút ; công suất cực đại 1107 Kw ở 6000 vòng / phút Tốc độ tối đa 140 km/h.Hộp số 5 số tay Hệ thống phanh trớc dùng đĩa , phanh sau dùng tang trống.Hệ thống treo độc lập

- Thông số kỹ thuật của xe :

Đặc tính kỹ thuật

Trọng lợng không tải KG 1300 Trọng lợng toàn tải KG 1795 Vận tốc lớn nhất

Dài x rộng x cao (mm) 4488 x 1840 x1475 Công suất lớn nhất 107(Kw) ở 6000 (v/ph)Mômen xoắn lớn nhất 185(N.m) ở 4500(v/ph)

1.2 Phân tích đặc điểm kết cấu hệ thống ly hợp

của xe :

-Ly hợp của xe Focus là loại ly hợp ma sát khô thờng đóng 1

đĩa bị động.Với u điểm của loại ly hợp ma sát khô 1 đĩa là làm việc an toàn , thoát nhiệt tốt ,mở dứt khoát, kích thớc nhỏ gọn

-Dẫn động thuỷ lực có trợ lực chân không Với dẫn động thuỷlực u điểm việc bố trí các chi tiết của hệ thống dẫn động linh hoạt , làm việc nhạy ,với trợ lực chân không giảm lực điềukhiển cho ngời lái xe đợc nhẹ nhàng

1.2.1.Kết cấu cụm ly hợp của xe:

17 15

14 13 12 11

27

Hình 4.1 Cụm kết cấu ly hợp

1-vỏ ngoài ,2-vành răng ,3-vỏ ly hợp ,4-đinh tán ,5-ổ bi cầu ,6-trục khuỷu , 7-trtục ly hợp ,9-đinh tán ,10-tấm ma sát ,11-tấm ma sát ,12-bánh đà , 3- bulông ,14-vỏ ly hợp, 15-đinh tán ,16-lò xo màng ,17-đĩa ép ,18-moayơ , 19-

bi T, 20-càng mở ,21-bạc lót ,22-ổ bi ,23-bánh răng liền trục ,24-bulông M6 , 25-lò xo giảm chấn ,26-tấm đệm ,27-thanh đàn hồi.

*Nguyên lý hoạt động :

-khi đóng ly hợp :ngời lái không đạp chân vào bàn đạp ly hợp ,không còn lực tác dụng lên đầu đòn mở Lò xo ép sẽ ép

đĩa 17 vào đĩa bị động vào bánh đà thông qua bề mặt

ma sát mô men đợc truyền từ bánh đà theo 2 đờng

Đờng thứ nhất : từ bánh đà qua bề mặt ma sát phía bên tráI của đĩa bị động

Đờng thứ 2 : mô men truyền qua vỏ trong ly hợp qua thanh

đàn hồi 27 đén đĩa ép thông qua bề mặt ma sát phía benphảI của đĩ bị động và mô men đợc truyền từ đĩa ép sang đĩa bị động

Vậy cả 2 con đờng mô men truyền tới đĩa bị động đến moay ơ và tới trục ly hợp

-khi mở ly hợp : ngời lái đạp chân vào bàn đạp thông qua

hệ thống dẫn động Lực ngời lái tác động vào đòn mở ly hợp làm ép bi tì vào tì vào đĩa lò xo và lò xo tác dụng nh đòn

mở này quay quoanh đinh tán không ép đĩa ép nữa Ly hợp

Kết cấu cụm đĩa bị động :

+ Đĩa ma sát gồm 2 tấm ma sát và xơng đĩa đợc ghép với nhau bằng đinh tán Xơng đĩa làm bằng thép mỏng có rãnh chia xơng đĩa thành những hình rẻ quạt đều nhau tác dụnglàm giảm độ cứng tăng đanf hồi ,giảm khối lợng và hạn chế cong vênh khi đĩa ma sát quá nóng

Trên tấm ma sát có dạng hình vành khăn ,bề mặt lắp với

x-ơng đĩa làm trơn ,bề mặt bên kia có khía rãnh hớng tâm ,nghiêng đẻ thoát nhiệt và thoát 1 phần vất liệu bị do cọ sát tạo ra

+ Các đinh tán làm bằng đồng

+Moay ơ dùng để truyền mo men xoắn từ đĩa bị động tới trục ly hợp mặt trong moay ơ có gia công rãnh then hoa loại hình chữ nhật Nó đợc lắp then hoa với trục ly hợp để có thể

đến sức ép do lò xo àng tạo ra Lực cần tác dụng để mở ly hợp nhẹ hơn lò xo trụnvà giảm đợc việc không cần dùng đòn

mở Vì vậy đơn giản đi mốt số kết cấu ,khối lợng cụm ly hợpgiảm đi

Lò xo tác dụng nh 1 đòn bẩy nó quoay quanh đinh tán khi

mở ly hợp thì nó tì vào đĩa ép trực tiếp

- Bộ phận truyền mo men từ vỏ ly hợp tới đĩa ép là thanh thép đàn hồi

- Đĩa ép : có dạng khối và khá dày làm bằng gang Nó thu nhiệt vào bản thân rồi toả ra môI trờng không hkí bề nặt tiếp xúc với đĩa ma sát đợc làm nhẵn

- Bánh đà : làm bằng gang hấp thụ nhiệt tạo ra do sự trợt gâyra.tác dung định tâm cho ly hợp ,dự trữ mô men Trên bánh

đà có lắp vành răng khởi đông

1.2.2 Dẫn động ly hợp :

Dẫn động thuỷ lực có trợ lực chân không

8 9

4 3 2 1

10 6

7

Hinh 4.4 Hệ thống dẫn động

Hình 4.5 Cụm bộ trợ lực và xy lanh chính

*nguyên lý làm việc:

-khi mở ly hợp :

Khi ngời láI tác dụng lên bàn đạp 12 làm cần đẩy 32 dịch chuyển sang trái đẩy van khí mở ra đồng thời đóng van

điều khiển 26 đóng van chaan không lại ,lúc này khoang B

đợc nối thông với khoang chân không A tạo ra sự chênh áp giữa khoang A và khoang B làm cho van chân không chuyển

động sang tráiđẩy ty đẩy của piston xy lanh chính 7 sang trái , do đó piston của xu lanh chính 7 dồn dầu theo ống dẫn sang xy lanh công tác 2 và sinh lực tác dụng lên piston của nó

đẻ đẩy cang mở ép bi tỳ vao lò xo màng mở ly hợp

-Khi đóng ly hợp:

Khi ngời lái thôi tác dụng vào bàn đạp nhờ hệ thống lò xo hồi

vị làm cho bàn đạp 12 cần đẩy 32 ,van khí trở về vị trí ban đầu ,lúc này van khí ép chặt vào van điều khiển đến

24 25 26 27

28 29 A

B

E K

G

mức mở van chân không ra Kết quả là khoang chân không

A nối thông với khoang B ,khoang B không thông với khoang khí trời nữa

Nhờ các lò xo hồi vị mà hệ thống trở về vị trí ban đầu

piston của xy lanh công tác kéo càng mở 8 về vị trí ban

đầu.Dẫn đến càng mở 8 không chạm vào lò xo màng nữa ,nh vậy lò xo màng và đĩa ép trở về vị trí ban đầu

-khi ngời lái dừng chân ở 1 vị trí nào đố thì van màng cao su vẫn dịch chuyển 1 chút và kéo van chân

không 13 đI theo neen đẩy van điều khiển ép chặt vào khí ddóng van khí Lúc này van khí và van chân không

đều dduwowcj đóng lại ,và không khí trong khoang b không

đổi sự chênh áp giữa 2 khoang A và khoang B là ổn định cùng với lực đần hồi của lò xo mà đĩa ép đợc giữ nguyên vị trí nhất định

2 Tính toán thiết kế hệ thống ly hợp :

2.1 Xác định mômen ma sát của ly hợp đợc tính theo công thức sau:

Mc = β.Memax.Trong đó:

đĩa ma sát (dẫn đến tăng kích thớc, khối lợng ly hợp) vàtránh đòi hỏi lực tác dụng lên đĩa ma sát lớn và để tránhcho hệ thống truyền lực bị quá tải khi chế độ làm việc bấtthờng.

Dựa theo tiêu trí trên và dựa theo kinh nghiệm ta chọn.Với ôtô con : β = 1,3 ữ 1,75: chọn β = 1,4

Mômen lớn nhất của động cơ : Memax = 197 (Nm)

D2: Đờng kính ngoài đĩa ma sát

C: Hệ số kinh nghiệm , C = 4,7 với ôtô con

Memax = 185 (Nm)

7,4

18516,3

2 2

Lấy D2=22 cm

Đờng kính trong D1 chọn theo: D1 = (0,53 ữ 0,75) D2

Khi đĩa ma sát quay với vận tốc góc ω nào đó, vận tốctiếp tuyến ở một điểm x bất kỳ V x = ω R x điều đó có nghĩa

là vận tốc trợt ở mép trong của đĩa nhỏ hơn vận tốc ở mép

ngoài của đĩa , do vậy phía trong đĩa sẽ ít mòn hơn phíangoài .Sự chênh lệch càng lớn khi sự chênh lệch bán kínhtrong ngoài càng lớn Vì vậy với động cơ có số vòng quaythấp nên lấy D1=0,53 D2 , còn động cơ có số vòng quay caolấy D1=0,75D2.

Xe thiết kế chạy bằng xăng, số vòng quay động cơ

t-ơng đối cao nên lấy D1 ở trị số lớn:

D1 = 0,7D2 = 0,7.22 = 15,4 (cm) Vậy ta chọn kích thớc đờng kính trong và ngoài đĩa

P

M i

tb

c tb

c

2

2 1

2 2

3 1

3 2

3

2

R R

R R

801102

Tra bảng 3 Sách hớng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp của

ôtô", với nguyên liệu làm các bề mặt là gang với phêrađô → tachọn hệ số ma sát :

185[

M

2 tb

c

àπ

.3,0.03,0.095,0.14,3.2

1852

M

2 tb

c

àπ

Vậy q < [q]

Bề mặt ma sát bảo đảm đủ độ bền cho phép

2.2.3 Xác định công trợt sinh ra trong quá trình đóng

ly hợp