THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP XE 8 TẤN

MỤC LỤC Trang Lời nói đầu Chƣơng : Tổng quan hệ thống ly hợp ôtô Công dụng, phân loại yêu cầu ly hợp Cấu tạo nguyên lý làm việc ly hợp ma sát khô Chƣơng : Lựa chọn phƣơng án thiết kế Các thông số tham khảo xe ôtô tải 13 Phân tích, lựa chọn kết cấu cụm ly hợp 16 Phân tích, lựa chọn hệ dẫn động điều khiển ly hợp 23 Chƣơng : Nội dung tính tốn thiết kế Tính tốn thơng số ly hợp 1.1 Xác định mômen ma sát ly hợp 31 1.2 Xác định kích thƣớc ly hợp 31 1.3 Xác định công trƣợt sinh trình đóng ly hợp 33 1.4 Tính tốn sức bền số chi tiết chủ yếu ly hợp 36 Tính tốn hệ dẫn động điều khiển ly hợp 2.1 Nguyên lý hoạt động hệ dẫn động điều khiển ly hợp 50 2.2 Xác định kích thƣớc hệ dẫn động điều khiển ly hợp 54 2.3 Tính thiết kế van phân phối 61 2.2 Tính thiết kế lò xo 65 Chƣơng : Quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết 72 Chƣơng : Những hƣ hỏng thƣờng gặp hệ thống ly hợp 81 Kết luận chung 86 Tài liệu tham khảo 87 Lời nói đầu Giao thơng vận tải chiếm vị trí quan trọng kinh tế quốc dân, đặc biệt nƣớc có kinh tế phát triển Có thể nói mạng lƣới giao thông vận tải mạch máu quốc gia, quốc gia muốn phát triển thiết phải phát triển mạng lƣới giao thông vận tải Trong hệ thống giao thông vận tải ngành giao thông đƣờng đóng vai trị chủ đạo phần lớn lƣợng hàng ngƣời đƣợc vận chuyển nội địa ôtô Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật, ngành ôtô ngày phát triển Khởi đầu từ ôtô thô sơ nghành cơng nghiệp ơtơ có phát triển vƣợt bậc nhằm đáp ứng yêu ngƣời Những ôtô ngày trở nên đẹp hơn, nhanh hơn, an toàn hơn, tiện nghi hơn…để theo kịp với xu thời đại Theo mục tiêu, định hƣớng phát triển ngành ôtô nƣớc ta, loại xe tải đến 20 đặt chiếm tỷ trọng từ 13% đến 15% tổng số ôtô chiếm khoảng 30% đến 35% tổng số xe tải Vì nghiên cứu đề tài phục vụ cho sản xuất, cải tiến cụm chi tiết cho xe tải nhiệm vụ đặt phù hợp với phát triển ngành Công nghiệp ôtô nƣớc ta giai đoạn Mục tiêu đề tài tốt nghiệp tính tốn thiết kế hệ thống ly hợp cho xe ôtô tải sở xe ôtô MA-5335 Hệ thống ly hợp xe ôtô cụm chi tiết chịu ảnh hƣởng lớn điều kiện địa hình, mơi trƣờng khí hậu nhiệt độ Cụm ly hợp lắp xe MA-5335 loại ly hợp ma sát khơ hai đĩa thƣờng đóng Các lị xo ép đƣợc bố trí xung quanh, có hệ dẫn động điều khiển khí có cƣờng hóa khí nén Việc nắm vững phƣơng pháp tính tốn thiết kế, quy trình vận hành, tháo lắp điều chỉnh, bảo dƣỡng cấp sửa chữa lớn ly hợp việc cần thiết Từ ta nâng cao khả vận chuyển, giảm giá thành vận chuyển, tăng tuổi thọ xe, đồng thời giảm cƣờng độ lao động cho ngƣời lái Với nỗ lực thân, đồ án em hoàn thành thời hạn đƣợc giao Do lần thiết kế tính tốn với khối lƣợng kiến thức tổng hợp cịn có mảng chƣa nắm vững dù cố gắng tham khảo tài liệu giảng mơn có liên quan song đồ án em tránh đƣợc sai sót Hơn hạn chế trình độ thời gian, kinh nghiệm thực tế cịn thiếu, số vấn đề mà em chƣa thể sâu vào chi tiết đƣợc mà em dùng thông số tham khảo xe MA3 – 5335 Em mong với bảo đóng góp ý kiến thầy giáo môn, đồ án em đƣợc hoàn thiện nữa, giúp em vững vàng bƣớc đƣờng cơng tác sau Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy giáo môn, đặc biệt thầy giáo Nguyễn Tiến Dũng trực tiếp hƣớng dẫn, bảo tận tình giúp em hoàn thành nhiệm vụ đƣợc giao Hà Nội, Ngày 30 tháng 05 năm 2009 Sinh viên thiết kế Nguyễn Xuân Hà CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LY HỢP TRÊN ÔTÔ CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU CỦA LY HỢP 1.1 Công dụng ly hợp Ly hợp cụm hệ thống truyền lực ôtô Ly hợp phận liên kết động hệ thống truyền lực, ly hợp ôtô đƣợc bố trí sau động cơ, trƣớc hộp số Nó có cơng dụng: + Nối động với hệ thống truyền lực ôtô di chuyển + Ngắt động khỏi hệ thống truyền lực trƣờng hợp ôtô khởi hành chuyển số + Đảm bảo cấu an toàn cho chi tiết hệ thống truyền lực không bị tải (nhƣ trƣờng hợp phanh đột ngột không nhả ly hợp) Ở hệ thống truyền lực khí với hộp số có cấp, việc dùng ly hợp để tách tức thời động khỏi hệ thống truyền lực làm giảm va đập đầu răng, khớp gài, làm cho trình đổi số đƣợc dễ dàng Khi nối êm dịu động làm việc với hệ thống truyền lực (lúc ly hợp có trƣợt) làm cho mơmen bánh xe chủ động tăng lên từ từ Do đó, xe khởi hành tăng tốc êm Còn phanh xe đồng thời với việc tách động khỏi hệ thống truyền lực, làm cho động hoạt động liên tục (khơng bị chết máy) Do đó, khơng phải khởi động động nhiều lần 1.2 Phân loại ly hợp Ly hợp ôtô thƣờng đƣợc phân loại theo cách: + Phân loại theo phƣơng pháp truyền mômen + Phân loại theo trạng thái làm việc ly hợp + Phân loại theo phƣơng pháp phát sinh lực ép đĩa ép + Phân loại theo phƣơng pháp dẫn động ly hợp 1.2.1 Phân loại theo phương pháp truyền mômen Theo phƣơng pháp truyền mômen từ trục khuỷu động đến hệ thống truyền lực ngƣời ta chia ly hợp thành loại sau : * Loại 1: Ly hợp ma sát - ly hợp truyền mômen xoắn bề mặt ma sát, gồm loại sau : + Theo hình dáng bề mặt ma sát gồm có : - Ly hợp ma sát loại đĩa (một đĩa, hai đĩa nhiều đĩa) - Ly hợp ma sát loại hình nón - Ly hợp ma sát loại hình trống Hiện nay, ly hợp ma sát loại đĩa đƣợc sử dụng rộng rãi, có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo khối lƣợng phần bị động ly hợp tƣơng đối nhỏ Cịn ly hợp ma sát loại hình nón hình trống đƣợc sử dụng, phần bị động ly hợp có trọng lƣợng lớn gây tải trọng động lớn tác dụng lên cụm chi tiết hệ thống truyền lực + Theo vật liệu chế tạo bề mặt ma sát gồm có : - Thép với gang - Thép với thép - Thép với phêrađô phêrađô đồng - Gang với phêrađô - Thép với phêrađô cao su + Theo đặc điểm mơi trƣờng ma sát gồm có : - Ma sát khô - Ma sát ƣớt (các bề mặt ma sát đƣợc ngâm dầu) Ƣu điểm ly hợp ma sát : kết cấu đơn giản, dễ chế tạo Nhƣợc điểm ly hợp ma sát : bề mặt ma sát nhanh mòn tƣợng trƣợt tƣơng trình đóng ly hợp, chi tiết ly hợp bị nung nóng nhiệt tạo phần cơng ma sát Tuy nhiên ly hợp ma sát đƣợc sử dụng phổ biến ôtô ƣu điểm * Loại 2: Ly hợp thủy lực - ly hợp truyền mômen xoắn lƣợng chất lỏng (thƣờng dầu) Ƣu điểm ly hợp thủy lực : làm việc bền lâu, giảm đƣợc tải trọng động tác dụng lên hệ thống truyền lực dễ tự động hóa q trình điều khiển xe Nhƣợc điểm ly hợp thủy lực : chế tạo khó, giá thành cao, hiệu suất truyền lực nhỏ tƣợng trƣợt Loại ly hợp thủy lực đƣợc sử dụng ơtơ, đƣợc sử dụng số loại xe ôtô du lịch, ôtô vận tải hạng nặng vài ôtô quân * Loại : Ly hợp điện từ - ly hợp truyền mômen xoắn nhờ tác dụng từ trƣờng nam châm điện Loại đƣợc sử dụng xe ôtô * Loại : Ly hợp liên hợp - ly hợp truyền mômen xoắn cách kết hợp hai loại kể (ví dụ nhƣ ly hợp thủy cơ) Loại đƣợc sử dụng xe ôtô 1.2.2 Phân loại theo trạng thái làm việc ly hợp Theo trạng thái làm việc ly hợp ngƣời ta chia ly hợp thành loại sau : + Ly hợp thƣờng đóng : loại đƣợc sử dụng hầu hết ôtô + Ly hợp thƣờng mở: loại đƣợc sử dụng số máy kéo bánh nhƣ C-80, C-100, MTZ2 1.2.3 Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép đĩa ép Theo phƣơng pháp phát sinh lực ép đĩa ép ngồi ngƣời ta chia loại ly hợp sau : Loại : Ly hợp lò xo - ly hợp dùng lực lò xo tạo lực nén lên đĩa ép, gồm loại sau : + Lò xo đặt xung quanh : lò xo đƣợc bố trí vịng trịn đặt hai hàng + Lò xo trung tâm (dùng lị xo cơn) Theo đặc điểm kết cấu lị xo dùng lị xo trụ, lị xo đĩa, lị xo Trong loại ly hợp dùng lị xo trụ bố trí xung quanh đƣợc áp dụng phổ biến ôtô nay, có ƣu điểm kết cấu gọn nhẹ, tạo đƣợc lực ép lớn theo yêu cầu làm việc tin cậy Loại : Ly hợp điện từ - lực ép lực điện từ Loại : Ly hợp ly tâm - loại ly hợp sử dụng lực ly tâm để tạo lực ép đóng mở ly hợp Loại đƣợc sử dụng ôtô quân Loại : Ly hợp nửa ly tâm - loại ly hợp dùng lực ép sinh ngồi lực ép lị xo cịn có lực ly tâm trọng khối phụ ép thêm vào Loại có kết cấu phức tạp nên sử dụng số ôtô du lịch nhƣ ZIN-110, POBEDA 1.2.4 Phân loại theo phương pháp dẫn động ly hợp Theo phƣơng pháp dẫn động ly hợp ngƣời ta chia ly hợp thành loại sau : + Loại : Ly hợp điều khiển tự động + Loại : Ly hợp điều khiển cƣỡng Để điều khiển ly hợp ngƣời lái phải tác động lực cần thiết lên hệ dẫn động ly hợp Loại đƣợc sử dụng hầu hết ôtô dùng ly hợp loại đĩa ma sát trạng thái ln đóng Theo đặc điểm kết cấu, ngun lý làm việc hệ dẫn động ly hợp ngƣời ta lại chia thành loại sau : + Dẫn động khí + Dẫn động thủy lực khí kết hợp + Dẫn động trợ lực : trợ lực khí (dùng lị xo), trợ lực khí nén trợ lực thủy lực Nhờ có trợ lực mà ngƣời lái điều khiển ly hợp dễ dàng, nhẹ nhàng 1.3 Yêu cầu ly hợp Ly hợp cụm hệ thống truyền lực ơtơ, làm việc ly hợp phải đảm bảo đƣợc yêu cầu sau : + Truyền hết mômen động xuống hệ thống truyền lực mà không bị trƣợt điều kiện làm việc Muốn mơmen ma sát ly hợp phải lớn mơmen cực đại động (có nghĩa hệ số dự trữ mômen  ly hợp phải lớn 1) + Đóng ly hợp phải êm dịu, để giảm tải trọng va đập sinh hộp số khởi hành ôtô sang số lúc ôtô chuyển động + Mở ly hợp phải dứt khốt nhanh chóng, tách động khỏi hệ thống truyền lực thời gian ngắn (vì mở khơng dứt khốt làm cho khó gài số đƣợc êm dịu) + Mơmen qn tính phần bị động ly hợp phải nhỏ để: giảm tải trọng động tác dụng lên bánh đồng tốc sang số ; nhanh chóng có đồng tốc bánh chủ động bánh bị động hộp số gài số đƣợc êm dịu, giảm va đập lên bánh + Mô men ma sát không đổi ly hợp trạng thái đóng + Điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ tránh gây mệt mỏi cho ngƣời lái xe + Các bề mặt ma sát phải thoát nhiệt tốt + Giá thành ly hợp rẻ, tuổi thọ cao, kết cấu đơn giản kích thƣớc nhỏ gọn, dễ tháo lắp sửa chữa bảo dƣỡng + Ly hợp làm nhiệm vụ phận an toàn để tránh tải cho hệ thống truyền lực Ly hợp có khả trƣợt bị tải Tất yêu cầu trên, đƣợc đề cập đến trình chọn vật liệu, thiết kế tính tốn chi tiết ly hợp CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA LY HỢP MA SÁT KHÔ 2.1 Sơ đồ cấu tạo ly hợp loại đĩa ma sát khô 2.1.1 Ly hợp ma sát khô đĩa - bánh đà - đĩa ma - đĩa ép - lò xo ép - vỏ ly hợp - bạc mở - bàn đạp - lò xo hồi vị bàn đạp - địn kéo 10 - mở Hình 1.1 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô đĩa 11 - bi "T" ; 12 - đòn mở ; 13 - lò xo giảm chấn 2.1.2 Ly hợp ma sát khơ hai đĩa - bánh đà - lị xo đĩa ép trung gian - đĩa ép trung gian - đĩa ma sát - đĩa ép ngồi - bulơng hạn chế - lị xo ép - vỏ ly hợp - bạc mở 10 - trục ly hợp 11 - bàn đạp Hình 1.2 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô hai đĩa 12 - lò xo hồi vị bàn đạp ly hợp ; 13 - kéo ; 14 - mở 15 - bi "T" 16 - đòn mở ; 17 - lò xo giảm chấn ; 2.2 Cấu tạo chung ly hợp loại đĩa ma sát khô Đối với hệ thống ly hợp, mặt cấu tạo ngƣời ta chia thành phận : ; + Cơ cấu ly hợp : phận thực việc nối ngắt truyền động từ động đến hệ thống truyền lực + Dẫn động ly hợp : phận thực việc điều khiển đóng mở ly hợp Trong phần này, ta xét cấu tạo cấu ly hợp, gồm phần : bánh đà, đĩa ma sát đĩa ép + Nhóm chi tiết chủ động gồm bánh đà, vỏ ly hợp, đĩa ép, đòn mở lò xo ép Khi ly hợp mở hồn tồn chi tiết thuộc nhóm chủ động quay bánh đà + Nhóm chi tiết bị động gồm đĩa ma sát, trục ly hợp Khi ly hợp mở hoàn toàn chi tiết thuộc nhóm bị động đứng yên Theo sơ đồ cấu tạo Hình 1.1 - vỏ ly hợp đƣợc bắt cố định với bánh đà bulơng, đĩa ép dịch chuyển tịnh tiến vỏ có phận truyền mơmen từ vỏ vào đĩa ép Các chi tiết bánh đà 1, đĩa ép 3, lò xo ép 4, vỏ ly hợp đƣợc gọi phần chủ động ly hợp chi tiết đĩa ma sát đƣợc gọi phần bị động ly hợp Các chi tiết lại thuộc phận dẫn động ly hợp Đối với số ôtô vận tải cần phải truyền mômen lớn ngƣời ta sử dụng ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động So với ly hợp ma sát khơ đĩa bị động ly hợp ma sát khơ hai đĩa bị động có ƣu nhƣợc điểm sau : + Nếu kích thƣớc đĩa bị động lực ép nhƣ ly hợp hai đĩa truyền đƣợc mơmen lớn ly hợp đĩa + Nếu phải truyền mômen nhƣ ly hợp hai đĩa có kích thƣớc nhỏ gọn ly hợp đĩa + Ly hợp hai đĩa đóng êm dịu nhƣng mở lại dứt khoát ly hợp đĩa + Ly hợp hai đĩa có kết cấu phức tạp ly hợp đĩa Theo sơ đồ cấu tạo Hình 1.2 - bao gồm phận chi tiết nhƣ ly hợp đĩa Điểm khác biệt ly hợp hai đĩa có hai đĩa ma sát liên kết then hoa với trục ly hợp 10 Vì có hai đĩa ma sát nên ngồi đĩa ép cịn có thêm đĩa ... viên thiết kế Nguyễn Xuân Hà CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LY HỢP TRÊN ÔTÔ CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU CỦA LY HỢP 1.1 Công dụng ly hợp Ly hợp cụm hệ thống truyền lực ôtô Ly hợp phận liên kết... Loại : Ly hợp điện từ - lực ép lực điện từ Loại : Ly hợp ly tâm - loại ly hợp sử dụng lực ly tâm để tạo lực ép đóng mở ly hợp Loại đƣợc sử dụng ơtơ qn Loại : Ly hợp nửa ly tâm - loại ly hợp dùng... khiển ly hợp phổ biến nhƣ sau: 3.1 Phƣơng án : Dẫn động điều khiển ly hợp khí Bạc mở Càng mở ly hợp Cần ngắt ly hợp Cần trục bàn đạp ly hợp Thanh kéo hệ dẫn động ly hợp Lò xo hồi vị Bàn đạp ly hợp