Lực ép cần thiết lên đĩa để truyền được moment ma sát Mms
ms tb e ct z R M F . . max = = 1,5.300 0,25.0,1.4 = 4714 (N)
2.3.3.1. Xác định công trượt của ly hợp
e Me Je Mms Ma a Ja M e e (t) a (t) Ma e = a a t t1 t2 .Memax Mms (t)
Quá trình đóng êm dịu ly hợp bao giờ cũng kèm theo sự trượt ly hợp giữa các đôi bề mặt ma sát. Sự trượt của ly hợp làm cho các bề mặt ma sát mòn, đồng thời sinh nhiệt nung nóng các chi tiết tiếp xúc với các bề mặt trựơt. Nếu cường độ trượt quá mạnh sẽ làm mòn nhanh các bề mặt ma sát và nhiệt sinh ra sẽ rất lớn, có thể làm cháy cục bộ các tấm ma sát, làm nung nóng lò xo ép từ đó có thể làm giảm khả năng ép của chúng.
Vì vậy, việc xác định công trượt, công trượt riêng để hạn chế sự mòn, khống chế nhiệt độ cực đại nhằm bảo đảm tuổi thọ cho ly hợp là hết sức cần thiết [5].
Để đánh giá tuổi thọ của ly hợp theo điều kiện trượt, người ta dùng chỉ tiêu công trượt riêng lr. Được xác định bằng công trượt trên một đơn vị diện tích làm việc của các bề mặt ma sát [7].
𝑙𝑟 = 𝐿
𝑧𝑚𝑠.𝜋.(𝑅22− 𝑅12) ( 2.3.3.1)
Trong đó:
L: Công trượt tổng cộng của ly hợp (Jun) zms: Số đôi bề mặt ma sát
R2: Bán kính ngoài hình vành khăn bề mặt ma sát (m) R1: Bán kính trong hình vành khăn của bề mặt ma sát (m)
Sự trượt của ly hợp diễn ra ngay sau khi gài số và thực hiện đóng ly hợp. Điều đó có thể xảy ra lúc xe đang chạy hoặc khi bắt đầu khởi hành xe. Trong đó, trường hợp xe bắt đầu khởi hành sẽ có công trượt lớn nhất vì lúc này sự chênh lệch tốc độ giữa bánh đà động cơ và tốc độ trục ly hợp là lớn nhất. Sự trượt ly hợp có hai trường hợp: sự trượt ly hợp do đóng ly hợp đột ngột hoặc sự trượt ly hợp do đóng ly hợp từ từ.
Khi đóng ly hợp đột ngột: làm cho đĩa ép lao nhanh vào đĩa bị động, thời gian trượt ngắn nhưng lực ép tăng lên nhanh làm xe bị giật mạnh, gây tải trọng động lớn đối với hệ thống truyền lực (do quán tính lao vào của đĩa ép, làm tăng
thêm lực ép, moment ma sát ly hợp tăng lên và do vậy ly hợp có thể cho phép truyền qua nó một moment quán tính lớn hơn moment ma sát).
Khi đóng ly hợp từ từ: tạo được sự êm dịu cần thiết cho ly hợp và hệ thống truyền lực. Đó là một trong những yêu cầu quan trọng của ly hợp nhằm bảo đảm tính êm dịu và không sinh ra va đập cho hệ thống truyền lực. Tuy nhiên, đóng ly hợp từ từ làm cho thời gian trượt kéo dài và công trượt sẽ tăng lên [7]. Công trượt L: 𝐿 = 𝑀𝑎. (𝜔𝑒 − 𝜔𝑎). (𝑡1 2 + 2 3𝑡2) + 1 2𝐽𝑎. (𝜔𝑒 − 𝜔𝑎)2 ( 2.3.3.2) 2.3.3.2. Moment quán tính quy dẫn Ja (kg.m2)
Moment quán tính quy dẫn được xác định trong điều kiện cân bằng động năng khi ô tô đang chuyển động:
𝐽𝑎 = (𝐺𝑎− 𝐺𝑚
𝑔 ) . 𝑟𝑏𝑥2
(𝑖ℎ.𝑖𝑝.𝑖𝑜)2. 𝛿𝑡 ( 2.3.3.3)
Trong đó:
Ga: Trọng lượng toàn bộ của ô tô (N)
Gm: Trọng lượng toàn bộ của rơ mooc hoặc xe kéo theo (N) g: Gia tốc trọng trường, g=9,81 (m/s2)
rbx: Bán kính làm việc của bánh xe chủ động (m) ih: Tỷ số truyền của hộp số. ih = 3,454
ip: Tỷ số truyền của hộp số phụ. ip = 1
io: Tỷ số truyền của truyền lực chính. io = 4,51
δt: Hệ số tính đến các khối lượng chuyển động quay trong hệ thống truyền lực. δt = 1,05 – 1,06. Ta chọn δt = 1,05.
𝐽𝑎 = (17950
9,81 ) . 0,452
3,454.1.4,512. 1,05 = 1,6 (J)
2.3.3.3. Moment cản chuyển động quy dẫn Ma (Nm)
Moment cản chuyển động quy dẫn về trục ly hợp được tính theo [7]. 𝑀𝑎 = ((𝐺𝑎 + 𝐺𝑚). 𝜓 + 𝑃𝜔). 𝑟𝑏𝑥
𝑖𝑡.𝜂𝑡 ( 2.3.3.4)
Trong đó:
𝜓 : Hệ số cản tổng cộng của đường. Hệ số cản tổng cộng của đường là tổng của hệ số cản lăn f và độ dốc của mặt đường i. Thông thường mặt đường thử nghiệm là mặt đường nằm ngang nên i = 0. Vậy nên 𝜓 = f. Chọn 𝜓 = 0,015
Kết cấu mặt đường Trạng thái mặt đường Hệ số cản lăn f Bê tông nhựa và bê tông xi
măng Tốt 0,012 – 0,018 Trung bình 0,018 – 0,02 Lát đá Tốt 0,02 – 0,022 Trung bình 0,022 – 0,025 Rải đá Tốt 0,025 – 0,03 Trung bình 0,03 – 0,035 Đá dăm 0,023 – 0,025 Đất nện chặt Khô 0,025 – 0,035 Ướt 0,05 – 0,15 Đất cát Khô 0,1 – 0,3 Ướt 0,08 – 0,1 Bảng 2.3 Hệ số cản tổng cộng của đường
𝑃𝜔: Lực cản của không khí. Khi khởi hành thì 𝑃𝜔 = 0 ( vì tốc độ quá nhỏ).
𝑖𝑡: Tỷ số truyền chung của hệ thống truyền lực (𝑖𝑡 = 𝑖ℎ1. 𝑖𝑝. 𝑖𝑜). ηt: Hiệu suất thuận của hệ thống truyền lực. Chọn ηt = 0,93.
Loại xe Giá trị trung bình của ηt
Ô tô du lịch 0,93
Ô tô tải với truyền lực chính một cấp 0,89 Ô tô tải với truyền lực chính hai cấp 0,85
Máy kéo 0,88
Bảng 2.4 Hiệu suất thuận của hệ thống truyền lực
𝑀𝑎 = ((17950 + 0). 0,015 + 0). 0,45
15,57754.0,93 = 7,23 (Nm)
2.3.3.4. Thời gian trượt ly hợp trong các giai đoạn (t1 và t2)
Tính theo thời gian trượt tổng cộng của ly hợp t0:
Thời gian đóng ly hợp êm dịu t0 = 1,1 – 2,5 (s) (chọn thời gian càng lớn thì quá trình đóng ly hợp càng êm dịu nhưng công trượt sẽ tăng) chọn t0
= 2,5 [7]. Ta có:
𝑡0 = 𝑘đ.𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥.(𝜔𝑒− 𝜔𝑎).2.𝐽𝑎
(𝑘đ.𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥− 𝑀𝑎)2 ( 2.3.3.5)
Trong đó:
𝜔𝑒: tốc độ góc động cơ khi đóng ly hợp, khi tính toán lấy bằng tốc độ góc ứng với moment cực đại. Ta có nemax = 4000.
𝜔𝑒 = nemax.ℼ/30 = 418,88 (rad/s)
𝜔𝑎: Tốc độ góc trục ly hợp. Do tính cho lúc khởi hành xe nên 𝜔𝑎 = 0 Từ công thức tính t0, ta suy ra hệ số kết thúc trượt ly hợp kđ
Thời gian trượt t1, t2:
𝑡2 = (𝜔𝑒− 𝜔𝑎).2.𝐽𝑎
(𝑘đ.𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥− 𝑀𝑎) = 2,46 𝑡1 = 𝑡2. 𝑀𝑎
(𝑘đ.𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥− 𝑀𝑎) = 0,03
2.3.3.5. Công trượt tổng cộng của ly hợp L
L = Ma. (ωe − ωa). (t1 2 + 2 3t2) + 1 2Ja. (ωe − ωa) 2 L = 145538,7 (J) 𝑙𝑟 = 𝐿 𝑧𝑚𝑠.𝜋.(𝑅22− 𝑅12) = 1543769,7 (KJ/m2)