Để giảm tối đa ma sát ở các gối tựa đòn mở ly hợp, trên xe tải thường sử dụng ổ bi kim (H.2.10). Nếu một trong các gối tựa cứng (thường ở trên mâm ép) thì gối tựa khác phải có tính tự lựa, nghĩa là cho phép điều chỉnh khoảng tay đòn khi mở chuyển động.
Sự truyền lực từ bạc mở đến địn mở có thể trực tiếp hoặc thơng qua mặt tựa trung gian đến đầu đòn mở. Trong cả hai phương án kết cấu đều phải lưu ý đến khả năng điều chình vị trí đầu địn mở (mặt tựa trung gian) trong mặt phẳng vng góc với trục quay. Thơng thường sự điều chỉnh này được thực hiện bằng cách thay đổi vị trí điểm tựa của các địn mở trên thân ly hợp
Nhằm giảm ồn và rung cho đòn mở ở trạng thái tự do (do khe hở ở các mối lắp), trên các đòn mở được gắn các lò xo hồi 2 để giữa cho đòn mở vẫn ở trạng thái hoạt đóng với một ít lực căng nhỏ (H2.13)
Địn mở ly hợp được chế tạo từ thép cacbon, được tôi và ram hoặc từ gang rèn. Địn mở được tính bền uốn tại tiết diện nguy hiểm.
1- Gối tựa cố định; 2- Vít tựa bạc mở (điều chỉnh được); 3- Chốt kéo; 4- Gối tựa lắc; 5- lị xo hồi
Hình 2. 11. Kết cấu địn mở ly hợp
Hình 2. 12. Sơ đồ tính địn mở lý hợp
Trên hình 2.12 cho sơ đồ lực tác dụng lên địn mở. Tiết diện E-E có mơ men uốn cực đại:
Mu P l1 1. (2.23)
Với: P1
= P nm /
- Phân lực Pm tác dụng lên mỗi đòn mở
n – số đòn mở (với xe du lịch và xe tải nhẹ chọn n = 3; với xe tải lơn chọn n = 4). Ứng suất uốn ở tiết điện E-E:
1 1
u Pl W
Với: W =
2 2
( )
6
b D d
, (cm3) – mô men chống uốn
Giá trị u tính tốn khơng được vượt q giới hạn:
[u] = ( 140÷160) MN/: đối với thép 35,40
[u] = ( 60÷80) MN/: đối với gang rèn
j) Bạc mở ly hợp
1- Đòn mở; 2- Ổ bi; 3- Vòng tựa (bắt trên đòn mở); 4- Bạc than; 5- Trục ly hợp
Hình 2. 13. Phương án kết cấu bạc mở ly hợp
a) Ổ bi hướng kính; b) Ổ bi đỡ chặn; c) Dùng bạc than
Bạc mở ly hợp phải truyền lực lên đòn mở với mất mát cho ma sát nhỏ nhất. Có nhiều loại bạc mở khác nhau, đơi khi người ta sử dụng bạc đỡ chặn bằng than, cho phép bạc mở làm việc bình thường giữa hai kỳ đại tu (xe MZMA-408, ZAZ). Thông dụng nhất hiện nay trên các loại xe ô tô là dùng bạc mở với ổ bi đặc biệt (hướng kính, hướng kính đỡ chặn) có vỏ bảo vệ. Bạc mở được định tâm nhờ điểm tựa trên vỏ ổ bi trục sơ cấp hộp số. Để bôi trơn ổ bi bạc mở và các bề mặt, cần lắp vú mỡ đặt ngoài thân ly hợp với ống mềm dẫn mỡ đến ổ bi.
Ổ bi kín được sử dụng rất rộng rãi ô tô hiện đại. các ổ bi được tra mỡ trước khi lắp lên xe và sử dụng đến kỳ đại tu. Các dạng kết cấu ổ bi bạc mở cho ở hình 2.14, 2.15, 2.16, 2.17.
Hình 2. 14. Ổ bi bạc mở ly hợp ơ tô sảm xuất tại các nhà máy ZIL, GAZ, MAZ, KrAZ Ký hiệu Kích thướ c,m m C [ e n ] v/p [Q] N G N d d1 D D1 H H1 688811C9 55 55,1 83 68,5 90 19,3 13000 4000 25000 4,3 6688911C9 52,4 52,6 76,4 63,5 84,5 19,2 29000 4000 35000 3,9 9588214 K 1C9 70 70,2 98 86 105 19,7 67500 2500 115000 6,8
(C: hệ số tải; [ne]: giới hạn vòng quay; [Q]: tải cho phép; G: trọng lượng)
Khi thiết kế bạc mở, trước tiên phải lưu ý đến việc bảo vệ ổ bi và các bề mặt ma sát khỏi bụi bẩn (thân ly hợp có cửa sổ thơng gió làm mát) và đảm bảo bôi trơi tốt nhất. Bạc mở mau hư chủ yếu là do mài mịn vì bơi trơn kém hoặc bạc bị dơ bẩn.
Để hồi trả bạc mở ly hợp về vị trí ban đầu khi thơi tác dụng lên bàn đạp, thường sử dụng lị xo hồi móc nối bạc mở với nĩa (cần) gạt ly hợp.
Kích thước bạc mở được xác định chủ yếu theo kết cấu, phụ thuộc vào đường kích trục sơ cấp hộp số và kích thước ổ bi. Kiểu loại và kích thước ở bi chọn theo tiêu chuẩn
Hình 2. 15.Ổ bi bạc mở ly hợp ơ tơ GAZ-69, -69A; GAZ-51; GAZ-52A GAZ-53A
GAZ-63; -63A; GAZ-66, -66A
Ký hiệu Kích thướ c, mm C [ e n ] v/p [Q] N G N d d1 D D1 D2 H H1 588911 52,4 52,8 77,4 63,5 84,4 19,2 20,8 29000 4000 35000 3,8
Hình 2. 16. Ổ bi bạc mở ly hợp ô tô VAZ- 2101; VAZ-2102; VAZ-2103; VAZ- 2101
Ký hiệu Kích thướ c, mm C [ e n ] v/p [Q] N G N d D1 D2 D B H H1 560708 (U-732) 40 48,5 45 70 9 14 18 16000 10000 8000 2,5
Hình 2. 17. Ổ bi bạc mở ly hợp ô tô Ural-375, -375D, -377, -377C; KrAZ-214B; KrAZ-219B, 221B, 222B Ký hiệu Kích thước, mm C [ e n ] v/p [Q] N G N d D1 D2 D B H H1 986711 55 68,5 63 90 18,5 19 23 22000 7500 10000 4,02 2.2.2. Dẫn động điều khiển ly hợp
2.2.2.1. Giới thiệu chung
Nhiệm vụ của dẫn động điều khiển ly hợp là truyền tác động từ người lái đĩa ép khi thực hiện đóng hay mở ly hợp.
Dẫn động điều khiển ly hợp đảm bảo:
a- Điều khiển tiện lợi, nhẹ nhàng. Yêu cầu ay thường được đánh giá bằng hai thông số là lực tác dụng lên bàn đạp ( và hành trình bàn đạp (). Đối với các loại xe ô tơ, lực và hành trình bàn đạp khơng được vượt quá giới hạn cho phép:
- Xe tải: =200 N; = 180mm - Xe du lịch: =150 N; = 150mm
b- Ở trạng thái mở hoàn toàn, khoảng hở giữa cá bề mặt ma sát (theo yêu cầu mở dứt khoát) phải nằm trong giới hạn:
�
= (0,75÷1,00) mm đối với mỗi cặp (đơi) bề mặt ma sát.
c- Khi ly hợp đóng hồn tồn, khoảng hở giữa mặt phẳng tiếp xúc đầu các đòn mở và bạc mở phải nằm trong khoảng c=(2÷4) mm (giá trị lớn dùng cho ly hợp lo
Ngoài ra, dẫn động điều khiển ly hợp phải dễ chế tạo, giá thành rẻ, nhẹ, dễ bảo dưỡng, sửa chữa.
Tùy thuộc mức độ tự động hóa q trình điều khiển, dẫn độn điều khiển ly hợp có thể chia ra các loại sau: không tự động, nửa tự động và tự động.
Dẫn động điều khiển ly hợp khơng tự động là loại dẫn động, trong đó hành trình chuyển động của đĩa ép được thực hiện chỉ nhờ vào lực tác động của người lái
Dẫn động điều khiểu ly hợp nửa tự động được hiểu là loại dẫn động, trong đó q trình mở ly hợp được thực hiện bằng năng lượng của động cơ qua tín hiệu của người lái
Dẫn động điền khiển ly hợp tự động là loại dẫn động, trong đó q trình điều khiển ly hợp khộng phụ thuộc vào người lái mà chỉ phụ thuộc vào chế độ làm việc của động cơ và điều khiển chuyển động của ô tô ở từng thời điểm khác nhau. Đối với loại dẫn động này khơng có bàn đạp ly hợp trong khoang người lái.
Trong tài liệu này chúng tôi chỉ đề cập đến hai loại dẫn động điều khiển đầu. Dẫn động điều khiển tự động có thể tham khảo tải liệu khác
2.2.2.2- Dẫn động điều khiển ly hợp khộng tự động
Đây là loại dẫn động điều khiểu thơng dụng nhất, có thể dẫn động bằng cơ khí hoặc cơ thủy- lực kết hợp (cịn gọi là cơ cấu thủy- cơ). Trên hình 2.18 cho sơ đồ động học của dẫn động điều khiển ly hợp cơ khí. Tỷ số truyền của dẫn động điều khiện ly hợp được tính khác nhau tùy thuộc vào sơ đồ dẫn động cơ khí hay dẫn động thủy- cơ.
a) Đẫn động cơ khí
(2.25)
Hình 2. 18.Sơ đồ dẫn động ly hợp cơ khí Hình 2. 19. Sơ đồ dẫn động ly hợp có bộ điều
chỉnh
Tỷ số truyền dẫn động theo hình 2.18, được tính theo cộng thức:
(2.26) Với a, b, c, d là chiều dài làm việc của các tay đòn.
Tỷ số truyền dẫn động điều khiển được xác định ở vị trí khi chiều lực tác dụng vng góc với các thanh địn.
Tỷ số truyền của địn mở ly hợp được xác định theo kết cấu, độ bền các địn mở và ổ bi bạc mở, nó được tính theo cơng thức:
(2.27)
Với e, f là chiều dài tác dụng của các tay đòn.
Khi thiết kế cần đảm bảo sao cho hành trình bàn đạp và lực tác dụng lên bàn đạp nằm trọng khoảng cho phép. Nếu sau khi đã điều chỉnh mà một trong các giá trị này vẫn vượt quá giới hạn cho phép, cần bố trí thêm bộ trợ lực trong dẫn động ly hợp.
Hành trình tổng cộng của bàn đạp ly hợp bằng tổng hành trình làm việc Và hành trình chạy khơng
(2.28) Với là hành trình cho phép của bàn đạp ly hợp, mm.
Hành trình chạy khơng của bàn đạp ly hợp:
(2.29) Với – khoảng hở giữa bạc mở và đầu các đòn mở.
- tổng độ rơ (khe hở) của các khớp nối trong dẫn động ly hợp, có thể lấy = 0 Hành trình làm việc của bàn đạp:
= i..z (2.30)
Với z- số đôi bề mặt ma sát; .z - hành trình đĩa ép
Hành trình tổng cộng của bàn đạp theo sơ đồ hình q.22 được tính:
. . . . . . . . . c . a c e a c S z b d f b d � (2.31) Lực cực đại tác dụng lên bàn đạp mở ly hợp xác định phụ thuộc vào lực cần thiết để tách đĩa ép ra khỏi đĩa ma sát:
(2.32)
Với: - lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp mở ly hợp – lực cực đại tách đĩa ép từ đĩa ma sát
– hiệu suất truyền lực; [ – lực tác dụng lên bàn đạp ly hợp cho phép. Đối với dẫn đọng điều khiển cơ khí thường chọn giá trị = 0,7÷0,8.
Áp dụng cho sơ đồ trên hình 2.18 và 2.19, tính được lực tác dụng lên bàn đạp : (2.33) Khi thiết kế dẫn động điều khiển ly hợp, ngoài việc phải đảm bảo yêu cầu về hành trình bàn đạp cũng như lực tác dụng lên bàn đạp ly hợp, còn phải thỏa mãn giá trị công người lái sinh ra mỗi lần mở ly hợp.
Giá trị cơng mỗi lần mở ly hợp được tính theo bieur thức:
(2.34) Với: A- công mở ly hợp; - lực ép tổng của lò xo khi mở ly hợp
[A]ư công cho phép:
Đối với ô tô du lịch: [A] = 20Nm Đối với ô tô tải: [A] = 30 Nm
Trong trường hợp, nếu công mở ly hợp không vượt quá giá trị cho phép nhưng lực cực đại tác dụng lên bàn đạp vượt quá giới hạn cho phép, thì trong hệ thống cần bố trí thêm bộ phận điều chỉnh (H.2.19)
Nguyên tắc làm việc của bộ điều chỉnh là tích lũy năng lượng của lị xo điều chỉnh ở hành trình chạy khơng và khoảng đầu hành trình làm việc của bàn đạp ly hợp rồi sử dựng năng lượng tích lũy này cho hành trình mở ly hợp cịn lại.
Kết cấu của bộ điều chỉnh kiểu lò xo được thực hiện thành một cụm riêng biệt, trong đó lị xo được nén hoặc kéo với một lực ban đầu. Cụm điều chỉnh được lắp một đầu cào vỏ ly hợp và đầu kia cào bàn đạp ly hợp nhờ khớp xoay. Ở trạng thái chưa làm việc, đường tâm lò xo hướng lệch với tâm quay của bàn đạp, khi mở ly hợp: lò xo bị nén hoặc bị kéo.
Khi bàn đạp xoay, hướng tác dụng của lực lò xo đi qua tâm xoay bàn đạp theo chiều ngược lại, lực bung của lị xo sẽ giuos cho q trình mở ly hợp nhẹ nhàng hơn.
Giá trị cực đại của lực lò xo điều chỉnh ) tính theo biểu thức:
(2.35)
Với: - lực lò xo điều chỉnh ở vị trí bàn đạp tương ứng với lt hợp mở hoàn toàn
– tỷ số truyền và hiệu suất truyền lực từ vị trí điều chỉnh đến đĩa ép. Thơng
thường bộ điều chỉnh bằng lị xo tác dụng lên tay đòn của bàn đạp ly hợp.
b) Dẫn động thủy cơ
Ngày nay, nhiều xe khác và xe tải có động cơ và ly hợp lắp đặt cách xa người lái. Do vậy, nếu tăng chiều dài các thanh đòn dẫn động hay tăng số lượng khớp nối sẽ làm giảm hiệu suất truyền lực, tăng khe hở và giảm độ cứng của cơ cấu. Để khắc phục các nhược điểm của cơ cấu điều khiển ly hợp cơ khí người ta sử dụng cơ cấu điều khiển ly hợp kết hợp thủy lực cơ khí và thủy lực thủy cơ.
Nhược điểm của dẫn động điều khiển thủy cơ là phức tạp hơn và yều cầu bảo dưỡng nhiều hơn.
Sơ đồ nguyên ly dẫn động điều khiển thủy cơ cho trên hình 2.20. Các bộ phận chĩnh của cơ câu gồm: xylanh chính, dẫn động từ bàn đạp dến xylanh con và dẫn động đến đòn mở, ống dẫn dầu.
Hình 2. 20. Sơ đồ cơ cấu điều khiển ly
hợp dẫn động thủy cơ
Hình 2. 21. Sơ đồ cơ cấu điều khiển ly
hợp với dẫn động cớ trợ lực hơi
Tỷ số truyền chung của dẫn động thủy cơ:
(2.36) Với: – tỷ số truyền đòn mở 2 2 2 1 t d i d - tỷ số truyền phần dẫn động thủy lực – tỷ số truyền phần dẫn động cơ khí từ bàn đạp đến bạc mở.
Hành trình tổng cộng của bàn đạp điều khiển ly hợp bằng tổng hành trình chạy khơng và hành trình làm việc .
(2.37) Hành trình chạy khộng được tính theo cơng thức:
(2.38) Với là khoảng hở giữa thanh đẩy xylanh chính và piston cần thiết để bạc mở khơng tì sat vào đầu địn mở. chọn = (0,5 ÷1,5) mm
Lực cực đại tác dụng lên bàn đạp ly hợp tính tương tự như cơ cấu điều khiểu cơ khí.
(2.39) Hiệu suất truyền lực của dẫn động thủy lực thường chọn = (0,8 0,9). Nếu kết quả tính tốn khơng thỏa mãn u cầu về lực ép , cịn cơng mở ly hợp nằm trong khoảng giá trị cho phép thì trong hệ thống cần lắp thêm bộ trợ lực nhằm giảm lực tác dụng lên bàn đạp đến giá trị cho phép.
Dẫn động điều khiển ly hợp nửa tự động được sử dụng khi công mở ly hợp vượt quá giá trị cho phép.
Việc thiết kế dẫn động điều khiển ly hợp nửa tự động phaair đảm bảo khả năng điều khiển ly hợp khi động cơ không làm việc hoặc khi bộ cường hóa bị hư. Mứa độ phức tạp của sơ đồ động học tùy thuộc vào kết cấu ơ tơ có cabin (buồng lái) lật. Khi lật buồng lái, bàn đạp ly hợp và thanh kéo đứng chuyển động cùng buồng lái, xoay quanh khớp A có tâm quay trùng với trục lật của buồng lái.
Nguyên lý làm việc của dẫn động (H.2.20): Khi tác dụng lên bàn đạp ly hợp, thộng qua cơ cấu các thanh đòn dẫn động., vỏ 1 của van hơi sẽ dịch chuyển tương đối so với với thanh đẩy (rỗng) 2 đến hết khoảng hở K. Khi vỏ 1 tiếp tục di chuyển thì thanh đẩy 2 ép và tách van 3 khỏi mặt tựa, tạo khoảng thơng cho khí nén từ bình chứa đến xylanh con 4 mở ly hợp.
Dưới tác dụng của áp lực khí nén, pít tơng đẩy ổ bi về phía mở ly hợp đồng thời đẩy thanh rỗng 2 làm dịch chuyển vỏ van 1. Sự dịch chuyển này tiếp tục đến khi van chạm mặt tựa (đế van) và ngừng cấp khí nén vào xylanh.
Q trình ngược lại xảy ra khi nhả bàn đạp ly hợp. Lúc này thanh đẩy 2 tách khỏi van 3 và buồng trong xylanh thơng với khơng khí. Sự giảm áp trong buồng xylanh làm cho piston chuyển ngược lại, do tác động của lò xo ép và siwj dịch chuyển của thanh đẩy 2 về phía dịch chuyển của vỏ van, đảm bảo sự tùy động của dẫn động.
Khi khơng có áp suất khí nén, vỏ van khí chuyển dịch tương đối so với thanh đẩy đến điểm tựa, triệt tiêu khoảng hở m (H.2.21). sự dịch chuyển tiếp theo của hệ thống tương tự dẫn động điều khiển cơ khí.
Để giảm lực cản, khi mở ly hợp bằng phương pháp cơ khí (trong hệ thống khơng có khí nén) thanh đẩy trong xylanh được chế tạo dạng ống rỗng, nhờ vậy cho