CHƯƠNG II CƠ SỞ TÍNH TỐN THIẾT KẾ LY HỢP MA SÁT
2.2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ LY HỢP
2.2.2. Dẫn động điều khiển ly hợp
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 đòn mở ly hợp được xác định theo kết cấu, độ bền các đòn 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 lị xo khi mở ly hợp
[A]ư cơng 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 lị xo điều chỉnh ) tính theo biểu thức:
(2.35)
Với: - lực lị 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. Thông
thường bộ điều chỉnh bằng lò 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 địn 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 phép mở ly hợp mà khơng cần đến dịch chuyển của piston.
Hành trình tự do chạy khơng SCK của bà đạp được điều khiển chỉnh khi khơng có áp suất khi nén trong hệ thống:
. . . . . . . . . . . CK c h e c a e c a S m n f d b f d b (2.40)
Đối với xe tải nặng, giá trị m phải điều chỉnh nằm trong khoảng 3,5 mm. Hành trình tồn bộ của bàn đạp ly hợp sẽ là: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . c o h e c a e c a g h e a c m n f d b f d b q n f b d (2.41)
Tỉ số truyền dẫn động nên chọn sao cho khi bộ trợ lực không làm việc, giá trị lực tác dụng lên bàn đạp ly hợp vẫn đảm bảo khả năng mở ly hợp. Đối với xe tải nặng lực tác dụng lên bàn đạp ly hợp đạt đến giá trị (500÷600) N.
Kích thước xuylanh hơi được xác định theo lực ép nhỏ nhất của lò xo ép khi mở ly hợp và áp suất cực đại cho phép.
Đường kính xylanh trợ lực (H1.24) tính theo cơng thức:
min 4 . . . . m P n g D p l q (2.42)
Bảng thông số kỹ thuật xe KIA Cerato tham khảo
STT Thống số Giá trị
1
Kích thước bao (mm) - Chiều dài toàn bộ - Chiều rộng toàn bộ - Chiều cao toàn bộ
4670 1780 1435
2 Chiều dài cơ sở (mm) 2675
3 Trọng lượng (KG) - Khơng tải - Tồn tải 1475 1870 4 Tốc độ cực đại (km/h) 210
5 Động cơ Động cơ xăng 4 kỳ,4 xy lanh
6 Dung tích cơng tác (l) 2,261
7 Tỉ số nén 10,8
8 Công suất cực đại (Kw) 100 ở 6000 vịng/ phút
9 Mơmen xoắn cực đại (N.m) 170 N/m ở 4500 vg/ phút
10 Tỉ số truyền của hộp số: - ở tay số 1 - ở tay số 2 - ở tay số 3 - ở tay số 4 -ở tay số 5 5,125 2,059 1,310 0,970 0,795 11 Tỉ số chuyền ly hợp chính 4,12 12 Kích thước lốp 205/55 R1691V 13 Ly hợp Ma sát 1 đĩa
CHƯƠNG III. TÍNH TỐN THIẾT KẾ LY HỢP MA SÁT CĨ TRỢ LỰC CHO XE DU LỊCH 5 CHỖ NGỒI