ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ LY HỢP TỰ ĐIỀU CHỈNH KHE HỞ

- KÈM BẢN VẼ CAD (nếu giao dịch qua zalo 0985655837) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ LY HỢP TỰ ĐIỀU CHỈNH KHE HỞ1.Công dụng, yêu cầu1.1.Công dụng ly hợpLy hợp là một trong những cụm chính trong hệ thống truyền lực của ôtô. Ly hợp là bộ phận liên kết giữa động cơ và hệ thống truyền lực, ly hợp ôtô được bố trí ngay sau động cơ, trước hộp số. Nó có công dụng:Nối động cơ với hệ thống truyền lực;Ngắt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong trường hợp ô tô bắt đầu khởi động hoặc chuyển số;Đảm bảo là cơ cấu an toàn cho các chi tiết của hệ thống truyền lực khi gặp quá tải như trong trường hợp phanh đột ngột mà không nhả ly hợp.1.2.Yêu cầu ly hợpLy hợp là một trong những cụm chính của hệ thống truyền lực trên ôtô, khi làm việc ly hợp phải đảm bảo được các yêu cầu sau :Ly hợp phải truyền được hết mô men quay của động cơ trong bất kỳ điều kiện làm việc nào. Hay nói cách khác, mô men ma sát của ly hợp phải luôn luôn lớn hơn mô men cực đại của động cơ. Tuy nhiên, mô men ma sát của ly hợp không được lớn quá nhằm bảo đảm nhiệm vụ làm cơ cấu an toàn cho hệ thống truyền lực;Việc mở ly hợp phải dứt khoát và nhanh chóng. Nghĩa là khi mở ly hợp, phần bị động phải tách hoàn toàn khỏi phần chủ động trong thời gian ngắn nhất, ngược lại sẽ gây khó khăn cho việc gài số;Khi đóng ly hợp, yêu cầu phải êm dịu. Tức là, mô men ma sát hình thành ở ly hợp phải tăng từ từ khi đóng ly hợp, có vậy mới tránh được hiện tượng va đập và gây dập răng của các bánh răng trong hộp số cũng như các cơ cấu truyền động khác trong hệ thống truyền lực;Mô men quán tính của các chi tiết phần bị động ly hợp phải nhỏ đến mức thấp nhất có thể nhằm giảm các lực va đập lên bánh răng gài số (trường hợp không có bộ đồng tốc), giảm nhẹ điều kiện làm việc của bộ đồng tốc cũng như tăng nhanh thời gian gài số;Mô men ma sát ít thay đổi khi ly hợp ở trạng thái đóng, hay ít phụ thuộc vào điều kiện bên ngoài môi trường như nhiệt độ, độ ẩm...Điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ tránh gây mệt mỏi cho người lái xe; Các bề mặt ma sát phải thoát nhiệt tốt;Giá thành của bộ ly hợp rẻ, tuổi thọ cao, kết cấu đơn giản kích thước nhỏ gọn, dễ tháo lắp và sửa chữa bảo dưỡng.Tất cả những yêu cầu trên, đều được đề cập đến trong phần tiếp theo.1.3.Các biện pháp kết cấu để đóng ly hợp êm dịua.Kết cấu xương đĩa ma sát Hình 1.1. Đĩa bị động1. Đĩa ma sát; 2. Tấm ép bên; 3. vòng chặn; 4. Xương vành ngoài; 5. Tấm đệm; 6. Đệm mát; 7. Chốt hãm; 8. Rãnh hãm vòng định vị; 10. Vòng định vị; 11. Xương moay ơ; 12. Lò xo giảm chấn; 13. Đĩa đàn hồi.Xương đĩa là chi tiết gắn với các tấm ma sát và truyền mômen qua then hoa trục sơ cấp hộp số (hình 1.1). Xương đĩa có kết cấu tách biệt thành hai phần bị động và chủ động: phần bị động là then hoa (11) gắn với trục sơ cấp hộp số; phần xương chủ động là hai tấm bên (2) có thể xoay tương đối với then (11) và mô men được truyền qua các tấm ma sát (6,10) do sức ép của lò xo đĩa (13). Trên tấm bên (2) gắn các tấm chữ ‘T’ với mục đích cân bằng nhiệt và ở chiều dọc trục có có vai trò như một lò xo cho phép mô men truyền tăng từ từ. Trên các tấm ‘T’ này gắn đĩa ma sát (1) bằng các đinh tán. Để dẫn nhiệt và tự làm sạch, các tấm này có thể được chia ra nhiều phần. b.Các lò xo giảm chấnKhi xe chạy, động cơ thường chuyển động không ổn định, lúc tăng tốc lúc giảm tốc, xuất hiện dao động góc đối với trục khuỷu. Ở vùng cộng hưởng, bánh đà có thể sinh ra mô men xung lớn gây va đập cho các cặp bánh răng ăn khớp của hộp số, gây quá tải và ồn trong hộp số. Để giảm mô men xung do dao động góc của trục khuỷu gây ra khi số vòng quay động cơ thay đổi trong quá trình đóng ly hợp người ta đã thiết kế trong đĩa ma sát các lò xo giảm chấn (12, hình 1.1).c.Vật liệu chế tạo tấm ma sátVật liệu chế tạo đĩa bị động có các yêu cầu sau:Hệ số ma sát cao trong điều kiện làm việc;Có thuộc tính làm việc ổn định trong chu kỳ làm việc;Có khả năng tản nhiệt nhanh;Có khả năng chịu nén cao;Có khả năng tự làm sạch do lực quán tính ly tâm khi sang số;Có khả năng chịu lực cắt dưới tác động của mô men xoắn động cơ;Có tuổi thọ cao mà trong quá trình làm việc các thuộc tính ma sát không xấu đi;Có khả năng tương thích với bề mặt của bánh đà và đĩa ép;Có khả năng tiếp xúc tốt ngay cả khi bề mặt bị bẩn và không ảnh hưởng đến đặc tính làm việc của ly hợp.Đĩa ma sát chế tạo bằng amiăng (asbestos)Về cơ bản, tấm ma sát được tạo từ nền sợi amiăng với các cách đan khác nhau. Amiăng được bao bọc xung quang bột kẽm hoặc hợp kim đồng kẽm nhằm tăng khả năng chịu lực và chịu nhiệt. Lưới amiăng có thể được tạo ra bởi hai cách:Các sợi amiăng được xếp thành từng lớp trong các đĩa có đường kính xác định, sau đó xếp các đĩa đó với nhau theo một độ dày mong muốn và nhúng vào chất dính kết để liên kết các sợi amiăng với nhau;Các sợi amiăng được xếp trong khuôn dạng đĩa (các sợi được xếp theo không gian ba chiều) với độ dày nhất định, nhúng vào chất đính kết, ép lại với nhau. Khi cứng dùng máy tiện lại theo kích thước ly hợp;Khi nhiệt độ dưới 2600C hệ số ma sát có thể đạt từ 0,32 đến 0,38. Cần lưu ý rằng, sợi amiăng vào phổi có hại cho sức khoẻ.Vật liệu thay thế asbestosHãng DuPont đã phát triển một loại vật liệu thay thế asbestos có tên thương mại là Kevlar, được chế tạo từ poliamit thảo mộc thuộc dòng polymer nilon. Chúng có các thuộc tính vượt trội sau:Các thuộc tính đều cao hơn trong miền nhiệt độ và áp suất thông thường;Nhẹ hơn asbestos;Cùng trọng lượng, Kevlar có ứng suất lớn hơn 5 lần so với thép;Ổn định tính chất ma sát ở vùng nhiệt độ cao 4500C.Kevlar tồn tại ở hai dạng, thứ nhất ở dạng sợi 0,12 mm gần như dài vô tận được cắt thành các đoạn có chiều dài từ 6 đến 100 mm; dạng thứ hai có cấu trúc vô định như bột. Cả hai thể đều khó bị hít vào vì hình dạng và kích cỡ.Vật liệu ma sát kim loại bột épĐĩa ma sát cũng có thể làm từ kim loại bột ép bởi bột sắt hoặc đồng; ngoài ra người ta cũng có thể ép bột kim loại với phi kim loại. Hai loại vật liệu này có hệ số ma sát cao hơn trong miền nhiệt độ lớn hơn, có tuổi thọ cao hơn. Nhược điểm là khối lượng lớn và giá thành cao.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMTRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Độc lập – Tự do – Hạnh phúcNHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP

Họ và tên: LÊ ĐỨC VIỆT

Khóa 14, KHOA : CÔNG NGHỆ Kỹ thuật Ô TÔ 02

1 Tên đề tài:

Nghiên cứu thiết kế ly hợp tự điều chỉnh khe hở

2 Các số liệu ban đầu:

Chọn số liệu xe Hyundai Santa Fe 2.4 Xăng

3 Nội dung các phần thiết kế và tính toán:

- Nghiên cứu nhiệm vụ, yêu cầu ly hợp ma sát khô

Mục lục

Chương I: Tổng quan về ly hợp 3

1 Công dụng, yêu cầu 3

1.1 Công dụng ly hợp 3

1.2 Yêu cầu ly hợp 3

1.3 Các biện pháp kết cấu để đóng ly hợp êm dịu 4

2 Tổng quan về các loại ly hợp hiện có 9

2.1 Phân loại ly hợp 9

2.2 Các kết cấu ly hợp hiện có 11

2.2.1 Ly hợp ma sát khô một đĩa lò xo đĩa 11

2.2.2 Ly hợp ma sát khô hai đĩa lò xo trụ 13

2.2.3 Ly hợp cường hóa bằng lực quán tính ly tâm 14

2.2.4 Ly hợp cường hóa bằng lực quán tính ly tâm hoàn toàn 18

2.2.5 Ly hợp hai đĩa cường hóa bằng lò xo xiên 21

Chương II: Thiết kế ly hợp 25

1 Xác định kích thước cơ bản của ly hợp 25

1.1 Xác định mô men ma sát mà ly hợp cần truyền 25

2 Tính kiểm tra điều kiện làm việc của ly hợp 37

2.1 Công trượt và công trượt riêng 37

3 Tính bền các chi tiết của ly hợp 40

3.1 Đĩa bị động 40

3.2 Moay ơ đĩa bị động 43

3.3 Tính trục ly hợp 44

Chương III: Thiết kế dẫn động ly hợp cho xe 52

1 Tổng quan về các loại dẫn động ly hợp hiện có 52

1.1 Phân loại dẫn động ly hợp 52

1.2 Các kết cấu dẫn động ly hợp hiện có 52

2 Thiết kế dẫn động ly hợp 65

2.1 Xác định lực và hành trình bàn đạp 65

2.2 Thiết kế dẫn động thủy lực 66

2.3 Thiết kế tính toán bộ trợ lực chân không 69

CHƯƠNG IV: HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP, CHẨN ĐOÁN LY HỢP 72

1 Bị trượt khi đóng ly hợp 72

2 Bị rung giật, làm việc không êm khi đóng ly hợp 74

3 Ly hợp không ngắt được hoàn toàn 75

4 Ly hợp phát ra tiếng kêu 76

5 Bàn đạp ly hợp rung 77

6 Đĩa ly hợp chóng mòn 77

7 Bàn đạp ly hợp nặng 78

8 Hẫng bàn đạp ly hợp 78

L I NÓI Đ U Ờ Ầ

Đất nước ta đang ngày càng phát triển và có sự thay đổi từng ngày, cùng với sựphát triển về kinh tế thì khoa học kĩ thuật cũng có bước phát triển vượt bậc và thu đượcnhững thành tựu quan trọng Khoa học kỹ thuật đã được áp dụng phổ biến trong đờisống và góp phần thúc đẩy sự phát triển của nền kinh tế quốc dân

Công nghiệp ô tô là một ngành quan trọng trong sự phát triển kinh tế của mộtđất nước, đặc biệt là một quốc gia đang phát triển như Việt Nam Ô tô phục vụ cho cácmục đích thiết yếu của con người như việc vận chuyển hàng hóa, đi lại của con người.Ngoài ra nó còn phục vụ trong rất nhiều lĩnh vực khác như: Y tế, cứu hỏa, cứu hộ, anninh, quốc phòng… Do vậy phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam là một trongnhững mục tiêu chiến lược trong sự phát triển của đất nước Thực tế nhà nước ta cũng

đã chú trọng phát triển ngành công nghiệp ô tô với những đề án chiến lược dài hạn đếnnăm 2025, 2030 Cùng với việc chuyển giao công nghệ giữa Việt Nam và các nướcphát triển trên thế giới, chúng ta ngày càng được tiếp cận nhiều hơn với các công nghệtiên tiến trên thế giới trong đó có công nghệ về ô tô Công nghệ ô tô mặc dù là mộtcông nghệ xuất hiện đã lâu nhưng trong những năm gần đây đã có nhiều bước pháttriển mạnh mẽ, liên tục các công nghệ mới đã được đưa vào nhằm hoàn thiện hơn nữa

ô tô truyền thống

Trên ô tô, người ta chia ra thành các phần và các cụm khác nhau Trong đó lyhợp là một trong những cụm chính và có vai trò quan trọng trong hệ thống truyền lựccủa ô tô Hệ thống ly hợp có ảnh hưởng lớn đến tính êm dịu của ô tô, tính năng điềukhiển của ô tô, đảm bảo an toàn cho cho động cơ và hệ thống truyền lực trên ô tô Nên

để chế tạo được một chiếc ô tô đạt yêu cầu chất lượng thì việc thiết kế chế tạo một bộ

ly hợp tốt là quan trọng Do đó em đã được giao đề tài “Thiết kế ly hợp tự điều chỉnh khe hở” để nghiên cứu tìm hiểu cụ thể về hệ thống ly hợp trên ô tô và quy trình thiết kế

chế tạo hệ thống ly hợp cho ô tô Với các thông số ban đầu lấy từ xe tham khảo là xeHyundai Santa Fe 2.4 Xăng Trong nội dung đồ án, em đã cố gắng trình bày một cách

cụ thể nhất về hệ thống ly hợp trên ô tô, bao gồm từ phần tổng quan về hệ thống ly hợpđến quy trình thiết kế chế tạo một bộ ly hợp hoàn chỉnh có thể hoạt động được cũngnhư những hư hỏng có thể xảy ra và cách bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống ly hợp

Trong thời gian được giao đề tài, với sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình, cụ thể củaThầy Võ Văn Hường cùng các thầy giáo trong bộ môn Ô tô và xe chuyên dụng, em đãhoàn thành đồ án của mình Mặc dù bản thân đã cố gắng và được sự quan tâm, giúp đỡ

của các thầy trong bộ môn, nhưng do kiến thức, kinh nghiệm và thời gian hạn chế nên

đồ án của em không thể tránh khỏi thiếu sót Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, phêbình của các thầy trong bộ môn để em thêm ngảy một tiến bộ

Em xin chân thành cám ơn giáo viên hướng dẫn Nguyễn Trung Kiên và các thầygiáo trong bộ môn công nghệ ô tô, Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội đã giúp đỡ,tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt bản đồ án này

Hà Nội, ngày 29, tháng 5, năm 2022.

Sinh viên thực hiện

Lê Đức Việt

Chương I: Tổng quan về ly hợp

1.1 Công dụng ly hợp

Ly hợp là một trong những cụm chính trong hệ thống truyền lực của ôtô Ly hợp

là bộ phận liên kết giữa động cơ và hệ thống truyền lực, ly hợp ôtô được bố trí ngaysau động cơ, trước hộp số Nó có công dụng:

- Nối động cơ với hệ thống truyền lực;

- Ngắt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong trường hợp ô tô bắt đầu khởiđộng hoặc chuyển số;

- Đảm bảo là cơ cấu an toàn cho các chi tiết của hệ thống truyền lực khi gặp quátải như trong trường hợp phanh đột ngột mà không nhả ly hợp

- Việc mở ly hợp phải dứt khoát và nhanh chóng Nghĩa là khi mở ly hợp, phần bịđộng phải tách hoàn toàn khỏi phần chủ động trong thời gian ngắn nhất, ngược lại sẽgây khó khăn cho việc gài số;

- Khi đóng ly hợp, yêu cầu phải êm dịu Tức là, mô men ma sát hình thành ở lyhợp phải tăng từ từ khi đóng ly hợp, có vậy mới tránh được hiện tượng va đập và gâydập răng của các bánh răng trong hộp số cũng như các cơ cấu truyền động khác trong

hệ thống truyền lực;

- Mô men quán tính của các chi tiết phần bị động ly hợp phải nhỏ đến mức thấpnhất có thể nhằm giảm các lực va đập lên bánh răng gài số (trường hợp không có bộđồng tốc), giảm nhẹ điều kiện làm việc của bộ đồng tốc cũng như tăng nhanh thời giangài số;

- Mô men ma sát ít thay đổi khi ly hợp ở trạng thái đóng, hay ít phụ thuộc vàođiều kiện bên ngoài môi trường như nhiệt độ, độ ẩm

- Điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ tránh gây mệt mỏi cho ngườilái xe;

- Các bề mặt ma sát phải thoát nhiệt tốt;

- Giá thành của bộ ly hợp rẻ, tuổi thọ cao, kết cấu đơn giản kích thước nhỏ gọn,

dễ tháo lắp và sửa chữa bảo dưỡng

Tất cả những yêu cầu trên, đều được đề cập đến trong phần tiếp theo

1.3 Các biện pháp kết cấu để đóng ly hợp êm dịu

a Kết cấu xương đĩa ma sát

Hình 1.1 Đĩa bị động

1 Đĩa ma sát; 2 Tấm ép bên; 3 vòng chặn; 4 Xương vành ngoài; 5 Tấm đệm; 6 Đệmmát; 7 Chốt hãm; 8 Rãnh hãm vòng định vị; 10 Vòng định vị; 11 Xương moay ơ; 12

Lò xo giảm chấn; 13 Đĩa đàn hồi

Xương đĩa là chi tiết gắn với các tấm ma sát và truyền mômen qua then hoa trục

sơ cấp hộp số (hình 1.1) Xương đĩa có kết cấu tách biệt thành hai phần bị động và chủđộng: phần bị động là then hoa (11) gắn với trục sơ cấp hộp số; phần xương chủ động

là hai tấm bên (2) có thể xoay tương đối với then (11) và mô men được truyền qua cáctấm ma sát (6,10) do sức ép của lò xo đĩa (13) Trên tấm bên (2) gắn các tấm chữ ‘T’với mục đích cân bằng nhiệt và ở chiều dọc trục có có vai trò như một lò xo cho phép

mô men truyền tăng từ từ Trên các tấm ‘T’ này gắn đĩa ma sát (1) bằng các đinh tán.

Để dẫn nhiệt và tự làm sạch, các tấm này có thể được chia ra nhiều phần

b Các lò xo giảm chấn

Khi xe chạy, động cơ thường chuyển động không ổn định, lúc tăng tốc lúc giảmtốc, xuất hiện dao động góc đối với trục khuỷu Ở vùng cộng hưởng, bánh đà có thểsinh ra mô men xung lớn gây va đập cho các cặp bánh răng ăn khớp của hộp số, gâyquá tải và ồn trong hộp số Để giảm mô men xung do dao động góc của trục khuỷu gây

ra khi số vòng quay động cơ thay đổi trong quá trình đóng ly hợp người ta đã thiết kếtrong đĩa ma sát các lò xo giảm chấn (12, hình 1.1)

c Vật liệu chế tạo tấm ma sát

Vật liệu chế tạo đĩa bị động có các yêu cầu sau:

- Hệ số ma sát cao trong điều kiện làm việc;

- Có thuộc tính làm việc ổn định trong chu kỳ làm việc;

- Có khả năng tản nhiệt nhanh;

- Có khả năng chịu nén cao;

- Có khả năng tự làm sạch do lực quán tính ly tâm khi sang số;

- Có khả năng chịu lực cắt dưới tác động của mô men xoắn động cơ;

- Có tuổi thọ cao mà trong quá trình làm việc các thuộc tính ma sát không xấu đi;

- Có khả năng tương thích với bề mặt của bánh đà và đĩa ép;

- Có khả năng tiếp xúc tốt ngay cả khi bề mặt bị bẩn và không ảnh hưởng đến đặctính làm việc của ly hợp

Đĩa ma sát chế tạo bằng a-mi-ăng (asbestos)

Về cơ bản, tấm ma sát được tạo từ nền sợi a-mi-ăng với các cách đan khác nhau.A-mi-ăng được bao bọc xung quang bột kẽm hoặc hợp kim đồng kẽm nhằm tăng khảnăng chịu lực và chịu nhiệt Lưới a-mi-ăng có thể được tạo ra bởi hai cách:

- Các sợi a-mi-ăng được xếp thành từng lớp trong các đĩa có đường kính xác định,sau đó xếp các đĩa đó với nhau theo một độ dày mong muốn và nhúng vào chất dínhkết để liên kết các sợi a-mi-ăng với nhau;

- Các sợi a-mi-ăng được xếp trong khuôn dạng đĩa (các sợi được xếp theo khônggian ba chiều) với độ dày nhất định, nhúng vào chất đính kết, ép lại với nhau Khi cứngdùng máy tiện lại theo kích thước ly hợp;

Khi nhiệt độ dưới 2600C hệ số ma sát có thể đạt từ 0,32 đến 0,38 Cần lưu ýrằng, sợi a-mi-ăng vào phổi có hại cho sức khoẻ.

Vật liệu thay thế asbestos

Hãng DuPont đã phát triển một loại vật liệu thay thế asbestos có tên thương mại

là Kevlar, được chế tạo từ poliamit thảo mộc thuộc dòng polymer nilon Chúng có cácthuộc tính vượt trội sau:

- Các thuộc tính đều cao hơn trong miền nhiệt độ và áp suất thông thường;

Vật liệu ma sát kim loại bột ép

Đĩa ma sát cũng có thể làm từ kim loại bột ép bởi bột sắt hoặc đồng; ngoài rangười ta cũng có thể ép bột kim loại với phi kim loại Hai loại vật liệu này có hệ số masát cao hơn trong miền nhiệt độ lớn hơn, có tuổi thọ cao hơn Nhược điểm là khốilượng lớn và giá thành cao

Vật liệu ma sát gốm sứ

Hình 1.2 Đĩa bị động với mặt ma sát bằng gốm

1 Tấm gốm; 2 Tấm bên; 3 Chốt hãm; 4 Đĩa bị động; 11 Moay ơ; 12 Lò xo giảm

chấn

Thành phần của loại vật liệu này là đồng và gốm sứ

Bột gốm và đồng được ép trong khuôn và đun nóng cho đến khi đồng chảy vàbọc quanh các hạt gốm tạo thành một liên kết gốm-kim loại vững chắc

Các ưu điểm của đĩa gốm kim loại là:

- Nhẹ hơn 10% so với đĩa phi kim loại; 45% so với kim loại ép;

- Hệ số ma sát cao 0,4 và ổn định trong miền nhiệt độ 4400C và có tuổi thọ cao;

- Diện tích tiếp xúc với bánh đà ít hơn 50% cho nên toả nhiệt tốt hơn;

- Không nhạy với dầu mỡ và cặn bẩn; có khả năng tự làm sạch

2 Tổng quan về các loại ly hợp hiện có

2.1 Phân loại ly hợp

Ly hợp ma sát khô là loại ly hợp dùng bề mặt ma sát giữa đĩa ép và đĩa bị độngtiếp xúc với nhau để truyền mô men

- Theo hình dạng của bộ phận ma sát, có thể chia ra:

Ly hợp ma sát đĩa (phẳng), ly hợp ma sát đĩa côn (đĩa bị động có dạng hìnhcôn), ly hợp ma sát hình trống (kiểu tang trống và guốc ma sát ép vào tang trống)

+ Kiểu đĩa côn và hình trống ngày nay không dùng nữa vì mô men quán tínhcủa phần bị động khá lớn, ảnh hưởng không tốt tới việc gài số Ngày nay người ta vẫnquen gọi ly hợp là côn vì cách này ngắn gọn và thông dụng do ly hợp dạng côn từngđược sử dụng rộng rãi trong quá khứ Kiểu ma sát đĩa dùng phổ biến và tùy theo cấutạo có thể có kiểu một đĩa;

+ Kiểu hai đĩa hoặc có thể nhiều đĩa Ly hợp ma sát một đĩa được dùng ở hầuhết trên tất cả các loại ô tô và máy kéo nhờ kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, việc mở ly hợp

dễ dứt khoát và mô men quán tính của phần bị động nhỏ;

+ Kiểu ly hợp ma sát hai đĩa chỉ được dùng trên xe tải lớn (vì cần truyền mômen quay lớn) Nhược điểm của kiểu này là kết cấu phức tạp, việc mở ly hợp khó dứtkhoát ( khó cách ly các đĩa bị động khỏi phần chủ động); tuy nhiên việc đóng ly hợp là

êm dịu hơn loại một đĩa (nhờ sự tiếp xúc của các bề mặt ma sát được tiến hành từ từhơn)

- Theo đặc điểm kết cấu của lò xo ép, có thể chia ly hợp ma sát ra:

+ Ly hợp ma sát kiểu nhiều lò xo ép hình trụ bố trí xung quanh: Kiểu này có kếtcấu đơn giản, gọn nhẹ, có độ tin cậy cao (nếu một lò xo bị gãy ly hợp vẫn làm việcđược) Nhược điểm là áp lực sinh ra ở các bề mặt ma sát dễ không đều Loại này được

sử dụng phổ biến trên xe tải máy kéo và một số xe con;

+ Ly hợp ma sát kiểu lò xo ép trung tâm chỉ gồm duy nhất một lò xo hình côn(hoặc có thể một hoặc hai lò xo trụ) bố trí ở giữa Nhờ vậy áp lực sinh ra ở các bề mặt

ma sát là đồng đều Tuy nhiên độ tin cậy thấp (nếu lò xo bị gãy thì ly hợp mất tácdụng), kết cấu đòn mở phức tạp và điều chỉnh rất khó khăn nên ít sử dụng;

+ Ly hợp ma sát kiểu lò xo ép đĩa côn chỉ có một lò xo kiểu đĩa côn bố trí ở giữanên áp lực phân bố đều lên bề mặt ma sát Ly hợp với lò xo kiểu này có nhiều ưu điểmnổi bật: Lò xo làm luôn nhiệm vụ đòn mở nên kết cấu rất gọn nhẹ Đặc tính là lò xo phituyến nên lực mở ly hợp hầu như không tăng thêm như loại lò xo hình trụ, vì vậy điềukhiển nhẹ nhàng hơn Nhược điểm cơ bản là không thể điều chỉnh khe hở giữa đòn mở

và bạc mở khi tấm ma sát bị mòn nên ly hợp kiểu này chỉ được sử dụng trên xe tải nhỏ

và khách cỡ nhỏ có đặc tính động lực tốt, sử dụng trong điều kiện đường tốt (ít phảisang số)

- Theo đặc điểm làm việc có thể chia ra: Loại ly hợp thường đóng và ly hợpkhông thường đóng:

+ Ly hợp thường đóng là loại ly hợp kiểu lò xo ép thường xuyên đóng trong quátrình làm việc như các loại đã nêu ra ở trên Ly hợp chỉ được mở thông qua hệ thốngdẫn động dưới tác dụng của lực đạp ở bàn đạp ly hợp;

+ Ly hợp không thường đóng là loại ly hợp không có lò xo ép Đĩa bị động vàchủ động được ép vào nhau để đóng ly hợp thông qua một hệ thống đòn đặc biệt Việcđóng hoặc mở ly hợp đều phải thông qua hệ thống đòn này dưới tác động lực điềukhiển của người lái

- Theo phương pháp điều khiển dẫn động ly hợp:

+ Ly hợp cơ khí: Là dẫn động điều khiển từ bàn đạp tới cụm ly hợp thông quacác khâu khớp đòn nối Loại này thường được dung trên ô-tô con với yêu cầu lực épnhỏ;

+ Ly hợp dẫn động thủy lực: Là dẫn động thông qua các khâu khớp đòn nối vàđường ống cùng với các cụm truyền chất lỏng;

+ Ly hợp dẫn động có trợ lực: Là tổ hợp các phương án dẫn động cơ khí hoặcthủy lực với các bộ phận trợ lực bàn đạp: cơ khí, thủy lực áp suất lớn, chân không, khínén…Trên ô-tô ngày nay thường sử dụng trợ lực điều khiển ly hợp

2.2 Các kết cấu ly hợp hiện có

2.2.1 Ly hợp ma sát khô một đĩa lò xo đĩa

Hình 1.3 Ly hợp lò xo đĩa

1 Vỏ ly hợp; 2 đĩa ép; 3 Lò xo đĩa; 4 Chiều mở ly hợp; 5 Bi tỳ; 6 Chốt định vị; 7.Moay ơ ly hợp; 8 Ổ bi; 9 Trục khuỷu; 10 Lò xo giảm chấn; 11 Bánh đà; 12 Vành

răng khởi động; 13 Đĩa ma sát

Cấu tạo gồm:

Phần chủ động

Vỏ ly hợp (1) được bắt cố định với bánh đà (11) bằng các bu lông, đĩa ép (3)cùng các chi tiết trên vỏ ly hợp (lò xo ép, đòn mở), đĩa ép (3) nối với vỏ ly hợp bằngthanh mỏng đàn hồi, đảm bảo truyền được mô men từ vỏ lên đĩa ép và dịch chuyển dọctrục khi đóng ngắt ly hợp Lực ép lò xo ép truyền tới đĩa ép có tác dụng kẹp chặt đĩa bịđộng với bánh đà

Điểm khác biệt ở đây là sử dụng một lò xo đĩa hình côn với góc côn là rất lớn(khoảng 176o) Với việc sử dụng lò xo đĩa hình côn người ta có thể tận dụng kết cấunày để đóng mở ly hợp mà không cần phải có đòn mở riêng Mặt đáy của đĩa ép hìnhcôn được tì trực tiếp vào đĩa ép, phần giữa của đĩa ép được liên kết với vỏ Mặt đỉnhcủa đĩa ép sẽ được sử dụng để mở ly hợp khi bạc mở ép lên nó

Trạng thái đóng: Do phần giữa của đĩa ép tì vào thân của ly hợp nên mặt đáy của

nó tì vào đĩa ép (2) ép chặt đĩa bị động (13) với bánh đà, làm cho phần chủ động vàphần bị động của ly hợp trở thành một khối cứng và mô men được truyền từ động cơtới trục ly hợp

Trạng thái mở: Khi cần mở ly hợp, người lái tác dụng một lực vào cơ cấu dẫnđộng ly hợp Kết quả là bi tì (5) dịch chuyển sang bên trái, ép vào mặt đỉnh của lò xođĩa Do phần giữa của đĩa ép (2) được liên kết với vỏ ly hợp (1) nên mặt đáy của đĩa ép

sẽ dịch chuyển sang phải kéo kéo đĩa ép tách khỏi đĩa bị động Lúc này đĩa bị độngkhông còn tiếp xúc với các đĩa chủ động nữa và động cơ bị ngắt khỏi hệ thống truyềnlực

Trong quá trình sử dụng ly hợp lò xo đĩa có những ưu điểm nổi bật:

- Kết cấu đơn giản, nhỏ gọn;

- Lò xo đĩa có đặc tính làm việc hợp lý vì trong vùng làm việc lực ép thay đổikhông đáng kể theo biến dạng Do vậy lực ngắt ly hợp đòi hỏi không lớn và khi đĩa masát bị mòn thì lực ép thay đổi không đáng kể

Bên cạnh đó cũng có nhứng nhược điểm:

- Việc chế tạo khó khăn;

- Chỉ tạo được lực ép nhỏ nên không phù hợp với các loại xe tải trọng lớn, chủyếu dùng trên xe con

2.2.2 Ly hợp ma sát khô hai đĩa lò xo trụ

Hình 1.4 Ly hợp hai đĩa

1 Vỏ ly hợp; 2 Đĩa ép; 3 Đĩa ép trung gian; 6 Đòn mở; 9 Ổ trục sơ cấp; 10 Lò xo

giảm chấn; 11 Bánh đà; 12 Đĩa ma sát; 13 Vành răng khởi động; 14 Bi tỳ; 15 Vỏ bi

tỳ; 16 Nắp; 17 Hướng ngắt ly hợp; 18 Trục sơ cấp; 19 Đĩa phanh; 20 Phanh ly hợp;

21 Vú mỡ; 22 Khoá; 23 Vành lót trong; 24 Vành lót ngoài; 25 Lò xo ép; 26 Đòn

mở

Trong hình 1.4 trình bày một ly hợp hai đĩa điển hình Trong ly hợp này có haidãy lò xo bố trí xung quanh đĩa ép ngoài cùng, tạo ra lực ép trực tiếp giữa đĩa ép ngoàicùng và vỏ ly hợp Viêc mở ly hợp được thực hiện bởi ba đòn mở dưới tác dụng củacụm bi tì Đĩa ép trung gian và đĩa ép luôn quay cùng với bánh đà nhưng có thể trượthướng kính, Các đĩa bị động nằm giữa các đĩa ép và bánh đà Các đĩa ma sát liên kếtthen hoa với trục sơ cấp hộp số Đầu then hoa tựa trên ổ bi nằm gối trong bánh đà Cơcấu mở gồm ba đòn mở và cụm bi tì Đầu ngoài của đòn mở liên kết với vỏ ly hợp bằng

bu lông thông qua chốt lệch tâm, ngoài chốt lệch tâm là các bi kim Chốt giữa gắn vớiđĩa ép cũng tựa trong ổ bi kim

Trong quá trình sử dụng ly hợp có những ưu điểm nổi bật:

- Thường được sử dụng trên xe tải;

- Kết cấu nhỏ gọn, khoảng không gian chiếm chỗ ít vì lực ép tác dụng lên đĩa éplớn;

- Luôn giữ được đặc tính tuyến tính trong toàn bộ vùng làm việc;

- Truyền mô men tốt hơn so với ly hợp một đĩa

Bên cạnh đó còn có những nhược điểm:

- Các lò xo thường không đảm bảo được các thông số giống nhau hoàn toàn, đặcbiệt là sau một thời gian làm việc lực ép của các lò xo sẽ không đều nhau Do đó phảichế tạo lò xo thật chính xác nếu không thì lực ép không đều sẽ làm cho đĩa ma sát mònkhông đều và dễ bị cong vênh;

- Chế tạo phức tạp;

- Ly hợp ngắt không dứt khoát

2.2.3 Ly hợp cường hóa bằng lực quán tính ly tâm

Hình 1.5 Ly hợp cường hoá quán tính

1 Trọng lượng quán tính; 2 Chốt đòn mở; 6 Đòn mở; 7 Bi tỳ; 8 Trục ra; 10 Nạnggạt bi tỳ; 11 Moay ơ ly hợp đĩa bị động; 12 Lò xo nén; 13 Đĩa ép; 14 Vỏ ly hợp; 15.Đĩa ma sát; 16 Vành răng khởi động; 17 Bánh đà; 18 Trục khuỷu; 19 Bi trục sơ cấp

Thông thường hệ số truyền mô men của ly hợp là 1,4 đến 2,2 tuỳ thuộc vào điềukiện làm việc của ô-tô Hệ số dự trữ càng lớn, lực bàn đạp sẽ càng lớn Để giảm lựcbàn đạp, ta có thể chọn hệ số truyền là 1,1 thay cho các ly hợp truyền thống là 1,5 vàthiết kế khối lượng đối trọng ở đầu ngoài của đòn mở để khi tốc độ cao sẽ sinh ra lựcquán tính ly tâm tăng thêm lực ép cho đĩa ép Nó bao gồm ba đòn bẩy có bản lề và ba

lò xo luân phiên bố trí tại các không gian bằng nhau Ở tốc độ bình thường, khi truyềntải mô men thấp, các lò xo giữ ly hợp tham gia, các đòn bẩy trọng không có bất kỳ áplực trên đĩa ép.

Ở tốc độ cao, khi truyền mô men cao, trọng lượng bay ra và các đòn bẩy cũnggây áp lực lên đĩa ép

Cấu tạo của ly hợp cường hóa bằng lực quán tính ly tâm được trình bày tronghình Phần đóng mở ly hợp bao gồm ba đòn mở (6) nằm giữa đĩa ép (13) và vỏ ly hợp(14) Ba lò xo (12) luân phiên bố trí tại các không gian bằng nhau nối đĩa ép với vỏ,làm nhiệm vụ kéo đĩa ép tách khỏi đĩa bị động Khi số vòng quay của động cơ tăng lên,trọng lượng quán tính có xu hướng dịch sang trái, trọng tâm của trọng lượng quán tínhquay quanh chốt đòn mở (2) Chuyển động đó bị chặn bởi con lăn trục (4) do đó một

mô men tăng cường được truyền cho đĩa ép (13) tạo ra một lực hướng trục cho đĩa ép.Lực quán tính ly tâm càng lớn, tức động cơ càng quay nhanh thì lực ép vào đĩa ép cànglớn như sơ đồ hình 2.11

Hình 1.6 Quan hệ giữa số vòng quay và lực ép

Hình 1.7 Đòn mở

A Con lăn trục; B Chốt đòn mở; C Trọng lượng quán tính

Ly hợp ly tâm có thể được sử dụng cho các ứng dụng nặng đòi hỏi phải truyềntải mô men xoắn lớn hơn

Nhìn vào hình vẽ và dựa trên cấu tạo ta có thế khái quát nguyên lý làm việc của

ly hợp như sau:

Trạng thái đóng: Khi ly hợp ở trạng thái đóng, đòn mở sẽ tì vào đĩa ép (13) épchặt đĩa bị động với bánh đà làm cho phần chủ động và phần bị động của ly hợp trởthành một khối cứng và mô men được truyền từ động cơ tới trục ly hợp Khi động cơquay với tốc độ cao, yêu cầu lực ép lớn hơn để truyền mô men xoắn lớn hơn, lúc nàyphần trọng lượng quán tính (1) sẽ dịch sang trái ép vào đĩa ép làm tăng lực ép vào đĩa

bị động giúp truyền mô men xoắn lớn hơn

Trạng thái mở: Khi cần mở ly hợp, người lái tác dụng một lực vào cơ cấu dẫnđộng ly hợp Đẩy bi tì (7) dịch chuyển sang trái ép vào đòn mở, đẩy đòn mở sang tráitách đĩa ép ra khỏi đĩa bị động Lúc này đĩa bị động không còn tiếp xúc với các đĩa chủđộng nữa và động cơ bị ngắt khỏi hệ thống truyền lực

Trong quá trinh sử dụng ly hợp cường hóa quá tính có nhứng ưu điểm nổi bật:

- Điều chỉnh được lực ép giúp truyền mô men tốt hơn khi cần;

- Kết cấu nhỏ gọn, chế tạo đơn giản

Bên cạnh đó cũng còn có những nhược điểm:

- Các lò xo thường không đảm bảo được các thông số giống nhau hoàn toàn, đặcbiệt là sau một thời gian làm việc lực ép của các lò xo sẽ không đều nhau;

- Không phải lúc nào muốn tăng lực ép cũng được vì còn liên quan tới trượt;

- Yêu cầu thiết kế với độ chính xác cao

2.2.4 Ly hợp cường hóa bằng lực quán tính ly tâm hoàn toàn

Hình 1.8 Ly hợp tự động quán tính

1 Vít điều chỉnh; 2 Lò xo ép; 3 Lò xo phản hồi; 4 Trục sơ cấp; 5 Đĩa mở; 6 Bi tỳ; 7.Đòn mở; 8 Chốt quay đòn mở; 9 Vít điều chỉnh đòn mở; 10 Thanh kéo; 11 Vỏ lyhợp; 12 Quả văng; 13 Chốt hãm; 14 Đĩa phản ứng; 15 Chốt truyền lực; 16 Đĩa ép;

17 Lò xo giảm chấn; 18 Trục khuỷu; 19 Trục sơ cấp; 20 Đĩa bị động; 21 Bánh đà;

22 Chốt khối quả văng; 23 Vành răng bánh đà

Ly hợp tự động hoàn toàn bằng lực quán tính ly tâm có thể tách nguồn lực từđộng cơ khỏi hệ truyền lực hoàn toàn khi động cơ đứng yên hoặc chạy không tải vàtruyền mô men một cách êm dịu (với sự trượt tăng nhanh chóng) khi số vòng quay tăng

trong một vùng hẹp cho đến khi công suất đủ lớn làm cho xe chuyển động Để bảo đảmsang số khi xe chuyển động, ly hợp được trang bị cơ cấu đóng mở thông thường Cơcấu đóng mở này cho phép đóng mở ly hợp không phụ thuộc vào quả văng ly tâm, chophép đóng ly hợp nhanh chóng và êm dịu trong quá trình vào số.

Hình 1.9 Đặc tính dầu vào ở ly hợp tự động quán tính

Cấu tạo của ly hợp tự động được trình bày trong hình 1.8 Phần đóng mở ly hợp

tự động bao gồm một đĩa phản ứng (14) nằm giữa đĩa ép (16) và vỏ ly hợp (11).Bốnquả văng ly tâm(12) được gắn bằng chốt (22) trên đĩa phản ứng (14) Khi số vòng quaycủa động cơ tăng lên, quả văng có xu hướng văng ra ngoài; trọng tâm của quả văngquay quanh chốt (22) Chuyển động đó bị chặn bởi chốt (15) do đó một mô men tăngcường được truyền cho đĩa ép (16) tạo ra một lực hướng trục cho đĩa ép Đồng thời đĩaphản ứng bị nén gây ra lực đàn hồi cho lò xo ép (2), lực đó truyền từ vỏ ly hợp hướngtrục lực ép đối với đĩa ép Lực quán tính ly tâm càng lớn, tức động cơ càng quay nhanhthì lò xo càng bị nén, lực ép vào đĩa ép càng lớn

Để xác định tốt nhất lực cho đĩa ép cần căn cứ vào đặc tính tốc độ như tronghình 1.9 Lò xo phản ứng (2) có khả năng điều chỉnh được độ cứng nhờ ốc điều chỉnh(1) được đặt song song nhưng ngược chiều với lò xo ép (2) Chiều dài ban đầu của lò

xo phản ứng xác định lực nén của lò xo ép; nó được điều chỉnh khi cả cụm được lắphoàn chỉnh và được xác định tại số vòng quay động cơ khi đóng mở ly hợp Việc sang

số khi ô tô đang chuyển động sẽ được thực hiện khi ngắt ly hợp bằng cơ cấu mở thôngthường, tức là bị tỳ (6) được đẩy sang trái, tì vào vòng (5) đẩy đòn (7) quay quanh chốtđòn mở (8), kéo thanh (10) làm cho đĩa phản ứng (14) chuyển tịnh tiến sang trái và kéothéo dịch trái của đĩa ép (16) nhờ lò xo phản ứng(3)

Trong quá trình sử dụng ly hợp tự động quán tính có những ưu điểm nổi bật:

- Có thể tách nguồn lực từ động cơ khỏi hệ truyền lực hoàn toàn khi động cơđứng yên hoặc chạy không tải;

- Đóng ly hợp nhanh chóng và êm dịu trong quá trình vào số;

- Truyền mô men được tốt hơn

Bên cạnh đó cũng còn có những nhược điểm:

- Cơ cấu phức tạp, khó chế tạo, bảo dưỡng và sửa chữa;

- Phụ thuộc vào quả văng ly tâm và đặc tính tốc độ để điều chỉnh phù hợp

2.2.5 Ly hợp hai đĩa cường hóa bằng lò xo xiên

Hình 1.10 Ly hợp hai đĩa

1 Đĩa ép; 2 Lò xo hồi vị; 3 Đòn mở; 4 Vòng điều chỉnh; 5 Vỏ che; 6 Lò

xo ép; 7 Trục sơ cấp; 8 Mặt tựa phanh; 9 Phanh ly hợp; 10 Ống mở; 11 Bitỳ; 12 Vú mỡ; 15 Đòn mở; 16 Đĩa hãm; 17 Chốt định vị; 18 Đĩa ép trunggian; 19 Đĩa ma sát; 20 Lò xo giảm chấn; 21 Trục khuỷu; 22 Ổ trục sơ

cấp; 23 Vành răng khởi động

Hình trên trình bày loại ly hợp hai đĩa có cường hóa Kết cấu đĩa bị động và đĩachủ động không có gì đặc biệt, đáng chú ý là cơ cấu mở Cơ cấu mở có khả năng điều

chỉnh khe hở khi đĩa bị động mòn và lực mở ly hợp nhỏ hơn lực ép khi mở do bố trícác lò xo ép xiên chứ không phải hướng trục.

Cấu tạo của ly hợp hai đĩa cường hóa bằng lò xo xiên được trình bày trên hình.Phần đóng mở ly hợp bao gồm đòn mở (15) được gá với giá, một đầu giá liên kết với lò

xo ép, đầu kia của lò xo liên kết với vỏ ly hợp

Nhìn vào hình vẽ và dựa trên cấu tạo ta có thế khái quát nguyên lý làm việc của

ly hợp như sau:

Trạng thái đóng: Lò xo xiên (6) đẩy giá đỡ lò xo luôn tỳ vào đòn mở (15) làmcho vấu của đòn mở tì vào đĩa ép (1) ép chặt đĩa bị động với bánh đà, làm cho phần chủđộng và phần bị động của ly hợp trở thành một khối cứng và mô men được truyền từđộng cơ tới trục ly hợp

Trạng thái mở: Khi cần mở ly hợp, người lái tác dụng một lực vào cơ cấu dẫnđộng ly hợp Kết quả đòn mở (3) dịch chuyển sang bên trái đẩy bi tỳ (11) sang phải kéogiá đỡ lò xo di chuyển sang phải, giá đỡ lò xo được liên kết với đòn mở (15) sẽ kéo đòn

mở sang phải làm đĩa ép tách khỏi đĩa bị động Lúc này đĩa bị động không còn tiếp xúcvới các đĩa chủ động nữa và động cơ bị ngắt khỏi hệ thống truyền lực

Trong quá trình sử dụng ly hợp hai đĩa cường hóa bằng lò xo xiên có những ưuđiểm:

- Kết cấu nhỏ gọn, khoảng không gian chiếm chỗ ít vì lực ép tác dụng lên đĩa éplớn;

- Luôn giữ được đặc tính tuyến tính trong toàn bộ vùng làm việc;

- Có khả năng điều chỉnh khe hở khi đĩa bị động mòn;

- Truyền mô men tốt hơn ly hợp một đĩa ma sát

Bên cạnh đó còn có những nhược điểm:

- Các lò xo thường không đảm bảo được các thông số giống nhau hoàn toàn, đặcbiệt là sau một thời gian làm việc lực ép của các lò xo sẽ không đều nhau Do đó phảichế tạo lò xo thật chính xác nếu không thì lực ép không đều sẽ làm cho đĩa ma sát mònkhông đều và dễ bị cong vênh;

- Chế tạo phức tạp;

- Ngắt ly hợp không dứt khoát

Nhận xét: Theo thời gian làm việc các đĩa bị động sẽ bị mòn dẫn đến khe hởtăng lên làm cảm giác đạp ly hợp bị ảnh hưởng Vậy để khắc phục nhược điểm trêncũng như theo yêu cầu thiết kế ta chọn thiết kế ly hợp theo phương án: Ly hợp cườnghóa bằng lò xo xiên.

Chương II: Thiết kế ly hợp

Với những phân tích và đánh giá ở trên, khi thiết kế, tính toán ly hợp ta cần cómột vài thông số kỹ thuật của xe cần thiết kế Vậy em xin chọn xe tham khảo là xeHyundai Santa Fe 2.4 Xăng với những thông số sau:

Bảng 1: Thông số xe tham khảo

Kích thước tổng thể

Chiều dài cơ sở

4690 x 1880 x 16802700

Bán kính quay vòng tối thiểu (m) 5,45

Trọng lượng toàn tải (kg)

Phân bố lên cầu trước (kg)

Phân bố lên cầu sau (kg)

1723813910Động cơ

Loại động cơ

Công suất cực đại (kW / vòng/phút)

Mô men xoắn cực đại (Nm/vòng/phút)

Xăng2.4 Dual CVVT130/6000 226/3750

Hộp số

Tỷ số truyền ở truyền lực chính

Tỷ số truyền ở tay số 1

5,1254,124

1 Xác định kích thước cơ bản của ly hợp

Các kích thước và thông số cơ bản của ly hợp bao gồm: đường kính ngoài D và đườngkính trong d của các tấm ma sát; số lượng đĩa bị động zi ; hệ số dự trữ ly hợp  ; lực

ép tổng của các lò xo ; hệ số ma sát tính toán ; số lượng zlx và độ cứng c của các

lò xo ép; áp suất lên bề mặt các tấm ma sát

1.1 Xác định mô men ma sát mà ly hợp cần truyền

Mục đích thiết kế ly hợp tự điều chỉnh khe hở, ta có thế phác thảo sơ đồ tínhtoán như sau:

Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý ly hợp

1 Bánh đà; 2 Đĩa bị động; 3 Đĩa ép; 4 Lò xo ép

Ly hợp cần được thiết kế sao cho nó phải truyền được hết mô men của động cơ

và đồng thời bảo vệ được cho hệ thống truyền lực khỏi bị quá tải Với hai yêu cầu nhưvậy mô men ma sát của ly hợp được tính theo công thức:

Mc = Memax

Trong đó :

Memax - Mômen xoắn cực đại của động cơ;

 - Hệ số dự trữ của ly hợp

Hệ số dự trữ ly hợp  là một hệ số quan trọng, nhằm đảm bảo cho ly hợp truyền

hết mômen của động cơ sau một thời gian hoạt động, vì theo thời gian lực ép của lò xogiảm dần do mỏi, đĩa ma sát mòn làm lò xo dài ra dẫn đến giảm mô men ma sát của

ly hợp và làm giảm khả năng truyền mô men của ly hợp Tuy nhiên nếu  quá lớn thìkích thước ly hợp sẽ rất lớn và đặc biệt là không đảm bảo được chức năng cơ cấu antoàn, tránh cho hệ thống truyền lực khỏi bị quá tải Hơn nữa để có hệ số  lớn cần phảităng kích thước của các đĩa ma sát, tăng số đĩa ma sát, hoặc tăng lực ép của các lò xo

Lực ép lò xo giảm do hai nguyên nhân chính sau: sau thời gian sử dụng lâu dài

độ cứng của lò xo giảm dần do mỏi; khi các đĩa ma sát bị mòn chiều dài lò xo tăng lêncũng làm giảm lực ép của nó Theo kinh nghiệm, độ giảm lực ép của các lò xo do mỏichiếm 8 � 10% và do độ mòn của các đĩa ma sát là 15 � 20% Như vậy, với hai

nguyên nhân trên, trong quá trình sử dụng hệ số  có thể bị giảm tới 23 � 30% Bởi

vậy, người ta thường chọn hệ số  như sau:

 = 1,3 �1,75 đối với ô tô con;

 = 1,5 �2,25 đối với ô tô tải;

 = 1,8 �3,0 đối với các ô tô có tính việt dã cao;

 = 2,0 �3,0 đối với ô tô có kéo rơ mooc

(Theo tài liệu [1] trang III-3)

→ Với đề bài là ô tô con 7 chỗ nên ta chọn  = 1,5

Vậy mô men ma sát của ly hợp cần truyền :

Mc = Memax = 1,5.226 = 339 (Nm)

a Xác định các thông số và kích thước cơ bản

Cơ sở để xác định kích thước của ly hợp là ly hợp phải có khả năng truyền đượchết mô men cực đại của động cơ Từ đó ta có thể xác định được kích thước các đĩa ma

sát và chọn được số lượng đĩa bị động zi

Tính sơ bộ đường kính ngoài của đĩa ma sát theo công thức kinh nghiệm :

D = 2R = 3,16

emax

M C

(Theo tài liệu 1 trang III-4)

Trong đó:

Me max - Mômen cực đại của động cơ, tính theo Nm;

D - Đường kính ngoài của đĩa ma sát, tính theo cm;

C - Hệ số kinh nghiệm được xác định thông qua quá trình nghiên cứu và

phát triển của ngành công nghiệp ô tô Với C = 4,7 với xe du lịch 7 chỗ

Khi đĩa ma sát quay với vận tốc góc ω nào đó thì vận tốc tiếp tuyến ở một điểm

bất kỳ V x = ω.R x Có nghĩa là vận tốc trượt ở mép ngoài của đĩa sẽ lớn hơn mép trongcủa đĩa, do đó mép ngoài của đĩa sẽ mòn nhanh hơn Sự chênh lệch về tốc độ mài mòn

càng lớn nếu các bán kính R và r chênh nhau càng nhiều Vì vậy với các động cơ có số vòng quay cao ta chọn r ≈ 0,75R và ngược lại với động cơ có số vòng quay thấp r

M: Mô men ma sát của ly hợp, M=Mc ;

F: Lực ma sát tổng hợp theo phương tiếp tuyến;

R: Bán kính ma sát tương đương cánh tay đòn F.

Bán kính ma sát phụ thuộc vào quy luật phân bố tải q và hệ số ma sát  Theo

tài liệu 1 trang III-4, Nếu coi ,q= const ta có:

R =

Đối với xe du lich 7 chỗ ta lấy R=Rtb =110 mm.

Như vậy ta có mô men ma sát của ly hợp được tính như sau:

Trong đó zlà số đôi bề mặt ma sát; kz là hệ số kể đến sự giảm lực ép lên các

bề mặt làm việc do ma sát trong các bộ phận dẫn hướng và các then hoa trên các đĩa

ma sát Đối với ly hợp cho xe con 7 chỗ ta có thể lấy kz =1;  là hệ số ma sát, phụ

thuộc vào vật liệu, tình trạng tấm ma sát Ta sử dụng loại vật liệu thông dụng với 

=0,3.

Lực ép tổng lên các đĩa khi đó sẽ là:

Áp suất tác dụng lên bề mặt ma sát được tính như sau:

Áp suất tác động lên bề mặt ma sát q là một trong những thông số quan trọngđánh giá chế độ làm việc cũng như tuổi thọ của ly hợp Áp suất này càng lớn thì tốc độmài mòn ngày càng cao do vậy người ta giới hạn áp suất này trong một giới hạn chophép nhất đinh, với ô tô con: thỏa mãn

Trong đó:

: Hệ số ma sát của vật liệu có giá trị

Đối với vật liệu hay sử dụng hiện nay ta chọn

: Tổng lực ép lên các đĩa ma sát

: Số đôi bề mặt ma sát

: Bán kính ma sát tương đương với cánh tay đòn đặt lực

: Diện tíchlàm việc của một bề mặt ma sát

Khi ngắt ly hợp, giá đỡ lò xo dịch chuyển sang phải, lúc này góc nghiêng là =

68o làm cho lực ép có xu hướng hướng kính chứ không phải hướng trục dẫn tới lực mở

ly hợp nhỏ đi

Lực mở ly hợp là:

Flh = Fcos 68o = 2012 N

- Ta dùng lò xo ép là loại lò xo trụ đặt xung quanh;

- Vật liệu chế tạo lò xo ép là thép 60C , có ứng suất xoắn cho phép là :

= 1,5 2,0 đối với ly hợp một đĩa;

= 2,0 3,0 đối với ly hợp hai đĩa;

Chọn = 2,4 mm

G- mô đun đàn hồi G = 8.104 MN/m2;

D- đường kính trung bình của lò xo;

d- đường kính dây lò xo;

n0- số vòng làm việc của lò xo

 Ta chọn [] = 5.104N/cm2

d = = 0,54 (cm)

chọn d = 6 cm

Đường kính trung bình của vòng lò xo :D = C.d = 6,4.6 = 38,4 mm

Vậy số vòng làm việc của lò xo :

n0 = = 3 vòng

Để đảm bảo khoảng làm việc và chiều dài động học thì ta chọn số vòng làm việccủa lò xo: no = 4 vòng

Số vòng toàn bộ của lò xo: n = no + 2 = 4 + 2 = 6 vòng

Chiều dài toàn bộ của lò xo ở trạng thái tự do :

 - ứng suất sinh ra khi lò xo làm việc (khi mở ly hợp)

[] - ứng suất xoắn cho phép [] = 5.108 8.108 N/m2

k - hệ số tập trung ứng suất Với D/d = 6,4  k = 1,25

 = = = 5,07.108 N/m2< [] = 8.108N/m2

b Tính lò xo giảm chấn

Lò xo giảm chấn được đặt ở đĩa bị động để tránh sự cộng hưởng ở tần số caocủa dao động xoắn do sự thay đổi của động cơ và của hệ thống truyền lực đảm bảotruyền mô-men một cách êm dịu từ đĩa bị động đến moay-ơ trục ly hợp Mô-men cựcđại có khả năng ép lò xo giảm chẩn được xác định theo công thức:

Trong đó:

: Trọng lượng bám của ô tô trên cầu chủ động,

: Hệ số bám của đường, lấy

: Bán kính làm việc của bánh xe,

: Tỉ số truyền của truyền lực chính,

: Tỉ số truyền của hộp số ở tay số 1,

: Tỉ số truyền của hộp số phụ,

Thay vào công thức trên ta có:

Mô-men quay truyền qua giảm chấn được tính bằng tổng mô-men quay của cáclực lò xo giảm chấn và mô-men ma sát:

Độ cứng tối thiểu của lò xo giảm chấn (hay gọi là mô-men quay tác dụng lên đĩa

bị động để xoay đĩa đi sơ với moay-ơ):

Trong đó: : Độ cứng của một lò xo,

Thay số: (N/m)

Thường Chọn

Cạnh bên cửa sổ làm nghiêng 1 góc Chọn

Đường kính thanh tựa chọn đặt trong kích thước lỗ B

Theo thực nghiệm thường lấy:

Ta có lực ép tác dụng lên một lò xo giảm chấn là:

Số vòng làm việc của lò xo giảm chấn:

Trong đó:

: Mô-đun đàn hồi dịch chuyển,

: Độ biến dạng của lò xo giảm chấn từ vị trí chưa làm việc đến vị trí làmviệc, , chọn

: Đường kính dây lò xo, chọn

: Đường kính trung bình của vòng lò xo,

Chọn

Lấy (vòng)

Chiều dài làm việc của lò xo được tính theo công thức:

Chiều dài của lò xo ở trạng thái tự do:

Lò xo được kiểm tra theo ứng suất xoắn:

Vật liệu làm lò xo giảm chấn là thép có

Trong đó:

: Lực ép của một lò xo giảm chấn,

: Đường kính trung bình của vòng lò xo,

: Đường kính dây lò xo,

: Hệ số tập trung ứng suất:

Với

Thay các thông số vào công thức tính ta có:

Vậy lò xo đủ bền

2 Tính kiểm tra điều kiện làm việc của ly hợp

2.1 Công trượt và công trượt riêng

2.1.1 Công trượt

Để xác định công trượt của ly hợp khi khởi động tại chỗ ta sử dụng công thứctính theo kinh nghiệm của viện HAMH:

Trong đó:

: Trọng lượng toàn bộ xe,

: Mô-men cực đại của động cơ,

: Số vòng quay của động cơ khi khởi động tại chỗ, với động cơ xăng

no =

: Số vòng quay của động cơ tại thời điểm đạt công suất cực đại,

: Bán kính làm việc trung bình của bánh xe,

: Tỉ số truyền của truyền lực chính,

: Tỉ số truyền của hộp số ở tay số 1,

: Tỉ số truyền của hộp số phụ,

: Tỉ số truyền của hệ thống truyền lực,

: Hệ số cản tổng cộng của mặt đường, với ô tô con:

2.1.2. Tính công trượt riêng

Để đánh giá độ hao mòn của đĩa ma sát ta cần tính công trượt riêng theo côngthức:

2.2 Tính toán nhiệt trên đĩa ép

Việc tính toán nhiệt trên đĩa ép được thực hiện nhằm kiểm tra mức gia tăng nhiệt

độ trung bình trên đĩa sau một lần đóng ly hợp khi khởi động ô tô tại chỗ Trong khitính toán giả thiết rằng toàn bộ lượng nhiệt sinh ra trong quá trình trượt ly hợp được

chuyển thành nhiệt nung nóng đĩa ép (bỏ qua lương nhiệt truyền vào môi trường xungquanh) Mức gia tăng nhiệt độ được tính theo công thức:

 

μ d

: công trượt ly hợp

c: tỉ nhiệt của chi tiết bị nung nóng

c=481,5J/kgoC (đối với vật liệu gang và thép)

d

m

: khối lượng chi tiết bị nung nóng

 - hệ số xác định phần công trượt dùng nung nóng chi tiết cần tính Với đĩa

+ Đối với đĩa ép trung gian khi bị trượt thì cả hai bề mặt đều tham gia;

+ Đối với đĩa ép ngoài và bánh đà khi bị trượt thì chỉ có 1 bề mặt tham gia;Như vậy đĩa ép trung gian và đĩa ép ngoài có khối lượng tương đương nhau,bánh đà có khối lượng lớn hơn Nhưng khi bị trượt thì đĩa ép trung gian có độ tăngnhiệt độ gấp hai lần so với đĩa ép ngoài và bánh đà Do đó ta chỉ cần kiểm tra độ tăngnhiệt độ của đĩa ép trung gian nên đảm bảo điều kiện cho phép là được Với khối lượngcủa đĩa ép trung gian : Gt = 5 kg;

Vậy ta có

10-3 oC

� mức gia tăng nhiệt đảm bảo điều kiện

3 Tính bền các chi tiết của ly hợp

3.1 Đĩa bị động

+ Để giảm kích thước của ly hợp, khi ly hợp làm việc trong điều kiện ma sátkhô thì chọn vật liệu có hệ số ma sát cao Vật liệu của tấm ma sát thường chọn là loại