đồ án cải tiến ly hợp ural 375d

Đầy đủ bản vẽ thuyết minh “Nghiên cứu khai thác cải tiến hệ thống dẫn động ly hợp xe Ural 375 Đ”. Hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp sau khi cải tiến có lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ, điều khiển nhẹ nhàng hơn, mở ly hợp dứt khoát, đóng ly hợp êm dịu, đặc biệt tiết kiệm sức lực cho lái xe khi tham gia chiến đấu. Nội dung đồ án tốt nghiệp gồm: Chương 1: Giới thiệu chung về ly hợp trên ô tô quân sự. Chương 2: Phân tích kết cấu ly hợp xe ural 375 Đ và phương án cải tiến dẫn động điều khiển. Chương 3: Tính toán kiểm nghiệm ly hợp và dẫn động điều khiển ly hợp. Chương 4: Khai thác sử dụng ly hợp xe ural 375 Đ. DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1. Sơ đồ cấu tạo của ly hợp ma sát khô 1 đĩa và 2 đĩa 6 Hình 1.2. Sơ đồ nguyên lý làm việc của ly hợp 6 Hình 1.3. Sơ đồ hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng cơ khí 9 Hình 1.4. Sơ đồ dẫn động ly hợp bằng thủy lực 10 Hình 1.5. Sơ đồ dẫn động ly hợp trợ lực lò xo 11 Hình 1.6. Sơ đồ hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng khí nén 11 Hình 1.7. Sơ đồ hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng thủy lực trợ lực khí nén 12 Hình 1.8. Sơ đồ điều khiển ly hợp có trợ lực chân không 13 Hình 2.1. Hình dáng và kích thước cơ bản xe URAL 375 Đ 16 Hình 2.2. Ly hợp xe URAL 375 Đ 20 Hình 2.3. Đĩa bị động của ly hợp 23 Hình 2.4. Sơ đồ nguyên lý làm việc của bộ giảm chấn xoắn 24 Hình 2.5. Dẫn động điều khiển ly hợp xe URAL 375 Đ 27 Hình 2.6. Sơ đồ hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng cơ khí 28 Hình 2.7. Sơ đồ hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng khí nén 29 Hình 4.1. Các chi tiết trong cụm xi lanh – piston khí nén 47 Hình 4.2. Các chi tiết trong cụm van điều khiển khí nén 48 Hình 4.3. Hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng khí nén lắp đặt trên xe Ural 375 Đ 50

MỞ ĐẦU

Trong giai đoạn hiện nay cuộc cỏch mạng khoa học kỹ thuật trờn thếgiới đó và đang phỏt triển khụng ngừng, ngày càng thu hỳt được nhữngthành tựu to lớn ứng dụng vào phỏt triển kinh tế và quốc phũng

Đất nước ta đang trong thời kỳ đổi mới với mục tiờu cụng nghiệphoỏ, hiện đại hoỏ, xõy dựng nền kinh tế phỏt triển, nền quốc phũng vữngmạnh Trong bối cảnh chung đú, ngành xe mỏy quõn đội ta đó và đangkhụng ngừng nõng cao chất lượng khai thỏc, sử dụng, bảo dưỡng trang

bị, đi sõu vào chất lượng nghiờn cứu khoa học, nõng cao trỡnh độ chuyờnmụn đối với lực lượng làm cụng tỏc quản lý, khai thỏc, sử dụng xe mỏytrong quõn đội

Chớnh điều đú mới đỏp ứng được yờu cầu ngày càng cao với sựnghiệp cụng nghiệp hoỏ, hiện đại hoỏ núi chung của đất nước trong giaiđoạn hiện nay và từng bước hiện đại hoỏ quõn đội, nõng cao sức chiếnđấu và sẵn sàng chiến đấu

Với thực trạng tỡnh hỡnh quõn đội ta vẫn đang tiếp tục khai thỏc và

sử dụng nhiều loại xe sản xuất tại Liờn Xụ (cũ) vớ dụ: KRAZ, URAL,ZIL, nhằm mục đớch khai thỏc, sử dụng tốt trang bị xe mỏy trong quõnđội ở địa hỡnh Việt Nam với đặc thự hoạt động quõn sự, mỗi cỏn bộ kỹthuật ngành xe mỏy quõn sự phải nắm chắc đặc tớnh kết cấu cỏc loại xeđược trang bị và phương phỏp bảo dưỡng, phục hồi cỏc chi tiết, cỏc hệthống trờn xe trong điều kiện cho phộp để duy trỡ trang bị xe mỏy trongquõn đội luụn ở trạng thỏi sẵn sàng chiến đấu bảo vệ tổ quốc

Cỏc xe KRAZ, URAL, ZIL do Liờn Xụ (cũ) sản xuất cú dẫn động điềukhiển ly hợp kiểu cơ khớ, lực tỏc dụng lờn bàn đạp lớn, thiết kế thớch hợp vớisức khỏe và thể trạng của người Chõu Âu nờn khú khăn cho lỏi xe người ViệtNam, tiờu tốn nhiều sức lực khi điều khiển Do vậy, khi lỏi xe trờn địa hỡnhphức tạp khú cú thể đỏp ứng yờu cầu đúng ờm dịu, mở dứt khoỏt của ly hợp

Trong quá trình học tập tôi đợc giao nhiệm vụ đồ án tốt

nghiệp với đề tài: “Nghiờn cứu khai thỏc cải tiến hệ thống dẫn

cải tiến có lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ, điều khiển nhẹ nhàng hơn, mở ly hợpdứt khoát, đóng ly hợp êm dịu, đặc biệt tiết kiệm sức lực cho lái xe khi thamgia chiến đấu.

Nội dung đồ án tốt nghiệp gồm:

Chương 1: Giới thiệu chung về ly hợp trên ô tô quân sự.

Chương 2: Phân tích kết cấu ly hợp xe ural 375 Đ và phương án cải

tiến dẫn động điều khiển

Chương 3: Tính toán kiểm nghiệm ly hợp và dẫn động điều khiển ly

hợp

Chương 4: Khai thác sử dụng ly hợp xe ural 375 Đ.

Trong quá trình làm đồ án, em đã được thầy giáo TS Nguyễn Mạnh

Hùng cùng các thầy giáo trong khoa Ô tô tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em

hoàn thành đồ án này Tuy nhiên do kiến thức còn hạn chế cùng với sự thiếukinh nghiệm của bản thân nên không thể tránh khỏi những thiếu sót Do vậy,

em rất mong được nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy về bản đồ ánnày để em rút kinh nghiệm cho những lần sau

Em xin chân thành cảm ơn!

HỌC VIÊN THỰC HIỆN

Dương Ngọc Phương Nam

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Sơ đồ cấu tạo của ly hợp ma sát khô 1 đĩa và 2 đĩa 6

Hình 1.2.Sơ đồ nguyên lý làm việc của ly hợp 6

Hình 1.3.Sơ đồ hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng cơ khí 9

Hình 1.4 Sơ đồ dẫn động ly hợp bằng thủy lực 10

Hình 1.5.Sơ đồ dẫn động ly hợp trợ lực lò xo 11

Hình 1.6.Sơ đồ hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng khí nén 11

Hình 1.7.Sơ đồ hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng thủy lực trợ lực khí nén 12

Hình 1.8.Sơ đồ điều khiển ly hợp có trợ lực chân không 13

Hình 2.1.Hình dáng và kích thước cơ bản xe URAL 375 Đ 16

Hình 2.2.Ly hợp xe URAL 375 Đ 20

Hình 2.3.Đĩa bị động của ly hợp 23

Hình 2.4.Sơ đồ nguyên lý làm việc của bộ giảm chấn xoắn 24

Hình 2.5.Dẫn động điều khiển ly hợp xe URAL 375 Đ 27

Hình 2.6.Sơ đồ hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng cơ khí 28

Hình 2.7.Sơ đồ hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng khí nén 29

Hình 4.1.Các chi tiết trong cụm xi lanh – piston khí nén 47

Hình 4.2 Các chi tiết trong cụm van điều khiển khí nén 48

Hình 4.3.Hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng khí nén lắp đặt trên xe Ural 375 Đ 50

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Các thông số và đặc tính kỹ, chiến thuật của xe URAL 375 Đ 16

Bảng 3.1 Các thông số đầu vào tính toán kiểm nghiệm ly hợp 31

Bảng 3.2 Thông số kết cấu làm thông số đầu vào tính toán 44

Bảng 3.3 Lực sinh ra của piston – xi lanh lực tính theo áp suất khí nén 45

Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LY HỢP TRÊN Ô TÔ QUÂN SỰ

1.1 Yêu cầu kỹ thuật, phân loại ly hợp

1.1.1 Công dụng của ly hợp

Ly hợp là một cụm của HTTL nằm giữa động cơ và hộp số chính Ly hợp

có công dụng:

- Cắt, nối động lực và mô men truyền từ động cơ tới bánh xe chủ động;

- Ly hợp đóng vai trò như một cơ cấu an toàn cho động cơ khi HTTL quátải;

- Khi có hiện tượng cộng hưởng (rung động lớn) ly hợp có khả năng dậptắt nhằm nâng cao chất lượng truyền lực

1.1.2 Yêu cầu kỹ thuật

- Truyền được mô men xoắn lớn nhất của động cơ mà không bị trượt

- Nối động lực êm dịu, không gây ra va đập trong hệ thống truyền lực

- Cắt động lực dứt khoát và nhanh chóng để việc gài số được dễ dàng,

êm dịu

- Mô men quán tính của phần bị động nhỏ để làm giảm va đập của cácbánh răng ăn khớp

- Điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ

- Đảm bảo thoát nhiệt tốt

- Kết cấu đơn giản, nhỏ gọn, dễ chăm sóc bảo dưỡng, sữa chữa

1.1.3 Cấu tạo chung của ly hợp

1.1.3.1 Cấu tạo

* Cấu tạo ly hợp gồm 3 phần:

- Phần chủ động: Bao gồm những chi tiết được lắp ghép trực tiếp hoặcgián tiếp với bánh đà động cơ và chúng luôn có cùng vận tốc góc với bánh đà.Với ly hợp ma sát khô 1 đĩa gồm: Bánh đà, đĩa ép, vỏ ly hợp, các lò xo ép.Với ly hợp ma sát khô 2 đĩa gồm: Bánh đà, đĩa ép trung gian, đĩa ép ngoài, vỏ

ly hợp và các lò xo ép

- Phần bị động: Bao gồm các chi tiết luôn có chuyển động quay cùng với

hợp ma sát khô 1 đĩa gồm trục bị động và đĩa bị động, đối với ly hợp ma sátkhô 2 đĩa sẽ có 2 đĩa bị động và trục bị động.

- Cơ cấu mở đối với ly hợp đĩa ma sát gồm có đòn mở và bạc mở, ngoài

ra còn có lò xo hồi vị bạc mở

Ly hợp ma sát khô 1 đĩa Ly hợp ma sát khô 2 đĩa.

Hình 1.1: Sơ đồ cấu tạo của ly hợp ma sát khô 1 đĩa và 2 đĩa.

1 Bánh đà; 2 Vỏ ly hợp; 3 Đĩa ép; 4 Lò xo ép; 5 Bạc mở; 6 Lò xo hồi vị;

7 Trục bị động; 8 Bàn đạp; 9 Đòn quay; 10 Thanh kéo; 11 Nạng mở;

12 Đai ốc điều chỉnh; 13 Lò xo hồi vị; 14 Đòn mở; 15 Bu lông;

16 Đĩa bị động; 17.Thanh nối.

1.1.3.2 Nguyên lý làm việc

Ly hợp ma sát làm việc ở hai trạng thái: đóng và mở (hình 1.3)

Hình 1.2: Sơ đồ nguyên lý làm việc của ly hợp:

a)Trạng thái đóng ly hợp, b) Trạng thái mở ly hợp

Trạng thái đóng là trạng thái thường xuyên làm việc của ly hợp Dưới tácdụng của lò xo ép, đĩa ép, đĩa bị động và bánh đà động cơ bị ép sát vào nhau.Khi bánh đà, đĩa bị động, đĩa ép, lò xo ép, vỏ ly hợp quay thành một khối, mômen xoắn truyền từ động cơ tới bánh đà, qua các bề mặt ma sát truyền đếnmoay ơ đĩa bị động, tới trục bị động Ly hợp thực hiện chức năng truyền mômen xoắn từ động cơ tới hộp số.

Trạng thái mở là trạng thái làm việc không thường xuyên Người lái tácdụng lên cơ cấu điều khiển kéo đĩa ép di chuyển ngược chiều ép của lò xo,tách các bề mặt ma sát của đĩa bị động với bánh đà; đĩa bị động với đĩa ép.Phần chủ động của ly hợp quay theo động cơ nhưng do lực ép không tác dụnglên đĩa ép, bởi vậy không tạo nên ma sát để truyền mô men xoắn từ phần chủđộng sang phần bị động

Trước khi cắt, nối hoàn toàn, lực ép của lò xo ép thay đổi, ly hợp sẽ bịtrượt tương đối giữa các bề mặt ma sát Sự trượt gây nên mài mòn các bề mặt

ma sát, đốt nóng các chi tiết ly hợp và có thể dẫn tới hư hỏng ly hợp

1.1.4 Phân loại

a) Phân loại theo phương pháp truyền mô men:

- Ly hợp ma sát: truyền mô men bằng các bề mặt ma sát

- Ly hợp thuỷ lực: truyền mô men bằng dầu thủy lực

- Ly hợp nam châm điện: truyền mô men bằng từ trường của nam châm điện

- Ly hợp kết hợp: thường kết hợp giữa ly hợp thủy lực với ly hợp ma sát

b) Phân loại theo hình dạng của chi tiết ma sát:

- Ly hợp loại đĩa: có thể có một, hai hoặc nhiều đĩa động

- Ly hợp hình nón: đĩa bị động có dạng hình nón

- Ly hợp loại guốc phanh tang trống

c) Phân loại theo phương pháp tạo ra lực ép:

- Ly hợp kiểu lò xo trụ bố trí xung quanh, hoặc bố trí trung tâm

- Ly hợp kiểu lò xo màng

- Ly hợp kiểu ly tâm

- Ly hợp kiểu bán ly tâm: lực ép sinh ra ngoài lực ép lò xo còn có lực lytâm của khối lượng phụ

d) Phân loại theo kết cấu của cơ cấu ép:

- Ly hợp thường đóng

- Ly hợp thường mở

e) Phân loại theo dẫn động điều khiển

- Ly hợp dẫn động điều khiển bằng cơ khí

- Ly hợp dẫn động điều khiển bằng thuỷ lực

- Ly hợp dẫn động điều khiển bằng chân không

- Ly hợp dẫn động điều khiển có trợ lực:

+ Trợ lực lò xo

+ Trợ lực chân không

+ Trợ lực khí nén

- Ly hợp dẫn động bằng điều khiển điện tử

1.2 Tổng quan về dẫn động điều khiển ly hợp

Trên các xe quân sự trang bị trong Quân đội ta hiện nay, cơ cấu dẫnđộng điều khiển khiển ly hợp phần lớn là bằng cơ khí như: xe URAL 375 Đ,URAL 4320, ZIL 130, ZIL 131, KRAZ 255; Dẫn động bằng thuỷ lực như: xeGAZ 66, GAZ 53

Trên ô tô du lịch hiện nay, tất cả các hãng đều sử dụng dẫn động điềukhiển ly hợp bằng thủy lực Trên một số ô tô vận tải cần có lực mở ly hợp lớnnên cơ cấu điều khiển còn được bố trí thêm bộ trợ lực

Mỗi kiểu dẫn động đều có ưu và nhược điểm riêng Tuy nhiên, tùy theomục đích sử dụng xe, địa hình hoạt động chủ yếu, thiết kế bố trí chung của xe

và tính chất đặc thù mà sử dụng kiểu dẫn động ly hợp cho phù hợp

1.2.1 Dẫn động bằng cơ khí

Trên hình 1.3 là sơ đồ cấu tạo chung, nguyên lý cơ bản của hệ thốngdẫn động ly hợp bằng cơ khí, tùy theo bố trí chung của xe cụ thể mà kíchthước các khâu, khớp được thiết kế phù hợp Đối với xe quân sự, qua khảo sáttrong quá trình sử dụng nhiều năm rút ra những ưu nhược điểm sau:

* Ưu điểm: kết cấu đơn giản, dễ sử dụng, giá thành thấp.

* Nhược điểm:

- Lực đạp lên bàn đạp nặng, điều khiển khó khăn

- Mòn các khớp sau thời gian làm việc, tăng hành trình tự do của bànđạp dẫn đến mở không hết ly hợp, khó khăn cho việc sang số

- Bố trí phức tạp, nhất là khi ly hợp ở xa vị trí người lái xe (động cơ bốtrí phía sau)

- Hiệu suất thấp khi mòn và cũ

Hình 1.3: Sơ đồ hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng cơ khí

1- Bàn đạp; 2- Thanh kéo; 3- Càng mở; 4- Cần tách; 5- Bạc mở; 6- Đĩa ép;

7- Đĩa ma sát; 8- Bánh đà

1.2.2 Dẫn động bằng thủy lực

Trên hình 1.4 là sơ đồ cấu tạo chung và nguyên lý làm việc của hệthống dẫn động điều khiển ly hợp bằng thủy lực: dưới tác dụng của lái xe từbàn đạp, dầu trong xi anh chính 3 sẽ theo đường ống đến xylanh công tác 4.Dầu áp suất cao sẽ đẩy piston và cần piston 5 dịch chuyển làm quay càng mởtác dụng lên bạc mở thực hiện mở ly hợp

3

δ

g e

d c

* Ưu điểm:

- Khắc phục được hiện tượng mòn rơ các khớp

- Có tính khuyếch đại cao

- Hiệu suất và độ cứng vững cao

- Giảm tải trọng động, có khả năng hạn chế tốc độ dịch chuyển của đĩa

ép khi đóng ly hợp

- Dễ lắp đặt

* Nhược điểm:

- Kết cấu phức tạp, yêu cầu độ kín khít cao

- Làm việc kém tin cậy khi có rò rỉ

- Giá thành cao

- Bảo dưỡng sửa chữa phức tạp

Hình 1.4: Sơ đồ dẫn động ly hợp bằng thủy lực

1- Bàn đạp; 2- Cần đẩy piston; 3- Xi lanh chính; 4- Xi lanh công tác;

5- cần đẩy piston trong xi lanh công tác;

1.2.3 Dẫn động điều khiển ly hợp có trợ lực

Điều khiển ly hợp có trợ lực cho phép giảm nhẹ lực điều khiển của lái

xe trong quá trình mở ly hợp

a) Trợ lực bằng lò xo

Nguyên lý trợ lực: khi không mở ly hợp lò xo có tác dụng như một lò

xo hồi vị để kéo bàn đạp về vị trí ban đầu Khi mở ly hợp, vị trí bàn đạp di

Δ f

1

23

c d e

gb

a

5

4

chuyển quanh tâm cố định làm cho đầu di động của lò xo di chuyển theo, vìvậy phương của lực kéo lò xo chuyển dần về phía bên kia của tâm quay bànđạp Tại vị trí bàn đạp ứng với lúc bắt đầu mở ly hợp, lực của lò xo có tácdụng hỗ trợ lực cho bàn đạp của người lái, làm giảm lực tác dụng của ngườilái xe trong quá trình mở ly hợp Loại này ứng dụng trên xe tăng T54, ô tôKRAZ 255 Tuy nhiên nhược điểm là trợ lực không lớn nên điều khiển ly hợpvẫn nặng nề.

Hình 1.5: Sơ đồ dẫn động ly hợp trợ lực lò xo

b) Trợ lực bằng khí nén

Hình 1.6: Sơ đồ hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng khí nén

Bàn đạp; 2- Lò xo hồi vị; 3- piston van điều khiển; 4- Lò xo hồi vị piston; 5- Đế van nạp; 6- Van nạp; 7- Lò xo hồi vị van nạp ; 8- Ống dẫn khí; 9- Xi lanh khí; 10-Lò xo hồi vị; 11- Piston khí nén; 12- Cần piston lực; 13- Đòn mở; 14- Bạc mở; 15- Cần tách;

Nguyên lý trợ lực: người lái xe tác dụng lực lên bàn đạp để mở ly hợp,cần đẩy 3 sẽ dịch chuyển tương đối với với xi lanh van khí làm mở van cấpkhí nén 6 Khí nén từ bình chứa qua van theo đường ống đến xi lanh trợ lựckhí nén Lực do áp suất khí nén tạo ra trong xi lanh sẽ đẩy cần piston 11 tácđộng lên đòn mở 13 thực hiện mở ly hợp.

c) Điều khiển ly hợp bằng thủy lực trợ lực khí nén

Hình 1.7: Sơ đồ hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng thủy lực

trợ lực khí nén

1- Xi lanh chính; 2- Cần piston; 3- Bàn đạp; 4- Lò xo hồi vị màng; 5- Màng van khí; Piston điều khiển van khí; 7-Ống dẫn dầu; 8- Xi lanh công tác; 9- Piston xi lanh công

6-tác; 10- Piston khí nén; 11-Xi lanh khí nén; 12- Van điều khiển.

Nguyên lý trợ lực: dưới tác dụng lực lái xe từ bàn đạp 3, dầu trong xilanh chính sẽ theo đường ống để đến xi lanh công tác 8 Dầu áp suất cao sẽđẩy piston 9 dịch chuyển qua phải để tiến hành mở ly hợp Đồng thời áp suấtdầu cũng tác dụng lên piston 6 điều khiển mở van cấp khí nén 12 cho hệthống trợ lực Khí nén từ bình chứa qua van 12 tới khoang B tác dụng lên bềmặt piston 10 hỗ trợ thêm lực mở ly hợp Khi thôi tác dụng lên bàn đạp, dướitác dụng của các lò xo hồi vị, dầu trong các xi lanh sẽ trở về, khí nén từ xilanh trợ lực trở về van rồi qua các đường thông ra ngoài khí quyển

8 9 10

11 12

d) Dẫn động điều khiển ly hợp có trợ lực bằng chân không

Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bộ điều khiển chân không trên hình 1.8

Hình 1.8: Sơ đồ điều khiển ly hợp có trợ lực chân không

1-Màng điều khiển; 2- Van thông gió; 3- Bộ trợ lực chân không; 4- Bình chân không; Cần đổi tốc độ; 6- Cơ cấu mở mạch điện; 7- Họng bộ chế hoà khí; 8- Bộ điện từ; 9-Van

5-một chiều.

Khi sang số, cần số (5) đóng công tắc điện (6) làm van điện từ (8) cóđiện, sinh ra lực đẩy lõi của van điện từ (8) sang phải để bình chân không (4)thông với bộ trợ lực chân không (3) Màng (3) dịch chuyển sang phải cưỡngbức cắt ly hợp Sau khi sang số xong, công tắc điện (6) mở, dòng điện trongvan (8) bị ngắt, lõi của van (8) dịch chuyển sang trái làm cho bình chân không(4) ngăn cách bộ trợ lực chân không (3) Đồng thời, người lái xe tăng ga làmtăng độ chân không trong họng (7) của bộ chế hoà khí; màng (1) hút mở vanthông khí (2) làm giảm độ chân không ở phía bên trái bộ chân không (3),màng (3) dịch chuyển sang trái, ly hợp đóng Tốc độ đóng ly hợp phụ thuộc

độ chân không sau họng (7) Tức là phụ thuộc trực tiếp độ mở bướm ga,bướm ga càng mở lớn tốc độ đóng ly hợp hợp càng nhanh

Với các kết cấu loại này, khi đạp bàn đạp ly hợp rồi mới khởi động động

cơ, bàn đạp dịch xuống thấp thêm một chút, tức là bộ trợ lực chân không bắtđầu có tác dụng trợ lực khi động cơ làm việc Khi trợ lực chân không hưhỏng, lực tác dụng lên bàn đạp nặng hơn, người lái xe có thể cảm nhận được

để kịp thời khắc phục

Chương 2 PHÂN TÍCH KẾT CẤU LY HỢP XE URAL 375 Đ VÀ PHƯƠNG ÁN

CẢI TIẾN DẪN ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 2.1 Giới thiệu chung về xe URAL 375 Đ.

Xe URAL 375Đ là xe vận tải hạng nặng được trang bị và sử dụng nhiềutrong quân đội Xe được thiết kế và chế tạo tại Liên xô (cũ), có 3 cầu chủđộng, công thức bánh xe 6 x 6

Xe có tính cơ động cao trên tất cả các loại đường phức tạp, kể cả nhữngnơi không có đường xá Xe có khả năng hoạt động tốt trên mọi vùng khí hậukhác nhau, có thể hoạt động hiệu quả ở nhiệt độ từ (- 40oC) đến (+ 40oC)

Xe URAL 375 Đ được thiết kế lắp đặt động cơ ZIL 375, là động cơ xăng 4

kỳ, bố trí hình chữ V, có tỷ số nén  = 6,5; đường kính xi lanh và hành trình piston108,95 mm Thứ tự làm việc của động cơ 1-5-4-2-6-3-7-8

- Hệ thống bôi trơn kiểu hỗn hợp (bôi trơn cưỡng bức kết hợp với vung té )

- Hệ thống làm mát bằng chất lỏng (nước) tuần hoàn theo chu kỳ kín, cókét làm mát nước, bơm nước kiểu ly tâm được dẫn động bằng dây đai từ đầutrục khuỷu động cơ

- Hệ thống truyền lực cơ khí có cấp, sử dụng hộp số 5 cấp, hộp phânphối kiểu 2 cấp Ly hợp 2 đĩa ma sát khô, dẫn động bằng cơ khí

Truyền động các đăng kiểu hở, truyền lực qua then hoa Cấu tạo cácđăng kiểu ống, với số lượng 3 trục, khớp các đăng dùng ổ lăn kim

Xe có 3 cầu, đều là cầu chủ động, sử dụng truyền lực chính kép, vi saibánh răng côn đối xứng

một dòng dẫn động cho cầu sau, một dòng dẫn động cho cầu trước và cầugiữa.

+ Phanh tay (phanh dừng) là loại phanh kiểu tang trống, được đặt trêntrục truyền các đăng ở hệ thống truyền lực, dẫn động bằng cơ khí

+ Phanh rơ moóc: dẫn động bằng khí nén

Hình 2.1: Hình dáng và kích thước cơ bản xe URAL 375 Đ

Bảng 2.1: Các thông số và đặc tính kỹ, chiến thuật của xe URAL 375 Đ:

mmmmmmmm

mmmmmmmm

kGkGkG

7

Trọng lượng toàn bộ khi đầy tải

- Phân bố lên cầu trước

- Phân bố lên cầu sau

1345538659590

kGkGkG

Động cơ trên xe:

Động cơ ZiL – 375, 4 kỳ, nhiên liệu xăng,

mmmm

kG.mml

Hộp số phân phối:

Hộp số cơ khí 2 cấp, có cơ cấu vi sai giữa

các cầu, cơ cấu vi sai này phân bố mô men

xuống cầu trước và 2 cầu sau theo tỷ lệ 1:2

23 Truyền lực chính- Tỷ số truyền i

o

Loại kép8,90

- Phanh tay: kiểu tang trống, lắp trên

trục truyền ở trục phía sau hộp số phụ, dẫn động cơ khí

26

Hệ thống treo:

- Treo trước: treo phụ thuộc, nhíp nửa

elíp, giảm chấn thuỷ lực

- Treo sau : treo cân bằng, nhíp đặt dọc

2 x 0,85

lít

2.2 Cấu tạo chung và nguyên lý làm việc ly hợp Ural 375 Đ

2.2.1 Cấu tạo

Ly hợp xe URAL 375 Đ là kiểu ly hợp 2 đĩa ma sát khô, thường đóngnhư trên hình 2.2 Lực ép ly hợp tạo ra bởi lò xo bố trí xung quanh 16 lò xo,dẫn động ly hợp kiểu cơ khí.

Ly hợp là loại có lò xo ép bố trí xung quanh, có một bề mặt tựa là bánh

đà, trục bị động của ly hợp đồng thời là trục sơ cấp hộp số Phần chủ động của

ly hợp gồm có bánh đà (1), đĩa ép trung gian (4) và đĩa ép ngoài (5), các lò xo

ép (9) và vỏ ly hợp (10) Các đĩa của ly hợp được ép lại với nhau nhờ 16 lò xo

bố trí xung quanh Đĩa ép trung gian (4) có tám vấu trong đó có bốn vấu nằmtrong phần lõm của bánh đà Nhờ liên kết này mà mô men xoắn được truyền

từ bánh đà đến đĩa ép trung gian, và đồng thời đảm bảo khả năng dịch chuyểndọc trục của đĩa ép trung gian (4) khi mở và đóng ly hợp Ở hai mặt của đĩa éptrung gian đều có các lò xo lá (1) Các lò xo lá này đảm bảo cho đĩa ép trunggian ở vị trí giữa bánh đà và đĩa ép ngoài khi mở ly hợp đồng thời đảm bảokhe hở đều đối với cả hai đĩa bị động (2,3) khi ly hợp ở trạng thái mở Vỏ lyhợp được gắn chặt với bánh đà bằng các bu lông Bốn đòn mở (12) liên kếtvới các thanh nối với vỏ và đĩa ép ngoài (5) Đai ốc tự lựa dạng cầu là gối tựacủa các thanh nối trên vỏ ly hợp và các đai ốc bị ép vào vỏ bằng các tấm đànhồi Mỗi tấm đàn hồi này cố định với vỏ bằng 2 bu lông Mối liên kết như vậycho phép các thanh nối có thể có được chuyển động xoay cần thiết cho sựdịch chuyển của đĩa ép khi đóng và khi mở ly hợp

Các đĩa bị động (2) và (3) hoàn toàn giống nhau, các đĩa bị động đượcchế tạo bằng thép, có các tấm ma sát gắn trực tiếp lên xương đĩa bằng cácđinh tán, đồng thời trên đĩa có các đệm thép có tác dụng dập tắt các dao độngxoắn Bộ giảm chấn xoắn đàn hồi gồm 8 lò xo (cho mỗi đĩa) cùng với tấmchặn được đặt trong các lỗ bố trí theo chu vi của đĩa Với kết cấu như vậy bảođảm sự liên kết mềm giữa các phần tử của đĩa bị động Do vậy, giảm tần sốdao động riêng của hệ thống nên tránh được các dao động cộng hưởng ở tần

số cao

Hình 2.2: Ly hợp xe URAL 375 Đ

1- Bánh đà động cơ; 2,3- Đĩa bị động; 4- Đĩa ép trung gian; 5- Đĩa ép ngoài; 6- Đai ốc; 7- Đệm cách nhiệt; 8- Lò xo lá; 9- Lò xo ép; 10- Vỏ ly hợp; 11- Lò xo giảm chấn; 12- Đòn mở ly hợp; 13- Đai ốc kẹp chặt càng nối; 14- Càng nối, 15- Tấm điều

chỉnh; 16- Lò xo đẩy đĩa ép trung gian; 17- Nút thoát dầu.

Moay ơ đĩa bị động và đĩa có thể xoay tương đối với nhau một góc nhấtđịnh nhờ vậy mà việc đóng ly hợp sẽ êm dịu hơn Góc xoắn lớn nhất được xácđịnh sự ép các lò xo giảm chấn

Cơ cấu mở cũng gồm có bốn đòn mở (12), mỗi đầu mở có mối liên kếtvới đĩa ép ngoài (5) và vỏ ly hợp (10) Các chi tiết của ly hợp được cân bằngtĩnh để giảm tải trọng động tác dụng lên ổ của trục khuỷu động cơ và trục sơcấp của hộp số Đồng thời ly hợp cũng được cân bằng cùng với bánh đà vàtrục khuỷu động cơ, để đảm bảo sự cân bằng của cả cụm trục khuỷu, bánh đàcủa ly hợp Vì thế sau khi lắp giáp và cân bằng người ta thường đánh dấu trên

bánh đà, vỏ ly hợp và đĩa ép trung gian để đảm bảo sự đồng trục giữa trụckhuỷu động cơ với trục sơ cấp của hộp số.

bề mặt ma sát giữa các đĩa bị động với bánh đà và các đĩa ép truyền đến moay

ơ đĩa bị động và tới trục bị động nhờ mối ghép then hoa giữa moay ơ của cácđĩa bị động với trục Ly hợp thực hiện chức năng của một khớp nối dùng đểtruyền mô men xoắn

- Trạng thái mở:

Người lái tác dụng lên bàn đạp ly hợp một lực Q, qua hệ thống dẫnđộng điều khiển ly hợp sẽ đẩy bạc mở di trượt dọc trục (sang bên trái) và tỳvào các đầu đòn mở, thắng lực ép của lò xo tách đĩa ép (kéo nó sang bênphải), giải phóng bề mặt ma sát giữa đĩa bị động phía trước với bánh đà, đĩa

ép và đĩa trung gian Khi đó phần chủ động của ly hợp vẫn quay không tảitheo bánh đà động cơ và mô men xoắn không được truyền đến trục bị động

- Ngoài hai trạng thái làm việc kể trên ta cần chú ý rằng

Khi tốc độ quay của phần chủ động và phần bị động của ly hợp khácnhau (xuất hiện tại thời điểm đóng hoặc mở ly hợp hoặc khi có sự quá tải dướitác dụng của tải trọng và mô men quán tính) sẽ xuất hiện hiện tượng trượttương đối giữa các bề mặt ma sát của ly hợp Đây là hiện tượng không tránhkhỏi đối với ly hợp đĩa ma sát

2.3 Phân tích kết cấu một số chi tiết ly hợp Ural 375 Đ

Bánh đà dùng để:

+ Cân bằng động cho động cơ

+ Dùng để tích luỹ mô men quán tính của động cơ

+ Dùng để khởi động động cơ được dễ dàng

+ Dùng để hấp thụ nhiệt trong quá trình ly hợp bị trượt rồi toả ra môi trườngkhông khí

Bánh đà được chế tạo từ vật liệu là gang xám, có độ bền cơ học cao.Mặt ngoài bánh đà được ép một vành răng khỏi động, vật liệu chế tạo là théphợp kim, kết cấu này làm cho khối lượng bánh đà tập trung ở vành ngoài lớn,

có tác dụng dự trữ năng lượng và làm tăng khả năng cân bằng cho trục khuỷuđộng cơ Ngoài ra với kết cấu như vậy sẽ làm giảm khối lượng của bánh đàmột cách đáng kể Bề mặt ngoài của bánh đà (bề mặt tiếp xúc với đĩa bị độngcủa ly hợp) được gia công bằng phẳng

Bánh đà được bắt chặt với mặt bích của trục khuỷu động cơ bằng bulông và chốt định vị

2.3.2 Đĩa ép

Bề mặt đĩa ép được gia công bằng phẳng làm tăng diện tích tiếp xúc.Trên bề mặt ngoài của đĩa ép có 4 gờ ăn vào các rãnh của bánh đà, phía bềmặt ngoài (không tiếp xúc ) của đĩa ép có vấu để bắt các đòn mở và các gờ lắpcác lò xo ép trong vấu, đòn mở được bắt giữ bằng chốt trên các ổ bi kim Đĩa

ép trung gian được lắp giữa các đĩa bị động, trên vành ngoài của đĩa ép trunggian có cơ cấu tự động điều chỉnh vị trí của nó

2.3.3 Đĩa bị động

Moay ơ của đĩa bị động: Dùng để truyền mô men xoắn từ đĩa bị động tớitrục bị động của ly hợp (trục sơ cấp của hộp số), mặt trong của moay ơ có giacông các rãnh then hoa để lắp ghép với đoạn trục then hoa của trục bị động,vành moay ơ được chế tạo liền với moay ơ Hai bề mặt sát thân moay ơ đượcgia công phẳng để tiếp xúc với các tấm ma sát của bộ giảm chấn xoắn.

Các tấm ma sát: Được chế tạo dạng vành khăn, trên bề mặt có gia côngcác rãnh hướng tâm và nghiêng nhằm thoát nhiệt, thoát phần vật liệu bị màimòn trong quá trình làm việc và thoát dầu, thoát nước ra khỏi bề mặt ma sát.Trên mỗi tấm ma sát gia công hai hàng lỗ dạng bậc để lắp ghép tấm ma sátvới xương đĩa bằng bằng các đinh tán, các đinh tán này thường được chế tạo

bằng kim loại mềm (đồng hoặc nhôm) Sau khi gắn các tấm ma sát lên xươngđĩa, các đầu đinh tán phải tụt xuống khỏi bề mặt ma sát từ 1-2 mm để tránh sự

cọ sát giữa các đầu đinh tán lên các bề mặt ma sát của đĩa ép và bánh đà khicác tấm ma sát quá mòn

* Bộ giảm chấn xoắn:

Hình 2.4: Sơ đồ nguyên lý làm việc của bộ giảm chấn xoắn

a Trạng thái không làm việc; b Trạng thái làm việc 1- Lò xo xoắn trụ; 2- Xương đĩa; 3- Moay ơ đĩa.

Bộ giảm chấn xoắn được đặt ở đĩa bị động của ly hợp để tăng độ êmdịu khi đóng ly hợp, tránh cho hệ thống truyền lực khỏi những dao động xoắncộng hưởng khi tần số dao động của hệ thống truyền lực trùng với tần số kíchthích dao động gây ra bởi sự thay đổi mô men xoắn của động cơ Bộ giảmchấn xoắn gồm 8 lò xo trụ được lắp trong các lỗ hình chữ nhật của xương đĩa

và vành moay ơ đĩa với độ nén nhất định các tấm ma sát của bề mặt giảmchấn xoắn có một bề mặt tiếp xúc với bề mặt ma sát của moay ơ, bề mặt cònlại tiếp xúc với với mặt bích của xương đĩa Như vậy, xương đĩa và moay ơliên kết đàn hồi với nhau qua các lò xo giảm chấn, giữa xương đĩa và moay ơ

có sự cộng hưởng ở tần số thấp nhờ đó mà mà khuếch tán ra môi trường dướidạng nhiệt và dao động cộng hưởng này sẽ bị triệt tiêu đĩa bị động làm bằngthép có tấm ma sát bằng vật liệu tổ hợp amiăng Để xoay tương đối với nhau,khi có sự xoay tương đối giưa moay ơ và xương đĩa thì các lò xo giảm chấnxoắn bị nén lại nên nó giảm độ cứng của hệ thống truyền lực, có nghĩa làgiảm tần số dao động riêng của hệ thống truyền lực và triệt tiêu khả năng xuấthiên cộng hưởng ở tần số cao Do độ cứng tối thiểu của các lò xo giảm chấnxoắn bị giới hạn bởi điều kiện kết cấu của ly hợp nên dao động của hệ thốngtruyền lực vẫn có thể xảy ra cộng hưởng ở tần số thấp, bởi vậy các bề mặt của

tấm ma sát của bộ giảm chấn xoắn giữa moay ơ và xương đĩa sẽ xuất hiện mômen ma sát, năng lượng dao động cộng hĩa nối với moay ơ qua bộ dập tắt daođộng kiểu lò xo và các tấm Moay ơ các đĩa bị động được lắp then hoa vớitrục chủ động của hộp số.

Giữa vỏ và đĩa ép được đặt các lò xo ép Dưới tác dụng của các lò xonày các đĩa bị động ép giữa đĩa ép và bánh đà

Tấm ma sát có kết cấu hình vành khăn và được thiết kế chế tạo từ vậtliệu át - bét đồng, công dụng của loại vật liệu này đáp ứng được yêu cầu đặt racho ly hợp là có độ bền cơ học cao độ bền mòn cao ở nhiệt độ lớn Nhờ các

ưu điểm này mà át - bét đồng được sử dụng nhiều làm tấm ma sát cho ly hợp Trên tấm ma sát người ta còn gia công các rãnh hướng tâm Các rãnh nàygiúp cho thoát nhiệt nhanh, là rãnh thoát bột mài do tấm ma sát bị mài mònsinh ra Mỗi đĩa bị động có 2 tấm ma sát lắp ghép với xương đĩa bởi các đinhtán bằng đồng, đinh tán này được tán sâu hơn với bề mặt của tấm ma sát 1,5 -

2 mm

Xương đĩa bị động của ly hợp xe URAL-375 Đ được thiết kế chế tạo từvật liệu là thép hợp kim mỏng Vật liệu thép hợp kim được sử dụng làmxương đĩa có ưu điểm là giảm được kích thước chiều dày của đĩa ép mà vẫnđảm bảo yêu cầu về độ bền Xương đĩa có gia công xẻ rãnh hướng tâm, chiaxương đĩa ra nhiều phần bằng nhau Các phần nhỏ này được uốn cong về cácphía khác nhau Kết cấu này giúp cho xương đĩa có tác dụng như lò xo đảmbảo sự làm việc êm dịu

Xương đĩa nối mềm với moay ơ qua bộ giảm chấn xoắn Moay ơ nốivới trục bị động bằng then hoa, then hoa được chế tạo dạng thân khai có ưuđiểm làm tăng độ bền, độ đồng tâm trong quá trình di trượt giữa moay ơ vàtrục bị động

2.3.4 Lò xo ép

Lò xo ép đặt giữa đĩa ép và vỏ ly hợp Các lò xo ép này được dẫnhướng nhờ các gờ của đĩa ép, lò xo ép được thiết kế và chế tạo từ thép lò xo(thép hợp kim) Số lượng lò xo ép là 16 cái bố trí xung quanh Lắp đặt lò xo

khoảng trống để bố trí đòn mở Trong trường hợp một hay hai lò xo ép bịhỏng thì ly hợp vẫn làm việc

Dẫn hướng lò xo nhờ các vấu trên đĩa ép và các bu lông, nhờ đó lò xotránh bật khỏi vị trí dưới tác dụng của lực ly tâm Ở giữa vị trí của đĩa ép và

lò xo có lắp đặt tấm đệm cách nhiệt Với vật liệu là át - bét đồng có chiều dày3,50 mm Tác dụng của tấm đệm làm giảm khả năng truyền nhiệt từ đĩa ép tới

lò xo

Trong khi sửa chữa thay thế và lắp đặt lò xo ta cần lưu ý Nếu lò xokhông đồng bộ (Có lực ép khác nhau dẫn đến lực ép không đều) thì cần thaycho đồng bộ

2.3.5 Đòn mở ly hợp

Công dụng của đòn mở ly hợp là dùng tách cưỡng bức đĩa ép, tách đĩa

bị động ra khỏi đĩa ép và bánh đà Vật liệu chế tạo đòn mở là thép các bontrung bình và gia công bằng phương pháp dập Ly hợp xe URAL-375 Đ bố tríbốn đòn xung quanh tâm và cách đều nhau 900 đòn mở liên kết với vấu củađĩa ép nhờ các khớp bản lề và ổ bi kim Giá đòn mở bắt với vỏ ly hợp nhờ đai

ốc điều chỉnh Kết cấu mặt tiếp xúc đai ốc với vỏ ly hợp có dạng hình cầugiúp cho trục giá đỡ đòn mở có thể dao động lắc Khi ly hợp đóng hoặc mởgiúp cho đĩa ép có chuyển động tịnh tiến Trên vỏ ly hợp có lắp lò xo, các lò

xo này ép đai ốc và vỏ luôn tiếp xúc với nhau Kết cấu của đai ốc điều chỉnhlàm cho kết cấu chung của ly hợp phức tạp hơn

2.3.6 Vỏ ly hợp

Vỏ ly hợp là một chi tiết trong đó bố trí các thành phần chính của nó, vàđược lắp với bánh đà bằng 12 bu lông và quay cùng với bánh đà như một vậtthể

Vỏ ly hợp đựơc thiết kế chế tạo từ tấm thép gia công nhờ phương phápdập Trên vỏ ly hợp có lắp đặt các đai ốc điều chỉnh đòn mở và các lỗ để lắp

bu lông định tâm lò xo ép

Khi ly hợp đóng mô men xoắn được truyền qua mối nối mấu đến đĩa trunggian và đĩa ép, sau đó đến tấm ma sát của đĩa bị động rồi qua bộ dập tắt daođộng đến moay ơ và từ moay ơ đến trục chủ động của hộp số

Khi ly hợp mở, khớp mở của ly hợp cùng với ổ bi qua vành chặn tácdụng lên các đầu trong đòn mở (các đòn mở này được xoay trên ổ bi kim).Lúc này các đầu ngoài đòn mở kéo và dịch chuyển đĩa ép khỏi đĩa bị động sauĐĩa chủ động giữa (đĩa trung gian) nhờ cơ cấu tự động tách (được lắp trênđĩa) tự xác định về vị trí trung gian giữa các mặt bên của đĩa ép và bánh đà do

đó đĩa bị động trước được giải phóng Do vậy giữa các chi tiết chủ động vàcác đĩa bị động của ly hợp không bắt nối với nhau được nữa

2.3.7 Dẫn động điều khiển ly hợp

Hình 2.5: Dẫn động điều khiển ly hợp xe URAL 375 Đ

Dẫn động điều khiển ly hợp của ly hợp xe URAL 375 Đ là dẫn động cơkhí như trên hình 2.5 Theo đó, sự bố trí của hệ thống các khâu khớp rất gọn,

dễ bảo quản và sửa chữa, tuy nhiên nhược điểm của dẫn động cơ khí trên xeURAL 375 Đ là lực tác dụng lên bàn đạp lớn gây mệt mỏi cho người điều

khiển, cơ cấu làm việc lâu ngày bị mòn dẫn đến thay đổi hành trình bàn đạp lyhợp, khó khăn cho việc sang số.

Vấn đề mà đề tài đặt ra là: cải tiến phải khắc phục được nhược điểm trên màkhông làm thay đổi kết cấu của cụm ly hợp, tận dụng được năng lượng khínén sẵn có trên xe, đó là hướng cải tiến mang tính khả thi

2.4 Phân tích lựa chọn phương án cải tiến dẫn động điều khiển ly hợp Ural 375 Đ

Trên hình 2.6 là sơ đồ mô tả cấu tạo chung của hệ thống dẫn động điềukhiển ly hợp bằng cơ khí, theo đó việc điều khiển mở ly hợp được thực hiệnnhư sau:

- Khi tác dụng lực vào bàn đạp 4, thanh kéo 6 dịch chuyển từ trái sangphải, thông qua khớp quay làm đòn mở 7 tỳ vào bạc mở ly hợp; bạc mở dịchchuyển từ phải qua trái tác dụng lực lên cần tách làm đĩa ép tách ra khỏi đĩa

ma sát, ly hợp được mở

Hình 2.6: Sơ đồ hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng cơ khí

1- Đĩa ép; 2- Cần tách; 3- Bạc mở; 4- Bàn đạp; 5- Lò xo hồi vị; 6- Cần kéo dọc;

7-Càng mở ly hợp; a,b,c,d,e,f – Khoảng cách các cơ cấu dẫn động.