thiết kế ly hợp xe corolla altis 1.8E MT 2018 CVT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI BÀI TẬP LỚN CHỦ ĐỀ THIẾT KẾ TÍNH TOÁN LY HỢP XE ÔTÔ COROLLA ALTIS 1 8E MT 2018 CVT Sinh viên thực hiện:Phạm Khắc KimLớp: AT 6051.5Người hướng dẫn: Th.S Hoàng Quang Tuấn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

BAI T P LƠN Â

COROLLA ALTIS 1.8E MT 2018 CVT

Sinh viên thực hiện:

Phạm Khắc Kim

Lớp: AT 6051.5

Người hướng dẫn: Th.S Hoàng Quang Tuấn

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 3

Chương 1 1

TỔNG QUAN LY HỢP 1

I CÔNG DỤNG 1

II PHÂN LOẠI 1

III YÊU CẦU 2

IV PHÂN TÍCH KẾT CẤU - CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ LY HỢP Ô 2

TÔ 2

1 Phương án chọn lò xo ép 1

2 Đĩa bị động của ly hợp 1

3 Đĩa ép 1

4 Lò xo ép 1

5 Đòn mở 1

V LỰA CHỌN KẾT CẤU CỤM LY HỢP 1

V.1 Kết cấu ly hợp lắp trên xe ZIN-130 1

V.1.2 Kết cấu ly hợp lắp trên xe AZ-53 2

VI CÁC PHƯƠNG ÁN DẪN ĐỘNG LY HỢP 1

A Phương án 1: Dẫn động ly hợp bằng cơ khí 1

B Phương án 2: Dẫn động ly hợp bằng thủy lực. 1

C Phương án 3: Dẫn động ly hợp bằng cơ khí có cường hóa khí nén. 1

Giới thiệu về xe tham khảo 1

Thông số kỹ thuật của xe Corolla altis 1.8E MT 2018 CVT 1

Chương 2 1

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỤM LY HỢP 1

I XÁC ĐỊNH MÔMEN MA SÁT CỦA LY HỢP 1

II XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA LY HỢP 1

1 Xác định đường kính trong và ngoài đĩa ma sát 1

2 Xác định mô men ma sát mà ly hợp cần truyền 1

3 Xác định các thông số của giảm chấn 2

III XÁC ĐỊNH CÔNG TRƯỢT SINH RA TRONG QUÁ TRÌNH ĐÓNG LY 3

HỢP 3

IV KIỂM TRA CÔNG TRƯỢT RIÊNG 1

VI TÍNH TOÁN SỨC BỀN MỘT SỐ CHI TIẾT CHỦ YẾU 1

Chương 3 1

THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG LY HỢP 1

A CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ DẪN ĐỘNG LY HỢP 1

B THIẾT KẾ TÍNH TOÁN DẪN ĐỘNG THUỶ LỰC CÓ TRỢ LỰC CHÂN 1

KHÔNG 1

I XÁC ĐỊNH LỰC VÀ HÀNH TRÌNH CỦA BÀN ĐẠP KHI KHÔNG CÓ 1

TRỢ LỰC 1

II THIẾT KẾ DẪN ĐỘNG THỦY LỰC 1

KẾT LUÂN 1

TÀI LIỆU THAM KHẢO 1

MỞ ĐẦU

Với nền công nghiệp phát triển ngày càng hiện đại, các nhu cầu trong cuộc sốngcủa con người càng được nâng cao Vấn đề đi lại của con người là một trong nhữngnhu cầu rất cần thiết, và Ô tô là một loại phương tiện rất phát triển và phổ biến trên thếgiới và ở Việt Nam hiện nay Để đáp ứng cho nhu cầu đó Là một sinh viên ngành côngnghệ kỹ thuật ô tô, việc tìm hiểu, nghiên cứu, tính toán và thiết kế các bộ phận, cụmmáy, chi tiết trong xe là rất thiết thực và bổ ích Trong khuôn khổ giới hạn của một đồ

án môn học, nhóm em được giao nhiệm vụ thiết kế và tính toán ly hợp xe ô tô.Côngviệc này đã giúp cho em bước đầu làm quen với công việc thiết kế mà em đã được học

ở trường để ứng dụng cho thực tế, đồng thời nó còn giúp cho em cũng cố lại kiến thứcsau khi đã học các môn lý thuyết trước đó

Dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy Hoàng Quang Tuấn và sự nổ lực của bảnthân và cả nhóm, sau một khoảng thời gian cho phép nhóm em đã hoàn thành được đồ

án của mình Vì bước đầu tính toán thiết kế còn rất bỡ ngỡ cho nên không tránh khỏinhững sai sót, nhầm lẫn Do vậy, em rất mong các thầy (cô) thông cảm và chỉ bảo thêm

để nhóm em hoàn thiện hơn trong quá trình học tập của mình

Hà Nội, ngày 27 tháng 10 năm 2022

Nhóm trưởng

Phạm Khắc Kim

Chương 1TỔNG QUAN LY HỢP

Ly hợp là một phần tử không thể thiếu trong hệ thống truyền lực (HTTL) của

ô tô Nếu không có nó thì các bánh răng hộp số , HTTL sẽ phải chịu lớn lực xung

kích, mô men xung lượng của lực xung kích, mô men lực quán tính trong những

thời điểm khác nhau khi vận hành ô tô Ví dụ: Khi sang số, khi phanh

I CÔNG DỤNG

-Ly hợp là khớp nối giữa trục khuỷu động cơ với hệ thống truyền lực

-Ly hợp dùng để ngắt - nối truyền động từ trục khuỷu động cơ đến hệ thống truyền lực.-Ngoài ra, ly hợp còn được dùng như một cơ cấu an toàn cho hệ thống truyền lực khi quá tải

-Nếu khớp nối ly hợp không ngắt được truyền động từ trục khuỷu động cơ đến hệ thốngtruyền lực khi gài số thì việc gài số sẽ hết sức khó khan và có thể gây dập răng, thậm chí,

có thể gây vỡ răng hộp số

-Hơn thế nữa, nếu ly hợp không tự động ngắt khi phanh đột ngột thì có thể gây quá tải cho cả hệ thống truyền lực

II PHÂN LOẠI

Phân loại ly hợp có thể dựa trên các tiêu chí sau đây

1 Theo cách truyền mô men.

của ly hợp theo hai đường Đường thứ nhất từ bánh đà qua bề mặt ma sát phía bên

trái của đĩa bị động Đường thứ hai mômen từ bánh đà truyền qua vỏ trong ly hợp

qua đòn mở đến đĩa ép thông qua bề mặt ma sát phía bên phai của đĩa bị động

mômen được truyền từ đĩa ép sang đĩa bị động Đĩa bị động được nối với trục ly

hợp nhờ khớp nối then hoa nên mômen đường truyền từ đĩa bị động sang trục ly

đà, do đó mômen động cơ không truyền được sang trục ly hợp

* Ưu nhược điểm

+ Ưu điểm

+ Nhược điểm

- Khả năng giảm quá tải không cao

- Đóng ly hợp không êm dịu

- Khi phanh xe ở tốc độ cao gây quá tải cho HTTL (có thể làm chết máy, gãy

trục cơ…) ảnh hưởng đến việc điều khiển vận hành xe

b Ly hợp thuỷ lực

Truyền mômen thông qua chất lỏng

- Sơ đồ cấu tạo: Gồm hai phần

+ Phần chủ động là phần bánh bơm, bánh đà.

+ Phần bị động là bánh tua bin nối với trục sơ cấp của hộp giảm tốc.Trong không gian của bánh bơm và bánh tua bin là dầu thuỷ lực

Sơ đồ cấu tạo của ly hợp thuỷ lực.

31

42

56

7 810911

vậy động năng truyền cho bánh tua bin lớn

+ Trạng thái ngắt: Khi số vòng quay động cơ nhỏ không đủ cho bánhtua bin

quay nên mômen không truyền từ động cơ ra trục ly hợp được

+ Trạng thái đóng Số vòng quay động cơ tăng làm cánh tua bin quay

mômen được truyền từ động cơ sang trục ly hợp Khi chủ động ngắt nhanh ly hợp

xả van (12) dầu thoát ra ngoài bình chứa, ly hợp ngắt momen không truyền từ động

Truyền mô men thông qua lực điện từ

Sơ đồ cầu tạo

+ Mở ly hợp: Khi không cấp điện cho cuộn dây (3) không có lực từ trường

trong cuộn dây nên phần chủ động (1) và phần bị động (4) không hút nhau nên khi

động cơ quay mômen không truyền ra trục ly hợp (5)

+ Đóng ly hợp: khi cấp điện cho cuộn dây (3) xuất hiện lực điện

tăng ma sát nên việc truyền mômen giữa (1) sang (4) được tăng lên

* Ưu nhược điểm

tạo đơn giản hiệu suất truyền cao Nhưng ly hợp thuỷ lực ngày càng được

sử dụng

trên các xe hiện đại có sử dụng hộp số tự động vì giảm được tải trọng động trên

HTTL

2 Theo hình dạng của các chi tiết ma sát

12 Thanh kéo; 13 Đòn mở; 14 Giảm chấn.

3 Theo phương pháp phát sinh lực ép

- Loại lò xo: Lò xo đặt xung quanh, lò xo đặt trung tâm (côn), lò xo đĩa

có lực

phụ thêm là lò do lực ly tâm của trọng khối phụ sinh ra

- Loại ly tâm: Ly hợp ly tâm thường được sử dụng khi điều khiển tự động, ở

ly hợp này lực ly tâm dùng để đóng và mở ly hợp còn áp lực trên đĩa được tạo bởi

lực lò xo ít khi lực ly tâm được dùng để tạo lực ép trên đĩa

4 Theo kết cấu ép chia ra

- Ly hợp thường đóng được sử dụng phổ biến trên ô tô

- Ly hợp thưóng mở được sử dụng trên máy kéo

III YÊU CẦU

- Truyền được mômen quay lớn nhất của động cơ mà khong bị trượt ởbất kỳ

điều kiện sử dụng nào

- Đóng êm dịu để tăng từ từ mômen quay lên trục của HTTL để tránhlực va

đập lên HTTL và cũng để cho gia tốc ô tô ổn định,

bánh răng khi khởi động và sang số

- Ly hợp còn đáp ứng nhu cầu là cơ cấu an toàn để tránh các lực quálớn tác

dụng lên HTTL khi gặp quá lớn tác dụng lên HTTL khi gặp quá tải

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

- Các bề mặt ma sát thoát nhiệt tốt, đảm bảo sự làm việc bình

thường

dễ dàng

(và phải đáp ứng yêu cầu của chi tiết cơ khí nói chung)

IV PHÂN TÍCH KẾT CẤU - CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ LY HỢP Ô TÔ

Các ly hợp của ô tô là loại thường đóng Ở ô tô thường dùng loại ly hợp một,

hai loại hay nhiều đĩa bị động

- Ly hợp một đĩa có ưu điểm là:

+ Kết cấu đơn giản, rẻ tiền

+ Thoát nhiết tốt.

nhiên ly hợp hai đĩa có kết cấu phức tạp hơn nhiều so với ly hợp một đĩa.

Ưu điểm của ly hợp là đóng êm dịu

Nhược điểm là mở không dứt khoát

ma sát mòn không đều Các lò xo trụ khi ép phải để khoảng cách tối thiểu giữa các

vòng so sánh xo là 1mm do vậy khong gian theo chiều trục là rất lớn

1.2 Lò xo hình côn

- Ưu điểm:

+ Lực tác dụng lên đĩa đều vì có 1 lò xo đặt trung tâm Thường dùng trên ô

tô có mômen quay cần truyền lớn trên 50KG

+ Có thể rút gọn được chiều dài của ly hợp, vì lò xo ép hình côn cóthể ép

cho đến khi lò xo nằm trên một mặt phẳng

hướng tâm là các cần đẩy ra, thay thế các cần bẩy

A.Vòng bi đuôi trục khuỷu

* Nguyên lý hoạt động của lò xo màng:

Khi ấn lên bàn đạp ly hợp, vòng bi T (6) ấn lên lỗ tâm của đĩa lò xo màng (3)

làm cho vòng ngoài của nó bật lên mâm ép (2) nhả đĩa ma sát (4) Khi buông bàn

đạp, vòng bi buýt tê trở lui lại vị trí cũ, lò xo màng bung trở lại hình dạngban đầu

nên nó đè mạnh mâm ép và đĩa ma sát vào mặt bánh đà

Với loại lò xo màng, khi biến đổi sức ép lên nó, lúc đầu lực tăng lên cho đến

một trị số xác định thì lực bắt đầu giảm Độ mòn của các tấm ma sát không ảnh

hưởng đến sức ép do lò xo màng tạo nên, do dó tránh được tình trạng

tương đối dễ hơn

- Loại trừ được cách lực ly tâm làm giảm sức ép đĩa ma sát ở vận tốccao (vì

không có các chi tiết vòng ngoài)

- Lực tác động lên đĩa ma sát thường xuyên đều đặn ở mọi chế độ làm việc

Vậy qua việc phân tích kết cấu, nguyên lý hoạt động trên cùng với yêu cầu

cụ thể của phương án thiết kế ta chọn bộ ly hợp dùng lò xo màng

đĩa bị động đỡ vênh khi bị nung nóng lúc làm việc.

A Sườn thép gợn song; B,C Đinh tán,

1 Mặt phía bánh đà ; 2 Mặt phía mâm ép.

Xương đĩa thường được chế tạo bằng thép cacbon 45,65P và 70… sau khi

thực hiện nhiều nguyên công chế tạo cần tôi, thường trong dầu, ram trong khuôn,

để đạt độ cứng 35  65HRC Quá trình chế tạo phôi được kết thúc bằng phôi phát

hoá và kiểm tra các thông số cơ bản Ví dụ độ không phẳng không vượt quá 0,4 

0,5mm dưới tải trọng 20  50N

1 Lò xo giảm xoắn; 2 Moyơ rãnh then; 3 Đinh tán 4 Mặt bố ma sát

Chiều dày của tấm ma sát nằm trong khoảng 3  5mm.

Các này có tác dụng làm thoát khỏi bề mặt ma sát các sản phẩm mài mòn và

thông gió bề mặt ma sát

Vật liệu thường dùng là phêrađô, phêrađôraibet hoặc raibet đồng.Đinh tán: Đây là chi tiết liên kết giữa tấm ma sát với xương đĩa bịđộng

Đường kính được chọn theo chiều dày tấm ma sát theo hãng “Pherodo” (Pháp) thì

giữa chiều dày tấm ma sát H và đường kính D của đinh tián cơ quan hệ sau đây: Khi

H‟ = 3mm  D = 2,5  3mm khi H = 4mm  D = 3  3,75; Khi H = 5mm  D =

4  4,5mm

2.3 Moayơ

Moayơ của đĩa bị động được lắp với trục ly hợp nhờ then hoa có dạng thân

khai chữ nhật Tất cả được tiêu chuẩn hoá

Moayơ thường được chế tạo từ thép 35,40 sau khi thấm nitơ cacbon,tôi đến

độ cứng 70HRC

2 3 4

ép có trọng lượng tương đối lớn để thoát nhiệt tốt chiều dày đĩa khoảng 17mm.

4 Lò xo ép

Lò xo ép dạng màng vừa đảm nhận chức năng đòn mở và chức năng lò xo

ép Vành trong có thể tựa vào ổ bi mở, vành ngoài nối với đĩa ép, điểm giữa của lò

xo tựa cố định trên vỏ ly hợp Như vậy lò xo vừa là đòn mở vừa là lò xo ép

V.1 Kết cấu ly hợp lắp trên xe ZIN-130

Ly hợp lắp trên xe ZIN-130 là ly hợp một đĩa ma sát khô (hình 2.1)

- Đĩa ép 3 bị ép bởi lò xo ép 8 bố trí xung quanh vỏ ly hợp 9 Vỏ ly hợp được

lắp ghép với bánh đà 2 nhờ các bulông 23 Đĩa ép 3 và vỏ ly hợp 9 liên kếtvới nhau

bằng lò xo lá 4, mỗi lò xo lá có một đầu được tán cố định với vỏ ly hợp bằng các

đinh tán và đầu còn lại được lắp cố định với đĩa ép 3 bằng các bulông Do

trục của đĩa ép khi mở và đóng ly hợp

- Đĩa bị động của ly hợp trên xe ZIN-130:

Xương đĩa bị động được chế tạo bằng thép và có xẻ rãnh Đĩa ma sát được

lắp ghép với xương đĩa bằng các đinh tán Bộ giảm chấn gồm 8 lò xo giảmchấn đặt

xung quanh cách đều nhau cùng tấm ma sát Xương đĩa được ghép chặt với moayơ

đĩa bị động bằng các đinh tán Đinh tán được chế tạo bằng thép

- Đòn mở ly hợp 16 (hình 2.1): gồm có 4 chiếc và được chế tạo bằng thép.

Mỗi đòn mở thì đầu ngoài liên kết khớp bản lề với đĩa ép 3 qua các ổ bi kim Phần

giữa đòn liên kết bản lề với càng nối qua ổ bi kim Càng nối gối tựa lên

vỏ ly hợp

bằng đai ốc hình chỏm cầu Các đai ốc này bị ép vào vỏ ly hợp bằng đệmđàn hồi,

mỗi đệm đàn hồi này được cố định vào vỏ ly hợp bằng hai bu lông nhỏ Nhờ có mối

liên kết như vậy mà càng nối có thể chuyển động xoay để tạo ra tâm quaythay đổi ở

giữa đòn mở ly hợp, cần thiết cho sự di chuyển của đĩa ép khi mở và đóng ly hợp

Đai ốc chỏm cầu còn có tác dụng điều chỉnh đầu đòn mở để các đòn mở cùng nằm

trong mặt phẳng song song với mặt phẳng của đĩa ép

Hình 2: Ly hợp lắp trên xe ZIN-130

1 Trục khuỷu ; 2 Bánh đà ; 3 Đĩa ép ; 4 Tấm thép truyền lực ; 5 Bao của lò xo 6.

Bulông bắt chặt lò xo ; 7 Cácte bộ ly hợp ; 8 Lò xo ép ; 9 Vỏ trong ly hợp ; 10.

Đệm cách nhiệt ; 11 Bi “T” ; 12 Khớp nối ; 13 Lò xo trả về khớp nối ; 14 Bạc

dẫn hướng của khớp nối ; 15 Càng mở ly hợp ; 16 Đòn mở ; 18 Êcu điều chỉnh ;

19 Đế tựa của bulông điều chỉnh ; 20 Chốt ; 21 Nắp của cácte ly hợp ; 23 Bulông

bắt chặt vỏ ly hợp ; 24 Chốt chẻ ; 25 Vành răng bánh đà ; 26 Đĩa ma sát ; 27 Vú

mỡ ; 28 Nút ; 29 Trục ly hợp ; 30 Ổ bi trước của trục ly hợp.

- Bạc mở ly hợp gồm có ổ bi tỳ 11 và bạc trượt (hình 2.1) Trong ổ bi

tỳ có

đủ lượng mỡ dự trữ để bôi trơn trong suốt quá trình sử dụng mà không cần bổ xung

thêm (chỉ thay thế và bổ xung khi ly hợp được tháo để sửa chữa lớn)

- Lò xo hồi vị bạc mở ly hợp 13 dùng để giữ bạc mở luôn có khe hở với đầu

đòn mở, đảm bảo cho ly hợp luôn đóng hoàn toàn và khi đóng ly hợp thìbạc mở

nhanh chóng tách khỏi đầu đòn mở

V.1.2 Kết cấu ly hợp lắp trên xe AZ-53

Ly hợp lắp trên xe AZ-53 là ly hợp một đĩa ma sát khô (hình 2.2)

lề với đĩa ép qua các ổ bi kim, giữa đòn liên kết bản lề với càng nối 8

Hình 2.2 : Ly hợp lắp trên xe AZ-53

1 Bánh đà ; 2 Vỏ ngoài ly hợp ; 3 Đĩa ma sát ; 4 Đĩa ép ; 5 Đòn mở ly hợp ; 6 Ống bơm mỡ ; 7 Đai ốc điều chỉnh ; 8 Càng nối ; 9 Bạc trượt ; 10 Trục ly hợp ;

11 Càng mở ly hợp ; 12 Đinh tán nối các tấm đĩa ; 13 Vỏ trong ly hợp ; 14 Lò xo

ép ; 15 Đai ốc điều chỉnh ; 16 Thanh kéo ; 17 Lò xo hồi vị càng mở ly hợp ; 18.

Lò xo giảm chấn ; 19 Xương đĩa ; 20 Đế cách nhiệt lò xo ép.

sử dụng phổ biến ở các ôtô quân sự như xe ZIN-130, ZIN-131,

Nhược điểm cơ bản của hệ thống dẫn động này là: yêu cầu lực tác động của

người lái nên bàn đạp ly hợp phải lớn, nhất là đối với loại xe ôtô hạng

nặng

2

31

4 5

678

sang phải (theo chiều mũi tên) Làm cho cần ngắt ly hợp 3 và càng mở

Khi người lái nhả bàn đạp 8 thì dưới tác dụng của lò xo hồi vị 6, bàn đạp trở

về vị trí ban đầu duy trì khe hở  giữa bạc mở với đầu đòn mở Nhờ có các

lò xo ép

để ép đĩa ép tiếp xúc với đĩa ma sát, ly hợp được đóng lại

Hành trình toàn bộ của bàn đạp ly hợp thường từ 130  150 mm Trongquá

trình làm việc, do hiện tượng trượt tương đối giữa các bề mặt ma sát, nên đĩa ma sát

thường bị mòn, do đó hành trình tự do của bàn đạp ly hợp bị giảm

Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp bằng thủy lực

1 Bàn đạp ly hợp;2 Lò xo hồi vị; 3 Xilanh chính; 4 Piston xilanh chính;

5 Đường ống dẫn dầu; 6 Xilanh công tác; 7 Càng mở ly hợp; 8 Bạc mở l

này dầu từ xilanh công tác 6 theo đường ống dẫn dầu 5 qua van hồi dầu 12 vào

vào khoang D Vì thế tạo ra độ chân không ở khoang D, nên dầu từ khoang

dầu b trở về khoang C, đảm bảo cho ly hợp đóng hoàn toàn

Lỗ bù dầu b còn có tác dụng điều hòa dầu khi nhiệt độ cao Lúc nhiệt độ cao

dầu trong khoang D nở ra, làm áp suất dầu tăng lên, dầu qua lỗ bù dầu b

C Phương án 3: Dẫn động ly hợp bằng cơ khí có cường hóa khí nén.

Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng các thanh đòn, khớp nối

Đồng thời kết hợp với lực đẩy của khí nén