ĐỒ án THIẾT kế ô tô CHỦ đề TÍNH TOÁN, KIỂM NGHIỆM bền bộ LY hợp MA sát của XE TOYOTA INNOVA 2016

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của ly hợp ma sát khô Ở trạng thái đóng ly hợp: Ở trạng thái này lò xo 4 một đầu tựa vào vỏ 5, đầu còn lại tì vào đĩa ép 3 tạo lực ép để ép chặt đĩa bị đ

Trang 3

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU

Trang 4

1 Cấu trúc và vị trí ly hợp trong hệ thống truyền lực

Trang 5

1 Cấu trúc và vị trí ly hợp trong hệ thống truyền lực

Trang 6

Trang 7

2 Công dụng của ly hợp

• Nối động cơ với hệ thống truyền lực khi ô tô di chuyển

• Ngắt động cơ ra khỏi hệ thống

truyền lực trong trường hợp ô tô

khởi hành hoặc chuyển số

• Đảm bảo an toàn cho các chi tiết

của hệ thống truyền lực không bị

quá tải như trong trường hợp phanh đột ngột và không nhả ly hợp

Trang 8

Trang 9

và khi sang số lúc ô tô đang chuyển động.

• Mở ly hợp phải dứt khoát và nhanh chóng, tách

động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong thời gian ngắn.

• Momen quán tính phần bị động của ly hợp phải

nhỏ để giảm lực va đập lên bánh răng khởi hành và sang số.

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

• Các bề mặt ma sát phải thoát nhiệt tốt.

• Kết cấu ly hợp phải đơn giản, dễ điều chỉnh và

chăm sóc, bảo dưỡng, tuổi thọ cao.

Trang 10

Trang 11

4 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của

ly hợp ma sát khô

Trang 12

Đĩa ép và đĩa trung gian đảm nhận nhiệm vụ tạo mặt phẳng ép với đĩa bị động Truyền mômen xoắn của động cơ tới đĩa bị động Kết cấu truyền mômen này được thực hiện bằng các vấu, chốt,

thanh nối đàn hồi

Trang 13

then hoa trục bị động gồm: Xương đĩa (5) bằng thép

mỏng, tấm ma sát (1) và bộ phận dập tắt dao động

(6,10)

Xương đĩa được tán chặt vơi các cánh hình chữ „T‟ làm bằng thép lò xo Các cánh được bẻ vênh về các hướng khác nhau và tán với các tấm

ma sát (1)

Trang 14

Trạng thái (a): chưa chịu tải lò

chuyển với nhau 1 góc α chiều dài lò xo bị thu ngắn.

Trang 15

Đòn mở ly hợp là khâu nối giữa phần dẫn động điều khiển và phần chủ động đĩa ép ly hợp Đòn mở đảm nhận truyền lực điều khiển để mở đĩa ép trong cụm ly hợp

Trang 16

ly hợp ma sát khô Ở trạng thái đóng ly hợp:

Ở trạng thái này lò xo 4 một đầu tựa vào vỏ 5, đầu còn lại tì vào đĩa

ép 3 tạo lực ép để ép chặt đĩa bị động 2 với bánh đà 1 làm cho phần chủ động và phần bị động tạo thành một khối cứng Khi này momen tự động cơ được truyền từ phần chủ động sang phần bị động của ly hợp thông qua các bề mặt

ma sát của đĩa bị động 2 với đĩa

ép 3 và lò xo 4 Tiếp đó momen được truyền vào xương đĩa bị động qua bộ phận giảm chấn 13 đến

moayơ rồi truyền vào trục ly hợp Lúc này giữa bi T và đầu đòn mở

12 có một khe hở từ 3 - 4mm tương ứng với hành trình tự do bàn đạp ly hợp từ 30 - 40mm.

Trang 17

Ở trạng thái mở ly hợp:

Khi ngắt truyền động từ động cơ tới trục sơ cấp của hộp số ngoài lái tác dụng một lực vào bàn đạp 7

thông qua đòn kéo 9 và càng mở

10, bạc mở 6 mang bi T 11 sẽ dịch chuyển sang trái Sau khi khắc

phục hết khe hở bi T sẽ tì vào đầu đòn mở 12 Nhờ có khớp bản lề của đòn mở liên kết với vỏ 5 nên đầu kia của đòn mở 12 sẽ kéo đĩa

ép 3 nén lò xo 4 lại để dịch sang phải Khi này các bề mặt ma sát giữa bộ phận chủ động và phần bị động của ly hợp được tách ra và ngắt sự truyền động từ động cơ tới trục sơ cấp của hộp số.

Trang 19

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VÀ PHÂN TÍCH PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VỀ LY

Trang 21

1 Phương án lựa chọn lò xo ép

Qua việc tham khảo các loại lò xo ép trên ly hợp xe con, với các ưu điểm nổi trội ta chọn loại lò xo ép là lò xo dạng đĩa dạng thường đóng.

Trang 22

Trang 23

2 Lựa chọn kết cấu cụm ly hợp

 Phần chủ động : gồm các chi tiết lắp ghép trưc tiếp hoặc gián tiếp với bánh

đà của động cơ và có cùng tốc độ quay với bánh đà.Trên hỡnh 2.3 phần chủ

động gồm: bánh đà, đĩa ép,vỏ ly hợp,lò xomàng(lò xoộp)

 Phần bị động: gồm các chi tiết lắp ghép trực tiếp hoặc gián tiếp với trục bị động của ly hợp và có cùng tốc độ với trục bị động của ly hợp.Trên hỡnh2.3 phần bị động gồm: trục bị động,đĩa bị động.Trục bị động thường là trục sơ cấp của hộp số

 Phần dẫn động điều khiển ly hợp gồm các chi tiết điều khiển ly hợp,chúng gồm cả các chi tiết nằm trong phần chủ động như đũn mở ( đồng thời là lò xomàng), bạc mở và cỏc chi tiết điều khiển bạc mở

 Bộ phận tạo lực ộp gồm: giỏ tựa ( vỏ ly hợp ) , lò xoộp, đĩa ép

Trang 24

Trang 25

3 Lựa chọn phương án dẫn động điều khiển ly hợp

Trang 26

Trang 27

Trang 28

3 Lựa chọn phương án dẫn động điều

khiển ly hợpQua phân tích, tìm hiểu kết cấu, nguyên lý

hoạt động, xem xét ưu điểm và nhược điểm của từng phương án dẫn động điều khiển ly hợp, ta thấy Phương án 2 : Dẫn động ly hợp bằng thủy lực có trợ lực chân không phù hợp với việc thiết kế hệ thống ly hợp cho xe ôtô 7 chỗ trên cơ sở xe innova

Phương án này đảm bảo nguyên tắc:

Trang 30

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ KIỂM NGHIỆM BỀN LY HỢP TRÊN XE

TOYOTA INNOVA 2016 MT 1 Giới thiệu xe Toyota Innova 2016 MT

2 Xác định moment ma sát của ly hợp

4 Xác định áp suất lên bề mặt ma sát của ly hợp

5 Xác định công trượt của ly hợp

3 Xác định các thông số cơ bản của ly hợp

7 Kiểm nghiệm bền một số chi tiết của

Trang 31

1 Giới thiệu xe Toyota Innova 2016 MT

• Innova là một dòng xe phân khúc trung xe đa dụng của Toyota và là dòng xe luôn nằm trong mẫu xe bán chạy nhất qua các năm Với

khả năng vận hành tốt, thiết kế thanh lich đầy phong cách, nội thất sang trọng đầy tiện nghi cùng hệ thống an toàn đầy chuẩn mực

• Toyota Innova 2016 thế hệ mới với các trang bị ngoại thất: Đèn pha projector LED, bản G và V sử dụng mâm hợp kim 16inch còn bản Q dùng mâm hợp kim 17inch, đèn hậu LED hình boomerang, 6 màu

ngoại thất.

• Innova 2016 trang bị màn hình cảm ứng 7inch, hỗ trợ điều khiển

bằng giọng nói và kết nối Bluetooth Toàn bộ các bản của Innova

2016 đều được trang bị hệ thống chống trộm, cảnh báo khi cửa chưa đóng chặt, cảm biến lùi phía sau, chống bó cứng phanh ABS, phân phối phanh điện tử EBD, túi khí kép phía trước và túi khí đầu gối

Bản Q còn có túi khí cạnh bên, hai hệ thống cân bằng điện tử VSC

và hỗ trợ khởi hành ngang dốc HAC.

Trang 32

1 Giới thiệu xe Toyota Innova 2016 MT

Hình ảnh xe Toyota Innova

2016 MT

Trang 34

3 Xác định các thông số cơ bản của ly

Trang 35

3 Xác định các thông số cơ bản của ly

hợp

- Bán kính vòng ngoài của đĩa ma sát được tính:

- Bán kính vòng trong của đĩa ma sát được tính:

Chọn bán kính vòng trong của đĩa ma sát

- Bán kính trung bình của đĩa ma sát được tính:

Trang 38

Ta tính công trượt sinh ra theo cách thức nhả bàn đạp ga từ từ

Cách tính này tính đến quá trình diễn biến tực tế khi đóng ly hợp gồm 2 giai đoạn:

• Tăng moment quay của ly hợp M1 từ giá trị 0 đến giá trị

Ma khi bắt đầu đóng ly hợp, lúc này ô tô bắt đầu khởi động tại chỗ

• Tăng moment quay của ly hợp M1 dến giá trị mà sự trượt của ly hợp không còn nữa

Trang 39

• Công trượt ở giai đoạn đầu được xác định như sau:

• Công trượt ở giai đoạn thứ 2 được xác định như sau:

• Công trượt được xác định theo công thức sau:

Trang 40

- Xác định công trượt của ly hợp khi khởi động tại chỗ:

• :Tăng là moment cản chuyển động quy dẫn về trục của ly hợp và được tính theo công thưc:

Với:

: trọng lượng toàn bộ của ô tô (Kg) ()

: trọng lượng romooc của ô tô(Kg) (

: hệ số cản không khí (khi tốc độ nhỏ thì )

: lần lượt là tỉ số truyền của hệ thống truyền lực chính, của

hộp số và của hộp số phụ

Trang 41

- : là tốc độ góc của động cơ lấy tương ứng với moment

cực đại của động cơ (rad/s)

- : là tốc độ góc của trục ly hợp.

Khi bắt đầu khởi hành xe đứng yên tại chỗ nên

- : là moment quán tính của ô tô quy dẫn về trục của ly

hợp(KG.m.s2) và được xác định theo công thức:

Trang 42

tăng moment khi đóng ly hợp,

được xác định theo thực nghiệm

=> Chọn

Đối với ô tô du lịch

: là biểu thức rút gọn được tính theo công

thức:

Trang 43

- Công trượt riêng của ly hợp được xác định theo công thức:

Trang 44

Công trượt riêng cho phép được xác định trên ô tô

Trên ô tô con => Chọn

Với => Thỏa mãn điều kiện cho phép.

Trang 45

6 Kiểm tra nhiệt độ các chi tiết

Công trượt sinh ra làm nóng các chi tiết: lò xo, đĩa ép, Do

đó phải kiểm tra nhiệt độ các chi tiết bằng cách xác định độ

gia tăng nhiệt độ theo công thức:

Trong đó:

- : nhiệt độ chi tiết tính toán

- : công trượt (

- : hệ số xác định phần công trượt dùng nung nóng chi tiết cần

tính đối với đĩa ép ngoài

Với: : là số lượng đia bị động ()

- : nhiệt dung riêng của chi tiết bị nung nóng

Trang 46

6 Kiểm tra nhiệt độ các chi tiết

- : khối lượng chi tiết bị nung nóng.

Chọn

- : độ tăng nhiệt độ cho phép của chi tiết Đối với ô tô con => Chọn

Vậy: thỏa mãn.

Trang 47

Nếu coi lực tác dụng lên đinh tán tỷ lệ thuận với bán kính

vòng tròn bố trí đinh tán thì lực tác dụng lên các đinh tán

được xác định theo công thức:

Trong đó:

: lực tác dụng lên đinh tán trong và ngoài có bán kính lần lượt là

và

: momen lớn nhất của động cơ .

: bán kính vòng ngoài và vòng trong của đinh tán.

ly hợp

7.1 Tính toán bền đĩa bị động:

7.1.1 Đinh tán:

Trang 48

ly hợp

7.1.1 Đinh tán:

Tham khảo số liệu của các xe tương đương ta lấy :

Thay số vào ta được:

Trang 49

ly hợp

7.1.1 Đinh tán:

Ứng suất cắt và chèn dập đối với đinh tán:

: số lượng đinh tán ở mỗi dãy.

Vòng trong đinh

Vòng ngoài đinh

: đường kính đinh tán Chọn

Trang 50

ly hợp

7.1.1 Đinh tán:

: chiều dài bị chèn dập của đinh tán.

: ứng suất cho phép của đinh tán

: ứng suất chèn dập cho phép của đinh tán

Trang 51

Trang 52

Trang 53

Trang 54

Trang 55

Trang 56

Trang 57

ly hợp

7.1.2 Moay ơ bị động:

: số lượng moay ơ riêng biệt

: số then hoa của moay ơ

: chiều dài moay ơ

: đường kính ngoài của then hoa

: đường kính trong của then hoa

: bề rộng của then hoa

: ứng suất cắt cho phép của moay ơ

: ứng suất chèn dập cho phép của moay ơ

Trang 58

Trang 59

Trang 60

Lò xo ép dùng trong ly hợp thường là lò xo trụ, lò xo côn, lò xo đĩa.

Cơ cấu ép được dùng để tạo lực ép cho đĩa ép của ly hợp thường đóng xe con là lò xo đĩa kiểu nón cụt nhờ đó nó có nhiều ưu điểm nổi bật hơn hẳn kiểu lò xo trụ

Lực ép cần sinh ra để đóng ly hợp

ly hợp

7.2 Tính toán lò xo ép:

Trang 61

Lực ép tổng hợp được thể hiện qua số kết cấu như sau:

Trong đó:

Với: đường kính mép xẻ rảnh

: là modun đàn hồi

: là chiều cao

(Hệ số 2,2 đảm bảo vùng lực ép đổi rộng và không lật lò xo)

ly hợp

Trang 62

: dịch chuyển của đĩa tại điểm đặt lực ép

(Với ô tô con chọn )

Thay số vào ta được:

So sánh ta thấy: Lực ép lớn hơn đẫn đến hệ số tăng lên Do đó ta tính lại hệ số :

ly hợp

Trang 63

Ta có:

Ta thấy đối với ô tô con: => Thỏa mãn.

Do vậy kích thước của lò xo đạt tiêu chuẩn.

Lò xo đĩa được tính bền bằng cách xác định ứng suất tai điểm chịu tải nhất ở trạng thái biến dạng tối đa (thành đĩa phẳng) Điểm chịu tải lớn nhất là tâm của phân tử đàn hồi giữa các thanh mở với vành ngoài của hình nón.

Ứng suất được tính theo công thức:

ly hợp

Trang 64

: lực cản tác dụng để ngắt ly hợp

Thay vào công thức ta được:

ly hợp

Trang 65

Chọn vật liệu chế tạo lò xo đĩa là thép 60C2A có ứng suất giới hạn:

Ta thấy:

Vậy lò xo đủ điều kiện bền

ly hợp

Trang 66

ly hợp

7.3 Tính toán lò xo giảm chấn:

Trang 67

ly hợp

7.4 Tính toán trục:

Trang 68

8 Tính toán thiết kế dẫn động của ly

hợp

8.1 Xác định lực và hanh trình của bàn đạp không có trợ lực:

Trang 69

8 Tính toán thiết kế dẫn động của ly hợp

8.2 Thiết kế dẫn động thủy lực:

Trang 70

hợp

8.2.1 Tính toán thiết kế xy lanh công tác

- Hành trình làm việc của piston công tác:

- Thể tích dầu trong xy lanh công tác::

Trang 71

Trang 72

8.2.1 Tính toán thiết kế xy lanh công tác

- Ứng suất trên xy lanh:

Trang 73

hợp

8.2.2 Tính toán thiết kế xy lanh chính

- Hành trình làm việc của piston:

- Thể tích dầu thực tế trong xy lanh chính phải lớn hơn tính

toán một ít, nên:- Thể tích dầu:

- Đường kính trong:

- Đường kính ngoài:

Trang 74

hợp

8.3 Thiết kế bộ trợ lực chân không:

8.3.1 Xác định lực mà bộ cường hóa phải thực hiện

- Lực bàn đạp cần thiết để ngắt

ly hợp:

- Để giảm bớt lực của người lái cần tác dụng lên bàn đạp ly hợp ta lắp thêm bộ trợ lực tác động lên bàn đạp ta chọn Ta bố trí cường hóa ngay trước xy lanh chính về phía bàn đạp, khi đó ta xác định được 1 lực cường hóa cần sinh ra:

Trang 75

Trang 76

Trang 77

8.3.2 Tính lò xo màng sinh lực:

- Số vòng toàn bộ của

lò xo:

- Chiều dài của lò xo:

- Kiểm tra điều kiện bền:

Trang 78

Tiêu đề	Đồ án Thiết kế ô tô Chủ đề Tính toán, Kiểm nghiệm bền bộ ly hợp ma sát của Xe Toyota Innova 2016
Tác giả	Lê Ngọc Hải, Trần Hồng Đức, Trần Hồng Minh Quang
Người hướng dẫn	PGS.TS Nguyễn Mạnh Cường
Trường học	Trường Đại học Giao thông Vận tải
Chuyên ngành	Kỹ thuật Ô tô
Thể loại	Đồ án thiếp kế
Năm xuất bản	2016
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	78
Dung lượng	7,32 MB