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

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.. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Trang 2

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ

KIỂM NGHIỆM BỀN LY HỢP TRÊN XE

TOYOTA INNOVA 2016 MT.

Trang 3

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ BỘ LY HỢP MA SÁT

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

• 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

4 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của ly hợp ma

sát khô

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

trục bị động gồm: Xương đĩa (5) bằng thép mỏng, tấm ma sát (1) và

Trang 14

Trạng thái (b): Khi xuất hiện tải hay bị dao động cộng hưởng, xương đĩa và moay ơ dịch chuyển với nhau 1 góc α chiều dài lò xo bị thu ngắn.

Trang 15

sát khô

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

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

sát khô

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 18

Trang 19

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VÀ PHÂN

Trang 20

1 Phương án lựa chọn lò xo ép

Lò xo ép trong ly hợp ma sát là chi tiết quan trọng nhất có tác dụng tạo lên lực ép của ly hợp Lò xo

ép làm việc trong trạng thái luôn luôn bị nén để tạo lực ép truyền lên đĩa ép Khi mở ly hợp các lò xo

ép có thể làm việc ở trạng thái tăng tải (lò xo trụ, lò xo côn) hoặc được giảm tải (lò xo đĩa).

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

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

hợp

Qua 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

Trang 29

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 ly hợp

8 Tính toán thiết kế dẫn động của ly hợp

6 Kiểm tra nhiệt độ các chi tiết

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

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

Trang 35

- 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 36

- Áp suất tác dụng lên bề mặt ma sát của ly hợp được xác định bằng

Trang 37

Thay số vào công thức tính áp suất lên bề mặt ly hợp ta được :

Ta thấy:

Vậy : Áp suất lên bề mặt ma sát thỏa mãn điều kiện bền

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

: là gia tốc trọng trường ()

- : thời gian đóng ly hợp giai đoạn đầu đucợ xác định theo:

- : thời gian đóng ly hợp ở giai đoạn hai, được xác định bằng công

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

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:

Với: : là số lượng đia bị động ()

- : nhiệt dung riêng của chi tiết bị nung nóng

Trang 46

- : 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.

Trang 48

7 Kiểm nghiệm bền một số chi tiết của ly hợp7.1 Tính toán bền đĩa bị động:

7.1.1 Đinh tán:

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

Thay số vào ta được:

Trang 49

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

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

7.1.1 Đinh tán:

Từ đó ta có:

- Ứng suất cắt và chèn dập đối với đinh tán vòng trong:

Trang 52

Trang 53

7.1.1 Đinh tán:

- Ứng suất cắt và chèn dập đối với đinh tán vòng ngoài:

Trang 54

Trang 55

7.1 Tính toán bền đĩa bị động:

7.1.2 Moay ơ bị động:

Khi làm việc then hoa của moay ơ chịu ứng suất cắt và ứng suất chèn dập được xác định theo công thức:

Trang 56

Trang 57

: 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

7.1 Tính toán bền đĩa bị động:

Ứng suất cắt và ứng suất chèn dập của moay ơ được xác định:

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

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)

7 Kiểm nghiệm bền một số chi tiết của ly hợp7.2 Tính toán lò xo ép:

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 :

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:

Trang 64

: lực cản tác dụng để ngắt ly hợp

Thay vào công thức ta được:

7 Kiểm nghiệm bền một số chi tiết của ly hợp7.2 Tính toán lò xo ép:

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

Trang 66

7 Kiểm nghiệm bền một số chi tiết của ly hợp7.3 Tính toán lò xo giảm chấn:

Trang 67

7 Kiểm nghiệm bền một số chi tiết của ly hợp7.4 Tính toán trục:

Trang 68

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 hợp8.2 Thiết kế dẫn động thủy lực:

Trang 70

8.2 Thiết kế dẫn động thủy lực:

8.2.1 Tính toán thiết kế xy lanh công tác

- Hành trình làm việc của piston công tác:

Trang 71

Trang 72

8 Tính toán thiết kế dẫn động của ly hợp8.2 Thiết kế dẫn động thủy lực:

8.2.1 Tính toán thiết kế xy lanh công tác

- Ứng suất trên xy lanh:

Trang 73

8.2 Thiết kế dẫn động thủy lực:

8.2.2 Tính toán thiết kế xy lanh chính

- Hành trình làm việc của piston:𝑺3=𝑺2 𝒅22

Trang 74

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:𝑸𝒃𝒅=448 𝑵 > [ 𝑸𝒃𝒅 ] = 150 𝑵

- 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

8 Tính toán thiết kế dẫn động của ly hợp8.3 Thiết kế bộ trợ lực chân không:

Trang 76

Trang 77

8.3.2 Tính lò xo màng sinh lực:

- Chiều dài của lò xo:

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	Nguyễn Mạnh Cường, Lê Ngọc Hải, Trần Hồng Đức, Trần Hồ Minh Quang
Người hướng dẫn	PGS.TS Nguyễn Mạnh Cường
Trường học	Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
Chuyên ngành	Kỹ Thuật Ô Tô
Thể loại	Đồ án thiết kế
Năm xuất bản	2016
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	78
Dung lượng	1,78 MB