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

Ở hệ thống truyền lực bằng cơ khí với hộp số vô cấp, thì việc dùng ly hợp để tách tức thời động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực sẽ làm giảm và đập giữa cácđầu răng hoặc va đập của khớp gà

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT

TP.HỒ CHÍ MINH

🙢🙢🙢

Môn học: THIẾT KẾ Ô TÔ

CHỦ ĐỀ: TÍNH TOÁN, KIỂM NGHIỆM BỀN BỘ LY HỢP MA

SÁT CỦA XE TOYOTA INNOVA 2016

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN

………

………

……

………

………

………

….………

………

………

….………

………

………

….………

………

………

….………

………

………

….………

………

………

….………

………

… ………

…….………

………

………

….………

………

….………

TP Hồ Chí Minh,Thứ… Ngày… Tháng… Năm…

Giáo viên hướng dẫn

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

NỘI DUNG 2

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ BỘ LY HỢP Ô TÔ 2

-1.1 Sơ đồ cấu trúc và vị trí ly hợp trong hệ thống truyền lực 2

-1.1.1 Sơ đồ cấu trúc 2

-1.1.2 Sơ đồ vị trí ly hợp trong hệ thống truyền lực 2

-1.2 Cơ sở lý thuyết về ly hợp 3

-1.2.1 Công dụng của ly hợp 4

-1.2.2 Phân loại ly hợp 4

1.2.2.1 Phân loại theo phương pháp truyền momen 4

1.2.2.2 Phân loạu theo trạng thái làm việc của ly hợp 5

1.2.2.3 Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép 5 1.2.2.4 Phân loại theo phương pháp dẫn động ly hợp 6

-1.2.3 Yêu cầu ly hợp 6

-1.3 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của ly hợp 7

-1.3.1 Sơ đồ cấu tạo của ly hợp loại đĩa ma sát khô 7

-1.3.2 Cấu tạo chung của ly hợp loại đĩa ma sát khô 10

-1.3.3 Nguyên lý làm việc của ly hợp đĩa ma sát khô 11

-1.4 Các bộ phận cơ bản trong ly hợp ma sát khô 12

-1.4.1 Đĩa ép và đĩa trung gian 12

-1.4.2 Đĩa bị động 13

-1.4.3 Bộ giảm chấn 15

-1.4.4 Đòn mở ly hợp 16

-1.5 Phương án lựa chọn lò xo ép 16

-1.5.1 Lò xo trụ 17

-1.5.2 Lò xo côn 18

-1.5.3 Lò xo đĩa 19

-1.5.4 Phương án lựa chọn 20

-1.6 Lựa chọn kết cấu cụm ly hợp 20

-1.6.1 Kết cấu ly hợp 1 đĩa ma sát 20

1.6.1.1 Kết cấu ly hợp lắp trên xe ZIN130 20

1.6.1.2 Kết cấu ly hợp lắp trên xe ZIN53 22

1.6.1.3 Ly hợp lắp trên xe innova 24

-1.6.2 Kết luận 25

-1.7 Lựa chọn phương án dẫn động điều khiển ly hợp 25

-1.7.1 Phương án 1 Dẫn động ly hợp bằng cơ khí 25

-1.7.2 Phương án 2 Dẫn động ly hợp bằng thủy lực 28

-1.7.3 Phương án 3 Dẫn động ly hợp bằng cơ khí có cường hóa khí nén. 30 -1.7.4 Phương án 4 Dẫn động ly hợp bằng thủy lực có cường hóa khí nén. 32 -1.8 Giới thiệu xe Toyota 2016 35

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ LY HỢP 37

2.1 Các thông số kỹ thuật của xe Toyota Innova 2016 (Bản G) 37

2.2 Tính toán thiết kế ly hợp 38

2.2.1 Xác định moment ma sát của ly hợp 38

2.2.2 Xác định bán kính ma sát trung bình của đĩa bị động 38

2.2.3 Xác định áp suất tác dụng lên bề mặt ma sát 39

2.2.4 Xác định công trượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp 40

2.2.5 Công trượt riêng của ly hợp 43

2.2.6 Kiểm tra theo nhiệt độ của các chi tiết 44

2.3 Tính toán sức bền một số chi tiết ly hợp 46

2.3.1 Tính toán bền đĩa bị động 46

2.3.1.1 Tính toán bền đinh tán 46

2.3.1.2 Tính toán bền moay ơ bị động 49

2.3.2 Lò xo ép 51

2.3.3 Lò xo giảm chấn của ly hợp 55

2.3.4 Tính toán trục ly hợp 60

-2.4 Tính toán thiết kế dẫn động ly hợp 69 -2.4.1 Xác định lực và hành trình của bàn đạp không có trợ lực 69

2.4.2.1 Tính toán thiết kế xy lanh công tác 72

2.4.2.2 Tính toán thiết kế xy lanh chính 75

-2.4.3 Thiết kế bộ trợ lực chân không 76

2.4.3.1 Xác định lực mà bộ cường hóa phải thực hiện 76

-2.4.3.2 Xác định thiết diện màng sinh lực và hành trình màng sinh lực 77 2.4.3.3 Tính lò xo hồi vị màng sinh lực 77

KẾT LUẬN 80

TÀI LIỆU THAM KHẢO 81

-LỜI NÓI ĐẦU

Ôtô là phương tiện vận tải chủ yếu hiện nay và cả trong tương lai Nó đóng vai trò hết sức quan trọng đối với đời sống con người và đối với sự phát triển của mỗi quốc gia Ôtô không chỉ là phương tiện chủ yếu để chuyên chở hành khách, hàng hóa mà ngày nay ôtô còn là những tác phẩm nghệ thuật, thểhiện vẻ đẹp sang trọng và sự hòan mỹ Ôtô là phương tiện chủ chốt trong ngành giao thông vận tải đang không ngừng phát triển cả về quy mô và chất lượng để tạo điều kiện cho một nền kinh tế phát triển Vì vậy ở nước ta hiện nay Đảng và nhà nước đang rất chú trọng phát triển ngành công nghiệp ôtô.Trong quá trình phát triển kinh tế xã hội của nước ta hiện nay với chủ trương “Công nghiệp hoá-hiện đại hoá” đã có nhiều loại ôtô được nhập khẩu

và lắp ráp tại Việt Nam Dòng xe con du lịch ngày càng được sử dụng rộng rãi bởi chúng có nhiều tính năng ưu việt: Điều khiển dễ dàng, an toàn, độ bền tốt và kích thước nhỏ gọn nên đi lại nhẹ nhàng, dễ dàng trong các đường hẹp, đặc biệt là trong thành phố với rất nhiều phương tiện giao thông lưu thông trên đường Với mục tiêu là nghiên cứu thiết kế hệ thống ly hợp theo hướng giảm nhẹ lao động cho người lái, giảm hành trình bàn đạp, song kết cấu phải đơn giản nên em được giao nhiệm vụ thiết kế hệ thống ly hợp cho xe con.Với nội dung như vậy, em đã tập trung nghiên cứu tính toán kiểm

nghiệm trên xe cơ sở innova, tính toán thiết kế bộ trợ lực chân không Phần còn lại của đồ án là tính toán thiết kế hệ dẫn động và xây dựng quy trình bảo dưỡng ly hợp Ly hợp này sẽ có kết cấu đơn giản, lực điều khiển của người lái

sẽ nhẹ hơn và đảm bảo hành trình bàn đạp hợp lý Các bộ phận thiết kế có thểsản xuất được trong nước

NỘI DUNG CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ BỘ LY

Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống truyền lực trên xe ô tô.

Hình 1.3 Sơ đồ truyền lực đối với động cơ đặt trước cầu sau chủ động.

khi có yêu cầu Ly hợp nằm giữa động cơ và hộp số thường dùng để nối và ngắtcông suất động cơ.

1.2.1 Công dụng của ly hợp

Trong hệ thống truyền lực ô tô, ly hợp là một trong những cụm chính, nó

có công dụng:

- 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 hànhhoặc chuyển số

- Đảm bảo an toàn cho các chi tiết của hệ thống truyền lực không bị quá tảinhư trong trường hợp phanh đột ngột và không nhả ly hợp

Ở hệ thống truyền lực bằng cơ khí với hộp số vô cấp, thì việc dùng ly hợp

để tách tức thời động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực sẽ làm giảm và đập giữa cácđầu răng hoặc va đập của khớp gài, làm cho quá trình đổi số được dễ dàng Khinối êm dịu động cơ đang làm việc với hệ thống truyền lực làm cho momn ở cácbánh xe chủ động tăng lên từ từ Do đó, xe khởi hành và tăng tốc êm dịu hơn.Khi phanh xe đồng thời với việc tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực,thì động cơ vẫn sẽ hoạt động liên tục, không chết máy Do đó không phải khởiđộng xe nhiều lần

1.2.2 Phân loại ly hợp

Ly hợp ô tô thường được phân loại theo 4 cách:

- Phân loại theo phương pháp truyền momen

- Phân loại theo trạng thái làm việc của ly hợp

- Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép

- Phân loại theo phương pháp dẫn động của ly hợp

1.2.2.1 Phân loại theo phương pháp truyền momen

Theo phương pháp truyền momen từ trục khuỷu của động cơ đến hệ thốngtruyền lực thì người ta chia ly hợp làm 4 loại sau:

ly hợp ma sát loại hình nón và hình trống ít được sử dụng, vì phần bị động của

ly hợp có trọng lượng lớn sẽ gây ra tải trọng lớn tác dụng lên các cụm và chi tiếtcủa hệ thống truyền lực

- Theo vật liệu chế tạo ma sát gồm: thép với gang, thép với thép, thép vớiphê ra dô hoặc phê ra đô đồng, gang với phê ra đô, thép với phê ra đô cao su

- Theo đặt điểm của môi trường ma sát gồm có: má sát ướt và ma sát khô

Ưu điểm: của ly hợp ma sát là kết cấu đơn giản, dễ chế tạo.

Nhược điểm: của ly hợp ma sát là các bề mặt ma sát nhanh mòn do hiện

tượng trượt tương đối với nhau trong quá trình đóng ly hợp, các chi tiết trong lyhợp bị nung nóng do nhiệt tạo bởi một phần công ma sát

Tuy nhiên ly hợp ma sát vẫn được sử dụng phổ biến ở các ô tô hiện nay donhững ưu điểm của nó

Loại 2:

- Ly hợp thuỷ lực: là ly hợp truyền momen xoắn bằng năng lượng chấtlỏng

Ưu điểm: của ly hợp thuỷ lực là làm việc bền lâu, giảm được tải trọng tác

dụng lên hệ thống truyền lực và dễ tự động hoá quá trình điều khiển xe

Nhược điểm: của ly hợp thuỷ lực là chế tạo khô, giá thành cao, hiệu suất

truyền lực nhỏ do hiện tượng trượt

Loại ly hợp thuỷ lực ít được sử dụng trên ô tô, hiện tại mới sử dụng ở một

số loại xe du lịch, ô tô vận tải hàng nặng và một vài ô tô quân sự

1.2.2.2 Phân loạu theo trạng thái làm việc của ly hợp

Theo trạng thái làm việc của ly hợp người ta chia ly hợp thành 2 loại:

- Ly hợp thường đóng: loại này được sử dụng hầu hết trên các ô tô hiện nay

- Ly hợp thường mở: loại này được sử dụng ở một số máy kéo bánh hơi như C-100; C-80; MTZ2,…

1.2.2.3 Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép

Theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép ngoài thì người ta thường chia ly hợp ra các loại sau:

Theo đặt điểm của lò xo có thể dùng là xo trụ, lò xo đĩa, lò xo côn

Trong các loại trên thì ly hợp dùng lò xo bố trí xung quanh được áp dụng khá phổ biến trên các ô tô hiện nay, vì nó có ưu điểm kết cấu gọn nhẹ, tạo lực

ép, lớn theo yêu cầu và có độ tin cậy cao

Loại 2:

- Ly hợp nữa ly tâm: là loại ly hợp dùng lực ép sinh ra ngoài lực ép của lò

xo còn có lực ép của trọng khối phụ ép thêm vào Loại này có kết cấu khá phức tạp được sử dụng ở một số ô tô du lịch như ZIN-110, POBEDA,…

1.2.2.4 Phân loại theo phương pháp dẫn động ly hợp

Theo phương pháp dẫn động ly hợp thì người ta chia ly hợp thành 2 loại sau:

Loại 1: ly hợp điều khiiển tự động

Loại 2: ly hợp điều khiển cưỡng bức

Để điều khiển ly hợp này thì người lái phải tác động một lực, cần thiết lên

hệ thống dẫn động ly hợp Loại này được sử dụng hầu hết trên các ô tô dùng ly hợp loại đĩa ma sát ở trạng thái luôn đóng

Theo đặt điểm kết cấu, nguyên lý làm việc của hệ thống dẫn động ly hợp thì người ta chia thành 3 loại sau:

- 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

Ly hợp làm nhiệm vụ là bộ phận an toàn để tránh quá tải cho hệ thống truyền lực

Tất cả những yêu cầu trên, đều được đề cặp đến trong quá trình chọn vật liệu, thiết kế và tính toán các chi tiết của ly hợp.

1.3 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của ly hợp

1.3.1 Sơ đồ cấu tạo của ly hợp loại đĩa ma sát khô

Hình 1.4.1 Hình ảnh bộ ly hợp ma sát khô 1 đĩa.

Hình 1.5.1 Hình ảnh bộ ly hợp ma sát khô 2 đĩa.

1 2 3 4 5

6

7

8

9 10 11

17

16 15 14 13 12

Hình 1.5.2 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô hai đĩa

9-bạc mở;

1.3.2 Cấu tạo chung của ly hợp loại đĩa ma sát khô

Đối với hệ thống ly hợp, về mặt cấu tạo thì người ta chia làm 2 bộ phận:

- Cơ cấu ly hợp: là bộ phận thực hiện việc nối và ngắt truyền động từ động

cơ đến hệ thống truyền lực

- Dẫn động ly hợp: là bộ phận thực hiện việc điều khiển đóng mở lt hợp Trong phần này, ta xét cấu tạo của cơ cấu ly hợp, nó gồm 3 phần chính: bánh đà, đĩa ma sát, đĩa ép

- Nhóm các chi tiết chủ động gồm: bánh đà, vỏ ly hợp, đĩa ép, đòn mở và các lò xo ép Khi ly hợp mở hoàn toàn thì các chi tiết thuộc nhóm chủ động sẽ quay cùng bánh đà

- Nhóm các chi tiết bị động gồm: đĩa ma sát, trục ly hợp, đong dẫn động, càng mở ly hợp, bạc mở ly hợp Ngoài ra, tuỳ theo từng loại ly hợp mà có thể thêm các bộ phận dẫn động bằng thuỷ lực, bằng khí nén như các xilanh chính vàxilanh công tác.

1.3.3 Nguyên lý làm việc của ly hợp đĩa ma sát khô

Theo hình 1.4.1:

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 3tạo lực ép để ép chặc đĩa bị động 2 với bánh đà 1 làm cho phần chủ động vàphần 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 củađĩa 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 Lúcnày giữa bi T và đầu đòn mở 12 có một khe hở từ 3 - 4mm tương ứng với hànhtrình tự do bàn đạp ly hợp từ 30 - 40mm

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

Theo hình 1.5.1:

Trạng thái đóng ly hợp:

Các lò xo ép 7 một đầu tựa vào vở ly hợp 8, đầu còn lại tì vào đĩa ép 5 tạolực ép để ép chặt toàn bộ các đĩa ma sát 4 và đĩa ép trung gian 3 với bánh đà 1làm cho phần chủ động và phần bị động tạo thành một khối cứng Khi nàymomen từ động cơ được truyền từ phần chủ động sang phần bị động của ly hợpthông qua các bề mặt ma sát của các đĩa ma sát 4 và đĩa ép trung gian 3 với đĩa

ép 5 và lò xo ép 7 Tiếp đó momen được truyền vào xương đĩa bị động qua bộgiảm chấn 17 đến moayơ rồi truyền vào trục ly hợp Lúc này giữa Bi T 15 vàđầu đòn mở 16 có một khe hở tư 3 - 4 mm tương ứng với hành trình tự do củabàn đạp ly hợp 30 – 40 mm

Trạng thái mở ly hợp:

Khi cần ngắt chuyển động từ động cơ tới trục số của hộp số thì người láitác dụng một lực vào bàn đạp 11 thông qua đòn kéo 13 vào kéo càng mở 14, bạc

mở 9 mang bi T 15 sẽ dịch chuyển sang trái Sau khi khắc phục hết khe hở bi T

15 sẽ tì vào đòn mở 16 sẽ kéo đĩa ép 5 nén lò xo 7 lại để dịch chuyển sang phảitạo khe hở giữa các đĩa ma sát với đĩa ép, đĩa ép trung gian và bánh đà Khi này

các bề mặt ma sát giữa bộ phận chủ động và phần bị động của ly hợp được tách

ra và ngắt chuyển động từ động cơ tới trục sơ cấp của hộp số

1.4 Các bộ phận cơ bản trong ly hợp ma sát khô

1.4.1 Đĩa ép và đĩa trung gian

Đĩa ép và đĩa trung gian đảm nhận nhiệm vụ tạo mặt phẳng ép với đĩa bịđộng Truyền mômen xoắn của động cơ tới đĩa bị động Kết cấu truyền mômennày được thực hiện bằng các vấu, chốt, thanh nối đàn hồi, được thể hiện quahình 1.6

Trong điều kiện luôn chịu nhiệt sinh ra ở bề mặt ma sát Đĩa ép và đĩa trunggian còn đảm bảo việc hấp thụ và truyền nhiệt ra môi trường Các đĩa được chếtạo từ gang đặc còn có các gân hoặc rãnh hướng tâm thoát nhiệt ra ngoài Tăng

độ cứng đĩa ép các vấu (a,c) của đĩa ép nằm trong rãnh của vỏ ly hợp đảm bảoliên kết chắc chắn Do xuất hiện ma sát ở liên kết, làm tăng điều khiển mở lyhợp

Liên kết bằng thanh nối mỏng đàn hồi (b) đảm bảo di chuyển đĩa ép không

có ma sát Một đầu thanh nối được tán với vỏ ly hợp, đầu còn lại được bắt vàođĩa ép Phương pháp này được sử dụng rộng rãi ở ly hợp xe con và xe tải

Ở ly hợp hai đĩa liên kết có thể thực hiện nhờ chốt cố định trên bánh đà(d,e) đĩa trung gian có thể liên kết với bánh đà nhờ vấu hoặc chốt hướng tâm,chốt dọc trục (c,d,e)

Hình 1.6 Cấu tạo truyền momen giữa động cơ tới đĩa ép.

Các tấm ma sát (1) được cố định vào các cánh chữ „T‟ theo phương pháptán độc lập Bề mặt của tấm ma sát có rãnh thông gió và để thoát sản phẩm màimòn Vật liệu tấm ma sát được làm từ nguồn gốc amiang Tấm ma sát có hệ số

ma sát cố định, chịu mài mòn cao với khả năng làm việc nhiệt độ lâu dài đến2000c và tức thời đến 3500c Tấm ma sát có thể sử dụng phụ da thiếc (ổn định

hệ số ma sát), đồng (nâng cao khả năng truyền nhiệt), chì (giảm tốc độ mài mòn,chống xước) Tuổi thọ làm việc của tấm ma sát quyết định tuổi thọ của ly hợp dovậy vật liệu của nó ngày được hoàn thiện

Hình 1.7 Sơ đồ đĩa bị động.

1.4.3 Bộ giảm chấn

Hình 1.8 Sơ đồ bộ giảm chấn.

Dập tắt dao động xoắn ở đĩa bị dộng bao gồm hai nhóm chi tiết cơ bản: Nhóm chi tiết đàn hồi

Dùng để giảm dao động có tần số cao xuất hiện trong hệ thông tryền lực do

có sự kích động cưỡng bức theo chu kì từ động cơ hoặc mặt đường

Nhóm chi tiết hấp thụ năng lượng dao động

Sử dụng các tấm ma sát bằng pherado hay kim loại chịu mòn Cấu tạo bộgiảm chấn

Đa dạng, nhưng đều được bố trí nối giữa xương đĩa bị động với moay ơ vàhoạt động theo nguyên tắc hấp thụ và phân tán năng lượng

Xương đĩa bị động được nối với đĩa trong bằng đinh tán Trên đĩa trong cócác cửa sổ chứa lò xò một đầu lò xo tựa trên đĩa trong của xương đĩa, đầu kiatựa vào đĩa mayer

Trạng thái (a) chưa chịu tải lò xo bị nén đẩy các tấm đệm lò xo khắc phụchết khe hở cửa sổ

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

Nhờ bố trí lò xo nằm trên chu vi truyền lực→ độ cứng của hệ thống truyềnlực giảm Giúp nâng cao khả năng truyền êm mômen xoắn và hạn chế tải trọngđộng do dao động cộng hưởng gây ra.

1.4.4 Đòn mở ly hợp

Đòn mở ly hợp là khâu nối giữa phần dẫn động điều khiển và phần chủđộng đĩa ép ly hợp Đòn mở đảm nhận truyền lực điều khiển để mở đĩa ép trongcụm ly hợp Khi mở ly hợp lực điều khiển cần ép lò xo ép lại Kéo đĩa ép táchcác bề mặt ma sát Lực điều khiển tác dụng lên đòn mở lớn, nên đòn mở thường

có từ 3 chiếc trở lên, bố trí đều theo chu vi Đòn mở được liên kết với đĩa chủđộng và cùng quay với vỏ ly hợp Đòn mở được chế tạo từ thép hợp kim cótrọng lượng và kích thước nhỏ Tiết diện của đòn mở phụ thuộc vào không gian

và phương pháp chế tạo, đúc hoặc dập Phần lớn các ly hợp lò xo đĩa xử dụng lò

xo ép xẻ rãnh để tạo thành đòn mở Cấu trúc liên kết lựa được trình bày theo

Kết cấu, kích thước và đặc tính của cụm ly hợp được xác định theo loại lò

xo ép Trong ly hợp ô tô thường được xử dụng lò xo trụ, lò xo côn và lò xo đĩa,

F (N): Lực ép; Δl (mm): độ biến dạng của lò xo.

Hình1.10 Đường đặc tính các loại lò xo ép của ly hợp.

a: lò xo trụ; b:lò xo côn xoắn; c: lò xo đĩa 1.5.1 Lò xo trụ

Hình 1.11 Ly hợp lò xo trụ.

Lò xo trụ có đường đặc tính làm việc là đường b trên hình 1.10

Lò xo trụ thường được bố trí theo vòng tròn trên đĩa ép

Để định vị các lò xo và giảm độ biến dạng của chúng dưới tác dụng của củalực ly tâm, thường sử dụng các vấu, các cốc, vấu lồi trên hoặc trên vỏ ly hợp

- Khoảng không gian ở gần trục ly hợp sẽ chật và khó bố trí bạc mở ly hợp

- Dùng lò xo côn thì áp suất lò xo tác dụng lê n đĩa ép phải qua các đòn ép

do đó việc điều chỉnh ly hợp sẽ phức tạp

- Lò xo côn có dạng tuyến tính ở vùng làm việc nhỏ, sau đó khi các vòng lò

xo bắt đầu trùng nhau thì độ cứng của lũ xo tăng lên rất nhanh, do đó nó đòi hỏiphải tạo được lực lớn để ngắt ly hợp và khi đĩa ma sát mòn thì lực ép của lò xo

sẽ giảm rất nhanh

Nhược điểm:

- Việc chế tạo khó khăn

- Chỉ tạo được lực ép nhỏ nên không phù hợp với các loại xe tải trọnglớn,chủ yếu dùng trên xe con

1.6.1.1 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 1.14).

- Đĩa ép 3 bị ép bởi lò xo ép 8 bố trí xung quanh vỏ ly hợp 9 Vỏ ly hợpđược 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 hợpbằng các đinh tán và đầu còn lại được lắp cố định với đĩa ép 3 bằng các bulông

Do đó, đã tạo nên sự liên kết cứng giữa đĩa ép với vỏ ly hợp (vỏ trong) theophương pháp tuyến để đảm bảo truyền được mômen xoắn, đồng thời đảm bảođược sự di chuyển dọc 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 đượclắp ghép với xương đĩa bằng các đinh tán Bộ giảm chấn gồm 8 lò xo giảm chấnđặt xung quanh cách đều nhau cùng tấm ma sát Xương đĩa được ghép chặt vớimoayơ đĩa bị động bằng các đinh tán Đinh tán được chế tạo bằng thép

- Đòn mở ly hợp 16 (hình 1.14): 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 bikim Phần giữa đòn liên kết bản lề với càng nối qua ổ bi kim Càng nối gối tựalên vỏ ly hợp bằng đai ốc hình chỏm cầu Các đai ốc này bị ép vào vỏ ly hợpbằng đệm đàn hồi, mỗi đệm đàn hồi này được cố định vào vỏ ly hợp bằng hai bulông nhỏ Nhờ có mối liên kết như vậy mà càng nối có thể chuyển động xoay đểtạo ra tâm quay thay đổi ở giữa đòn mở ly hợp, cần thiết cho sự di chuyển củađĩa ép khi mở và đóng ly hợp Đai ốc chỏm cầu còn có tác dụng điều chỉnh đầuđòn mở để các đòn mở cùng nằm trong mặt phẳng song song với mặt phẳng củađĩa ép

Hình 1.14 Ly hợp lắp trên xe ZIN-130

mở nhanh chóng tách khỏi đầu đòn mở

1.6.1.2 Kết cấu ly hợp lắp trên xe ZIN-53

Ly hợp lắp trên xe AZ-53 là ly hợp một đĩa ma sát khô (hình 1.15).

- Bộ phận chủ động của ly hợp : Bánh đà 1 bắt với vỏ trong ly hợp 13, vỏtrong quay cùng với bánh đà Vỏ 13 có khoang để giữ các lò xo ép 14 hình trụđặt xung quanh Đĩa ép được chế tạo bằng gang, mặt ngoài có các vấu lồi để giữcác lò xo ép

- Bộ phận bị động của ly hợp: Đĩa ma sát 3 có hai tấm ma sát làm bằng vậtliệu có hệ số ma sát cao, được ghép với nhau qua xương đĩa bằng các đinh tán.Xương đĩa được chế tạo bằng thép và trên có các xẻ rãnh Đĩa ma sát được ghépvới moayơ đĩa bị động bằng các đinh tán bằng thép Moayơ đĩa bị động được

chế tạo bằng thép và có thể di trượt trên trục ly hợp 10 nhờ các then hoa Bộphận giảm chấn gồm có 6 lò xo giảm chấn 18, đặt xung quanh và cách đều nhau.Tấm ma sát được ghép với xương đĩa bằng các đinh tán Lò xo giảm chấn đượcđặt trong các lỗ của đĩa bị động và tấm đỡ.

- Hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp: Ly hợp được dẫn động điều khiểnbằng cơ khí Đòn mở ly hợp 5 được chế tạo bằng thép, đầu trên đòn mở liên kếtbản lề với đĩa ép qua các ổ bi kim, giữa đòn liên kết bản lề với càng nối 8 thôngqua ổ bi kim Khe hở giữa đầu đòn mở và bạc mở là  = 4 mm Điều chỉnh đòn

mở ta dùng đai ốc 7 Bạc mở ly hợp gồm có ổ bi tỳ và bạc trượt 9 Trên bạctrượt có lắp ống bơm mỡ 6

- 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,chúnggồm 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

11 Tấm ma sát;

1.6.2 Kết luận

Qua các kết cấu ly hợp đó ta chọn phương án 3 – ly hợp lắp trên xe

innnova làm cơ sở để thiết kế tính toán cụm ly hợp cho xe 7 chỗ.

1.7 Lựa chọn phương án dẫn động điều khiển ly hợp

1.7.1 Phương án 1 Dẫn động ly hợp bằng cơ khí.

Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng các đòn, khớp nối vàđược lắp theo nguyên lý đòn bẩy Loại dẫn động điều khiển ly hợp đơn thuầnnày có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo và có độ tin cậy làm việc cao Hệ thống dẫnđộng này được 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

Qbđ

82

Khi người lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly hợp 8 sẽ làm cho cần của

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

động vào đầu đòn mở của ly hợp, kéo đĩa ép tách ra khỏi đĩa ma sát

Khi người lái nhả bàn đạp 8 thì dưới tác dụng của lò xo hồi vị 6, bàn đạptrở 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 Trong quátrình làm việc, do hiện tượng trượt tương đối giữa các bề mặt ma sát, nên đĩa masát thường bị mòn, do đó hành trình tự do của bàn đạp ly hợp bị giảm xuống.Khi các bề mặt ma sát mòn tới mức nào đó thì hành trình tự do của ly hợp giảm

tới mức tối đa, sẽ không tạo được cảm giác cho người lái nữa, đồng thời gâyhiện tượng tự ngắt ly hợp Trong trường hợp khác, khi hành trình tự do của bànđạp ly hợp quá lớn, làm cho người lái đạp bàn đạp hết hành trình toàn bộ mà lyhợp vẫn chưa mở hoàn toàn, cũng tạo hiện tượng trượt tương đối giữa các bềmặt ma sát, sẽ gây mòn các bề mặt ma sát một cách nhanh chóng.

Trong cả hai trường hợp nêu trên đều không có lợi, vì vậy phải điều chỉnhhành trình tự do của bàn đạp ly hợp trong một miền cho phép

Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, có độ tin cậy làm việc cao, dễ tháo

lắp và sửa chữa

Nhược điểm: Kết cấu phụ thuộc vào vị trí đặt ly hợp Yêu cầu lực của

người lái tác dụng lên bàn đạp lớn Hiệu suất truyền lực không cao

Hình 1.18.1 Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp bằng thủy lực

Hình 1.18.2 Sơ đồ cấu tạo xilanh chính của dẫn động ly hợp bằng thủy

lực

Nguyên lý làm việc :

Khi người lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly hợp 1, nhờ thanh đẩy, đẩypiston 4 của xilanh chính 3 sang trái, bịt lỗ bù dầu b, làm dầu trong khoang D bịnén lại Khi áp lực dầu trong khoang D thắng lực ép của lò xo van một chiều 11

ở van một chiều 10 thì van một chiều mở ra Lúc này dầu từ khoang D theođường ống dẫn dầu 5 vào xilanh công tác 6 đẩy piston sang phải, làm cho càng

mở ly hợp 7 quay quanh O, đồng thời đẩy bạc mở 8 sang trái (theo chiều mũitên) Bạc mở tác động nên đầu dưới của đòn mở ly hợp tách đĩa ép ra khỏi bềmặt ma sát Ly hợp được mở

Khi người thả bàn đạp ly hợp 1 thì dưới tác dụng của lò xo hồi vị 2 và lò xo

ép làm các piston của xilanh chính và xilanh công tác từ từ trở về vị trí ban đầu.Lúc này dầu từ xilanh công tác 6 theo đường ống dẫn dầu 5 qua van hồi dầu 12vào khoang D

Khi người lái nhả nhanh bàn đạp ly hợp 1, thì do sức cản của đường ống vàsức cản của van hồi dầu 12 làm cho dầu từ xilanh công tác 6 không kịp về điềnđầy vào khoang D Vì thế tạo ra độ chân không ở khoang D, nên dầu từ khoang

C qua lỗ cung cấp dầu a vào khoang E, rồi sau đó dầu qua lỗ nhỏ ở mặt đầupiston ép phớt cao su 8 để lọt sang bổ sung dầu cho khoang D (tránh hiện tượnglọt khí vào khoang D, khi khoang D có độ chân không) Khi dầu đã khắc phụcđược sức cản của đường ống và van hồi dầu 12 để trở về khoang D, thì lượngdầu dư từ khoang D theo lỗ bù dầu b trở về khoang C, đảm bảo cho ly hợp đónghoàn toàn

Lỗ bù dầu b còn có tác dụng điều hòa dầu khi nhiệt độ cao Lúc nhiệt độcao dầu trong khoang D nở ra, làm áp suất dầu tăng lên, dầu qua lỗ bù dầu b vềkhoang C Vì thế khắc phục được hiện tượng tự mở ly hợp

Ưu điểm: Kết cấu gọn, việc bố trí hệ thống dẫn động thủy lực đơn giản và

thuận tiện Có thể đảm bảo việc đóng ly hợp êm dịu hơn so với hệ thống dẫnđộng ly hợp bằng cơ khí Ống dẫn dầu không có biến dạng lớn, nên hệ thống dẫnđộng thủy lực có độ cứng cao Đồng thời hệ thống dẫn động bằng thủy lực cóthể dùng đóng mở hai ly hợp

Nhược điểm: Loại hệ thống dẫn động bằng thủy lực không phù hợp với

những xe có máy nén khí Yêu cầu hệ thống dẫn động ly hợp bằng thủy lực cần

có độ chính xác cao

1.7.3 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

 2

Nguyên lý làm việc:

Khi người lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly hợp 1, làm cho đòn dẫn

với mặt bích của xilanh phân phối 9 và đẩy thân van phân phối 10 sang phải(theo chiều mũi tên) Khi mặt phải của thân van phân phối chạm vào đai ốc hạnchế hành trình nắp trên cần piston 15 thì làm cho càng mở ly hợp 16 quay quanh

Đồng thời với việc khi nắp bên phải của thân van phân phối tỳ vào đai ốchạn chế hành trình của cần piston 15 thì đầu piston van phân phối 14 cũng tỳvào phớt van 12 và làm van 12 mở ra Khí nén lúc này từ khoang A qua van 12vào khoang B, rồi theo đường dẫn khí nén 13 vào xilanh 17 và đẩy xilanh lực

16 quay và đẩy bạc mở ly hợp 19 sang trái Ly hợp được mở

Khi người lái thôi tác dụng vào bàn đạp ly hợp 1 thì dưới tác dụng của lò

xo hồi vị 6 kéo bàn đạp trở về vị trí ban đầu Đồng thời thông qua đòn dẫn động

8 kéo thân van phân phối 10 sang trái, khi mặt đầu bên phải của piston 14 chạmvào mặt bích bên phải của thân van thì piston 14 được đẩy sang trái, làm càng

mở ly hợp 16 quay và đẩy bạc mở ly hợp 19 sang phải Cùng lúc đó, dưới tácdụng của lò xo hồi vị phớt van phân phối 12 và đẩy van này đóng kín cửa van.Khí nén từ xilanh lực 17 theo đường dẫn khí nén 13 vào khoang B và qua đườngthông với khí trời a ở thân piston 14 ra ngoài Lúc này ly hợp ở trạng thái đónghoàn toàn

Ưu điểm: Hệ thống dẫn động làm việc tin cậy, khi cường hóa khí nén hỏng

thì hệ thống dẫn động cơ khí vẫn có thể điều khiển ly hợp được

Nhược điểm: Khi cường hóa hỏng thì lực bàn đạp lớn Loại hệ thống dẫn

động này phù hợp với những xe có máy nén khí

1.7.4 Phương án 4 Dẫn động ly hợp bằng thủy lực có cường hóa khí

nén.

Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng các thanh đòn và áp lựccủa dầu trong các xilanh lực Đồng thời kết hợp với áp lực của khí nén lấy từ cácmáy nén khí

Khi người lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly hợp 1, làm cho tay đòn bàn

mũi tên) Dầu từ xilanh chính 3 được piston nén lại và theo đường ống dẫn dầu 4vào xilanh thủy lực 8 Áp lực dầu tác dụng vào mặt piston xilanh thủy lực 9 vàđẩy nó cùng cần piston 10 sang phải Làm cho càng mở ly hợp 11 quay quanh

Đồng thời dầu có áp suất theo đường ống dẫn dầu 13 tác dụng lên pistonxilanh mở van 14 thì đẩy piston 14 cùng cốc van 15 và màng ngăn 16 sang trái.Đóng van xả 17 lại và van nạp 18 được mở ra Khí nén từ máy nén khí theođường ống dẫn khí nén 19 qua van nạp 18 vào khoang A, rồi theo lỗ thôngxuống khoang B và đẩy piston xilanh 6 cùng cần piston 7 sang phải Kết hợp vớilực đẩy của áp lực dầu, đẩy piston xilanh thủy lực 9 cùng cần piston 10 làm cho

được mở

Khi người lái thôi tác dụng vào bàn đạp ly hợp 1 thì dưới tác dụng của lò

xo hồi vị 2 kéo bàn đạp trở về vị trí ban đầu Piston của xilanh chính 3 dịchchuyển lên phía trên và dầu từ xilanh công tác trở về xilanh chính Đồng thờivan xả 17 mở, van nạp 18 đóng lại Khí nén từ khoang B qua lỗ thông sangkhoang A và qua van xả 17 rồi theo lỗ trên cốc van phân phối 15 thông với khítrời ra ngoài Ly hợp đóng hoàn toàn

Ưu điểm: Hệ thống dẫn động làm việc tin cậy, khi cường hóa khí nén hỏng

thì hệ thống dẫn động bằng thủy lực vẫn hoạt động bình thường Lực của ngườilái tác dụng vào bàn đạp ly hợp nhỏ Hành trình toàn bộ của bàn đạp không lớn.Loại hệ thống dẫn động này thì đảm bảo được yêu cầu đóng ly hợp êm dịu, mởdứt khoát và dùng phù hợp với những xe có máy nén khí

Nhược điểm: Kết cấu phức tạp, bảo dưỡng, điều chỉnh sửa chữa khó khăn

và yêu cầu độ chính xác của hệ thống dẫn động cao