Đồ án thiết kế ly hợp ( file thuyết minh + file cad + cad trục ly hợp + dẫn động )

Là một sinh viên ngành kĩ thuật ô tô, việc tìm hiểu, nghiên cứu, tính toán và thiết kế các bộ phận, cụm máy, chi tiết trong xe là rất thiết thực và bổ ích. Trong khuôn khổ giới hạn của một đồ án môn học, em được giao nhiệm vụ thiết kế và tính toán ly hợp xe tải. Công việc 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 thức sau khi đã học các môn lý thuyết trước đó.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH

VIỆN CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ ÔTÔ

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ LY HỢP Ô TÔ

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ 2

1.1 Điều kiện làm việc của ly hợp 2

1.1.1 Ảnh hưởng của ly hợp khi gài số 2

1.1.2 Ảnh hưởng của ly hợp khi phanh 2

1.2 Phân loại và yêu cầu làm việc của ly hợp 2

1.2.1 Phân loại 2

1.2.2 Yêu cầu của ly hợp 3

1.2.3 Yêu cầu đối với dẫn động ly hợp 4

1.3 Ly hợp ma sát 4

1.3.1 Sơ đồ cầu tạo và nguyên lý hoạt động của ly hợp ma sát một đĩa bị động 4 1.3.2 Sơ đồ cầu tạo và nguyên lý hoạt động của ly hợp ma sát hai đĩa bị động 7 1.4 Ly hợp thủy lực 8

1.5 Ly hợp điện từ 10

2.1 Số đĩa bị động của ly hợp ma sát: 1

2.1.1 Ly hợp 1 đĩa bị động: 1

2.1.2 Ly hợp 2 đĩa bị động 1

2.1.3 Ly hợp nhiều đĩa: 2

2.2 Phương án chọn loại lò xo ép: 3

2.2.1 Lò xo trụ: 3

2.2.2 Lò xo côn xoắn: 4

2.2.3 Lò xo đĩa: 5

2.3.1 Ly hợp ma sát khô: 6

2.3.2 Ly hợp thủy lực: 6

2.3.3 Ly hợp điện từ: là ly hợp truyền mômen xoắn nhờ tác dụng của từ 6

2.4 Lựa chọn phương án dẫn động điều khiển ly hợp loại hai đĩa ma sát: 6

2.4.1 Dẫn động ly hợp bằng cơ khí bằng đòn dẫn 7

2.4.2 Dẫn động ly hợp bằng cơ khí bằng dây cáp dẫn 8

2.4.3 Dẫn động ly hợp bằng thủy lực: 9

2.4.4 Dẫn động ly hợp bằng cơ khí có cường hóa khí nén: 10

2.4.5 Dẫn động ly hợp bằng thủy lực có cường hóa bằng khí nén: 12

2.4.6 Dẫn động ly hợp bằng thủy lực có cường hóa bằng chân không: 13

2.4.7 Trợ lực lò xo 15

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LY HỢP 17

3.1 Thông số ban đầu 17

3.2 XÁC ĐỊNH MÔMEN MA SÁT CỦA LY HỢP 17

3.3 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA LY HỢP 18

3.3.1 Bán kính hình vành khăn của bề mặt ma sát đĩa bị động 18

3.3.2 Diện tích và bán kính trung bình của hình vành khăn tấm ma sát 19

3.3.3 Xác định số đôi bề mặt ma sát của ly hợp (i) 19

3.3.4 Lực ép cần thiết P ct 20

3.4 Xác định công trượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp 20

3.4.1 Mômen quán tính quy dẫn của bánh đà J b [kg.m 2 ]: 21

3.4.2 Mômen cản chuyển động quy dẫn M a [N.m] 21

3.4.3 Mômen quán tính các khối lượng chuyển động 22

3.4.4 Tính thời gian trượt ly hợp trong các giai đoạn (t 1 và t 2 ) 22

3.4.5 Tính công trượt cho ly hợp 23

3.4.6 Tính công trượt riêng của li hợp 23

3.5 Nhiệt sinh ra do trượt li hợp 24

3.6 Bề dày tối thiểu đĩa ép (theo chế độ nhiệt) 24

3.7 Tính toán lò xo ép dây xoắn hình trụ 25

3.7.1 Lực ép cần thiết của 1 lò xo F lx [N] khi làm việc theo 25

3.7.2 Độ cứng của một lo xo ép C lx [N/m] 25

3.7.3 Lực nén lớn nhất tác dụng lên một lò xo F lxmax [N] 26

3.7.4 Kích thước hình học của dây lò xo 26

3.8 Giảm chấn 28

3.9 Thân và vỏ ly hợp 30

3.10 Đòn mở 30

3.11 Đĩa bị động 31

3.11.1 Xương đĩa 31

3.11.2 vòng ma sát 31

3.11.3 May ơ đĩa bị động 35

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ DẪN ĐỘNG LY HỢP 37

4.1 Xác định hành trình của bàn đạp S bd [mm] 37

4.2 Xác định lực tác dụng lên bàn đạp F bd [N] 38

4.3 Kết cấu xilanh chính 39

4.4 Kết cấu xy lanh công tác Kết cấu xylanh như hình bên dưới 40

TÀI LIỆU THAM KHẢO 41

LỜI NÓI ĐẦU

Giao thông vận tải chiếm vị trí rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, đặcbiệt là đối với các nước có nền kinh tế phát triển Mạng lưới giao thông vận tải làmạch máu của một quốc gia, một quốc gia muốn phát triển nhất thiết phải phát triểnmạng lưới giao thông vận tải Trong hệ thống giao thông vận tải đường bộ thì vậntải bằng ô tô đóng vai trò chủ đạo và phần lớn lượng hàng và người được vậnchuyển trong nội địa bằng ô tô

Cùng với sự phát triển của Khoa học kỹ thuật nói chung, ngành công nghiệpchế tạo ô tô nói riêng trong vài thập kỷ gần đây đã có những bước phát triển nhanhchóng vượt bậc với nhiều loại ô tô hiện đại ra đời, nhờ các thành tựu các lĩnh vựcđiện tử, tin học, cơ khí, vật liệu mới và dần được hoàn thiện để đáp ứng nhu cầungày càng cao của con người cũng như của các ngành kinh tế khác

Là một sinh viên ngành kĩ thuật ô tô, việc tìm hiểu, nghiên cứu, tính toán vàthiết kế các bộ phận, cụm máy, chi tiết trong xe là rất thiết thực và bổ ích Trongkhuôn khổ giới hạn của một đồ án môn học, em được giao nhiệm vụ thiết kế và tínhtoán ly hợp xe tải Công việc này đã giúp cho em bước đầu làm quen với công việcthiết kế mà em đã được học ở trường để ứng dụng cho thực tế, đồng thời nó còngiúp cho em cũng cố lại kiến thức sau khi đã học các môn lý thuyết trước đó

Dưới sự hướng dẫn của thầy… và sự nổ lực của bản thân, sau một khoảngthời gian cho phép em đã hoàn thành được đồ án của mình Vì bước đầu tính toánthiết kế còn rất bỡ ngỡ cho nên không tránh khỏi những sai sót, nhầm lẫn Do vậy,

em rất mong các thầy thông cảm và chỉ bảo thêm để em được hoàn thiện hơn trongquá trình học tập của mình

TP.Hồ Chí Minh, ngày 12 tháng 10 năm 2022

Sinh viên thực hiện

…

CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ

YÊU CẦU CỦA LY HỢP

Ly hợp ô tô là khớp nối giữa trục khuỷu động cơ với hệ thống truyền lực Ly hợp dùng để ngắt, nối truyền động từ động cơ đến hệ thống truyền lực Do cần phải đóng từ từ, êm dịu, vì vậy dẫn đến hiện tượng mòn gây trượt li hợp Không được

toàn cho hệ thống truyền lực khi quá tải

1.1.1 Ảnh hưởng của ly hợp khi gài số

Khi gài số các chi tiết có chuyển động tương đối, do vậy sinh ra mômen xung lượng va đập và tải trọng động tác dụng lên các chi tiết khác Muốn giảm lực xung kích tác dụng lên hệ thống truyền lực cần mở ly hợp rồi mới gài số để giảm mômen quán tính phần bị động và các chi tiết của hộp số có liên quan động học đến phần bị động của ly hợp Như vậy việc ngắt ly hợp khi sang số không những làm cho việc sang số được thực hiện êm dịu mà còn làm giảm tải trọng động tác dụng lên các chi tiết của hệ thống truyền lực giúp làm tăng tuổi thọ cho các chi tiết này

1.1.2 Ảnh hưởng của ly hợp khi phanh

Khi phanh ôtô toàn bộ hệ thống truyền lực chịu tải trọng động rất lớn dưới tác dụng của mômen quán tính của động cơ Mjmax

Mômen Mjmax có thể truyền qua ly hợp khi mômen ma sát của ly hợp lớn hơn

Mjmax Trong trờng hợp này mômen quán tính sẽ tác dụng lên hệ thống truyền lực

Nếu mômen Mjmax lớn hơn mômen ma sát của ly hợp thì ly hợp bị trượt và hệ

hệ thống truyền lực sẽ chịu tải trọng lớn nhất chỉ bằng mômen ma sát của ly hợp

Nếu khi thiết kế ly hợp lấy hệ số dự trữ của ly hợp β lớn hơn hệ số dự trữ

của độ bền của trục các đăng thì có thể trục các đăng bị gãy do quá tải.

1.2.1 Phân loại

a) Căn cứ vào số đĩa bị động (số đĩa ma sát), có

- Ly hợp 1 đĩa (ly hợp đơn) Như ly hợp xe GAZ-53A, ΤΟYOTA, YOTA,

Thí dụ, ly hợp xe KAMAZ, URAL,…

- Ly hợp ma sát khô (dùng phổ biến trên ôtô): Không có dung môi, các đĩa ma sát thường được làm từ Ferado đồng

- Ly hợp thủy lực: là ly hợp truyền moment xoắn bằng năng lượng của chất lỏng (thường là dầu)

- Ly hợp kiểu điện từ (ít được sử dụng): Truyền Moment nhờ lực điện từ

c) Căn cứ vào dẫn động điều khiển ly hợp

- Ly hợp có dẫn động cơ khí, như trên xe GAZ-53A, ZIL-130,

- Ly hợp có dẫn động kiểu thuỷ lực: GAZ-66, TOYOTA, Mercedes-Benz,

- Ly hợp có trợ lực (trợ lực kiểu lò xo, trợ lực kiểu khí nén hoặc trợ lực chân không)như ở các xe KRAZ-255B, ISUZU, KAMAZ, HINO,

d) Căn cứ vào trạng thái của ly hợp khi làm việc

- Ly hợp thường xuyên đóng (trên ôtô chỉ sử dụng loại này): Khi không có lực điều khiển, ly hợp luôn ở trạng thái đóng, khi đạp ly hợp các bề mặt làm việc tách ra

- Ly hợp thường xuyên mở (thường gặp trên các xe làm đường): Khi không có lực điều khiển, ly hợp luôn ở trạng thái mở

Trên ôtô thường sử dụng ly hợp ma sát khô, kiểu thường xuyên đóng, có1 hoặc 2 đĩa bị động; dẫn động điều khiển có thể là cơ khí, thuỷ lực hoặc có trợ lực

1.2.2 Yêu cầu của ly hợp

- Ngoài yêu cầu chung của một cụm chi tiết (là): có khối lượng riêng nhỏ, đơn giản

về kết cấu, có độ tin cậy cao khi làm việc, ly hợp còn cần thoả mãn các yêu cầu gắn liền với công dụng:

+ Đảm bảo việc truyền Mx từ động cơ đến HTTL trong mọi điều kiện sử dụng không có hiện tượng trượt khi đóng hoàn toàn ly hợp

+ Đóng êm ly hợp để giảm tải trọng động tác dụng lên HTTL và để khởi hành xe

êm dịu

+ Cắt dứt khoát (cắt hoàn toàn động cơ ra khỏi HTTL, đảm bảo có khe hở giữa các

bề mặt ma sát)

+ Thoát nhiệt tốt ở các bề mặt ma sát

Là cơ cấu an toàn cho HTTL, tránh được tải trọng động

+ Dập tắt được các dao động ở tần số cao tác động đến HTTL, chủ yếu từ động cơ.+ Điều khiển thuận tiện, nhẹ nhàng

+ Dễ bảo dưỡng, sửa chữa

1.2.3 Yêu cầu đối với dẫn động ly hợp

- Y/cầu cơ bản: điều khiển thuận tiện, nhẹ nhàng

- Điều khiển thuận tiện, nhẹ nhàng (LH tự động);

- Tránh được những hư hỏng bất thường

* Cấu tạo của ly hợp loại ma sát khô một đĩa bị động

Các bộ phận chính của ly hợp ma sát hình trên gồm các cụm sau:

- Vỏ ly hợp được bắt chặt vào bánh đà bằng các bu lông chịu lực

- Đĩa ép 3 có vấu gài để liên kết với vỏ ly hợp Nó vừa quay cùng một khối với bánh

đà vừa có thể dịch chuyển dọc trục khi ngắt - nối ly hợp

- Ở trạng thái đóng, đĩa ép sẽ ép chặt đĩa bị động 2 vào bánh đà nhờ các lò xo ép 4

bố trí xung quanh

- Cần tách 12 là một đòn bẩy có 2 gối tựa:1 trên vỏ ly hợp, 1 trên đĩa ép Bạc mở là một ổ bi tỳ lắp chặt trên trụ ống lồng 6 làm nhiệm vụ khớp mở

- Khi ly hợp ở trạng thái đóng, giữa đầu cần tách và bạc mở có khe hở ∆ Trị số ∆

cần được duy trì trong một giới hạn nhất định, từ 2,5+3mm Đĩa bị động 2 (đĩa ma sát) lắp trên phần then hoa đầu trục chủ động của hộp số và có thể dịch chuyển dọc trục khi ngắt – nối ly hợp

- Trục chủ động hộp số được gối trên 2 ổ bi cầu: một trong hốc bánh đà và một trên thành phía trước vỏ hộp số

* Nguyên lý làm việc của ly hợp loại ma sát khô một đĩa bị động

Ly hợp ở trạng thái đóng (tương ứng với việc lái xe không đặt chân lên bàn đạp ly hợp)

- Các lò xo ép 4 ép các đĩa ép 3, đĩa bị động 2 vào sát bánh đà 1

- Lúc này cơ cấu ly hợp tạo thành một khối cùng quay với bánh đà

- Mô men xoắn của động cơ được truyền từ bánh đà vỏ ly hợp 5, đĩa ép 3, đĩa bị động 2 (nhờ qua ma sát trên bề mặt đĩa) đến trục chủ động 14 của hộp số

* Ly hợp ở trạng thái mở: (tương ứng với khi lái xe bắt đầu đặt chân và đạp lên bàn đạp ly hợp).

- Do cần bàn đạp ly hợp 7 quay quanh khớp bản lề làm dịch chuyển tương ứng các chi tiết của phần dẫn động, bạc mở 11 chuyển động tịnh tiến trên ống dẫn hướng, đi vào, khắc phục khe hở ∆ và tì vào đầu các cần tách

- Khi tiếp tục đạp để dịch chuyển bàn đạp ly hợp, bạc mở sẽ tiếp tục dịch chuyển,ép các đầu cần tách đi vào, đĩa ép được kéo ra để ép các lò xo 4 lại

- Nhờ vậy, đĩa bị động 2 không bị ép vào đĩa ép và vào bánh đà (có nghĩa, đĩa bị động đã được tách khỏi phần chủ động)

- Lúc này cơ cấu ly hợp được tách (tạm thời) thành hai khối: phần chủ động và bị động không liên kết với nhau

* Khi nhả bàn đạp ly hợp, ứng với việc người lái từ từ rời chân khỏi bàn đạp ly hợp

- Nhờ các lò xo hồi vị 8, các chi tiết dẫn động lại được kéo trở về vị trí ban đầu, bànđạp ly hợp lúc này có vị trí cao nhất so với sàn buồng lái

- Các lò xo ép lại từ từ ép đĩa ép và đĩa bị động vào bánh đà thành một khối: ly hợp

đã được đóng trở lại! Giữa các đầu cần tách và bạc mở lại tồn tại khe hở ∆

- Mômen xoắn lại tiếp tục được truyền từ động cơ đến trục chủ động của hộp số

- Đối với một số ôtô vận tải khi cần phải truyền mômen lớn người ta sử dụng ly hợp

ma sát khô hai đĩa bị động So với ly hợp ma sát khô một đĩa bị động thì ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động có những ưu nhược điểm nhất định

1.3.2 Sơ đồ cầu tạo và nguyên lý hoạt động của ly hợp ma sát hai đĩa bị động

* Cấu tạo của ly hợp loại ma sát khô hai đĩa bị động

- Ly hợp hai đĩa có kết cấu phức tạp hơn ly hợp một đĩa

- Theo sơ đồ cấu tạo hình trên, cũng bao gồm các bộ phận và các chi tiết cơ bản nhưđối với ly hợp một đĩa Điểm khác biệt là ở ly hợp hai đĩa có hai đĩa ma sát 4 cùng liên kết then hoa với trục ly hợp 10 Vì có hai đĩa ma sát nên ngoài đĩa ép 5 còn có thêm đĩa ép trung gian 3 Ở ly hợp hai đĩa phải bố trí cơ cấu truyền mômen từ vỏ hoặc bánh đà sang đĩa ép và cả đĩa ép trung gian.Vì nhược điểm của ly hợp hai đĩa

là mở không dứt khoát nên ở những loại ly hợp này thì người ta phải bố trí cơ cấu

để tạo điều kiện cho ly hợp khi mở được dứt khoát Trên hình thì cơ cấu này được

xo 2 sẽ đẩy đĩa ép trung gian 3 tách khỏi đĩa ma sát bên trong và khi đĩa ép trung gian chạm vào đầu bu lông điều chỉnh 6 thì dừng lại nên đĩa ma sát bên ngoài cũng được tự do.

* Nguyên lý làm việc của ly hợp loại ma sát khô hai đĩa bị động

- Trạng thái đóng ly hợp: ở trạng thái này các lò xo ép 7 một đầu tựa vào vỏ ly hợp

8, đầu còn lại tì vào đĩa ép 5 tạo lực ép để ép chặt toàn bộ các đĩa ma sát 4 và đĩa ép trung gian 3 với bánh đà 1 làm cho phần chủ động và phần bị động tạo thành một khối cứng Khi này mômen từ động cơ được truyền từ phần chủ động sang phần bị động của ly hợp thông 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 mômen được truyền vào xương đĩa bị động qua bộ giảm chấn 17 đến moayơ rồi truyền vào trục ly hợp Lúc này giữa bi"T" 15 và đầu đòn mở 16 có một khe hở từ 3-4 mm tương ứng với hành trình tự

do của bàn đạp ly hợp từ 30-40mm

- Trạng thái mở ly hợp: khi cần ngắt truyền động từ động cơ tới trục sơ cấp của hộp

số thì người lái tác dụng một lực vào bàn đạp 11 thông qua thanh kéo 13 và kéo nạng 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 đầu cần tách 16 Nhờ có khớp bản lề của cần tách liênkết với vỏ 8 nên đầu kia của vần tách 16 sẽ kéo đĩa ép 5 nén lò xo 7 lại để dịch chuyển sang phải tạo khe hở giữa các đĩa ma sát với các đĩa ép, đĩa ép trung gian và bánh đà Khi này các bề mặt ma sát giữa bộ phận chủ động và bị động của ly hợp được tách ra và ngắt sự truyền động từ động cơ tới trục sơ cấp của hộp số

- Ngoài các trạng thái làm việc trên, thì ly hợp còn xuất hiện trạng thái trượt tương đối giữa các bề mặt ma sát của ly hợp Hiện tượng này thường xuất hiện khi đóng lyhợp (xảy ra trong thời gian ngắn) hoặc khi gặp quá tải (phanh đột ngột mà không nhả ly hợp)

* Cấu tạo

- Gồm 2 phần:

+ Phần chủ động là phần bánh bơm, bánh đà

* Sơ đồ cầu tạo của ly hợp thủy lực

Sơ đồ nguyên lý ly hợp thủy lực

* Nguyên lý hoạt động

- Ly hợp thủy lực gồm có 2 bánh công tác: Bánh bơm ly tâm và bánh tua bin hướng tâm, tất cả đợc đặt trong hộp kín điền đầy chất lỏng công tác Trục của bánh bơm đợc nối với động cơ và trục của bánh tua bin nối với hộp số

- Khi động cơ làm việc, bánh bơm quay, dới tác dụng của lực ly tâm chất lỏng công tác bị dồn từ trong ra ngoài dọc theo các khoang giữa các cánh bơm Khi ra khỏi cánh bơm, chất lỏng có vận tốc lớn và đập vào các cánh của bánh tua bin làm bánh này quay theo, nhờ đó năng lớng đợc truyền từ bánh bánh bơm sang bánh tua bin nhờ dòng chảy chất lỏng

- Ly hợp thủy lực không có khả năng biến đổi mômen, nó chỉ làm việc như một khớp nối thuần túy nên còn gọi là khớp nối thủy lực

1.5 Ly hợp điện từ

* Sơ đồ cấu tạo của ly hợp điện từ

- Truyền moment thông qua lực điện từ

Sơ đồ nguyên lý ly hợp điện từ

* Nguyên lý hoạt động

- Khi mở ly hợp : Khi không cấp điện cho cuộn dây 3 nên không có lực từ trong cuộn dây, nên phần chủ động 1 là bánh đà và phần bị động 5 là lõi thép không hút nhau nên khi động cơ không quay mômen không truyền ra trục ly hợp

- Khi đóng ly hợp : Khi cấp điện cho cuộn dây 3 làm xuất hiện lực điện từ trong cuộn dây nên xuất hiện lực hút giữa bánh đà 1 và lõi thép bị động 5 Nh vậy khi bánh đà quay làm cho lõi thép quay theo Do đó mômen đợc truyền từ động cơ sangtrục ly hợp Tuy vậy lực hút giữa bánh đà và lõi thép không đủ lớn nên giữa khe hở bánh đà và lõi thép ngời ta đa vào những mặt sắt Khi có từ trờng, chúng tạo thành những đờng sức tạo thành dây sắt cứng nối bánh đà và lõi thép với nhau làm tăng

ma sát nên việc truyền mômen giữa bánh đà và lõi thép đợc tăng lên

CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ LY HỢP

- Đơn giản khi chế tạo và bảo dưỡng;

- Có độ tin cậy cao, đặc biệt là khả năng cắt dứt khoát;

- Thoát nhiệt tốt;

- Có khối lượng không lớn và độ bền mòn cao

b) Nhược điểm:

- Khả năng truyền Mx bị giới hạn

Nếu khi phải Mx lớn, có thể tăng mômen ma sát của ly hợp bằng cách:

+ tăng số đĩa bị động (=> loại 2 đĩa bị động)

+ tăng đường kính (D) vành đĩa ma sát

- D bị giới hạn bởi kích thước của bánh đà (liên quan đến Jđộng cơ)

- Tăng D => tăng vận tốc trượt => đĩa bị mài mòn không đều!

2.1.2 Ly hợp 2 đĩa bị động

- Về kết cấu, cơ bản chỉ khác ly hợp đơn là có 2 đĩa bị động và có thêm đĩa ép trung gian (nằm giữa 2 đĩa bị động) yêu cầu với đĩa ép trung gian, cần:

+ vừa quay thành một khối cùng với bánh đà (thuộc phần chủ động)

+ vừa có chuyển động tịnh tiến dọc trục khi đóng mở ly hợp

a) Ưu điểm:

- Khắc phục được nhược điểm của ly hợp 1 đĩa bị động

- Áp dụng khi cần truyền Mms lớn mà đường kính ngoài D của ly hợp bị giới hạn.

– Sự tương thích đặc tính khởi hành của hệ thống điều khiển điện

tử với các điều kiện đường sá khác nhau;

– Sự tương thích mômen xoắn của hệ thống điều khiển điện tử khi

thao tác chậm với các điều kiện đường khác nhau;

– Là cơ cấu an toàn tốt khi quá tải, khi lái xe điều khiển xe không

đúng quy tắc

b) Nhược điểm:

– Phức tạp (nhiều đĩa ma sát)

– Kích thước vỏ ly hợp nhỏ hơn do đường kính ngoài đĩa ma sát nhỏ hơn

– Đóng mở không dứt khoát, kém êm hơn do nhiều đĩa phải đóng cùng lúc nên có

độ trễ

– Thoát nhiệt không tốt

*Kết luận: Qua việc so sánh ưu nhược điểm các loại đĩa bị động và thông số đề bài

được giao em quyết định chọn loại Ly hợp 1 đĩa bị động

- Các lò xo được bố trí theo chu vi đĩa ép.

- Để lực ép tác dụng đều lên bề mặt ma sát, các lò xo và cần tách (đòn mở) được bố trí đối xứng qua tâm ly hợp

- Tùy thuộc vào số lượng lò xo mà có thể bố trí theo 1 hoặc 2 vòng tròn quanh đĩa ép

- Để định tâm lò xo và giảm biến dạng của nó, người ta sử dụng: Các cốc đỡ lò xo,

ụ đỡ hoặc các vấu trên đĩa ép hoặc vỏ ly hợp (Các ụ đỡ trên đĩa ép cũng đồng thời làcác phần tử khối lượng để cân bằng

- Để lò xo không bị đốt nóng khi làm việc, dưới mỗi lò xo có đặt các tấm đệm cách nhiệt

- Cũng có thể thay các lò xo bố trí xung quanh bằng một lò xo trụ bố trí ở tâm:+ Khi đó, đường kính của ly hợp sẽ được giảm nhưng kích thước chiều trục tăng

+ Nếu sử dụng một lò xo côn ở tâm thì việc chế tạo sẽ phức tạp hơn nhưng giảm được kích thước chiều trục.

- Luôn giữ được đặc tính tuyến tính trong toàn bộ vùng làm việc

- Giá thành rẻ, chế tạo đơn giản

b) Nhược điểm:

- Các lò xo thường không đảm bảo được các thông số giống nhau hoàn toàn, đặc biệt là sau một thời gian làm việc lực ép của các lò xo sẽ không đều nhau Do đó phải chế tạo lò xo thật chính xác nếu không thì lực ép không đều sẽ làm cho đĩa ma sát mòn không đều và dê bị cong vênh

2.2.2 Lò xo côn xoắn:

- Lò xo côn xoắn có đường đặc tính làm việc là đường a trên hình

- Lò xo côn được đặt giữa mặt bích đỡ chặn và ống lót di trượt

- Kẹp vào đầu phía kia của ống lót di trượt là một vành xuyến trong có chứa các viên bi của các cần tách đàn hồi

- Vành xuyến gồm 2 nửa trong có chứa tới 20 cần tách

- Cần tách được giữ bằng các viên bi lắp trong lỗ, đè lên đầu phía

trong cần tách Đĩa ép 2 và mặt bích tì lên đầu ngoài cần tách

- Lò xo có xu hướng đẩy ống lót và vành xuyến dịch chuyển sang phải

- Do đó các đầu cần tách phía trong cũng dịch sang phải để các đầu cần tách phía ngoài ép lên các bề mặt ma sát của ly hợp

- Khi cắt ly hợp, ống lót dịch chuyển sang trái và các cần tách đàn hồi thôi không tác dụng lên đĩa ép

- Các cần tách đàn hồi đảm bảo việc ép đều lên các bề mặt làm việc và đóng êm 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 lên đĩa ép phải qua các đòn ép do đó việc điều chinh 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 lò xo tăng lên rất nhanh, do đó nó đòi hỏi phải tạo được lực lớn để ngắt ly hợp và khi đĩa ma sát mòn thì lực ép của lò xo sẽ giảm rất nhanh

2.2.3 Lò xo đĩa:

- Lò xo đĩa có đường đặc tính làm việc là đường c trên hình

- Các lò xo đĩa do có nhiều ưu điểm nên được sử dụng rất phổ biến ở ly hợp ôtô (Đặc biệt là ôtô du lịch)

- Lò xo đĩa có hình nón cụt, gồm nhiều lá thép ghép sát lại với nhau làm nhiệm vụ các cần tách đàn hồi

a) Ưu điểm:

- Lò xo đĩa làm luôn nhiệm vụ của đòn mở nên kết cấu đơn giản và nhỏ gọn

- Lò xo đĩa có đặc tính làm việc hợp lý vì trong vùng làm việc lực ép thay đổi khôngdáng kể theo biến dạng Do vậy lực ngắt ly hợp đòi hỏi không lớn và khi đĩa ma sát

bị mòn thì lực ép thay đổi không đáng kể

b) Nhược điểm:

- Việc chế tạo khó khăn

*Kết luận: Qua việc so sánh ưu nhược điểm các loại 1ò xo ép và ly hợp xe tham khảo em quyết định chọn loại lò xo ép là lò xo trụ bố trí theo vòng tròn.

2.3 Loại ly hợp:

- Căn cứ vào phương pháp truyền Mx từ động cơ đến HTTL:

- Tuy nhiên ly hợp ma sát vẫn được sử dụng phổ biến ở các ôtô hiện nay do những

ưu điểm của nó

2.3.2 Ly hợp thủy lực:

- Là ly hợp truyền mômen xoắn bằng năng lượng của chất lỏng (thường là dầu)

a) Ưu điểm:

- Làm việc bền lâu, giảm được tải trọng động tác dụng lên hệ thống truyền lực và dễ

tự động hóa quá trình điều khiển xe

b) Nhược điểm:

- Chế tạo khó, giá thành cao, hiệu suất truyền lực nhỏ do hiện tượng trượt

- Loại ly hợp thủy lực ít được sử dụng trên ô tô tải, hiện tại mới được sử dụng ởmột số loại xe ôtô du lịch, ôtô vận tải hạng nặng và một vài ôtô quân sự

2.3.3 Ly hợp điện từ: là ly hợp truyền mômen xoắn nhờ tác dụng của từ

trường nam châm điện Loại này ít được sử dụng trên xe ôtô

*Kết luận: Qua việc so sánh ưu nhược điểm các loại ly hợp em quyết định chọn ly

hợp ma sát khô

2.4 Lựa chọn phương án dẫn động điều khiển ly hợp loại hai đĩa ma sát:

- Dẫn động li hợp có nhiệm vụ truyền lực của người lái từ bàn đạp li hợp tới cần tách để thực hiện ngắt li hợp Dẫn động điều khiển cần phải đảm bảo kết cấu đơn giản, dễ sử dụng, điều khiển nhẹ nhàng bằng lực trên bản đạp của chân người lái Thực hiện yêu cầu này đòi hỏi dẫn động điều khiển li hợp có:hiệu suất truyền lực

- Dẫn động li hợp thường có các loại: dẫn động cơ khí, dẫn động thủy lực, dẫn động

có trợ lực Cấu trúc trợ lực li hợp có thể là: cơ khí, chân không, khí nén

- Dẫn động điều khiển li hợp còn được phân chia theo phương pháp điều khiển: dẫn động thông thường, tự động hoặc bán tự động

2.4.1 Dẫn động ly hợp bằng cơ khí bằng đòn dẫn

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

Oz Nạng mở gạt bạc mở 1 sang trái (theo chiều mũi tên) tác động vào đầu cần tách 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 đạp trở về vị trí ban đầu duy trì khe hở 8 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 mm - 150 mm Trong quá trình làm việc, do hiện tượng trượt tương đối giữa các bề mặt ma sát, nên đĩa ma sátthường bị mòn, do đó hành trình tự do của bàn đạp ly hợp bị giảm xuống.Khi các bềmặt 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 gây hiện tượng tự ngắt ly hợp Trong trường hợp khác, khi hành trình tự do của bàn đạp ly hợp quá lớn, làm cho người lái đạp bàn đạp hết hành trình toàn bộ mà ly hợp vẫn chưa mở hoàn toàn, cũng tạo hiện tượng trượt tương đối giữa các bề mặt ma sát, sẽ gây mòn các bề mặt

* 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

2.4.2 Dẫn động ly hợp bằng cơ khí bằng dây cáp dẫn

13 Lò xo hồi vị A–Chiều dài kiểm tra

* Nguyên lý hoạt đông:

- Khi mở li hợp, người lái tác động lực điều khiển lên bàn đạp 1 theo chiều mũi tên, đòn 2 quay quanh chốt tựa 4, cáp 5 kéo đòn quay 8 quay theo chiều kim đồng hồ Càng gạt đẩy ổ bi tỷ 11 dịch chuyển, ép đòn mở và mở li hợp

- Khi thôi tác dụng lực điều khiển, bên trong li hợp: lò xo ép đẩy đĩa ép về vị trí đóng, đòn mở trở lại vị trí ban đầu, nạng gạt có lò xo hồi vị kéo về vị trí tự do Bên ngoài, bàn đạp dưới tác dụng của lò xo hồi vị, dịch chuyển tới đệm hạn chế hành trình 3, kéo cáp về vị trí ban đầu

- Khi đĩa bị động bị mòn, khe hở A và hành trinh tự do của bản đạp bị thu nhỏ, cần tiến hành điều chỉnh lại Để điều chỉnh khe hở giữa ổ bi tỷ và cần tách ∆ (bên trong

li hợp) cần tiến hành thay đổi chiều dài cáp 5 với vỏ cáp 6 bằng ốc điều chỉnh 7 Giátrị của khoảng cách A trên hình cho biết giá trị thích hợp của khe hở ∆

- Bình chứa dầu được đặt trên cao nhằm luôn tạo sự chênh áp, tránh lọt không khí vào hệ thống Xi lanh chính 3 nhận dầu cấp từ bình chứa dầu, tạo áp suất chất lỏng, dầu chảy qua đường ống vào xi lanh công tác 6 tác động lên pit tông, đẩy Cần ngắt

* 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 dẫn động ly hợp bằng cơ khí Ống dẫn dầu không có biến dạng lớn, nên hệ thống dẫn động thủy lực

có độ cứng cao Đồng thời hệ thống dẫn động bằng thủy lực có thể 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 chínhxác cao

2.4.4 Dẫn động ly hợp bằng cơ khí có cường hóa khí nén:

12 Phớt van phân phối; ; 19 Bạc mở ly hợp 14 Piston van phân phối;

* Nguyên lý hoạt động

- Khi người lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly hợp 1, làm cho đòn dẫn động 2 quay quanh O1, thông qua thanh kéo 3 làm đòn 4 quay quanh O2 và qua thanh kéo 5

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 hạn chế hành trình nắp trên

19 sang trái (theo chiều mũi tên) Ly hợp được mở

- Đồng thời với việc khi nắp bên phải của thân van phân phối tỳ vào đai ốc hạn chế hành trình của cần piston 15 thì đầu piston van phân phối 14 cũng tỷ vào phớt van

12 và làm van 12 mở ra Khí nén lúc này từ khoang A qua van 12 vào khoang B, rồitheo đường dẫn khí nén 13 vào xilanh 17 và đẩy xilanh lực dịch chuyển làm đòn

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 chạm vào mặt bích bên phải của thân van thì piston 14 được đẩy sang trái, làm nạng mở ly hợp 16 quay

và đẩy bạc mở ly hợp 19 sang phải Cùng lúc đó, dưới tác dụng 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 đường thông với khí trời a ở thân piston 14 ra ngoài Lúc này ly hợp ở trạng thái đóng hoàn 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

2.4.5 Dẫn động ly hợp bằng thủy lực có cường hóa bằng khí nén:

- Phần dẫn động thủy lực bao gồm: bàn đạp 2, cần pit tông 8, xi lanh chính 11, đường ống dẫn dầu 3, pit tông dầu 16, càng gạt 7 Phần này có cấu trúc chung tương

tự như của các dạng dẫn động thủy lực đơn thuần

- Phần trợ lực bao gồm: nguồn cung cấp năng lượng khí nén (chung với hệ thống khí nén của xe, do máy nén khí cung cấp), van điều khiển 5 và xi lanh trợ lực khí nén 4

- Cấu tạo của xi lanh lực gồm: vỏ xi lanh, pit tông lực 18 Trên vỏ bố trí đường dẫn khí nén qua khoang E, van khi 12 vào khoang A Xi lanh lực làm việc khi được cung cấp khí nén nhờ van 12 mở Khi thôi cấp khí, khí nén trong khoang A thoát ra ngoài khí quyển qua van 13 và lỗ thoát khí 14

* Nguyên lý hoạt động:

- Van điều khiển 5 có khoang D nối với khoang B (phần trước của pit tông 17) trong xi lanh thủy lực Khi đạp bàn đạp li hợp 2, dầu trong xi lanh chính 11 tăng áp

và dẫn vào khoang B Một mặt, dầu có áp lực đẩy pit tông 16 sang phải, thực hiện

mở li hợp, mặt khác dầu truyền tới khoang D, đẩy pit tông 15 sang trái, đóng van 13

và tiếp tục mở van 12 Khoang A không thông với khí quyển, được nối với khoang

E và cho khí nén dẫn tới đẩy pit tông khí nén 1 dịch sang phải Thông qua thanh đẩy

17, áp lực khí nén cùng với áp lực dầu trong khoang C thực hiện cộng tác dụng điềukhiển càng gạt 7 mở li hợp Như vậy, áp lực khí nén tạo nên lực đẩy hỗ trợ cho lực của người lái thực hiện trợ lực mở li hợp

- Khi nhà bàn đạp li hợp, dầu được hồi về xi lanh chính nhờ các lò xo trong van điều khiển và trong xi lanh tổng hợp Van 12 đóng van 13 mở, khí nén thoát ra khí quyển qua lỗ thoái khí, thực hiện đóng li hợp

2.4.6 Dẫn động ly hợp bằng thủy lực có cường hóa bằng chân không:

* Nguyên lý của bộ trợ lực:

- Khi mở ly hợp: Khi người lái đạp bàn đạp làm đẩy van khí 4 mở ra đồng thờivan điều khiển 1 (bằng cao su) đóng van chân không 2 lại Lúc này khoang B đượcnối với khoang khí trời C và khoang B không thông với khoang chân không A, tạo

ra sự chênh lệch áp suất giữa hai khoang A và B, làm van chân không chuyển độngsang trái đẩy pittông của xy lanh chính 13 sang trái làm dầu trong xy lanh chínhtheo ống 1 sang xy lanh công tác 2 đẩy pittông của xy lanh công tác sang phải quacàng mở 3 đẩy bi T 4 ép vào đòn mở 5 làm mở ly hợp

- Khi đóng ly hợp: Khi người lái thôi tác dụng vào bàn đạp, nhờ các lò xohồi vị làm van khí 4 trở về vị trí ban đầu, lúc này van khí 4 ép chặt làm mở van chânkhông 2 ra Kết quả là khoang A thông với khoang B và khoang B không thông vớikhoang C nữa Hai khoang A và B không có sự chênh lệch áp suất nên không sinh

ra trợ lực nữa và các chi tiết cũng trở về vị trí ban đầu

* Sơ đồ bộ trợ lực chân không:

1 2

3 4

5 6

C