TẤT CẢ TÀI LIỆU ĐỀU CÓ BẢN CAD.HÃY LIÊN HỆ QUA TIN NHẮN ĐỂ LẤY MUA BẢN CAD CHỈ VỚI GIÁ 19K. Đất nước ta đang ngày càng phát triển và có sự thay đổi từng ngày, cùng với sự phát triển về kinh tế thì khoa học kỹ thuật cũng có bước phát triển vượt bậc và thu được những thành tựu quan trọng. Khoa học kỹ thuật đã được áp dụng phổ biến trong đời sống và góp phần thúc đẩy sự phát triển của nền kinh tế quốc dân. Công nghiệp ôtô là một ngành quan trọng trong sự phát triển kinh tế của một đất nước, đặc biệt là một quốc gia đang phát triển như Việt Nam. Ô tô phục vụ cho các mục đích thiết yếu của con người như việc vận chuyển hàng hoá, đi lại của con người.Ngoài ra nó còn phục vụ trong rất nhiều lĩnh vực khác như: Y tế, cứu hoả, cứu hộ, an ninh, quốc phòng….Do vậy phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam là một trong những mục tiêu chiến lược trong sự phát triển của đất nước. Công nghệ ôtô mặc dù là một công nghệ xuất hiện đã lâu nhưng trong những năm gần đây đã có nhiều bước phát triển mạnh mẽ, liên tục các công nghệ mới đã được phát minh nhằm hoàn thiện hơn nữa ôtô truyền thống. Ngoài ra người ta còn phát minh ra những công nghệ mới nhằm thay đổi ôtô truyền thống như nghiên cứu ôtô dùng động cơ Hybryd, động cơ dùng nhiên liệu Hydro, ôtô có hệ thống lái tự động…. Tuy nhiên trong điều kiện của nước ta, chúng ta chỉ cần tiếp thu và hoàn thiện những công nghệ về ôtô truyền thống. Trên ôtô, người ta chia ra thành các phần và các cụm khác nhau. Trong đó ly hợp là một trong những cụm chính và có vai trò quan trọng trong hệ thống truyền lực của ôtô. Hệ thống ly hợp có ảnh hưởng lớn đến tính êm dịu của ôtô, tính năng điều khiển của ôtô, đảm bảo an toàn cho động cơ và hệ thống truyền lực trên ôtô. Nên để chế tạo được một chiếc ôtô đạt yêu cầu chất lượng thì việc thiết kế chế tạo một bộ ly hợp tốt là rất quan trọng. Do đó em đã được giao đề tài “ Tính toán thiết kế hệ thống ly hợp xe ô tô TOYOTA VIOS E ” để nghiên cứu tìm hiểu cụ thể về hệ thống ly hợp trên ôtô. Trong nội dung đồ án, em đã cố gắng trình bày một cách cụ thể nhất về hệ thống ly hợp trên ôtô, bao gồm từ phần tổng quan về hệ thống ly hợp đến phân tích kết cấu bộ ly hợp, cũng như những hư hỏng có thể xảy ra và cách bảo dưỡng, sữa chữa hệ thống ly hợp.
TỔNG QUAN VỀ LY HỢP TRÊN XE Ô TÔ
Công dụng ly hợp
Trong hệ thống truyền lực của ôtô, ly hợp là một trong những cụm chính, nó có công dụng là:
Nối động cơ với hệ thống truyền lực khi ôtô di chuyển.
Trong quá trình khởi hành hoặc chuyển số, việc ngắt động cơ khỏi hệ thống truyền lực là hết sức quan trọng để đảm bảo an toàn và tránh quá tải các chi tiết của hệ thống truyền lực Sử dụng ly hợp để tách động cơ một cách nhanh chóng giúp giảm va đập giữa các đầu răng và khớp gài, từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình đổi số Khi ly hợp trượt một cách êm dịu, mômen truyền tới các bánh xe tăng dần, giúp xe khởi hành và tăng tốc một cách mượt mà, hạn chế rung lắc và đảm bảo hiệu suất vận hành tối ưu.
Yêu cầu ly hợp
Ly hợp là một trong những hệ thống chủ yếu của ôtô, khi làm việc ly hợp phải đảm bảo được các yêu cầu sau:
Hệ số dự trữ mômen β của ly hợp phải lớn hơn 1 để truyền hết mômen của động cơ mà không bị trượt dưới mọi điều kiện sử dụng Việc đóng ly hợp cần thực hiện một cách êm dịu nhằm giảm tải trọng va đập tác động lên các răng của hộp số trong quá trình khởi hành và sang số khi xe 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
Khối lượng các chi tiết và momen quán tính của phần bị động của ly hợp cần được giữ nhỏ để giảm lực va đập lên bánh răng khi khởi hành và sang số, từ đó đảm bảo quá trình vận hành mượt mà và bền bỉ Điều này giúp hệ thống kiểm soát dễ dàng hơn, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ hơn, mang lại cảm giác lái nhẹ nhàng và chính xác hơn cho người lái.
Các bề mặt ma sát cần có khả năng thoát nhiệt tốt để duy trì hiệu suất hoạt động Việc hạn chế tối đa tác động của nhiệt độ lên hệ số ma sát và độ bền của các chi tiết đàn hồi là rất quan trọng để đảm bảo độ bền và ổn định của hệ thống.
Kết cấu ly hợp phải đơn giản, dễ điều khiển và thuận tiện trong bảo dưỡng và tháo lắp.
Ngoài các yêu cầu trên ly hợp cũng như các chi tiêt khác cần đảm bảo độ bền cao, làm việc tin cậy Giá thành thấp.
Phân loại ly hợp
Ly hợp trên ôtô thường được phân loại theo 4 cách:
Phân loại theo phương pháp truyền mômen.
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 ly hợp. a) Phân loại theo phương pháp truyền mômen
Theo phương pháp truyền mômen từ trục khuỷu của động cơ đến hệ thống truyền lực thì người ta chia ly hợp ra thành 4 loại sau:
Loại 1: Ly hợp ma sát là ly hợp truyền mômen xoắn bằng các bề mặt ma sát, nó gồm các loại sau:
Theo hình dáng bề mặt ma sát gồm có:
Ly hợp ma sát loại đĩa : một đĩa (hình 1.1), hai đĩa (hình 1.2), nhiều đĩa
Ly hợp ma sát loại hình côn : phần đĩa bị động có hình côn.
Ly hợp ma sát loại hình trống: phần đĩa bị động làm theo dạng má phanh tang trống.
Hiện nay, ly hợp ma sát loại đĩa được sử dụng phổ biến nhờ vào kết cấu đơn giản, dễ chế tạo và trọng lượng phần bị động nhỏ, góp phần nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống truyền động.
Ly hợp ma sát dạng côn và dạng trống ít được sử dụng trong hệ thống truyền lực do phần bị động của chúng có trọng lượng lớn, gây ra tải trọng động lớn tác động lên các cụm và chi tiết của hệ thống.
Hình 1.1: Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô một đĩa
1 Bánh đà 6 Vỏ ly hợp 11 Nạng và đai ốc
2 Đĩa bị động 7 Lò xo giảm chấn 12 Các te
3 Đĩa ép 8 Ổ bi tỳ 13 Ổ con lăn
4 Vỏ ly hợp 9 Càng gạt 14 Ổ bi kim
5 Lò xo ép 10 Đòn mở
Hình 1.2: Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô hai đĩa
Theo vật liệu chế tạo bề mặt ma sát gồm có:
Thép với phêrađô hoặc phêrađô đồng.
Thép với phêrađô cao su.
Theo đặc điểm của môi trường ma sát gồm có:
Ma sát ướt (các bề mặt ma sát được ngâm trong dầu). Ưu điểm : Ly hợp ma sát là kết cấu đơn giản, dễ chế tạo.
Ly hợp ma sát dễ bị mòn nhanh do hiện tượng trượt tương đối giữa các bề mặt khi đóng Các chi tiết trong ly hợp còn bị nung nóng do nhiệt phát sinh từ công suất ma sát tạo ra trong quá trình hoạt động Tuy nhiên, nhờ những ưu điểm vượt trội như độ bền và khả năng kiểm soát tốt, ly hợp ma sát vẫn được sử dụng phổ biến trong các ôtô hiện nay.
Loại 2: Ly hợp thủy lực : Là ly hợp truyền mômen xoắn bằng năng lượng của chất lỏng (thường là dầu).
Sơ đồ ly hợp thủy lực được thể hiện rõ ràng trong hình 1.3, giúp người đọc dễ hình dung cấu trúc của hệ thống Ly hợp thủy lực có nhiều ưu điểm nổi bật như độ bền cao, hoạt động ổn định và giảm tải trọng tác động lên hệ thống truyền lực Ngoài ra, loại ly hợp này còn dễ dàng tích hợp vào quá trình tự động hóa, mang lại sự tiện lợi và hiệu quả trong việc điều khiển xe.
Ly hợp thủy lực có nhược điểm là khó chế tạo, chi phí cao và hiệu suất truyền lực thấp do hiện tượng trượt, khiến nó ít được sử dụng rộng rãi trên ôtô Hiện tại, loại ly hợp này chỉ được ứng dụng trên một số dòng xe ôtô du lịch, xe vận tải hạng nặng và ôtô quân sự.
Hình 1.3: Sơ đồ ly hợp thủy lực
Loại 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.
Sơ đồ ly hợp điện từ được biểu diễn như hình 1.4
Hình 1.4: Sơ đồ nguyên lý ly hợp điện từ
1.Bánh đà 3.Cuộn dây 5.Lõi thép bị động nối với hộp số
2.Khung từ 4.Mạt sắt 6.Trục ly hợp
Loại 4: Ly hợp liên hợp : Là ly hợp truyền mômen xoắn bằng cách kết hợp hai trong các loại kể trên (ví dụ như ly hợp thủy cơ) Loại này ít được sử dụng trên xe ôtô. b) Phân loại theo trạng thái làm việc của ly hợp
Theo trạng thái làm việc của ly hợp thì người ta chia ly hợp ra thành 2 loại:
Ly hợp thường đóng : Loại này được sử dụng hầu hết trên các ôtô hiện nay.
Ly hợp thường mở : Loại này được sử dụng ở một số máy kéo bánh hơi như
C - 100, MTZ2 c) 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 chia ra các loại ly hợp sau:
Hình 1.5: Ly hợp lò xo trụ
Lò xo đĩa ( lò xo màng )
Hình 1.6: Ly hợp lò xo đĩa
Trong các loại ly hợp hiện nay, ly hợp dùng lò xo trụ và lò xo đĩa được áp dụng phổ biến trên các ô tô nhờ vào ưu điểm kết cấu gọn nhẹ, khả năng tạo lực ép lớn theo yêu cầu và độ tin cậy cao trong quá trình làm việc.
Loại 2: Ly hợp điện từ : Lực ép là lực điện từ.
Loại 3: Ly hợp ly tâm : Là loại ly hợp sử dụng lực ly tâm để tạo lực ép đóng và mở ly hợp Loại này ít được sử dụng, thường dùng trên các ôtô quân sự.
Loại 4: Ly hợp nửa ly tâm : Là loại ly hợp dùng lực ép sinh ra ngoài lực ép của lò xo còn có lực ly tâm của trọng khối phụ ép thêm vào Loại này có kết cấu phức tạp nên ít được sử dụng.
Các kiểu ly hợp
1.4.1 Ly hợp ma sát khô
Cấu tạo chung của ly hợp được chia thành các phần cơ bản:
Dẫn động điều khiển a Sơ đồ cấu tạo của ly hợp loại đĩa ma sát khô 1 đĩa
Hình 1.9: Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô một đĩa
1 Bánh đà 4 Lò xo ép 7 Bi "T" 9 Lò xo giảm chấn
2 Đĩa ma sát 5 Vỏ ly hợp 8 Đòn mở 10 Càng mở
Vỏ ly hợp (5) được cố định trên bánh đà (1) bằng bu lông và đĩa ép (3), kết hợp với các chi tiết như lò xo ép và đòn mở Đĩa ép (3) liên kết với vỏ ly hợp bằng thanh mỏng đàn hồi, giúp truyền mômen và dịch chuyển dọc trục khi đóng hoặc tháo ly hợp Lực ép từ lò xo tác dụng lên đĩa ép để đảm bảo quá trình truyền lực và ly hợp hoạt động chính xác.
Bàn đạp ly hợp ở trạng thái ban đầu, đĩa bị động (2) được ép giữa bánh đà (1) và đĩa ép (3) nhờ lực của các lò xo (4) bố trí trên ly hợp Mômen ma sát được tạo ra tại các bề mặt tiếp xúc này, giúp truyền mômen xoắn từ phần chủ động qua đĩa bị động đến trục bị động của ly hợp Quá trình này cho phép chuyển đổi và kiểm soát truyền công suất từ động cơ tới hộp số một cách hiệu quả.
Trong quá trình làm việc, mômen hệ thống truyền lực có thể vượt quá mômen ma sát của ly hợp do một số nguyên nhân nhất định, dẫn đến ly hợp trượt Tình trạng này đóng vai trò như một cơ cấu an toàn, giúp tránh quá tải cho hệ thống truyền lực.
Trạng thái mở ly hợp
Khi tác dụng lực điều khiển lên bàn đạp, bàn đạp dịch chuyển làm đòn kéo di chuyển và làm càng mở 10 tác động lên bi ‘T’ 7, gây dịch sang trái để khắc phục khe hở ‘δ’.
Đòn mở tác động lên ép lò xo, kéo đĩa ép và dịch chuyển sang phải nhằm tách các bề mặt ma sát của đĩa bị động ra khỏi bánh đà và đĩa ép, làm giảm dần và triệt tiêu mômen ma sát Quá trình này giúp ly hợp mở, ngắt truyền mômen từ động cơ tới hệ thống truyền lực Sơ đồ cấu tạo của ly hợp loại ma sát khô 2 đĩa thể hiện rõ các thành phần chính và nguyên lý hoạt động.
Ly hợp 2 đĩa ma sát khô có cấu tạo và nguyên lý làm việc tương tự như ly hợp ma sát khô một đĩa Tuy nhiên, điểm khác biệt chính là hệ thống này gồm có hai đĩa bị động và một đĩa ép trung gian, giúp tăng khả năng truyền lực và hiệu quả hoạt động Cấu tạo của ly hợp bao gồm các thành phần chính như đĩa bị động, đĩa ép trung gian và hệ thống điều khiển, cho phép chuyển đổi chế độ hoạt động linh hoạt hơn Nguyên lý làm việc dựa trên sự ma sát giữa các đĩa để truyền mô-men xoắn từ động cơ đến hộp số một cách hiệu quả và ổn định Ly hợp 2 đĩa ma sát khô thường được ứng dụng trong các hệ thống truyền động đòi hỏi khả năng chịu tải lớn và khả năng kiểm soát tốt hơn.
Cấu tạo theo sơ đồ hình 1.10
Hình 1.10: Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô hai đĩa
1 Bánh đà 5 Đĩa ép ngoài 9 Bạc mở 13 Đòn mở
2 Lò xo đĩa ép trung gian
3 Đĩa ép trung gian 7 Lò xo ép 11 Càng mở
4 Đĩa ma sát 8 Vỏ ly hợp 12 Bi "T"
Hệ thống gồm hai đĩa ma sát bị động (4) cùng với bộ giảm chấn (14) nhằm dập tắt dao động xoắn hiệu quả Đĩa bị động bên trong được đặt giữa bánh đà và đĩa ép trung gian, trong khi đĩa bị động bên ngoài nằm giữa đĩa ép trung gian và đĩa ngoài Các đĩa bị động này liên kết với các trục bị động của ly hợp thông qua mối ghép then hoa di trượt trên môay-ơ, giúp tối ưu hóa quá trình truyền lực và giảm thiểu rung lắc.
Nguyên lý hoạt động của ly hợp ma sát khô hai đĩa
Trạng thái đóng ly hợp
Lực ép của các lò xo giúp giữ chặt các đĩa ép ngoài, đĩa bị động ngoài, đĩa ép trung gian và đĩa bị động trong thành một khối chắc chắn Quá trình truyền mômen xoắn bắt nguồn từ động cơ qua phần chủ động, các đĩa bị động, bộ phận giảm chấn và moay-ơ, cuối cùng đến trục bị động của ly hợp Điều này đảm bảo truyền lực mượt mà và ổn định trong hệ thống ly hợp ô tô.
Trạng thái ly hợp mở
Khi tác động lực điều khiển lên bàn đạp thông qua các thanh kéo, bạc mở
Để khắc phục khe hở giữa ô bi ‘T’ và đầu đòn mở, bạn cần dịch sang trái và tiếp tục ép ổ bị ‘T’ lên đầu đòn mở Quá trình này làm đầu trong đẩy sang trái, trong khi đầu ngoài đòn mở dịch chuyển sang phải, giúp tách đĩa ép ngoài khỏi đĩa bị động ngoài Lò xo định vị đẩy đĩa ép trong tiến sát đến đầu bu lông hạn chế, từ đó tách đĩa bị động ra khỏi bánh đà Lực ép của lò xo không truyền tới đĩa bị động, làm phần bị động và phần chủ động bị tách ra, dẫn đến việc mô men từ động cơ bị ngắt khỏi hệ thống truyền lực.
So sánh ly hợp ma sát 1 đĩa và ly hợp ma sát 2 đĩa
Nếu cùng một kích thước bao ngoài và lực ép như nhau Ly hợp 2 đĩa (với 2 đôi
Một số kiểu dẫn động và trợ lực ly hợp
Loại 1: Ly hợp điều khiển tự động
Loại 2: Ly hợp điều khiển cưỡng bức Để điều khiển ly hợp 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 ôtô dùng ly hợp loại đĩa ma sát ở trạng thái luôn đóng.
Theo đặc điểm kết cấu, nguyên lý làm việc của hệ thống dẫn động ly hợp thì người ta lại chia ra thành 3 loại sau:
1.5.1:Dẫn động ly hợp bằng cơ khí
- Dẫn động bằng cơ khí: là dẫn động điều khiển từ bàn đạp tới cụm đòn nối.
Loại này được dùng trên xe con với yêu cầu lực ép nhỏ Sơ đồ hình 1.7
Hình 1.7: Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp bằng cơ khí
1 Đĩa bị động 2 Đĩa ép 3 Lò xo ép
4 Bi “T” 5,8 Lò xo hồi vị 6 Càng mở
7 Bàn đạp 9 Đòn dẫn động
1.5.2: Dẫn động ly hợp bằng thủy lực
- Dẫn động bằng thủy lực: là dẫn động thông qua các khâu khớp đòn nối và đường ống cùng với các cụm truyền chất lỏng Sơ đồ hình 1.8
Hình 1.8: Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp bằng thủy lực
1 Đĩa bị động 5,7 Lò xo hồi vị 10.Xy lanh công tác
2 Đĩa ép 6 Xy lanh chính 11 Ống dẫn dầu
3 Lò xo ép 8 Bàn đạp
Dẫn động có trợ lực là hệ thống kết hợp giữa các phương pháp dẫn động cơ khí hoặc thủy lực với các bộ phận trợ lực như bàn đạp trợ lực, giúp giảm lực tác động khi vận hành Các bộ phận trợ lực sử dụng công nghệ như cơ khí, thủy lực áp suất cao, chân không hoặc khí nén để tăng hiệu quả điều khiển Trợ lực điều khiển ly hợp thường được sử dụng rộng rãi trên ô tô hiện nay nhằm mang lại trải nghiệm lái xe nhẹ nhàng, thoải mái hơn cho người lái.
3 Xi lanh 15 Lò xo hồi vị piston
9 Bình chứa dầu 17 Lò xo van một chiều
10 Nút đổ dầu vào 18 Van hồi dầu
11 Tấm chắn dầu a Lỗ cung cấp dầu
12 Cần piston b Lỗ điều hòa
13 Lá thép mỏng hình sao
14 Phớt làm kín Ưu điểm:
Kết cấu gọn, việc bố trí hệ thống dẫn động thủy lực đơn giản và thuận tiện.
Hệ thống dẫn động thủy lực đảm bảo việc đóng ly hợp êm dịu hơn so với hệ thống dẫn động bằng cơ khí, nhờ vào ống dầu không biến dạng lớn giúp tăng độ cứng và độ mượt của quá trình truyền lực Ngoài ra, hệ thống này còn có khả năng đóng mở cả hai ly hợp cùng lúc, nâng cao hiệu quả vận hành và độ bền của hệ thống truyền động ô tô.
Hệ thống dẫn động bằng thủy lực không phù hợp cho các xe có máy nén khí Đặc biệt, hệ thống dẫn động ly hợp bằng thủy lực yêu cầu độ chính xác cao để đảm bảo hoạt động hiệu quả Việc lựa chọn hệ thống phù hợp sẽ giúp tối ưu hóa hiệu suất vận hành của xe và tránh các sự cố kỹ thuật.
1.5.3 Dẫn động ly hợp bằng cơ khí có trợ lực khí nén Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng các thanh đòn, khớp nối. Đồng thời kết hợp với các lực đẩy của khí nén sơ đồ hình 1.16
Nguyên lý làm việc của ly hợp dẫn động bằng cơ khí có trợ lực khí nén
Khi người lái tác dụng lực Q lên bàn đạp ly hợp, đòn dẫn động và các bộ phận liên quan quay quanh trục, tạo ra chuyển động mở ly hợp Việc mặt phải của thân van phân phối chạm vào đai ốc hạn chế hành trình khiến cần piston và van phân phối mở ra, cho phép khí nén từ khoang A qua van đến khoang B Khí nén đẩy xi lanh lực, làm đòn dẫn động quay quanh trục và kéo theo càng mở ly hợp cùng bạc mở ly hợp sang trái, từ đó mở ly hợp hiệu quả.
Khi người lái nhả bàn đạp ly hợp, lò xo hồi vị kéo bàn đạp trở về vị trí ban đầu, giúp tiến trình truyền động diễn ra ổn định và trơn tru Quá trình này diễn ra thông qua đòn dẫn động, đảm bảo ly hợp đóng hoặc mở chính xác theo yêu cầu của người lái Việc quay lại vị trí ban đầu của bàn đạp ly hợp giúp kiểm soát tốt hơn quá trình chuyển số và nâng cao hiệu quả vận hành của hệ thống Tối ưu hóa cơ cấu ly hợp giúp cải thiện trải nghiệm lái xe, đồng thời giảm thiểu hao mòn cơ khí và bảo vệ động cơ.
Khi mặt đầu bên phải của piston chạm vào bích bên phải của thân van, piston được đẩy sang trái làm càng mở ly hợp quay và đẩy bạc mở ly hợp sang phải, mở rộng hệ thống Đồng thời, lò xo hồi vị cùng phớt van phân phối đóng kín cửa van, đảm bảo hệ thống hoạt động chính xác Khí nén từ xi lanh lực theo đường dẫn khí nén vào khoang B, qua đường thông với khí trời ra ngoài, khiến ly hợp ở trạng thái đóng hoàn toàn, ngăn chặn lưu lượng khí không mong muốn.
Hình 1.10 : Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp bằng cơ khí có cường hóa khí nén
1 Bàn đạp ly hợp 12 Phớt van phân phối
2,4,7,8,18 Đòn dẫn động 13 Đường dẫn khí nén
3,5 Thanh kéo 14 Piston van phân phối
6 Lò xo hồi vị 15 Cần piston
Khi cường hóa hỏng thì lực bàn đạp lớn Loại hệ thống dẫn động này phù hợp với những xe có máy nén khí.
1.5.4 Dẫn động ly hợp bằng thủy lực có trợ lực khí nén Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng các thanh đòn và áp lực của dầu trong các xi lanh lực Đồng thời kết hợp với áp lực của khí nén lấy từ các máy nén khí sơ đồ hình 1.17
Hình 1.17: Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp bằng thủy lực có cường hóa khí nén
1 Bàn đạp ly hợp 10 Cần piston xi lanh thủy lực
2 Lò xo hồi vị 11 Càng mở ly hợp
3 Xi lanh chính 12 Bạc mở ly hợp
4 ; 13 Đường ống dẫn dầu 14 Piston xi lanh mở van
5 Xi lanh công tác 15 Cốc van phân phối
6 Piston xi lanh 16 Màng ngăn
8 Xi lanh thủy lực 18 Van nạp
9 Piston xi lanh thủy lực 19 Đường ống dẫn khí nén
Nguyên lý làm việc của ly hợp dẫn động bằng thủy lực có cường hóa khí nén
Khi người lái tác dụng lực Q lên bàn đạp ly hợp, tay đòn bàn đạp quay quanh và đẩy cần piston của xi lanh chính xuống Dầu từ xi lanh chính được piston nén lại và dẫn qua hệ thống ống dầu nhằm truyền lực để hoạt động của ly hợp diễn ra hiệu quả.
Khi áp lực dầu tác dụng vào mặt piston của xi lanh thủy lực, đẩy piston và cần piston sang phải, làm mở càng ly hợp và đẩy bạc mở ly hợp sang trái, khiến ly hợp được mở Đồng thời, dầu áp suất qua đường ống dẫn dầu tác dụng lên piston của van mở, đẩy về phía trái cùng các bộ phận liên quan Khi van xả đóng lại và van nạp mở ra, khí nén từ máy nén khí theo đường ống dẫn khí nén vào khoang A, sau đó qua lỗ thông xuống khoang B, đẩy piston xi lanh và cần piston sang phải Lực đẩy này kết hợp với áp lực dầu giúp càng mở ly hợp quay quanh và bạc mở ly hợp di chuyển, góp phần mở ly hợp hiệu quả.
Khi người lái thả bàn đạp ly hợp, lò xo hồi vị kéo bàn đạp trở về vị trí ban đầu, khiến piston của xi lanh chính dịch chuyển lên trên và dầu từ xi lanh công tác trở về xi lanh chính, giúp ly hợp đóng hoàn toàn Quá trình này đồng thời mở van xả và đóng van nạp, khí nén trong khoang B chuyển qua lỗ thông sang khoang A rồi thoát ra ngoài qua van xả, đảm bảo ly hợp hoạt động trơn tru và hiệu quả.
Hệ thống dẫn động đảm bảo hoạt động tin cậy, kể cả khi hệ thống khí nén gặp sự cố, nhờ hệ thống thủy lực vẫn vận hành bình thường Người lái tác dụng lực nhẹ lên bàn đạp ly hợp, với hành trình nhỏ giúp điều khiển dễ dàng và chính xác Loại hệ thống này đảm bảo việc đóng ly hợp êm dịu và mở dứt khoát, phù hợp cho các xe trang bị máy nén khí.
Kết cấu phức tạp, bảo dưỡng, điều chỉnh sửa chữa khó khăn và yêu cầu độ chính xác của hệ thống dẫn động cao.
1.5.5 Dẫn động thủy lực có trợ lực chân không
Hình 1.18 :Sơ đồ dẫn động thủy lực có trợ lực chân không.
1 Ống dẫn dầu 6 Đĩa bị động 11 Lò xo hồi vị bàn đạp.
2 Xy lanh công tác 7 Lò xo ép 12 Bộ trợ lực.
3 Càng mở 8 Lò xo hồi vị bi T 13 Xy lanh chính.
Hình 1.19 : Sơ đồ bộ trợ lực chân không.
1 Van điều khiển 3, 6 Lò xo hồi vị 5 Màng cao su
2 Van chân không 4 Van khí
Nguyên lý hoạt động hệ thống dẫn động thủy lực có trợ lực chân không
Sơ đồ dẫn động thủy lực có trợ lực chân không hình 1.18
Sơ đồ cấu tạo bộ trợ lực chân không hình 1.19
Khi mở ly hợp, người lái đạp bàn đạp để làm đẩy van khí (4) mở ra, đồng thời van điều khiển (1) bằng cao su đóng van chân không (2) Quá trình này cho phép khí lưu thông và hoạt động của hệ thống ly hợp diễn ra trơn tru, đảm bảo truyền động hiệu quả và an toàn cho xe.
B được nối 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 động sang trái đẩy pittông của xy lanh chính (13) sang trái làm dầu trong xy lanh chính theo ống (1) sang xy lanh công tác (2) đẩy pittông của xy lanh công tác sang phải qua càng mở (3) đẩy bi T (4) ép vào đòn mở (5) làm mở ly hợp.
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP TRÊN XE VIOS E 28 2.1 Giới thiệu xe vios E
Phân tích lựa chọn phương án thiết kế cơ cấu ly hợp trên xe vios E
Dựa trên bảng thông số kỹ thuật của xe Vios E, có mômen xoắn nhỏ và sử dụng hộp số sàn, nên phương án thiết kế ly hợp phù hợp là sử dụng ly hợp ma sát 1 đĩa Việc chọn loại ly hợp này giúp tối ưu hóa khả năng truyền lực và đảm bảo hoạt động ổn định cho xe Vios E Thiết kế cơ cấu ly hợp phù hợp sẽ nâng cao hiệu suất vận hành và kéo dài tuổi thọ của hệ thống truyền động.
2.2.1 Phân tích phương án cơ cấu ly hợp
Cấu tạo chung của ly hợp được chia thành các phần cơ bản:
Dẫn động điều khiển a Sơ đồ cấu tạo của ly hợp.
Hình 2.1: Sơ đồ cấu tạo ly hợp
1 Vỏ ly hợp 2 Càng mở ly hợp 3 Trục ly hợp 4 Bi tỳ
5 Lò xo ép (lò xo màng) 6 Cơ cấu đòn bẩy 7 Đĩa ép 8 Đĩa bị động
9 Đầu trục khuỷu 10 Mặt ma sát 11 Bánh đà
Vỏ ly hợp được cố định với bánh đà bằng các bu lông, đĩa ép và các chi tiết trên vỏ ly hợp như lò xo ép, đòn mở Đĩa ép nối với vỏ ly hợp bằng thanh mỏng đàn hồi, giúp truyền mômen từ vỏ ly hợp lên đĩa ép và cho phép dịch chuyển dọc trục trong quá trình đóng, ngắt ly hợp Lực ép từ lò xo ép tác động lên đĩa ép, có nhiệm vụ kẹp chặt đĩa bị động với bánh đà, đảm bảo hoạt động hiệu quả của hệ thống ly hợp.
Phần bị động Đĩa bị động (8) ( gồm cả chi tiết xương đĩa bị động, các tấm ma sát, moay ơ, bộ phận giảm chấn và trục ly hợp (3).
Nguyên lý hoạt động của ly hợp
Sự làm việc của ly hợp được chia thành hai trạng thái cơ bản là : Đóng và Mở
Bàn đạp ly hợp ở trạng thái ban đầu, khi không tác dụng lực Dưới tác dụng của các lò xo được bố trí trên ly hợp, đĩa bị động được ép chặt giữa bánh đà và đĩa ép, tạo ra mômen ma sát Mômen xoắn được truyền từ phần chủ động sang phần bị động thông qua tiếp xúc giữa đĩa bị động với bánh đà, đĩa ép và trục bị động của ly hợp, giúp truyền lực tới hộp số một cách hiệu quả.
Khi làm việc, mômen hệ thống truyền lực vượt quá mômen ma sát của ly hợp, khiến ly hợp trượt để bảo vệ hệ thống truyền lực khỏi quá tải Ly hợp hoạt động như một cơ cấu an toàn, giúp ngăn chặn hư hỏng các bộ phận khác của hệ thống truyền lực khi gặp phải các nguyên nhân gây quá mức tải trọng Tính năng trượt của ly hợp đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì độ bền và tuổi thọ cho hệ thống truyền động.
Trạng thái mở ly hợp
Khi tác dụng lực điều khiển lên bàn đạp, bàn đạp dịch chuyển gây sự chuyển động của đòn kéo Đòn kéo này tác động lên càng mở (2), làm càng mở dịch chuyển sang trái để khắc phục khe hở ‘δ’ Quá trình này giúp điều chỉnh hoạt động của hệ thống, đảm bảo các bộ phận hoạt động chính xác và hiệu quả hơn.
Đòn mở tác động lên hệ thống, làm ép lò xo và kéo đĩa ép sang phải để tách các bề mặt ma sát của đĩa bị động khỏi bánh đà và đĩa ép Quá trình này giúp giảm dần và triệt tiêu mômen ma sát, từ đó mở ly hợp và ngắt truyền mômen từ động cơ đến hệ truyền lực, đảm bảo hoạt động mượt mà của xe.
2.2.2 Lựa chọn lò xo ép
Lò xo đĩa làm luôn nhiệm vụ của đòn mở nên kết cấu đơn giản và kích thước nhỏ gọn.
Lực ép lên đĩa ép đều giúp đĩa ma sát lâu mòn hơn.
Lò xo đĩa có đặc tính làm việc ổn định nhờ vào khả năng duy trì lực ép phù hợp dù biến dạng xảy ra Điều này giúp đảm bảo lực ngắt ly hợp không cần thiết phải quá lớn, đồng thời giảm tác động của mòn đĩa ma sát lên lực ép Nhờ đó, hệ thống ly hợp hoạt động bền và tin cậy, tiết kiệm chi phí bảo trì và nâng cao hiệu suất vận hành.
Việc chế tạo khó khăn.
Chỉ tạo được lực ép nhỏ nên không phù hợp với các loại xe tải trọng lớn,chủ yếu dùng trên xe con.
- Lò xo trụ Ưu điểm
Lò xo trụ kết cấu nhỏ gọn, khoảng không gian chiếm chỗ ít vì lực ép tác dụng lên đĩa ép lớn
Lò xo trụ đảm bảo lực ép đều lên các bề mặt ma sát nhờ vào việc bố trí các lo xo đối xứng với nhau và các đòn mở Thiết kế này giúp duy trì áp lực ổn định, nâng cao hiệu suất hoạt động của hệ thống Việc sử dụng lò xo trụ đối xứng không chỉ tăng độ bền mà còn cải thiện khả năng phân phối lực đều khắp các bề mặt ma sát Đảm bảo lực ép đều giúp giảm ma sát và nâng cao tuổi thọ của các bộ phận liên quan Đây là giải pháp tối ưu trong các ứng dụng yêu cầu lực ép chính xác và ổn định.
Lò xo trụ luôn giữ được đặc tính tuyến tính trong toàn bộ vùng làm việc
Lò xo trụ giá thành rẻ, chế tạo đơn giản
Các lò xo thường không đảm bảo đồng đều về thông số sau một thời gian làm việc, dẫn đến lực ép của chúng không ổn định Để tránh tình trạng này, cần chế tạo lò xo chính xác nhằm đảm bảo lực ép đều, giúp giảm thiểu mòn hoặc cong vênh của đĩa ma sát Tiêu chuẩn kỹ thuật trong sản xuất lò xo là yếu tố then chốt để duy trì hiệu suất lâu dài của hệ thống.
Kết luận: sử dụng loại lò xo đĩa phù hợp
2.2.2.2 Đĩa ép Đĩa ép 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
1 Lò xo 2 Vỏ ly hợp 3 Đĩa ép Đồng thời trong điều kiện luôn chịu nhiệt sinh ra ở bề mặt ma sát Đĩa ép và còn đảm bảo việc hấp thụ và truyền nhiệt ra môi trường Các đĩa được chế tạo từ gang đặc còn có các gân hoặc rãnh hướng tâm thoát nhiệt ra ngoài Tăng độ cứng Đĩa bị động được lắp trên 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 thiết kế với các cánh hình chữ ‘T’ bằng thép lò xo, giúp tạo ra kết cấu vững chắc Các cánh này được bẻ vênh về các hướng khác nhau, tán với các tấm ma sát để tăng cường tiếp xúc và độ bền của bề mặt ma sát (1) Cấu trúc này đảm bảo các bề mặt ma sát tiếp xúc tốt, giúp đóng êm dịu và ngăn ngừa hiện tượng cong vênh khi đĩa bị nung nóng, từ đó giảm thiểu giảm độ cứng dọc trục của đĩa bị động.
Các tấm ma sát được cố định vào các cánh chữ ‘T’ theo phương pháp tán độc lập và được thiết kế có rãnh thông gió để thoát sản phẩm mài mòn, giúp duy trì hiệu suất làm việc ổn định Vật liệu của tấm ma sát chủ yếu làm từ nguồn gốc amiang, có hệ số ma sát cố định và khả năng chịu mài mòn cao, phù hợp với hoạt động ở nhiệt độ lâu dài đến 2000°C và nhanh đến 3500°C Để nâng cao hiệu suất, tấm ma sát có thể được phủ phụ da thiếc để ổn định hệ số ma sát, đồng để nâng cao khả năng truyền nhiệt, hoặc chì để giảm tốc độ mài mòn và chống xước Tuổi thọ của tấm ma sát đóng vai trò quyết định tuổi thọ của ly hợp, do đó, vật liệu của chúng ngày càng được hoàn thiện để tăng độ bền và hiệu quả hoạt động.
Hình 2.4: Sơ đồ đĩa bị động
1,13 Tấm ma sát 7 Chốt truyền lực 12 Tấm ốp giữ bộ giảm chấn 2,3 Các cánh xương đĩa 8 Moay-ơ 14,15 Đinh tán
5 Xương đĩa 10 Đệm điều chỉnh
6,9 Vòng ma sát giảm chấn 11 Lò xo giảm chấn
Hình 2.5 Sơ đồ đĩa bị động
Sơ đồ bộ giảm chấn như hình 2.9
Dập tặt dao động xoắn ở đĩa bị dộng bao gồm hai nhóm chi tiết cơ bản
Nhóm chi tiết đàn hồi
Thiết bị này được sử dụng để giảm dao động có tần số cao trong hệ thống truyền lực, nhằm hạn chế ảnh hưởng của các dao động cưỡng bức theo chu kỳ do động cơ hoặc mặt đường gây ra Việc kiểm soát các dao động này giúp nâng cao hiệu suất hoạt động của hệ thống truyền lực và giảm thiểu sự cố, mất an toàn Áp dụng công nghệ giảm dao động cao cấp sẽ đảm bảo hệ thống vận hành ổn định và kéo dài tuổi thọ cho các bộ phận máy móc.
Nhóm chi tiết hấp thụ năng lượng dao động
Sử dụng các tấm ma sát bằng pherado hay kim loại chịu mòn.
Bộ giảm chấn có cấu tạo đa dạng, nhưng đều thiết kế để nằm giữa xương đĩa bị động và moay-ơ, hoạt động dựa trên nguyên tắc hấp thụ và phân tán năng lượng nhằm giảm thiểu va đập và tăng cường sự ổn định cho hệ thống treo.
Tính toán thiết kế hệ thống ly hợp
2.3.1 Các thông số trên xe Toyota Vios E.
STT Thống số Giá trị Đơn vị
2 Chiều dài cơ sở 2550 mm
3 Chiều rộng cơ sở ( trước, sau ) 1485/1460 mm
4 Trọng lượng khi không tải 10550 N
5 Trọng lượng khi đầy tải 14950 N
6 Vận tốc lớn nhất 195 Km/h
7 Khoảng sáng gầm xe 150 mm
2.3.2 Xác định mômen ma sát của ly hợp
Mômen ma sát của ly hợp phải bằng mômen xoắn lớn nhất cần truyền qua ly hợp được tính theo công thức:
- Mômen lớn nhất của động cơ : Hệ số dự trữ của ly hợp
Hệ số truyền lực cần phải lớn hơn 1 để đảm bảo ly hợp truyền hết mô-men của động cơ trong mọi tình huống Tuy nhiên, không nên chọn hệ số quá cao để tránh tăng kích thước đĩa bị động, góp phần giảm thiểu khả năng quá tải của hệ thống truyền lực Việc xác định hệ số phù hợp đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hiệu quả hoạt động và độ bền của hệ thống.
Với ô tô tải không kéo mooc: = 1,6 2,25
Với ô tô tải làm việc có kéo mooc: = 2,0 3,0
Với ly hợp ta chọn kiểm nghiệm ở đây là của xe TOYOTA VIOS nên ta chọn
Vậy mômen ma sát của ly hợp:
2.3.3 Xác định kích thước cơ bản của ly hợp
Kích thước của ly hợp được xác định dựa trên khả năng truyền mô men xoắn Cụ thể, ly hợp phải có khả năng truyền được mô men xoắn lớn hơn mô men cực đại của động cơ một chút để đảm bảo hoạt động ổn định Việc chọn kích thước phù hợp giúp tránh tình trạng trượt hoặc hỏng hóc trong quá trình sử dụng Do đó, yếu tố chính để xác định kích thước ly hợp là khả năng truyền mô men xoắn vượt mức tối đa của động cơ, đảm bảo hiệu suất và độ bền cao.
Số lượng đĩa bị động là :
Số đôi bề mặt ma sát là : Độ dày của tấm ma sát đối với xe con
Mômen ma sát của ly hợp cần được xác định theo công thức: μ : hệ số ma sát, chọn μ = 0.3
: tổng lực ép lên các đĩa tính theo N.
: số đôi bề mặt ma sát.
: bán kính ma sát trung bình, được tính như sau :
Theo công thức kinh nghiệm ta có:
=> D = 212 (mm) ở đây c là hệ số kinh nghiệm, chọn c = 4,7
Ta có: Bán kính trong của vòng ma sát :
Do động cơ có số vòng quay lớn nên ta chọn r = 70(mm) => d = 140(mm)
Suy ra : Lực ép tổng lên các đĩa là : Áp suất tác dụng lên bề mặt ma sát q được tính :
2.3.4 Tính công trượt và công trượt riêng a Công trượt
Công thức này dựa trên giả thiết rằng vận tốc góc của động cơ và các mô men không đổi trong quá trình trượt ly hợp, phản ánh quá trình truyền động cơ học Mô men quán tính tương đương là đại lượng thể hiện khối lượng chuyển động tịnh của ôtô, góp phần xác định khả năng tăng tốc và hiệu suất vận hành của xe Việc hiểu rõ mối liên hệ giữa vận tốc góc, mô men và mô men quán tính giúp tối ưu hóa hệ thống truyền động và nâng cao trải nghiệm lái xe.
Rb : Bán kính làm việc trung bình của bánh xe:
Trong đó là hệ số kể đến sự biến dạng của lốp
: Tỉ số truyền của truyền lực chính, 4,045
: Tỉ số truyền của hộp số,
: Mô men cực đại của động cơ,
: Vận tốc góc ban đầu, với động xăng chọn :
: vận tốc góc của động cơ tại thời điểm đạt mô men cực đại
:Mô men cản chuyển động ô tô quy về trục ly hợp
: Hệ số cản tổng cộng của mặt đường, chọn =0,02
Do khi khởi động tại chỗ
: hiệu suất truyền lực của hệ thống => chọn
Vậy công trượt : b Tính công trượt riêng
A : Diện tích bề mặt ma sát i, : Số đôi bề mặt ma sát
D , d : Đường kính trong và ngoài đĩa ma sát c Kiểm tra nhiệt độ các chi tiết
Công trượt sinh nhiệt làm nung nóng các chi tiết như đĩa ép, đĩa ép trung gian ở ly hợp 2 đĩa, lò xo,
Do đó phải kiểm tra nhiệt độ của các chi tiết, bằng cách xác định độ tăng nhiệt độ theo công thức :
: Tỉ nhiệt của chi tiết bị nung nóng
C = 481,5J/kg o C (đối với vật liệu gang và thép)
: Khối lượng chi tiết bị nung nóng (đĩa ép).
Với : (mm) = 0,4 (cm): độ dày tấm ma sát
(Kg/m3) = (Kg/cm3) : khối lượng riêng của thép
Suy ra : mức gia tăng nhiệt đảm bảo điều kiện.
2.3.5 Tính toán kiểm nghiệm bền một số chi tiết chủ yếu của ly hợp. a Tính toán kiểm nghiệm bền đĩa bị động Để giảm kích thước của ly hợp, khi ly hợp làm việc trong điều kiện ma sát khô thì chọn vật liệu có hệ số ma sát cao Vật liệu của tấm ma sát thường chọn là loại phêrađô Đĩa bị động gồm các tấm ma sát và xương đĩa Xương đĩa bị động được chế tạo từ thép 65 nhiệt luyện bằng cách tôi thể tích.
Chiều dày xương đĩa thường chọn từ (1,52,0) mm
Chiều dày tấm ma sát =4 mm
Tấm ma sát được gắn chặt với xương đĩa bị động bằng đinh tán đồng có đường kính 4 mm, đảm bảo độ bền chắc và ổn định Đinh tán được bố trí trên đĩa theo hai dãy tương ứng với các bán kính khác nhau, giúp phân bố lực đều và tối ưu hiệu quả hoạt động của hệ thống Việc sử dụng vật liệu đồng cho đinh tán không chỉ nâng cao khả năng chống mài mòn mà còn đảm bảo tính dẫn nhiệt tốt, phù hợp với các ứng dụng kỹ thuật cao.
Lực tác dụng lên mỗi dãy đinh tán được xác định theo công thức : Đinh tán được kiểm tra theo ứng suất cắt và ứng suất chèn dập.
: ứng suất cắt của đinh tán ở từng dãy.
: ứng suất chèn dập của đinh tán ở từng dãy.
F : lực tác dụng lên đinh tán ở từng dãy. n : số lượng đinh tán ở mỗi dãy.
Vòng ngoài n2 = 18 đinh d : đường kính đinh tán d = 4 (mm) l : chiều dài bị chèn dập của đinh tán.
: ứng suất cắt cho phép của đinh tán = 40 Mpa
: ứng suất chèn dập cho phép của đinh tán = 25 MPa ứng suất cắt và ứng suất chèn dập đối với đinh tán ở vòng trong:
Vậy các đinh tán đảm bảo độ bền cho phép. Ứng suất cắt và ứng suất chèn dập đối với đinh tán ở vòng ngoài:
Vậy các đinh tán đảm bảo độ bền cho phép. b kiểm nghiệm sức bền Moay-ơ đĩa bị động
Moay-ơ thường được thiết kế với độ dài đủ lớn để đảm bảo đĩa bị động không bị đảo, giúp hệ thống hoạt động ổn định Chiều dài của moay-ơ thường được lựa chọn dựa trên đường kính then hoa trên trục ly hợp, với công thức L = D, nhằm tối ưu hóa khả năng chịu tải và độ chính xác của hệ thống Thiết kế này đảm bảo ly hợp hoạt động trong điều kiện bình thường, giữ cho các bộ phận hoạt động trơn tru và bền bỉ theo thời gian.
Hình 2.10 : Moay-ơ đĩa bị động
Then hoa của Moay-ơ được tính theo chèn dập và cắt:
Memax : Mômen lớn nhất của động cơ, Memax = 141 Nm. z1 : Số Moay-ơ, với ly hợp ma sát một đĩa z1 = 1. z2 : Số then hoa của Moay-ơ
D : Đường kính ngoài của then hoa d : Đường kính trong của then hoa b : Bề rộng một then hoa
Thay số vào ta được:
Chọn vật liệu chế tạo Moay-ơ là thép 40X có các ứng suất giới hạn là:
Vậy then hoa đủ bền. c Kiểm nghiệm lò xo ép
Cơ cấu ép trong ly hợp ô tô thường sử dụng lò xo đĩa kiểu nón cụt để tạo lực ép cho đĩa ép Lò xo nón cụt mang lại nhiều ưu điểm nổi bật so với loại lò xo trụ, giúp tăng độ bền và hiệu quả hoạt động của hệ thống ly hợp Việc sử dụng cơ cấu này giúp đảm bảo lực ép đều và ổn định, góp phần nâng cao hiệu suất vận hành của xe con.
Lò xo ly hợp được chế tạo bằng thép măng gan 65 có ứng suất tiếp cho phép [] = 650 ÷ 850 (MN/m 2 )
Lò xo được thiết kế để xác định các thông số hình học cơ bản, nhằm đáp ứng lực F cần thiết cho ly hợp hoạt động chính xác Kích thước của lò xo đĩa nón cụt cũng phải đảm bảo độ bền vững phù hợp với chức năng là đòn mở của hệ thống.
Trreen xe vios dùng lò xo ép là loại lò xo nón cụt xẻ rãnh
Lực ép cần thiết của lò xo ép đĩa nón cụt được xác định dựa trên công thức k0, trong đó k0 là hệ số tính đến sự giãn nới lỏng của lò xo Thông thường, người ta chọn giá trị k0 = 1,05 để đảm bảo lực ép phù hợp với yêu cầu hoạt động của ly hợp Việc xác định đúng lực ép giúp tối ưu hiệu suất và độ bền của hệ thống ly hợp, đảm bảo quá trình truyền lực diễn ra hiệu quả và ổn định.
: lực ép của lò xo tác dụng lên đĩa ép (tương đương với )
: lực cần tác dụng lên đĩa để ngắt ly hợp
MPa : Môdun đàn hồi kéo nén
: Đường kính lớn nhất của lò xo đĩa ứng với vị trí tỳ lên đĩa ép
( với là đường kính ngoài tấm ma sát)
: đường kính mép xẻ rãnh
: Đường kính đỉnh của lò xo đĩa
: Độ dày của lò xo đĩa
=> chọn sơ bộ => h : Độ cao phần không xẻ rãnh của nón cụt ở trạng thái tự do
: các tỷ số kích thước của đĩa nón cụt :
Suy ra lực ép lò xo được xác định sao cho khi lò xo được ép phẳng vào ly hợp là :
Thấy > => Vậy thỏa mãn lực ép yêu cầu.
=> Fn = 2269,59 ( N ) d Kiểm nghiệm lò xo giảm chấn
Lò xo giảm chấn được lắp đặt ở đĩa bị động nhằm giảm thiểu hiện tượng cộng hưởng ở tần số cao của dao động xoắn Đây giúp ổn định hệ thống truyền lực khi có sự thay đổi mômen của động cơ và hệ thống truyền động Nhờ đó, việc truyền mômen từ đĩa bị động đến moayơ trục ly hợp diễn ra một cách êm dịu, giảm rung lắc và tăng độ bền của các bộ phận Lò xo giảm chấn đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động ổn định và mượt mà của hệ truyền động xe hơi.
Mômen cực đại có khả năng ép lò xo giảm chấn được xác định theo công thức:
Gb : Trọng lượng bám của ôtô trên cầu chủ động: Gb = 7850 (N).
: Hệ số bám của đường,lấy = 0,8.
: Bán kính làm việc của bánh xe: = 0,36( m).
:Tỉ số truyền của truyền lực chính, = 4,045. i1 : Tỉ số truyền của hộp số ở tay số 1, i1 = 3,545.
Thay vào công thức trên ta có:
Mômen quay truyền qua giảm chấn được tính bằng tổng mômen quay của các lực lò xo giảm chấn và mômen ma sát:
R2 : Bán kính trung bình đặt lực ma sát.
Z2 : Số lượng vòng ma sát.Chọn Z2 = 2.
Khi chưa truyền mômen quay, thanh tựa nối các đĩa sẽ có khe hở 1 , 2 tới các thành bên của Moay-ơ Theo sơ đồ hình 2.3 ta có :
Hình 2.11 : Sơ đồ lò xo giảm chấn
1 : Khe hở đặc trưng cho biến dạng giới hạn của lò xo khi truyền mômen từ động cơ
Khe hở đặc trưng cho biến dạng giới hạn của lò xo khi truyền mômen bám từ bánh xe, giúp xác định khả năng chịu lực của hệ thống Độ cứng tối thiểu của lò xo giảm chấn giảm thiểu mômen quay tác dụng lên đĩa bị động, từ đó giúp điều chỉnh khả năng xoay của đĩa so với moayơ một cách hiệu quả Việc duy trì khe hở phù hợp là yếu tố quan trọng để đảm bảo hoạt động ổn định và bền bỉ của hệ thống giảm chấn.
K: Độ cứng của một lò xo K = 1300 (N/m).
Z1: Số lượng lò xo giảm chấn đặt trên một moayơ Z1 = 6.
Hình 2.12 : Sơ đồ cửa sổ Moay-ơ
Các cửa sổ đặt lò xo của moay-ơ có chiều dài A cần phải nhỏ hơn chiều dài tự do của lò xo một chút để đảm bảo lò xo luôn duy trì trạng thái căng ban đầu Việc này giúp đảm bảo hoạt động chính xác và bền bỉ của hệ thống moay-ơ, đồng thời duy trì khả năng hồi phục của lò xo trong quá trình sử dụng Chọn kích thước phù hợp cho cửa sổ lò xo là yếu tố quan trọng để tối ưu hiệu suất và tuổi thọ của các bộ phận trong cơ cấu ô tô hoặc máy móc.
Với: A = (25 27) mm Ta chọn A = 25 mm
Khi truyền mômen quay từ động cơ và từ bánh xe qua bộ phận giảm chấn cùng loại, chiều dài của cửa sổ ở Moay-ơ và đĩa bị động là như nhau Tuy nhiên, đối với các bộ giảm chấn có độ cứng khác nhau, chiều dài của cửa sổ Moay-ơ cần nhỏ hơn của đĩa một khoảng bằng a = A1 - A, nhằm đảm bảo hoạt động chính xác và an toàn của hệ thống giảm chấn.
Cạnh bên cửa sổ làm nghiêng 1 góc (1 1,5 o ).Ta chọn 1,5 o Đường kính thanh tựa chọn d = (10 12) mm đặt trong kích thước lỗ B.
Kích thước lỗ B được xác định theo khe hở 1 , 2.Các trị số 1 , 2 chọn trong khoảng từ (2,5 4) mm Ta chọn: 1 = 2 = 3,5 mm
Vậy kích thước đặt lỗ thanh tựa là :
Theo thực nghiệm thường lấy:
Ta có lực ép tác dụng lên một lò xo giảm chấn là:
Số vòng làm việc của lò xo giảm chấn:
G : Môđun đàn hồi dịch chuyển G = 8.10 10 (N/m 2 ).
: Là độ biến dạng của lò xo giảm chấn từ vị trí chưa làm việc đến vị trí làm việc, chọn = 3 (mm) = 0,003 (m). d: Đường kính dây lò xo, chọn d = 3 (mm) = 0,003 (m).
P1 : Là lực ép của một lò xo giảm chấn, P1 = 394,67 (N).
Chiều dài làm liệc của lò xo được tính theo công thức:
Chiều dài của lò xo ở trạng thái tự do:
Lò xo được kiểm tra theo ứng suất xoắn :
P1 : Lực ép của một lò xo giảm chấn, P1 = 493,35 (N).
D : Đường kính trung bình của vòng lò xo, D = 0,020( m). d : Đường kính dây lò xo, d = 3 (mm). k : Hệ số tập trung ứng suất: k = 4 4 C C 4 1 0 , C 615 ;
Thay số vào ta có: k = 4 4 C C 4 1 0 , 615 C = = 1,22.
Thay các thông số vào công thức tính ta có:
Vật liệu làm lò xo giảm chấn là thép 65 có = 14.10 8 (N/m 2 ).
Vậy lò xo đủ bền. e.Kiểm nghiệm trục ly hợp
Trục ly hợp đóng vai trò là trục sơ cấp của hộp số, có bánh răng nghiêng liền trục ở cuối trục để truyền động hiệu quả Đầu trước của trục được lắp đặt ổ bi trong khoang của bánh đà giúp giảm ma sát và tăng độ bền Phần đầu sau của trục lắp lên thành vỏ hộp số, đảm bảo sự liên kết chắc chắn và ổn định trong hoạt động của hệ thống truyền lực (hình 3.5).
Hình 2.13 : Sơ đồ các lực tác dụng lên trục ly hợp và hộp số
Trục I : Là trục ly hợp và cũng đồng thời là trục sơ cấp của hộp số.
Trục II : Là trục trung gian của hộp số.
Trục III : Là trục thứ cấp của hộp số.
Ta sẽ kiểm nghiệm trục tại chế độ mô men lớn nhất Giả sử mô men trên trục là lớn nhất khi hộp số đặt ở tay số 1.
Các thông số tham khảo của các cặp bánh răng hộp số bao gồm đường kính vòng lăn của bánh răng trục sơ cấp là 60 mm (0,06 m), bánh răng trục trung gian là 110 mm (0,11 m), bánh răng trục trung gian thứ hai là 40 mm (0,04 m), và bánh răng trục thứ cấp là 130 mm (0,13 m).
Ta có mô men truyền qua các trục như sau:
Hình 2.14: Sơ đồ các lực tác dụng lên bánh răng trên trục I
Bánh răng trên trục số I là bánh răng nghiêng, ta chọn các thông số tham khảo như sau: Đường kính vòng lăn d1 = 0,06 (m).
Hình 2.15: Sơ đồ các lực tác dụng lên bánh răng trên trục III
Bánh răng trên trục III là bánh răng thẳng Có các thông số chọn theo tham khảo như sau : Đường kính vòng lăn d4 = 0,13 (m).
Xác định phản lực lên các trục I và trục III tại các gối đỡ
Hình 2.16 : Sơ đồ các lực trên trục III
Theo phương Y ta có các phương trình cân bằng:
Hình 2.17 : Sơ đồ các lực trên trục I
Ta chọn theo tham khảo khoảng cách từ bánh răng đến các ổ đỡ như hình vẽ. Giả sử chiều các lực như hình vẽ.
XC và YC là các phản lực tại C có cùng giá trị nhưng có chiều ngược với chiều các phản lực tại C trên trục III.
XA và YA là các phản lực tại ổ đỡ A.
XB và YB là các phản lực tại ổ đỡ B.
Theo phương X ta có các phương trình cân bằng:
FX = XA + XB - XC - Pv1 = 0.
MA(FX) = XB.200 - (XC + Pv1).250 = 0.
XA có giá trị âm chứng tỏ chiều XA ngược với chiều đã giả thiết.
Theo phương Y ta có các phương trình cân bằng:
FY = YA + YB - YC - Pr1 = 0.
MA(FY) = (YC + Pr1).250 - YB.200 - Pa1.
Trong đó d1 là đường kính vòng lăn bánh răng trên trục I, d1 = 60 mm
YA có giá trị âm chứng tỏ YA có chiều ngược với chiều đã giả thiết.
Như vậy ta có các lực tác dụng lên trục I như sau:
Tính mômen tại vị trí (B)
Hình 2.18 : Biểu đồ mômen trục ly hợp
Từ biểu đồ mô men (hình 3.10) ta nhân thấy tiết diện B là tiết diện nguy hiểm nhất. Như vậy ta sẽ kiểm tra bền cho trục I tại tiết diện B.
Theo thuyết bền ứng suất tiếp lớn nhất ta có:
MX là mô men uốn theo phương x tại B,
MY là mô men uốn theo phương Y tại B,
MZ là mô men xoắn tại B, d là đường kính trục ly hợp, chọn
Thay số vào ta có:
Với vật liệu chế tạo là thép 40X có
Vậy < [] Trục ly hợp đủ bền.
Tính toán kiểm nghiệm hệ dẫn động ly hợp
2.4.1 Kiểm nghiệm hệ thống dẫn động thủy lực a Xy lanh công tác
Hình 2.19 : Sơ đồ dẫn động thủy lực có trợ lực chân không
1 Ống dẫn dầu 6 Đĩa bị động 11 Lò xo hồi vị bàn đạp.
2 Xy lanh công tác 7 Lò xo ép 12 Bộ trợ lực.
Thay số vào ta có:
Chọn chiều dầy thành xy lanh Đường kính ngoài:
Kiểm bền cho xy lanh công tác
Bán kính trung bình của xy lanh công tác: Ứng suất trên xy lanh:
Hình 2.20 : Biểu đồ ứng suất của xy lanh
Trong đó: p : áp suất trong ống, r : Khoảng cách từ một điểm trên xy lanh đến tâm xy lanh. a2 : Bán kính trong, p. p. b2 : Bán kính ngoài,
Từ biểu đồ mô men ta thấy rằng điểm nguy hiểm nhất là điểm nằm ở mép trong của xy lanh.
Theo thuyết bền ứng suất tiếp lớn nhất:
Thay số vào ta có:
Vật liệu chế tạo xy lanh là gang CY 24 - 42 có [] = 2,4.10 7 (N/m 2 )
Ta thấy td2 < [], vậy xy lanh công tác đủ bền. b Xy lanh chính
Hành trình làm việc của piston xy lanh chính:
Chọn chiều dầy thành xy lanh là Đường kính ngoài:
Kiểm tra bền xy lanh chính
Tính kiểm nghiệm bền cho xy lanh chính cũng tương tự như xy lanh công tác.Các thông số tính toán cho xy lanh chính là:
Theo thuyết bền ứng suất tiếp lớn nhất:
Hình 2.21 : Sơ đồ bộ trợ lực chân không
1 Van điều khiển 2 Van chân không
3, 6 Lò xo hồi vị 4 Van khí 5 Màng cao su
2.4.2.1 Xác định lực mà bộ cường hóa phải thực hiện
Để giảm bớt sức lao động của người lái, ta đã lắp thêm bộ trợ lực chân không nhằm tăng cường lực tác động lên bàn đạp khi không có cường hóa lực Việc này giúp nâng cao hiệu quả vận hành và tiết kiệm công sức cho người điều khiển Trợ lực chân không đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện trải nghiệm lái xe, đặc biệt trong các điều kiện khó khăn hoặc khi cần điều chỉnh lực tác động một cách chính xác Nhờ đó, người lái xe có thể thao tác dễ dàng hơn, giảm mệt mỏi và tăng độ chính xác trong quá trình vận hành.
Chọn lực của người lái tác động lên bàn đạp ta là :
Ta bố trí cường hóa ngay trước xylanh chính về phía bàn đạp khi đó ta xác định được lực mà bộ cường hóa phải sinh ra:
Vậy bộ cường hóa chân không phải sinh ra 1 lực là 1570,89 (N) và ta chọn lực để mở van cường hóa là Qm= 30 (N).
2.4.2.2 Xác định thiết diện màng sinh lực và hành trình màng sinh lực
Diện tích màng sinh lực được tính theo công thức:
Pmax : Lực lớn nhất tác dụng lên lò xo,chọn Pmax= 15%Qc. p: Độ chênh áp suất trước và sau màng sinh lực.
Chọn p = 5 10 4 (N/m 2 ) ứng với chế độ làm việc không tải của động cơ.
Suy ra đường kính màng sinh lực:
Hành trình làm việc Sm của màng sinh lực chính bằng hành trình làm việc của xi lanh công tác: Sm = S1 = 9,72 (mm).
2.4.2.3 Kiểm ngiệm lò xo hồi vị màng sinh lực
Khi bộ cường hóa sinh hết lực của mình, thì lúc đó lò xo hồi vị chịu tải lớn nhất Để xác định kích thước chính xác của lò xo hồi vị, ta cần chọn tải trọng lớn nhất tác dụng lên nó, đảm bảo lò xo có khả năng chịu đựng trong điều kiện làm việc tối đa Việc xác định đúng kích thước lò xo giúp tăng độ bền và hiệu suất hoạt động của hệ thống, đồng thời phòng tránh các sự cố do quá tải.
Lực lò xo ghép ban đầu:
Số vòng làm việc của lò xo hồi vị màng sinh lực được tính theo công thức:
: Độ biến dạng của lò xo từ vị trí chưa làm việc đến vị trí làm việc;
G : Modun đàn hồi dịch chuyển; G = 12.10 10 (N /m 2 ). d : Đường kính dây làm lò xo.Chọn d = 2(mm).
D : Đường kính trung bình của lò xo.Chọn D = 30(mm).
Số vòng toàn bộ của lò xo :
Giả thiết khe hở cực tiểu giữa các vòng lò xo này khi mở hết ly hợp là:
Nên chiều dài tự nhiên của lò xo là:
Vật liệu chế tạo lò xo là thép C65Γ có ứng suất cho phép là [ ]=1,4 10 9 (N/m 2 ) nên lò xo đủ bền.
Qua quá trình tính toán và kiểm nghiệm, hệ thống ly hợp đã đảm bảo đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về kích thước, độ bền và khả năng hoạt động ổn định, nâng cao hiệu suất làm việc của hệ thống.
Hình 2.22: Sơ đồ hệ thống ly hợp
KHAI THÁC KỸ THUẬT LY HỢP TRÊN XE VIOS E
3.1 Những hư hỏng thường gặp , nguyên nhân, khắc phục.
- Khi tăng ga vận tốc của xe không tăng theo tương ứng.
- Khe hở giữa đầu đòn mở và bi T không có hay không có hành trình tự do của bàn đạp.
- Do lò xo ép bị yếu.
- Bề mặt tiếp xúc giữa bánh đà và đĩa bị động hoặc đĩa ép với đĩa bị động mòn không đều.
- Bề mặt tấm ma sát bị dính dầu.
- Đĩa bị động bị cong vênh.
- Kiểm tra và điều chỉnh hành trình tự do cho đúng.
- Kiểm tra và thay thế lò xo nếu lò xo giảm lực ép quá mức cho phép.
- Kiểm tra bề mặt làm việc của tấm ma sát, nếu dính dầu phải rửa sạch dầu.
- Kiểm tra đĩa bị động, đĩa ép và bánh đà Nếu bị cong vênh hay mòn không đều thì phải sửa chữa hoặc thay thế.
Phương pháp xác định trạng thái trượt của ly hợp
Để kiểm tra bộ ly hợp, bạn cần chọn một đoạn đường bằng phẳng, dừng xe tại chỗ, nổ máy rồi gài số tiến ở số cao nhất như số 4 hoặc 5, sau đó đạp và giữ phanh chân, đồng thời cho động cơ hoạt động ở chế độ tải lớn bằng cách nhấn chân ga Tiếp theo, từ từ nhả bàn đạp ly hợp; nếu động cơ bị chết máy, chứng tỏ bộ ly hợp hoạt động tốt, còn nếu động cơ không chết máy, nghĩa là bộ ly hợp đã bị trượt.
Giữ trên dốc: Chọn đoạn đường bằng phẳng và tốt, có độ dốc khoảng 8
10 0 Cho xe đứng bằng phanh trên mặt dốc, đầu xe theo chiều xuống dốc, tắt động
3.1.2 Ly hợp ngắt không hoàn toàn
Biểu hiện : Sang số khó, gây va đập ở hộp số khi chuyển số.
- Hành trình tự do bàn đạp quá lớn.
Các đầu đòn mở không nằm trong cùng mặt phẳng do đĩa bị động và đĩa ép bị cong vênh, gây ảnh hưởng đến quá trình hoạt động Khe hở đầu đòn mở quá lớn khiến không thể mở được đĩa ép, dẫn đến tình trạng đĩa ép bị cong vênh và giảm hiệu quả làm việc của hệ thống Việc kiểm tra và điều chỉnh khe hở đầu đòn mở là bước quan trọng để đảm bảo tính chính xác và độ bền của thiết bị.
- ổ bi kim đòn mở rơ.
- Đối với ly hợp hai đĩa ma sát, các cơ cấu hay lò xo vít định vị của đĩa ép trung gian bị sai lệch.
- Kiểm tra điều chỉnh hành trình tự do của bàn đạp
- Kiểm tra các ổ bi T, ổ bi kim, nếu bị kẹt hoặc rơ cần điều chỉnh lại.
- Kiểm tra đòn mở, đĩa bị động và đĩa ép Nếu bị cong vênh cần sửa chữa hoặc thay thế.
Phương pháp xác định trạng thái ngắt không hoàn toàn
Để kiểm tra trạng thái của ly hợp, bạn cần gài số thấp và mở ly hợp khi ô tô đứng yên trên mặt đường phẳng, sau đó nổ máy Tiếp theo, đạp bàn đạp ly hợp hết hành trình và giữ nguyên vị trí, rồi tăng ga Nếu xe chuyển động khi thực hiện thao tác này, điều đó cho thấy ly hợp ngắt không hoàn toàn, còn nếu xe không chuyển động, nghĩa là ly hợp đã ngắt hoàn toàn, đảm bảo hoạt động tốt của hệ thống ly hợp trong xe.
Khi nghe tiếng va chạm đầu răng trong hộp số khi chuyển số, đó có thể do ô tô chưa gài số hoàn toàn hoặc ly hợp không ngắt hoàn toàn Hiện tượng này xảy ra bất kể trạng thái của xe khi chuyển số, gây ra những va chạm mạnh trong hộp số và ảnh hưởng đến quá trình vận hành của xe Để tránh tình trạng này, việc kiểm tra và điều chỉnh hệ thống ly hợp là rất cần thiết nhằm đảm bảo quá trình chuyển số diễn ra trơn tru và an toàn hơn.
3.1.3 Ly hợp đóng đột ngột
Biểu hiện: Mặc dù nhả bàn đạp chậm và êm nhẹ nhưng ôtô vẫn chuyển động bị giật chứng tỏ ly hợp đã bị đóng đột ngột.
- Đĩa bị động mất tính đàn hồi, lò xo giảm chấn bị liệt.
- Do lái xe thả nhanh bàn đạp.
- Do then hoa của moay ơ đĩa bị động bị mòn.
- Do mối ghép giữa tấm ma sát và moay ơ bị lỏng.
- Kiểm tra thay thế tấm ma sát của đĩa bị động và lò xo giảm chấn.
- Kiểm tra và thay thế then hoa moay ơ đĩa bị động nếu mòn quá.
- Kiểm tra mối ghép giữa tấm ma sát và moay ơ đĩa bị động Nếu lỏng cần tán lại đảm bảo yêu cầu.
3.1.4 Ly hợp phát ra tiếng kêu
- Nếu có tiếng gõ lớn: Do rơ lỏng bánh đà, bàn ép, hỏng bi đầu trục.
- Khi thay đổi đột ngột số vòng quay động cơ có tiếng va kim loại chứng tỏ khe hở giữa then hoa quá lớn (then hoa bị rơ ).
- Nếu có tiếng trượt mạnh theo chu kỳ: Đĩa bị động bị cong vênh.
- ở trạng thái làm việc bình thường (ly hợp đóng hoàn toàn) có tiếng va chạm nhẹ chứng tỏ có sự va chạm giữa đầu đòn mở với bạc, bi T
3.1.5 Bàn đạp ly hợp bị rung
- Bánh đà bị cong vênh hoặc lắp không đúng.
- Vỏ ly hợp bị lắp lệch tâm bánh đà.
- Chỉnh các đầu đòn mở không đều.
- Đĩa ép hoặc đĩa ma sát bị cong vênh.
- Cụm đĩa ép lắp không đúng tâm.
- Kiểm tra trạng thái kỹ thuật của bánh đà, nếu cong vênh cần thay thế hoặc sữa chữa, nếu lắp không đúng cần lắp lại.
- Kiểm tra điều chỉnh lại vỏ ly hợp.
- Kiểm tra điều chỉnh lại các đòn mở.
- Kiểm tra đĩa ép và đĩa ma sát, nếu hỏng cần thay thế hoặc sửa chữa.
- Kiểm tra điều chỉnh lắp ghép cụm đĩa ép
3.1.6 Đĩa ép bị mòn nhanh
- Bánh đà hoặc đĩa ép bị nứt.
- Lò xo ép bị yếu hoặc gãy gây trượt nhiều.
- Đĩa ép hoặc đĩa ma sát bị cong vênh.
- Hành trình tự do của bàn đạp không đúng.
- Kiểm tra thay thế bánh đà và đĩa ép.
- Kiểm tra lò xo ép ly hợp, nếu không đảm bảo yêu cầu cần phải thay thế.
- Do hỏng bộ phận trợ lực.
- Kiểm tra điều chỉnh các thanh nối và đòn dẫn động, tra dầu mỡ cho các khớp nối.
- Kiểm tra điều chỉnh bàn đạp.
- Kiểm tra điều chỉnh lò xo hồi vị.
- Kiểm tra bộ phận trợ lực.
3.1.8 Hỏng hệ thống dẫn động thuỷ lực
- Hư hỏng xy lanh chính hoặc xy lanh công tác.
- Các mối nối có thể bị hở làm chảy dầu.
- Các ống nối có thể gãy vỡ hoặc bị hở.
- Kiểm tra xy lanh chính và xy lanh công tác.
- Kiểm tra các mối nối phải đảm bảo độ kín khít.
- Kiểm tra các đường ống.
Xây dựng quy trình bảo dưỡng kỹ thuật Ly hợp
Trong quá trình bảo dưỡng ta sẽ chia ra làm các cấp độ bảo dưỡng khác nhau
Kiểm tra sự hoạt động của cơ cấu ly hợp bằng cách cho ô tô chuyển động sang số lúc đang chạy.
Kiểm tra sự chuyển động tự do của bàn đap, kiểm tra tình trạng và sự bắt chặt của lò xo kéo.
Kiểm tra chuyển động toàn vòng của bàn đạp là bước quan trọng để đảm bảo hoạt động chính xác của hệ thống Chuyển động tự do của bàn đạp giúp xác định độ trơn tru và dễ dàng thao tác Sư hoạt động của lò xo kéo đóng vai trò trong việc duy trì lực căng và giữ cho bàn đạp trở về vị trí ban đầu sau mỗi lần nhấn Đồng thời, quá trình kiểm tra sư làm việc của cơ cấu dẫn động ly hợp đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả, truyền động chính xác và không gặp sự cố kỹ thuật Các bước này giúp duy trì hiệu suất hoạt động của hệ thống chuyển động trong các thiết bị cơ khí.
3.2.4 Quy trình tháo lắp, kiểm tra, kỹ thuật bảo dưỡng sửa chữa ly hợp.
3.2.4.1 Tháo xilanh công tác chính
- Tháo rời công tác xilanh chính.
- Xả dầu trong xilanh chính ra, lấy can sạch để hứng dầu.
- Tháo đường ống dẫn dầu tới ly hợp.
- Tháo đai ốc và kéo xilanh ra.
Hình 3.1: Các bộ phận xilanh chính
Tháo rời xilanh bơm dầu ra.
Ngắt kết nối đường ống dầu với xilanh sinh lực ly hợp.
Tháo đai ốc ( mounting nust ) sau đó kéo xilanh chính ( Master cylinder) ra.
- Tháo rời các chi tiết của xilanh công tác chính.
- Tháo cốc chứa dầu ( reservoir tank )
- Tháo cần đẩy piston ( push rod)
- Kéo nắp đầu xilanh ( boot) ra sử dụng tuốc nơ vít, sau đó tháo lắp chặn ( snap ring) Thao tác tiếp theo là cần kéo đẩy piston ra.
- Sử dụng khí nén để tháo piston và lò xo ra khỏi xilanh.
* Tiến hành lắp các bộ phận của xilanh công tác chính.
- Cuben làm kín gắn trên piston đặt vào trong xilanh như hình minh họa
- Lắp bộ phận cần đẩy piston với nắp chặn (snap ring)
- Sau đó lắp cốc chứa dầu vào thân xilanh
Hình 3.8: Lắp cốc chứa dầu
Quy trình lắp xilanh công tác chính yêu cầu thực hiện theo trình tự nhất định, đảm bảo các mối ghép đạt độ kín khít để tránh mất áp suất khi đạp mở ly hợp Trong quá trình lắp đặt, cần bôi keo làm kín đúng cách tại các vị trí kết nối để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và không bị rò rỉ khí hoặc dầu Ngược lại với quy trình tháo, quy trình lắp xilanh đòi hỏi sự cẩn thận, từng bước thực hiện tuần tự để đảm bảo các bộ phận được lắp đúng vị trí, đảm bảo hiệu quả hoạt động của hệ thống thủy lực hoặc khí nén.
3.2.4.2 Tháo và kiểm tra Xilanh sinh lực của Ly hợp:
Cấu tạo các bộ phận chính:
Tiến hành tháo rời các chi tiết
- Tháo rời các chi tiết phụ
Ngắt rời ống dẫn dầu từ xilanh công tác chính đến: Sử dụng 2 cơlê 1 để giữ chặt đường ống 1 cơlê dùng để tháo rời đường ống.
- Tháo rời 2 Bulông và rút nó ra khỏi xilanh
Tháo rời các chi tiết của xilanh sinh lực
+ Rút cần đẩy (Push rod ) ra ngoài
+ Tháo mũ chụp cao su làm kín (boot)
+ Tháo piston: sử dụng súng hơi để tháo piston và lò xo ra khỏi xilanh
Hình 3.12: Tháo piston và mũ chụp
Sau khi tháo ra ta tiến hành kiểm tra:
Kiểm tra xi lanh chính cắt ly hợp và xi lanh phụ để phát hiện mức độ mòn hoặc xước lớn, vì những hiện tượng này gây giảm áp lực dầu và làm giảm hiệu quả hoạt động của ly hợp Khi xi lanh bị mòn hoặc xước quá mức, cần thay thế bằng bộ mới để đảm bảo hiệu suất tối ưu Trong trường hợp xi lanh chỉ bị xước nhẹ, có thể tiến hành đánh bóng lại để tiết kiệm chi phí mà vẫn đảm bảo độ bền.
+ Kiểm tra piston: Mòn, xước ít có thể dùng giấy ráp đánh bóng lai, nếu mòn xước nhiều thì phải thay mới.
+ Kiểm tra cuppen: Rách, nhũn, mòn phải thay mới, chú ý lắp đúng chiều.
Tiến hành lắp các chi tiết của xilanh sinh lực:
Quy trình lắp xilanh sinh lực ngược lại với quy trình tháo, đòi hỏi lắp đặt theo thứ tự từng bước để đảm bảo độ kín khít của các mối ghép Việc bôi keo làm kín đúng cách là cần thiết để tránh hiện tượng mất áp lực khi mở ly hợp, đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả và an toàn.
Chú ý : Sau khi quy trình lắp 2 xilanh lực hoàn tất tiến hành
- Kiểm tra những mối lắp ghép xem có bị dò rỉ dầu gây mất áp không?
- cấp dầu thuỷ lực vào cốc dầu và thực hiện công việc xả khí ( xả e)
- Xả không khí cho hệ thống dẫn động ly hợp.
- Đấu ống dẫn khí vào nút xả khí
- Thực hiện xả khí ( xả e )
+ Đạp bàn đạp ly hợp thật chậm và nhiều lần.
Khi bàn đạp ở vị trí thấp nhất, nới lỏng nút xả khí cho đến khi dầu bắt đầu chảy ra ngoài để kiểm tra hệ thống Sau đó, hãy vặn chặt nút xả khí để đảm bảo hệ thống hoạt động an toàn và hiệu quả Quá trình này giúp kiểm tra áp suất và lưu lượng dầu trong hệ thống xe, đảm bảo an toàn khi vận hành.
+ Lặp lại thao tác đó cho đến khi không còn khí ở trong đường ống dẫn dầu.
Hình 3.14: Các chi tiết ly hợp
Tiến hành tháo rời các chi tiết:
- Tháo rời và hạ hộp số
- Tháo vỏ và đĩa ép của ly hợp
Hinh 3.15: Tháo vỏ và đĩa ép
+ Nới lỏng bộ bulông cho đến khi áp lực lò xo màng tự đẩy ra.
+ Tháo rời các bulông và rút chúng ra khỏi ly hợp
+Tháo rời bi T, càng mở bộ ly hợp ra khỏi hộp số.
+ Tháo và giữ cái kẹp (Clip) sau đó rút nó ra,
+ Tháo bi T và càng mở bộ ly hợp ra
Hình 3.17: Càng đẩy và bi T
Kiểm tra các bộ phận của ly hợp:
- Kiểm tra độ mòn và những hư hỏng của đĩa ma sát ( đĩa bị động)
+ Sử dụng thước kẹp để đo chiều cao đầu đinh tán đến bề mặt đĩa.
Giá trị chiều cao lớn hơn 0.3mm
Nếu không đảm bảo yêu cầu cần thay đĩa ma sát mới.
Kiểm tra độ đảo của đĩa ma sát
Hình 3.19: Kiểm tra độ đảo đĩa ma sát
Để đảm bảo an toàn và hiệu suất của hệ thống, cần kiểm tra độ đảo của đĩa bằng đồng hồ so Độ đảo của đĩa ma sát hợp lý trong khoảng 0,3 đến 0,5mm, với giới hạn tối đa là 0,8mm Nếu độ đảo vượt quá tiêu chuẩn này, bạn cần thay đĩa mới để tránh gây hư hỏng hoặc giảm hiệu quả làm việc.
Hình 3.20: Kiểm tra và nắn đĩa
1: Giá đỡ 3: Cán Nắn 2: Trục giá 4: Đồng hồ so
+ Kiểm tra các lò xo giảm chấn nếu có hiện tượng bị rơ lỏng, giảm đàn hồi thì phải thay mới đĩa ly hợp
- Kiểm tra độ đảo của bánh đà:
Hình 3.21: Kiểm tra độ đảo bánh đà
Sử dụng may đo độ đảo bằng đồng hồ số yêu cầu độ đảo < 0.2mm
Quan sát bằng mắt là bước chính để kiểm tra bánh đà; nếu phát hiện vết nứt nhẹ hoặc cháy nhẹ, sử dụng giấy ráp để đánh bóng và phục hồi bề mặt Trong trường hợp vết nứt chân chim hoặc xước lớn hơn 0,2-0,5mm, cần phay lại để đảm bảo độ chính xác và an toàn Nếu không đạt yêu cầu sau khi gia công, thay thế bánh đà mới để đảm bảo hiệu suất hoạt động và độ bền của máy móc.
Hình 3.22: Kiểm tra ổ bi Đưa tay vào trong ổ bi và quay nếu cảm thấy rơ hoặc có tiếng kêu cần thay mới.
Hình 3.23: Tháo và lắp ổ bi
Sử dụng dụng cụ chuyên dung để tháo, và lắp ổ bi.
- Kiểm tra độ mòn của lò xo màng
Hình 3.24: Kiểm tra độ mòn lò xo
Sử dụng thước kẹp để đo bề rộng và chiều cao của lò xo màng giá trị giới hạn là bề rông : 5 mm, chiều cao : 0.6 mm
Nếu không đảm bảo yêu cầu cần thay đĩa chủ động ( bàn ép ) mới.
Sử dụng tay để quay ổ bi T nếu cảm thấy có độ rơ, lỏng hoặc có tiếng kêu cần thay ổ bi T mới.
- Lắp các bộ phận của Ly hợp: Yêu cầu khi lắp cần lắp ráp đúng vị trí ban đầu nếu lắp sai sẽ dẫn đến nhưng hư hỏng mới
- Lắp đĩa ép ma sát vào bánh đà:
Hình 3.26: Lắp đĩa ma sát
- Sử dụng dụng cụ chuyên dùng để định vị đĩa ép vào bánh đà.
Hình 3.27: Lắp đĩa ép vào bánh đà
Siết chặt các bulông thật đều và tăng dần Sử dụng cân lực để siết
- Tra mỡ vào các vị trí trên càng mở ly hợp và bi T.
- Lắp bi T , càng mở ly hợp vào trục sơ cấp hộp số.
Hình 3.29: Lắp bi T và chạc mở
Sau đó tiến hành lắp hộp số vào động cơ.
- Các chi tiết trước khi lắp phải được vệ sinh sạch sẽ, đĩa ép và đĩa ma sát không được dính dầu mỡ.
- Cẩn thận lắp đĩa sai chiều
- Gióng thẳng các dấu trên nắp ly hợp và bánh đà.
Theo quy trình xiết các bu lông, cần thực hiện theo thứ tự bắt đầu từ các bu lông gần chốt trên đỉnh để đảm bảo sự phân bố lực đều đặn Việc xiết theo trình tự hợp lý giúp tránh gây áp lực bất đều và đảm bảo tính an toàn của cấu trúc Tuân thủ đúng quy trình này còn giúp tăng tuổi thọ của các bộ phận liên quan và đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu.
- Dịch chuyển cỡ lên xuống, phải và trái nhẹ để kiểm tra đĩa đồng tâm.
- Kiểm tra độ đồng phẳng của đầu lò xo đĩa
- Dùng đồng hồ so kế có con lăn.
- Độ đồng phẳng lớn nhất là :0.5mm.
- Không đúng tiêu chuẩn thì ta điều chỉnh lại.
-Lắp cao su chắn bụi và điểm tỳ càng cắy ly hợp vào hộp số.
Bạn cần bôi một lớp mỡ lên bề mặt tiếp xúc giữa phần trục then hoa và moayơ đĩa ma sát để giảm ma sát, đảm bảo hoạt động trơn tru của hệ thống Đồng thời, đòn mở tiếp xúc với vòng bi mở và liên kết các đòn dẫn động đóng vai trò quan trọng trong quá trình vận hành của cơ cấu, giúp duy trì độ chính xác và độ bền của máy móc.
Sau khi thực hiện tháo lắp, bảo dưỡng hoặc sửa chữa các cụm chi tiết của bàn đạp ly hợp, cần kiểm tra và điều chỉnh hành trình tự do của bàn đạp để đảm bảo hoạt động trơn tru Việc kiểm tra hành trình tự do giúp phát hiện các vấn đề về lắp ráp hoặc hao mòn, từ đó điều chỉnh phù hợp để đảm bảo khả năng nhả ly hợp chính xác Kiểm tra tổng thể hành trình bàn đạp ly hợp là bước quan trọng để duy trì hiệu suất vận hành của hệ thống truyền động, tránh gây ra sự cố và kéo dài tuổi thọ cho các bộ phận liên quan.
Hành trình tự do của bàn đạp trong hệ thống ly hợp dẫn động thủy lực thường dao động từ 5 đến 15 mm, đảm bảo việc phân phối lực chính xác và tránh tác động không mong muốn lên bộ ly hợp Việc điều chỉnh hành trình tự do này là yếu tố quan trọng để duy trì hiệu suất làm việc của cơ cấu dẫn động, giúp xe vận hành mượt mà và giảm thiểu hao mòn các bộ phận liên quan Theo chuẩn kỹ thuật, hành trình tự do phù hợp sẽ tối ưu hóa quá trình truyền động và nâng cao độ bền cho hệ thống dẫn động của xe.
Để kiểm tra độ chính xác của bàn đạp ly hợp, bạn đặt thước đo vuông góc với sàn xe và song song với trục của bàn đạp Sau đó, ấn bàn đạp ly hợp đến khi cảm thấy lực đủ để dừng lại, rồi đọc chỉ số trên thước để so sánh với giá trị tiêu chuẩn Nếu kết quả đo không phù hợp, tiến hành điều chỉnh bàn đạp ly hợp theo hướng dẫn để đảm bảo hoạt động chính xác và an toàn của xe.
Điều chỉnh đai ốc hãm bằng cách nới lỏng và gạt để đạt hành trình bàn đạp trong khoảng tiêu chuẩn Sau khi đã điều chỉnh đúng, vặn chặt đai ốc hãm để cố định vị trí Quy trình này đảm bảo bàn đạp hoạt động chính xác và an toàn, phù hợp với các tiêu chuẩn kỹ thuật cần thiết.
Hình 3.30: Điều chỉnh hành trình tự do bàn đạp b/ Kiểm tra độ dung động của bàn đạp và độ rơ của bàn đạp ly hợp
- Ân bàn đạp sang trái cho đến khi ly hợp bắt đầu tiếp xúc với bánh đà.
- Độ dung động sai lệch nằm trong khoảng: 13 ÷ 23 mm
- Độ rơ của bàn đạp trong khoảng : 1,0 ÷ 5,0 mm
Quá trình tính toán được thực hiện theo đúng quy trình chuẩn, dựa trên các thông số kỹ thuật của xe TOYOTA VIOS E Các kết quả kiểm nghiệm cho thấy đảm bảo về độ bền và độ chính xác, đồng thời tối ưu hóa tính kinh tế của các chi tiết và hệ thống xe.
Trong quá trình nghiên cứu và kiểm nghiệm, tôi nhận thấy việc hoàn thành nhiệm vụ “Tính toán thiết kế hệ thống ly hợp xe Toyota Vios E” là cơ hội tốt để tổng kết kiến thức đã học trong 5 năm qua Đây cũng là bước đệm quan trọng giúp tôi tiếp cận gần hơn với ngành công nghiệp ô tô nói chung, mở rộng hiểu biết và nâng cao kỹ năng chuyên môn trong lĩnh vực này.