Do an co khi

Đối với nớc ta hiện nay với đìều kiện giao thông còn nhiều khó khăn, ờng xá còn nhiều đèo dốc, địa hình phức tạp nhiều bụi bẩn, và đặc biệt thờngxuyên phải tăng tải… Do vậy sau một thời

Mục lục

Lời nói đầu ……… 2

Chơng 1 ………

Tổng Quan về hệ thống Ly Hợp Trên Xe Ôtô ……… 4

1 Công dụng, phân loại và yêu cầu của ly hợp : ……… 4

1.1 Công dụng ly hợp ……… 4

1.2 Phân loại ly hợp ………4

1.3 Yêu cầu .6

2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp đĩa ma sát khô ……… 6

2.1 Sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc của ly hợp 1 đĩa ma sát khô ………… 7

2.2 Sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc của ly hợp 2 đĩa ma sát khô ………… 8

3 Cấu tạo và nguyên lý làm việc ly hợp thuỷ lực ……….9

4 Cấu tạo và nguyên lý làm việc ly hợp địên từ ……….10

Chơng 2 ………

Thiết kế tính toán ly hợp 13

1 Đặc tính kỹ thuật của xe tham khảo ………13

2 Tính toán cơ cấu ly hợp ……….14

2.1 Xác định mômen ma sát của ly hợp 14

2.2 Xác định kích thớc cơ bản của đĩa bị động ……….15

2.3 Kiẻm tra áp suất trên bề mặt ma sát ……….16

2.4 Xác định công trợt trong quá trình đóng ly hợp 17

2.5 Kiểm tra nhiệt độ các chi tiết 20

3 Tính toán hệ thống dẫn động ly hợp ……….20

4 Tính bền một số chi tiết chủ yếu ……… 22

Chơng 3

Kiểm tra điều chỉnh sửa chữa ……….41

1 Ly hợp bị trợt ……… 41

2 Ly hợp nhả không hoàn toàn 42

3 Ly hợp đóng đột ngột 43

4 Ly hợp làm việc có tiếng kêu ………44

5 Sữa chữa dẫn động và cụm cờng hoá ……….45

6 Lắp ghép ly hợp ……….46

Kết luận ……… 48

Tài liệu tham khảo ……….49

Lời nói đầu

Giao thông vận tải là nhu cầu cần thiết của con ngời và xã hội Nó chiếm một vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân và quyết định một phần không nhỏ về tốc độ phát triển của đất nớc Phơng tiện vận tải ngày càng phát triển hoàn thiện và hiện đại với nhiều các phơng tiện vận chuyển chuyên dùng Trong đó ôtô là loại phơng tiện đóng vai trò rất quan trọng trong việc vận chuyển hàng hoá và chuyên trở ngời Ôtô có tính năng cơ

động, dễ sử dụng, rất phù hợp với nhu cầu giao thông vận tải của nớc ta hiệnnay

Phát triển ngành công nghiệp ôtô ở nớc ta phải gắn kết với tổng thể pháttriển chung của cả nớc và các chiến lợc phát triển các ngành liên quan, nhằmhuy động và phát huy tối đa các thành phần kinh tế Để đảm nhiệm đợc vaitrò quan trọng đó ngành ôtô phải nghiên cứu, sáng tạo, tiếp thu, tìm tòi, họchỏi các tiến bộ khoa học kỹ thuật của các nớc bạn Đa nớc ta ngày càng pháttriển , hội nhập với nền kinh tế thế giới, sánh vai với các cờng quốc trên thếgiới

Đối với nớc ta hiện nay với đìều kiện giao thông còn nhiều khó khăn, ờng xá còn nhiều đèo dốc, địa hình phức tạp nhiều bụi bẩn, và đặc biệt thờngxuyên phải tăng tải… Do vậy sau một thời gian vận hành thờng hay h hỏngcác cụm nh : phanh, ly hợp, cầu, nhíp, … Nhu cầu thực tế đặt ra là phải nắmbắt đợc các thông số kỹ thuật, các chỉ tiêu làm việc của các cụm, tính bềncủa các chi tiết để phục vụ, sữa chữa, thay thế, củng cố các thiết bị, góp phầnnâng cao tính an toàn cho ngời sử dụng, đáp ứng nhu cầu trong điều kiệnthực tế

Em đợc giao nhiệm vụ “ tính toán thiết kế hệ thống ly hợp cho xe tải

5 tấn ” , tham khảo một số loại xe thông dụng Cụm ly hợp trên xe là loại ly

hợp ma sát khô, một đĩa, các lò xo ép đợc bố trí xung quanh

Chơng I Tổng quan cụm ly hợp trên ô tô

1 Công dụng phân loại yêu cầu của ly hợp

1.1 Công dụng

Trong hệ thống truyền lực của ôtô, máy kéo ly hợp là một trong những cụmchính, nó có công dụng là:

+ Tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực một cách dứt khoát

+ Nối động cơ với hệ thống truyền lực một cách êm dịu và phải truyền đợctoàn bộ mô men quay từ động cơ đến hệ thống truyền lực

+ Đảm bảo an toàn cho các chi tiết của hệ thống truyền lực khi quá tải nhkhi phanh xe đột ngột mà không kịp nhả ly hợp ly hợp lúc này có khả năng tr ợtquay

Nối và tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực một cách êm dịu và rứtkhoát để giảm tải trọng động tác dụng lên hệ thống truyền lực phải đảm bảo đ-

ợc là khi khởi động ôtô tại chỗ khi tăng tốc khi sang số xe lúc ôtô chuyển độngphải êm dịu và các va đập ở các răng ở các khớp nối phải nhỏ để tăng tuổi thọ

sử dụng cho các chi tiết hình vẽ

1.2 Phân loại ly hợp

Phơng pháp này ngời ta chia ra các loại sau đây

+ Ly hợp ma sát : Truyền mômen nhờ các mặt ma sát

+ Ly hợp thuỷ lực : Mômen truyền nhờ chất lỏng ( dầu)

+ Ly hợp nam châm điện : Mômen truyền nhờ tác dụng của trờng nam châm

điện

+ Loại ly hợp liên hợp : Truyền mômen nhờ kết hợp các loại ly hợp kể trên

ở ôtô máy kéo ly hợp ma sát đợc dùng nhiều vì nó có kết cấu đơn giản dễ sửdụng sửa chữa và gọn nhẹ

1.2.1 Theo hình dạng của các chi tiết ma sát

+ Ly hợp đĩa ( 1,2 hoặc nhiều đĩa )

+ Ly hợp hình nón

+ Ly hợp hình trống

Hiện nay ly hợp hình nón hình trống ít dùng vì mômen quán tính phần bị

động quá lớn gây ra tải trọng va đập lên hệ thống truyền lực khi đóng ly hợp

Loại ly hợp 1 đĩa 2 đĩa thì đợc dùng nhiều trên ôtô máy kéo vì nó dơn giản rẻtiền và mômen quán tính phần thụ động nhỏ.

1.2.2 Theo phơng pháp sinh lực ép trên đĩa ép

+ Loại lò xo : ( Lò xo đặt xung quanh lò xo trung tâm lò xo đĩa) lực ép docác lò xo sinh ra

+ Loại nửa ly tâm : Lực ép sinh ra ngoài lực của lò so có lực phụ thêm dolực ly tâm của trọng khối phụ ép thêm vào

+ Loại ly tâm : Là loại dùng lực ly tâm để đóng mở ly hợp lực ép trên đĩa ép

đợc tạo ra bởi lực ly tâm của khối lợng quay Loại ly hợp này thờng đợc sửdụng khi điều khiển tự động

1.2.3 Theo trạng thái làm việc

+ Ly hợp thờng đóng : Đợc sử dụng rộng dãi ở các ôtô và các máy kéo + Ly hợp thờng mở : Đợc dùng nhiều ỏ các máy kéo xích ( C- 100 C- 80,máy kéo bánh hơi MT3-2 và ở một số xe tăng)

1.2.4 Theo phơng pháp điều khiển

- Dẫn động điều khiển bằng thuỷ lực

- Dẫn động điều khiển bằng trợ lực : Tức là ngoài tác động của ngời lại còn

có tác động của trợ lực để ngời lái điều khiển đợc dễ dàng Trợ lực có thể

là lò xo là trợ lực khì nén là trợ lực thuỷ lực.

1 . 3 Yêu cầu

Ly hợp phải đảm bảo các yêu cầu sau đây:

+ Truyền đợc mômen quay lớn nhất của động cơ mà không bị trợt ở bất cứ

điều kiện sử dụng nào Muốn vậy thì mômen ma sát của ly hợp phải lớn hơnmômen cực đại của động cơ truyền tới ly hợp

+ Đóng ly hợp phải êm dịu để giảm tải trọng và va đập sinh ra trong cácbánh răng của hộp số khi khởi động ôtô và khi sang số lúc ôtô chuyển động

+ Mở rứt khoát và nhanh tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong thờigian ngắn vì mở không rứt khoát và nhanh sẽ làm cho cài số khó và không đợc

2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp đĩa ma sát khô

2.1 Sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc của ly hợp 1 đĩa ma sát khô

Sơ đồ ly hợp:

1

4 5

Khi không tác dụng vào bàn đạp 6 nữa thì lò xo hồi vị 9 kéo bàn đạp về

vị trí ban đầu làm cho thanh kéo 7 dịch sang trái cnàg mở 8 kéo ổ bi T 5sang phải lúc này lò xo ép 11 ép đĩa 3 sang trái ép chặt đĩa ma sát với bánh

đà ly hợp đợc đóng lại

Phạm vi sở dung ly hợp của ma sát khô 1 đĩa này rất rộng trong các loại

xe du lịch và xe tải trung bình ( truyền đợc mômen < 70 KGm ) Do kết cấudơn giản tính kinh tế cao ly hợp loại 1 đĩa có độ thoát nhiệt tốt và mở ly hợprứt khoát

2.2 Sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc của ly hợp 2 đĩa ma sát khô

Hình 1.2 : sơ đồ 2 đĩa ma sát khô

Nguyên lý làm việc :

Khi ngời lái đạp vào bàn đạp 6 làm cho thanh đẩy 7 dịch chuyển sangtrái làm cho càng mở ly hợp 8 quay đẩy bi T 5 sang trái , tỳ vào đòn mở lyhợp làm cho đĩa ép 3 dịch chuyển sang phải Lúc này bánh đà 1 quay đĩa éptrung gian 12 đĩa ép 3 và vỏ bộ ly hợp quay nhng đĩa bị động ly hợp 2 tách

ra khỏi bánh đà Đây là trạng thái mở ly hợp

Khi ngời lái nhả bàn đạp 6 dới tác dụng của lò xo hồi vị 9 sẽ kéo bàn đạp

về vị trí ban đầu làm cho thanh đẩy 7 dịch chuyển sang trái làm cho càng

mở 8 kéo bi T 5 dịch chuyển sang trái Lúc này lò xo ép 11 sẽ ép đĩa ép 3

đĩa ma sát 2 và đĩa ép trung gian 12 đĩa ép 3 đĩa ma sát 2 và đĩa ép trunggian 12 với bánh đà 1 thành 1 khối cứng có nghĩa là : Bánh đà 1 đĩa trunggian 12 đĩa ép 3 đĩa ma sát 2 cùng quay cùng vận tốc với bánh đà Đây làtrạng thái đóng ly hợp

Phạm vi sử dụng của ly hợp 2 đĩa ma sát này khá phổ biến trong các loại

xe cần truyền mômen > 70 80 KGm Với kết cấu 2 đĩa ma sát nên kích th

-ớc của ly hợp không quá cồng kềnh và việc đóng ly hợp lại êm dịu nên đâycũng là loại ly hợp đợc lắp trên rất nhiều các dòng xe tải xe cẩu hạng nặng

và các loại xe chuyên dụng

3 Cấu tạo nguyên lý làm việc ly hợp thuỷ lực

Đây là hệ thống ly hợp bằng cách dùng chất lỏng ( dầu) để truyền mômen

7 6

5

4 3

Trạng thái ngắt : Khi số vòng quay động cơ nhỏ không đủ cho bánh tuabin quay nên mômen không truyền từ động cơ ra trục sơ cấp hộp số đợc Trạng thái đóng : Khi số vòng quay động cơ tăng làm cánh tua bin quaymômen đợc truyền từ động cơ sang trục sơ cấp hộp số

Ngời lái điều khiển ngắt ly hợp bằng cách chủ động mở van xả dầu 12 ,dầu đợc xả ra khỏi ly hợp về thùng chứa dầu 11 , ly hợp ngắt không mômentruyền từ động cơ sang trục sơ cấp hộp số

- Ưu điểm: Ly hợp thuỷ lực đợc kết cấu gọn , chỉ cần khoảng không gian

nhỏ hẹp để bố trí các cụm ,

- Nhợc điểm: Kết cấu các chi tiết đòi hỏi độ chính xác cao các đờng ống

dầu phải chịu đợc áp suất lớn , nh vậy giá thành phải cao.

4 Cấu tạo và nguyên lý làm việc ly hợp điện từ

Đây là hệ thống dẫn động và điều khiển ly hợp bằng cách dùng từ trờng củadòng điện để truyền mômen

5 4 6

3 2

Hình 1.4 : Sơ đồ cấu tạo hệ thống ly hợp điện từ

Nguyên lý làm việc

+ Mở ly hợp : Khi không cấp điện cho cuộn dây 3 , cuộn dây 3 không cólực từ trờng trong cuộn dây nên bánh đà 1 và lõi sắt bị động 4 không hút

nhau Do đó khi động cơ quay thì mômen không đợc truyền ra trục sơ cấphộp số.

+ Đóng ly hợp : Khi cấp điện cho cuộn dây 3 xuất hiện lực điện từ trongcuộn dây lên tạo ra lực hút giữa bánh đà 1 và lõi sắt bị động 4 Nh vậy khibánh đà 1 quay làm cho lõi sắt bị động 4 cũng quay theo do tác động của lực

điện từ Do đó mômen đợc truyền từ đông cơ sang trục sơ cấp hộp số Tuynhiên lực hút giữa bánh đà 1 và lõi sắt bị động 4 không lớn nên giữa khe hởbánh đà 1 và lõi sắt bị động 4 ngời ta da vào những mạt sắt Khi có đờngsức từ đi qua mạt sắt mạt sắt sẽ xắp xếp thành đờng theo hớng của đờng sức

từ tạo nên dây sắt cứng nôí chặt bánh đà 1 và lõi sắt bị động 4 với nhau, làmcho việc truyền mômen giữa bánh đà 1 và lõi sắt bị động 4 đợc tăng lên

chơng ii tính toán ly hợp

1 Đặc tính kĩ thuật của xe tham khảo

1.1 Các thông số chủ yếu

+ Trọng lợng khi không tải : 5150kg

- Phân bố cầu trớc : 2660

- Phân bố cầu sau: 2490

+ Trọng lợng khi đầy tải : 11000

- Phân bố cầu trớc : 3500

- Phân bố cầu sau: 7500

+ Tải trong: + Tải trọng romoc kéo theo: + Kích thớc xe: + Tốc độ lớn nhất của xe : (Vmax) 90km/h + Góc dốc lớn nhất của xe khắc phục đợc: 32%

1.2 Động cơ

Động cơ diezen 4 VD 15,4/12 – 1SRW

- Kiểu động cơ 4 kỳ phun nhiên liệu trực tiếp

- Số xi lanh : 4 xi lanh bố trí thẳng hàng xu pháp treo

- Thứ tự làm việc của xi lanh : 1-3-4-2

- Dung tích công tác: 6,560mm3

- Đờng kính xi lanh : 120mm

- Hành trình piston : 145mm

- Tiêu hao nhiên liệu : 17lít/100km

+ Mô men xoắn cực đại 43KGm ở vòng quay 1500 Vòng/ phút + Công suất cực đại : 125 mã lực ở vòng quay 2300 vòng trên phút

- Ap suÊt ®inh møc cña b×nh chøa khÝ nÐn : P = 6 KG/ cm2

- N¨ng suÊt cña m¸y khÝ nÐn : Q = 12m3/h

Memaxlà mômen xoắn cực đại của động cơ ( KGm)

D2 = 34,5 cm

R2 = 17,3 cmBán kính trong R1

R1 = ( 0,53 - 0,75) R2Chọn : R1 = 0,56 R2

R1 = 0,56 173 = 9,7 cm

R2 R1

2.3 Kiểm tra áp suất trên bề mặt ma sát

áp suất trên bề mặt ma sát đợc xác định theo công thức sau:

2

.

i b R

[q] là áp suất cho phép trên bề mặt ma sát phụ thuộc vào vật liệu của tấm ma sát

và điều kiện làm việc:

có : [q] = 200KN/m2

[q] = 2KG/cm2

 : Hệ số ma sát chọn  = 0,27

b : Bề rộng tấm ma sát

4300 15 , 2

Trờng hợp này không tốt nên tránh sử dụng khi điều khiển xe

2.4.2 Trờng hợp khi đóng ly hợp một cách êm dịu

ở trờng hợp này ngời lái nhả từ từ bàn đạp ly hợp khi xe khởi động tại chỗ

sẽ làm tăng thời gian đóng ly hợp do đó sẽ làm tăng công trợt sinh ra trong quátrình đóng ly hợp Trong thực tế thờng sử dụng phơng pháp này , vì vậy ta tínhcông trợt trong trờng hợp này

Sử dụng công thức kinh nghiệm sau:

L =

)

95 , 0 (

.

) 100 (

6 , 5

max 0

2 2 0 max



b b t e f

h

b e

r G i M i

i i

r

n M

Memax: Mômen xoắn cực đại của động cơ Memax= 43KGm

n0 : Số vòng quay của động cơ khi khởi động tại chỗ

Theo kinh nghiệm thờng chọn n0 = 0,75nemax(v/p)

n0 = 0,75.2300 = 1725(v/p)

it : tỷ số truyền của hệ thống truyền lực

it = i0.i 1.i f

Trong đó:

i0 : Tỷ số của truyền lực chính i0 = 6,07

i 1 : Tỷ số truyền của hộp số chính ở tay số 1 i 1 = 8,61

i f : Tỷ số truyền của hộp số phụ do xe không có hộp số phụ lấy i f = 1Thay vào ta có tỷ số truyền của hệ thống truyền lực :

r0 = 464mm = 0,464m Vậy : Rb = 0,935.0,464

Rb = 0,434m

Thay vào công thức 2.3 ta có

) 16 , 0 434 , 0 000 11 3 , 52 43 95 , 0 (

1 61 , 8 07 , 6

434 , 0 ) 100

1725 (

43 000 11 6 ,

i F

L

 ( 2.4)Trong đó :

L0 : Công trợt riêng

L : Công trợt của ly hợp L = 2069KGm

F : Diện tích bề mặt của đĩa bị động ( cm2 )

2069



L0 = 1,6 KGm/cm2

L0 = 1,61 KGm/ cm2< [L0] = 6 KGm/ cm2

Kết luận : Với kết quả trên là đủ điều kiện đóng mở ly hợp

2.5 Kiểm tra nhiệt độ các chi tiết

Công trợt sinh ra làm nóng các chi tiết nh đĩa ép đĩa ép trung gian do đóphải kiểm tra bằng cách xác định độ tăng nhiệt độ theo công thức sau:

] [ 427

.

T mt

mt : Khối lợng chi tiết bị nung nóng

mt = 5 kg ( trọng lợng đĩa ép tham khảo xe IFA-W50L)

 : Hệ số xác định phần công trợt dùng nung nóng chi tiết cần tính đối với

đĩa ép ngoài

 =

n

2 1

C T

C

T 4 , 231 0 [ ] 8 10 0

5 115 , 0 427

2069 5 , 0

K c

'



  ( 2.6)Trong đó : Tổng lực ép cực đại của lò xo ép lên đĩa khi mở ly hợp có thểlấy

M

TB

1286 5

, 13 2 27 , 0

4300 15 , 2

85 , 0 2 , 53

2 , 1543





Ta thấy lực bàn đạp của ly hợp là khá lớn Trong điều kiện giao thông củanớc ta, ta cần bố trí thêm hệ thống cờng hoá trợ lực lên bàn đạp để tăng cờngkhả năng an toàn cho phơng tiện và giảm lực điều khỉên cho ngời lái

Tính hành trình bàn đạp:

113

130 50

95 80

380 3 5 , 53

- Xơng đĩa chế tạo bằng thép cacbon có chiều dày 2mm

- Chiều dày tấm ma sát là 4 mm

- Tấm ma sát gắn với đĩa bị động bằng đinh tán Vật liệu làm đinh tán bằng nhôm có đờng kính d = 4mm

r1 = 9,7 + 7 , 6

4 1

r1 = 11,6cmTrong đó :

r2 = 15,4 cmLực tác dụng trên mỗi dãy đinh tán đợc xác định theo công thức sau:

F1=

) (

2

.

2 2

2 1

1 max

r r

2

.

2 2

2 1

2 max

r r

2

154 , 0 43

2 2

.

2 2

2

c c

d n

F1, F2 : Lùc t¸c dông trªn mçi d·y ®inh t¸n

d : §êng kÝnh ®inh t¸n d = 4mm = 0,2 cm

- Thay vµo sè liÖu tÝnh øng suÊt c¾t :

4

) 4 , 0 (

14 , 3 21

1 , 89

F

cd 2

1 , 89

L

- Khi điều kiện làm việc thì chọn L = 1,4 D Độ dài moayơ

D : Đờng kinh ngoài của then hoa trục ly hợp Ta có : D = 37,5 mm

L = 1,4 37,5

L = 52,5 mmKhi làm việc , then hoa moayơ , ứng suất cắt đợc kiểm tra theo công thức :

c

) d D ( b L Z Z

M 4

2 1

max e



 [c] = 100 ( KG/ cm2 ) ( 2 8)Trong đó:

Memax: Mômen cực đại của động cơ Memax= 43 KGm = 4300 KGm

Z1 : Số lợng moayơ riêng biệt với ly hợp có 1 đĩa bị động Z1 = 1

Z2 : Số then hoa 1 moayơ , Z2 = 10

L : Chiều dài moayơ L = 5,22cm

D : Đờng kính ngoài của then hoa D = 3,75cm

d : Đờng kính trong của then hoa d = 3,25cm

b : Bề rộng của then hoa b = 0,5 cm

Thay vào công thức 2.8 ta có

) 25 , 3 75 , 3 ( 5 , 0 25 , 5 10 1

4300 4

L Z Z

M 8

cd 2 1 2 2 2 1

25 , 5 10 1

4300 8

2 2

Qua tham khảo xe IFA-W50L ta thấy ly hợp đợc đỡ bằng 2 ổ bi

- 1 đặy ở đầu trục khuỷu, chủng loại bi đũa

2 ,

M d

2 , 0 4300

x

 = 979,4 KG/cm2 < x = 1200KG/ cm2

Do đó trục ly hợp thoả mãn điều kiện bền trong quá trình làm việc