CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CỤM LY HỢP Ly hợp là một phần từ không thể thiếu trong hệ thống truyền lực (HTTL) của ôtô.Nó nối động cơ với hộp số. Nếu không có nó thì các bánh răng hộp số, HTTL sẽ phải chịu lớn lực xung kích, mô men xung lượng của lực xung kích, mô men lực quán tính trong những thời điểm khác nhau khi vận hành ô tô. Ví dụ: Khi sang số, khi phanh.1.1.Công dụng: Tách và nối 2 bộ phận là động cơ và hệ thống truyền lực trong những trường hợp cần thiết. Là bộ phận an toàn bảo vệ cho chi tiết của hệ thống không bị quá tải.1.2.Yêu cầu : Ly hợp phải truyền hết được mô men của động cơ xuống hệ thống truyền lực mà không bị trượt . Ly hợp ngắt dứt khoát, đóng êm dịu để giảm tải trọng động tác động lên hệ thống truyền lực. Mô men quán tính của phần bị động của ly hợp phải nhỏ để giảm tải trọng động tác dụng lên các bánh răng và bộ đồng tốc khi sang số. Mô men ma sát không đổi khi ly hợp ở trạng thái đóng. Ly hợp phải có khả năng trượt khi quá tải. Điều khiển ly hợp phải nhẹ nhàng tránh gây mệt mỏi cho người lái xe. Khi có hiện tượng cộng hưởng ly hợp phải có khả năng dập tắt dao động nhằm nâng cao chất lượng truyền lực. Giá thành của bộ ly hợp rẻ, tuổi thọ cao,kết cấu đơn giản, kích thước gọn nhẹ,dễ tháo lắp và sửa chữa bảo dưỡng. 1.3.Phân loại ly hợp: Ta có thể phân loại ly hợp theo các phương pháp sau: 1.3.1. Theo phương pháp truyền mô men.1.3.1.1. Ly hợp ma sát: Truyền mômen từ động cơ sang trục sơ cấp hộp số thông qua bề mặt ma sát. Sơ đồ cấu tạo: 1.Bánh đà ; 2. đĩa ma sát ; 3. đĩa ép ; 4. trục ly hợp ; 5.vỏ ; 6. bạc mở ; 7. càng mở ;8. bi T ; 9 . đòn mở ; 10. lò xo giảm chấn ; 11. trục khuỷu ; 12. càng mở ly hợpHình 1.1: Ly Hợp ma sát Nguyên lý làm việc. + Đóng ly hợp: Khi người lái không đạp chân vào bàn đạp ly hợp, không còn lực tác dụng vào lò xo màng 9. Lò xo màng sẽ ép đĩa ép (3) vào đĩa bị động ép chặt đĩa bị động vào bánh đà thông qua bề mặt ma sát mômen được truyền từ bánh đà sang trục của ly hợptheo hai đường. Đường thứ nhất từ bánh đà qua bề mặt ma sát phía bên trái của đĩa bị động Đường thứ hai mômen từ bánh đà truyền qua vỏ trong ly hợp qua đòn mở đến đĩa ép thông qua bề mặt ma sát phía bên trái của đĩa bị động mômen được truyền từ đĩa ép sang đĩa bị động. Đĩa bị động được nối với trục ly hợp nhờ khớp nối then hoa nên mômen đường truyền từ đĩa bị động sang trục ly hợp. + Khi mở ly hợp: Người lái đạp chân vào bàn đạp qua hệ thống dẫn động lực người lái tác động vào lò xo màng 9 tác dụng như đòn mở đĩa ép chuyển động sang bên phải tách khỏi bề mặt của đĩa ma sát nên đĩa ma sát tách khỏi bề mặt của bánh đà, do đó mômen đông cơ không truyền được sang trục ly hợp. Ưu nhược điểm:+ Ưu điểm: Giá thành hạ Xung lực tác dụng từ mặt đường lên giảm.+ Nhược điểm. Khả năng giảm quá tải không cao. Độ êm dịu khi khởi động, đi số, về số phụ thuộc rất nhiều vào trình độ người lái. Khi phanh xe ở tốc độ cao gây quá tải cho HTTL (có thể làm chết máy, gãy trục cơ) ảnh hưởng đến việc điều khiển vận hành xe.1.3.1.2. Ly hợp thuỷ lực. Truyền mômen thông qua chất lỏng Sơ đồ cấu tạo: Gồm hai phần. + Phần chủ động là phần bánh bơm, bánh đà. + Phần bị động là bánh tua bin nối với trục sơ cấp của hộp giảm tốc. Trong không gian của bánh bơm và bánh tua bin là dầu thuỷ lực Sơ đồ cấu tạo của ly hợp thuỷ lực. 1 . Bánh tua bin ; 2.lắp ; 3. bánh bơm ; 4. cánh cong ; 5. tấm ngăn ngoài ;6. tấm ngăn trong 7 . đường dầu vào ;8 . bình tản nhiệt ; 9. van an toàn 10. bơm dầu ; 11. Thùng dầu ; 12. van xảHình 1.2 . Ly hợp thuỷ lực Nguyên lý làm việc.+ Khi động cơ quay bánh bơm (3) quay theo, dẫn đến chất lỏng trượt theo rãnh của bánh bơm (theo hướng từ trong ra ngoài). Khi tới khe hở giữa bánh bơm và bánh tua bin chất lỏng đập vào cánh tua bin làm cánh tua bin quay nên trục sơ cấp của hộp số quay. Khi tới đầu vào của cánh tua bin chất lỏng lại quay trở lại bánh bơm tạo ra chu kỳ kín. Khi tốc độ động cơ lớn nên vận tốc chất lỏng lớn, do vậy động năng truyền cho bánh tua bin lớn.+ Trạng thái ngắt: Khi số vòng quay động cơ nhỏ không đủ cho bánh tua bin quay nên mômen không truyền từ động cơ ra trục ly hợp được. + Trạng thái đóng: Số vòng quay động cơ tăng làm cánh tua bin quay mômen được truyền từ động cơ sang trục ly hợp. Khi chủ động ngắt nhanh ly hợp xả van (12)dầu thoát ra ngoài bình chứa, ly hợp ngắt momen không truyền từ động cơ sang trục ly hợp. Ưu nhược điểm:+ Ưu điểm: Đóng ly hợp êm dịu không giật. Bảo vệ được HTTL. Khi xuống dốc giảm ga bánh tua bin thành bánh chủ động bánh bơm thành bánh bị động, động cơ tạo thành máy nén khí đóng vai trò như phanh làm bánh xe xuống dốc từ từ.+ Nhược điểm: Chế tạo phức tạp đòi hỏi độ chính xác cao. Giá thành đắt. 1.3.1.3. Ly hợp điện từ: Truyền mô men thông qua lực điện từ.Sơ đồ cầu tạo. Hình 1.3 . Ly hợp điện từ Nguyên lý làm việc:+ Mở ly hợp: Khi không cấp điện cho cuộn dây (3) không có lực từ trường trong cuộn dây nên phần chủ động (1) và phần bị động (4) không hút nhau nên khi động cơ quay mômen không truyền ra trục ly hợp (5).+ Đóng ly hợp: khi cấp điện cho cuộn dây (3) xuất hiện lực điện từ trong cuộn dây nên xuất hiện lực hút giữa bánh đà (1) và lõi sắt bị động (4). Như vậy khi bánh đà (1) quay làm (4) quay theo. Do đó mômen được truyền từ động cơ sang trục ly hợp. Tuy vậy lực hút giữa (1) và (4) không đủ lớn nên ở khi hở giữa (1) và (4) người ta đưa vào những mạt sắt khi có đường sức từ đi qua chúng sắp xếp thành đường theo hướng của đường sức tạo thành dây sắt cứng nối (1) và (4) với nhau làm tăng ma sát nên việc truyền mômen giữa (1) sang (4) được tăng lên. Ưu nhược điểm.
Công dụng
- Tách và nối 2 bộ phận là động cơ và hệ thống truyền lực trong những trường hợp cần thiết.
- Là bộ phận an toàn bảo vệ cho chi tiết của hệ thống không bị quá tải.
Yêu cầu
- Ly hợp phải truyền hết được mô men của động cơ xuống hệ thống truyền lực mà không bị trượt
- Ly hợp ngắt dứt khoát, đóng êm dịu để giảm tải trọng động tác động lên hệ thống truyền lực.
Mô men quán tính của phần bị động trong ly hợp cần phải được tối thiểu hóa để giảm thiểu tải trọng động lên các bánh răng và bộ đồng tốc trong quá trình sang số.
Mô men ma sát không đổi khi ly hợp ở trạng thái đóng.
- Ly hợp phải có khả năng trượt khi quá tải.
- Điều khiển ly hợp phải nhẹ nhàng tránh gây mệt mỏi cho người lái xe.
- Khi có hiện tượng cộng hưởng ly hợp phải có khả năng dập tắt dao động nhằm nâng cao chất lượng truyền lực.
-Giá thành của bộ ly hợp rẻ, tuổi thọ cao,kết cấu đơn giản, kích thước gọn nhẹ,dễ tháo lắp và sửa chữa bảo dưỡng.
Phân loại ly hợp
Ta có thể phân loại ly hợp theo các phương pháp sau:
1.3.1 Theo phương pháp truyền mô men.
- Truyền mômen từ động cơ sang trục sơ cấp hộp số thông qua bề mặt ma sát.
1.Bánh đà ; 2 đĩa ma sát ; 3 đĩa ép ; 4 trục ly hợp ; 5.vỏ ; 6 bạc mở ; 7 càng mở ;
8 bi T ; 9 đòn mở ; 10 lò xo giảm chấn ; 11 trục khuỷu ; 12 càng mở ly hợp
Hình 1.1: Ly Hợp ma sát
Khi người lái không đạp chân vào bàn đạp ly hợp, lò xo màng sẽ ép đĩa ép vào đĩa bị động, tạo ra lực ma sát giữa chúng và bánh đà Mômen được truyền từ bánh đà qua hai đường: một là qua bề mặt ma sát bên trái của đĩa bị động, và hai là qua vỏ trong ly hợp đến đĩa ép Đĩa bị động kết nối với trục ly hợp thông qua khớp nối then hoa, cho phép mômen truyền từ đĩa bị động sang trục ly hợp.
Khi mở ly hợp, người lái đạp chân vào bàn đạp, tác động qua hệ thống dẫn động vào lò xo màng Lực này làm đòn mở đĩa ép chuyển động sang bên phải, tách đĩa ma sát khỏi bề mặt bánh đà Kết quả là mômen động cơ không được truyền sang trục ly hợp.
- Xung lực tác dụng từ mặt đường lên giảm.
- Khả năng giảm quá tải không cao.
- Độ êm dịu khi khởi động, đi số, về số phụ thuộc rất nhiều vào trình độ người lái.
- Khi phanh xe ở tốc độ cao gây quá tải cho HTTL (có thể làm chết máy, gãy trục cơ) ảnh hưởng đến việc điều khiển vận hành xe.
Truyền mômen thông qua chất lỏng
- Sơ đồ cấu tạo: Gồm hai phần.
+ Phần chủ động là phần bánh bơm, bánh đà.
+ Phần bị động là bánh tua bin nối với trục sơ cấp của hộp giảm tốc.
Trong không gian của bánh bơm và bánh tua bin là dầu thuỷ lực
Sơ đồ cấu tạo của ly hợp thuỷ lực.
Bánh tua bin là một thành phần quan trọng trong hệ thống, được lắp đặt cùng với bánh bơm và cánh cong để tối ưu hóa hiệu suất Tấm ngăn ngoài và tấm ngăn trong giúp kiểm soát dòng chảy, trong khi đường dầu vào đảm bảo cung cấp dầu hiệu quả Bình tản nhiệt giữ cho hệ thống hoạt động ở nhiệt độ an toàn, và van an toàn bảo vệ khỏi áp suất quá mức Bơm dầu và thùng dầu cung cấp nguồn dầu cần thiết cho hoạt động, trong khi van xả cho phép loại bỏ dầu thừa Hình 1.2 minh họa ly hợp thuỷ lực, một phần quan trọng trong cơ cấu truyền động.
Khi động cơ quay bánh bơm, chất lỏng trượt theo rãnh của bánh bơm từ trong ra ngoài và đập vào cánh tua bin, làm cho cánh tua bin quay và dẫn đến việc trục sơ cấp của hộp số quay Chất lỏng sau đó trở lại bánh bơm, tạo ra chu kỳ kín Khi tốc độ động cơ tăng, vận tốc chất lỏng cũng lớn, dẫn đến động năng truyền cho bánh tua bin tăng cao Ngược lại, trong trạng thái ngắt, khi số vòng quay động cơ quá thấp, mômen không đủ để truyền từ động cơ ra trục ly hợp.
Khi động cơ tăng số vòng quay, mômen được truyền từ động cơ sang trục ly hợp thông qua cánh tua bin Tuy nhiên, khi ly hợp được ngắt nhanh và van dầu thoát ra ngoài bình chứa, mômen sẽ không còn được truyền từ động cơ sang trục ly hợp.
- Đóng ly hợp êm dịu không giật.
Khi xe xuống dốc, việc giảm ga khiến bánh tua bin trở thành bánh chủ động, trong khi bánh bơm trở thành bánh bị động Lúc này, động cơ hoạt động như một máy nén khí, giúp kiểm soát tốc độ xe và làm cho bánh xe giảm tốc từ từ khi xuống dốc.
- Chế tạo phức tạp đòi hỏi độ chính xác cao.
Truyền mô men thông qua lực điện từ.
2 Đĩa bị động 1.Bộ phận cố định
Hình 1.3 Ly hợp điện từ
Khi không có điện cung cấp cho cuộn dây (3), lực từ trường không hình thành, dẫn đến việc phần chủ động (1) và phần bị động (4) không hút nhau, khiến mômen không được truyền từ động cơ ra trục ly hợp (5).
Khi cấp điện cho cuộn dây, lực điện từ xuất hiện, tạo ra lực hút giữa bánh đà và lõi sắt bị động Điều này khiến bánh đà quay, làm lõi sắt quay theo và truyền mômen từ động cơ sang trục ly hợp Tuy nhiên, lực hút giữa bánh đà và lõi sắt không đủ mạnh, do đó, người ta sử dụng mạt sắt để tăng cường ma sát, giúp truyền mômen hiệu quả hơn.
- Khả năng chống quá tải tốt.
- Bố trí, dẫn động mềm dẻo dễ dàng.
- Truyền mô men không tốt do lực từ tạo ra yếu.
- Bảo dưỡng sửa chữa khó khăn.
Là loại ly hợp kết hợp hai trong số các loại trên như thuỷ cơ, cơ điện
Ly hợp ma sát được ưa chuộng trong ôtô nhờ giá thành rẻ, chế tạo đơn giản và hiệu suất truyền cao Tuy nhiên, ly hợp thuỷ lực đang ngày càng phổ biến trên các xe hiện đại sử dụng hộp số tự động, nhờ vào khả năng giảm tải trọng động trên hệ thống truyền lực.
Sơ đồ cấu tạo 1 loại ly hợp hỗn hợp thuỷ lực và cơ khí dùng trên xe con
Hình 1.4 Ly hợp liên hợp
1- trục khuỷu động cơ; 2- bích trục khuỷu để bắt với bánh bơm; 3- moayơ bánh bơm; 4- tấm chắn; 5- vỏ ngoài ly hợp thuỷ lực; 6- vành răng; 7- bánh bơm; 8- vỏ bao kín; 9- bánh tuabin; 10- nút dầu; 11- moayơ bánh tuabin; 12- đĩa bánh đà của ly hợp ma sát; 13- thân ly hợp ma sát; 14- ổ bi kim; 15- đòn mở; 16- trục ly hợp; 17- lò xo ép; 18- đĩa ép; 19- đĩa ma sát; 20- lò xo ép phớt dầu; 21- phớt dầu; 22- cánh tản nhiệt; 23- cácte ly hợp.
1.3.2 Theo hình dạng của các chi tiết ma sát.
- Ly hợp dạng đĩa (một đĩa, hai đĩa)
Hai loại ly hợp hình trống và ly hợp hình nón ít được sử dụng do mômen quán tính của phần bị động quá lớn Khi ngắt ly hợp, phần này vẫn tiếp tục quay, dẫn đến va đập giữa các bánh răng và các khâu khớp trong hệ thống truyền lực.
1.3.3 Theo phương pháp phát sinh lực ép
- Loại lò xo: Lò xo đặt xung quanh, lò xo đặt trung tâm (côn), lò xo đĩa.
Lực ép nửa ly tâm được tạo ra không chỉ từ lực của lò xo côn mà còn bao gồm lực phụ do lực ly tâm của trọng khối phụ.
Ly hợp ly tâm là loại ly hợp thường được sử dụng trong hệ thống điều khiển tự động, trong đó lực ly tâm đóng vai trò quan trọng trong việc mở và đóng ly hợp Áp lực trên đĩa ly hợp chủ yếu được tạo ra bởi lực lò xo, trong khi lực ly tâm ít khi được sử dụng để tạo lực ép trên đĩa.
1.3.4 Theo kết cấu ép chia ra.
- Ly hợp thường đóng được sử dụng phổ biến trên ô tô.
- Ly hợp thường mở được sử dụng trên máy kéo.
1.3.5 Theo phương pháp dẫn động:
Dẫn động ly hợp bằng cơ khí có cấu trúc đơn giản và hiệu suất truyền lực cao, nhưng tỉ số truyền cơ khí hạn chế dẫn đến lực điều khiển lớn trên bàn đạp Do đó, phương pháp này thường chỉ được sử dụng trong ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ, nơi lực ép của lò xo ly hợp không quá lớn.
Dẫn động ly hợpbằng cơ khí có thể sử dụng dạng đòn kéo (đẩy) hoặc dây cáp.
- Dẫn động cơ khí kiểu đòn kéo (đẩy)
Hệ dẫn động ly hợp bằng cơ khí bao gồm các bộ phận chính như bàn đạp, thanh đẩy, càng mở, bạc mở và đòn mở, được thể hiện rõ trong hình.
Hình 1.5.Dẫn động cơ khí kiểu đòn kéo -Nguyên lý làm việc của hệ dẫn động này được thực hiện như sau:
Phân tích kết cấu - chọn phương án thiết kế ly hợp ô tô
1.4.1 Các ly hợp của ô tô là loại thường đóng. Ở ô tô thường dùng loại ly hợp một, hai loại hay nhiều đĩa bị động.
1.4.1.1 Ly hợp 1 đĩa bị động:
Hình 1.13 Ly hợp 1 đĩa bị động lò xo trụ bố trí xung quanh 1- trục khuỷu; 2,3 - bulông; 4 - bánh đà; 5 - đĩa ép; 6 - tấm thép truyền lực; 7 - tấm đệm;
8 - bulông; 9 - vỏ ly hợp; 10 - đệm cách nhiệt; 11 - lò xo ép; 12 - vỏ trong ly hợp; 13 - bi
"T"; 14 - bạc mở; 15 - lò xo hồi vị bạc mở; 16 - ống trượt; 17 - càng mở; 18 - đòn mở; 19
Đai ốc điều chỉnh, bulông điều chỉnh, và tấm hãm là những bộ phận quan trọng trong cơ cấu ly hợp Quang treo và cácte ly hợp đóng vai trò hỗ trợ trong việc truyền động Các bulông, chốt, và bi kim là các thành phần cần thiết để đảm bảo sự kết nối và ổn định Đĩa bị động và vú mỡ cũng góp phần vào hiệu suất hoạt động của hệ thống Cuối cùng, tấm thép, trục ly hợp và ngõng trục ly hợp là các yếu tố không thể thiếu trong việc duy trì chức năng của ly hợp.
+ Kết cấu đơn giản, rẻ tiền.
-Nhược điểm: là đóng không êm dịu.
1.4.1.2 Ly hợp nhiều đĩa bị động.
Hình 1.14Ly hợp 2 đĩa bị động
Khi ly hợp cần truyền mômen lớn hơn 70 đến 80 KGm, đường kính của đĩa ly hợp một đĩa sẽ trở nên quá lớn Để khắc phục vấn đề này, ly hợp hai hay nhiều đĩa được sử dụng, giúp giảm kích thước của đĩa và tổng thể ly hợp Tuy nhiên, ly hợp hai đĩa có cấu trúc phức tạp hơn so với ly hợp một đĩa.
Ly hợp là đóng êm dịu.
Là mở không dứt khoát. ở ly hợp thường đóng, lực đóng nhờ các lò xo ép.
Đối với thiết kế ly hợp xe, do mômen quay của động cơ không lớn (mômen khoảng 17KGm), nên chỉ cần sử dụng một đĩa Trong cấu trúc của ly hợp, chi tiết mòn chủ yếu là vành ma sát của đĩa bị động, thường là bộ phận dễ bị hỏng nhất Do đó, nhiệm vụ quan trọng là tăng cường tuổi thọ cho vành ma sát để đảm bảo hiệu suất hoạt động của ly hợp.
1.4.2 Phương án chọn lò xo ép
Hình 1.15 Đặc tính của các loại lò xo
Lò xo có đặc tính vùng biến dạng nhỏ, dẫn đến độ cứng tăng nhanh khi các vùng lò xo trùng lên nhau Nhược điểm này yêu cầu phải tạo ra lực lớn để ngắt ly hợp, và khi đĩa ma sát mòn đi, lực ép sẽ giảm nhanh chóng.
1.4.2.2 Lò xo trụ : ở dạng bố trí xung quanh ( 1 hoặc 2 hàng )
Kết cấu nhỏ gọn ,khoảng không gian chiếm chỗ ít và ưu điểm tạo ra lực ép lớn Nên thường sử dụng loại trên xe tải
Các lò xo thường không đảm bảo các thông số cơ bản hoàn toàn giống nhau, vì vậy cần lựa chọn cẩn thận Nếu không, lực ép trên đĩa sẽ không đều, dẫn đến tấm ma sát bị mòn không đồng đều và lực bàn đạp để mở ly hợp sẽ lớn hơn.
1.4.2.3 Ly hợp dùng lò xo màng:
Lực ép của ly hợp trong miền làm việc của nó có đặc tính ổn định, thay đổi không đáng kể theo biến dạng Điều này dẫn đến việc lực ngắt ly hợp không cần quá lớn, và khi đĩa ma sát bị mòn, lực ép giảm cũng không đáng kể.
Nhược điểm tạo lực ép không lớn nên thường dùng trên xe co
1.4.3 Đĩa bị động của ly hợp.
Ly hợp yêu cầu đóng êm dịu, vì vậy đĩa bị động loại đàn hồi được sử dụng để giải quyết vấn đề này Các rãnh hướng tâm được xẻ trên đĩa, chia nó thành nhiều phần, giúp các phần này uốn cong theo các hướng khác nhau Nhờ vào thiết kế này, đĩa bị động giảm thiểu hiện tượng vênh khi bị nung nóng trong quá trình làm việc.
A;Sườn thép gợn sang ,B,C :Đinh tán ,1 Mặt phía bánh đà , 2.Mặt phía mâm ép ( Hình1.16)
Xương đĩa thường được sản xuất từ thép cacbon 45, 65P và 70, trải qua nhiều quy trình chế tạo cần thiết để tôi, thường trong dầu và ram trong khuôn, nhằm đạt được độ cứng tối ưu.
Quá trình chế tạo phôi được hoàn tất với bước phát hoá và kiểm tra các thông số cơ bản, trong đó độ không phẳng không được vượt quá 0,4 đến 0,5mm dưới tải trọng từ 20 đến 50N.
Trong quá trình vận hành ô tô, hiện tượng trượt ly hợp khi khởi động, sang số hoặc phanh có thể gây ra nhiệt độ cao, dẫn đến mòn và thậm chí cháy vòng ma sát nếu chúng có chất lượng kém Do đó, vòng ma sát cần sở hữu những đặc tính nhất định để đảm bảo hiệu suất và độ bền trong quá trình sử dụng.
- Đảm bảo có hệ số ma sát cần thiết và ổn định khi có sự thay đổi về nhiệt độ, tốc độ trượt và áp suất.
- Trở lại khả năng ma sát ban đầu được nhanh chóng sau khi bị nung nóng hay bị làm lạnh.
- Làm việc tốt ở nhiệt độ cao.
- Có tính chất cơ học cao.
Trên bề mặt ma sát người ta thường xẻ các rãnh có chiều sâu không lớn hơn 25% và có chiều rộng từ 3 5 mm.
Chiều dày của tấm ma sát nằm trong khoảng 3 5mm.
Các này có tác dụng làm thoát khỏi bề mặt ma sát các sản phẩm mài mòn và thông gió bề mặt ma sát.
Vật liệu thường sử dụng cho các chi tiết này bao gồm phêrađô, phêrađôraibet và raibet đồng Đinh tán là chi tiết quan trọng kết nối giữa tấm ma sát và xương đĩa bị động Đường kính của đinh tán được xác định dựa trên độ dày của tấm ma sát theo tiêu chuẩn của hãng Pherodo (Pháp) Cụ thể, khi độ dày tấm ma sát H là 3mm, đường kính D sẽ nằm trong khoảng 2,5 đến 3mm; với H là 4mm, D sẽ từ 3 đến 3,75mm; và khi H là 5mm, D sẽ dao động từ 4 đến 4,5mm.
Moayơ của đĩa bị động được lắp với trục ly hợp nhờ then hoa có dạng thân khai chữ nhật. Tất cả được tiêu chuẩn hoá.
Moayơ thường được chế tạo từ thép 35,40 sau khi thấm nitơ cacbon, tôi đến độ cứng 70HRC.
4 Vòng ma sát giảm chấn
Khi mômen động cơ thay đổi, có thể xảy ra dao động trùng với tần số dao động riêng của các chi tiết trong hệ thống truyền lực, dẫn đến cộng hưởng và có thể gây hư hỏng Để giảm độ cứng của hệ thống và tần số riêng, cần thiết phải sử dụng lò xo giảm chấn Đồng thời, để tránh cộng hưởng ở tần số thấp, các chi tiết ma sát được thiết kế để thu năng lượng từ các dao động này.
Giới thiệu xe tham khảo và phân tích đặc điểm kết cấu ly hợp của xe tham khảo
2.1.1 Giới thiệu về xe tham khảo:
Mazda 2 là một mẫu xe con 5 chỗ ngồi, được trang bị động cơ xăng 4 kỳ Skyactiv Xe đạt mô men xoắn cực đại 185 Nm tại 4500 vòng/phút và công suất tối đa 107 mã lực.
Kw ở 6000 vòng /phút Tốc độ tối đa 150 km/h Hộp số sàn 5 cấp.Hệ thống phanh trước dung đĩa và phanh sau là phanh tang trống.
- Thông số kỹ thuật của xe: Đặc tính kỹ thuật
Trọng lượng không tải KG 1300
Trọng lượng toàn tải KG 1795
Vận tốc lớn nhất Km/h 150
Tỉ số truyền lực chính 4,22
Ly hợp Dẫn động thuỷ lực
Công suất lớn nhất 107(Kw) ở 6000 (v/ph)
Mômen xoắn lớn nhất 185(N.m) ở 4500(v/ph)
2.1.2 Phân tích đặc điểm kết cấu hệ thống ly hợp của xe :
Ly hợp của xe Mazda 2 là loại ly hợp ma sát khô với một đĩa bị động, nổi bật với những ưu điểm như an toàn trong hoạt động, khả năng thoát nhiệt hiệu quả, mở dứt khoát và kích thước nhỏ gọn.
Dẫn động thuỷ lực có trợ lực chân không mang lại nhiều ưu điểm, bao gồm việc bố trí linh hoạt các chi tiết trong hệ thống dẫn động Hệ thống này hoạt động nhạy bén, giúp giảm lực điều khiển cho người lái, tạo cảm giác nhẹ nhàng và dễ dàng hơn khi điều khiển xe.
1.2.1.Kết cấu cụm ly hợp của xe:
Cụm kết cấu ly hợp bao gồm nhiều thành phần quan trọng như vỏ ngoài, vành răng, vỏ ly hợp, đinh tán, ổ bi cầu, trục khuỷu, trục ly hợp, tấm ma sát, bánh đà, bulông, lò xo màng, đĩa ép, moayơ, bi T, càng mở, bạc lót, ổ bi, bánh răng liền trục, bulông M6, lò xo giảm chấn, tấm đệm và thanh đàn hồi Các bộ phận này phối hợp chặt chẽ để đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu của hệ thống ly hợp trong các phương tiện cơ giới.
Khi đóng ly hợp, người lái không đạp chân vào bàn đạp ly hợp, dẫn đến việc không còn lực tác dụng lên đầu đòn mở Lò xo ép sẽ ép đĩa 17 vào đĩa bị động thông qua bề mặt ma sát, truyền mô men từ bánh đà theo hai đường Đường thứ nhất là từ bánh đà qua bề mặt ma sát bên trái của đĩa bị động, trong khi đường thứ hai truyền mô men qua vỏ trong ly hợp qua thanh đàn hồi 27 đến đĩa ép, thông qua bề mặt ma sát bên phải của đĩa bị động, từ đó mô men được truyền từ đĩa ép sang đĩa bị động.
Vậy cả 2 con đường mô men truyền tới đĩa bị động đến moay ơ và tới trục ly hợp.
Khi mở ly hợp, người lái đạp chân vào bàn đạp thông qua hệ thống dẫn động Lực tác động từ người lái vào đòn mở ly hợp sẽ ép bi tì vào đĩa lò xo, làm cho lò xo này quay quanh đinh tán và không còn ép đĩa nữa, từ đó ly hợp được mở.
1-lò xo giảm chấn , 2- moay ơ , 3- đinh tán , 4- đĩa ma sát
Hình 2.2 Đĩa bị động Kết cấu cụm đĩa bị động:
Đĩa ma sát bao gồm hai tấm ma sát và xương đĩa được kết nối bằng đinh tán Xương đĩa được chế tạo từ thép mỏng với các rãnh chia thành hình rẻ quạt đều, giúp giảm độ cứng, tăng tính đàn hồi, giảm khối lượng và hạn chế hiện tượng cong vênh khi đĩa ma sát bị quá nhiệt.
Tấm ma sát hình vành khăn có bề mặt lắp với xương đĩa trơn, trong khi mặt bên kia được thiết kế với khía rãnh hướng tâm, giúp thoát nhiệt và một phần vật liệu sinh ra do cọ sát.
+ Các đinh tán làm bằng đồng.
Moay ơ là bộ phận quan trọng trong hệ thống truyền động, có chức năng truyền mo men xoắn từ đĩa bị động đến trục ly hợp Mặt trong của moay ơ được gia công với rãnh then hoa hình chữ nhật, giúp lắp ghép chắc chắn với trục ly hợp để thực hiện việc đóng mở ly hợp Ngoài ra, moay ơ còn được thiết kế với các lỗ hình chữ nhật để lắp lò xo giảm chấn và các rãnh cho phép chốt truyền lực xuyên qua, đảm bảo hiệu suất hoạt động ổn định.
Bộ phận giảm chấn xoắn bao gồm bốn lò xo trụ, có chức năng giảm thiểu dao động cộng hưởng do sự thay đổi mô men xoắn của động cơ gây ra.
Hình 2.3 Kết cấu lò xo dạng màng
Lò xo ép màng tạo ra lực ép đồng đều và đáng tin cậy hơn so với các loại lò xo ép khác Độ mòn của các tấm ma sát không ảnh hưởng nhiều đến sức ép, giúp lực cần thiết để mở ly hợp nhẹ hơn và giảm thiểu việc sử dụng đòn mở Nhờ đó, cấu trúc trở nên đơn giản hơn và khối lượng cụm ly hợp cũng giảm đi.
Lò xo tác dụng như 1 đòn bẩy nó quoay quanh đinh tán khi mở ly hợp thì nó tì vào đĩa ép trực tiếp.
- Bộ phận truyền mo men từ vỏ ly hợp tới đĩa ép là thanh thép đàn hồi
Đĩa ép là một khối dày được chế tạo từ gang, có khả năng thu nhiệt và tỏa ra môi trường xung quanh Bề mặt tiếp xúc của đĩa được làm nhẵn, giúp tăng hiệu quả ma sát.
Bánh đà được làm từ gang, có khả năng hấp thụ nhiệt do sự trượt gây ra, đồng thời đóng vai trò định tâm cho ly hợp và dự trữ mô men Ngoài ra, bánh đà còn được trang bị vành răng khởi động.
Dẫn động thuỷ lực có trợ lực chân không.
Hình 2.4 Hệ thống dẫn động
Hình 2.5 Cụm bộ trợ lực và xy lanh chính
Khi người lái tác dụng lên bàn đạp 12, cần đẩy 32 dịch chuyển sang trái, mở van khí và đóng van điều khiển 26, tạo ra sự chênh áp giữa khoang A và khoang B Điều này làm cho van chân không di chuyển sang trái, đẩy ty piston của xi lanh chính 7 sang trái, từ đó dồn dầu qua ống dẫn đến xi lanh công tác 2 Kết quả là lực tác dụng lên piston của xi lanh công tác 2 làm mở càng ép bi tỳ vào lò xo màng mở ly hợp.
16 : lò xo hồi vị piston c / hoá
Khi người lái ngừng tác động lên bàn đạp, hệ thống lò xo hồi vị làm cho bàn đạp 12 cần đẩy 32 và van khí trở về vị trí ban đầu Lúc này, van khí ép chặt vào van điều khiển, mở van chân không ra Kết quả là khoang chân không A nối thông với khoang B, trong khi khoang B không còn thông với khí trời.
Tính toán thiết kế hệ thống ly hợp
2.2.1 Xác định mômen ma sát của ly hợp được tính theo công thức sau:
Mc: Mômen ma sát của ly hợp
Memax: Mômen xoắn cực đại của động cơ.
: Hệ số dự trữ ly hợp.
Hệ số cần lớn hơn 1 để đảm bảo truyền tải toàn bộ mômen từ động cơ, nhưng không nên quá lớn để tránh làm tăng kích thước và khối lượng của đĩa ma sát cũng như số lượng đĩa, điều này có thể dẫn đến yêu cầu lực tác dụng lớn lên đĩa ma sát và nguy cơ quá tải cho hệ thống truyền lực trong điều kiện làm việc bất thường.
Dựa theo tiêu trí trên và dựa theo kinh nghiệm ta chọn.
Mômen lớn nhất của động cơ : Memax = 185 (Nm)
Vậy mômen ly hợp Mc = 185 x 1,4 = 259 ( Nm)
2.2.2 Xác định kích thước cơ bản của ly hợp.
2.2.2.1 Xác định đường kính trong và ngoài đĩa ma sát.
Khi thiết kế người ta chọn sơ bộ đường kính ngoài theo kinh nghiệm như sau:
D2: Đường kính ngoài đĩa ma sát
C: Hệ số kinh nghiệm , C = 4,7 với ôtô con
Lấy D2" cm Đường kính trong D1 chọn theo: D1 = (0,53 0,75) D2
Khi đĩa ma sát quay với vận tốc góc nào đó, vận tốc tiếp tuyến ở một điểm x bất kỳ x x R
Vận tốc trượt ở mép trong của đĩa nhỏ hơn ở mép ngoài, dẫn đến việc mép trong ít mòn hơn Sự chênh lệch này càng lớn khi bán kính trong và ngoài càng khác nhau Đối với động cơ có số vòng quay thấp, chọn D1 = 0,53 D2, trong khi với động cơ có số vòng quay cao, chọn D1 = 0,75 D2.
Xe thiết kế chạy bằng xăng, số vòng quay động cơ tương đối cao nên lấy D1 ở trị số lớn:
Vậy ta chọn kích thước đường kính trong và ngoài đĩa ma sát
2.2.2.2.Xác định số đĩa bị động
Mômen ma sát của ly hợp được xác định theo công thức
Số đôi bề mặt ma sát được tính theo công thức :
Trong đó : Mc - mômen ma sát của ly hợp.Mc = 185 ( Nm) b - bề rộng tấm ma sát gắn trên đĩa bị động. b = R2 - R1 = 110 - 80 = 30 mm = 3 cm
[q] - áp lực riêng cho phép trên bề mặt ma sát.
Trong bảng 3 của sách hướng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp của ôtô", nguyên liệu cho các bề mặt được chọn là gang kết hợp với phêrađô, từ đó xác định hệ số ma sát là μ = 0,3.
Tra bảng 3 Sách hướng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp của ôtô", ta xác định áp lực riêng cho phép: [q] = 100 250 kN/m 2
Ta chọn [q] = 200 kN/m 2 = 2 kG/cm 2
Số đôi bề mặt ma sát cần phải là số chẵn, vì vậy ta chọn i = 2 Do đó, số lượng đĩa bị động của ly hợp là n = 1 Để kiểm tra áp suất trên bề mặt ma sát, chúng ta sử dụng công thức tương ứng.
Bề mặt ma sát bảo đảm đủ độ bền cho phép.
2.2.2.3 Xác định công trượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp
Khi khởi động, đĩa chủ động ly hợp quay theo trục khuỷu trong khi đĩa bị động chưa quay, dẫn đến sự chênh lệch tốc độ Trước khi hai đĩa quay cùng một lúc, luôn có hiện tượng trượt xảy ra Khi sang số hoặc phanh, người lái mở ly hợp và đóng lại, tạo ra sự chênh lệch tốc độ giữa hai đĩa, gây ra trượt trước khi chúng kết hợp thành một hệ thống liền mạch Tóm lại, bất kỳ nguyên nhân nào gây ra sự chênh lệch tốc độ giữa đĩa chủ động và bị động đều dẫn đến hiện tượng trượt.
Hiện tượng trượt trong hệ thống ly hợp tạo ra công ma sát, dẫn đến việc sinh nhiệt và làm nóng các chi tiết vượt quá nhiệt độ làm việc bình thường Nhiệt độ cao này có thể khiến lò xo bị ủ, làm giảm khả năng ép và gây hao mòn nhanh chóng cho các bộ phận như đĩa ma sát và đĩa ép.
Công trượt riêng chịu ảnh hưởng bởi kết cấu, vật liệu và tải trọng, đồng thời còn phụ thuộc vào cách điều khiển của người lái trên bề mặt ma sát ly hợp Khi đã xác định được kết cấu, tải trọng và vật liệu, ta cần xem xét ảnh hưởng của phương pháp điều khiển đến công trượt.
Trường hợp đóng ly hợp đột ngột xảy ra khi động cơ hoạt động ở số vòng quay cao và bàn đạp ly hợp được thả ra đột ngột Mặc dù thời gian đóng ly hợp rất ngắn, nhưng tải trọng động trong tình huống này lại rất lớn Do đó, không nên áp dụng phương pháp này.
Trường hợp đóng ly hợp êm dịu : Để xác định được công trượt lớn nhất thì xét trường hợp đóng ly hợp êm dịu lúc khởi động
Quá trình này chia làm 2 giai đoạn.
Tăng mômen ly hợp từ 0 đến Ma, tức là mômen cần thiết để chuyển động quy dẫn về trục ly hợp, sẽ giúp ôtô bắt đầu chuyển động tại chỗ, được đặc trưng bởi công trượt L1.
+ Tăng mômen ly hợp tới một giá trị thích hợp mà ly hợp không thể trượt được nữa (đặc trưng bằng công trượt L2)
Tính công trượt theo phương pháp thứ 2:
Trong đó:G : Tải trọng toàn bộ của ôtô : G = M.g = 1795 (N)
: Hệ số cản tổng cộng của đường
F: hệ số cản lăn của đường, f = 0,03
KFV 2 : Phần cản của không khí, khi khởi động tại chỗ V = 0 rbx: Bán kính làm việc của bánh xe rbx = .r0 (r0 – bán kính thiết kế; - hệ số kể đến sự biến động của lốp, chọn = 0,935)
.25,4 (mm) B: Chiều rộng của lớp: B = 195 mm d: đường kính vành bánh xe : d insơ rbx =
Tỉ số truyền của hộp số phụ được tính bằng công thức i f = 1, trong đó tỉ số truyền của hệ thống truyền lực được xác định là i0, ih1 Cụ thể, i0 = 4,22 và ih1 = 3,147, từ đó suy ra tỉ số truyền tổng quát là it = i0 * ih1 = 4,22 * 3,147 = 28 Đối với số vòng quay của động cơ khi khởi động ô tô tại chỗ, ta chọn n0 = 0,75, dẫn đến nemaz = 0,75 * 4500 = 375 (vòng/phút).
2.2.2.4 Kiểm tra công trượt riêng. Để đánh giá độ hao mòn của đĩa thì phải kiểm tra công trượt riêng, công trượt riêng là: l0
F: Diện tích một bề mặt ma sát đĩa bị động (m 2 )
R1,R2 là bán kính trong và ngoài mặt đĩa bị động
2.2.2.5 Kiểm tra theo nhiệt độ các chi tiết.
Công trượt có thể làm nóng các chi tiết như đĩa ép bánh đà, dẫn đến mất khả năng hoạt động bình thường của chúng Do đó, việc kiểm tra nhiệt độ của các chi tiết là rất cần thiết Tấm ma sát dẫn nhiệt kém, cùng với bánh đà có khối lượng và kích thước lớn, khiến việc kiểm tra đĩa ép trở nên quan trọng hơn bao giờ hết.
Xác định độ tăng nhiệt theo công thức.
Trong đó: L: Công trượt tổng cộng ly hợp.
C: Tỷ nhiệt chi tiết bị nung nóng, đối với gang C = 500 J/kg 0 C. mt: Khối lượng chi tiết bị nung nóng (đĩa ép), mt = 5 KG
: Hệ số xác định phần công trượt dùng nung nóng, đĩa ép bị nung nóng ở đây ta tính cho đĩa ép ngoài
2n với n là số lượng đĩa bị động n = 1
2.2.2.6 Tính toán sức bền một số chi tiết chủ yếu.
Đĩa bị động là một thành phần quan trọng trong hệ thống ly hợp, được thiết kế để giảm kích thước khi làm việc trong điều kiện ma sát khô Để đạt được hiệu suất tối ưu, vật liệu có hệ số ma sát cao được lựa chọn cho các tấm ma sát, được gắn chặt với xương đĩa bằng đinh tán Xương đĩa thường được chế tạo từ thép carbon trung bình và cao, như thép 50 và 85, với độ dày dao động từ 1,5 đến 2,0 mm.
Chiều dày tấm ma sát thường chọn từ (3 5) mm, vật liệu của tấm ma sát thường là Pharêđô đồng.
Tấm ma sát được gắn với xương đĩa bị động bằng đinh tán bằng đồng có đường kính (46)mm.
Hình 2.6 Cách bố trí đinh tán Đinh tán được bố trí trên 1 dãy ở giữa vành ma sát, tương ứng với bán kính r.
Lực tác dụng lên dãy đinh tán được xác định theo công thức. r
max Đinh tán được kiểm tra theo ứng suất cắt và chèn dập
F [ ] n.l.d d: Đường kính đinh tán n: Số lượng đinh tán
F: Lực tác động lên mỗi đinh tán
C, cd : ứng suất cắt và chèn dập
R = 9,5mm (0,095m) và n = 16 đinh, với đường kính d = 4mm (0,004m) Chiều dài bị chèn dập của đinh tán được tính theo sơ đồ là l = 1/2 chiều dày tấm ma sát, trong đó chiều dày tấm ma sát là 4mm, dẫn đến l = 1/2 * 4 = 2mm.
((N/m 2 ) Vật liệu làm đinh tán là đồng có ứng suất cho phép
So sánh ta thấy đinh đủ bền.
Chiều dài moay ơ ở đĩa bị động được chọn làm sao để giảm độ đảo của đĩa bị động và góp phần tăng bền then hoa. d D
Khi làm việc then hoa của moay ơ chịu ứng suất cắt và chèn dập được xác định theo công thức.
Memax: Mômen lực của động cơ. z1:số lượng moayơ z1=1 z2: Số then hoa của moayơ
D: Đường kính ngoài then hoa b: Bề rộng một then hoa.
Trước tiên tính sơ bộ trục then hoa.
Với [] là ứng suất xoắn cho phép (thép 40X) [] = 4.10 7 2
Tra bảng tiêu chuẩn ta lấy then có dTb 0,029 (m).
Với Moayơ ly hợp L = D = 35mm
Vậy ta chọn các thông số kính thước của Moayơ
[cd] = 2.10 7 (N/m 2 ) Vậy then hoa đủ bền.
* Kiểm tra đinh tán nối Moayơ với xương đĩa.
Ta cung kiểm tra theo bền cắt và chèn dập. Đường kính đinh tán d = 6mm = 0,006m
Chiều dài bị chèn dập l = 4mm = 0,004m
Bán kính bố trí đinh tán R = 0,05m
Lực tác dụng lên đinh tán; 0 , 05 ã 185
(N/m 2 ) Vật liệu làm đinh tán là thép C65 có ứng suất cho phép
[C] = 4.10 7 (N/m 2 ) ; [cd] = 8.10 7 (N/m 2 ) Vậy đinh tán đủ bền.
* Kiểm tra trục ly hợp.
Trục ly hợp là trục sơ cấp của hộp số, với đầu trước gối lên bi trong bánh đà và đầu sau lắp ổ bi vào vỏ hộp số Cuối trục có bánh răng nghiêng liên kết với bánh răng trung gian của hộp số Để kiểm nghiệm trục, cần chọn chế độ mômen lớn nhất và đặt hộp số ở tay số 1.
1-ổ bi trong bánh đà 3-trục ly hợp 2-đĩa ly hợp 4-bánh răng liền trục
Sơ đồ hoá ở tay số 1 :
Xác định lực và hành trình của bàn đạp khi không có trợ lực
Hình 3.1 Cơ cấu dẫn động ly hợp
+a15 mm ;a2` mm ; b1 mm ; b2`mm ;c1@ mm ;c200 mm; d2=0,85d1
* Xác định hành trình bàn đạp
Hành trình bàn đạp được xác định theo công thức:
St: là hành trình tổng (toàn bộ) của bàn đạp ly hợp
S0: là hành trình tự do của bàn đạp để khắcphục khe hở
: khe hở giữa bi mơ và đầu nhỏ của lò xo chọn: = 4mm (theo tiêu chuẩn 3- 5 mm)
Slv: là hành trình làm việc của bàn đạp để khắc phục khe hở giữa các bề mặt ma sát,
: lấy ở vị trí khi ly hợp ngắt hoàn toàn lấy 1,5 – 2,0 với ly hợp 1 đĩa
Suy ra St = 55,7+65,025 120,76 (mm) Hành trình cho phép [St] = 180mm Vậy hành trình của bàn đạp nằm trong giới hạn cho phép.
*lực người lái tác dụng lên bàn đạp để mở ly hợp khi chưa có trợ lực
: tổng lực ép cực đại của các lò xo ép lên đĩa ép khi mở ly hợp
Trong đó idd : tỉ số truyền chung của hệ thống idd',86
Đường kính xy lanh công tác
Đường kính d1,d2: nằm trong khoảng 20-36 mm
Thiết kế bộ trợ lực chân không
3.3.1 Xác định lực mà bộ cường hoá phải thực hiện:
Ta đã có: khi không cường hoá lực tác động bàn đạp
Để giảm bớt sức lao động của người lái, chúng ta lắp thêm bộ trợ lực tác động lên bàn đạp với lực Qbđc = 70(N) Bộ cường hoá được bố trí ngay trước xylanh chính, hướng về phía bàn đạp, từ đó xác định được lực mà bộ cường hoá cần sinh ra là Qtđk = 181,39 (N).
Vậy bộ cường hoá chân không phải sinh ra một lực là 835,425(N)
3.3.2 Xác định thiết diện màng sinh lực và hành trình màng sinh lực
Trong đó: Qc đã giải thích, Qc = 835,425 (N)
Pmax là lực lớn nhất tác dụng lên lò xo, chọn Pmax %Qc
S: tiết diện màng sinh lực
P : độ chênh áp suất trước và sau màng sinh lực
Chọn P =0,05 MPa =5.10 4 N/m 2 =0,05 N/mm 2 ứng với chế độ làm việc không tải của động cơ.
đường kính này sinh lực : S m
3.3.3 Tính lò xo hồi vị màng sinh lực
Khi bộ cường hoá sinh đạt hiệu suất tối đa, lò xo hồi vị sẽ chịu tải lớn nhất Để xác định kích thước lò xo giảm chấn, cần lựa chọn tải trọng lớn nhất tác động lên nó.
Lực lò xo ghép ban đầu Pbđ = 7%Qc = 7%.1509 106(N)
Xác định số vòng làm việc của lò xo;
: độ biến dạng của lò xo từ vị trí chưa làm việc đến vị trí làm việc
G: module đàn hồi dịch chuyển.
G = 8.10 10 (N/m 2 ) d: đường kính dày làm lò xo chọn d = 3(mm) = 0,003(m)
D: đường kính trung bình của lò xo giảm chấn
Số vòng toàn bộ của lò xo: n = n0 + 1 = 4,5 + 1 = 5,5 vòng
Giả thiết khe hở cực tiểu giữa các vòng lò xo này khi mở hết ly hợp là
= 1,5mm Nên chiều dài tự nhiên của lò xo là l =n d + .d + Sm = 5,5.3 + 1,5 4,5 + 20 = 44(mm)
Lò xo được kiểm bền theo ứng xuất xoắn
Trong đó k là hệ số ảnh hưởng k = 1,13
Vật liệu chế tạo lò xo là thép 65Γ có ứng suất cho phép là []=7.10 8 (N/m 2 ) nên lò xo đủ bền.
Những hư hỏng thường gặp của ly hợp
STT Hiện tượng Nguyên nhân có thể Kiểm tra, sửa chữa
1 Ly hợp bị trượt trong quá trình làm việc
- Hành trình bàn đạp không đủ
- Các thanh kéo bị cong hoặc kẹt khớp
- Lò xo ép bị yếu hoặc gãy
- Các cần bẩy bị cong hoặc chỉnh không đều
- Đĩa ma sát bị cong vênh
- Đĩa ép bị mòn, chai cứng, dính dầu
- Nắn, chỉnh và tra dầu
- Nắn lại hoặc thay mới
2 Ly hợp rung và giật khi kết nối
- Đĩa ma sát bị dính dầu mỡ hoặc long đinh tán
- Kẹt đĩa ma sát trên khớp then hoặc trục sơ cấp hộp số
- Đĩa ma sát, lò xo hoặc đĩa ép bị vỡ
- Đĩa ma sát bị cong, vênh
- Chiều cao các đòn mở không bằng nhau
- Làm sạch, thay tấm ma sát hoặc thay đĩa
- Làm sạch,sửa chữa và bôi trơn khớp
- Nắn lại hoặc thay mới
Ly hợp nhả không hoàn toàn
- Hành trình tự do bàn đạp quá dài
- Đĩa ly hợp hoặc đĩa ép bị cong vênh
- Long đinh tán gắn các tấm ma sát
- Chiều cao các cần bẩy không đều
- Đĩa ma sát bị kẹt trên trục ly hợp
- Mài phẳng đĩa ép, nắn, thay đĩa ma sát
- Tán lại hoặc thay mới
- Làm sạch moay ơ, then hoa và tra dầu
Ly hợp gây ồn ở trạng thái nối
- Khớp then hoa bị mòn gây rơ lỏng
- Lò xo giảm chấn bị yếu, gãy
- Động cơ và hộp số không thẳng tâm
- Định tâm và chỉnh lại
STT Hiện tượng Nguyên nhân có thể Kiểm tra, sửa chữa
5 Ly hợp gây ồn ở trạng thái ngắt
- Vòng bi, khớp trượt bị mòn, hỏng và khô dầu
- Điều chỉnh các cần bẩy không đúng
- Vòng bi gối trục sơ cấp ở đuôi trục khuỷu bị mòn, hỏng hoặc khô dầu
- Lò xo màng bị mòn hỏng
- Tra dầu hoặc thay mới
- Tra dầu hoặc thay mới
- Thay đĩa ép và lò xò
6 Bàn đạp ly hợp bị rung
- Động cơ và hộp số không thẳng tâm
- Bánh đà bị cong vênh và lắp không đúng
- Vỏ ly hợp bị lắp lệch tâm với bánh đà
- Chỉnh các cần bẩy không đều
- Đĩa ép hoặc đĩa ma sát bị cong vênh
- Cụm đĩa ép lắp không đúng tâm
- Sửa chữa hoặc thay mới
- Chỉnh lại hoặc thay đĩa ép
7 Đĩa ép bị mòn nhanh
- Bánh đà hoặc đĩa ép bị nứt
- Lò xo ép yếu, gãy
- Đĩa ép và đĩa ma sát bị cong vênh
- Hành trình tự do của bàn đạp không đúng
- Lái xe đặt chân bàn đạp khi không cần ngắt ly hợp
- Thay cụm đĩa ép hoặc lò xo
- Bỏ chân khỏi bàn đạp côn trừ khi cần thiết
Bàn đạp ly hợp nặng
- Các thanh nối không thẳng hàng nhau và khớp của chúng khô dầu
- Bàn đạp bị cong hoặc kẹt
- Lò xo hồi về lắp không đúng
- Bảo dưỡng, chỉnh lại và tra dầu mỡ
9 Bàn đạp ly hợp khi đạp không căng
- Có bọt khí trong đường ống
- Xi lanh con bị hỏng
- Sửa chữa xi lanh con
STT Hiện tượng Nguyên nhân có thể Kiểm tra, sửa chữa
- Xi lanh cái bị hỏng - Sữa chữa xi lanh cái
Quy trình tháo lắp ly hợp
4.2.1 Quy trình tháo ly hợp
STT Nội dung công việc Dụng cụ Yêu cầu kỹ thuật
1 Chèn bánh xe Đòn kê, đòn chèn Đảm bảo an toàn
- Đánh dấu trên mặt bích trục các đăng và mặt bích của bộ vi sai
- Tháo 4 đai ốc, 4 bu lông, 4 vòng đệm và ngắt trục các đăng ra
3 Tháo nắp đậy trên cabin Clê dẹt 10
4 Tháo dẫn động phanh tay Kìm
5 Tháo cơ cấu điều khiển Choòng 12
6 Tháo 4 bu lông bắt hộp số với vỏ bao bánh đà Khẩu 19-22
7 Tháo hộp số Pa lăng Xoay trục càng mở
( càng cua ) ở vị trí nằm ngang
8 Tháo trục càng mở Khẩu 14
- Đánh dấu vị trí giữa vỏ ly hợp và
STT Nội dung công việc Dụng cụ Yêu cầu kỹ thuật
9 Tháo bộ ly hợp Khẩu 12-14 bánh đà
- Nới lỏng đều, bắt chéo xen kẽ làm nhiều lần rồi mới tháo hẳn
10 Tháo đĩa ép rời với vỏ ly hợp Choòng 14 Khi tháo xong ê cu nới bàn ép từ từ
11 Tháo đòn mở ly hợp
4.2.2 Quy trình lắp ly hợp
Trình tự lắp tiến hành ngược với trình tự tháo Chú ý:
- Kiểm tra lại, chắc chắn rằng đĩa ma sát, đĩa ép sạch, không dính dầu mỡ.
- Lắp bộ ly hợp lên bánh đà đúng dấu.
- Bôi một lớp mỡ mỏng lên các then hoa đĩa ly hợp.
- Khi xiết chặt các bu lông ly hợp, bắt đầu xiết từ bu lông gần chốt định vị Sau đó xiết dần từng vòng một theo thứ tự.
Trước khi hoàn tất việc xiết bu lông, hãy lắc SST theo các phương để đảm bảo bộ ly hợp được đồng tâm Nếu đạt yêu cầu, tiếp tục xiết bu lông với moment cần thiết.
- Bôi một lượng mỡ tối thiểu lên các chi tiết quay như hình 4.1 để ngăn mỡ bám vào lớp ma sát do lực ly tâm khi ly hợp quay.
- Điều chỉnh chiều cao các đòn mở sau khi lắp bộ ly hợp lên động cơ.
Hình 4.1 Các vị trí bôi mỡ trước khi lắp ly hợp
4.3 Quy trình kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa ly hợp
- Bề mặt của tấm ma sát bị dính dầu mỡ
- Bề mặt của tấm ma sát bị chai cứng, cháy xám, nứt vỡ do nhiệt độ cao, bị cong vênh.
- Tấm ma sát bị mòn nhô đinh tán do làm việc lâu ngày
- Lỗ then hoa moay ơ bị mòn hỏng do va đập với trục.
- Gây hiện tượng trượt khi đóng ly hợp và khi nối truyền động có hiện tượng rung giật, các chi tiết bị mòn nhanh.
- Quan sát bề mặt của tấm ma sát nếu mòn ít, có dầu mỡ thì dùng xăng rửa sạch rồi lấy giấy nhám đánh lại.
- Gõ vào tấm ma sát để phát hiện nếu đinh tán nào bị lỏng ( có tiếng kêu rè ) thì tán lại.
- Dùng trục mới để kiểm tra rãnh then của moay ơ, nếu bị mòn nhiều thì phải thay mới.
- Dùng hai khối nâng tâm, đồng hồ xo trục đồng tâm để kiểm tra độ vênh của đĩa ly hợp, độ vênh quá thì phải uốn nắn lại ( Hình 4.2 )
- Kiểm tra chiều sâu của đinh tán nếu chiều sâu đinh tán không đủ tiêu chuẩn thì phải thay tấm ma sát mới ( Hình 4.3 )
Hình 4.2 Kiểm tra độ cong vênh của đĩa ma sát.
1 Đĩa ma sát; 2 Đồng hồ so; 3 Khối chống tâm
Hình 4.3 Kiểm tra chiều sâu đinh tán của đĩa ma sát.
* Quy trình thay tấm ma sát mới:
Bước 1: Bỏ tấm ma sát cũ.
- Dùng mũi khoan để khoan bỏ mũ đinh tán sau đó dùng đột để đột bỏ đinh tán, lấy tấm ma sát cũ ra.
- Dùng giấy ráp vệ sinh sạch sẽ đĩa thép.
Bước 2: Chọn tấm ma sát và đinh tán
- Chọn tấm ma sát có kích thước phù hợp.
- Chọn đinh tán bằng đồng rỗng hoặc bằng nhôm có đường kính ngoài bằng đường kính lỗ trên đĩa thép và chọn chiều dài đinh tán phù hợp
Bước 3: Đối với tấm ma sát chưa khoan lỗ cần tiến hành như sau:
- Kẹp tấm ma sát vào đĩa thép bằng ê-tô.
- Dùng đĩa thép làm dưỡng và khoan Mũi khoan thứ nhất có đường kính bằng đường kính của lỗ trên đĩa thép và khoan thẳng.
- Mũi khoan thứ hai có đường kính lớn hơn mũi khoan thứ nhất từ 0,2 - 0,5 mm và khoan sâu 3/5 chiều dày tấm ma sát
- Chọn đinh tán có đường kính bằng đường kính lỗ thép và có chiều dài phù hợp.
- Kẹp chốt tựa lên ê-tô ở phía dưới, dùng đột chuyên dùng tán mũ còn lại Nếu đinh tán rỗng thì chốt tựa và đột đều là nhọn.
- Khi tán phải tán 4 đinh tán cách đều nhau, đối xứng ở vùng ngoài trước sau đó tán các đinh tán còn lại theo đối xứng.
* Yêu cầu kĩ thuật khi sửa chữa:
- Các mối ghép bằng đinh tán không được rơ lỏng.
- Tấm ma sát không được cong vênh rạn nứt.
- Độ thụt sâu đinh tán từ 0,5 – 1,5 mm.
- Gõ có tiếng kêu gọn, không bị rè.
- Bị mòn do ma sát khi đĩa ép và đĩa ma sát bị trượt trong khi cắt, nối ly hợp.
- Bị đinh tán cào xước
- Bị rạn nứt, cong vênh, cháy xám do nhiệt phát sinh khi ly hợp bị trượt.
- Mòn không đều do lực ép không đều hoặc trục ly hợp không đồng tâm với trục khuỷu.
- Quan sát các vết nứt, xước, cháy xám bề mặt.
- Đo bề dày của đĩa bằng thước cặp, so sánh với kích thước tiêu chuẩn để xác định độ mòn.
- Kiểm tra độ cong vênh của đĩa ép bằng thước kiểm phẳng và cắn lá ( Hình 4.4 )
- Kiểm tra độ đảo của bánh đà bằng đồng hồ so ( Hình 4.5 ).
Hình 4.4 Kiểm tra độ cong vênh của đĩa ép Hình 4.5 Kiểm tra độ đảo của bánh đà
- Mòn ít, cháy xám nhẹ, vết xước nhỏ thì dùng giấy ráp để đánh sạch
Khi bề mặt bị mòn nhiều và xước sâu hơn 0,2 mm, cần tiến hành mài lại, nhưng vẫn phải đảm bảo độ dày cho phép Nếu giảm lực ép lên lò xo, cần tăng chiều dày đệm cho phù hợp để duy trì hiệu suất hoạt động.
- Nếu mòn nhiều, xước quá sâu, cong vênh nhiều thì phải thay mới
- Bị mòn đầu đòn mở, chỗ tiếp xúc với vòng bi tỳ.
- Chỗ lắp với chốt nối đĩa ép bị mòn.
- Loại lò xo màng thường bị biến dạng nứt gãy.
- Do ma sát với vòng bi tỳ hoặc bi tỳ hỏng kẹt.
- Chịu nhiệt độ cao khi vòng bi bị trượt trên nó.
- Lỗ lắp chốt bi bị mòn do làm việc lâu ngày.
* Tác hại: làm tăng hành trình tự do của bàn đạp, ly hợp đóng, cắt không dứt khoát Gấy hiện tượng trượt và vào số khó khăn.
* Kiểm tra và sửa chữa:
- Đầu đòn mở bị mòn thì hàn đắp rồi gia công lại Phải đảm bảo độ nhẵn và bán kính cong.
- Loại đầu đòn có bu lông điều chỉnh nếu mòn thì thay bu lông mới.
- Loại thép tấm dập bị biến dạng thì nắn lại, nứt gãy thì thay mới.
- Lỗ lắp chốt bị mòn thì thay chốt mới lớn hơn.
- Hư hỏng: chủ yếu là vỡ, khô, kẹt, bị mòn mặt tiếp xúc với đòn mở.
- Nguyên nhân: do làm việc lâu ngày không thực hiện đúng chu kỳ bảo dưỡng, điều chỉnh không có hành trình tự do của bàn đạp.
- Tác hại: làm cho tốc độ mòn các chi tiết nhanh và có tiếng kêu khi cắt ly hợp.
Quay vòng bi bằng tay trong khi ấn theo phương dọc trục ( hình 4.6 ).
Lưu ý: do vòng bi là loại bôi trơn vĩnh cửu và do đó không rửa hay bôi trơn vòng bi
Kiểm tra hệ thống tự định tâm bằng cách dùng hai tay nắm lấy moay ơ và nắp vòng bi, lắc đều các phương để xác định xem có bị dính hay không Moay ơ và nắp nên có độ dịch chuyển khoảng 1mm (Hình 4.7).
Nếu tìm ra trục trặc thì thay thế vòng bi
- Phải thường xuyên bơm mỡ cho đầy đủ, nếu vòng bi bị hỏng thì thay mới.
Lò xo ép có thể bị nứt gãy do làm việc lâu ngày và bảo dưỡng không đúng định kỳ, dẫn đến tình trạng ly hợp bị trượt và sinh ra nhiệt Hậu quả của việc này là các chi tiết bị biến dạng và biến tính, gây hỏng hóc nghiêm trọng.
- Dùng phương pháp quan sát, nếu thấy hiện tượng nứt, gãy hoặc mòn vượt quá 1/3 so với ban đầu thì phải thay lò xo mới.
- Dùng thước cặp để đo chiều cao lò xo rồi so sánh với lò xo mẫu Yêu cầu sai lệch