Đồ án môn học tính toán thiết kế ô tô tính toán thiết kế ly hợp

- Phát triển ngành Công nghiệp ô tô trên cơ sở tiếp thu công nghệ tiên tiến của thế giới, kết hợp với việc đẩy mạnh hoạt động nghiên cứu - phát triển trong nước và tậndụng có hiệu quả cơ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ Ô TÔ

Tp.HCM, ngày tháng 12 năm 2022

LỜI CẢM ƠN

���

Ô tô là phương tiện vận tải chủ yếu hiện nay và cả trong tương lai.Nó đóng vai tròhết sức quan trọng đối với đời sống con người và đối với sự phát triển của mỗi quốc gia Ô tô không chỉ là phương tiện chủ yếu để chuyên chở hành khách, hàng hóa mà ngày nay cùng với sự phát triển tột bậc của công nghệ ô tô cũng là những tác phẩm nghệ thuật,thể hiện vẻ đẹp,sang trọng và sự hoàn mỹ Ô tô là phương tiện chủ chốt trong ngành giao thông vận tải đang không ngừng phát triển cả về quy mô và chất lượng để tạo điều kiện cho một nền kinh tế phát triển,vỡ thế ở nước ta hiện nay Đảng

và nhà nước đang rất chú trọng phát triển ngành công nghiệp ô tô

Về quan điểm phát triển :

- Công nghiệp ô tô là ngành Công nghiệp rất quan trọng cần được ưu tiên phát triển

để góp phần phục vụ có hiệu quả quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa và xây dựng tiềm lực an ninh, quốc phòng của đất nước

- Phát triển nhanh ngành Công nghiệp ô tô trên cơ sở thị trường và hội nhập với nền kinh tế thế giới ; lựa chọn các bước phát triển thích hợp, khuyến khích chuyên mônhóa

- Hợp tác hóa nhằm phát huy lợi thế, tiềm năng của đất nước; đồng thời tích cực tham gia quá trình phân công lao động và hợp tác quốc tế trong ngành Công nghiệp ô tô

- Phát triển ngành Công nghiệp ô tô phải gắn kết với tổng thể phát triển công nghiệp chung cả nước và các chiến lược phát triển các ngành liên quan đã được phê duyệt, nhằm huy động và phát huy tối đa các nguồn lực của mọi thành phần kinh tế, trong đó doanh nghiệp nhà nước giữ vai trò then chốt

- Phát triển ngành Công nghiệp ô tô trên cơ sở tiếp thu công nghệ tiên tiến của thế giới, kết hợp với việc đẩy mạnh hoạt động nghiên cứu - phát triển trong nước và tậndụng có hiệu quả cơ sở vật chất, trang thiết bị hiện có, nhằm nhanh chóng đáp ứng nhu cầu trong nước về các loại xe thông dụng với giá cả cạnh tranh, tạo động lực thúc đẩy

các ngành công nghiệp hỗ trợ trong nước phát triển nhằm đẩy nhanh quá trình sản xuất linh kiện, phụ tùng trong nước.

- Phát triển ngành Công nghiệp ô tô phải phù hợp với chính sách tiêu dùng của đất nước và phải bảo đảm đồng bộ với việc phát triển hệ thống hạ tầng giao thông; các yêu cầu về bảo vệ và cải thiện môi trường

Về mục tiêu phát triển :

- Xây dựng và phát triển ngành Công nghiệp ô tô Việt Nam để đến năm 2022 trởthành một ngành Công nghiệp quan trọng của đất nước, có khả năng đáp ứng ở mức cao nhất nhu cầu thị trường trong nước và tham gia vào thị trường khu vực và thế giới

Hệ thống ly hợp trên xe ô tô là một trong những cụm chi tiết chịu ảnh hưởng lớn của điều kiện địa hình, môi trường khí hậu và nhiệt độ Cụm ly hợp lắp trên xe Innova

là loại ly hợp ma sát khô 1 đĩa thường đóng,có lò xo màng, có hệ thống dẫn động cơ khí và có cường hóa khí nén

Việc nắm vững phương pháp tính toán thiết kế, quy trình vận hành, tháo lắp điều chỉnh, bảo dưỡng các cấp và sửa chữa lớn ly hợp là một việc cần thiết Từ đó ta có thể nâng cao khả năng vận chuyển, giảm giá thành vận chuyển, tăng tuổi thọ của xe, đồng thời giảm cường độ lao động cho người lái

Chúng em rất hân hạnh được sự hướng dẫn và giúp đỡ của thầy TS Nguyễn Văn Nhanh cũng như sự cố gắng và học hỏi từ các bạn đã giúp chúng em có thể hoàn thành được đồ án theo đúng tiến độ đã được giao

Em xin chân thành cảm ơn

Sinh viên thực hiện

Chương 3 : Lựa chọn phương án thiết kế ly hợp 17

3.3 Lựa chọn phương án dẫn động điều khiển ly hợp 22

4.3 Xác định công sinh ra trong quá trình đóng ly hợp 34

4.4 Tính toán sức bền một số chi tiết của ly hợp 36

Chương 7: Kết luận và Hướng phát triển 69

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Ly hợp trên ô tô 1

Hình 2.1: Kết cấu chung ly hợp 4

Hình 2 2: Kết cấu bánh đà 5

Hình 2 3: Kết cấu bánh đà khối lượng kép 6

Hình 2 4: Nắp ly hợp 7

Hình 2 5: Mâm ép lò xo màng 7

Hình 2 6: Cấu tạo mâm ép lò xo trụ 8

Hình 2 7: Kết cấu vòng bi mở ly hợp 9

Hình 2 8: Đĩa ly hợp 10

Hình 2 9: Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô một đĩa 11

Hình 2 10: Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô 2 đĩa 12

Hình 2 11: Ly hợp sử dụng lò xo đĩa 15

Hình 2 12: Ly hợp sử dụng lò xo trụ 1

Hình 3 1 Ly hợp lắp trên xe zin 130 19:

Hình 3 2 Ly hợp lắp trên xe AZ53 21:

Hình 3 3 Ly hợp lắp trên xe Innova 22:

Hình 3 4 Ly hợp dẫn động bằng cơ khí 23:

Hình 3 5 Sơ đồ hệ thống dẫn động bằng thủy lực 25:

Hình 3 6 Sơ đồ cấu tạo xilanh chính dẫn động bằng thủy lực 25:

Hình 3 7 Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp cơ khí khi có cường hóa khí nén 27:

Hình 3 8 Sơ đồ hệ thống dẫn động dẫn động ly hợp bằng thủy lực có cường hóa: khí nén 29

Hình 4 1 Cấu tạo đĩa bị động của xe 37

Hình 4 2 Sơ đồ phân bố lực trên đinh tán 37

Hình 5.1 Đĩa ma sát bị mòn 55 Hình 5.2 Súng hơi 61 Hình 5.3 Cần xiết lực 62

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ:

Nguyên nhân chọn đề tài thiết kế hệ thống ly hợp trên ô tô là vì ly hợp là một trong những bộ phận không thể thiếu trên ô tô, và chúng em muốn tìm hiểu sâu hơn, biết nhiều hơn về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, khả năng vận hành của ly hợp

Ngoài ra, ly hợp là bộ phận quan trọng trong ô tô và thông qua nguyên lý hoạt động của ly hợp mà việc chuyển số diễn ra êm dịu, đóng vai trò kết nối trục ra của động cơ cùng với trục vào hộp số thông qua việc ăn khớp giữa chúng

Hình 1.1: Ly hợp trên ô tô

1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI:

- Trình bài được công dụng, các yêu cầu và phân loại ly hợp trên ô tô

- Nắm được kết cấu nguyên lý hoạt động của ly hợp

- Đo đạt kích thước từ đó sử dụng để vẽ các bản vẽ 3D&2D, đồng thời tạo dựng được

mô hình của ly hợp trên phần mềm 3D&2D thông qua các số liệu thu thập được trên lyhợp thật trên ô tô

1

1.3 NỘI DUNG ĐỀ TÀI:

- Sử dụng số liệu đo được trên ly hợp thực tế từ đó mô phỏng trên phần mềm

- Nêu được các công dụng yêu cầu phân loại của ly hợp

- Lựa chọn các phương án tính toán và thiết kế được các cụm ly hợp

- Tìm hiểu hoạt động của các linh kiện cấu thành

- Đo đạc các thông số

- Viết báo cáo đồ án

1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:

- Phương pháp tìm kiếm tài liệu trên internet hay thực tiễn, sách vở

- Các số thực tế đo được trên ly hợp thật

1) Giới thiệu đề tài

2) Tổng quan về hệ thống chiếu sáng và tín hiệu trên ô tô

3) Hệ thống chiếu sáng tín hiệu trên xe toyota camry 2002

4) Những hư hỏng thường gặp và phương pháp tháo lắp, kiểm tra

5) Tính toán thiết kế mô phỏng

6 Kết luận và hướng phát triển

2

CHƯƠNG 2 LY HỢP TRÊN Ô TÔ

- Ly hợp dùng để nối trục khuỷu với hệ thống truyền lực, truyền mô men quay một cách êm dịu và để cắt truyền động đến hệ thống truyền lực được nhanh và dứt khoát trong những trường hợp cần thiết

- Khi chịu tải quá lớn ly hợp đóng vai trò như một cơ cấu an toàn nhằm tránh quátải cho hệ thống truyền lực và động cơ

- Mô men quán tính của phần bị động phải nhỏ Ly hợp phải làm nhiệm vụ của bộ phận an toàn Điều khiển dễ dàng, lực tác động lên bàn đạp côn (pedal clutch) nhỏ

- Kết cấu đơn giản và gọn, đảm bảo thoát nhiệt tốt cho ly hợp khi trượt Giá thành của

bộ ly hợp rẻ, tuổi thọ cao, kết cấu đơn giản kích thước nhỏ gọn, dễ tháo lắp và sửa chữa bảo dưỡng

- Khi động cơ làm việc, bánh đà quay, đĩa ma sát bị đẩy áp chặt lên bánh đà thông qua đĩa ép Nhờ lực ma sát, các chi tiết trên tạo thành một khối cùng quay theo bánh đà

- Muốn tách ly hợp, đạp vào bàn đạp côn thông qua đòn bẩy và khớp nối, bạc mở bị đẩy vào kéo đĩa ép ra Các bề mặt bị hở ra

Cụm ly hợp ma sát gồm có 3 phần:

3

- Phần chủ động: Gồm bánh đà lắp cố định trên trục khuỷu, nắp ly hợp bắt chặt với bánh đà bằng các bu lông, mâm ép lắp qua cần đẩy và giá đỡ trên nắp ly hợp Mâm ép cùng quay với nắp ly hợp và bánh đà.

- Phần bị động: Gồm đĩa ly hợp (đĩa ma sát) và trục bị động (trục sơ cấp của hộp số) Đĩa ly hợp có moay ơ được lắp then hoa trên trục bị động để truyền mô men cho trục

bị động và có thể trượt dọc trên trục bị động trong quá trình ngắt và nối ly hợp

Cơ cấu điều khiển ngắt ly hợp gồm có 2 loại:

- Loại cơ khí gồm có: bàn đạp, thanh kéo, càng cắt, vòng bi cắt ly hợp

- Loại thủy lực gồm có: bàn đạp, xy lanh chính, xy lanh con, càng cắt, vòng bi cắt ly hợp

Hình 2.1: Kết cấu chung ly hợp

4

2.4.1 Bánh đà

Hình 2.2: Kết cấu bánh đà

- Bánh đà được thêm vào nhằm tạo ra mô men quán tính khối lượng giúp động cơ hoạt động, trên bánh đà có vòng răng khởi động để khởi động động cơ Trên bánh đà động cơ có các lỗ khoan xiên nhằm mục đích lưu thông không khí mang theo nhiệt độ,bụi, dầu mỡ (nếu có) ra ngoài Trong trường hợp bị tắc khả năng tản nhiệt sẽ kém đi chút ít Ngoài ra, bánh đà được làm dày để hấp thụ nhiệt lượng lớn tỏa ra từ hoạt động của ly hợp

- Có bề mặt được gia công nhẵn để tạo ra bề mặt ma sát Trên bề mặt bánh đà được khoan các lỗ để gắn các bộ phận ly hợp Một lỗ được khoan vào giữa bánh đà để lắp bạc đạn đỡ trục sơ cấp của hộp số

- Bạc đạn ở tâm của bánh đà đóng vai trò giữ cho đầu ngoài cùng của trục sơ cấp hộp

số Nó giống như một ổ lót dẫn hướng, ổ lót dẫn hướng có thể là bạc đạn bi hay ống lótđồng Cả hai phải được bôi trơn

Bánh đà khối lượng kép

5

Hình 2.3: Kết cấu bánh đà khối lượng kép

- Thường được sử dụng trong động cơ Diesel, nó hấp thu các rung động của động cơ

Lò xo gắn bên trong bánh đà hoạt động như một bộ phận giảm chấn khi ép một phần của bánh đà, làm êm dịu dòng công suất truyền ra Bánh đà cũng giúp làm giảm mỏi trên các phần của ly hợp và hộp số

2.4.2 Cụm võ ly hợp

- Võ ly hợp là chi tiết của phần chủ động, nó được dập từ thép tấm vì thế có thể giảm thiểu được khối lượng và kích thước của ly hợp Tuy nhiên giá thành cao

- Chức năng chính là nối và cắt công suất động cơ chính xác, kịp thời

- Nắp ly hợp được lắp với bánh đà bằng bu lông, do đó tốc độ quay của nắp ly hợp bằng với tốc độ quay của trục khuỷu Vì vậy, nắp ly hợp cần được cân bằng và tỏa nhiệt tốt tại thời điểm ăn khớp

6

- Lò xo đĩa được sử dụng rất phổ biến trên các xe du lịch, xe tải nhỏ và các xe hiện đại ngày nay nhờ các ưu điểm sau:

+ Lực bàn đạp ly hợp nhỏ

+ Lực tác dụng lên mâm ép đều hơn lò xo trụ

+ Lực lò xo không giảm ở tốc độ cao

+ Các lá tản nhiệt có thể được lắp trên đĩa ép

+ Vì dạng tròn nên dễ cân bằng

+ Cấu trúc đơn giản hơn lò xo tròn

2.4.2.2 Mâm ép lò xo trụ

Hình 2.6: Cấu tạo mâm ép lò xo trụ

- Mâm ép lò xo trụ gồm: một số lò xo trụ, giá đỡ và cần nhả ly hợp Lò xo được sử dụng

để cung cấp áp lực lên đĩa ép

- Số lò xo được sử dụng tùy thuộc và nhiệm vụ của đĩa được thiết kế

8

Cấu trúc của đĩa ly hợp gồm:

- Mặt ma sát: Thường được làm từ amian hay những vật liệu chịu nhiệt độ cao khác và dây đồng đan lại hay đúc lại với nhau Tiếp xúc một cách đồng đều với bề mặt ma sát củađĩa ép ly hợp và bánh đà để truyền công suất được êm và không bị trượt

- Moayơ đĩa ly hợp: Được lắp xen vào giữa các tấm và nó được thiết kế để có thể chuyển động một chút theo chiều quay của lò xo giảm chấn (lò xo trụ hay cao su xoắn) Thiết kế như vậy để giảm va đập khi áp lực bị ngắt Ăn khớp bằng then hoa vào trục sơ cấp của hộp số, giúp đĩa ly hợp di chuyển dọc trục trong quá trình ly hợp hoạt động

9

Hình 2.8: Đĩa ly hợp

- Cao su chịu xoắn: Được đưa vào moay ơ ly hợp để làm dịu va đập quay khi vào ly hợpbằng cách dịch chuyển một chút theo vòng tròn Một số loại đĩa dùng lò xo giảm chấn chức năng cũng giống như cao su chịu xoắn

- Tấm đệm: Được tán đinh tán kẹp giữa các mặt ma sát của đĩa ly hợp Khi ăn khớp ly hợp đột ngột, phần cong này khử va đập và làm dịu việc chuyển số và truyền công suất

2.5 Phân loại

Hiện nay ly hợp trên ô tô thương được phân loại theo 4 cách sau:

- 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

2.5.1 Phân loại theo phương pháp truyền mômen

Theo phương pháp truyền mômen từ trục khuỷu của động cơ đến hệ thống truyền lực thì

ta chia ly hợp 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:

10

Theo hình dáng bề mặt ma sát gồm có:

- Ly hợp ma sát loại đĩa (một đĩa, hai đĩa hoặc nhiều đĩa):

+ Ly hợp ma sát một đĩa được dùng ở hầu hết trên tất cả các loại ôtô và máy kéo nhờ kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, việc mở ly hợp dễ dứt khoát và mô men quán tính của phần bị động nhỏ

+ Kiểu ly hợp ma sát hai đĩa chỉ được dùng trên xe tải lớn to (vì cần truyền mô men quay lớn) Nhược điểm của kiểu này là kết cấu phức tạp, việc mở ly hợp khó dứt khoát (khó cách ly các đĩa bị động khỏi phần chủ động); tuy nhiên việc đóng ly hợp là êm dịu hơn loại một đĩa (nhờ sự tiếp xúc của các bề mặt ma sát được tiến hành từ từ hơn)

Hình 2.9: Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô một đĩa

Hình 2.10: Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô hai đĩa

1 Bánh đà

2 Lò xo đĩa ép trung gian

3 Đĩa ép trung gian

Theo vật liệu chế tạo bề mặt ma sát gồm có:

- Thép với gang

- Thép với thép

- Thép với phêrađô hoặc phêrađô đồng

- Gang với phêrađô

- Thép với phêrađô cao su

Theo đặc điểm của môi trường ma sát gồm có:

- Ma sát khô

- Ma sát ướt (các bề mặt ma sát được ngâm trong dầu)

Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo

Nhược điểm: Các bề mặt ma sát nhanh mòn do hiện tượng trượt tương đối với nhau trong quá trình đóng ly hợp, các chi tiết trong ly hợp bị nung nóng do nhiệt tạo bởi một phần công

ma sát Tuy nhiên ly hợp ma sát vẫn được sử dụng phổ biến ở các ôtô hiện nay do những ưu điểm của nó

Loại 2: Ly hợp thủy lực là ly hợp truyền mômen xoắn bằng năng lượng của chất lỏng (thường là dầu)

13

- Đó là loại ly hợp mà mô men ma sát hình thành ở ly hợp nhờ ma sát chất lỏng ưu điểm nổi bậc của ly hợp thủy lực là rất êm dịu (nhờ tính chất dễ trượt của chất lỏng) nhờ vậy giảmđược tải trọng động cho động cơ và hệ thống truyền lực.

- Tuy vậy ly hợp thủy lực lại mở không dứt khoát vì luôn có mô men dư (dù số vòng quay của động cơ rất thấp) gây khó khăn cho việc gài số Vì vậy ly hợp thủy lực thường được dùng kết hợp với một ly hợp ma sát cơ khí để ngắt hoàn toàn ly hợp khi gài số

Ưu điểm: Của ly hợp thủy lực là làm việc bền lâu, giảm được tải trọng động tác dụng lên hệthống truyền lực và dễ tự động hóa quá trình điều khiển xe

Nhược điểm: Của ly hợp thủy lực là chế tạo khó, giá thành cao, hiệu suất truyền lực nhỏ do hiện tượng trượt Loại ly hợp thủy lực ít được sử dụng trên ôtô, hiện tại mới được sử dụng ở một số loại xe ô tô du lịch, ô tô vận tải hạng nặng và một vài ôtô quân sự

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 ô tô

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

2.5.2 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

2.5.3 Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép:

Theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép ngoài thì người ta chia ra các loại ly hợp sau:Loại 1 Ly hợp lò xo: Là ly hợp dùng lực lò xo tạo lực nén lên đĩa ép, nó gồm các loại sau:

14

- Lò xo đặt xung quanh Các lò xo được bố trí đều trên một vòng tròn và có thể đặt một hoặc hai hàng.

- Lò xo trung tâm (dùng lò xo côn)

- Lò xo đĩa (lò xo màng) Trong các loại trên thì ly hợp dùng lò xo trụ và lò xo đĩa được áp dụng khá phổ biến trên các ôtô hiện nay, vì nó có ưu điểm kết cấu gọn nhẹ, tạo được lực ép lớn theo yêu cầu và làm việc tin cậy

Hình 2.11: Ly hợp sử dụng lò xo đĩa

15

Hình 2.12: Ly hợp sử dụng lò xo trụLoại 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 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 phổ biến

2.5.4 Phân loại theo phương pháp dẫn động ly hợp:

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

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

16

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:

- Dẫn động bằng cơ khí: là dẫn động điều khiển từ bàn đạp tới cụm đèn nổi Loại này được dùng trên xe con với yêu cầu lực ép nhỏ

- 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

- Dẫn động có trợ lực: là tổ hợp của các phương pháp dẫn động cơ khí hoặc thủy lựcvới các bộ phận trợ lực bàn đạp: cơ khí, thủy lực áp suất cao, chân không, khí nén Trợ lực điều khiển ly hợp thường gặp trên ô tô ngày nay

CHƯƠNG 3 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

3.1 CÁC THÔNG SỐ THAM KHẢO CỦA XE Ô TÔ INNOVA

- Kích thước bao [dài x rộng x cao] (mm) 4555 x 1770 x 1745

- Chiều rộng cơ sở [trước và sau] (mm) 1510 x 1510

- Động cơ 4 xi lanh thẳng hàng, 16

van, cam kép với VVT-i

- Mômen xoắn cực đại, ở 4000 vg/ph (kG.m) 18,6

thủy lực có trợ lực chân không

- Tỉ số truyền của hộp số

I : 4,12 lùi : 4,12

3.2 LỰA CHỌN KẾT CẤU CỤM LY HỢP

3.2.1.Kết cấu ly hợp 1 đĩa ma sát

3.2.1.1 Kết cấu ly hợp lắp trên xe ZIN-130

Ly hợp lắp trên xe ZIN-130 là ly hợp một đĩa ma sát khô (hình 3.1)

- Đĩa ép 3 bị ép bởi lò xo ép 8 bố trí xung quanh vỏ ly hợp 9 Vỏ ly hợp được lắp ghép với bánh đà 2 nhờ các bu lông 23 Đĩa ép 3 và vỏ ly hợp 9 liên kết với nhau bằng lò

xo lá 4, mỗi lò xo lá có một đầu được tán cố định với vỏ ly hợp bằng các đinh tán và đầu còn lại được lắp cố định với đĩa ép 3 bằng các bu lông Do đó, đã tạo nên sự liên kết cứng giữa đĩa ép với vỏ ly hợp (vỏ trong) theo phương pháp tuyến để đảm bảo truyền được mômen xoắn, đồng thời đảm bảo được sự di chuyển dọc trục của đĩa ép khi mở và đóng lyhợp

18

- Đĩa bị động của ly hợp trên xe ZIN-130 : Xương đĩa bị động được chế tạo bằng thép và có xẻ rãnh Đĩa ma sát được lắp ghép với xương đĩa bằng các đinh tán Bộ giảm chấn gồm 8 lò xo giảm chấn đặt xung quanh cách đều nhau cùng tấm ma sát Xương đĩa được ghép chặt với moayơ đĩa bị động bằng các đinh tán Đinh tán được chế tạo bằng thép.

- Đòn mở ly hợp 16 (hình 2.1) : gồm có 4 chiếc và được chế tạo bằng thép Mỗi đòn

mở thì đầu ngoài liên kết khớp bản lề với đĩa ép 3 qua các ổ bi kim Phần giữa đòn liên kết bản lề với càng nối qua ổ bi kim Càng nối gối tựa lên vỏ ly hợp bằng đai ốc hình chỏm cầu Các đai ốc này bị ép vào vỏ ly hợp bằng đệm đàn hồi, mỗi đệm đàn hồi này được cố định vào vỏ ly hợp bằng hai bu lông nhỏ Nhờ có mối liên kết như vậy mà càng nối có thể chuyển động xoay để tạo ra tâm quay thay đổi ở giữa đòn mở ly hợp, cần thiết cho sự di chuyển của đĩa ép khi mở và đóng ly hợp Đai ốc chỏm cầu còn có tác dụng điều chỉnh đầu đòn mở để các đòn mở cùng nằm trong mặt phẳng song song với mặt phẳng của đĩa ép

19

20

- Bạc mở ly hợp gồm có ổ bi tì 11 và bạc trượt (hình 3.1) Trong ổ bi tỳ có đủ lượng mỡ dựtrữ để bôi trơn trong suốt quá trình sử dụng mà không cần bổ xung thêm (chỉ thay thế và bổxung khi ly hợp được tháo để sửa chữa lớn).

- Lò xo hồi vị bạc mở ly hợp 13 dùng để giữ bạc mở luôn có khe hở với đầu đòn mở, đảmbảo cho ly hợp luôn đóng hoàn toàn và khi đóng ly hợp thì bạc mở nhanh chóng tách khỏiđầu đòn mở

3.2.1.2 Kết cấu ly hợp lắp trên xe AZ-53

Ly hợp lắp trên xe AZ-53 là ly hợp một đĩa ma sát khô (hình 3.2)

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

- Bộ phận bị động của ly hợp : Đĩa ma sát 3 có hai tấm ma sát làm bằng vật liệu có hệ số masát cao, được ghép với nhau qua xương đĩa bằng các đinh tán Xương đĩa được chế tạo bằngthép và trên có các xẻ rãnh Đĩa ma sát được ghép với moayơ đĩa bị động bằng các đinh tánbằng thép Moayơ đĩa bị động được chế tạo bằng thép và có thể di trượt trên trục ly hợp 10nhờ các then hoa Bộ phận giảm chấn gồm có 6 lò xo giảm chấn 18, đặt xung quanh và cáchđều nhau Tấm ma sát được ghép với xương đĩa bằng các đinh tán Lò xo giảm chấn đượcđặt trong các lỗ của đĩa bị động và tấm đỡ

- Hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp : Ly hợp được dẫn động điều khiển bằng cơ khí Đòn

mở ly hợp 5 được chế tạo bằng thép, đầu trên đòn mở liên kết bản lề với đĩa ép qua các ổ bikim, giữa đòn liên kết bản lề với càng nối 8 thông qua ổ bi kim Khe hở giữa đầu đòn mở vàbạc mở là = 4 mm Điều chỉnh đòn mở ta dùng đai ốc 7 Bạc mở ly hợp gồm có ổ bi tỳ vàbạc trượt 9 Trên bạc trượt có lắp ống bơm mỡ 6

21

3.2.1.3 Ly hợp lắp trên xe Innova

22

- Phần chủ động : gồm các chi tiết lắp ghép trực tiếp hoặc gián tiếp với bánh đà của động

cơ và có cùng tốc độ quay với bánh đà.Trên hình 3.3 phần chủ động gồm: bánh đà, đĩaép,vỏ ly hợp,lũ xo màng(lũ xo ộp)

- Phần bị động gồm các chi tiết lắp ghép trực tiếp hoặc gián tiếp với trục bị động của lyhợp và có cùng tốc độ với trục bị động của ly hợp.Trên hỡnh2.3 phần bị động gồm: trục bịđộng,đĩa bị động.Trục bị động thường là trục sơ cấp của hộp số

- Phần dẫn động điều khiển ly hợp gồm các chi tiết điều khiển ly hợp,chúng gồm cả cácchi tiết nằm trong phần chủ động như đóng mở ( đồng thời là lũ xo màng), bạc mở và cácchi tiết điều khiển bạc mở

- Bộ phận tạo lực ép gồm: vỏ tựa ( vỏ ly hợp ) , lò xo ép, đĩa ép

Hình 3.3: Ly hợp lắp trên xe Innova Trên hình 2.3 cú : 1.nắp dưới; 2.bánh đà; 3.vỏ trong ly hợp; 4.đinh tán đĩa ma sát; 5.ổ bi;6.trục khuỷu; 7.trục sơ cấp; 8.đai ốc; 9.đinh tán moayơ; 10.xương đĩa; 11.tấm ma sát;

23

12.đĩa ép; 13.bu lông; 14.vỏ ly hợp; 15.đinh tán; 16.lũ xo màng; 17.moayơ; 18.bi tì;19.bạc lót; 20.ống gài; 21.lũ xo giảm chấn.

3.2.2 Kết luận

Qua các kết cấu ly hợp nêu ở trên ta chọn phương án 3 – ly hợp lắp trên xe Innova làm

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

3.3 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN DẪN ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN LY HỢP

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

ly hợp 4 quay quanh tâm O kéo thanh kéo của ly hợp 5 dịch chuyển sang phải (theo chiều1mũi tên) Làm cho cần ngắt ly hợp 3 và càng mở ly hợp 2 quay quanh O Càng mở gạt 2bạc mở 1 sang trái (theo chiều mũi tên) tác động vào đầu đòn mở của ly hợp, kéo đĩa ép tách ra khỏi đĩa ma sát

Khi người lái nhả bàn đạp 8 thì dưới tác dụng của lò xo hồi vị 6, bàn đạp trở về vị trí ban đầu duy trì khe hở giữa bạc mở với đầu đòn mở Nhờ có các lò xo ép để ép đĩa ép tiếp xúc với đĩa ma sát, ly hợp được đóng lại

Hành trình toàn bộ của bàn đạp ly hợp thường từ 130 150 mm Trong quá trình làm việc, do hiện tượng trượt tương đối giữa các bề mặt ma sát, nên đĩa ma sát thường bị mòn,

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

Trong cả hai trường hợp nêu trên đều không có lợi, vì vậy phải điều chỉnh hành trình tự

do của bàn đạp ly hợp trong một miền cho phép

25

- Ưu điểm : Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, có độ tin cậy làm việc cao, dễ tháo lắp và sửa chữa.

- Nhược điểm : Kết cấu phụ thuộc vào vị trí đặt ly hợp Yêu cầu lực của người lái tác dụng lên bàn đạp lớn Hiệu suất truyền lực không cao

3 Xilanh chính ; 4 Piston xi lanh chính

5 Đường ống dẫn dầu ; 6 Xi lanh công tác

7 Càng mở ly hợp ; 8 Bạc mở ly hợp

26

Hình 3.6: Sơ đồ cấu tạo xi lanh chính của dẫn động ly hợp bằng thủy lực

1 Xi lanh ; 2 Bình chứa dầu ; 3 Nút đổ dầu vào

4 Tấm chắn dầu ; 5 Piston ; 6 Cần piston

7 Lá thép mỏng hình sao ; 8 Phớt làm kín

a Lỗ cung cấp dầu b Lỗ điều hòa

Nguyên lý làm việc :

Khi người lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly hợp 1, nhờ thanh đẩy, đẩy piston 4 của

xi lanh chính 3 sang trái, bịt lỗ bù dầu b, làm dầu trong khoang D bị nén lại Khi áp lực dầu trong khoang D thắng lực ép của lò xo van một chiều 11 ở van một chiều 10 thì van một chiều mở ra Lúc này dầu từ khoang D theo đường ống dẫn dầu 5 vào xilanh công tác

27

6 đẩy piston sang phải, làm cho càng mở ly hợp 7 quay quanh O, đồng thời đẩy bạc mở 8 sang trái (theo chiều mũi tên) Bạc mở tác động nên đầu dưới của đòn mở ly hợp tách đĩa

ép ra khỏi bề mặt ma sát Ly hợp được mở

Khi người thả bàn đạp ly hợp 1 thì dưới tác dụng của lò xo hồi vị 2 và lò xo ép làm các piston của xi lanh chính và xi lanh công tác từ từ trở về vị trí ban đầu Lúc này dầu từ xi lanh công tác 6 theo đường ống dẫn dầu 5 qua van hồi dầu 12 vào khoang D

Khi người lái nhả nhanh bàn đạp ly hợp 1, thì do sức cản của đường ống và sức cản củavan hồi dầu 12 làm cho dầu từ xilanh công tác 6 không kịp về điền đầy vào khoang D Vì thế tạo ra độ chân không ở khoang D, nên dầu từ khoang C qua lỗ cung cấp dầu a vào khoang E, rồi sau đó dầu qua lỗ nhỏ ở mặt đầu piston ép phớt cao su 8 để lọt sang bổ sungdầu cho khoang D (tránh hiện tượng lọt khí vào khoang D, khi khoang D có độ chân không) Khi dầu đã khắc phục được sức cản của đường ống và van hồi dầu 12 để trở về khoang D, thì lượng dầu dư từ khoang D theo lỗ bù dầu b trở về khoang C, đảm bảo cho

ly hợp đóng hoàn toàn

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

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

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

- Nhược điểm : Loại hệ thống dẫn động bằng thủy lực không phù hợp với những xe có máy nén khí Yêu cầu hệ thống dẫn động ly hợp bằng thủy lực cần có độ chính xác cao.3.3.3 Phương án 3 : Dẫn động ly hợp bằng cơ khí có cường hóa khí nén

28

Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng các thanh đòn, khớp nối Đồng thời kết hợp với lực đẩy của khí nén.

Hình 3.7 Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp bằng cơ khí có cường hóa khí nén

2 ; 4 ; 7 ; 8 ; 18 Đòn dẫn động ; 6 Lò xo hồi vị

9 Mặt bích của xi lanh phân phối ; 10 Thân van phân phối

11 Đường dẫn khí nén vào ; 12 Phớt van phân phối

13 Đường dẫn khí nén ; 14 Piston van phân phối

29

17 Xi lanh công tác ; 19 Bạc mở ly hợp

Nguyên lý làm việc :

Khi người lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly hợp 1, làm cho đòn dẫn động 2 quay quanh O , thông qua thanh kéo 3 làm đòn 4 quay quanh O và qua thanh kéo 5 làm đòn 1 2dẫn động 7 quay quanh O Nhờ có đòn dẫn động 8 cùng với mặt bích của xi lanh phân 3phối 9 và đẩy thân van phân phối 10 sang phải (theo chiều mũi tên) Khi mặt phải của thân van phân phối chạm vào đai ốc hạn chế hành trình nắp trên cần piston 15 thì làm cho càng mở ly hợp 16 quay quanh O và đẩy bạc mở ly hợp 19 sang trái (theo chiều mũi tên).4

Ly hợp được mở

Đồng thời với việc khi nắp bên phải của thân van phân phối tỳ vào đai ốc hạn chế hành trình của cần piston 15 thì đầu piston van phân phối 14 cũng tỳ vào phớt van 12 và làm van 12 mở ra Khí nén lúc này từ khoang A qua van 12 vào khoang B, rồi theo đường dẫn khí nén 13 vào xi lanh 17 và đẩy xi lanh lực dịch chuyển làm đòn dẫn động 18 quay quanh O Kết hợp với càng mở ly hợp 16 quay và đẩy bạc mở ly hợp 19 sang trái Ly 4hợp được mở

Khi người lái thôi tác dụng vào bàn đạp ly hợp 1 thì dưới tác dụng của lò xo hồi vị 6 kéo bàn đạp trở về vị trí ban đầu Đồng thời thông qua đòn dẫn động 8 kéo thân van phân phối 10 sang trái, khi mặt đầu bên phải của piston 14 chạm vào mặt bích bên phải của thân van thì piston 14 được đẩy sang trái, làm càng mở ly hợp 16 quay và đẩy bạc mở ly hợp 19 sang phải Cùng lúc đó, dưới tác dụng của lò xo hồi vị phớt van phân phối 12 và đẩy van này đóng kín cửa van Khí nén từ xilanh lực 17 theo đường dẫn khí nén 13 vào khoang B và qua đường thông với khí trời a ở thân piston 14 ra ngoài Lúc này ly hợp ở trạng thái đóng hoàn toàn

- Ưu điểm : Hệ thống dẫn động làm việc tin cậy, khi cường hóa khí nén hỏng thì hệ thống dẫn động cơ khí vẫn có thể điều khiển ly hợp được

30

- Nhược điểm : Khi cường hóa hỏng thì lực bàn đạp lớn Loại hệ thống dẫn động này phù hợp với những xe có máy nén khí.

3.3.4 Phương án 4 : Dẫn động ly hợp bằng thủy lực có cường hóa khí nén

Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng các thanh đòn và áp lực của dầu trongcác xi lanh lực Đồng thời kết hợp với áp lực của khí nén lấy từ các máy nén khí

Hình 3.8 Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp bằng thủy lực có cường hóa khí nén

1 Bàn đạp ly hợp ; 2 Lò xo hồi vị

3 Xi lanh chính ; 4 ; 13 Đường ống dẫn dầu

31

5 Xi lanh công tác ; 6 Piston xi lanh

7 Cần piston ; 8 Xi lanh thủy lực

9 Piston xi lanh thủy lực ; 10 Cần piston xi lanh thủy lực

Đồng thời dầu có áp suất theo đường ống dẫn dầu 13 tác dụng lên piston xilanh mở van

14 thì đẩy piston 14 cùng cốc van 15 và màng ngăn 16 sang trái Đóng van xả 17 lại và van nạp 18 được mở ra Khí nén từ máy nén khí theo đường ống dẫn khí nén 19 qua van nạp 18 vào khoang A, rồi theo lỗ thông xuống khoang B và đẩy piston xilanh 6 cùng cần piston 7 sang phải Kết hợp với lực đẩy của áp lực dầu, đẩy piston xilanh thủy lực 9 cùng cần piston 10 làm cho càng mở ly hợp 11 quay quanh O và đẩy bạc mở ly hợp 12 sang 2trái Ly hợp được mở

Khi người lái thôi tác dụng vào bàn đạp ly hợp 1 thì dưới tác dụng của lò xo hồi vị 2 kéo bàn đạp trở về vị trí ban đầu Piston của xi lanh chính 3 dịch chuyển lên phía trên và

32