Luận văn thạc sĩ khảo sát và tính toán Động lực học hệ thống dẫn Động ly hợp Ô tô bằng thủy lực

Ly hợp là một trong số các phụ tùng được sản xuất tại Việt Nam De san xuất ra một phụ tủng ö tô nói chung vả ly hợp nỏi riêng chúng ta không thể bỏ qua được nghiên cửu vả tỉnh toán lý

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐẢO TẠO

TRUONG BAI HOC BACH KHOA HA NO!

KHIẢO SÁT VÀ TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC IIE THONG DAN ĐỘNG LY HỢP Ô TÔ BẰNG THỦY LỰC

Chuyên ngành : KỸ THUẬT CƠ KHÍ DỘNG LỰC

LUAN VAN THAC Sf KY THUAT

KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐÔNG LỰC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KIIOA HỌC

PGS.TS NGUYỄN TRỌNG IIOAN

Hà Nội — Năm 2013

LỒI NÓI ĐẦU x h Nết01Ahš M40 ggiötùg Ai ggi¡Gàš140ã sua khvláágget lau siaL5,

CHUONG I: TONG QUAN scasvootvavcstscsbnwaitti saturates 5

1.1 Giới thiệt chung về công, celina Việt Nam Möt-/piMetozdicienatptaul)

1.2.Khải quát vẻ ly hợp ô tö sesosssssnsinunnnsnannnannennnnneeescegsnsunussuarsaayaneneseneenee®

1.2.1 Vai trỏ của ly hợp trong ô tô 200 1022010122100 6

1.2.3 Cau tao ly hop Sữdiaiitii8/5806.g00v1450 „¡8

1.2.4 Ảnh hưởng của ly hợp khi gải số và khi phanh er iene 17

1.4 Phương pháp nghiên cửu: sÐ 58 acne

CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP MÔ PHONG DANE DONG LY HOP saosin QO)

22

Phương trình lưu lượng iat ‘i wat

3.1Tinh chọn các kích thước vả các thông số cơ bản của ly hợp -39

3.3.1Khai qual vé Matlab Simulink - - 49

3.3.2 Ap dung Simulink vào thiết kế và phân tích - - 55 3.4 Kháo sát ảnh hướng cúa một số thông số kết cẩu se.e ,S5) 3.4.1 Ảnh hướng của độ nhớt động học v 59 3.4.2 Ảnh huỗng cửa hệ số cần trong hệ thông dan déng (6) 63 KET LUAN CHUNG

TÀI LIỆU THAM KHẢO

LỜI NĨI ĐẦU

Đất nước ta đang ngày cảng phát triển và cĩ sự thay đổi từng ngày, cùng với

sự phát triển vẻ kinh tẻ thì khoa học kỹ thuật cũng cĩ bước phát triển vượt bậc và thủ được những Thành tựu quan trọng, Khoa học kỹ thuật đã được áp dụng phỏ biến trong đời sơng và gĩp phân thúc đây sự phát triển của nên kinh tế quốc đân

Ngành cơng nghiệp ơtơ là một ngành quan trọng trong sự phát triển kinh tế của một quốc gia dặc biệt là miột quốc gia dang phát triển như Việt Nam Ơtư phục

vụ cho việc vận chuyền hàng hố, phục vụ mục đích đi lại của cơn người Ngồi ra

ơtơ cịn phục vụ trong rất nhiều lĩnh vực khác như : Y tễ, cứu hộ, cứa hộ To vậy phát triển ngành cơng nghiệp ơtơ Việt Nam la một trong những mục tiểu chiến lược trong sự phát triển của đất nước Thực tế nhà nước ta cũng đã chủ trọng phát triển ngành cơng nghiệp ơtơ với những để án chiếu lược dai han dén nin 2015, 2020 Củng với việc chuyên giao cơng nghệ giữa Việt Nam vả các nước phát triển trên thế giới, chủng ta ngày cảng được tiếp cân nhiều hơn với các cơng nghệ tiên tiên trên thể giới trong đĩ cĩ pơng nghệ vẻ ơtơ Cơng nghệ ơtơ mặc đà là một cơng nghệ xuất hiện đã lâu nlưưng trong những năm gần đây đã cĩ nhiều bước phát triển mạnh mẽ,

Tiên tục các cơng nghệ mới đã được phát minh nhằm hồn thiện hơn nửa ơtõ truyền

thơng Ngồi ra người la cịn phát mình ra những cơng nghệ mới nhằm thay đổi ơtơ

truyền thống như nghiên cửu ơtơ dùng động cơ Iiybryd, động cơ dùng nhiên liệu

Tyđro, ơtơ cĩ hệ thơng lái tự động Tuy nhiên trong điều kiện của nước ta, chúng

ta chỉ cần tiếp thu và hồn thiện những cơng nghệ vẻ ơtư truyền thơng,

Trên ơtơ, người ta chia ra thanh các phân vả các cụm khác nhau Trong đĩ ly hợp là một wong nhtmg cum chính và cĩ vai trị quan trọng trong hệ thống truyền

lực của ơtơ Hệ thống ly hợp cĩ ảnh hưởng lớn dến tỉnh êm địu của ðlơ, tỉnh nững,

điều khiển của ưtơ, đám bao an tồn cho động cơ và hệ thơng truyền lực trên ơtơ Nền để chế tạo được một chiếc ơtơ đại yêu câu chất lượng thi vide thiét ke ché tao một bé ly hợp tết là rất quan trọng Do dĩ em dã được giao dễ tải “ Khảo sắt và tính tốn động lực học hệ thống dẫn động ly hợp ơ tơ bằng thủy lực” để nghiên cửu lầm hiểu cụ thể về hệ thơng ly hợp trên ơtơ và quy trình Hhiết kế chế tạo hệ

thông ly hợp cho ôtô Với đề tải được giao, em đã chọn xe Ford Focus lam xe cu si

để tham khảo các thông số ban đầu Trong nội dung luận văn, em đã trinh bảy

phương pháp tính toán và phân tích các thông số ảnh hưởng tới hiệu quả và chất

lượng lâm việc của ly hop 6 tô dẫn động thũy lực

Trong thời gian được cho phép, với sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tỉnh, cụ thể của Thây giáo -PGS.T5 Nguyễn Trọng Hoan củng các thây giáo trong bộ môn Ôtô

và xo chuyên dụng, cu đã hoàn thành luận văn của mình Mặc đủ bân thân đã có cố

gang và được sự quan tâm giúp đỡ của các thầy giáo nhưng do kiến thức, kmỈ: nghiệm và thời gian hạn chế nên luận văn của em không thể tránh khỏi thiếu sót

Em rất mong nhận dược sự chỉ bảo, phẻ bình của các thấy

Lm xin chân thành cám ơn thấy giáo hướng dẫn Nguyễn Trọng loan vả các thay giáo trong bộ môn Ôtô và xe chuyên dụng, Viện Cơ khí động lực, Trường, ĐHBK Hà Nội dã giúp đố, tạo diều kiện cho em hoàn thành tốt dễ tài luận văn này

11a Nội, ngày 30 tháng 03 năm 2013

Học viên

Nguyễn Lhể Liệp

CHUONG I: TONG QUAN

1 1 Giới thiệt chung vé céng nghigp 6 t6 Việt Nam

Ngành công nghiệp ô tô không chỉ giữ một vị tri quan trạng trong việc thúc

đây nên kinh tế quốc dân phát triển thông qua dap ứng nhu câu giao thông van tai, góp phân phát triển sản xuất vá kinh doanh thương mại mà còn là một ngành kinh tế rang lại lại nhuận rất cao nhỏ sản xuất ra những sân phẩm có giá trị vượt trội Sóm nhận thức dược tâm quan trọng, của ngảnh công nghiệp nảy, các nước phát triển như

Mỹ, Nhật Bản, Anh, Phap, Duc, [an Quốc, đã rất chủ trọng phát triển ngành công nghiệp ô tô của riêng mỉnh trong qmá trình công nghiệp hoa dé phục vụ không chi nhu cầu trong nước mã củn xuất khẩu sang các thị trường khác,

Đứng trước thực tế đó Việt Nam đá cổ gắng xây đựng một ngành công

nghiệp ö tô của riêng mình với mục liêu sắn xuất thay thể nhập khẩu Chính phú Việt Nam dã luôn khẳng định vai trò chủ chốt của ngành công nghiệp ô tô trong sư

nghiệp phát triển kinh tế và luôn tạo điều kiện lợi thông qua việc đưa ra các chính

sách ưu đái để khuyến khích các doanh nghiệp trong và ngoài nước đầu lư vào sin xuất ô tô và phụ ting và đã thu dược một số kết quá nhất định Số lượng ö tỏ lưu

hành ngày càng tầng:

CƠ CẤU THỊ TRƯỜNG Ö TỔ VIỆT NAM

Năm Nhập khẩu Sản xuất trong nước | Tổng

Nhà nước đã và đang có những chính sách hợp tac, thu hút các nhá đầu tư

trong và ngoài nước Kết quả đạt được là đà thu hứt được rất nhiều các nhà đầu tư

gó thương hiệu mạnh, có uy tỉ trong lĩnh vục ô tổ, có chiến lược phát triển lâu dải,

ẩn định đồng thời phát triển đội ngũ lao động kỹ thuật, ngày cảng có chất lượng,

dam bao cho sự phát triển lâu đãi bên vững của ngành ô tô Việt Nam

Ngành công nghiệp ö tô Viết Nam từ chỉ nhập khâu ô tô nguyên chiếc cho

đến sản xuất lắp ráp đến nay đã tự thiết kế, chế tạo sản xuất được một số loại phụ

tùng phục vụ cho ngành công nghiệp sẵn xuất ô tỏ trong nước Ly hợp là một trong

số các phụ tùng được sản xuất tại Việt Nam

De san xuất ra một phụ tủng ö tô nói chung vả ly hợp nỏi riêng chúng ta

không thể bỏ qua được nghiên cửu vả tỉnh toán lý thuyết trước khi đưa vả sản xuất

va sử dung

1.2.Khái quát về ly hợp ô tô

1.2.1 Vai trỏ của ly hợp trong ô tô

Ly hợp là một trong những cụm chỉnh trong hệ thông truyền lực của ôtô Ly hợp trên ôtô là bộ phân liên kết giữa đông cơ và hệ thông truyền lực Do đó nó có nhiệm vụ tách vả nói hai bộ phân nảy với nhau trong trường hợp cân thiết như: Khi

xe bắt đầu chuyên bảnh, khi chuyển số Ngoài ra, trong quá trình ôtô hoạt động sẽ

xuất hiện những mômen quản tính tác động lên hệ thống truyền lực nên ly hợp còn

dong vai trò là bộ phận an toàn bão vệ cho các chỉ tiết của hệ thông truyền lực khỏi

bị quả tải Trong quá trình chạy xe, đẻ việc chuyển số được êm dịu thi việc truyền

công suất từ động cơ đến hộp sổ phải diễn ra từ từ, tránh sự đột ngột là nhờ bộ ly

hợp Bộ ly hợp này nằm giữa động cơ và hộp số, việc điều khiển ly hợp thông qua một bản đạp gọi là bàn đạp ly hợp đề nối vả ngắt công suất từ động cơ, đồng thời chuyên số được để đảng

Bánh đà IS

Bick MP A/c od | Bb gdm PP Bàn ép

Wy hop

Việc đánh giá khả năng làm việc của ly hợp thường thông qua các tiêu chuân

~ Mö men ma sát không đổi khi ly hợp ở trạng thải đóng

~ Có khả năng trượt khi bị quả tai

~ Có khả năng thoát nhiệt tốt đẻ tránh làm nóng các chỉ tiết khi ly hợp bị

trượt trong quá trinh làm việc

~ Điều khiển ly hợp nhẹ nhàng tránh gây mệt mỏi cho người lái xe

- Giá thành của bộ ly hợp rẻ, tuổi thọ cao, kết cầu đơn giản kích thước nhỏ

gọn, đề tháo lắp và sửa chữa bảo dưỡng

Vậy để đảm bảo được các yêu cầu nảy ta hãy tìm hiểu kỹ kết câu của ly hợp,

nguyên lý hoạt động, các cách điều chỉnh ly hợp,

Đĩa ly hợp Bình chứu dẫu ly hợp

Bàn dap ly hop

Vang efit ly hop

Cang cắt ly hợp

Xi lanh cất ly hợp.

1.2.2 Phân loại ly hep

Có nhiêu cách phân loại

- Phân loại theo cách truyền mômen:

+ Ly hợp ma sát: Truyền mnô men thông sua các bễ mặt mua sát, ly hợp mua sát

có hai loại là ly hợp ma sát khô và ly hợp ma sát ướt:

Ly hop ma sat khô: Không cỏ đưng môi, các ổĩa ma sát thưởng được làm từ

Ferado đẳng,

Ly hợp ma sắt ướt Được nhúng trong dầu

I Ly hợp thuỷ lực: Truyền mônen thông qua chất lông,

+ Ly hợp diện từ: Truyền mômen nhờ lực diện từ

+ Ly hop lién hợp: Mô men được trưyền bằng cách kết hợp cáo phương pháp

trên Thông thường là bằng mua sát cộng với thủy lực Hiện nay, trên ôtô dùng chủ

yếu là ly hợp ma sắt và ly hợp thủy lực

Phan loại theo trạng thái làm việc:

1 Loại ly hợp thường đóng: Khi không có lục điều khiến, ly hợp luên ở trạng thai đóng, khi đạp ly hợp các bê mặt làm việc tách ra Đại da số các ly hợp

trên ôtô đủng loại này

1 T.oai ly hợp thường mở: Khi không có lực điều khiến, ly hợp luôn ở trạng

thái mở,

- Phân loại theo dạng lò xo của đĩa ép:

+ Ty hợp sử dựng lò xo trụ bồ trí heo vông trên

+ Trợ lực khí nén

+ Trợ hực chân không

1,2.3 Cấu tạo ly hợp

Toàn bộ phân ly hợp gồm có hai phần, phân điều khiển cơ khí vả phản điêu

khiển thủy lực Quả trinh điều khiển ly hợp có thể mô tả như sau: Lực từ bản đạp tác dụng lên piston của xi lanh chính làm áp suất dâu trong xi lanh chỉnh tăng lên

Nhờ đường ông dẫn dau thuỷ lực mả áp suất dầu nay tác dụng lên piston trong xi

lanh cắt ly hợp chuyên động đây cảng cắt ly hợp chuyên động Theo nguyên tắc don

gánh, vòng bị cắt ly hợp bị cảng cắt ly hợp ép vào lỏ xo đĩa Nhờ vậy mả đĩa ly hợp

tách khỏi bánh đã vả ngắt công suất từ động cơ đến hộp sỏ

Bia ly hop tach khởi bánh đả, ngất

a)Ban dap ly hop

Vai trò của bản đạp ly hợp là tạo ra áp suất thuỷ lực trong xi lanh chính, áp

suất thuỷ lực này tác dụng lên xi lanh cắt ly hợp và cuối củng đỏng vả ngắt ly hợp

Trong quá trình sử dụng xe, nêu thấy có hiện tượng khi đạp hết bản đạp ly hợp vào mả vẫn không thẻ cắt được động lực, đó là do ly hợp đã bị mòn hoặc hành trình tự đo của bàn đạp ly hợp không chuẩn

Hành trình tự do của bản đạp ly hợp là khoảng cách mà bản đạp ly hợp cỏ

thể địch chuyển được cho đền khi vỏng bi cắt ly hợp ép vảo lò xo đĩa Khi đĩa ly

hợp bị mòn thì hành trình tự do nảy bị giảm đi cho đến khi không côn hảnh trình tự

do nữa có nghĩa là ly hợp đã quả mỏn, cân phải thay thẻ hoặc phải điều chỉnh hành trình tự do của ly hợp Việc điều chỉnh này được tiên hảnh bằng cách điều chỉnh chiêu đài cần đây xi lanh cắt ly hợp và duy trì hành trình tự do không đổi qua việc

điều chỉnh các bu lông trên nó

Trong các kiểu xe hiện nay người ta thường dùng các loại xi lanh cắt ly hợp

tự điều chỉnh giúp cho hành trình tư do của bản đạp ly hợp không thay đổi Ngoài ra

có thể điều chỉnh độ cao của bàn đạp ly hợp bằng bu lông chặn bàn đạp đồng thời

điêu chỉnh hành trình tự do của bản đạp bằng bu lông chăn cần day

Bên cạnh các loại bản đạp ly hợp thông thường, người ta còn chế tạo các loại

bàn đạp ly hợp kiểu quay vòng có tác dụng giảm lực điều khiển bằng các lò xo

khi đạp ban dap thêm nữa đi quả một vị trí nhất định, lực tác dụng của lò xo đổi

hướng theo chiêu bố xung thêm vảo lực ấn giúp cho việc đạp dé dàng hơn

b)Xi lanh chính của ly hợp

3°

Xi lanh chỉnh của ly hợp gồm cỏ cần đây, piston xi lanh chỉnh, các lỏ xo hãm

và lò xo côn, buông chửa đầu Trong quả trình hoạt động, sự trượt của pít tông

tạora áp suất thuỷ lực đẻ điều khiển đóng cắt ly hợp, đồng thời lò xo phân hồi của bản đạp liên tục kéo cằn đây về phía bàn đạp ly hợp

Khi đạp chân vào bàn đạp, lực tác dụng lên bản đạp đẩy cân dịch chuyên vẻ

phía bên trải (mũi tên mâu trắng), dầu trong xi lanh chỉnh chảy theo hai đường,

một đường đi đến xi lanh cắt ly hợp vả một đường dầu chảy vảo bình chứa Khi thanh nồi tách khỏi bộ phận hãm lò xo chuyển động sang trái đóng đường dâu vào

bình chứa làm áp suất dầu trong xi lanh chính tăng lên, áp suất nảy di đến dieu

khiển pít tông trong xi lanh cắt ly hợp

Khi nhả bản đạp dưới tác dụng của lò xỏ nén đây pit tông vẻ phía bên phải,

áp suất dầu thuỷ lực giảm xuống Khi piston trở lại hoàn toàn kéo thanh nối mở van nạp, dâu từ bình chứa trở về xi lanh chính Chú ý rằng nêu không khí lọt vào

đường dân dẫu, khi tác dụng lực, không khí bị tăng áp, dãn nở vả không tạo được

đủ áp suất cân thiết Dẫn đến không thê ngắt hoàn toản công suất do tác dụng của

ly hợp bị kém đi

©) Xi lanh cắt ly hợp

Xi lanh cắt ly hợp nhận áp suất dầu thuỷ lực tử xi lanh chỉnh dé dieu khiển

pit tông dịch chuyên, từ đỏ điều khiển cảng cắt ly hợp thông qua một thanh đây

Lô xo địa Lô xo địa

í Vong bi cắt ly hợp ( Vong bi cat ly hợp

Xi lanh cất ly hợp tự điểu chĩnh _ Xỉ lanh cắt ly hợp có thể điều chỉnh

Trong ô tô hiện nay thường sử dụng hai loại xi lanh cắt ly hợp là loại tự điều

chỉnh vả loại có the diéu chỉnh được Đối với loại tự điều chỉnh thi ngay trong

buồng xi lanh cắt ly hợp bố trí một lỏ xo côn Lò xo nay luôn luôn ép can day

vàocảng cắt ly hợp Nhờ vậy mà hành trình tự do của bản đạp không thay đổi Đổi

với loại thử hai thi nếu ly hợp bị mỏn, vị trí của lỏ xo đĩa thay đổi, vòng bi cắt ly

hợp không áp sát vào lò xo đĩa làm hành trình tự do của bản đạp thay đổi Do đó ta

buộc phải điều chỉnh vít lắp ở dau can đây để cảng ly hợp ép sat vao vong bi

d)Vong bi cat ly hop

Vong bi cat ly hợp là bộ phận quan trọng trong ly hợp Vì nó phải hấp thụ sự

chênh lệch vẻ tóc độ quay giữa cảng cắt ly hợp (không quay) vả lỏ xo đĩa (bộ phận quay) để truyền chuyên đông của cảng cắt vào lỏ xo đĩa Bởi vậy vòng bị nảy phải

cỏ câu tạo đặc biệt, làm bằng vật liêu bèn và cỏ tính chịu mòn cao Trong các ly

hợp của xe FF, trục khuỷu và trục sơ cấp thường dịch chuyển với nhau một chút, nghĩa là đường tâm của lỏ xo đĩa và đường tâm của vòng, bi ép ly hợp dịch chuyên

với nhau một chút nên gây ra tiếng ổn do ma sát giữa vòng bi cắt ly hợp và lò xo

đĩa Để giảm tiếng ôn nảy, vòng bị này thường được chẻ tạo đặc biệt tự động điều

chỉnh đề đường tâm của lò xo đĩa vả vòng bị cắt ly hợp trùng nhau

gem | true khuyu) vòng bị cất lyhợp

Lô xo đĩa.

e) Bản ép ly hợp và lò xo đĩa

Mục đích chủ yêu của cụm chủ tiết này là để nỏi và ngắt công suất của động

cơ Yêu cầu của nó là phải cân bằng trong khi quay vả phải đảm bảo toả nhiệt tốt

khi nói với bánh đả Để ép được đĩa ép ly hợp vào đĩa ly hợp, nắp ly hợp thường

sử dụng lỏ xo Thông thường có hai loại lỏ xo, một loại dùng lò xo xoắn vả một loại dùng lỏ xo đĩa Trong các ô tô hiện nay thi loại có lò xo đĩa được áp dụng phổ

Loại thông thường Loại DST (Lật ngược lò xo đĩa)

Lo xo dia được chế tạo bằng thép lò xo vả được bắt chặt vào bản ép ly hợp bằng đỉnh tán hoặc bu lông Ở mỗi phía của lò xo đĩa bồ trí các vòng trụ xoay hoạt

động như một trục xoay trong khi lò xo đĩa quay Đổi với loại bàn ép ly hợp thông

thưởng có các lỏ xo chịu kéo đề nổi đĩa ép ly hợp với lò xo đĩa Còn các kiêu xe

hiện đại gần đây thường dùng loại bản ép ly hợp gọi là DST (hay lật ngược lỏ xo

đĩa) Đôi với loại nảy người ta lật ngược bàn ép ly hợp đẻ trực tiếp giữ lò xo đĩa ở

vị trí thích hợp Các dải băng bố trí theo chiêu tiếp tuyển với bản ép ly hợp có tác dụng truyền mômen quay từ trục khuỷu của động cơ

Vir cla diad gid han mon aba dia

Để hiểu rõ các tru điểm nỗi bật của lò xo đĩa so với lỏ xo trụ, chủng ta hãy

xem biểu đỏ trên Ở điều kiện làm việc bình thường, nghĩa là khi đĩa ly hợp hoàn toàn mới, khi đặt vào đĩa ép ly hợp một lực ép (P0) như nhau đối với cả hai loại

loại lỏ xo trụ và loại lỏ xo đĩa, khi an hét cỡ bản đạp ly hợp, mỗi sức ép trở thành

E2vàP2

Điều này có nghĩa là đối với loại lò xo đĩa, lực cản phải ấn vào bản đạp ly

hợp nhỏ hơn đổi với lỏ xo trụ với mức chênh lệch được thẻ hiện bằng “a”

Còn khi độ mỏn ở bẻ mặt tiếp xúc của đĩa ly hợp vượt quả một giới hạn cho

phép, sức ép đặt lên đĩa ép ly hợp của loại lỏ xo trụ giảm đến P*1 Mặt khác, sức

ép đặt lên đĩa ép ly hợp của loại lò xo đĩa là P1, cũng bằng P0 Điều đó có nghĩa là,

khả năng truyền công suất của ly hợp kiêu lò xo đĩa không bị giảm cho tới giới hạn

mòn của đĩa Ngược lai, sức ép đặt lên đĩa ép ly hợp của loại lỏ xo trụ giảm xuống

P*1 Do đó, khả năng truyền công suất giảm xuống, làm cho ly hợp bị trượt

{Dia ly hợp đá côn)

Tác dụng của đĩa ly hợp là làm dịu đi sự va đập khi vào ly hợp Đề truyền

công suất từ động cơ được êm vả it ôn, nó phải tiếp xúc một cách đồng đêu với bề

mặt ma sát của đĩa ép ly hợp và bánh đà Các bộ phân chủ yêu trên đĩa ly hợp gồm

các lỏ xo chịu xoắn vả các tâm đệm Lò xo chịu xoắn được đưa vào moay-ø ly hợp

để làm dịu va đập quay khi vào ly hợp bằng cách dịch chuyên một chút theo vòng,

some [N:l†

V

Ma sắt mất

Tắm đệm được tán bằng định tán kẹp giữa các mặt ma sát của ly hợp Khi ăn

khớp ly hợp đột ngột, phân cong này khử va đập vả làm dịu việc chuyển số và truyền công suất Chúng ta hãy chủ ý rằng nêu lò xo chịu xoắn bị mòn và tấm đệm

bị vỡ sẽ gây ra mức va đập và tiếng ôn lớn khi vảo ly hợp, khi đó cần kiểm tra lại

và sửa chữa hoặc thay thế

1.2.4 Ảnh hưởng của ly hợp khi gài số và khi phanh

a) Khi gài số:

Khi gải số các chỉ tiết có chuyên động tương đối, do vậy sinh ra mémen

xung lượng va đập và tải trọng động tác dụng lên các chỉ tiết khác Muốn giảm lực

xung kích tác dụng lên hệ thống truyền lực cần mở ly hợp rồi mới gải số đẻ

giammémen quan tinh phân bị đông và các chỉ tiết của hộp số cỏ liên quan động học đến phần bị động của ly hợp Như vây việc ngắt ly hợp khi sang số không,

những làm cho việc sang số được thực hiện êm dịu mà còn lảm giảm tải trọng động.

tác dụng lên các chủ tiết của hệ thống truyền lực giúp làm tầng tuổi thọ cho các chỉ tiết này,

b) Khi phanh ôtô:

Khi phanh 41 toan ba hé théng truyền lực chịu tải trọng động rất lớn dưới tác dụng của mômen quản tính của động cơ IMjmx

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

Mijmax Trong trường hợp mày mômen quản tính sẽ tác dụng lên hệ thống truyền lực

Tếu mốmen Mi» lớn hơn mômen ma sát cửa ly hợp thả ly hợp bị trượi và

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

Nếu khi thiết kế ly hợp lẫy hệ số dự trữ của ly hợp lớn hơn bệ số dự trữ cúa

độ bên của trục các đồng thì có thể trục các đăng bị gấy do quá lãi

1.3 Đề tải nan vin

Trên ôtô, người ta chia ra thanh các phần và các cụm khác nhau Trong đó ly hop là một trong nhữmg cụm chính và có vai trò quan trọng trong hệ thống truyền lực của ôtô Hệ thông bự hợp có ánh hướng lớn đến tinh êm dịu của ôtỏ, tỉnh năng, điều khiến của ôtô, đảm bảo an toàn cho động cơ và hệ thống truyền lực trên ôtô

Tên để chế tạo được một chiếc ôtô đạt yêu câu chải lượng thì việc tiết ké chế tạo

một bộ ly hợp tốt l rất quan trong Do đỏ em đã được giao để tải “ Khảo sát và tính

toán động lực học hệ thống dẫn động ly hop 6 té bang thủy lực” để nghiền cửu tim

1.4 Phương pháp nghiên cứu:

Tê đâm bảo việc nghiên cứu và tính loán được nhanh chồng, chỉnh xác ta sử

dung phần mém Matlab Simulink dễ mô phỏng va tinh toan trén may tinh Matlab

là một chương trình phản mềm lớn về lĩnh vực toán số Tên bộ chương trình lá chữ

viết tắt của Matrix Laboratcry, thể hiện chương trình là tống hợp các phép tính.

vector, ma trậu Phần cót lõi của chương Irình bao gồm các hàm loản, chức năng, nhập/xuất cũng như khã năng điều khiển chu trinh mà nhờ đó có thể dựng trên các scripts

Simuhnk la mat phan mém mỡ rộng cia Matlab (một toolbox của Matlab) „ dùng đã mô phỏng hóa, mô phỏng và phân tích một hệ thông động Thông thường

đừng để thiết kế hệ thống điêu khiến, hệ thẳng DSP, hệ thống thông tin và các ứng

dụng mô phông khác

8imulimk lả thuật ngữ để nhớ việt tắt của hai từ Simulation và Link, Simulink cho phép mô tả hệ thông tuyển tính và phí luyễn, các mô hình trong miễn thời gian

liên tục, hay gián đoạn hoặc một hệ bao gồm cả liên tục vả gián doạn

'Trong luận văn này chúng ta sử dung Matlab Simulink để mô phông động

lực học hệ dẫn động của ly hợp ô lô trợ lực thủy lực

an văn:

1.5 Nội dung của IL

ChươngI— Tổng quan

Chương II ~ Phương pháp mô phỏng dẫn động thủy lực

Chương HII — Mô phỏng và tính toán dẫn động ly hợp

Kết luận

CHUONG I PHUONG PHAP MO PHONG DAN DONG LY HOP 2.1 Cac mé hinh mé phéng

2.1.1 Mé hinh trayén song

p, Q lần lượt là áp suất và lưu lượng chất lỏng,

p- Khoi lượng riêng của chất lỏng,

1 Mô dun đàn hồi thể tích;

f - Diện tích tiết điện đường ôi

Trong mô hình này người ta cơi lưu lượng chải lồng đi vào hệ thống được chia thành 2 thành phần: Qœ là lượng bú cho su dan hồi của hệ thông và Q¿ là

lượng chất lỏng thực hiện công hữu ích:

Ø.—=@s+~0z

Dan = wr) Fe Trong dé V là thể tích ban đâu của chất lỏng trong hệ thống

57P- Tổng cáo lực quy vẻ piston,

z- Toa dé vi tri piston;

z¡- Toạ độ vị trí của lớp chất lắng đang xét;

Caa- Độ cửng của các phần tử hệ thông quy vé piston:

Fy Dign tich piston,

Ea- Mô đun đàn hồi của chất lồng,

2.1.3 Mô hình không dân hải

Dây là mö hình đơn giản nhật, chât lõng không nén được và các phân tử của hệ

thông là tuyệt đối cứng (không đán hồi)

Mô hình này quá đơn giản vả không mô phỏng chính xác các quá trình vật lý

xây ra trong hệ thông nên rất ít khi được sử dựng,

2.2 Cát phương trình mô tả hệ thông

lIiện nay mô hinh thứ hai lá được sử dựng nhiều hơn cá, nó cho phép mồ tá một

cách tương đổi chính xác các hiện tượng phức tạp xảy ra trrong hệ thông với các

công cụ loàn học đơn giảu hơn nhiều so với mô hình thử nhất Tuy nhuên ngay cả

+hi sử dụng mô bình này các phương trình vi phân mô tả hệ thông đã lên tới bậc 3 hoặc 4 Do vậy để giải các phương trình này người ta thường sử đụng các phương

trình gần dúng trên cơ sở luyễn tinh hoá các phương trình phi tuyển hay sử dụng các phương pháp số để giải trên máy tính

Một cách tổng quát, hệ phương trình mô tâ động lực học của hệ thống thấy lục 26m 3 dang phương trình tương ửng với các quả trình xây ra trong hệ thống,

- Các phương trình chuyển động của các chỉ tiết động trong hệ thống (thường

được xây dựng theo nguyên lý Ðu lầm be), lay còn gọi là các phường Irình lực và a6 men,

- Các phương trình déng chảy của chất lỏng trong hệ thống,

- Các phuemg trình lưu lượng,

2.2.1 Phương trình chuyển động

Các phương trình chuyển động thể hiện sự cản bằng của các chỉ tiết chuyển

lực (hay mô men) đặt lên chúng Đối với

động trong hệ thông dưới lác dụng của

các phân tử chuyển động tính tiến:

Ä1x yD “yy

m

Trong đó

1m- Khối lượng quy về chỉ tiết chuyển động;

x- Dịch chuyên của chỉ tiết động:

Với

J- Mồ men quán tính quy đổi của các chỉ tiết quay;

p- Góc quay của chỉ tiết dộng,;

EM,- Téng mô men của các lực chủ động:

XM¿- Tổng mô tuen của các lực cẩn

"rong trưởng hợp tổng quát, khói lượng quy đôi m bao gồm khôi lượng của các

chỉ tiết động m, và khói hượng của chất lỏng công tac my

Khéi lượng của các chủ tiết động quy về gít tông được tính ru sau:

tử thử 1 sơ với Irục đã

qua khối tâm cua no;

V¡- Vận tốc của trọng tâm của phần tử i:

eœ¡ - Vận tốc góc của phân tử ¡,

tich cia piston,

Cân lưu ý rằng khối lượng quy déi ctia chat léng cé thé được thay bằng tốn thất quán tỉnh trong phương trình Béc na lì, Tẩn thất quản tính của cột ap pj nhu san

av Địt

"trong đó: V lả vận tốc chuyển động của chất lỏng trong ống

2.2.2 Phương trình dòng chảy chat ling

'Lất cá các phản tứ trong hệ thống thủy lực đều có hiệu ứng căn trở chuyển động

của chất lõng va do vậy chứng gây niên tổn thất cho đòng chảy, gợi là tổn thất thủy

lực Tốn thất thủy lực được thể hiện đưới dạng tồn thất áp suất và phụ thuộc vào chế

'Trong do: pi, pèa là ấp suất tại nút thứ ¡ và r1 trên sơ đồ tính toán, Áp: là tôn

thất trên đoạn tử nút ¡ đến i+]

Tên thật thuỷ hực bao gồm 3 dang: Tén that doc theo dudng dng py, tốn thắt cục

bộ bạ và lên thát quản tính của khói lượng chất lồng chuyển động pị

ÁP, = B+ P+ Py Tén that doc theo đường ống phụ thuộc vào chế độ dòng chảy Nếu như ở chế

độ chây tầng tồn thất tỷ lệ thuận với vận tốc đông chây thì ở chế độ chãy rối tấn tha

†ý lệ với binh phương vận tốc

Viée chuyển từ chế độ chãy tầng sang chế độ chây rồi xây ra trong những điều kiện nhất định, được xác định qua số Reynolds (Re)

Với

V- Vận tốc trung bình của dong chảy,

đ- Dường kính ôi Ig

v - 116 số độ nhớt động học của chất lòng,

a) Tổn thất trên đường ông tiết diện tròn

1 và £- Dộ đải và tiết diện đường ống,

Q- Lưu lượng chất lông;

_128 put

ad

ý: Py tạp: 9

Với: Ai- hệ số cần ở chế dộ chấy tầng

Trong các lính toán thực tế có thể lây 75/Re

Ở chế dé chay réi (Re > 2300):

^«- Hệ số tốn thất đo ma sát ở chế độ chảy rồi;

a

Raa ân

Đôi với các thành ông kim loại nhần 6 thé lay wrong déi chink xac: Ay 0,025

hay tinh theo céng thue A = 0,3161Re™*

Người ta nhận thấy rằng trong các hệ thống điều khiển thủy lực tồn tại vận tóc

giới hạn V* tương ứng với giá trị giỏi hạn của số Reynolds (ke = 2300), nghĩa là ta

GỠ:

Tông chây tẳng nếu V < V*

Dong chây rối nếu V » V*

Vì vậy để đánh giá tốn thật có thể sử dụng công thức sau:

Tên thất cục bộ có thể phân thành 2 loại như sau:

- Các bộ phận tiết lưu (con trượt, van các loại, tiết lưu, .);

- Các bộ phận chuyên tiếp (góc ngoặt, ống nổi, chạc ba, .)

Ton thal cục bộ được lính theo công thức sau:

Trong 46: 14 hệ số căn cục bộ, phụ thuộc vào kết cầu của bộ phận gây căn và

chế độ dòng chảy, nó được xác định bằng thực nghiệm

Trong tính toàn có thê thay tổn thất cục bộ bằng tổn thất trên dường ng tương,

đương với độ dài

Đôi với các tiết lưu, tồn thất đi qua nó Ap được tỉnh theo công thức sau:

ag POP

e * 2

Trong dé

&—= Hệ số lưu lượng, phụ thuộc vào độ nhới, dé thu hep dòng chây

Ý - Diện tích mặt cắt ngang của tiết lm,

Ap- Tến thất áp suất (độ chênh áp trước và sau tiết lưu),

¢) Tan thất quan tinh

Tên thất quán tính của dòng chất lồng xuất hiện khi dòng chấy không ổn dinh,

đặc biệt là ở quả trình quả độ Nó được đảnh giả như sau:

r

Pp, Al ar

Vai x là dich chuyển của khôi chất lông

2.2.3 Phương trình lưu lượng

Tương tự như đối với các hệ thống khí rẻn, trong các sơ để mỗ phỏng các hệ thống thuỷ lực cũng có các điểm rễ nhánh cỏn gọi lá các nút Tại một nút bat kỳ người †a cũng vận đựng quy tắc tính dòng điện để tính lưu lượng:

2.3 Mô hình toán hoc dan hai

"trong hệ thông thủy lực ly hợp bao gồm:

theo thời gian: Py (1) Bởi vậy khi tính toàn mô phông, người ta thường giả định một

số quy luật biển thiên của P theo thời gian Trên hình thể hiện cac quy luật bac thang vả tuyến tính, ngoài ra người ta côn hay sử dụng hảm mũ hay hàm tuần hoàn

Trong Hưởng hợp trêu ngoại lực Pz tác động lên can yiston chấp trành 3 (tải)

chính là phần lực tử phia các cơ cầu bị điều khiển

Mê hinh hệ thông thủy lực dan hồi với các thông số tập trung tại các mút được

xây dụng với một số giả thiết sau:

- Các quá trình sóng xảy ra trong hệ thống không ảnh hướng đến quả trình quả

độ do độ dài đường ông tương đổi ngắn,

- Độ nhớt, khối lượng riêng và nhiệt độ của chất Tổng và lượng khí không hoà

tan trong nó không thay đổi trong quá trình quá độ;

- Không có rò rỉ rong hệ thông

Theo mô hình nảy, mội doạn ¡ bất kỳ trong hệ thông có thể được hiểu chến như

trên hình về sau Nó bao gồm các thông số sau: khối lượng mị, độ đài đường ông i,

tiết diện ông ñ, cán thủy lực Rị, và hệ số giãn no ys (pi)

x Xt

§ơ đồ mà phòng một đoạn của hệ „ l

thông thủy lực có đần bỗi và các @l 1 BỘ l+n

Trong, dé pi va pi-1 1a Ap suat tai dau vào và đầu ra của đoạn đang xét

Nếu gọi x la di chuyển của cột chất lỏng trong doan ông xớt, vận tốc của nó là:

v_ ax

at Thay các biểu thức của pj, pi Pm vào biếu thức trên ta được

2 £ N 3

x ~315Ẽ7 „0433 pw dx kal 05/2“ | +p,=m„ (*)

de

Trong phương trình trên số hạng thứ 3 luôn dương khổng phụ thuộc vào đâu

cửa vận tốc, điều mày không thục tế, bởi vì trong quá trinhi quá độ có thể xây ra trường hợp vận tóc âm Do vay dé dim bảo mô tả chính xác hệ thống trong mọi

trường hợp thì phải đưa vào hàm dấu sạn của vận tốc:

Áp suất tại đầu vào của hệ thống được tính như sau

Nếu bé qua khối lượng của piston xi lanh chính và các mat mat do ma sat

thể tích chất lông cho các

Trong quả trình mỗ phỏng, luỳ theo việc phân bỏ c

Tiút mả ta thu được các sơ đồ tỉnh toán với ruùc độ phức tạp khác nhau:

- So dé 3 phản tử đàn hôi,

- Sơ đỗ 2 phần Lữ đàn hỏi,

- Sơ đề một phần tử đàn hỏi

a) Bài toán 3 phần tử dàn hồi

Sơ đỗ mô phỏng của hệ thống thủy lực với 3 phần tử dan héi được thể hiện trên

- Thế tích VI của xi lanh chính tập trung tại nút (1);

~ Thể tích của đường ống tập trung tại nút (2);

~ Thể tich khoang công tác của xi lanh chap hanh V3 - tai mit (3)

Khả năng dan nở của hệ thẳng được thể hiện tập trung thông qua các xi lanh có

lò xo với các hệ số tự] (p1), g2(p2), g3(b3)

Như vậy, các nứt (1), (2) và (3) chia hệ thống ra làm 2 đoạn với chiều đài là 11

và 12, mỗi đoạn có khôi lượng chat lang trong img la mI và m2 và sức cân thủy lực

là R] và R2

Ngoài ra trên các sơ đồ có sử đụng các ký hiệu sau:

- Địch chuyển của các pít tông xi lanh chính và xỉ lanh chấp hành,

-Yy#

- x1, x2, x3Dịch chuyển của các cột chất lỏng tại các mút tương ứng (1),(2), (3),

- Ê Tiết diện đường ông,

~ Pz« T.ực sinh công hữu ich

30

Phương trình đồng chảy chát lông tại đoạn (1) - (3) được viết như sau:

chất lỏng đi qua nút () đúng bằng lượng chất lồng đi vào xì lanh chấp hành vả lạm

dich chuyén piston, Nghia là, dối với xr tạ có

Với yuex và van là độ đải tương đường của xỉ lạnh chính và xi lanh chấp hành

ting Voi thể tích chất lòng ban đầu chứa trong chứng

Thương trinh chuyển động của pít tông của xi lanh chấp hành được viết như

Cúc phương trình từ (1*) đến (6%) tạo thành mô hình toàn học của hệ thống no

cho phép mô tả quá trình quá độ xây ra trong hệ thống khi biết quy luật biến thiên

áp suất tại đầu vào pì

Các nghiên cứu đã cho thay quáu lính của các chỉ tiết động và lực ma sắt rấL

nhỏ so với các lực tác động khác cho nên ta có thẻ bỏ qua chúng, Khi đó biểu thức

(6*) co dang

P._, dp;

P-p.F,—-0;hay: p,-= = Loe By Os hay: ps7 4 (69 «+

Thể vào các phương trình (2*) và (5*) tạ dược