tính toán thiết kế cải tiến hệ thống dẫn động ly hợp

+ Đóng ly hợp phải hoàn toàn êm dịu + Đảm bảo làm việc an toàn độ nhạy cao + Có thể đóng mở ly hợp khi cờng hóa không làm việc + Lực tác dụng lên bàn đạp ly hợp nhỏ + Dễ điều chỉnh, dễ c

Tính toán thiết kế cải tiến

hệ thống dẫn động ly hợp

I Yêu cầu của hệ thống dẫn động ly hợp.

Để giảm nhẹ sức lao động của ngời lái xe ta sử dụng có cờng hóa Vậyyêu cầu dẫn động có cờng hóa phải :

+ Mở ly hợp phải dứt khoát

+ Đóng ly hợp phải hoàn toàn êm dịu

+ Đảm bảo làm việc an toàn độ nhạy cao

+ Có thể đóng mở ly hợp khi cờng hóa không làm việc

+ Lực tác dụng lên bàn đạp ly hợp nhỏ

+ Dễ điều chỉnh, dễ chăm sóc, dễ sửa chữa

+ Kết cấu đơn giản dễ chế tạo

+ Không ảnh hởng tới các hệ thống khác trên xe

+ Vật liệu chế tạo thông dụng sẵn có trong nớc rẻ tiền

II Lực bàn đạp ly hợp khi dẫn động ch a có c ờng hóa.

1 Tỷ số truyền của hệ thống dẫn động cơ khí

a c eCông thức : ic = i1 i2 i3 =     -

ic: Là tỷ số truyền chung của hệ thống dẫn động cơ khí, ic = 35,7

ηk: Hiệu suất của hệ thống dẫn động cơ khí chọn, ηk= 0,85

III Chọn ph ơng án dẫn động và c ờng hóa.

1 Nhận xét :

- Do lực bàn đạp để mở ly hợp đã tính toán ở trên là tơng đối lớn (Qbđ

= 25 KG), nên dẫn đến ngời lái xe điều khiển vất vả Cần phải thiết kế cải tiến

hệ thống dẫn động có cờng hóa sao cho lực bàn đạp giảm xuống, nhng cũngkhông đợc quá nhỏ để đảm bảo cảm giác cho ngời lái xe tránh hiện tợng mở lyhợp theo thói quen

- So sánh u nhợc điểm của các hệ thống dẫn động đã nêu ở phần tổngquan, xét điều kiện cụ thể của xe phải thiết kế Dựa trên cơ sở xe Γ3CA - 3711dùng cho vận chuyển bu điện Ta thấy phơng án dẫn động ly hợp thủy lực c-ờng hóa chân không là phù hợp.

2 Sơ đồ và nguyên lý làm việc của hệ thống dẫn động ly hợp thủy lực

có c ờng hóa chân không.

a Cấu tạo.

Khi cha đạp bàn đạp, do tác động của lò xo 3 làm cho ty đẩy 4 kéo theopiston 11 sang trái Ty đẩy van 13 tỳ vào đáy của xi lanh 10 và dừng lại nênvan bi 12 mở ra dầu sẽ lu thông từ khoang trớc và khoang sau piston 11.

Khi bắt đầu đạp: Do ngời lái tác động vào bàn đạp ly hợp 21 tạo ra ápsuất ở xi lanh 20 dầu sẽ đi vào xi lanh cờng hóa 10, qua van bi một chiều 12tới xi lanh lực 14 và đẩy piston 15 qua ty đẩy 16 tác động càng mở 17

Khi lực đạp tăng lên, thì áp suất phía trái piston 11 tăng lên nhanh đẩypiston 11 sang phải khi đó ty đẩy van 13 tách khỏi đáy xi lanh 10 làm van bi

số 12 đóng lại ngăn cách khoang trớc và khoang sau piston 11 Do áp lực dầu

ở phía trái piston 11 tăng, đẩy piston 11 sang phải nên áp suất dầu đợc tănglên sẽ đẩy piston 15 qua cần đẩy 16 tới càng mở 17 tác động một lực lên bi tê

Sự làm việc này hoàn toàn độc lập Đây chính là dẫn động thủy lực

Đồng thời khi đó áp suất dần sẽ tác động vào phía dới piston 9 đẩy piston

và màng số 8 cùng với đế van 7 đi lên Đế van 7 tiếp xúc với van 6 ngăn cáchgiữa khoang C và khoang D Nhng khoang C lại thông với khoang B, khoang

D thông với khoang A nên khoang A và khoang B ngăn cách với nhau Piston

9 tiếp tục đi lên sẽ mở van không khí 6 để cho không khí qua bầu lọc qua vankhông khí tới khoanh A Nh vậy giữa khoang A và khoang B có sự chênh áp:Khoang A có áp suất khí trời bằng 1 KG/cm2 còn khoang B thông với họnghút động cơ có áp suất trung bình bằng 0,5 KG/cm2 Điều này sẽ tạo ra lực

đẩy lên màng cờng hóa sang phải nén lò xo hồi vị 3 qua ty đẩy 4 đẩy piston 11sang phải Nh vậy ở phía phải của piston sinh ra 1 áp suất do cờng hóa tạo lên

Ap suất đó cộng với áp suất do ngời lái tác động cùng lên piston 15 qua ty đẩy

16 tới càng mở 17 vào bi tê Điều này làm cho lực bàn đạp giảm đi

Khi ngời lái dừng bàn đạp (nguyên tắc tùy động) tại một vị trí xác định,lúc này van không khí 6 vẫn mở nên không khí vẫn tiếp tục vào khoang A vàtiếp tục đẩy cờng hóa qua ty đẩy 4 làm cho piston 11 tiếp tục chuyển độngsang phải Thể tích ở phía trái piston 11 khi đó tăng lên, làm cho áp suất ở đógiảm đi Bởi vậy piston điều khiển 9 dới tác dụng của lò xo hồi vị màng tùy

động sẽ đi xuống và làm đóng van không khí lại Không khí không tiếp tụcvào khoang A nữa và piston 9 dừng lại nên van chân không (giữa đế van 7 vàvan 6) vẫn đóng Do đó không khí ở khoang A không thoát ra đợc mà cũng

không đợc bổ sung nên vẫn giữ cho piston 11 ở một vị trí xác định Nghĩa là

áp suất do cờng hóa sinh ra ở bên phải piston 11 là không đổi nên ly hợp cũng

đợc mở ở mức độ nhất định (trạng thái vê côn)

Khi nhả bàn đạp thì áp suất ở sau piston 11 giảm Dới tác dụng của lò xohồi vị 3 và áp suất ở phía phải piston 11 làm cho piston 11 chuyển động sangtrái Đồng thời piston 9 chuyển động xuống dới làm đóng van không khí 6 và

mở van chân không 7 để cho khoang A và khoang B thông nhau cùng thôngvới họng hút của động cơ

Do piston 11 chuyển động qua trái nên kéo theo ty đẩy 13 tỳ vào đáy xilanh 10 và dừng lại Nhng piston 11 vẫn bị kéo sang trái nên van bi 12 mở.Dầu từ xi lanh lực 14 sẽ thoát qua van 12 và về xi lanh chính 20, về bình chứalàm cho ly hợp đóng lại

3 Xác định tỷ số truyền của hệ thống khi cải tiến và khi c ờng hóa ch

IV Xây dựng đặc tính c ờng hóa.

1 Lực bởi c ờng hóa sinh ra qui dẫn lên bàn đạp ly hợp.

PbđCH = Qbđ - Pbđmax

Trong đó :

PbđCH : Là lực cờng hóa sinh ra qui dẫn lên bàn đạp ly hợp

Qbđ : Là lực tác dụng lên bàn đạp khi cha có cờng hóa, Qbđ = 25KG

Pbđmax : Là lực bàn đạp lớn nhất khi có cờng hóa (theo HDTKHTLH)

tl/4

Trong đó :

p lmax x : Là áp suất lớn nhất do ngời lái sinh ra phía trớc piston trợ lực

Pbđmax : Là lực tác dụng lên bàn đạp khi có cờng hóa, Pbđmax =10 KG

Trong đó :

pmax : Là áp suất toàn bộ

Qbđ : Là lực bàn đạp mở ly hợp khi cha có cờng hóa

á p suất do c ờng hóa sinh ra.

pCHmax = pmax - plmax

+ Khi có cờng hóa do đã chọn điểm bắt đầu cờng hóa ứng với lực bàn

đạp là Pm = 2 KG và áp suất trong lúc này là :

po =

4 Pm i1 itl



Π D2 tl

= 4 2 4 1

3,14 3,22

= 0,99 KG/cm2

Ta có điểm A (0,99; 2)

+ Khi áp suất lớn nhất pmax = 12,4 KG/cm2 thì lực bàn đạp tơng ứng đã chọn khi có cờng hóa Pbđmax =10 KG ta có tọa độ điểm C (12,4; 10)

Vậy đờng đặc tính khi có cờng hóa là đờng OAC

Pbđ

25 KG B

7,4

10 KG A C

2KG 5

0

0,99KG/cm 2 12,4 KG/cm 2

Trục hoành là trục áp suất của dầu khi mở ly hợp

Trục tung là lực bàn đạp khi mở ly hợp

6 Xác định lực do c ờng hóa sinh ra.

Theo công thức :

PCH = PLX3 + pCHmax

ΠD2 tl



4

Trong đó :

PLX3 : Là lực lò xo hồi vị, chọn PLX3 = 5 KG

pCHmax : Là áp suất do cờng hóa sinh ra, pCHmax = 7,4 KG/cm2

Dtl : Là đờng kính xi lanh trợ lực, Dtl = 3,2 cm

Vậy :

PCH = 5 + 7,4 3,14 3,2

2



Để khắc phục mất mát do ma sát sinh ra ở các khâu khớp, xi lanh, lựcnén của lò xo Ta tính lực cờng hóa lớn lên 20%.

Do đó : PCHtt = PCH 1,2 = 64 1,2 = 76,8 KG

V Tính toán 1 số chi tiết của bộ c ờng hóa.

1 Đ ờng kính, hành trình của màng c ờng hóa.

∆p : Độ chênh áp giữa khoang A và khoang B, chọn ∆p = 0,5 KG/cm2

Dmh : Đờng kính màng cờng hóa hiệu dụng

Suy ra:

Đờng kính màng thực tế bao gồm đờng kính màng hiệu dụng và phầnlàm kín (Dm = 2 cm), vậy đờng kính màng thực tế là:

Dmtt = Dmh + ∆Dm = 14 + 2 = 16 cm

- Hành trình của màng cờng hóa bằng hành trình của piston cờng hóa.Hành trình của piston cờng hóa là :

3,14

76,8 4 4.P

λlv: Là hành trình nén của lò xo khi làm việc đúng bằng hành trình củamăng, λlv = 17,1mm

λ0: LLà biến dạng ban đầu giữ cho ty đẩy Piston trợ lực ổn định, chọn

) r ).(r r (r n

 λ

) r ).(r r (r 16.P

.G.d n

2 1 2 2 2 1 LX

4 0





3 Tính ty đẩy nâng.

Trong đó :

E : Mô đun đàn hồi của thép, E = 2 106 KG/cm2

Jmin : Mô đun quán tính nhỏ nhất của ty đẩy

: Là hệ số phụ thuộc vào mối liên kết giữa ty đẩy và piston,  = 1

l : Là chiều dài của ty đẩy chọn l = 20 cm

Vậy ty đẩy đảm bảo làm việc khi nén

+ Tính ứng mất nén của ty đẩy (n)

Vậy : n = 33,4 KG/cm2 < [n] = 500 KG/cm2 Do đó ty đẩy đảm bảo đủbền nén.

4 Tính van điều khiển.

* Chọn đờng kính piston van điều khiển, D = 12 mm = 1,2 cm

* Tính lực tác động lên van điều khiển khi cờng hóa bắt đầu làm việcCông thức :

Chọn đờng kính dây lò xo : d1 = 15 mm

Đờng kính trung bình : D1 = 20 mm

d : §êng kÝnh d©y lß xo, d = d1 = 1,5 cm

D : §êng kÝnh trung b×nh vßng lß xo, D = D1 = 2 cm

5 Kết cấu bộ c ờng hóa chân không.

+ Phần bầu cờng hóa: Gồm hai nửa là thép dập dày 3mm định hình dạngchuông Lắp ghép với nhua bằng hai nửa đai hình chữ V ở hai đầu bắt chặtbằng bu lông ở nắp ngoài có lỗ để bắt đờng ống dẫn không khí từ van điềukhiển tớt, nắp trong có lỗ thông với van chân không và một lỗ thông với họnghút của động cơ

Đế tỳ lò xo hồi vị cũng đợc dập bằng thép định hình dây 3mm Màng ờng hóa đợc lắp giữa đĩa tỳ và đĩa chắn Ty đẩy màng cờng hóa với piston c-ờng hoá đợc liên kết với nhau bằng chốt ở trong Piston có xẻ rãnh để đặt

c-ty đẩy của van bi (hình chữ u) Sự làm kín giữa piston và xi lanh cờng hóabằng xéc măng, làm kín giữa đáy xi lanh và ty đẩy bằng hai phớt cao su Bỗucờng hoá và xi lanh lực đợc nối với nhau bằng bu lông.

+ Phần van điều khiển gồm:

- Thân chính liền với xi lanh cờng hóa trong đó có khoan lỗ để lắp bulông xả e dầu

- Thân giữa bắt với thân chính bằng bu lông ở thân giữa có lỗ bắt đờngống với bầu cờng hóa

- Nắp trên đợc bắt với thân giữa bằng bu lông, trong nắp có u dẫn hớng lò

xo van và có lỗ để bắt đờng ống với bầu lọc không khí

VI Tính hành trình bàn đạp khí có c ờng hóa.

Ly hợp và hệ dẫn động ly hợp

- Xiết chặt các mối ghép quan trọng.

- Thay thế các chi tiết bị mòn yếu quá tiêu chuẩn cho phép

- Bơm mỡ ổ bi tỳ, bơm mỡ các vú mỡ ở trục bàn đạp, các khớp hệ thốngdẫn động

- Kiểm tra bổ sung dầu cho xi lanh chính

II Những h hỏng và cách sửa chữa.

Trong cơ cấu ly hợp có thể phát sinh những h hỏng:

- Bộ ly hợp đóng không hoàn toàn (Ly hợp trợt)

có mùi khét của các tấm ma sát đĩa bị động

* Nguyên nhân và cách khắc phục sửa chữa:

+ Đĩa ly hợp bị dính dầu, h hỏng này do ổ trục khớp nối ly hợp bơmnhiều mỡ quá hoặc do dầu rò chảy qua ổ trục chính phía sau của trục khuỷu.Trong trờng hợp đó lực ma sát giảm và các đĩa ly hợp bị trợt Muốn khắc phục

h hỏng này, phải tháo rời bộ ly hợp dùng xăng rửa sạch các đĩa ma sát dùngbàn chải sắt hoặc dũa đánh sạch các tấm đệm ma sát

+ Tấm ma sát đĩa ly hợp bị mòn, nếu bị mòn ít thì khắc phục bằng cách

điều chỉnh lại hành trình tự do của bàn đạp ly hợp hoặc điều chỉnh lại đòn mở.Nếu mòn nhiều thì phải thay thế tấm ma sát

+ Đĩa ma sát bị cong vênh thì nắn lại cho phẳng.

+ Các lò xo ép yếu gẫy thì phải thay thế

+ Hở van không khí của bộ cờng hóa chân không thì phải sửa chữa vancho kín

đạp Điều chỉnh lại cơ cấu đòn mở cho đồng phẳng

+ Các đĩa bị động bị cong vênh nên khe hở giữa các đĩa không đều nhau

H hỏng này thờng phát sinh khi bộ ly hợp quá nóng sau khi nó bị trợt Khắcphục bằng cách thay thế mới các đĩa bị cong vênh

+ Tấm ma sát ly hợp bị vỡ, những mảnh vỡ kẹt giữa đĩa bị động và đĩachủ động khiến cho ly hợp ngắt không hoàn toàn Khắc phục bằng cách tháo

a Đĩa chủ động.

+ Không đợc phép nứt, mặt đĩa ép phải phẳng nhẵn, độ không phẳng chophép 0,02 mm Nếu bị cào xớc, mòn thành rãnh phải mài phẳng sau khi mài

độ không phẳng 0,05 ữ 0,08mm chiều dày đĩa sau khi mài không giảm quá 2

mm so với ban đầu

+ Lỗ lắp chốt cần bẩy ly hợp mòn tới 0,05 mm phải hàn đắp gia công lạitới kích thớc sửa chữa

+ Rãnh lắp cần bẩy ly hợp mòn 0,12 mm phải hàn đắp gia công sửa chữatới kích thớc ban đầu Cho phép sửa rộng rồi căn lá thép để đẩm bảo khe hởgiữa cần bẩy và rãnh

+ Các đĩa gang mới chế tạo phải cân bằng tĩnh bằng cách khoan lỗ Độkhông cân bằng cho phép là 20gcm

+ Khi tán tấm ma sát (hoặc gián) phải kiểm tra độ đảo của đĩa thép, độ

đảo cho phép 0,5 mm đo ở điểm ngoài cùng

c Lò xo ép.

+ Mặt ngoài của lò xo phải nhẵn không có vết rỗ, vết nứt, gãy

+ Mặt đầu lò xo phải phẳng và thẳng góc với đờng tâm của lò xo độkhông thẳng cho phép 1,5mm trên chiều dài 100mm

+ Độ không đều của bớc lò xo không quá 20%

+ Lực nén của lò xo cho phép giảm so với bình thờng từ 10 ữ12% nếuquá, cho phép phục hồi bằng phơng pháp lăn ép

+ Khi lắp lò xo vào ly hợp thờng chia theo nhóm không quá 1ữ2 KG cho

+ Mòn mặt cầu của vít điều chỉnh so với giới hạn nhỏ nhất ban đầu là0,5mm thì phải thay thế vít điều chỉnh, chiều cao vít điều chỉnh cho phép35mm.

+ Chiều rộng đầu lắp bi kim của đòn mở khi mòn quá 0,07mm cho phéphàn sửa

+ Khi cần bẩy bị cong soắn cho phép nắn sửa

+ Lỗ ren bắt vít điều chỉnh chờn quá 2 ren cho phép hàn, gia công tớikích thớc ban đầu

e Lắp ly hợp và điều chỉnh.

+ Không cho phép có vết nứt ở bất kỳ chỗ nào

+ Mòn lỗ lắp bu lông bắt giá treo cần bẩy 0,2 ữ0,3mm cho phép hàn sửa.+ Mòn lỗ hình chữ nhật (lắp cần bẩy) theo chiều rộng và chiều cao 1mmcho phép hàn sửa

+ Mòn lỗ lắp bu lông bắt lắp ly hợp với bánh đà 0,2mm hàn sửa tới kíchthớc ban đầu

+ Các mặt tiếp xúc với bánh đà phải phẳng cùng nằm trong một mặtphẳng cho phép chênh lệch 0,2mm

ép đồng thời đẩy bi cao su xỏ chốt chẻ trục bi kim

+ Đặt đệm cách nhiệt vào trụ lò xo ép ly hợp Chú ý để dấu đã đánh ởtrên nắp ly hợp và đĩa ép trùng nhau

+ Đặt ly hợp lên máy ép, đặt một tấm gỗ dới đĩa ép gang ép nắp ly hợpxiết bu lông bắt giá đỡ cần đẩy với nắp ly hợp

+ Điều chỉnh vị trí cần bẩy ly hợp: Dùng 3 đệm dày 9mm (thay cho đĩa

bị động) đặt dới máy ép, dùng máy ép hay giá lắp và điều chỉnh ly hợp ép chonắp ly hợp sát với mặt bàn điều chỉnh Vị trí đầu vít cần bẩy sau khi điềuchỉnh trên cần bẩy và dùng đột để hãm

* L

u ý:

- Thứ tự lắp theo quy ớc là tháo trớc lắp sau (ngợc lại)

- Trớc khi lắp phải lau chùi sạch sẽ

- Kiểm tra tình trạng kỹ thuật trớc khi lắp

- Điều chỉnh cho đúng kỹ thuật

- Xác định kích thớc của một số chi tiết cụm ly hợp

- Xác định công, công trợt riêng, nhiệt độ của ly hợp

- Tính bền các chi tiết trong cụm ly hợp

3 Tính toán thiết kế cải tiến hệ thống dẫn động.

- Chọn phơng án dẫn động thủy lực cờng hóa chân không là phù hợp

- Xác định đặc tính cờng hóa, tính lực cờng hóa

- Tính toán, kiểm bền các chi tiết bộ cờng hóa

4 Định ngạch bảo d ỡng và sửa chữa lắp ghép điều chỉnh ly hợp.

- Các công việc cần làm trong bảo dỡng

- Chuẩn đoán h hỏng cách khắc phục sửa chữa

- Lắp ghép điều chỉnh ly hợp và bộ cờng hóa

Để minh họa cho đồ án còn có 07 bản vẽ thiết kế cấu tạo của hệ thống lyhợp đã cải tiến gồm:

- Bản vẽ các chi tiết của hệ thống ly hợp cải tiến.

- Bản vẽ các phơng án dẫn động

Qua các nội dung ở trên hệ thống ly hợp đợc thiết kế cải tiến có u điểm làlực tác dụng lên bàn đạp nhỏ, điều khiển dễ dàng giảm sức lao động của ngờilái đảm bảo an toàn, độ tin cậy cao Các chi tiết đủ độ bền trong quá trình sửdụng phù hợp với loại xe ô tô cần thiết kế Tuy nhiên hệ thống ly hợp nàycũng có một vài nhợc điểm nh kết cấu bộ cờng hóa phức tạp, độ chính xáccao, chế tạo khó do đó giá thành lớn

Để đảm bảo đồ án áp dụng đợc vào thực tế cần phải qua thực nghiệm trên

xe một cách cụ thể Qua đó sẽ rút ra đợc những thiếu sót hạn chế của bản đồ

án và từ đó có thể sửa đổi đợc Trong khuôn khổ của bản đồ án lý thuyếtkhông thể đề cập tới toàn bộ vấn đề thực tế đòi hỏi, song xét ở mức độ nào đóthì bản đồ án đã đợc xem xét khá toàn diện về lý thuyết

Tài liệu tham khảo

1 Hớng dẫn đồ án môn học

"Thiết kế hệ thống ly hợp của ô tô - máy kéo"

Của : Lê Thị Vàng

2 Giáo trình thiết kế và tính toán ô tô máy kéo

Của: Nguyễn Hữu Cẩn, Trơng Minh Chấp

Dơng Đình Khuyển và Trần Khang

3 Thiết kế hộp số chính ô tô - máy kéo

Của: Nguyễn Văn Tài