Đồ án thiết kế ly hợp xe tải 8 tấn (Link Cad: http://bit.ly/lyhopxetai8tan)

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 pédale (pêđan) (thường gọi là đạp côn) thông qua đòn bẩy và khớp nối, bạc mở bị đẩy vào kéo đĩa ép ra. Các bề mặt bị hở ra.Có nhiều loại ly hợp, tùy theo cách phân loại chúng ta sẽ có những loại ly hợp khác nhau.Phân loại theo cách điều khiển chúng ta sẽ có loại điều khiển do lái xe và loại tự động.Nếu phân loại theo cách truyền mômen xoắn từ cốt máy đến trục của hệ thống truyền lực, chúng ta sẽ có ly hợp ma sát, ly hợp thuỷ lực, ly hợp nam châm điện và ly hợp liên hợp.Hiện nay, trên ôtô ly hợp ma sát là loại được sử dụng nhiều nhất.Ngoài ra ly hợp thủy lực cũng đang được phát triển vì nó có ưu điểm căn bản là giảm được tải trọng va đập lên hệ thống truyền lực

MỤC LỤC trang

Lời nói đầu ……… 4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LY HỢP TRÊN Ô TÔ………… 6

1 CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU CỦA LY HỢP 6

1.1 Công dụng của ly hợp 6

1.2 Phân loại ly hợp 6

1.3 Yêu cầu ly hợp 9

2.ẢNH HƯỞNG CỦA LY HỢP KHI GÀI SỐ VÀ KHI PHANH 10

2.1.Khi gài số 10

2.2.Khi phanh ô tô 10

3 LY HỢP MA SÁT 11

3.1 Sơ đồ cấu tạo của ly hợp loại đĩa ma sát khô 11

3.2 Cấu tạo chung của ly hợp loại đĩa ma sát khô 12

3.3 Nguyên lý làm việc của ly hợp loại đĩa ma sát khô 14

4.LY HỢP THỦY LỰC 15

5.LY HỢP ĐIỆN TỪ 16

CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 18

1 CÁC THÔNG SỐ THAM KHẢO CỦA XE ÔTÔ TẢI 8 TẤN 18

1.1 Tìm hiểu xe ôtô Kamaz 5320 18

2 LỰA CHỌN KẾT CẤU CỤM LY HỢP LẮP TRÊN MỘT SỐ XE ÔTÔ 21

2.1 Ly hợp một đĩa ma sát 21

2.2 Ly hợp hai đĩa ma sát 24

3 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN DẪN ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN LY HỢP LOẠI ĐĨA MA SÁT 28

3.1 Phương án 1: Dẫn động bằng cơ khí 28

3.2 Phương án 2: Dẫn động ly hợp bằng thủy lực 29

3.3 Phương án 3 : Dẫn động ly hợp bằng cơ khí có cường hóa khí nén 32

3.4 Phương án 4 : Dẫn động ly hợp bằng thủy lực có cường hóa khí nén 34

CHƯƠNG 3: NỘI DUNG THIẾT KẾ TÍNH TOÁN 37

1 XÁC ĐỊNH MÔMEN MA SÁT CỦA LY HỢP 37

2 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA LY HỢP 38

2.1 Xác định bán kính ma sát trung bình của đĩa bị động 38

2.2 Xác định số lượng đĩa bị động 39

3 XÁC ĐỊNH CÔNG TRƯỢT SINH RA TRONG QUÁ TRÌNH ĐÓNG LY HỢP 39

3.1.Khái niệm 39

3.2 Khao sát quá trình khởi hành, sang số và trượt ly hợp 40

3.3 Tính công trượt 43

3.4 Tính công trượt riêng 47

5.TÍNH LÒ XO ÉP 48

6 TÍNH SỨC BỀN LÒ XO GIẢM CHẤN CỦA LY HỢP 50

7 TÍNH BỀN MỘT SỐ CHI TIẾT 53

7.1 Đinh tán tấm ma sát vào xương đĩa 53

7.2 Moay ơ đĩa bị động 54

7.3 Trục ly hợp 56

8.TÍNH TOÁN HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG CỦA LY HỢP 62

8.1 Tính cụm sinh lực 65

8.2 Tính van phân phối 70

CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT 77

1.PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA NẮP VAN: 77

2 PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA NẮP VAN: 77

3 XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT : 78

4 CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI : 79

5 LẬP THỨ TỰ CÁC NGUYÊN CÔNG : 79

5.1 Phân tích cách chọn chuẩn : 79

5.2 Trình tự các nguyên công : 80

5.3 Thiết kế các nguyên công cụ thể : 80

CHƯƠNG 5: SỬA CHỮA, BẢO DƯỠNG VÀ ĐIỀU CHỈNH LY HỢP 85

1.KIỂM TRA SỬA CHỮA ĐĨA MA SÁT 85

2.KIỂM TRA SỬA CHỮA CỤM ĐĨA ÉP, LÒ XO ÉP VÀ VỎ LY HỢP 85

3.LẮP BỘ LY HỢP VÀ ĐIỀU CHỈNH ĐỘ ĐỒNG ĐỀU CỦA CÁC ĐÒN MỞ 86 4.KIỂM TRA KHỚP TRƯỢT VÀ VÒNG BI NHẢ LY HỢP 87

5.LẮP CƠ CẤU ĐIỀU KHIỂN VÀ ĐIỀU CHỈNH HÀNH TRÌNH TỰ DO CỦA BÀN ĐẠP LY HỢP 87

6.NHỮNG HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP VÀ BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA 88

6.1.Ly hợp bị trượt: 88

6.2.Ly hợp ngắt không hoàn toàn: 89

6.3.Ly hợp đóng đột ngột: 90

6.4.Ly hợp phát ra tiếng kêu: 90

6.5.Bàn đạp ly hợp bị rung: 90

6.6.Đĩa ép bị mòn nhanh: 91

6.7.Bàn đạp ly hợp nặng: 91

6.8.Hỏng hệ thống dẫn động thuỷ lực: 91

LỜI NÓI ĐẦU

Giao thông vận tải chiếm vị trí rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, đặc biệt

là đối với các nước có nền kinh tế phát triển Có thể nói rằng mạng lưới giao thôngvận tải là mạch máu của một quốc gia, một quốc gia muốn phát triển nhất thiết phảiphát triển mạng lưới giao thông vận tải Trong hệ thống giao thông vận tải của chúng

ta ngành giao thông đường bộ đóng vai trò chủ đạo và phần lớn lượng hàng và ngườiđược vận chuyển trong nội địa bằng ôtô

Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, ngành ôtô ngày càng phát triểnhơn Khởi đầu từ những chiếc ôtô thô sơ hiện nay nghành công nghiệp ôtô đã có sựphát triển vượt bậc nhằm đáp ứng những yêu của con người Những chiếc ôtô ngàycàng trở nên đẹp hơn, nhanh hơn, an toàn hơn, tiện nghi hơn…để theo kịp với xu thếcủa thời đại

Theo mục tiêu, định hướng phát triển của ngành ôtô nước ta, loại xe tải 7 tấn đến

20 tấn đặt ra sẽ chiếm một tỷ trọng từ 13% đến 15% trong tổng số ôtô và chiếmkhoảng 30% đến 35% trong tổng số xe tải Vì thế nghiên cứu đề tài phục vụ cho sảnxuất, cải tiến những cụm chi tiết cho xe tải trên 7 tấn là nhiệm vụ đặt ra phù hợp với

sự phát triển ngành Công nghiệp ôtô của nước ta trong giai đoạn hiện nay

Mục tiêu đề tài tốt nghiệp là tính toán thiết kế hệ thống ly hợp cho xe ôtô tải 8 tấntrên cơ sở xe ôtô Kamaz Hệ thống ly hợp trên xe ôtô là một trong những cụm chi tiếtchịu ảnh hưởng lớn của điều kiện địa hình, môi trường khí hậu và nhiệt độ Cụm lyhợp lắp trên xe Kamaz là loại ly hợp ma sát khô hai đĩa thường đóng Các lò xo épđược bố trí xung quanh, có hệ dẫn động điều khiển bằng cơ khí và có cường hóa khínén

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

Với sự nỗ lực của bản thân, bản đồ án của em đã hoàn thành đúng thời hạn đượcgiao Do lần đầu tiên thiết kế tính toán với khối lượng kiến thức tổng hợp còn cónhững mảng chưa nắm vững cho nên dù đã rất cố gắng tham khảo các tài liệu và bàigiảng của các môn có liên quan song bản đồ án của em không thể tránh được nhữngsai sót Hơn nữa do hạn chế về trình độ và thời gian, kinh nghiệm thực tế còn thiếu,còn một số vấn đề mà em chưa thể đi sâu vào chi tiết được mà em chỉ dùng những

thông số tham khảo của xe Kamaz Em mong rằng với sự chỉ bảo và đóng góp ý kiếncủa các thầy giáo trong bộ môn, bản đồ án của em sẽ được hoàn thiện hơn nữa, và cóthể giúp em vững vàng hơn trong bước đường công tác của mình sau này.

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo trong bộ môn, đặc biệt là thầygiáo Lưu Văn Tuấn đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình giúp em hoàn thànhnhiệm vụ được giao

Hà Nội, Ngày 30 tháng 05 năm 2010

Sinh viên thiết kế

Lê Đức Cường

Chương I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LY HỢP TRÊN Ô TÔ

1 CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU CỦA LY HỢP

1.1 Công dụng của ly hợp

Trong hệ thống truyền lực của ôtô, ly hợp là một trong những cụm chính, nó cócông dụng là :

- Nối động cơ với hệ thống truyền lực khi ôtô di chuyển

- Ngắt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong trường hợp ôtô khởi hành ,chuyển số hoặc dừng tạm thời ô tô

- Đảm bảo là cơ cấu an toàn cho các chi tiết của hệ thống truyền lực không bịquá tải như trong trường hợp phanh đột ngột và không nhả ly hợp

Ở hệ thống truyền lực bằng cơ khí với hộp số có cấp, thì việc dùng ly hợp đểtách tức thời động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực sẽ làm giảm va đập giữa các đầurăng, hoặc của khớp gài, làm cho quá trình đổi số được dễ dàng Khi nối êm dịu động

cơ đang làm việc với hệ thống truyền lực (lúc này ly hợp có sự trượt) làm cho mômen

ở các bánh xe chủ động tăng lên từ từ Do đó, xe khởi hành và tăng tốc êm

Còn khi phanh xe đồng thời với việc tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực,

sẽ làm cho động cơ hoạt động liên tục (không bị chết máy) Do đó, không phải khởiđộng động cơ nhiều lần

1.2 Phân loại ly hợp

Ly hợp trên ôtô thường được phân loại theo 4 cách :

+ 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

1.2.1 Phân loại theo phương pháp truyền mômen

Theo phương pháp truyền mômen từ trục khuỷu của động cơ đến hệ thốngtruyền lực thì người ta chia ly hợp ra thành 4 loại sau :

 Loại 1 : Ly hợp ma sát: là ly hợp truyền mômen xoắn bằng các bề mặt ma sát,

- 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 của ly hợp ma sát là : kết cấu đơn giản, dễ chế tạo

 Nhược điểm của ly hợp ma sát là: các bề mặt ma sát nhanh mòn do hiệntượng 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 donhững ưu điểm của nó

chất lỏng (thường là dầu)

Ưu điểm của ly hợp thủy lực là : làm việc bền lâu, giảm được tải trọng động tácdụng lên hệ thống 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 suấttruyền lực nhỏ do hiện tượng trượt.

Loại ly hợp thủy lực ít được sử dụng trên ôtô tải, hiện tại mới được sử dụng ởmột số loại xe ôtô du lịch, ôtô vận tải hạng nặng và một vài ôtô quân sự

trường nam châm điện Loại này ít được sử dụng trên xe ôtô

trong các loại kể trên (ví dụ như ly hợp thủy cơ) Loại này ít được sử dụng trên

xe ôtô

1.2.2 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 sau:

 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 , C - 80 , MTZ2

1.2.3 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 cácloại 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 :

- Lò xo đặt xung quanh : các lò xo được bố trí đều trên một vòng tròn và có thểđặt một hoặc hai hàng

- Lò xo trung tâm (dùng lò xo côn)

Theo đặc điểm kết cấu của lò xo có thể dùng lò xo trụ, lò xo đĩa, lò xo côn.Trong các loại trên thì ly hợp dùng lò xo trụ bố trí xung quanh được áp dụngkhá phổ biến trên các ôtô hiện nay, vì nó có ưu điểm kết cấu gọn nhẹ, tạo được lực éplớn theo yêu cầu và làm việc tin cậy

 Loại 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 cấuphức tạp nên chỉ sử dụng ở một số ôtô du lịch như ZIN-110, POBEDA

1.2.4 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 loạisau :

 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 thốngdẫn động ly hợp Loại này được sử dụng hầu hết trên các ôtô dùng ly hợp loại đĩa masát ở trạng thái luôn đóng

Theo đặc điểm kết cấu, nguyên lý làm việc của hệ thống dẫn động ly hợp thìngười ta lại chia ra thành 3 loại sau :

- Dẫn động bằng cơ khí

- Dẫn động bằng thủy lực và cơ khí kết hợp

- Dẫn động bằng trợ lực : có thể bằng trợ lực cơ khí (dùng lò xo), trợ lực bằngkhí nén hoặc trợ lực bằng thủy lực Nhờ có trợ lực mà người lái điều khiển ly hợp

- Đóng ly hợp phải êm dịu, để giảm tải trọng va đập sinh ra trong các răng củahộp số khi khởi hành ôtô và khi sang số lúc ôtô đang chuyển động

- Mở ly hợp phải dứt khoát và nhanh chóng, tách động cơ ra khỏi hệ thốngtruyền lực trong thời gian ngắn (vì mở không dứt khoát sẽ làm cho khó gài sốđược êm dịu)

- Mômen quán tính phần bị động của ly hợp phải nhỏ để giảm lực va đập lênbánh răng khi khởi hành và sang số

- Điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ.

- Các bề mặt ma sát phải thoát nhiệt tốt

- Kết cấu ly hợp phải đơn giản, dễ điều chỉnh và chăm sóc, tuổi thọ cao

Ly hợp làm nhiệm vụ bộ phận an toàn để tránh quá tải cho hệ thống truyền lực.Tất cả những yêu cầu trên, đều được đề cập đến trong quá trình chọn vật liệu,thiết kế và tính toán các chi tiết của ly hợp

2.ẢNH HƯỞNG CỦA LY HỢP KHI GÀI SỐ VÀ KHI PHANH

2.1.Khi gài số

Khi gài số các chi tiết có chuyển động tương đối, do vậy sinh ra mômen xunglượng va đập và tải trọng động tác dụng lên các chi tiết khác Muốn giảm lực xungkích tác dụng lên hệ thống truyền lực cần mở ly hợp rồi mới gài số để giảm mômenquán tính phần bị động và các chi tiết của hộp số có liên quan động học đến phần bịđộng của ly hợp Như vậy việc ngắt ly hợp khi sang số không những làm cho việcsang số được thực hiện êm dịu mà còn làm giảm tải trọng động tác dụng lên các chitiết của hệ thống truyền lực giúp làm tăng tuổi thọ cho các chi tiết này

2.2.Khi phanh ô tô

Khi phanh ôtô toàn bộ hệ thống truyền lực chịu tải trọng động rất lớn dưới tácdụng của mômen quán tính của động cơ Memax Mômen Memax có thể truyền qua ly hợpkhi mômen ma sát của ly hợp lớn hơn Memax Trong trường hợp này mômen quán tính

3 LY HỢP MA SÁT

3.1 Sơ đồ cấu tạo của ly hợp loại đĩa ma sát khô

3.1.1 Sơ đồ cấu tạo

Hình 1.1.a Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô một đĩa

Hình 1.1.b Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô hai đĩa

3.2 Cấu tạo chung của ly hợp loại đĩa ma sát khô

Đối với hệ thống ly hợp, về mặt cấu tạo thì người ta chia thành 2 bộ phận :

- Cơ cấu ly hợp : là bộ phận thực hiện việc nối và ngắt truyền động từ động cơđến hệ thống truyền lực

- Dẫn động ly hợp : là bộ phận thực hiện việc điều khiển đóng mở ly hợp.Trong phần này, ta xét cấu tạo của cơ cấu ly hợp, nó gồm 3 phần chính : bánh

đà, đĩa ma sát và đĩa ép

- Nhóm các chi tiết chủ động gồm bánh đà, vỏ ly hợp, đĩa ép, đòn mở và các lò

xo ép Khi ly hợp mở hoàn toàn thì các chi tiết thuộc nhóm chủ động sẽ quay cùngbánh đà

- Nhóm các chi tiết bị động gồm đĩa ma sát, trục ly hợp Khi ly hợp mở hoàntoàn các chi tiết thuộc nhóm bị động sẽ đứng yên

Theo sơ đồ cấu tạo hình 1.1.a: vỏ ly hợp 5 được bắt cố định với bánh đà 1 bằngcác bulông, đĩa ép 3 có thể dịch chuyển tịnh tiến trong vỏ và có bộ phận truyềnmômen từ vỏ 5 vào đĩa ép Các chi tiết bánh đà 1, đĩa ép 3, lò xo ép 4, vỏ ly hợp 5được gọi là phần chủ động của ly hợp và chi tiết đĩa ma sát 2 được gọi là phần bị độngcủa ly hợp Các chi tiết còn lại thuộc bộ phận dẫn động ly hợp Đối với một số ôtô vậntải khi cần phải truyền mômen lớn người ta sử dụng ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động

So với ly hợp ma sát khô một đĩa bị động thì ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động cónhững ưu nhược điểm sau :

+ Nếu cùng một kích thước đĩa bị động và cùng một lực ép như nhau thì ly hợphai đĩa truyền được mômen lớn hơn ly hợp một đĩa

+ Nếu phải truyền một mômen như nhau thì ly hợp hai đĩa có kích thước nhỏgọn hơn ly hợp một đĩa

+ Ly hợp hai đĩa khi đóng êm dịu hơn nhưng khi mở lại kém dứt khoát hơn lyhợp một đĩa

+ Ly hợp hai đĩa có kết cấu phức tạp hơn ly hợp một đĩa

Theo sơ đồ cấu tạo hình 1.1.b: cũng bao gồm các bộ phận và các chi tiết cơ bảnnhư đối với ly hợp một đĩa Điểm khác biệt là ở ly hợp hai đĩa có hai đĩa ma sát 4cùng liên kết then hoa với trục ly hợp 10 Vì có hai đĩa ma sát nên ngoài đĩa ép 5 còn

có thêm đĩa ép trung gian 3 Ở ly hợp hai đĩa phải bố trí cơ cấu truyền mômen từ vỏhoặc bánh đà sang đĩa ép và cả đĩa ép trung gian Vì nhược điểm của ly hợp hai đĩa là

mở không dứt khoát nên ở những loại ly hợp này thì người ta phải bố trí cơ cấu để tạođiều kiện cho ly hợp khi mở được dứt khoát Trên hình 1.1.b thì cơ cấu này được thựchiện bởi lò xo đĩa ép trung gian 2 và bu lông điều chỉnh 6 Khi mở ly hợp thì lò xo 2

sẽ đẩy đĩa ép trung gian 3 tách khỏi đĩa ma sát bên trong và khi đĩa ép trung gianchạm vào đầu bu lông điều chỉnh 6 thì dừng lại nên đĩa ma sát bên ngoài cũng được tựdo

- Bộ phận dẫn động điều khiển ly hợp gồm : bàn đạp ly hợp, đòn dẫn động, càng

mở ly hợp, đòn mở ly hợp và bạc mở ly hợp Ngoài ra, tùy theo từng loại ly hợp mà

có thể thêm các bộ phận dẫn động bằng thủy lực, bằng khí nén như các xilanh chính

và xilanh công tác

3.3 Nguyên lý làm việc của ly hợp loại đĩa ma sát khô

Nguyên lý làm việc theo hình 1.1.a :

Trạng thái đóng ly hợp : ở trạng thái này lò xo 4 một đầu tựa vào vỏ 5, đầu cònlại tì vào đĩa ép 3 tạo lực ép để ép chặt đĩa bị động 2 với bánh đà 1 làm cho phần chủđộng và phần bị động tạo thành một khối cứng Khi này mômen từ động cơ đượctruyền từ phần chủ động sang phần bị động của ly hợp thông qua các bề mặt ma sátcủa đĩa bị động 2 với đĩa ép 3 và lò xo ép 4 Tiếp đó mômen được truyền vào xươngđĩa bị động qua bộ giảm chấn 13 đến moayơ rồi truyền vào trục ly hợp Lúc này giữa

bi "T" 11 và đầu đòn mở 12 có một khe hở từ 3-4 mm tương ứng với hành trình tự docủa bàn đạp ly hợp từ 30-40 mm

Trạng thái mở ly hợp : khi cần ngắt truyền động từ động cơ tới trục sơ cấp củahộp số người lái tác dụng một lực vào bàn đạp 7 thông qua đòn kéo 9 và càng mở 10,bạc mở 6 mang bi "T" 11 sẽ dịch chuyển sang trái Sau khi khắc phục hết khe hở bi

"T" 11 sẽ tì vào đầu đòn mở 12 Nhờ có khớp bản lề của đòn mở liên kết với vỏ 5 nênđầu kia của đòn mở 12 sẽ kéo đĩa ép 3 nén lò xo 4 lại để dịch chuyển sang phải Khinày các bề mặt ma sát giữa bộ phận chủ động và bị động của ly hợp được tách ra vàngắt sự truyền động từ động cơ tới trục sơ cấp của hộp số

Nguyên lý làm việc theo hình 1.1.b :

Trạng thái đóng ly hợp : ở trạng thái này các lò xo ép 7 một đầu tựa vào vỏ lyhợp 8, đầu còn lại tì vào đĩa ép 6 tạo lực ép để ép chặt toàn bộ các đĩa ma sát 4 và đĩa

ép trung gian 3 với bánh đà 1 làm cho phần chủ động và phần bị động tạo thành mộtkhối cứng Khi này mômen từ động cơ được truyền từ phần chủ động sang phần bịđộng của ly hợp thông qua các bề mặt ma sát của các đĩa ma sát 4 và đĩa ép trung gian

3 với đĩa ép 6 và lò xo ép 7 Tiếp đó mômen được truyền vào xương đĩa bị động qua

bộ giảm chấn 17 đến moayơ rồi truyền vào trục ly hợp Lúc này giữa bi "T" 15 và đầuđòn mở 16 có một khe hở từ 3-4 mm tương ứng với hành trình tự do của bàn đạp lyhợp từ 30-40 mm

Trạng thái mở ly hợp : khi cần ngắt truyền động từ động cơ tới trục sơ cấp củahộp số thì người lái tác dụng một lực vào bàn đạp 11 thông qua đòn kéo 13 và kéocàng mở 14, bạc mở 9 mang bi "T" 15 sẽ dịch chuyển sang trái Sau khi khắc phục hếtkhe hở bi "T" 15 sẽ tì vào đầu đòn mở 16 Nhờ có khớp bản lề của đòn mở liên kết

với vỏ 8 nên đầu kia của đòn mở 16 sẽ kéo đĩa ép 5 nén lò xo 7 lại để dịch chuyểnsang phải tạo khe hở giữa các đĩa ma sát với các đĩa ép, đĩa ép trung gian và bánh đà.Khi này các bề mặt ma sát giữa bộ phận chủ động và bị động của ly hợp được tách ra

và ngắt sự truyền động từ động cơ tới trục sơ cấp của hộp số

Ngoài các trạng thái làm việc trên, thì ly hợp còn xuất hiện trạng thái trượttương đối giữa các bề mặt ma sát của ly hợp Hiện tượng này thường xuất hiện khiđóng ly hợp (xảy ra trong thời gian ngắn) hoặc khi gặp quá tải (phanh đột ngột màkhông nhả ly hợp)

4.LY HỢP THỦY LỰC

Ly hợp thủy lực truyền mô men thông qua chất lỏng

Cấu tạo của ly hợp thuỷ lực gồm 2 phần:

- Phần chủ động là phần bánh bơm, bánh đà

- Phần bị động là bánh tuốc bin nối với trục sơ cấp của hộp giảm tốc

Nguyên lý làm việc của ly hợp thủy lực :

Ly hợp thủy lực gồm có 2 bánh công tác: Bánh bơm ly tâm và bánh tua binhướng tâm, tất cả được đặt trong hộp kín điền đầy chất lỏng công tác Trục của bánhbơm được nối với động cơ và trục của bánh tua bin nối với hộp số

B¸nh b¬mB¸nh Tuabin

Vá

Khi động cơ làm việc, bánh bơm quay, dưới tác dụng của lực ly tâm chất lỏngcông tác bị dồn từ trong ra ngoài dọc theo các khoang giữa các cánh bơm Khi ra khỏicánh bơm, chất lỏng có vận tốc lớn và đập vào các cánh của bánh tua bin làm bánhnày quay theo, nhờ đó năng lượng được truyền từ bánh bánh bơm sang bánh tua binnhờ dòng chảy chất lỏng.

Ly hợp thủy lực không có khả năng biến đổi mômen, nó chỉ làm việc như mộtkhớp nối thuần túy nên còn gọi là khớp nối thủy lực

 Ưu điểm :

+ Có thể thay đổi tỉ số truyền một cách liên tục

+ Có khả năng truyền tải mô men lớn

+ Cấu tạo đơn giản, giá thành sản xuất thấp, dễ bảo dưỡng sữa chữa

 Nhược điểm :

+ Không có khả năng biến đổi mômen nên đã hạn chế phạm vi sử dụng của nótrên các hộp số thủy cơ ôtô

+ Hiệu suất thấp ở vùng làm việc có tỉ số truyền nhỏ

+ Độ nhạy quá cao làm ảnh hưởng xấu đến đặc tính làm việc kết hợp với động

cơ đốt trong

5.LY HỢP ĐIỆN TỪ

Nguyên lý làm việc của ly hợp điện từ:

- Khi mở ly hợp : Khi không cấp điện cho cuộn dây 3 nên không có lực từ trong cuộndây, nên phần chủ động 1 là bánh đà và phần bị động 5 là lõi thép không hút nhau nênkhi động cơ không quay mômen không truyền ra trục ly hợp

- Khi đóng ly hợp : Khi cấp điện cho cuộn dây 3 làm xuất hiện lực điện từtrong cuộn dây nên xuất hiện lực hút giữa bánh đà 1 và lõi thép bị động 5 Như vậykhi bánh đà quay làm cho lõi thép quay theo Do đó mômen được truyền từ động cơsang trục ly hợp Tuy vậy lực hút giữa bánh đà và lõi thép không đủ lớn nên giữa khe

hở bánh đà và lõi thép người ta đưa vào những mạt sắt Khi có từ trường, chúng tạothành những đường sức tạo thành dây sắt cứng nối bánh đà và lõi thép với nhau làmtăng ma sát nên việc truyền mômen giữa bánh đà và lõi thép được tăng lên

Hình 1.3.Sơ đồ nguyên lý ly hợp điện từ.

Chương 2 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

1 CÁC THÔNG SỐ THAM KHẢO CỦA XE ÔTÔ TẢI 8 TẤN

1.1 Tìm hiểu xe ôtô Kamaz 5320

Nhà máy sản xuất xe tải nặng KAMAZ (Камский автомобильный завод –Камаз) được thành lập năm 1969 có trụ sở chính đặt tại Naberezhnye Chelny,Tatarstan, Liên Bang Nga Hiện nay KAMAZ là nhà máy sản xuất xe tải lớn nhấtLiên Bang Nga, lớn thứ 11 trên thế giới về sản xuất xe tải nặng và đứng hàng thứ 8trên thế giới về sản xuất động cơ diesel Sản phẩm của Kamaz được xuất bán trên 30quốc gia trên khắp thế giới

Những chiếc xe Kamaz nổi tiếng thế giới về độ bền, độ tin cậy cũng như tính năngviệt dã vượt mọi địa hình và về bảo dưỡng Những chiếc xe Kamaz được sử dụng vàonhiều mục đích và hoạt động trên nhiều địa hình từ bắc cực đến sa mạc cũng như vàocác vùng cao nguyên hay rừng rậm

Hình 2.1: xe kamaz 5320

Thông số xe Kamaz 5320

- Kích thước bao [dài x rộng x cao] (mm) 7435 x 2500 x 2630

- Chiều rộng cơ sở [trước và sau] (mm) 2026 x 1856

- Trọng lượng bản thân (KG)

Phân cho cầu trước

Phân cho cầu sau

708033203760

- Trọng lượng toàn bộ xe (KG)

Phân cho cầu trước

Phân cho cầu sau

15305437510930

Công suất cực đại của động cơ (kW/vòng/phút) 313/2600

- Momen cực đại của động cơ (Nm/vòng/phút) 650/1800

- Tỉ số truyền của hộp số

I:7,82 ; II:4,03III:3,5 ; IV:1,53V:1 ; lùi : 7,84

i0:6,53

Hình 2.2: Thông số kỹ thuật xe kamaz 5320

2 LỰA CHỌN KẾT CẤU CỤM LY HỢP LẮP TRÊN MỘT SỐ XE ÔTÔ

Ly hợp lắp trên xe ZIN-130 là ly hợp một đĩa ma sát khô (hình 2.3)

- Đĩa ép 3 bị ép bởi lò xo ép 8 bố trí xung quanh vỏ ly hợp 9 Vỏ ly hợp đượclắp ghép với bánh đà 2 nhờ các bulông 23 Đĩa ép 3 và vỏ ly hợp 9 liên kết với nhaubằng lò xo lá 4, mỗi lò xo lá có một đầu được tán cố định với vỏ ly hợp bằng các đinhtán và đầu còn lại được lắp cố định với đĩa ép 3 bằng các bulông Do đó, đã tạo nên sựliên kết cứng giữa đĩa ép với vỏ ly hợp (vỏ trong) theo phương pháp tuyến để đảm bảotruyền được mômen xoắn, đồng thời đảm bảo được sự di chuyển dọc trục của đĩa épkhi mở và đóng ly hợp.

- 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 giảmchấn gồm 8 lò xo giảm chấn đặt xung quanh cách đều nhau cùng tấm ma sát Xươngđĩa được ghép chặt với moayơ đĩa bị động bằng các đinh tán Đinh tán được chế tạobằng thép

- Đòn mở ly hợp 16 (hình 2.3) : 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 Phầngiữa đòn liên kết bản lề với càng nối qua ổ bi kim Càng nối gối tựa lên vỏ ly hợpbằng đai ốc hình chỏm cầu Các đai ốc này bị ép vào vỏ ly hợp bằng đệm đàn hồi, mỗiđệm đàn hồi này được cố định vào vỏ ly hợp bằng hai bu lông nhỏ Nhờ có mối liênkết như vậy mà càng nối có thể chuyển động xoay để tạo ra tâm quay thay đổi ở giữađòn mở ly hợp, cần thiết cho sự di chuyển của đĩa ép khi mở và đóng ly hợp Đai ốcchỏm cầu còn có tác dụng điều chỉnh đầu đòn mở để các đòn mở cùng nằm trong mặtphẳng song song với mặt phẳng của đĩa ép

- Bạc mở ly hợp gồm có ổ bi tỳ 11 và bạc trượt (hình 2.3) Trong ổ bi tỳ có đủ lượng

mỡ dự trữ để bôi trơn trong suốt quá trình sử dụng mà không cần bổ xung thêm (chỉthay thế và bổ xung 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 đầuđòn mở, đảm bảo cho ly hợp luôn đóng hoàn toàn và khi đóng ly hợp thì bạc mởnhanh chóng tách khỏi đầu đòn mở

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 2.4)

Hình 2.4 Ly hợp lắp trên xe AZ-53

1 Bánh đà ; 2 Vỏ ngoài ly hợp ; 3 Đĩa ma sát ; 4 Đĩa ép ; 5 Đòn mở ly hợp ; 6 Ống bơm mỡ ; 7 Đai ốc điều chỉnh ; 8 Càng nối ; 9 Bạc trượt ; 10 Trục ly hợp ; 11 Càng mở ly hợp ; 12 Đinh tán nối các tấm đĩa ; 13 Vỏ trong ly hợp ; 14 Lò xo ép ;

15 Đai ốc điều chỉnh ; 16 Thanh kéo ; 17 Lò xo hồi vị càng mở ly hợp ; 18 Lò xo giảm chấn ; 19 Xương đĩa ; 20 Đế cách nhiệt lò xo ép.

- Bộ phận chủ động của ly hợp : Bánh đà 1 bắt với vỏ trong ly hợp 13, vỏ trong quaycùng với bánh đà Vỏ 13 có khoang để giữ các lò xo ép 14 hình trụ đặt xung quanh.Đĩa ép được chế 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 vậtliệu có hệ số ma sát cao, được ghép với nhau qua xương đĩa bằng các đinh tán Xươngđĩa được chế tạo bằng thép và trên có các xẻ rãnh Đĩa ma sát được ghép với moayơđĩa bị động bằng các đinh tán bằng thép Moayơ đĩa bị động được chế tạo bằng thép

và có thể di trượt trên trục ly hợp 10 nhờ các then hoa Bộ phận giảm chấn gồm có 6

lò xo giảm chấn 18, đặt xung quanh và cách đều nhau Tấm ma sát được ghép vớixương đĩa bằng các đinh tán Lò xo giảm chấn được đặt trong các lỗ của đĩa bị động

và tấm đỡ

- Hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp : Ly hợp được dẫn động điều khiểnbằng cơ khí Đòn mở ly hợp 5 được chế tạo bằng thép, đầu trên đòn mở liên kết bản lềvới đĩa ép qua các ổ bi kim, giữa đòn liên kết bản lề với càng nối 8 thông qua ổ bikim Khe hở giữa đầu đòn mở và bạc mở là  = 4 mm Điều chỉnh đòn mở ta dùng đai

ốc 7 Bạc mở ly hợp gồm có ổ bi tỳ và bạc trượt 9 Trên bạc trượt có lắp ống bơm mỡ6

2.2 Ly hợp hai đĩa ma sát

2.2.1 Kết cấu ly hợp lắp trên xe MA-5335

Ly hợp lắp trên xe MA-5335 là ly hợp hai đĩa ma sát khô (hình 2.5)

- Bộ phận chủ động của ly hợp : gồm bánh đà 24 bắt với vỏ trong ly hợp 19bằng các bu lông Để thực hiện mở ly hợp một cách nhanh chóng và dứt khoát thìgiữa đĩa ép trung gian 26 và bánh đà 24 có đặt lò xo đẩy 1 Lò xo đẩy có tác dụng đẩyđĩa ép trung gian ra khỏi bề mặt tiếp xúc với đĩa bị động 25 khi mở ly hợp Để đảmbảo khe hở cần thiết giữa các bề mặt ma sát của ly hợp khi mở ly hợp, đồng thời đảmbảo cho đĩa ép trung gian, đĩa ép ngoài và bánh đà thành một khối mà vẫn đảm bảođĩa ép trung gian và đĩa ép ngoài có thể di trượt được thì người ta dùng một cơ cấugồm có đai ốc điều chỉnh 4 được kẹp chặt vào đĩa ép trung gian Khi các bề mặt masát của tấm ma sát của đĩa bị động bị mòn nhiều, nhờ có cơ cấu đó sẽ làm cho đĩa éptrung gian di chuyển đến gần bánh đà hơn Đai ốc 4 có vòng cách tỳ lên vỏ ly hợp,đẩy cho bulông hạn chế di chuyển dọc trục của nó, nên duy trì được khe hở cần thiếtgiữa các bề mặt ma sát khi mở ly hợp Các lò xo ép 20 được bố trí xung quanh theohai vòng tròn (vòng trong và vòng ngoài) Tổng số lò xo ép là 24, các lò xo ép đượcđặt trong phần lõm của vỏ ly hợp và đầu còn lại được đặt vào phần lồi của đĩa ép

Hình 2.5 Ly hợp lắp trên

1 Lò xo đẩy đĩa ép trung gian ; 2 Bulông hạn chế ; 3 Vỏ trong ly hợp ; 4 Đai ốc điều chỉnh ; 5 Đòn mở ly hợp ; 6 Càng nối đòn mở ly hợp ; 7 Đai ốc điều chỉnh đòn mở ; 8 Tấm hãm ; 9 Quang treo ; 10 Lò xo đỡ tấm chặn ; 11 Bi “T” ; 12 ống bơm mỡ ; 13 Càng mở ly hợp ; 14 Tấm chặn đầu đòn mở ; 15 Trục của càng mở ly hợp ; 16 Tay đòn ; 18 Nắp của cácte ly hợp ; 19 Vỏ trong ly hợp ; 20 Lò xo ép ;

21 Đệm cách nhiệt ; 22 Đĩa ép ngoài ; 23 Nút xả mạt ; 24 Bánh đà ; 25 Đĩa ma sát ; 26 Đĩa ép trung gian ; 27 Thanh tựa ; 28 Moayơ ; 29 Bulông bắt chặt các tấm đĩa ; 30 Lò xo giảm chấn.

- Bộ phận bị động của ly hợp : gồm có hai đĩa bị động 25, mỗi đĩa bị động gồm 2tấm ma sát được ghép với xương đĩa bằng các đinh tán bằng đồng Xương đĩa đượcchế tạo bằng thép, trên có các xẻ rãnh nhằm giảm độ cứng, tăng độ đàn hồi và giúp lyhợp đóng êm dịu Xương đĩa được ghép với moayơ đĩa bị động bằng các đinh tán,trên moayơ có các lỗ hình chữ nhật để đặt 6 lò xo giảm chấn Moayơ được chế tạobằng thép, số lượng là 2 moayơ và có thể di trượt trên rãnh then hoa của trục ly hợp

- Hệ thống dẫn động ly hợp thuộc loại dẫn động bằng cơ khí có cường hóabằng khí nén Đòn mở ly hợp 5 được chế tạo bằng thép và có số lượng là 4 đòn Mỗi

đòn mở thì đầu trên liên kết khớp bản lề với đĩa ép ngoài qua các ổ bi kim Phần giữađòn liên kết bản lề với càng nối 6 thông qua ổ bi kim Đòn mở ly hợp được điều chỉnhtương tự như ly hợp trên xe ZIN-130.

2.2.2 Kết cấu ly hợp lắp trên xe KAMAZ-5511

Ly hợp lắp trên xe KAMAZ-5511 là ly hợp hai đĩa ma sát khô (hình 2.6)

- Bộ phận chủ động của ly hợp : gồm có bánh đà 21 lắp ghép với vỏ trong lyhợp 17 bằng các bu lông Đĩa ép trung gian 2 và đĩa ép ngoài 4 được chế tạo bằnggang Các đĩa ép chủ động liên kết với bánh đà bằng ngõng (đòn tách) Ngõng đượcbắt vào đĩa ép trung gian bằng các bulông 27 và lắp với rãnh của mặt trụ bánh đà Mặtngoài của đĩa ép ngoài có phần lồi để lắp các lò xo ép 16 Lò xo ép được chế tạo bằngthép 60C2 , gồm có 12 lò xo được bố trí xung quanh, giữa lò xo và đĩa ép có đệm cáchnhiệt

- Bộ phận bị động của ly hợp : gồm có hai đĩa ma sát 22, mỗi đĩa bị động gồmhai tấm ma sát được ghép với nhau qua xương đĩa bằng các đinh tán Xương đĩa đượcchế tạo bằng thép, trên có các xẻ rãnh và được ghép với moayơ bằng các đinh tán.Moayơ được chế tạo bằng thép 40X và số lượng là 2 moayơ Trong lòng moayơ cóthen hoa và có thể di trượt trên trục ly hợp Bộ phận giảm chấn gồm 8 lò xo giảm chấn

25 được đặt trong các rãnh hình chữ nhật trên xương đĩa và moayơ Trục ly hợp 23được chế tạo bằng thép 40X và có bánh răng liền trục

- Hệ thống dẫn động ly hợp thuộc loại dẫn động bằng thủy lực, cơ khí kết hợpvới cường hóa bằng khí nén Đòn mở ly hợp 6 được chế tạo bằng thép và có số lượng

là 4 đòn Mỗi đòn mở thì đầu trên liên kết khớp bản lề với đĩa ép ngoài qua các ổ bikim Phần giữa đòn liên kết bản lề với càng nối thông qua ổ bi kim Đòn mở ly hợpđược điều chỉnh tương tự như ly hợp trên xe ZIN-130

Hình 2.6 Ly hợp lắp trên xe KAMAZ-5511

1 Xương đĩa ; 2 Đĩa ép trung gian ; 3 Bulông hạn chế ; 4 Đĩa ép ngoài ; 5 Càng nối ; 6 Đòn mở ly hợp ; 7 Lò xo đỡ tấm chặn ; 8 ống bơm mỡ ; 9 Vòng bắt lò xo với tấm chặn ; 10 Bi “T” ; 11 Lò xo hồi vị khớp nối ; 12 Khớp nối ; 13 Càng mở ly hợp ; 14 Tấm chặn đầu đòn mở ; 15 Trục của càng mở ly hợp ; 16 Lò xo ép ; 17 Vỏ trong ly hợp ; 18 Đệm cách nhiệt ; 19 Bulông bắt chặt vỏ ly hợp với bánh đà ; 20 Nắp của cácte ly hợp ; 21 Bánh đà ; 22 Đĩa ma sát ; 23 Trục ly hợp ; 24 Moayơ ;

25 Lò xo giảm chấn ; 26 Tấm đĩa ; 27 Bulông bắt đòn tách đĩa ép trung gian.

3 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN DẪN ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN LY HỢP LOẠI ĐĨA

MA SÁT

3.1 Phương án 1: Dẫn động bằng cơ khí

Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng các đòn, khớp nối và đượclắp theo nguyên lý đòn bẩy Loại dẫn động điều khiển ly hợp đơn thuần này có kếtcấu đơn giản, dễ chế tạo và có độ tin cậy làm việc cao Hệ thống dẫn động này được

sử dụng phổ biến ở các xe quân sự như xe ZIN-130, ZIN-131,

Nhược điểm cơ bản của hệ thống dẫn động này là : yêu cầu lực tác động củangười lái lên bàn đạp ly hợp phải lớn, nhất là với các xe ô tô hạng nặng

O2 Càng mở gạt bạc mở 1 sang trái (theo chiều mũi tên) tác động vào đầu đòn mởcủa 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 épđĩa 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 quátrình làm việc, do hiện tượng trượt tương đối giữa các bề mặt ma sát, nên đĩa ma sátthường bị mòn, do đó hành trình tự do của bàn đạp ly hợp bị giảm xuống Khi các bềmặt ma sát mòn tới mức nào đó thì hành trình tự do của ly hợp giảm tới mức tối đa, sẽkhông 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 chongười lái đạp bàn đạp hết hành trình toàn bộ mà ly hợp vẫn chưa mở hoàn toàn, cũngtạo hiện tượng trượt tương đối giữa các bề mặt ma sát, sẽ gây mòn các bề mặt ma sátmột cách nhanh chóng.

Trong cả hai trường hợp nêu trên đều không có lợi, vì vậy phải điều chỉnh hànhtrình tự do của bàn đạp ly hợp trong một miền cho phép

 Ưu điểm : Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, có độ tin cậy làm việc cao, dễ tháo lắp vàsửa chữa

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

3.2 Phương án 2: Dẫn động ly hợp bằng thủy lực.

Dẫn động thủy lực là dùng áp suất chất lỏng để truyền lực người lái đến ly hợp(truyền động thủy tĩnh), được sử dụng trên những xe mà việc bố trí dẫn động cơ khígặp khó khăn, ví dụ người lái cách xa ly hợp hoặc giữa người lái và ly hợp có những

bộ phận làm cho khoảng không gian bị chặn hẹp

Hình 2.8 Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp bằng thủy lực

1 Bàn đạp ly hợp; 2 Lò xo hồi vị;

3 Xilanh chính; 4 Piston xilanh chính;

5 Đường ống dẫn dầu; 6 Xilanh công tác;

7 Càng mở ly hợp; 8.Bạc mở ly hợp

Hình 2.9 Sơ đồ cấu tạo xilanh chính của dẫn động ly hợp bằng thủy lực

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, đẩypiston 4 của xilanh chính 3 sang trái, bịt lỗ bù dầu b, làm dầu trong khoang D bị nénlại Khi áp lực dầu trong khoang D thắng lực ép của lò xo van một chiều 11 ở van mộtchiều 10 thì van một chiều mở ra Lúc này dầu từ khoang D theo đường ống dẫn dầu 5vào xilanh công tác 6 đẩy piston sang phải, làm cho càng mở lyhợp 7 quay quanh O,đồng thời đẩy bạc mở 8 sang trái (theo chiều mũi tên) Bạc mở tác động nên đầu dướicủa 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 xilanh chính và xilanh công tác từ từ trở về vị trí ban đầu.Lúc này dầu từ xilanh công tác 6 theo đường ống dẫn dầu 5 qua van hồi dầu 12 vàokhoang D

Khi người lái nhả nhanh bàn đạp ly hợp 1, thì do sức cản của đường ống và sứccản của van hồi dầu 12 làm cho dầu từ xilanh công tác 6 không kịp về điền đầy vàokhoang D Vì thế tạo ra độ chân không ở khoang D, nên dầu từ khoang C qua lỗ cungcấp 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 sung dầu cho khoang D (tránh hiện tượng lọt khí vào khoang D, khikhoang D có độ chân không) Khi dầu đã khắc phục được sức cản của đường ống vàvan 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 caodầu 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 thuậntiện Có thể đảm bảo việc đóng ly hợp êm dịu hơn so với hệ thống dẫn động ly hợpbằng 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 mởhai 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 chínhxác cao

3.3 Phương án 3 : Dẫn động ly hợp bằng cơ khí có cường hóa khí nén.

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

Khi người lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly hợp 1, làm cho đòn dẫn động 2quay quanh O1 , thông qua thanh kéo 3 làm đòn 4 quay quanh O2 và qua thanh kéo 5làm đòn dẫn động 7 quay quanh O3 Nhờ có đòn dẫn động 8 cùng với mặt bích củaxilanh phân phối 9 và đẩy thân van phân phối 10 sang phải (theo chiều mũi tên) Khimặt phải của thân van phân phối chạm vào đai ốc hạn chế hành trình nắp trên cầnpiston 15 thì làm cho càng mở ly hợp 16 quay quanh O4 và đẩy bạc mở ly hợp 19 sangtrái (theo chiều mũi tên) Ly hợp được mở.

Đồng thời với việc khi nắp bên phải của thân van phân phối tỳ vào đai ốc hạnchế 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, rồitheo đường dẫn khí nén 13 vào xilanh 17 và đẩy xilanh lực dịch chuyển làm đòn dẫnđộng 18 quay quanh O4 Kết hợp với càng mở ly hợp 16 quay và đẩy bạc mở ly hợp

19 sang trái Ly hợp được mở

Khi người lái thôi tác dụng vào bàn đạp ly hợp 1 thì dưới tác dụng của lò xohồi vị 6 kéo bàn đạp trở về vị trí ban đầu Đồng thời thông qua đòn dẫn động 8 kéothân van phân phối 10 sang trái, khi mặt đầu bên phải của piston 14 chạm vào mặtbích bên phải của thân van thì piston 14 được đẩy sang trái, làm càng mở ly hợp 16quay và đẩy bạc mở ly hợp 19 sang phải Cùng lúc đó, dưới tác dụng của lò xo hồi vịphớt van phân phối 12 và đẩy van này đóng kín cửa van Khí nén từ xilanh lực 17theo đường dẫn khí nén 13 vào khoang B và qua đường thông với khí trời a ở thânpiston 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 hệthống dẫn động cơ khí vẫn có thể điều khiển ly hợp được

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

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 củadầu trong các xilanh lực Đồng thời kết hợp với áp lực của khí nén lấy từ các máy nénkhí

Hình 2.11 Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp bằng thủy lực có cường hóa khí nén

Nguyên lý làm việc :

Khi người lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly hợp 1, làm cho tay đòn bànđạp quay quanh O1 và đẩy cần piston của xilanh chính 3 đi xuống (theo chiều mũitên) Dầu từ xilanh chính 3 được piston nén lại và theo đường ống dẫn dầu 4 vàoxilanh thủy lực 8 Áp lực dầu tác dụng vào mặt piston xilanh thủy lực 9 và đẩy nócùng cần piston 10 sang phải Làm cho càng mở ly hợp 11 quay quanh O2 và đẩy bạc

mở ly hợp 12 sang trái (theo chiều mũi tên) Ly hợp được mở.Đồng thời dầu có ápsuất 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 18được mở ra Khí nén từ máy nén khí theo đường ống dẫn khí nén 19 qua van nạp 18vào khoang A, rồi theo lỗ thông xuống khoang B và đẩy piston xilanh 6 cùng cầnpiston 7 sang phải Kết hợp với lực đẩy của áp lực dầu, đẩy piston xilanh thủy lực 9cùng cần piston 10 làm cho càng mở ly hợp 11 quay quanh O2 và đẩy bạc mở ly hợp

12 sang trái Ly hợp được mở

Khi người lái thôi tác dụng vào bàn đạp ly hợp 1 thì dưới tác dụng của lò xohồi vị 2 kéo bàn đạp trở về vị trí ban đầu Piston của xilanh chính 3 dịch chuyển lênphía trên và dầu từ xilanh công tác trở về xilanh chính Đồng thời van xả 17 mở, vannạp 18 đóng lại Khí nén từ khoang B qua lỗ thông sang khoang A và qua van xả 17rồi theo lỗ trên cốc van phân phối 15 thông với khí trời ra ngoài Ly hợp đóng hoàntoàn

 Ưu điểm : Hệ thống dẫn động làm việc tin cậy, khi cường hóa khí nén hỏng thì hệthống dẫn động bằng thủy lực vẫn hoạt động bình thường Lực của người lái tácdụng vào bàn đạp ly hợp nhỏ Hành trình toàn bộ của bàn đạp không lớn Loại hệthống dẫn động này thì đảm bảo được yêu cầu đóng ly hợp êm dịu, mở dứt khoát

và dùng phù hợp với những xe có máy nén khí

 Nhược điểm : Kết cấu phức tạp, bảo dưỡng, điều chỉnh sửa chữa khó khăn và yêucầu độ chính xác của hệ thống dẫn động cao

NHẬN XÉT :

Qua phân tích, tìm hiểu kết cấu, nguyên lý hoạt động, xem xét ưu điểm

và nhược điểm của từng phương án dẫn động điều khiển ly hợp, ta thấy Phương án

3 : Dẫn động ly hợp bằng cơ khí có cường hóa khí nén phù hợp để áp dụng cho việc

thiết kế hệ thống ly hợp cho xe tải 8 tấn trên cơ sở xe Kamaz-5320

Phương án này đảm bảo nguyên tắc :

- Lực bàn đạp phải đủ lớn để có cảm giác mở ly hợp.

- Sử dụng phải chắc chắn nhẹ nhàng

- Dễ chăm sóc, bảo dưỡng và sửa chữa

Chương 3 NỘI DUNG THIẾT KẾ TÍNH TOÁN

1 XÁC ĐỊNH MÔMEN MA SÁT CỦA LY HỢP

Ly hợp cần được thiết kế sao cho nó phải truyền được hết mômen của động cơ

và đồng thời bảo vệ được cho hệ thống truyền lực khỏi bị quá tải Với hai yêu cầu nhưvậy mômen ma sát của ly hợp được tính theo công thức:

Ml =  Me maxTrong đó: Me max - mômen xoắn cực đại của động cơ

 - hệ số dự trữ của ly hợp

Trong quá trình làm việc của li hợp sẽ xẩy ra các hiện tượng sau:

- Đĩa ma sát mòn dần, đĩa mà sát phải dịch chuyển để ép sát vào đĩa ma sát, lò xo ép

sẽ giãn dần ra và do vậy lực ép sẽ giảm dần (điều này luôn xẩy ra không khắc phụcđược)

- Tấm mà sát trong quá trình làm việc, chịu nhiệt độ cao, áp suất và vận tốc trượt lớn

và có thể dính dầu, nước làm giảm hệ số ma sát

- Trong quá trình làm việc lò xo ép chịu tác động nhiệt độ và thường xuyên chịu lực

ép lớn và do vậy độ cứng của lo xo có thể giảm trong quá trình làm việc

Những điều kiện trên đều làm giảm mô men ma sát tức mô men truyền của ly hợp

Do vậy hệ số  phải lớn hơn 1 để đảm bảo truyền hết mômen của động cơ trong mọitrường hợp Tuy nhiên hệ số  cũng không được chọn lớn quá để tránh tăng kíchthước đĩa bị động và tránh cho hệ thống truyền lực bị quá tải Hệ số  được chọn theothực nghiệm

Tra bảng 1 Sách hướng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp của ôtô", ta xác định hệ

Ml =  Me max = 2 650 = 1300 Nm

2 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA LY HỢP

2.1 Xác định bán kính ma sát trung bình của đĩa bị động

Mômen ma sát của ly hợp được xác định theo công thức :

Ml =  Me max =  P Rtb iTrong đó:  - hệ số ma sát

D - đường kính ngoài của đĩa ma sát, tính theo cm

C - hệ số kinh nghiệm Với ôtô tải  C = 3,6

Như vậy có hai phương án :

+ Nếu ta giữ nguyên đường kính ngoài của đĩa ma sát D = 425 mm và tăngđường kính bánh đà thì phương án này không thực hiện được Vì nó liên quan đến cânbằng động của động cơ

+ Nếu ta giảm đường kính ngoài từ D = 430 mm xuống D = 350 mm (lấy theo xetham khảo) và tăng số đôi bề mặt ma sát thì phương án này là phù hợp

Vậy ta chọn phương án lấy D = 350 mm

Đường kính trong của đĩa ma sát được tính theo bán kính ngoài :

q  R r R



Trong đó: Ml - mômen ma sát của ly hợp Ml = 1300Nm

[q] - áp lực riêng cho phép trên bề mặt ma sát, với phêrađô thì [q] =20N/cm2

Tra bảng 3 Sách hướng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp của ôtô", với nguyên liệu làmcác bề mặt là gang với phêrađô  ta chọn hệ số ma sát:  = 0,2

Số đôi bề mặt ma sát phải là số chẵn  Lấy i = 4

Vậy số lượng đĩa bị động của ly hợp là : n = 2

Kiểm tra áp suất trên bề mặt ma sát theo công thức :

2 2( - )

l tb

M q

i R r R



1300.10020.0, 2.3,14(175 100 ) 141.10

Vậy q = 1,815 kG/cm2 < [q] = 20N/cm2

Bề mặt ma sát bảo đảm đủ độ bền cho phép