li hợp ô tô GAZ - 53A

Tài liệu tam khảo li hợp ô tô GAZ - 53A

LỜI NÓI ĐẦU

Nước ta đang từng bước tiến lên công nghiệp hoá hiện đại hoá Việc đẩy mạnh cuộc cách mạng Khoa học

kĩ thuật là vấn đề hết sức quan trọng Ngành động lực và sản xuất ô tô máy kéo mặc dù chiếm tỉ trọng không cao trong nền kinh tế quốc dân ,song đã có những bước phát triển khá rõ rệt

Để góp phần nâng cao trình độ chuyên môn kỹ thuật cho đội ngũ cán bộ kỹ thuật ,chúng ta phải không ngừng tìm hiểu nghiên cứu ,cải tiến và chế tạo để sản xuất ô

tô máy kéo Đó là một yêu cầu hết sức thiết thực

đốivớinền kinh tế nước ta hiện nay

Việc làm đồ án môn học kết cấu và tính toán ô tô làdịp tốt để em củng cố kiến thức đã học vào thực tế tính toán Tìm hiểu kết cấu và nguyên lý làm việc ly hợp

ô tô Gaz-53A đối với em là một công việc hết sức mới mẽ và phức tạp Mặc dù vậy em cố gắng nỗ lực bản thân đặc biệt là sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy Nguyễn Hoàng Việt.Đến nay em đã hoàn thành được đồ án môn học được giao

Vì là lần đầu tiên làm đề tài thiết kế và kiến thức còn nhiều hạn chế nên không thể tránh khỏi sai sót.Em mong quí thầy cô và bạn bè đóng góp ý kiến để em học hỏi và hoàn thiện hơn

Đà Nẵng ngày 29 tháng 2 năm 2010

Sinh Viên:

Trần Nguyễn Dũng

Giới thiệu chung về ô tô Kamaz

Ô tô Kamaz 5312 là ô tô tải được sản xuất tại LIÊN XÔ (cũ)

từ năm 1976 Hiện nay ở nước ta nó vẫn còn được sử

1850 2320

1370 500 2010

2500

dung để vận chuyển các loại hàng hoá cần thiết và nó có các thông số kỹ thuật sau:

12 Tự trọng phđn bố cầu trước G01 KG 3320

13 Tự trọng phđn bố cầu sau G02 KG 3760

28 Vận tốc lớn nhất của ô tô Vmax Km/h 80

29 Suất tiêu hao nhiên liệu Q Lít/100K

sáthaiđĩakhô

43 Âp suất hơi trong lốp trước Pt KG/cm2 6,0

44 Âp suất hơi trong lốp sau Ps KG/cm2 6,7

45 Dung tích dầu trong cơ cấu

55 Khối lượng cầu trước Kg 345

1)Công dụng : Ly hợp là một trong những cụm chủ yếu

của ôtô, máy kéo Ly hợp dùng để nối trục khuỷu động cơ với hệ thống truyền lực, để truyền momen quay được

êm dịu và cắt truyền động đếïn hệ thống truyền lực được nhanh chóng và dứt khoát.

2)Yêu cầu : Ly hợp phải đảm bảo được các yêu cầu sau:

• Truyền được momen quay lớn nhất của động cơ mà không bị trượt ở bất cứ điều kiện sử dụng nào Muốn như vậy thì momen ma sát của ly hợp phải lớnhơn momen cực đại của động cơ một ít, nghĩa là hệ số dự trữ momen của ly hợp phải lớn hơn 1

• Đóng êm dịu để tăng từ từ momen quay lên trục của hệ thống truyền lực, không gây va đập các bánh rang Ngoài ra khi ly hợp đóng êm dịu thì ô tô máy kéo khởi bánh từ từ không giật, làm cho người lái đỡ mệt, nhất là khi ô tô chạy ở đường phố hoặc khi máy kéo làm việc ở cánh đồng nhỏ phải sử dụng ly hợp nhiều

• Mở dứt khoát và nhanh chóng, nghĩa là cắt hoàn toàntruyền động từ động cơ đến hệ thống truyền lực trong thời gian rất ngắn Nếu mở không dứt khoát thìkhó gài số êm dịu vì momen quay của động cơ và momen quy dẫn của trục khuỷu của taut cả các chi tiết chuyển đọng của động cơ sẽ truyền một phần đến trục sơ cấp của hộp số, cho nên khi dịch các bánh rang khỏi sự ăn khớp để gài số khác sẽ rất khó khăn vì trên bánh răng ta muốn dịch chuyển sẽ cótác dung của lực do momen nói trên sinh ra Ngoài ra momen ma sát nói trên của ly hợp sẽ làm quay trục sơ cấp và trục trung gian của hộp số làm khó khăn cho việc đồng đều tốc độ các bánh rang cần gài Mở dứt khoát và nhanh chóng sẽ giảm lực va đập các bánh răng

• Momen quán tính của các chi tiết thụ động phaỉ nhỏ để giảm các lực va đập lên bánh răng

• Làm nhiệm vụ bộ phận an toàn đẻ tránh tác dung lên hệ thống truyền lực những lực quá lain khi gặp quá tải

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

• Các bề mặt ma sát thoát nhiệt tốt, đảm bảo cho sự làm việc bình thường

• Kết cấu đơn giản, trọng lượng nhỏ, làm việc bền, điều chỉnh và chăm sóc dễ dàng

3)Phân loại: Ly hợp được phân loại theo các phương pháp

- Theo cách truyền momen quay từ trục khuỷu đến trục

hệ thống truyền lực người ta chia ra các loại:

• Ma sát_truyền momen quay bằng các bề mặt ma sát

• Thuỷ lực_truyền momen quay nhờ chất lỏng

• Nam châm điện_truyền momen quay nhờ tác dung của trường nam châm điện

• Liên hợp_truyền momen quay bằng cách kết hợp các loại kể trên

Ở ô tô máy kéo ly hợp ma sát được dùng nhiều nhất Ly hợp loại thuỷ lực ngày nay đang được phát triển trong ngành chế tạo ô tô vì nó có ưu điểm là giảm được tải trọng va đập lên hệ thống truyền lực

- Theo hình dạng của các chi tiết ma sát ở ly hợp loại ma

sát người ta chia ra: ly hợp đĩa, ly hợp hình côn, ly hợp hình trống

Loại ly hợp hình côn và trống ngày nay không dùng trên ô

tô vì momen quán tính của các chi tiết thụ động của chúnglớn gây nên tải trọng va đập lên hệ thống truyền lực khi đóng ly hợp

- Theo số đĩa thụ động người ta chia ra ly hợp ma sát một,

hai hoặc nhiều đĩa

Ly hợp một đĩa hiện nay dùng nhiều trên ôtô máy kéo vì nó đơn giản, giá rẻ và momen quán tính của các chi tiết thụ động bé

Ở ô tô tuỳ theo phương pháp phát sinh lực lên đĩa ép người ta chia ra ly hợp loại lò xo, loại nửa ly tâm và ly tâm Loại nửa ly tâm dùng ở ô tô du lịch và vận tải tải trọngnhỏ vì ở đấy momen cực đại của động cơ tương ứng với số vòng quay tương đối cao

Loại ly tâm thường dùng để làm dễ dàng điều khiển ô

tô Trong các ly hợp loại ly tâm thì lực ly tâm dùng để đóngvà mở ly hợp, còn lực để ép là do lò xo, ít khi dùng lực lytâm để ép đĩa ép Loại ly hợp này không được sử dụng rộng rãi

- Theo phương pháp điều khiển ly hợp có thể chia ra loại

điều khiển bằng sức người và loại điều khiển tự động

4

)Ưu nhược điểm của các loại ly hợp:

a)Với ly hợp ma sát, có hai loại:

Loại một đĩa: Ly hợp ma sát một đĩa bị động với tính

đơn giản trong kết cấu cũng như đơn giản trong bộ phậndẫn động, thoát nhiệt tốt, mở dứt khoát, mômen của các

chi tiết thụ động bé, giá thành rẻ Tuy nhiên khi làm việcdễ bị trượt do bị mòn các bề mặt ma sát và việc điềuchỉnh khe hở giữa các bề mặt ma sát khó khăn Khi làmviệc cũng có trường hợp xảy ra là không cắt dứt khoátđường truyền công suất do độ đảo của các tấm ma sát.Tăng hành trình của bàn đạp (hay hành trình điều khiển).Kích thước của các chi tiết tăng lên như trục bị động của

ly hợp (trục sơ cấp của hộp số)

Loại hai đĩa: Như loại một đĩa, ngoài ra do có nhiều đĩa

cùng làm việc nên khi đóng ly hợp các bề mặt ma sát làmviệc một cách từ từ, do đó đóng được êm dịu Định vicác đĩa ma sát khi cắt ly hợp khó khăn (đặc biệt là đĩatrung gian)

b)Với ly hợp thủy lực:

Ly hợp này làm việc rất êm, không cần bàn đạp ly hợp.Nhược điểm chính trong việc áp dung thực tế là ly hợpcắt không hoàn toàn, kết cấu phức tạp, khó bảo dưỡng,giá thành sản xuất cao

Đinh tán tấm ma sát vào xương đĩa

Ở ô tô máy kéo thường dùng loại ly hợp một , hai đĩa thụđộng với tấm ma sát có hệ số ma sát cao nhằm mụcđích giảm kích thước và giảm kim loại của ly hợp Còn lyhợp nhiều đĩa có thể làm đĩa thụ động có tấm ma sáthoặc

không có tấm ma sát Ly hợp với đĩa thép không có tấm

ma sát thường làm việc

trong dầu để tăng khả

năng thoát nhiệt

Ly hợp một đĩa của ô tô

hiện nay chỉ dùng đĩa thụ

động loại đàn hồi, còn ở

máy kéo đĩa thụ động

loại đàn hồi sử dụng

còn ít Độ đàn hồi của

đĩa thụ động đảm bảo

bằng cách cho nó những

hình thù nhất định hoặc

dùng thêm những chi tiết

đặc biệt có khả năng làm

giảm độ cứng của đĩa

Để giảm độ cứng trên

các đĩa thụ động có xẻ

Để giảm chiều rộng chỗ nối tiếp của phần ngoài vớiphần trung tâm của đĩa thì đường xẻ có thể làm theo hìnhchữ T(hình b) Các đĩa đàn hồi tăng thêm độ êm dịu khiđóng ly hợp Khuyết điểm của đĩa thụ động có các phầnđược uốn về các phía khác nhau là khó mà có độ cứngnhư nhau ở tất cả các phần.Khi đặt lò xo tấm gợn sónggiữa đĩa thụ động và tấm ma sát thì độ cứng trên bềmặt của đĩa thụ động tương đối đều hơn

Nếu thay đổi độ cứng của lò xo tấm có thể ảnh hưởngđến độ cứng chung của đĩa thụ động.

Hình 3 Đĩa thụ động có giảm chấn

Để tăng độ tiếp xúc đồng đều và tăng bề mặt tiếp xúccủa tấm ma sát trong quá trình đóng ly hợp thì số lò xotấm không được nhỏ hơn 6 Khi đặt lò xo tấm giữa đĩathụ dộng và tấm ma sát mà muốn mở ly hợp dứt khoátthì hành trình dịch nhuyển của đĩa ép phải tăng lên một ít

Điều này có thể thực hiện được nếu vẫn giữ nguyênhành trình của bàn đạp bằng cách giảm tỷ số truyền củahệ thống dẫn động ly hợp và như vậy phải tăng lực tácdụng lên bàn đạp Cũng vì thế mà ở các ly hợp truyềnmomen quay lớn không dùng các đĩa thụ động đàn hồi cólò xo tấm

Để tăng độ êm dịu khi đóng ly hợp thì đĩa thụ động khônglàm phẳng mà làm hình côn Khi đóng ly hợp thì đĩa hìnhcôn sẽ tiếp xúc với bề mặt ma sát của đĩa ép và bánh đàkhông tức thời mà tiến hành từ từ theo quá trình ép đĩa,

do đó làm tăng độ êm dịu khi đóng ly hợp vì momen quayđược truyền từ từ

Đĩa thụ động được nối với moayơ, moayơ nối với đĩa thụđộng bằng đinh tán rất ít khi dùng bulông Chế tạo đĩathụ động và

Lò xo giảm chấn Vòng ma sát giảm chấn

Vòng ma sát Đinh tán Xương đĩa

Moayơ

Hình5 Kết cấu đĩa bị động

1) Xương đĩa :

a)Công dụng :

Xương đĩa là bộ phận gắn trên Moayơ và dùng để bắtchặt các tấm ma sát, nó là phần tử trung gian dùng đểtruyền mômen xoắn từ tấm ma sát đến trục sơ cấp hộpsố.

Xương đĩa có độ đàn hồi nên làm cho ly hợp đóngngắt được êm dịu hơn

b) Kết cấu :

Hình dạng của xương đĩa và cách gắn vòng ma sát lênnó quyết định tính đàn hồi của đĩa bị động và chia nó rathành 2 loại : đàn hồi và không đàn hồi

Để đảm bảo cho các bề mặt ma sát tiếp xúc tốt, không

bị cong vênh khi đốt nóng, xương đĩa được chia thànhnhiều phần rẻ quạt bằng các rãnh hướng kính hay chữ

“T” Xương của các đĩa loại không đàn hồi có thể không xẻrãnh nhưng ít gặp

Đối với các đĩa đàn hồi, để tăng độ đàn hồi theo chiềutrục, nhờ đó tăng độ êm dịu khi đóng ly hợp, người tathường sử dụng các biện pháp sau:

+ Uốn xen kẽ các phần rẻ quạt của xương đĩa về cácphía khác nhau, tạo cho nó một hình dạng xác định,nhược điểm của phương án này là rất khó chế tạođược độ cứng đồng dều giữa các phần

+ Để khắc phục nhược điểm trên người ta không uốncong các rẻ quạt của xương đĩa mà đặt các lò xo lá dạngsóng giữa xương đĩa và vòng ma sát Một vòng ma sátđược gắn trực tiếp lên xương đĩa, vòng thứ hai đượcgắn với lò xo lá

Sử dụng các biện pháp tăng độ đàn hồi của đĩa bịđộng nói chung làm tăng hành trình cần thiết của đĩa épđể đảm bảo cho ly hợp mở dứt khoát, tăng momen quántính của đĩa Vì thế loại đĩa này thường không được sửdụng đối với ly hợp hai hay nhiều đĩa, cũng như yêu cầumối ghép giữa vòng ma sát với xương đĩa phải có độ bềnlớn trong trường hợp ô tô máy kéo làm việc trong điềukiện đặc biệt nặng nhọc

c)Vật liệu chế tạo đĩa :

Để tăng mức độ êm dịu khi đóng ly hợp cho nên tachọn vật liệu chế tạo chúng bằng thép lá có thànhphần cacbon trung bình và cao (thép loại 40 ÷85) được tôi

trong dầu và ép để tránh vênh Chiều dày của xương đĩatừ 1,5 ÷ 3 [mm] Chọn δxđ =2,5 mm.

2)Vòng ma sát, đĩa ma sát:

a)Yêu cầu của vòng ma sát :

• Đảm bảo hệ số ma sát cần thiết và hệ số ma sát ít

bị ảnh hưởng khi có sự thay đổi nhiệt độ, tốc độtrượt và áp suất trên bề mặt

• Có khả năng chống mòn lớn ở nhiệt độ cao ( từ 537 ÷

• Có tính chất cơ học cao

b)Vật liệu chế tạo vòng ma sát, đĩa ma sát :

Hiện nay thường dùng là phêrađô, phêrađô đồng vàtrong một số trường hợp là kim loại sứ

Chiều dày tấm ma sát δms = 3÷5[mm] nó chế tạo bằngphêrađô nghiền nhỏ có thấm chất dính sau đó đem ép đi.Các vòng ma sát bằng phêrađô có độ bền cơ học cao,không bị xốp và có thể làm việc ở nhiệt độ cao

Đối với ôtô làm việc trong điêìu kiện nặng nhọc ta cóthể chế tạo vòng ma sát

bằng kim loaüi sứ bằng

cách đem ép bột kim loại

dưới áp suất cao, thành

phần gồm có:73%Cu ,

14%Pb , 7%Sn , 6% than

Với ly hợp cho loại xe

thiết kế tải trọng 15000kg

ta chế tạo vòng ma sát

bằng phêrađô : δms = 5 mm

Hình 6 Các phương phápgắn vòng

c)Cách lắp ghép tấm ma sát với xương đĩa :

Ghép bằng đinh tán :

Ưu điểm của phương pháp này là :

Tiết kiệm vật liệu

Bảo dưỡng, sửa chữa dễ dàng

Nhược điểm của phương pháp này là :

Không tận dụng hết chiều dày tấm ma sát (đếnkhi chạm vào đinh tán là phải thay thế ngay )

d)Vât liệu chế tạo đinh tán : đinh tán được làm bằng

đồng đỏ, đồng thau mềm hoặc bằng nhôm có đường kínhtừ 4 ÷ 6mm theo dạng hình ống, dạng đinh tròn có đầunữa hình cầu

e)Bố trí đinh tán :

Đinh tán xếp theo 2 hàng Khi gắn các tấn ma sát thì đầu

đinh tán phải thụt xuống khỏi bề mặt tấm ma sát khoảng

1 ÷ 2 mm để tránh sự cọ sát giữa đinh tán và đĩa éphoặc bánh đà khi đã mòn tấm ma sát

3) Mayơ đĩa bị động :

Mayơ đĩa bị động được lắp trên trục then hoa của lyhợp theo kiểu lắp ghép trượt

Đêí có thể mài nhẵn dễ dàng các mặt bên của cácthen trục then hoa thì ở chổ nối tiếp mặt bên của then vớibán kính trong của trục then hoa người ta làm rãnh hoặclượn chuyển tiếp đều đặn với bán kính r Hình dáng củathen ảnh hưởng đến độ

vững bền của trục ly

hợp Nếu chuyển tiếp

đột ngột thì ở chân then

sẽ có ứng suất cục bộ

rất lớn Các then có thể

làm dạng thân khai hoặc

vuông Dạng thân khai

Moay ơ đĩa thụ động chế tạo bằng thép 40 hoặc 40X.Ứng suất dập cho phép đến 20 MN/m2, ứng suất cắt chophép đến 10 MN/ m2.

Ở ly hợp một và hai đĩa thụ động có chung một moay ơthì chiều dài của moayơ được thiết kế tương đối lớn đểgiảm độ đảo của đĩa Đối với điều kiện làm việc bìnhthường chiều dài của moay ơ phải lấy gần bằng đườngkính bên ngoài của các then của trục ly hợp Đối với đìềukiện làm việc nặng nhọc thì chiều dài của moay ơ đượclấy gần bằng 1,4 lần đường kính ngoài của then trục lyhợp

Khi có hai hoặc ba moay ơ thì chiều dài của mỗi moay ơphải giảm hơn nhiều

4) Giảm chấn :

a) Công dụng :

Giảm chấn được dùng trong ly hợp để tránh cho hệthống truyền lực của ôtô và máy kéo khỏi những daođộng xoắn cộng hưởng sinh ra khi có sự trùng một trongnhững tần số của dao động sở hữu của hệ thống truyềnlực với tần số dao động của lực gây nên bởi sự thayđổi mômen quay của động cơ

Chi tiết đàn hồi của giảm chấn dùng để giảm độcứng của hệ thống truyền lực do đó giảm được tần sốdao bản thân của hệ thống truyền lực và triệt tiêu đượckhả năng xuất hiện cộng hưởng ở tần số cao

Để tránh được cộng hưởng ở tần số thấp người tadùng phương pháp ma sát gọi là chi tiết ma sát Bởi vậy,ngoài chi tiết

đàn hồi cần phải có chi tiết thu năng lượng của các daođộng cộng hưởng ở tần số thấp bằng phương pháp masát gọi là chi tiết ma sát

Các giảm chấn của ly hợp hiện nay được kết cấu theomột nguyên tắc chung, nghĩa là đĩa thụ động được nốivới moay ơ nhờ chi tiết đàn hồi Sự khác nhau và kkếtcấu của giảm chấn phụ thuộc vào loại chi tiết đàn hồilà lò xo hay cao su Ở giảm chấn mà chi tiết đàn hồi là cao

su hay vải thấm cao su thì không cần đặt chi tiết ma sátnữa, bởi vì cao su có tính chất ma sát bên trong rất cao