Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ ( kèm bản vẽ )

Đường thứ nhất từ bánh đà qua bề mặt ma sát phía bên trái của đĩa bị động Đường thứ hai mômen từ bánh đà truyền qua vỏ trong ly hợp qua đòn mở đến đĩa ép thông qua bề mặt ma sát phía bên

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự phát triển nhanh chóng của Khoa học kỹ thuật nói chung, ngành công nghiệp chế tạo ôtô nói riêng trong vài thập kỷ gần đây đã có những bước phát triển nhanh chóng vượt bậc với nhiều loại ôtô hiện đại ra đời, nhờ thành tựu các lĩnh vực điện tử, tin học, cơ khí, vật liệu mới và dần được hoàn thiện để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người cũng như của các ngành kinh tế khác

Trong quá trình phát triển kinh tế xã hội của nước ta hiện nay với chủ trương

“Công nghiệp hoá - hiện đại hoá” đã có nhiều loại ôtô được nhập và lắp ráp tại Việt Nam Dòng xe con du lịch ngày càng được sử dụng rộng rãi bởi chúng có nhiều tính năng ưu việt: điều khiển dễ dàng, an toàn, độ bền tốt và có kích thước nhỏ gọn nên

đi lại dễ dàng trong các đường hẹp đặc biệt trong các đường giao thông đô thị ở thành phố lớn nước ta hiện nay Với mục tiêu nghiên cứu thiết kế hệ thống ly hợp theo hướng giảm nhẹ lao động người lái, giảm hành trình bàn đạp, song kết cấu phải đơn giản em được giao nhiệm vụ thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

Với nội dung, yêu cầu của đề tài được giao, em đã tập trung nghiên cứu tính toán kiểm nghiệm xe cơ sở, tính toán thiết kế bộ trợ lực chân không Phần còn lại của đồ án là tính toán thiết kế hệ dẫn động và xây dựng quy trình công nghệ gia công chi tiết điển hình Ly hợp này sẽ có kết cấu đơn giản, lực điều khiển người lái

sẽ nhẹ hơn và đảm bảo hành trình bàn đạp hợp lý Các bộ phận thiết kế có thể sản xuất được trong nước

Qua quá trình làm đồ án em đã tập sự làm công việc của người kỹ sư, cũng như tác phong làm việc và học hỏi thêm nhiều kiến thức Điều đó rất bổ ích cho sự nghiệp của một kỹ sư cơ khí ôtô tương lai

Trong quá trình làm đồ án, mặc dù bản thân đã hết sức cố gắng và được sự giúp đỡ của các thầy trong Bộ môn ôtô, Khoa Cơ khí trường Đại học Bách Khoa Hà Nội song do khả năng và thời gian có hạn nên bản đồ án không tránh khỏi thiếu sót

Em rất mong sự hướng dẫn, phê bình của các thầy, các bạn

Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn Phạm Huy Hường và các thầy trong Bộ môn ôtô, Khoa Cơ khí Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tạo điều kiện cho em hoàn thành bản đồ án này

Chương 1

TỔNG QUAN LY HỢP

Ly hợp là một phần tử không thể thiếu trong hệ thống truyền lực (HTTL) của

ô tô Nếu không có nó thì các bánh răng hộp số , HTTL sẽ phải chịu lớn lực xung kích, mô men xung lượng của lực xung kích, mô men lực quán tính trong những thời điểm khác nhau khi vận hành ô tô Ví dụ: Khi sang số, khi phanh

- Đảm bảo an toàn cho các chi tiết của HTTL Ví dụ khi phanh mà không nhả

ly hợp và hỗ trợ cho việc sang số dễ dàng

II PHÂN LOẠI

Phân loại ly hợp có thể dựa trên các tiêu chí sau đây

1 Theo cách truyền mô men

a Ly hợp ma sát

Truyền mômen từ động cơ sang trục sơ cấp hộp số thông qua bề mặt ma sát

- Sơ đồ cấu tạo

13

7 6

5 4 3 2

của ly hợp theo hai đường Đường thứ nhất từ bánh đà qua bề mặt ma sát phía bên trái của đĩa bị động Đường thứ hai mômen từ bánh đà truyền qua vỏ trong ly hợp qua đòn mở đến đĩa ép thông qua bề mặt ma sát phía bên phai của đĩa bị động mômen được truyền từ đĩa ép sang đĩa bị động Đĩa bị động được nối với trục ly hợp nhờ khớp nối then hoa nên mômen đường truyền từ đĩa bị động sang trục ly hợp

+ Khi mở ly hợp: Người lái đạp chân vào bàn đạp qua hệ thống dẫn động lực người lái tác động vào đòn mở ly hợp làm đĩa ép chuyển động sang bên phải ép lò

xo (11) tách khỏi bề mặt của đĩa ma sát nên đĩa ma sát tách khỏi bề mặt của bánh

đà, do đó mômen động cơ không truyền được sang trục ly hợp

* Ưu nhược điểm

+ Ưu điểm

- Kết cấu đơn giản,từ đó việc sửa chữa bảo dưỡng dễ dàng

- Hiệu suất cao

- Mở dứt khoát

- Giá thành hạ

+ Nhược điểm

- Khả năng giảm quá tải không cao

- Đóng ly hợp không êm dịu

- Khi phanh xe ở tốc độ cao gây quá tải cho HTTL (có thể làm chết máy, gãy trục cơ…) ảnh hưởng đến việc điều khiển vận hành xe

b Ly hợp thuỷ lực

Truyền mômen thông qua chất lỏng

- Sơ đồ cấu tạo: Gồm hai phần

+ Phần chủ động là phần bánh bơm, bánh đà

+ Phần bị động là bánh tua bin nối với trục sơ cấp của hộp giảm tốc

Trong không gian của bánh bơm và bánh tua bin là dầu thuỷ lực

Sơ đồ cấu tạo của ly hợp thuỷ lực

11 9 10 8 7

5 6

4

3 1 2

+ Trạng thái ngắt: Khi số vòng quay động cơ nhỏ không đủ cho bánh tua bin quay nên mômen không truyền từ động cơ ra trục ly hợp được

+ Trạng thái đóng Số vòng quay động cơ tăng làm cánh tua bin quay mômen được truyền từ động cơ sang trục ly hợp Khi chủ động ngắt nhanh ly hợp

xả van (12) dầu thoát ra ngoài bình chứa, ly hợp ngắt momen không truyền từ động

+ Nhược điểm:

- Chế tạo phức tạp đòi hỏi độ chính xác cao

- Giá thành đắt

c Ly hợp điện từ

Truyền mô men thông qua lực điện từ

Sơ đồ cầu tạo

5 4 6

3 2

+ Mở ly hợp: Khi không cấp điện cho cuộn dây (3) không có lực từ trường trong cuộn dây nên phần chủ động (1) và phần bị động (4) không hút nhau nên khi động cơ quay mômen không truyền ra trục ly hợp (5)

+ Đóng ly hợp: khi cấp điện cho cuộn dây (3) xuất hiện lực điện từ trong cuộn dây nên xuất hiện lực hút giữa bánh đà (1) và lõi sắt bị động (4) Như vậy khi bánh đà (1) quay làm (4) quay theo Do đó mômen được truyền từ động cơ sang trục

ly hợp Tuy vậy lực hút giữa (1) và (4) không đủ lớn nên ở khi hở giữa (1) và (4) người ta đưa vào những mạt sắt khi có đường sức từ đi qua chúng sắp xếp thành đường theo hướng của đường sức tạo thành dây sắt cứng nối (1) và (4) với nhau làm tăng ma sát nên việc truyền mômen giữa (1) sang (4) được tăng lên

* Ưu nhược điểm

2 Theo hình dạng của các chi tiết ma sát

7

6 5 4

3 2 1

Ly hợp ma sát khô 2 đĩa

1 Bánh đà; 2 Đĩa bị động; 3 Đĩa ép trung gian; 4 Đĩa ép ngoài; 5 Bu lông hạn chế;6 Lò xo ép; 7 Vỏ ly hợp; 8 Ổ bi T; 9 Bạc mở; 10 Bàn đạp; 11 Lò xo hồi vị;

12 Thanh kéo; 13 Đòn mở; 14 Giảm chấn

3 Theo phương pháp phát sinh lực ép

- Loại lò xo: Lò xo đặt xung quanh, lò xo đặt trung tâm (côn), lò xo đĩa

- Loại lực ép nửa ly tâm; Lực ép sinh ra ngoài lực của lò xo côn còn có lực phụ thêm là lò do lực ly tâm của trọng khối phụ sinh ra

- Loại ly tâm: Ly hợp ly tâm thường được sử dụng khi điều khiển tự động, ở

ly hợp này lực ly tâm dùng để đóng và mở ly hợp còn áp lực trên đĩa được tạo bởi lực lò xo ít khi lực ly tâm được dùng để tạo lực ép trên đĩa

4 Theo kết cấu ép chia ra

- Ly hợp thường đóng được sử dụng phổ biến trên ô tô

- Ly hợp thưóng mở được sử dụng trên máy kéo

III YÊU CẦU

- Truyền được mômen quay lớn nhất của động cơ mà khong bị trượt ở bất kỳ điều kiện sử dụng nào

- Đóng êm dịu để tăng từ từ mômen quay lên trục của HTTL để tránh lực va đập lên HTTL và cũng để cho gia tốc ô tô ổn định,

- Mở dứt khoát và nhanh giúp việc gài số hoàn hảo hơn vì lúc đó mômen động cơ truyền tới trục thứ cấp tạm dừng Hơn nữa không xuất hiện tải trọng động

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

- Ly hợp còn đáp ứng nhu cầu là cơ cấu an toàn để tránh các lực quá lớn tác dụng lên HTTL khi gặp quá lớn tác dụng lên HTTL 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 sự làm việc bình thường

- Kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, tuổi thọ cao, điều chỉnh và chăm sóc dễ dàng (và phải đáp ứng yêu cầu của chi tiết cơ khí nói chung)

IV PHÂN TÍCH KẾT CẤU - CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ LY HỢP Ô

TÔ

Các ly hợp của ô tô là loại thường đóng Ở ô tô thường dùng loại ly hợp một, hai loại hay nhiều đĩa bị động

- Ly hợp một đĩa có ưu điểm là:

+ Kết cấu đơn giản, rẻ tiền

+ Thoát nhiết tốt

+ Mở dứt khoát

Nhưng có nhược điểm là đóng không êm dịu

- Ly hợp nhiều đĩa bị động

của đĩa ly hợp một đĩa quá lớn Trường hợp như vậy người ta dùng ly hợp hai hay nhiều đĩa, sẽ giảm được đường kính của đĩa và kích thước chung của ly hợp Tuy nhiên ly hợp hai đĩa có kết cấu phức tạp hơn nhiều so với ly hợp một đĩa

Ưu điểm của ly hợp là đóng êm dịu

Nhược điểm là mở không dứt khoát

Ở ly hợp thường đóng, lực đóng nhờ các lò xo ép

+ Đối với ly hợp xe thiết kế do có mômen quay của động cơ không lớn

nhất là vành ma sát của đĩa bị động hay bị hỏng nhất Vì vậy nhiệm vụ quan trọng là tăng tuổi thọ cho vành ma sát

1.2 Lò xo hình côn

- Ưu điểm:

+ Lực tác dụng lên đĩa đều vì có 1 lò xo đặt trung tâm Thường dùng trên ô

tô có mômen quay cần truyền lớn trên 50KG

+ Có thể rút gọn được chiều dài của ly hợp, vì lò xo ép hình côn có thể ép cho đến khi lò xo nằm trên một mặt phẳng

Ở loại ly hợp này, một lò xo màng hình nón cụt (H) được thay thế cho các lò

xo xoắn để ấn mâm ép (D) và đĩa ma sát bám vào mặt bánh đà Kết cấu của lò xo (H) là một chóp cụt dập bằng thép lò xo tấm, dày 0,9mm Các phần tử đàn hồi bố trí hướng tâm là các cần đẩy ra, thay thế các cần bẩy

M Vỏ bộ ly hợp

N Gắp điều khiển

P Vòng bitê Q,R,S Chốt hình cầu và lò xo tựa

* Nguyên lý hoạt động của lò xo màng:

Khi ấn lên bàn đạp ly hợp, vòng bi T (6) ấn lên lỗ tâm của đĩa lò xo màng (3) làm cho vòng ngoài của nó bật lên mâm ép (2) nhả đĩa ma sát (4) Khi buông bàn đạp, vòng bi buýt tê trở lui lại vị trí cũ, lò xo màng bung trở lại hình dạng ban đầu nên nó đè mạnh mâm ép và đĩa ma sát vào mặt bánh đà

Với loại lò xo màng, khi biến đổi sức ép lên nó, lúc đầu lực tăng lên cho đến một trị số xác định thì lực bắt đầu giảm Độ mòn của các tấm ma sát không ảnh hưởng đến sức ép do lò xo màng tạo nên, do dó tránh được tình trạng bộ ly hợp quay trượt Việc áp dụng lò xo màng còn đạt thêm được một số ưu điểm sau:

- Giảm được kích thước, khối lượng và đơn giản hoá rất nhiều trong kết cấu của bộ ly hợp

- Do không có các chi tiết lắp ở vòng ngoài bộ ly hợp nên việc cân bằng tương đối dễ hơn

- Loại trừ được cách lực ly tâm làm giảm sức ép đĩa ma sát ở vận tốc cao (vì không có các chi tiết vòng ngoài)

- Lực tác động lên đĩa ma sát thường xuyên đều đặn ở mọi chế độ làm việc Vậy qua việc phân tích kết cấu, nguyên lý hoạt động trên cùng với yêu cầu

cụ thể của phương án thiết kế ta chọn bộ ly hợp dùng lò xo màng

2 Đĩa bị động của ly hợp

2.1 Xương đĩa

Một trong những yêu cầu của ly hợp là đóng phải êm dịu Để giải quyết vấn

đề này người ta dùng đĩa bị động loại đàn hồi Người ta xẻ các rãnh hướng tâm chia đĩa ra nhiều phần Các phần này được uốn về các phía khác nhau Nhờ cách xẻ rãnh đĩa bị động đỡ vênh khi bị nung nóng lúc làm việc

A Sườn thép gợn song; B,C Đinh tán,

1 Mặt phía bánh đà ; 2 Mặt phía mâm ép

Xương đĩa thường được chế tạo bằng thép cacbon 45,65P và 70… sau khi thực hiện nhiều nguyên công chế tạo cần tôi, thường trong dầu, ram trong khuôn,

0,5mm dưới tải trọng 20  50N

1 Lò xo giảm xoắn; 2 Moyơ rãnh then; 3 Đinh tán 4 Mặt bố ma sát

2.2 Vòng ma sát

Trong quá trình ô tô làm việc khi khởi động, sang số hoặc khi phanh có hiện tượng trượt ly hợp do đó sinh ra nhiệt làm cho vòng ma sát bị mòn và có khi bị cháy nếu vòng ma sát kém chất lượng Vì vậy vòng ma sát có những đặc tính sau:

- Đảm bảo có hệ số ma sát cần thiết và ổn định khi có sự thay đổi về nhiệt

Các này có tác dụng làm thoát khỏi bề mặt ma sát các sản phẩm mài mòn và thông gió bề mặt ma sát

Vật liệu thường dùng là phêrađô, phêrađôraibet hoặc raibet đồng

Đinh tán: Đây là chi tiết liên kết giữa tấm ma sát với xương đĩa bị động Đường kính được chọn theo chiều dày tấm ma sát theo hãng “Pherodo” (Pháp) thì giữa chiều dày tấm ma sát H và đường kính D của đinh tián cơ quan hệ sau đây: Khi

2 1

Khi mômen động cơ thay đổi thì rất có thể có sự dao động này trùng với tần

số dao động riêng của chi tiết nào đó trong hệ thống truyền lực, dẫn đến những dao động cộng hưởng cho hệ thống này, kéo theo có thể phá huỷ chi tiết hoặc động học của chúng Do vậy phải làm lò xo giảm chấn (hình vẽ trên) để giảm độ cứng của hệ thống truyền lực, do đó giảm tần số riêng của hệ thống truyền lực và khắc phục cộng hưởng ở tần số cao Còn tránh được cộng hưởng ở tần số thấp người ta làm chi tiết ma sát để thu năng lượng của các dao động ở tần số này

3 Đĩa ép

Phần làm việc đĩa ép phải phẳng, có hệ số ma sát và chống mài mòn tốt Đĩa

ép có trọng lượng tương đối lớn để thoát nhiệt tốt chiều dày đĩa khoảng 17mm

4 Lò xo ép

Lò xo ép dạng màng vừa đảm nhận chức năng đòn mở và chức năng lò xo

ép Vành trong có thể tựa vào ổ bi mở, vành ngoài nối với đĩa ép, điểm giữa của lò

xo tựa cố định trên vỏ ly hợp Như vậy lò xo vừa là đòn mở vừa là lò xo ép

5 Đòn mở

Đòn mở dùng để mở ly hợp Đầu trong của đòn mở có thể tựa vào ổ bi mở, đầu ngoài nối với ty đẩy của xylanh công tác, điểm tựa giữa đặt trên vỏ ly hợp tạo nên cơ cấu đòn bẩy yêu cầu của đòn mở là có độ cứng tốt, nhất là trong mặt phẳng tác dụng lực

V LỰA CHỌN KẾT CẤU CỤM LY HỢP

V.1 Kết cấu ly hợp lắp trên xe ZIN-130

Ly hợp lắp trên xe ZIN-130 là ly hợp một đĩa ma sát khô (hình 2.1)

- Đĩa ép 3 bị ép bởi lò xo ép 8 bố trí xung quanh vỏ ly hợp 9 Vỏ ly hợp được lắp ghép với bánh đà 2 nhờ các bulông 23 Đĩa ép 3 và vỏ ly hợp 9 liên kết với nhau bằng lò xo lá 4, mỗi lò xo lá có một đầu được tán cố định với vỏ ly hợp bằng các đinh tán và đầu còn lại được lắp cố định với đĩa ép 3 bằng các bulông Do đó, đã tạo nên sự liên kết cứng giữa đĩa ép với vỏ ly hợp (vỏ trong) theo phương pháp tuyến

để đảm bảo truyền được mômen xoắn, đồng thời đảm bảo được sự di chuyển dọc trục của đĩa ép khi mở và đóng 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 giảm chấn gồm 8 lò xo giảm chấn đặt xung quanh cách đều nhau cùng tấm ma sát Xương đĩa được ghép chặt với moayơ đĩa bị động bằng các đinh tán Đinh tán được chế tạo bằng thép

- Đòn mở ly hợp 16 (hình 2.1): gồm có 4 chiếc và được chế tạo bằng thép Mỗi đòn mở thì đầu ngoài liên kết khớp bản lề với đĩa ép 3 qua các ổ bi kim Phần giữa đòn liên kết bản lề với càng nối qua ổ bi kim Càng nối gối tựa lên vỏ ly hợp bằng đai ốc hình chỏm cầu Các đai ốc này bị ép vào vỏ ly hợp bằng đệm đàn hồi,

mỗi đệm đàn hồi này được cố định vào vỏ ly hợp bằng hai bu lông nhỏ Nhờ có mối liên kết như vậy mà càng nối có thể chuyển động xoay để tạo ra tâm quay thay đổi ở giữa đòn mở ly hợp, cần thiết cho sự di chuyển của đĩa ép khi mở và đóng ly hợp Đai ốc chỏm cầu còn có tác dụng điều chỉnh đầu đòn mở để các đòn mở cùng nằm trong mặt phẳng song song với mặt phẳng của đĩa ép

Hình 2: Ly hợp lắp trên xe ZIN-130

1 Trục khuỷu ; 2 Bánh đà ; 3 Đĩa ép ; 4 Tấm thép truyền lực ; 5 Bao của lò xo 6 Bulông bắt chặt lò xo ; 7 Cácte bộ ly hợp ; 8 Lò xo ép ; 9 Vỏ trong ly hợp ; 10 Đệm cách nhiệt ; 11 Bi “T” ; 12 Khớp nối ; 13 Lò xo trả về khớp nối ; 14 Bạc dẫn hướng của khớp nối ; 15 Càng mở ly hợp ; 16 Đòn mở ; 18 Êcu điều chỉnh ;

19 Đế tựa của bulông điều chỉnh ; 20 Chốt ; 21 Nắp của cácte ly hợp ; 23 Bulông bắt chặt vỏ ly hợp ; 24 Chốt chẻ ; 25 Vành răng bánh đà ; 26 Đĩa ma sát ; 27 Vú

mỡ ; 28 Nút ; 29 Trục ly hợp ; 30 Ổ bi trước của trục ly hợp

V.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 2.2)

- Bộ phận chủ động của ly hợp: Bánh đà 1 bắt với vỏ trong ly hợp 13, vỏ trong quay cùng 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 vật liệu có hệ số ma sát cao, được ghép với nhau qua xương đĩa bằng các đinh tán Xương đĩa được chế tạo bằng thép và trên có các xẻ rãnh Đĩa ma sát được ghép với moayơ đĩa 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 với xương 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 khiển bằng cơ khí Đòn mở ly hợp 5 được chế tạo bằng thép, đầu trên đòn mở liên kết bản

lề với đĩa ép qua các ổ bi kim, giữa đòn liên kết bản lề với càng nối 8 thông qua ổ bi kim 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 mỡ 6

Hình 2.2 : 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

VI CÁC PHƯƠNG ÁN DẪN ĐỘNG LY HỢP

A Phương án 1: Dẫn động ly hợp bằng cơ khí

Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng các đòn, khớp nối và được lắp theo nguyên lý đòn bẩy Loại dẫn động điều khiển ly hợp đơn thuần này có kết cấu 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 ôtô quân sự như xe ZIN-130, ZIN-131,

Nhược điểm cơ bản của hệ thống dẫn động này là: yêu cầu lực tác động của người lái nên bàn đạp ly hợp phải lớn, nhất là đối với loại xe ôtô hạng nặng

78

654

31

Khi người lái nhả bàn đạp 8 thì dưới tác dụng của lò xo hồi vị 6, bàn đạp trở

về vị trí ban đầu duy trì khe hở  giữa bạc mở với đầu đòn mở Nhờ có các lò xo ép

để ép đĩa ép tiếp xúc với đĩa ma sát, ly hợp được đóng lại

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

bề mặt ma sát mòn tới mức nào đó thì hành trình tự do của ly hợp giảm tới mức tối

đa, sẽ không tạo được cảm giác cho người lái nữa, đồng thời gây hiện tượng tự ngắt

ly hợp Trong trường hợp khác, khi hành trình tự do của bàn đạp ly hợp quá lớn, làm cho người lái đạp bàn đạp hết hành trình toàn bộ mà ly hợp vẫn chưa mở hoàn toàn, cũng tạo hiện tượng trượt tương đối giữa các bề mặt ma sát, sẽ gây mòn các bề mặt ma sát một cách nhanh chóng

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

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

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

B Phương án 2: Dẫn động ly hợp bằng thủy lực

Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng cách dùng áp lực của chất lỏng (dầu) trong các xilanh chính và xilanh công tác

10 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 l Nguyên lý làm việc:

Khi người lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly hợp 1, nhờ thanh đẩy, đẩy piston 4 của xilanh chính 3 sang trái, bịt lỗ bù dầu b, làm dầu trong khoang D bị nén lại Khi áp lực dầu trong khoang D thắng lực ép của lò xo van một chiều 11 ở van một chiều 10 thì van một chiều mở ra Lúc này dầu từ khoang D theo đường ống dẫn dầu 5 vào xilanh công tác 6 đẩy piston sang phải, làm cho càng mở ly hợp 7 quay quanh O, đồng thời đẩy bạc mở 8 sang trái (theo chiều mũi tên) Bạc mở tác động nên đầu dưới của đòn mở ly hợp tách đĩa ép ra khỏi bề mặt ma sát Ly hợp được mở

Khi người thả bàn đạp ly hợp 1 thì dưới tác dụng của lò xo hồi vị 2 và lò xo

ép làm các piston của 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 vào khoang D

Khi người lái nhả nhanh bàn đạp ly hợp 1, thì do sức cản của đường ống và sức cản của van hồi dầu 12 làm cho dầu từ xilanh công tác 6 không kịp về điền đầy

vào khoang D Vì thế tạo ra độ chân không ở khoang D, nên dầu từ khoang C qua lỗ cung cấp dầu a vào khoang E, rồi sau đó dầu qua lỗ nhỏ ở mặt đầu piston ép phớt cao su 8 để lọt sang bổ sung dầu cho khoang D (tránh hiện tượng lọt khí vào khoang

D, khi khoang D có độ chân không) Khi dầu đã khắc phục được sức cản của đường ống và van hồi dầu 12 để trở về khoang D, thì lượng dầu dư từ khoang D theo lỗ bù dầu b trở về khoang C, đảm bảo cho ly hợp đóng hoàn toàn

Lỗ bù dầu b còn có tác dụng điều hòa dầu khi nhiệt độ cao Lúc nhiệt độ cao dầu trong khoang D nở ra, làm áp suất dầu tăng lên, dầu qua lỗ bù dầu b về khoang

C Vì thế khắc phục được hiện tượng tự mở ly hợp

Ưu điểm: Kết cấu gọn, việc bố trí hệ thống dẫn động thủy lực đơn giản và thuận tiện Có thể đảm bảo việc đóng ly hợp êm dịu hơn so với hệ thống dẫn động

ly hợp bằng cơ khí Ống dẫn dầu không có biến dạng lớn, nên hệ thống dẫn động thủy lực có độ cứng cao Đồng thời hệ thống dẫn động bằng thủy lực có thể dùng đóng mở hai ly hợp

Nhược điểm: Loại hệ thống dẫn động bằng thủy lực không phù hợp với những xe có máy nén khí Yêu cầu hệ thống dẫn động ly hợp bằng thủy lực cần có

độ chính xác cao

C 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

1 9

7

10

11 8

6 3

4

5

2

Sơ đồ dẫn động ly hợp cơ khí,có cường hóa khí nén

1 Ống dẫn dầu; 2 Đĩa bị động; 3 Lò xo màng(đòn mở); 4 Đĩa ép; 5 Đĩa bị động;

6 Bi T; 7 Bình nén khí; 8 Càng mở; 9 Van phân phối; 10 lò xo hồi vị; 11 Bàn

đạp

Nguyên lý làm việc:

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

ly hợp 19 sang trái (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 hạn chế hành trình của cần piston 15 thì đầu piston van phân phối 14 cũng tỳ vào phớt van 12 và làm van 12 mở ra Khí nén lúc này từ khoang A qua van 12 vào khoang

B, rồi theo đường dẫn khí nén 13 vào xilanh 17 và đẩy xilanh lực dịch chuyển làm đòn dẫn động 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 xo hồi vị 6 kéo bàn đạp trở về vị trí ban đầu Đồng thời thông qua đòn dẫn động 8 kéo thân van phân phối 10 sang trái, khi mặt đầu bên phải của piston 14 chạm vào mặt bích bên phải của thân van thì piston 14 được đẩy sang trái, làm càng mở ly hợp 16 quay và đẩy bạc mở ly hợp 19 sang phải Cùng lúc đó, dưới tác dụng của lò xo hồi

vị phớt van phân phối 12 và đẩy van này đóng kín cửa van Khí nén từ xilanh lực 17 theo đường dẫn khí nén 13 vào khoang B và qua đường thông với khí trời a ở thân piston 14 ra ngoài Lúc này ly hợp ở trạng thái đóng hoàn toàn

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

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

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

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

10 11 12

9

Hình 3.4: Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp bằng thủy lực có cường hóa khí nén

1 Bàn đạp ly hợp ; 2 Lò xo hồi vị

3 Xilanh chính ; 4 ; 13 Đường ống dẫn dầu

5 Xilanh công tác ; 6 Piston xilanh

7 Cần piston ; 8 Xilanh thủy lực

9 Piston xilanh thủy lực ; 10 Cần piston xilanh thủy lực

Đồng thời dầu có áp suất theo đường ống dẫn dầu 13 tác dụng lên piston xilanh mở van 14 thì đẩy piston 14 cùng cốc van 15 và màng ngăn 16 sang trái Đóng van xả 17 lại và van nạp 18 được mở ra Khí nén từ máy nén khí theo đường ống dẫn khí nén 19 qua van nạp 18 vào khoang A, rồi theo lỗ thông xuống khoang

B và đẩy piston xilanh 6 cùng cần piston 7 sang phải Kết hợp với lực đẩy của áp lực dầu, đẩy piston xilanh thủy lực 9 cùng cần piston 10 làm cho càng mở ly hợp 11 quay quanh 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 xo hồi vị 2 kéo bàn đạp trở về vị trí ban đầu Piston của xilanh chính 3 dịch chuyển lên phía trên và dầu từ xilanh công tác trở về xilanh chính Đồng thời van xả 17 mở, van nạp 18 đóng lại Khí nén từ khoang B qua lỗ thông sang khoang A và qua van

xả 17 rồi theo lỗ trên cốc van phân phối 15 thông với khí trời ra ngoài Ly hợp đóng hoàn toàn

Ưu điểm: Hệ thống dẫn động làm việc tin cậy, khi cường hóa khí nén hỏng thì hệ thống dẫn động bằng thủy lực vẫn hoạt động bình thường Lực của người lái tác dụng vào bàn đạp ly hợp nhỏ Hành trình toàn bộ của bàn đạp không lớn Loại

hệ thống 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 yêu cầu 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 2:

Dẫn động ly hợp bằng thủy lực cú trợ lực chõn khụng phự hợp với việc thiết kế hệ thống ly hợp cho xe ụtụ 7 chỗ trên cơ sở xe innova

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

Giới thiệu về xe tham khảo

Lịch sử phát triển của xe Toyota Corrola

- Phiên bản đầu tiên được giới thiệu vào tháng 11/1966 là mẫu sedan 2 cửa động cơ 1,1(l) Vào tháng 5/1967,hãng giới thiệu sedan 4 cửa và xe Wagon 3 cửa Năm 1968 chứng kiến sự ra đời của loại xe Corrola kiểu dáng thể thao hai cửa – Corrola Sprinter

- Tháng 5/1970,động cơ 1,2 (l) ra đời Tháng 8/1971,Toyota Sprinter 4 cửa động cơ 1,6 (l) được giới thiệu

- Tháng 4/1974: Corrola series 3.0;tháng 1/1976 Sprinter Liftback Cũng trong năm này,chiếc xe Corrola thứ 5 triệu được xuất xưởng

- Thế hệ thứ 4 cầu sau chủ động lần cuối cùng xuất hiện vào 4/1979

- Thế hệ thứ 5 của Corrola(tháng 5/1983) ra đời với mẫu xe Corrola Coupe thể thao 4 xylanh

- Xe Corrola thế hệ thứ 6 có mặt trên thị trường(6/1987) là chuẩn mực của xe Corrola hiện nay với túi khí và dung tích xylanh 1,6 ÷ 1,8 (l)

- Tháng 6/1991,Corrola thế hệ thứ 7 ra đời với thiết kế khung xe được bo tròn Cũng trong năm này,Corrola nhận được nhiều giải thưởng lớn

- Corrola thế hệ thứ 8 được giới thiệu ở Nhật vào 5/1995 có mặt tại Châu Âu

1997 Cũng trong năm này,corrola thứ 20 triệu xuất xưởng

- Corrola thế hệ thứ 9 xuất hiện vào tháng 8 năm 2000 Tháng 1/2001,mẫu xe Hatchback 5 cửa xuất hiện với tên gọi Corrola Runx

Thông số kỹ thuật của xe Corrola

hoặc tăng số lượng đĩa ma sát (dẫn đến tăng kích thước, khối lượng ly hợp) và tránh đòi hỏi lực tác dụng lên đĩa ma sát lớn và để tránh cho hệ thống truyền lực bị quá tải khi chế độ làm việc bất thường

Dựa theo tiêu trí trên và dựa theo kinh nghiệm ta chọn

Với ôtô du lịch:  = 1,3  1,75: chọn  = 1,4

Memax = 170 (Nm)

II XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA LY HỢP

1 Xác định đường kính trong và ngoài đĩa ma sát

Khi thiết kế người ta chọn sơ bộ đường kính ngoài theo kinh nghiệm như sau:

So sánh đường kính ngoài của đĩa má sát với đường kính ngoài của bánh đà

Ta thấy rằng D2 = 200(mm) < Dbđ = 365 (mm)

Vậy ta chọn D2 = 220(mm)

Đường kính trong D1 chọn theo: D1 = (0,53  0,75) D2

 l

2

t b

M q

2 2 2

2

3 1 3 2

R R

R R 3

3 3

110

70 110 3

2 3,1 4 0 , 3 0 , 0 4 2 0 , 0 9

Trong đó ta chọn số đôi bề mặt ma sát i = 2

 q = 194,5 (KN/m2) = [q] = 200 (KN/m2)

Vậy ta thấy tấm ma sát đảm bảo độ bền

III XÁC ĐỊNH CÔNG TRƢỢT SINH RA TRONG QUÁ TRÌNH ĐÓNG LY HỢP

Khi khởi động: Đĩa chủ động ly hợp đang quay theo trục khuỷu còn đĩa bị động chưa quay (có sự chênh lệnh về tốc độ) Trước khi đĩa bị động cùng quay với đĩa chủ động thành một khối liền thì bao giờ cũng có trượt Khi sang số hoặc khi phanh người lái thường mở ly hợp rồi đóng lại thì sự chênh lệch tốc độ giữa đĩa bị

động và chủ động bao giờ cũng sinh ra trượt trước khi chúng quay thành hệ thống liền Tóm lại cứ một nguyên nhân nào mà sinh ra độ chênh lệch tốc độ của 2 đĩa kể trên đều sinh ra trượt

Hiện tượng trượt sinh ra công ma sát, công ma sát biến thành nhiệt làm nung nóng các chi tiết của ly hợp lên quá nhiệt độ làm việc bình thường và nhất là lò xo

có thể bị ủ ở nhiệt độ cao như vậy có thể làm mất khả năng ép, gây hao mòn nhanh các chi tiết (đĩa ma sát, đĩa ép )

Công trượt riêng phụ thuộc vào kết cấu, vật liệu, tải trọng và cả cách điều khiển của người lái vào bề mặt ma sát ly hợp Với kết cấu, tải trọng, vật liệu đã có,

ta xét công trượt phụ thuộc vào cách điều khiển

- Trường hợp đóng ly hợp đột ngột: Tức là động cơ làm việc ở số vòng quay cao rồi đột ngột thả bàn đạp ly hợp Trường hợp này thời gian đóng ly hợp nhỏ song xảy ra tải trọng động rất lớn Vậy ta không dùng trường hợp này

Trường hợp đóng ly hợp êm dịu: Để xác định được công trượt lớn nhất thì xét trường hợp đóng ly hợp êm dịu lúc khởi động

Quá trình này chia làm 2 giai đoạn

+ Tăng mômen ly hợp từ 0 đến Ma (mômen cần chuyển động quy dẫn về trục ly hợp), khi đó ôtô bắt đầu chuyển động tại chỗ (đặc trưng bằng công trượt L1)

+ Tăng mômen ly hợp tới một giá trị thích hợp mà ly hợp không thể trượt được nữa (đặc trưng bằng công trượt L2)

Ma: Mômen cản chuyển động q dẫn về trục ly hợp và được tính theo công thức

G: Tải trọng toàn bộ của ôtô: G = M.g = 1370.9,81 = 13439,7 (N)

B: Chiều rộng của lớp: B = 175mm = 6,889inc

d: đường kính vành bánh xe; d = 14 inc

K là hệ số tỷ lệ đến nhịp độ tăng mômen M1 khi đóng ly hợp đối với xe cơ sở chọn K = 140 (Nm/s)

A: là biểu thức rút gọn được tính theo công thức sau:

2

2 0 , 5 7 3 3 6 , 3 3 0 t

IV KIỂM TRA CÔNG TRƢỢT RIÊNG

Để đánh giá độ hao mòn của đĩa thì phải kiểm tra công trượt riêng công trượt

riêng là: l0 = L

F i(J/m2)

l0: Công trượt riêng

R1,R2 là bán kính trong và ngoài mặt đĩa bị động

V KIỂM TRA THEO NHIỆT ĐỘ CÁC CHI TIẾT

Công trượt sinh ra làm nung nóng các chi tiết như đĩa ép bánh đà… Và có thể làm mất khả năng làm việc bình thường của chúng, cho nên phải kiểm tra nhiệt

độ các chi tiết Tấm ma sát dẫn nhiệt kém, bánh đà có khối lượng và kính thước lớn,

do đó ta chi kiểm tra đĩa ép

Xác định độ tăng nhiệt theo công thức

Trong đó: L: Công trượt tổng cộng ly hợp

C: Tỷ nhiệt chi tiết bị nung nóng, đối với gang C = 500 J/kg0C

mt: Khối lượng chi tiết bị nung nóng (đĩa ép), mt = 5

5 0 0 5

 