tính toán thiết kế hệ thống ly hợp trên xe accent 2014

Công dụng ly hợpTrong 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.. - Đảm bảo là cơ cấu a

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 3

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ LY HỢP TRÊN XE Ô TÔ 5

1.1 Công dụng ly hợp 5

1.2 Yêu cầu ly hợp 5

1.3 Phân loại ly hợp 6

1.3.1 Phân loại theo phương pháp truyền mômen 6

1.3.2 Phân loại theo trạng thái làm việc của ly hợp 9

1.3.3 Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép 9

1.3.4 Phân loại theo phương pháp dẫn động ly hợp 10

1.4 Cấu tạo của các ly hợp hiện nay 12

1.4.1 Cấu tạo của ly hợp ma sát khô 1 đĩa thường đóng 12

1.4.2 Cấu tạo của ly hợp loại ma sát khô 2 đĩa thường đóng 13

1.4.3 Cấu tạo của ly hợp thủy lực 15

1.4.4 Ly hợp điện từ 16

1.5 Ảnh hưởng của ly hợp khi gài số và khi phanh 17

1.5.1 Khi gài số: 17

1.5.2 Khi phanh oto 17

CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 18

2.1 Thông số cơ bản của trên xe Hyundai Accent 2014 18

2.2 Phân tích và lựa chọn thiết kế các bộ phận cơ bản trong ly hợp ma sát 19

2.2.1 Lựa chọn phương án thiết kế theo phát sinh lực trên đĩa ép 19

2.2.2 Đĩa ép và đĩa trung gian 22

2.2.3 Đĩa bị động 23

2.2.4 Bộ giảm chấn 24

2.2.5 Bi T 25

2.2.6 Lựa chọn phương án thiết kế dẫn động 25

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP TRÊN XE

HYUNDAI ACCENT 2014 34

3.1 Tính chọn các kích thước và các thông số cơ bản của ly hợp 34

3.1.1 Xác định mô men ma sát mà ly hợp cần truyền 34

3.1.2 Xác định các thông số và các kích thước cơ bản 35

3.1.3 Xác định các thông số của giảm chấn 36

3.2 Tính kiểm tra điều kiện làm việc của ly hợp 40

3.2.1 Xác định công trượt của ly hợp khi khởi động tại chỗ 40

3.2.2 Xác định công trượt riêng 41

3.2.3 Tính toán nhiệt trên đĩa ép 41

3.2.4 Bề dày tối thiểu của đĩa ép theo chế độ nhiệt 42

3.3 Tính bền các chi tiết của ly hợp 42

3.3.1 Lò xo ép 42

3.3.2 Đĩa bị động 45

3.4 Tính trục ly hợp: 48

3.5 Thiết kế tính toán dẫn động ly hợp bằng thủy lực 54

3.5.1 Xác định lực và hành trình bàn đạp 54

3.5.2 Xác định kích thước xi lanh công tác 55

3.5.3 Xác định kích thước xi lanh chính 57

KẾT LUẬN 59

TÀI LIỆU THAM KHẢO 60

LỜI NÓI ĐẦU

Đất nước ta đang ngày càng phát triển và có sự thay đổi từng ngày, cùng với

sự phát triển về kinh tế thì khoa học kỹ thuật cũng có bước phát triển vượt bậc vàthu được những thành tựu quan trọng Khoa học kỹ thuật đã được áp dụng phổ biếntrong đời sống và góp phần thúc đẩy sự phát triển của nền kinh tế quốc dân

Ngành công nghiệp ôtô là một ngành quan trọng trong sự phát triển kinh tếcủa một quốc gia đặc biệt là một quốc gia đang phát triển như Việt Nam Ôtô phục

vụ cho việc vận chuyển hàng hoá, phục vụ mục đích đi lại của con người Ngoài raôtô còn phục vụ trong rất nhiều lĩnh vực khác như : Y tế, cứu hoả, cứu hộ….Dovậy phát triển ngành công nghiệp ôtô Việt Nam là một trong những mục tiêu chiếnlược trong sự phát triển của đất nước Thực tế nhà nước ta cũng đã chú trọng pháttriển ngành công nghiệp ôtô với những đề án chiến lược dài hạn đến năm 2015,

2020 Cùng với việc chuyển giao công nghệ giữa Việt Nam và các nước phát triểntrên thế giới, chúng ta ngày càng được tiếp cận nhiều hơn với các công nghệ tiêntiến trên thế giới trong đó có công nghệ về ôtô Công nghệ ôtô mặc dù là một côngnghệ xuất hiện đã lâu nhưng trong những năm gần đây đã có nhiều bước phát triểnmạnh mẽ, liên tục các công nghệ mới đã được phát minh nhằm hoàn thiện hơn nữaôtô truyền thống Ngoài ra người ta còn phát minh ra những công nghệ mới nhằmthay đổi ôtô truyền thống như nghiên cứu ôtô dùng động cơ Hybryd, động cơ dùngnhiên liệu Hydro, ôtô có hệ thống lái tự động… Tuy nhiên trong điều kiện củanước ta, chúng ta chỉ cần tiếp thu và hoàn thiện những công nghệ về ôtô truyềnthống Trên ôtô, người ta chia ra thành các phần và các cụm khác nhau Trong đó

ly hợp là một trong những cụm chính và có vai trò quan trọng trong hệ thốngtruyền lực của ôtô Hệ thống ly hợp có ảnh hưởng lớn đến tính êm dịu của ôtô, tínhnăng điều khiển của ôtô, đảm bảo an toàn cho động cơ và hệ thống truyền lực trênôtô Nên để chế tạo được một chiếc ôtô đạt yêu cầu chất lượng thì việc thiết kế chếtạo một bộ ly hợp tốt là rất quan trọng Do đó em đã chọn đề tài “Thiết kế hệ thống

ly hợp trên xe Hyundai Accent 2014”

Trong thời gian được cho phép, với sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình, của thầy

giáo Nguyễn Văn Hiệp cùng các thầy giáo trong bộ môn Ôtô, em đã hoàn thành đồ

án của mình Mặc dù bản thân đã có cố gắng và được sự quan tâm giúp đỡ của cácthầy giáo nhưng do kiến thức, kinh nghiệm và thời gian hạn chế nên đồ án của emkhông thể tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, phê bìnhcủa các thầy trong bộ môn

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Nguyễn Văn Hiệp và các

thầy giáo trong bộ môn Ôtô, Khoa Cơ khí , Trường Đại Học Công Nghệ GTVT đãgiúp đỡ, tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt bản đồ án này

Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Văn Tuyến

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ LY HỢP TRÊN XE Ô TÔ1.1 Công dụng 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 hànhhoặc chuyển số

- 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 thốngtruyền lực bằng cơ khí với hộp số có cấp, thì việc dùng ly hợp để tách tứcthời 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 êmdịu động cơ đang làm việc với hệ thống truyền lực (lúc này ly hợp có sựtrượt) làm cho mômen ở các bánh xe chủ động tăng lên từ từ Do đó, xe khởihành và tăng tốc êm

- 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

- Khối lượng các chi tiết, mômen quán tính phần bị động của ly hợp phải nhỏ

để giảm lực va đập lên bánh 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 Hạn chế tối đa ảnh hưởng của nhiệt

độ tới hệ số ma sát, độ bền của các chi tiết đàn hồi

- Kết cấu ly hợp phải đơn giản, dễ điều khiển và thuận tiện trong bảo dưỡng

và tháo lắp

- Ngoài các yêu cầu trên ly hợp cũng như các chi tiêt khác cần đảm bảo độbền cao, làm việc tin cậy Giá thành thấp

1.3 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

1.3.1 Phân loại theo phương pháp truyền mômen

Theo phương pháp truyền mômen từ trục khuỷu của động cơ đến hệ thống truyềnlực 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,

nó gồm các loại sau:

Theo hình dáng bề mặt ma sát gồm có:

- Ly hợp ma sát loại đĩa : một đĩa (hình 1.1), hai đĩa (hình 1.2), nhiều đĩa

- Ly hợp ma sát loại hình côn : phần đĩa bị động có hình côn

- Ly hợp ma sát loại hình trống: phần đĩa bị động làm theo dạng má phanhtang trống

Hiện nay, ly hợp ma sát loại đĩa được sử dụng rất rộng rãi, vì nó có kết cấu đơngiản, dễ chế tạo và khối lượng phần bị động của ly hợp tương đối nhỏ

Còn ly hợp ma sát loại hình côn và hình trống ít được sử dụng, vì phần bị động của

ly hợp có trọng lượng lớn sẽ gây ra tải trọng động lớn tác dụng lên các cụm và cácchi tiết của hệ thống truyền lực

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

1- Đĩa bị động; 2- Đĩa ép; 3- Lò xo ép; 4- Vỏ trong li hợp; 5- Bộ giảm chấn

6- Ổ bi tỳ(ổ bi T); 7- Lò xo hồi vị ổ bi tỳ; 8- Càng mở; 9- Đòn mở

10- Xương đĩa bị động; 11- Bu lông; 12- Bánh đà; 13- Trục li hợp; 14- Lò xo lá

Hình 1.2: Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô hai đĩa

1- Bánh đà; 2- Lò xo định vị; 3- Đĩa ép trung gian; 4- Đĩa bị động

5- Đĩa ép ngoài; 6- Bu long hạn chế; 7- Lò xo ép; 8- Vỏ ly hợp; 9- Ống trượt 10- Trục bị động; 14- Càng gạt; 15- Ổ bi tỳ; 16- Đòn mở; 17- Lò xo giảm chấn

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 : Ly hợp ma sát là kết cấu đơn giản, dễ chế tạo.

Nhược điểm : Ly hợp ma sát là các bề mặt ma sát nhanh mòn do hiện tượng trượt

tương đối với nhau trong quá trình đóng ly hợp, các chi tiết trong ly hợp bị nungnóng do nhiệt tạo bởi một phần công ma sát.Tuy nhiên ly hợp ma sát vẫn được sửdụng phổ biến ở các ôtô hiện nay do những ưu điểm của nó

 Loại 2: Ly hợp thủy lực là ly hợp truyền mômen xoắn bằng năng lượng của

chất lỏng (thường là dầu)

Sơ đồ ly hợp thủy lực được biểu diễn như Hình 1.3

Ưu điểm: Ly hợp thủy lực là làm việc bền lâu, giảm được tải trọng động tác dụng

lên hệ thống truyền lực và dễ tự động hóa quá trình điều khiển xe

Nhược điểm: Ly hợp thủy lực là chế tạo khó, giá thành cao, hiệu suất truyền lực

nhỏ do hiện tượng trượt Loại ly hợp thủy lực ít được sử dụng trên ôtô, hiện tại mớiđược sử dụng ở một số loại xe ôtô du lịch, ôtô vận tải hạng nặng và một vài ôtôquân sự

Hình 1.3: Sơ đồ ly hợp thuỷ lực.

 Loại 3: Ly hợp điện từ là ly hợp truyền mômen xoắn nhờ tác dụng của từ

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

Sơ đồ ly hợp điện từ được biểu diễn như (Hình 1.4)

Hình 1.4: Sơ đồ nguyên lý ly hợp điện từ

1- Bánh đà; 2- Khung từ; 3- Cuộn dây; 4- Mạt sắt 5- Lõi thép bị động nối với hộp số; 6- Trục ly hợp

 Loại 4: Ly hợp liên hợp là ly hợp truyền mômen xoắn bằng cách kết hợp hai

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

1.3.2 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:

- 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, MTZ2

1.3.3 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 các loại lyhợp 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 trụ: Các lò xo được bố trí đều trên một vòng tròn và có thể đặt một

hoặc hai hang (Hình 1.5)

- Lò xo côn

- Lò xo đĩa ( lò xo màng ) (Hình 1.6)

Hình 1.5: Ly hợp lò xo trụ

Hình 1.6: Ly hợp lò xo đĩa

Trong các loại trên thì ly hợp dùng lò xo trụ và lò xo đĩa được áp dụng khá phổbiến trên các ôtô hiện nay, vì nó có ưu điểm kết cấu gọn nhẹ, tạo được lực ép lớntheo 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, thường dùng 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 kếtcấu phức tạp nên ít được sử dụng

1.3.4 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 loại sau:

 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 thống dẫnđộng 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 thì người

ta lại chia ra thành 3 loại sau:

- Dẫn động bằng cơ khí: là dẫn động điều khiển từ bàn đạp tới cụm đòn nối

Loại này được dùng trên xe con với yêu cầu lực ép nhỏ Sơ đồ (Hình 1.7)

- Dẫn động bằng thủy lực: là dẫn động thông qua các khâu khớp đòn nối và

đường ống cùng với các cụm truyền chất lỏng Sơ đồ (Hình 1.8)

- Dẫn động có trợ lực: là tổ hợp của các phương pháp dẫn động cơ khí hoặcthủy lực với các bộ phận trợ lực bàn đạp: cơ khí, thủy lực áp suất cao, chânkhông, khí nén trợ lực điều khiển ly hợp thường gặp trên ôtô ngày nay

Hình 1.7: Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp bằng cơ khí

1- Đĩa bị động; 2- Đĩa ép; 3- Lò xo ép; 4- Bi “T”; 5,8- Lò xo hồi vị

6- Càng mở; 7- Bàn đạp; 9- Đòn dẫn động

Hình 1.8: Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp bằng thủy lực

1- Đĩa bị động; 2- Đĩa ép; 3- Lò xo ép; 4- Bi “T”; 5,7- Lò xo hồi vị

6- Xy lanh chính; 8- Bàn đạp; 9- Càng mở; 10- Xy lanh công tác; 11- Ống dẫn dầu

1.4 Cấu tạo của các ly hợp hiện nay

1.4.1 Cấu tạo của ly hợp ma sát khô 1 đĩa thường đóng

Hình 1.9: Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô một đĩa

bị động của ly hợp sang hộp số

Khi làm việc, do một số nguyên nhân nào đó, mômen hệ thống truyền lực lớn hơngiá trị mômen ma sát ly hợp, ly hợp sẽ trượt và đóng vai trò là cơ cấu an toàn trànhquá tải cho hệ thông truyền lực.

Trạng thái mở ly hợp:

Khi tác dụng lực điều khiển lên bàn đạp, bàn đạp dịch chuyển → đòn kéo dịchchuyển → càng mở (10) tác động lên bi ‘T’ (7) dịch sang trái khắc phục khe hở ‘δ’’

→tác động đòn mở (8) ép lò xo (4) kéo đĩa ép (3) dịch chuyển sang phải tách các

bề mặt ma sát của đĩa bị động ra khỏi bánh đà và đĩa ép Mômen ma sát giảm dần

và triệt tiêu Ly hợp được mở thực hiện ngắt mômen truyền từ động cơ tới hệ thốngtruyền lực

1.4.2 Cấu tạo của ly hợp loại ma sát khô 2 đĩa thường đóng

Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp 2 đĩa ma sát khô tương tự như ly hợp masát khô một đĩa Điểm khác biệt của ly hợp ma sát 2 đĩa là có 2 đĩa bị động và đĩa

ép trung gian

Hình 1.10: Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô hai đĩa

1- Bánh đà; 2- Lò xo đĩa ép trung gian; 3- Đĩa ép trung gian; 4- Đĩa ma sát 5- Đĩa ép ngoài; 6- Bulông hạn chế; 7- Lò xo ép; 8- Vỏ ly hợp; 9- Bạc mở

10- Trục ly hợp; 11- Càng mở; 12- Bi"T"; 13- Đòn mở;14- Lò xo giảm chấn

- Phần chủ động:

Bao gồm bánh đà (1), đĩa ép trung gian (3), đĩa ép ngoài (5) và vỏ ly hợp (8) Bánh

đà có dạng cốc trụ bên trong chứa các đĩa ép và đĩa bị động của cụm ly hợp.Mômen từ động cơ được truyền từ trục khuỷa tới bánh đà sang đĩa ép trung gian và

đĩa ép ngoài nhờ các rãnh trên bánh đà và các vấu của đĩa (3) và (5) Như vậy cácđĩa (3) và (5) có thể di chuyển dọc trục so với bánh đà và các vấu có thể trượt dọctheo các rãnh để hạn chế dịch chuyển của đĩa trung gian (3), kết cấu sử dụng bulông hạn chế (6) Các chi tiết đòn mở (13), các lò xo ép (7) (một dãy, hai dãy , hoặc

lò xo đĩa ) bố trí liên kết với đĩa ép ngoài nằm trong vỏ ly hợp (8)

- Phần bị động

Gồm có hai đĩa ma sát bị động (4) cùng với bộ giảm chấn (14) dập tắt dao độngxoắn Đĩa bị động bên trong nằm giữa bánh đà và đĩa ép trung gian Đĩa bị độngbên ngoài nằm giữa đĩa ép trung gian và đĩa ngoài Các đĩa bị động (4) liên kết vớicác trục bị động của ly hợp bằng mối ghép then hoa di trượt trên mayơ

- Nguyên lý hoạt động

Trạng thái đóng ly hợp:

Lực ép của các lò xo (7) ép chặt các đĩa ép ngoài, đĩa bị động ngoài ,đĩa ép trunggian, đĩa bị động trong, trên bánh đà thành một khối mômen xoắn được truyền từđộng cơ qua phần chủ động, các đĩa bị động, bộ phận giảm chấn, mayer tới trục bịđộng ly hợp

Trạng thái ly hợp mở:

Khi tác động lực điều khiển lên bàn đạp thông qua các thanh kéo, bạc mở (9) dịchsang trái khắc phục khe hở ở giữa ô bi ‘T’ (12) và đầu đòn mở (13) ổ bị ‘T’ tiếptục ép lên đầu đòn mở, đầy đầu trong sang trái, đầu ngoài đòn mở dịch chuyểnsang phải Kéo đĩa ép ngoài (5) tách khỏi đĩa bị động ngoài, lò xo định vị (2) đẩyđĩa ép trong tiến sát đến đầu bu lông hạn chế (6), tách đĩa bị động trong ra khỏibánh đà Lực ép của lò xo ép không truyền tới đĩa bị động phần bị động và phầnchủ động được tách ra Mômen từ động cơ được truyền sang hệ thống truyền lực bịngắt

* So sánh ly hợp ma sát một đĩa và ly hợp ma sát hai đĩa

So với ly hợp một đĩa , ly hợp hai đĩa có ưu điểm :

- Nếu cùng một kích thước bao ngoài và lực ép như nhau Ly hợp 2 đĩa (với 2đôi bề mặt ma sát) truyền được mômen lớn hơn, do vậy được dùng trên xe ô tô cótải trọng lớn hoặc ô tô kéo rơmoc hay bán rơmoc nặng

- Nếu cùng truyền mô men như nhau dẫn tới kích thước của ly hợp 2 đĩa nhỏhơn

- Ly hợp ma sát khô 2 đĩa đóng êm dịu hơn ly hợp ma sát khô 1 đĩa

Nhược điểm của ly hợp ma sát 2 đĩa so với 1 đĩa Ly hợp 2 đĩa có kết cấu phúc tạp,quá trình mở kém dứt khoát

1.4.3 Cấu tạo của ly hợp thủy lực

Hình 1.11: Sơ đồ nguyên lý ly hợp thủy lực

1- Trục khuỷu; 2- Bích trục khuỷu bắt với bánh bơm; 3- Moay ơ bánh bơm

4- Tấm chắn; 5- Vỏ ngoài li hợp; 6- Vành răng; 7- Bánh bơm; 8- Vỏ bao kín

9- Bánh tua bin; 10- Nút dầu; 11- Moay ơ bánh tua bin

12- Bánh đà của li hợ ma sát; 13- Thân li hợp ma sát; 14- Ổ bi kim; 15- Đòn mở 16- Trục li hợp; 17- Lò xo ép; 18- Đĩa ép; 19 Đĩa ma sát

20- Lò xo ép phớt dầu; 21- Phớt dầu; 22- Cánh tản nhiệt; 23- Các te li hợp.

Ly hợp thủy lực truyền momen thông qua chất lỏng

- Cấu tạo của ly hợp gồm 2 phần:

Khi động cơ làm việc, bánh bơm quay, dưới tác dụng của lực ly tâm chất lỏng côngtác 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 bánh tuabin quay theo Nhờ đónăng lượng được truyền từ bánh bơm sang bánh tuabin nhờ 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 nó 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

1.4.4 Ly hợp điện từ

Ly hợp điện từ hình thành với 2 dạng kết cấu:

- Ly hợp ma sát sử dụng lực ép điện từ

- Ly hợp điện tử làm việc theo nguyên lý nam châm điện bột.

Cả hai loại này đều sử dụng nguyên tắc đóng mở ly hợp thông qua công tắc đóng

mở mạch điện bố trí tại cần gài số Như vậy không cần bố trí bàn đạp ly hợp vàthực hiện điều khiển theo hệ thống ‘điều khiển hai pedal’

Sau đây ta xét sơ đồ ly hợp điện nam châm bột Có ba dạng kết cấu :

- Cuộn dây bố trí tĩnh tại trên phần cố định của vỏ

- Cuộn dây quay cùng bánh đà

- Cuộn dây quay cùng đĩa bị động

Xét ly hợp bố trí cuộn dây quay cùng bánh đà

1 2

3 4 5 6

Hình 1.12: Sơ đồ nguyên lý ly hợp điện từ

1- Bánh đà; 2- Khung từ; 3- Cuộn dây; 4- Bột kim loại 5- Lõi thép bị động nối với hộp sô; 6- Trục ly hợp

- Cấu tạo của chúng gồm ba phần :

 Phần chủ động: bao gồm bánh đà (1), vỏ ly hợp, cuộn dây( 3), khung từ

(2)

 Phần bị động: bao gồm lõi thép bị động (5), nối với trục chủ động củahộp số(6).

từ động cơ tới hệ thống truyền lực

Khi ngắt điện của cuộn dây, bột thép lại trở lên di động và ly hợp được ngắt

Sử dụng ly hợp nam châm điện loại này cần có nguồn điện đủ mạnh và ổn định vìvậy có xu hướng được bố trí trên hệ thông truyền lực của ô tô hybird hiện nay

Ưu điểm: Khả năng chống quá tải tốt, bố trí dẫn động dễ dàng

Nhược điểm: Chế tạo phức tạp, bảo dưỡng và sửa chữa khó khăn, giá thành đắt 1.5 Ảnh hưởng của ly hợp khi gài số và khi phanh

1.5.1 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

bị động của ly hợp Như vậy việc ngắt ly hợp khi sang số không những làm choviệc sang số được thực hiện êm dịu mà còn làm giảm tải trọng động tác dụng lêncác chi tiết của hệ thống truyền lực giúp làm tăng tuổi thọ cho các chi tiết này

1.5.2 Khi phanh oto

Khi phanh ôtô toàn bộ hệ thống truyền lực chịu tải trọng động rất lớn dưới tácdụng của mômen quán tính của động cơ Mjmax

Mômen Mjmax có thể truyền qua ly hợp khi mômen ma sát của ly hợp lớn hơn Mjmax.Trong trường hợp này mômen quán tính sẽ tác dụng lên hệ thống truyền lực

Nếu mômen Mjmax lớn hơn mômen ma sát của ly hợp thì ly hợp bị trượt và hệ thốngtruyền lực sẽ chịu tải trọng lớn nhất chỉ bằng mômen ma sát của ly hợp

Nếu khi thiết kế ly hợp lấy hệ số dự trữ của ly hợp  lớn hơn hệ số dự trữ của độbền của trục các đăng thì có thể trục các đăng bị gãy do quá tải

CHƯƠNG II PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

2.1 Thông số cơ bản của trên xe Hyundai Accent 2014

- Kích thước tổng thể (dài x rộng x cao) (mm) 4,370 x 1,700 x 1,457

- Công suất cực đại, ở 6300 vg/ph (kW) 80,535

- Mômen xoắn cực đại, ở 5000 vg/ph (Nm) 139

- Tỉ số truyền của hộp số ih1= 3,77/ ih2= 2,05/ ih3= 1,37

ih4= 1,04/ ih5= 0,84/ iR= 3,7

 Kết luận: Như vậy đối với xe Hyundai Accent 2014 không đòi hỏi công

suất và mô men lớn ta chọn ly hợp là ly hợp ma sát khô thường đóng 1 đĩavới những ưu điểm nổi bật:

- Đơn giản trong chế tạo

- Có khả năng mở dứt khoát, thoát nhiệt tốt

Lò xo ép được chế tạo từ các loại thép có độ cứng cao và được nhiệt luyện, nhằm

ổn đinh lâu dài độ cứng trong môi trường nhiệt độ cao

Kết cấu, kích thước và đặc tính của cụm ly hợp được xác định theo loại lò xo ép.Trong ly hợp ô tô thường được xử dụng lò xo trụ, lò xo côn và lò xo đĩa, kết cấu ởtrạng thái tự do đặc tính biến dạng (quan hệ lực F và biến dạng l) của các loại lò

xo được thể hiện Hình 2.1

Hình 2.1: Đặc tính các loại lò xo ép ly hợp.

a- Lò xo côn; b- Lò xo trụ; c- Lò xo đĩa; F l - Lực ép;  l - Biến dạng của lò xo.

a) Lò xo trụ

Lò xo trụ có đường đặc tính làm việc là đường b trên Hình 2.1.

Lò xo trụ thường được bố trí theo vòng tròn trên đĩa ép

Để định vị các lò xo và giảm độ biến dạng của chúng dưới tác dụng của lực ly tâm,thường sử dụng các cốc, vấu lồi trên đĩa ép hoặc trên vỏ lyhợp

- Kết cấu nhỏ gọn, khoảng không gian chiếm chỗ ít vì lực ép tác dụng lên đĩa

ép lớn

- Đảm bảo được lực ép đều lên các bề mặt ma sát bằng cách bố trí các lò xo

đối xứng với nhau và với các đòn mở

- Luôn giữ được đặc tính tuyến tính trong toàn bộ vùng làm việc.

- Giá thành rẻ, chế tạo đơn giản.

Nhược điểm: Các lò xo thường không đảm bảo được các thông số giống nhau

hoàn toàn, đặc biệt là sau một thời gian làm việc lực ép của các lò xo sẽ không đềunhau Do đó phải chế tạo lò xo thật chính xác nều không thì lực ép không đều sẽlàm cho đĩa ma sát mòn không đều và dễ bị cong vênh

- Khoảng không gian ở gần trục ly hợp chật và khó bố trí bạc mở ly hợp

- Dùng lò xo côn thì áp suất lò xo tác dụng lên đĩa ép phải qua các đòn ép do

đó việc điều chỉnh ly hợp sẽ phức tạp

- Lò xo côn có dạng tuyến tính ở vùng làm việc nhỏ, sau đó khi các vòng lò

xo bắt đầu trùng nhau thì độ cứng của lò xo tăng lên rất nhanh, do đó nó đòihỏi phải tạo được lực lớn để ngắt ly hợp và khi đĩa ma sát mòn thì lực ép của

- Lực ép lên đĩa ép đều giúp đĩa ma sát lâu mòn hơn

- Lò xo đĩa có đặc tính làm việc hợp lý vì trong vùng làm việc lực ép thay đổikhông đáng kể theo biến dạng Do vậy lực ngắt ly hợp đòi hỏi không lớn vàkhi đĩa ma sát bị mòn thì lực ép thay đổi không đáng kể

Nhược điểm:

- Việc chế tạo khó khăn.

- Chỉ tạo được lực ép nhỏ nên không phù hợp với các loại xe tải trọng lớn,chủ

yếu dùng trên xe con

 Kết luận: Qua việc tham khảo các loại lò xo ép trên ly hợp xe con, với các

ưu điểm nổi trội ta chọn loại lò xo ép dạng đĩa thường đóng

2.2.2 Đĩa ép và đĩa trung gian

Đĩa ép và đĩa trung gian đảm nhận nhiệm vụ tạo mặt phẳng ép với đĩa bị động.Truyền mômen xoắn của động cơ tới đĩa bị động Kết cấu truyền mômen này được

thực hiện bằng các vấu, chốt, thanh nối đàn hồi, được thể hiện qua Hình 2.4

Hình 2.4: Cấu tạo truyền mô men giữa động cơ tới đĩa ép

Đồng thời trong điều kiện luôn chịu nhiệt sinh ra ở bề mặt ma sát Đĩa ép và đĩatrung gian còn đảm bảo việc hấp thụ và truyền nhiệt ra môi trường Các đĩa đượcchế tạo từ gang đặc còn có các gân hoặc rãnh hướng tâm thoát nhiệt ra ngoài Tăng

độ cứng đĩa ép các vấu (a,c) của đĩa ép nằm trong rãnh của vỏ ly hợp đảm bảo liênkết chắc chắn Do xuất hiện ma sát ở liên kết, làm tăng điều khiển mở ly hợp

Liên kết bằng thanh nối mỏng đàn hồi (b) đảm bảo di chuyển đĩa ép không có masát Một đầu thanh nối được tán với vỏ ly hợp, đầu còn lại được bắt vào đĩa ép.Phương pháp này được sử dụng rộng rãi ở ly hợp xe con và xe tải

Ở ly hợp hai đĩa liên kết có thể thực hiện nhờ chốt cố định trên bánh đà (d,e) đĩatrung gian có thể liên kết với bánh đà nhờ vấu hoặc chốt hướng tâm, chốt dọc trục(c,d,e)

 Kết luận: Như vậy đối với xe Hyundai Accent 2014 ta chọn đĩa ép có thanh

nối mỏng đàn hồi

2.2.3 Đĩa bị động

Hình 2.5: Sơ đồ đĩa bị động

1,13- Tấm ma sát; 2,3- Các cánh xương đĩa; 14,15- Đinh tán; 5- Xương đĩa 6,9- Vòng ma sát giảm chấn; 7- Chốt truyền lực; 8- Mayơ; 10- Đệm điều chỉnh 11- Lò xo giảm chấn; 12- Tấm ốp giữ bộ giảm chấn

vậy đảm bảo cho các bề mặt ma sát được tiếp xúc tốt, đóng êm dịu, ngăn ngừa sựcong vênh khi bị nung nóng dẫn đến làm giảm độ cứng dọc trục của đĩa bị động.Các tấm ma sát (1) được cố định vào các cánh chữ ‘T’ theo phương pháp tán độclập Bề mặt của tấm ma sát có rãnh thông gió và để thoát sản phẩm mài mòn Vậtliệu tấm ma sát được làm từ nguồn gốc amiang Tấm ma sát có hệ số ma sát cốđịnh, chịu mài mòn cao với khả năng làm việc nhiệt độ lâu dài đến 2000c và tứcthời đến 3500c Tấm ma sát có thể sử dụng phụ da thiếc (ổn định hệ số ma sát),đồng (nâng cao khả năng truyền nhiệt), chì ( giảm tốc độ mài mòn, chống xước ).Tuổi thọ làm việc của tấm ma sát quyết định tuổi thọ của ly hợp do vậy vật liệu của

nó ngày được hoàn thiện

2.2.4 Bộ giảm chấn

Hình 2.7: Sơ đồ bộ giảm chấn

- Dập tặt dao động xoắn ở đĩa bị dộng bao gồm hai nhóm chi tiết cơ bản

 Nhóm chi tiết đàn hồi:

Dùng để giảm dao động có tần số cao xuất hiện trong hệ thông tryền lực do có sựkích động cưỡng bức theo chu kì từ động cơ hoặc mặt đường

 Nhóm chi tiết hấp thụ năng lượng dao động:

Sử dụng các tấm ma sát bằng pherado hay kim loại chịu mòn

- Cấu tạo bộ giảm chấn :

Đa dạng, nhưng đều được bố trí nối giữa xương đĩa bị động với mayer và hoạtđộng theo nguyên tắc hấp thụ và phân tán năng lượng

Xương đĩa bị động được nối với đĩa trong bằng đinh tán Trên đĩa trong có các cửa

sổ chứa lò xò một đầu lò xo tựa trên đĩa trong của xương đĩa, đầu kia tựa vào đĩamayơ

 Trạng thái (a) chưa chịu tải lò xo bị nén đẩy các tấm đệm lò xo khắcphục hết khe hở cửa sổ

 Trạng thái (b): Khi xuất hiện tải hay bị dao động cộng hưởng, xươngđĩa và moay ơ dịch chuyển với nhau 1 góc α chiều dài lò xo bị thungắn.

Nhờ bố trí lò xo nằm trên chu vi truyền lực → độ cứng của hệ thống truyền lựcgiảm Giúp nâng cao khả năng truyền êm momen xoắn và hạn chế tải trọng động

do dao động cộng hưởng gây ra

Dẫn động điều khiển ly hợp có nhiệm vụ truyền lực của người lài từ bàn đạp ly hợptới đòn mở để thực hiện ngắt ly hợp Dẫn động điều khiển cần phải đảm bảo kếtcấu đơn giản, dễ xử dụng, điều khiển nhẹ nhàng bằng lực bàn đạp của người lái

- Dẫn động ly hợp thường có các loại sau:

- Nguyên lý làm việc:

Khi người lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly hợp (7) sẽ làm cho cần của trụcbàn đạp ly hợp quay quanh tâm O1 kéo đòn dẫn động của ly hợp (9) dịch chuyểnsang phải (theo chiều mũi tên) Làm cho càng mở ly hợp (6) quay quanh O2 Càng

mở gạt bạc mở (4) sang trái (theo chiều mũi tên) tác động vào đầu đòn mở của lyhợp, kéo đĩa ép tách ra khỏi đĩa ma sát

Khi người lái nhả bàn đạp (7) thì dưới tác dụng của lò xo hồi vị (8), 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  180 mm Trong quá trìnhlàm 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

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 tựngắt ly hợp Trong trường hợp khác, khi hành trình tự do của bàn đạp ly hợp quálớn, làm cho người lái đạp bàn đạp hết hành trình toàn bộ mà ly hợp vẫn chưa mởhoàn toàn, cũng tạo hiện tượng trượt tương đối giữa các bề mặt ma sát, sẽ gây mòncác bề mặt ma sát một 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 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) 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 xy lanh chính và công tác

Hình 2.10: Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp bằng thủy lực

1- Đĩa bị động; 2- Đĩa ép; 3- Lò xo ép; 4- Bạc mở; 5,7- Lò xo hồi vị

6- Xy lanh chính; 8- Bàn đạp; 9- Càng mở; 10- Xy lanh công tác; 11- Ống dẫn dầu

Hình 2.11: Sơ đồ cấu tạo xilanh chính của dẫn động ly hợp bằng thủy lực

3- Xilanh; 4- Piston; 9- Bình chứa dầu; 10- Nút đổ dầu vào;11- Tấm chắn dầu

12- Cần piston; 13- Lá thép mỏng hình sao; 14- Phớt làm kín

15- Lò xo hồi vị piston;16- Van một chiều; 17- Lò xo van một chiều

18- Van hồi dầu; a- Lỗ cung cấp dầu; b- Lỗ điều hòa

- Nguyên lý làm việc:

Sơ đồ cấu tạo xi lanh chính của dẫn động ly hợp bằng thủy lực Hình 2.11

Khi người lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly hợp (8), nhờ thanh đẩy, đẩy pistoncủa xilanh chính (6) sang trái, bịt lỗ bù dầu b (h 2.13), làm dầu trong khoang D bịnén lại Khi áp lực dầu trong khoang D thắng lực ép của lò xo van một chiều (17) ởvan một chiều (16) thì van một chiều mở ra Lúc này dầu từ khoang D theo đườngống dẫn dầu (11) (h 2.12) vào xilanh công tác (10) đẩy piston sang phải, làm chocàng mở ly hợp (9) quay quanh O, đồng thời đẩy bạc mở (4) sang trái (theo chiềumũi tên) Bạc mở tác động nên đầu dưới của đòn mở ly hợp tách đĩa ép ra khỏi bềmặt ma sát Ly hợp được mở

Khi người thả bàn đạp ly hợp (8) thì dưới tác dụng của lò xo hồi vị (7) và lò xo éplàm các piston của xilanh chính và xilanh công tác từ từ trở về vị trí ban đầu Lúcnày dầu từ xilanh công tác (10) theo đường ống dẫn dầu (11) qua van hồi dầu (18)vào khoang D

Khi người lái nhả nhanh bàn đạp ly hợp (8), thì do sức cản của đường ống và sứccản của van hồi dầu (18) làm cho dầu từ xilanh công tác (10) không kịp về điềnđầy vào khoang D Vì thế tạo ra độ chân không ở khoang D, nên dầu từ khoang Cqua lỗ cung cấp dầu (a) vào khoang E, rồi sau đó dầu qua lỗ nhỏ ở mặt đầu piston

ép phớt cao su (14) để lọt sang bổ sung dầu cho khoang D (tránh hiện tượng lọt khívào khoang D, khi khoang D có độ chân không) Khi dầu đã khắc phục được sức

cản của đường ống và van hồi dầu (18) để trở về khoang D, thì lượng dầu dư từkhoang 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 dầutrong 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 thểđảm bảo việc đóng ly hợp êm dịu hơn so với hệ thống dẫn động ly hợp bằng cơkhí Ống dẫn dầu không có biến dạng lớn, nên hệ thống dẫn động thủy lực có độcứng cao Đồng thời hệ thống dẫn động bằng thủy lực có thể dùng đóng mở hai lyhợp

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

c) Dẫn động ly hợp bằng cơ khí có trợ lực khí nén

Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng các thanh đòn, khớp nối Đồng

thời kết hợp với các lực đẩy của khí nén sơ đồ Hình 2.12

Hình 2.12 : Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp bằng cơ khí có cường hóa khí nén

1- Bàn đạp ly hợp; 3,5- Thanh kéo; 2,4,7,8,18- Đòn dẫn động ;6- Lò xo hồi vị 9- Mặt bích của xilanh phân phối; 10- Thân van phân phối

11- Đường dẫn khí nén vào; 12- Phớt van phân phối; 13- Đường dẫn khí nén

14- Piston van phân phối; 15- Cần piston ;16- Càng mở ly hợp

17- Xilanh công tác ;19- Bạc mở ly hợp

- Nguyên lý làm việc: