ĐỒ ÁN Ô TÔ THIẾT KẾ LY HỢP XE DU LỊCH ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG

LỜI NÓI ĐẦUNgày nay, trong các phương tiện giao thông thì ô tô chiếm một số lượng lớn phục vụ các nhu cầu của con người. Do đó, đòi hỏi ngành ô tô luôn cần có sự đổi mới, tối ưu hoá về mặt kỹ thuật, hoàn thiện hơn về mặt công nghệ, để nâng cao tính hiện đại, tính kinh tế trong quá trình vận hành. Để đạt được các yêu cầu đó các nhà sản xuất, các kỹ sư, trong ngành Cơ khí Động lực cần phải có một kiến thức sâu rộng, tiếp cận nhiều trong thực tế để tìm ra các biện pháp tối ưu trong quá trình nghiên cứu. Đối với các sinh viên, để thực hiện được các điều đó thì đồ án môn học nói chung và đồ án thiết kế ôtô nói riêng nhằm giúp sinh viên có thể vận dụng những kiến thức đã học vào thực tế, phát huy khả năng tư duy và sáng tạo trong quá trình nghiên cứu và công tác về sau này. Được sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Việt Hải và các thầy trong bộ môn, cùng với sự cố gắng của bản thân đã giúp em hoàn thành đồ án này một cách tốt nhất. Tuy vậy, do thời gian và kiến thức còn hạn chế, sự tiếp xúc với thực tế còn ít nên trong đồ án thiết kế không thể tránh khỏi những sai sót. Mong được các thầy góp ý để đồ án được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơnĐà Nẵng, ngày …..tháng ….. năm 2019Sinh viên thực hiệnPHẠM PHÚC NHẬT MỤC LỤCLỜI NÓI ĐẦUiMỤC LỤCiiDANH SÁCH CÁC HÌNHivMỞ ĐẦU1Chương 1: TỔNG QUAN LY HỢP Ô TÔ21.1. Công dụng và yêu cầu của ly hợp21.1.1. Công dụng21.1.2. Yêu cầu của ly hợp21.2. Phân loại ly hợp21.2.1. Ly hợp ma sát31.2.1.1. Ly hợp ma sát loại một đĩa41.2.1.2. Ly hợp ma sát một đĩa kiểu lò xo đĩa côn.51.2.1.3.Ly hợp ma sát loại hai đĩa61.2.1.4. Ly hợp thủy lực71.2.1.5. Ly hợp điện từ81.2.1.6. Ly hợp dẫn động kiểu cơ khí91.2.1.7.Ly hợp dẫn động thủy lực101.2.1.8. Điều khiển ly hợp có trợ lực11Chương 2: TÍNH TOÁN LY HỢP142.1. Số liệu cho trước142.2. Tính toán mômen ma sát yêu cầu của ly hợp142.3. Phân tích, lựa chọn phương loạikiểu và phương án dẫn động ly hợp152.4. Bán kính hình vành khăn của bề mặt ma sát đĩa bị động162.5. Diện tích và bán kính trung bình của hình vành khăn tấm ma sát172.6. Lực ép của cơ cấu ép172.7. Công trượt riêng của ly hợp172.8. Nhiệt sinh ra do trượt ly hợp222.9. Bề dày tối thiểu của đĩa ép (theo chế độ nhiệt)232.10. Xác định các thông số cơ bản của cơ cấu ép242.10.1. Lực ép cần thiết của một lò xo Flx N khi làm việc242.10.2. Tính kích thước cơ bản và vẽ đặc tính của lò xo ép đĩa nón242.10.3. Kích thước đòn mở của lò xo ép đĩa nón cụt xẻ rãnh262.11. Tính lò xo giảm chấn27Chương 3 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẪN DỘNG LY HỢP293.1. Xác định hành trình của bàn đạp Sbđ mm293.2. Lực tác dụng lên bàn đạp, Fbđ N303.3. Kết cấu xylanh chính và xylanh công tác313.3.1. Xylanh chính313.3.2. Xylanh công tác333.4. Xác định đường kính xylanh thuỷ lực333.4.1.Tính toán xi lanh chính333.4.2.Tính toán xi lanh công tác33Chương 4: CHI TIẾT KẾT CẤU LY HỢP VÀ DẪN ĐỘNG LY HỢP THIẾT KẾ344.1. Đĩa bị động344.1.1. Xương đĩa354.1.2. Vòng ma sát354.1.3. Moay ơ đĩa bị động364.2. Thân và vỏ ly hợp364.3. Đĩa ép36KẾT LUẬN38TÀI LIỆU THAM KHẢO39 DANH SÁCH CÁC HÌNHDANH MỤC HÌNH Hình 1. 1 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát loại một đĩa kiểu lò co ép hình trụ4Hình 1. 2 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát một đĩa kiểu lò xo đĩa côn5Hình 1. 3 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát loại 2 đĩa6Hình 1. 4 Sơ đồ cấu tạo ly hợp thủy lực.7Hình 1. 5 Sơ đồ dẫn động ly hợp kiểu cơ khí9Hình 1. 6 Sơ đồ ly hợp dẫn động kiểu thủy lực10Hình 1. 7 Sơ đồ nguyên lý trợ lực bằng lò xo11Hình 2. 1 Sơ đồ nguyên lý ly hợp dẫn động kiểu thủy lực15Hình 2. 2 Sơ đồ tính toán các kích thước cơ bản của đĩa bị động.16Hình 2. 3 Biểu đồ mômen của quá trình đóng ly hợp17Hình 2. 4 Sơ đồ tính toán lò xo đĩa nón cụt24Hình 2. 5 Đặc tính phi tuyến lò xo đĩa nón cụt26Hình 2. 6 Sơ đồ lò xo giảm chấn27Hình 3. 1 Sơ đồ dẫn động mở ly hợp29Hình 3. 2 Kết cấu xylanh chính32Hình 3. 3 Kết cấu xylanh công tác33Hình 4. 1 Kết cấu đĩa bị động.34Hình 4. 2 Kết cấu xương đĩa.35Hình 4. 3 Kết cấu moay ơ đĩa bị động.36Hình 4. 4 Kết cấu đĩa ép.37  MỞ ĐẦUTính Toán Thiết Kế Ly Hợp Ô tô là đồ án rất quan trọng và là bước tập dược cho quá trình làm tốt nghiệp sau này. Đồ án gồm hai phần:Phần 1: Phần thuyết minhTổng quan về ly hợp ô tôTính toán các thông số cơ bản của ly hợpTính toán thiết kế dẫn động ly hợpMô tả chi tiết kết cấu ly hợp và dẫn động ly hợp thiết kếPhần 2: Phần bản vẽBản vẽ lắp ly hợp và dẫn động điều khiển đóng mở ly hợp (Ao)Trong quá trình làm thiết kế do phải lựa chọn nhiều thông số, chưa có nhiều kinh nghiệm cũng như kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi những sai sót. Rất mong những nhận xét và giúp đỡ của thầy. Em xin chân thành cảm ơn 

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, trong các phương tiện giao thông thì ô tô chiếm một số lượng lớn phục vụ các nhu cầu của con người Do đó, đòi hỏi ngành ô tô luôn cần có sự đổi mới, tối ưu hoá về mặt kỹ thuật, hoàn thiện hơn về mặt công nghệ, để nâng cao tính hiện đại, tính kinh tế trong quá trình vận hành Để đạt được các yêu cầu đó các nhà sản xuất, các

kỹ sư, trong ngành Cơ khí Động lực cần phải có một kiến thức sâu rộng, tiếp cận nhiều trong thực tế để tìm ra các biện pháp tối ưu trong quá trình nghiên cứu Đối với các sinh viên, để thực hiện được các điều đó thì đồ án môn học nói chung và đồ án thiết kế ôtô nói riêng nhằm giúp sinh viên có thể vận dụng những kiến thức đã học vào thực tế, phát huy khả năng tư duy và sáng tạo trong quá trình nghiên cứu và công tác về sau này

Được sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Việt Hải và các thầy trong bộ môn, cùng với sự cố gắng của bản thân đã giúp em hoàn thành đồ án này một cách tốt nhất Tuy vậy, do thời gian và kiến thức còn hạn chế, sự tiếp xúc với thực tế còn ít nên trong đồ án thiết kế không thể tránh khỏi những sai sót Mong được các thầy góp ý để

đồ án được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng, ngày … tháng … năm 2019

Sinh viên thực hiện

PHẠM PHÚC NHẬT

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU i

MỤC LỤC ii

DANH SÁCH CÁC HÌNH iv

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: TỔNG QUAN LY HỢP Ô TÔ 2

1.1 Công dụng và yêu cầu của ly hợp 2

1.1.1 Công dụng 2

1.1.2 Yêu cầu của ly hợp 2

1.2 Phân loại ly hợp 2

1.2.1 Ly hợp ma sát 3

1.2.1.1 Ly hợp ma sát loại một đĩa 4

1.2.1.2 Ly hợp ma sát một đĩa kiểu lò xo đĩa côn 5

1.2.1.3.Ly hợp ma sát loại hai đĩa 6

1.2.1.4 Ly hợp thủy lực 7

1.2.1.5 Ly hợp điện từ 8

1.2.1.6 Ly hợp dẫn động kiểu cơ khí 9

1.2.1.7.Ly hợp dẫn động thủy lực 10

1.2.1.8 Điều khiển ly hợp có trợ lực 11

Chương 2: TÍNH TOÁN LY HỢP 14

2.1 Số liệu cho trước 14

2.2 Tính toán mômen ma sát yêu cầu của ly hợp 14

2.3 Phân tích, lựa chọn phương loại/kiểu và phương án dẫn động ly hợp 15

2.4 Bán kính hình vành khăn của bề mặt ma sát đĩa bị động 16

2.5 Diện tích và bán kính trung bình của hình vành khăn tấm ma sát 17

2.6 Lực ép của cơ cấu ép 17

2.7 Công trượt riêng của ly hợp 17

2.8 Nhiệt sinh ra do trượt ly hợp 22

2.9 Bề dày tối thiểu của đĩa ép (theo chế độ nhiệt) 23

2.10 Xác định các thông số cơ bản của cơ cấu ép 24

2.10.1 Lực ép cần thiết của một lò xo Flx [N] khi làm việc 24

2.10.2 Tính kích thước cơ bản và vẽ đặc tính của lò xo ép đĩa nón 24

2.10.3 Kích thước đòn mở của lò xo ép đĩa nón cụt xẻ rãnh 26

2.11 Tính lò xo giảm chấn 27

Chương 3 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẪN DỘNG LY HỢP 29

3.1 Xác định hành trình của bàn đạp Sbđ [mm] 29

3.2 Lực tác dụng lên bàn đạp, Fbđ [N] 30

3.3 Kết cấu xylanh chính và xylanh công tác 31

3.3.1 Xylanh chính 31

3.3.2 Xylanh công tác 33

3.4 Xác định đường kính xylanh thuỷ lực 33

3.4.1.Tính toán xi lanh chính 33

3.4.2.Tính toán xi lanh công tác 33

Chương 4: CHI TIẾT KẾT CẤU LY HỢP VÀ DẪN ĐỘNG LY HỢP THIẾT KẾ 34

4.1 Đĩa bị động 34

4.1.1 Xương đĩa 35

4.1.2 Vòng ma sát 35

4.1.3 Moay ơ đĩa bị động 36

4.2 Thân và vỏ ly hợp 36

4.3 Đĩa ép 36

KẾT LUẬN 38

TÀI LIỆU THAM KHẢO 39

DANH SÁCH CÁC HÌNH

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 1 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát loại một đĩa kiểu lò co ép hình trụ 4

Hình 1 2 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát một đĩa kiểu lò xo đĩa côn 5

Hình 1 3 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát loại 2 đĩa 6

Hình 1 4 Sơ đồ cấu tạo ly hợp thủy lực 7

Hình 1 5 Sơ đồ dẫn động ly hợp kiểu cơ khí 9

Hình 1 6 Sơ đồ ly hợp dẫn động kiểu thủy lực 10

Hình 1 7 Sơ đồ nguyên lý trợ lực bằng lò xo 11

Hình 2 1 Sơ đồ nguyên lý ly hợp dẫn động kiểu thủy lực 15

Hình 2 2 Sơ đồ tính toán các kích thước cơ bản của đĩa bị động 16

Hình 2 3 Biểu đồ mômen của quá trình đóng ly hợp 17

Hình 2 4 Sơ đồ tính toán lò xo đĩa nón cụt 24

Hình 2 5 Đặc tính phi tuyến lò xo đĩa nón cụt 26

Hình 2 6 Sơ đồ lò xo giảm chấn 27

Hình 3 1 Sơ đồ dẫn động mở ly hợp 29

Hình 3 2 Kết cấu xylanh chính 32

Hình 3 3 Kết cấu xylanh công tác 33

Hình 4 1 Kết cấu đĩa bị động 34

Hình 4 2 Kết cấu xương đĩa 35

Hình 4 3 Kết cấu moay ơ đĩa bị động 36

Hình 4 4 Kết cấu đĩa ép 37

- Bản vẽ lắp ly hợp và dẫn động điều khiển đóng mở ly hợp (Ao)

Trong quá trình làm thiết kế do phải lựa chọn nhiều thông số, chưa có nhiều kinh nghiệm cũng như kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi những sai sót Rất mong những nhận xét và giúp đỡ của thầy

Em xin chân thành cảm ơn!

Chương 1: TỔNG QUAN LY HỢP Ô TÔ

1.1 Công dụng và yêu cầu của ly hợp

1.1.1 Công dụng

-Ly hợp là khớp nối giữa trục khuỷu động cơ với hệ thống truyền lực

-Ly hợp dùng để ngắt - nối truyền động từ trục khuỷu động cơ đến hệ thống truyền lực

-Ngoài ra, ly hợp còn được dùng như một cơ cấu an toàn cho hệ thống truyền lực khi quá tải

1.1.2 Yêu cầu của ly hợp

- Ly hợp phải truyền được mô men quay lớn nhất của động cơ trong bất kỳ điều kiện làm việc nào Hay nói cách khác, mô men ma sát của ly hợp phải luôn luôn lớn hơn

mô men cực đại của động cơ Tuy nhiên, momen ma sát của ly hợp không được lớn hơn quá nhằm đảm bảo được nhiệm vụ làm cơ cấu an toàn cho hệ thống truyền lực

- Việc mở ly hợp phải dứt khoát và nhanh chóng Nghĩa là khi mở ly hợp, phần

bị động phải tách hoàn toàn khỏi phần chủ động trong thời gian ngắn nhất Ngược lại sẽ gây khó khăn cho việc gài số

- Khi đóng ly hợp, yêu cầu phải êm dịu Tức là, mô men ma sát hình thành ở ly hợp phải tăng từ từ khi đóng ly hợp; có vậy mới tránh được hiện tượng giật xe và gây dập răng của các bánh răng trong hộp số cũng như các cơ cấu truyền động khác trong

hệ thống truyền lực

- Momen quán tính của các chi tiết phần bị động ly hợp phải nhỏ đến mức thấp nhất có thể nhằm giảm các lực va đạp lên bánh răng gài số (trường hợp không có bộ đồng tốc), giảm nhẹ điều kiện làm việc của bộ đồng tốc cũng như tăng nhanh thời gian gài số

- Kết cấu phải gọn nhẹ, điều khiển dễ dàng và nhẹ nhàng

1.2 Phân loại ly hợp

- Với yêu cầu nêu trên, hiện nay trên ô tô, máy kéo sử dụng nhiều loại ly hợp

Người ta phân ra các loại ly hợp sau:

+ Dựa theo tính chất truyền momen:

 Ly hợp đĩa ma sát

 Ly hợp thủy lực

 Ly hợp điện từ (nam châm điện)

+ Theo hình dạng của bộ phận ma sát cơ khí, có thể chia ra:

 Ly hợp ma sát đĩa phẳng (phần bị động gồm loại một đĩa , hai đĩa hay nhiều đĩa )

 Ly hợp ma sát đĩa côn ( phần bị động có dạng hình côn )

 Ly hợp hình tăng trống hay guốc ( phần bị động có dạng tang trống hoặc guốc )

+ Theo phương pháp tạo lực ép chia ra:

 Loại lò xo ( các lò xo ép có thể là lò xo trụ bố trí xung quanh chu vi đĩa

ép, lò xo côn bố trí ở tâm hay lò xo đĩa )

 Loại nữa ly tâm ( lực ép tạo nên đồng thời bởi lực lò xo và lực ly tâm của các trọng khối phụ )

 Loại ly tâm

+ Theo kết cấu của cơ cấu ép chia ra :

 Loại thường đóng: là loại ly hợp kiểu lò xo ép thường xuyên đóng trong quá trình làm việc, ly hợp chỉ được mở thông qua hệ thống dẫn động dưới tác dụng của lực bàn đạp ly hợp

 Loại không thường đóng: là loại ly hợp không có lò xo ép Đĩa bị động và chủ động được ép vào nhau thông qua một hệ thống đặc biệt, việc đóng

mở ly hợp đều phải thông qua hệ thống đòn này dưới tác dụng của lực điều khiển

- Đó là loại ly hợp mà momen ma sát hình thành ở ly họp nhờ sự ma sát của các

bề mặt ma sát cơ khí Loại này được sử dụng phổ biến trên hầu hết các ô tô nhờ kết cấu đơn giản, dễ bảo dưỡng, sửa chữa thay thế, làm việc bền vững, tin cậy, hiệu suất cao, kích thước nhỏ gọn giá thành rẻ

- Theo hình dạng của bộ phận ma sát có thể chia ra:

 Ly hợp ma sát đĩa, ly hợp ma sát đĩa côn (đĩa bị động có dạng hình côn),

ly hợp ma sát hình trống

- Trong các loại ly hợp ma sát thì thông dụng hơn cả hiện nay là ly hợp ma sát một

đĩa Ly hợp đĩa ma sát một đĩa được dùng hầu hết trên các loại ô tô và máy kéo nhờ kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, việc mở ly hợp dễ, dứt khoát và momen quán tính phần bị động nhỏ

1.2.1.1 Ly hợp ma sát loại một đĩa

 Ly hợp ma sát loại một đĩa kiểu lò xo ép hình trụ

- Sơ đồ cấu tạo:

Hình 1 1 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát loại một đĩa kiểu lò co ép hình trụ

1-Bàn đạp ly hợp; 2- Thanh đẩy; 3- Càng mở; 4-Ổ bi tỳ; 5- Đòn mở đĩa ép; 6-

Lò xo ép; 7- Gối di động; 8- Đĩa ép; 9- Đĩa ma sát; 10- Bánh đà động cơ

- Nguyên lý hoạt động

Người lái tác dụng lên bàn đạp ly hợp một lực và lực này được truyền qua các hệ thống dẫn động bằng cơ khí và được truyền đến ổ bi tỳ (4), ép ổ bi tỳ về phía trái, di chuyển một đoạn bằng khe hở kỹ thuật d0 và tác động lên đầu đòn mở (5) khiến cho đầu đòn mở đi vào và dẫn đến kéo đĩa ép (8) đi ra và nhả đĩa ma sát làm ngưng quá trình ép, momen không truyền lên đĩa ép và ly họp được cắt

- Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, mở ly hợp một cách dứt khoát, hành trình mở nhỏ,

việc tản nhiệt được dễ dàng

- Nhược điểm: Không thể truyền được momen lớn

1.2.1.2 Ly hợp ma sát một đĩa kiểu lò xo đĩa côn

- Sơ đồ cấu tạo:

Hình 1 2 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát một đĩa kiểu lò xo đĩa côn

1-Trục động cơ; 2-Bánh đà; 3-Đĩa ma sát; 4-Đĩa ép; 5-Lò xo đĩa côn; 6-Vòng thép; Đinh tán; 8-Ổ bi tỳ; 9-Ổ đỡ phái sau trục ly hợp; 10-Ống; 11-Trục sơ cấp của hộp số; 13-Các đĩa ma sát; 14-Xương đĩa bị động; 15-Moay ơ của đĩa bị động; 16-Ổ bi

7 Nguyên Lý hoạt động

Người lái tác dụng lên bàn đạp ly hợp một lực,lực này được truyền qua các hệ thống dẫn động và được truyền đến ổ bi tỳ (8), sẽ ép ổ bi tỳ về phái trái, di chuyển một đoạn bằng với khe hở kỹ thuật d0 , tác dụng lên lò xo đĩa (5) và đĩa ép (4) được kéo đi

ra và nhả đĩa ma sát ngưng quá trình ép nữa nên momen không truyền lên đĩa ép và ly hợp được cắt

Khi người lái ngừng tác dụng vào bàn đạp ly hợp, các lò xo hồi vị sẽ kéo các cơ cấu điều khiển mở ly hợp trở về vị trí ban đầu và khe hở o xuất hiện lúc này ly hợp được đóng

Ưu, nhược điểm của ly hợp ma sát một đĩa lò xo côn

 Ưu điểm

+ Lực ép phân bố đều trên bề mặt ma sát

+ Lò xo ép làm nhiện vụ đòn mở nên kếu cấu đơn giản và gọn cho nên cho phép rút ngắn kích thước dài, giảm khối lượng ly hợp

+ Đặc tính của lò xo phi tuyến, thích hợp với điều kiện làm việc của ly hợp

 Nhược điểm

+Khó chế tạo được lò xo ép

+ Không thể điều chỉnh khe hở giữa đòn mở và bạc mở khi tâm ma sát bị mòn nên ly hợp kiểu này chỉ sử dụng trên xe du lịch và xe khách cỡ nhỏ có đặc tính động lực tốt, sử dụng trong điều kiện đường tốt

1.2.1.3 Ly hợp ma sát loại hai đĩa

- Kiểu ly hợp ma sát hai đĩa hoặc nhiều đĩa chỉ được sử dụng trong trường hợp

phải truyền momen lớn (>700÷800N.m) để giảm kích thước đường kính của ly hợp Nhược điểm của kiểu loại này là kết cấu phức tạp, việc mở ly hợp khó khăn Không dứt khoát, kích thước dài, hành trình mở và momen quán tính phần bị động lớn, lực điều khiển tăng thêm do phải thắng thêm lực ma sát ở khớp trượt nối các đĩa chủ động với bánh đà

- Sơ đồ cấu tạo:

Hình 1 3 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát loại 2 đĩa 1-trục động cơ; 2-Bánh đà; 3-Mâm ép; 4-Đĩa ép trung gian; 5-Thanh kéo; 6- Giá của đòn mở; 7-Đòn mở; 8-Ổ bi tỳ; 9-Ổ đỡ phía sau trục ly hợp; 10-ống; 11-Trục sơ cấp của hộp số; 12-Lò xo ép; 13-Các đĩa ma sát; 14-Đĩa ép trung

gian; 15-Moay ơ của đĩa bị động; 16-Ổ bi

- Nguyên lý hoạt động

Người lái tác dụng lực lên bàn đạp ly hợp một lực, lực này được truyền qua các hệ thông dẫn động và được truyền đến ổ bi tỳ (8), sẽ ép ổ bi tỳ về phái trái và tác dụng lên đòn mở (7) khiến đòn mở đi vào và kéo thanh kéo (5) đi ra, dẫn đến kéo đĩa ép (3b) đi ra và nhả đĩa ma sát ngưng quá trình ep nên momen không truyền lên đĩa ép và ly hợp được cắt

Khi ngươi lái ngưng tác dụng vào bàn đạo ly hợp, các lò xo hồi vị sẽ kéo các

cơ cấu điều khiển mở ly hợp trở về vị trí ban đầu và khe hở o cuất hiện lúc này

+ Momen quán tính phần bị động tăng

+ Kết cấu phức tạp, thoát nhiệt kém (đặc biệt là đĩa ép trung gian)

+ Mở không dứt khoát, tăng hành trình bàn đap hay đòn điều khiển, tăng kích thước chiều trục của ly hợp

1.2.1.4 Ly hợp thủy lực

- Ly hợp thủy lực hay khớp nối thủy lực là loại ly hợp mà momen truyền qua ly

hợp được nhờ sự ma sát và va đập truyền năng lượng giữa chất lỏng công tác với các bánh răng công tác

+ Sơ đồ nguyên lý

Hình 1 4 Sơ đồ cấu tạo ly hợp thủy lực

1-Bánh tua bin; 2-Nắp; 3-Bánh bơm; 4-Cánh cong; 5-Tấm ngăn ngoài; 6-Tấm ngăn trong; 7-Đường dầu vào; 8-Bình tản nhiệt; 9-Van an toàn; 10-Bơm dầu; 11-Thùng

dầu; 12-Van xả

- Nguyên lý hoạt động

Khi động cơ quay, bánh bơm 3 quay làm cho chất lỏng quay theo, chất lỏng chịu lực ly tâm sẽ trượt theo cánh của bánh bơm từ trong ra ngoài Khi tới khe hở giữa

bánh bơm bánh tua bin (1), chất lỏng đập vào cánh của bánh tua bin làm tua bin quay , bánh tua bin nối liền với trục sơ cấp hộp số nên làm cho trục sơ cấp của hộp số quay theo, khi dầu tới đầu vào của bánh tua bin, chất lỏng lại trượt theo cánh của bánh tua bin trở lại bánh bơm, tạo ra chu trình khép kín Tốc độ quay của động cơ lớn thì cuốn theo tốc độ của chất lỏng lớn, do vậy động năng truyền cho bánh tua bin cũng lớn, bánh tua bin sẽ quay nhanh hơn

Trạng thái mở : Khi số vòng quay động cơ nhỏ không đủ cho bánh tua bin quay nên mômen không truyền từ động cơ ra trục sơ cấp hộp số được

Trạng thái đóng : Khi số vòng quay động cơ tăng làm cánh tua bin quay mômen được truyền từ động cơ sang trục sơ cấp hộp số

Người lái điều khiển mở ly hợp bằng cách chủ động mở van xả dầu (12), dầu được

xả ra khỏi ly hợp về thùng chứa dầu (11), ly hợp ngắt không mômen truyền từ động cơ sang trục sơ cấp hộp số

 Ưu điểm

Ly hợp thủy lực có kết cấu nhỏ gọn chỉ cần khoảng trống không gian để bố trí các cụm, cho phép khởi động động cơ và dừng ôto khi đang gài số vì giữa động cơ và hệ thống truyền lực không nối cứng, ly hợp làm việc êm dịu

 Nhược điểm

Ly hợp thủy lực lại mở không dứt khoát vì luôn có mô men dư làm ảnh hưởng đến việc gài số, ly hợp thủy lực đòi hỏi cao về độ chính xác và kín khít đối với các mối ghép, yêu cầu các loại dầu đặc biệt nên giá thành cao

+ Kết cấu đơn giản, ly hợp làm việc rất êm, cắt dứt khoát

+ Dễ dàng tự động hóa trong điều khiển

+ Các bề mặt làm việc rất ít bị mài mòn, có khả năng điều chỉnh vô cấp momen xoắn

 Nhược điểm

+ Kết câu phức tạp, giá thành sản xuất cao

1.2.1.6 Ly hợp dẫn động kiểu cơ khí

- Sơ đồ cấu tạo:

Hình 1 5 Sơ đồ dẫn động ly hợp kiểu cơ khí 1-Bàn đạp; 2-Thanh kéo; 3-Đòn trung gian; 4-Thanh đẩy; 5-Càng mở (bên ngoài); 6-Càng mở (bên trong); 7-Lò xo hồi vị; 8-Ổ bi tỳ; 9-Giá tùy động;

10-nạng mở; 11-Đĩa ep; 12-Bánh đà; 13-Tấm ma sát

1.2.1.7 Ly hợp dẫn động thủy lực

- Sơ đồ cấu tạo:

Hình 1 6 Sơ đồ ly hợp dẫn động kiểu thủy lực 1-Bánh đà; 2-Đĩa bị động; 3-Đòn mở; 4-Giá tùy động; 5-Bạc mở và ổ bi tỳ; 7- Bàn đạp; 8-Xy lanh chính; 9-Xi lanh công tác; 10-Nạng mở; 11-Ống trượt; 12-

Đĩa ép

- Nguyên lý làm việc

Dưới tác dụng của lái xe vào bàn đạp, đầu trong xilanh chính (8) sẽ theo đường ống để đến xilanh công tác (9) Dầu cao áp sẽ đầy piston và do đó đẩy cần piston quay càng mở (10) tiến hành mở ly hợp

 Ưu điểm

+ Khắc phục được hiện tượng mòn rơ các khớp

+ Có tính khuyếch đại cao

+ Hiệu suất cao, độ cứng vững cao

+ Giảm tải trọng động, có khả năng hạn chế tốc độ dịch chuyển của đĩa ép khi đóng ly hợp

+ Dễ lắp đặt

 Nhược điểm

+ Kết cấu phức tạp, yêu cầu độ kín khít cao

+ Làm việc kém tin cậy khi có rò rỉ

+ Bảo dưỡng sửa chữa phức tạp

+ Giá thành cao

1.2.1.8 Điều khiển ly hợp có trợ lực

- Điều khiển ly hợp có trợ lực cho phép giảm nhẹ lực điều khiển của lái xe trong

quá trình mở ly hợp vì vậy được sử dụng phổ biến trên hầu hết các loại ô tô a) Trợ lực lò xo

- Điều khiển ly hợp có trợ lực lò xo với khả năng trợ lực không lớn nên sử dụng

hạn chế trên một số xe con hoặc xe tải nhỏ

+ Sơ đồ cấu tạo:

Khi mở ly hợp, vị trí bàn đạp quay quanh tâm cố định, làm cho đầu di động của lò

xo di chuyển theo và vì vậy, phương của lực kéo lò xo chuyển dần về phía bên kia của tâm quay bàn đạp Tại vị trí lúc mở ly hợp hoàn toàn, lực lò xo có tác dụng hỗ trợ cho lực bàn đạp của người lái, cho phép giảm lực tác dụng của người lái trong quá trình mở

ly hợp

Phạm vi ứng dụng:

Đối với trợ lực lò xo vì lực trợ lực tạo ra nhỏ nền chủ yếu sử dung trên các oto

cỡ nhỏ và xe du lịch Khi lực bàn đạp cần thiết để mở ly hợp không lớn hơn nhiều

so với lực bàn đạp cho phép

 Ưu điểm: gọn nhẹ và đồng thời đảm nhiệm chức năng lò xo hồi vị

b) Trợ lực khí nén

12

 Điều khiển ly hợp cơ khí trợ lực khí nén

Hình 1 8 Sơ đồ dẫn động trợ lực khí nén 1-Thanh đẩy; 2-van; 3-Cần đẩy; 4-Piston trợ lực; 5-Cần piston trợ lực;

6-Ổ bi tỳ; 7- Bình khí nén

- Nguyên lý làm việc

Dưới tác dụng của lực bàn đạp để mở ly hợp, cần đẩy với van sẽ dịch chuyển tương đối với thanh đẩy làm mở van cấp khí nén Khí nén từ bình chưa qua van theo đường ống đến xi lanh trợ lực khí nén Lực do áp suất khí tạo ra trong xi lanh sẽ đẩy cần piston cùng với lực đẩy trên cần đẩy tiến hành mở ly hợp Khi thôi tác dụng lên bàn đạp, dưới tác dụng của các lò xo hồi vị các chi tiết trở về vị trí ban đầu, còn khí nén từ xi lanh trợ lực trở về van rồi qua các đường thông ra ngoài

 Ưu điểm: Giúp cho người lái điều khiển ly hợp được nhẹ nhàng

 Nhược điểm: Kết cấu cồng kềnh và phức tạp vì phải cần có thêm máy nén khí

 Phạm vi ứng dụng: Được sử dụng trên các xe tải ,xe khác có tải trọng lớn yêu cầu lực mở ly hợp lớn

 Điều khiển thủy lực trợ lực khí nén

Hình 1 9 Sơ đồ dẫn động thủy lực trợ lực khí nén

1-Bánh đà; 2-Đĩa bị động; 3-Đòn mở; 4-Giá tùy động; 5-Bạc mở và ổ bi tỳ; 6-

Lò xo hồi vị và ổ bi tỳ; 6- xy lanh công tác; 8- Xy lanh trợ lực; 9- Cơ cấu phân phối; 10- Đường thông khí trời; 11- Buồng tỷ lệ; 12-Màn tỷ lệ; 13- Xy lanh dẫn động cơ cấu trợ lực; 14- Bình khí nén; 15- Bàn đạp; 16- Xi lanh chính; 17- Tiết

lưu; 18- Nạng mở; 19- Ống trược; 20 –Đĩa ép Nguyên lý hoạt động:

Tác dụng lực lên bàn đạp, dầu trong xi lanh chính sẽ theo đường ống để đến xi lanh công tác.Dầu cao ap sẽ đẩy piston để tiến hành mở ly hợp Đồng thời áp suât dầu cũng tác dụng lên piston của xi lanh, điều khiển mở van câp khí cho hệ thống trợ lực Khí nén từ bình chưa qua van rồi đến xi lanh trợ lực Khí nén hỗ trợ lực

mở ly hợp Khi thôi tác dụng lên bàn đạp, dưới tác dụng của lò xo hồi vị, dầu trong các xi lanh sẽ trở về, còn khí nén từ xi lanh trợ lực trở về van rồi qua các đường thông ra ngoài

 Ưu điểm: Điều khiển nhẹ nhàng, áp suất trong hệ thống không đổi và tỉ lệ thuận với lực đạp (nhờ màng và lò xo tỷ lệ)

 Nhược điểm: + Kết cấu phức tạp

+ Sửa chữa, bảo dưỡng tốn thời gian, công sức Yêu cầu cao về mặt

kỹ thuật, công nghệ

 Phạm vi ứng dụng: Được sử ở các loại xe khách, xe tải tải trọng lớn yêu cầu lực

mở ly hợp lớn

Chương 2: TÍNH TOÁN LY HỢP

2.1 Số liệu cho trước

Bảng 2.1 Bảng thông số yêu cầu ban đầu

lịch

5 Số vòng quay ứng với công suất cực đại nN 5010 vòng/phút

7 Sô vòng quay ứng với mômen cực đại nM 2220 vòng/phút

10 Hệ số cản lớn nhất của đường ψmax 0.51

2.2 Tính toán mômen ma sát yêu cầu của ly hợp

Ly hợp phải có khả năng truyền hết mômen xoắn lớn nhất của động cơ

Để đảm bảo yêu cầu truyền hết mô men xoắn lớn nhất của động cơ trong mọi điều kiện làm việc, thì ta phải có:

ms emax

Trong đó:

+ Mms : Mômen ma sát yêu cầu của ly hợp [N.m]

+ Memax : Mômen xoắn lớn nhất của động cơ [N.m]

+ β : Hệ số dự trữ của ly hợp

Hệ số dự trữ β phải đủ lớn (β>1) để đảm bảo cho ly hợp truyền hết mômen xoắn động cơ trong điều kiện làm việc của nó (khi các bề mặt ma sát bị dầu mỡ rơi vào, khi các lò xo ép bị giảm tính đàn hồi, khi các tầm ma sát bị mòn.v.v ) Mặt khác hệ số β không được lớn quá, vì như thế ly hợp không làm tốt chức năng bảo vệ an toàn cho hệ thống truyền lực khi quá tải

Hệ số β thường được xác định bằng thực nghiệm; có tính đến các yếu tố như đã nêu và đặc biệt chú ý xét đến điều kiện làm việc nặng nhọc của xe, đặc tính động lực học của xe thiết kế

Đối với xe du lịch, trị số β nằm trong khoảng 1,35  1,75 Xe thiết kế là xe du

lịch có trọng lượng toàn bộ là 2758 [KG], ta chọn β = 1,4

ms emax

M = M β= 231.1,4 = 323,4 [N.m]

2.3 Phân tích, lựa chọn phương loại/kiểu và phương án dẫn động ly hợp

Với xe du lịch có trọng lượng nhỏ (2758 [KG]), chủ yếu hoạt động trên loại đường tốt và mômen cực đại là 231 [N.m] nhỏ nên ta chọn ly hợp ma sát một đĩa bị động Mặt khác, xe du lịch cần độ êm dịu cao, điều khiển dễ dàng và lực điều khiển nhỏ cho người sử dụng nên ta chọn ly hợp dẫn động kiểu thủy lực (Hình 2.1 – Sơ đồ nguyên lý ly hợp dẫn động kiểu thủy lực ) để đáp ứng yêu cầu đó Sau khi tính toán lực yêu cầu tác dụng lên bàn đạp ly hợp, nếu vượt quá giới hạn giá trị cho phép thì ta chọn thêm hệ thống trợ lực để giảm bớt lực yêu cầu tác dụng lên bàn đạp ly hợp, ngược lại thì không cần dùng

3

4

2.4 Bán kính hình vành khăn của bề mặt ma sát đĩa bị động

Hình 2 2 Sơ đồ tính toán các kích thước cơ bản của đĩa bị động

Bán kính trong R1 và bán kính ngoài R2 của bề mặt ma sát ly hợp được xác định phải đảm bảo sao cho áp suất làm việc của các bề mặt ma sát không vượt quá giới hạn cho phép Bán kính ngoài của bề mặt ma sát được xác định theo công thức:

emax 3

+ p: Áp suất pháp tuyến của các bề mặt ma sát, [N/m2] Giá trị áp suất làm việc

p phải lớn hơn hoặc bằng giá trị cho phép [p] = 1,4.1052,5.105 [N/m2] để đảm bảo tuổi thọ cần thiết của các tấm ma sát Chọn p = 1,5.105 [N/m2]

+ KR: Hệ số tỷ lệ giữa bán kính trong và ngoài bề mặt ma sát, KR = 1

2

R

R

Hệ số tỷ lệ KR có thể chọn theo kinh nghiệm bằng KR = 0,530,75 Với xe du

lịch này có động cơ tốc độ cao thì sự chênh lệch tốc độ trượt tiếp tuyến sẽ lớn, làm cho vòng ma sát mòn không đều từ trong ra ngoài nên ta chọn KR = 0,75 để tránh tình trạng

- Chọn R2 =147 [mm] , ta thấy bán kính R2 trong khoảng chấp nhận được

- Bán kính trong của tấm ma sát theo công thức:

= 0,147.0,75

= 0,11[m] = 110 [mm]

2.5 Diện tích và bán kính trung bình của hình vành khăn tấm ma sát

- Diện tích hình vành khăn tấm ma sát S [m2] được xác định theo công thức:

3 (0.147 0.11 )



2.6 Lực ép của cơ cấu ép

Sau khi đã xác định được các thông số kích thước của vành ma sát, ta dễ dàng xác định lực ép cần thiết của cơ cấu ép phải tạo để đảm bảo áp suất làm việc đã chọn và thỏa mãn mômen ma sát yêu cầu

Ta có công thức:

F = emax

tb ms

β.Mμ.R z =

1, 4.231

0, 28.0,13.2= 4442,3 [N] (2-6)

2.7 Công trượt riêng của ly hợp

a) Mô hình tính toán b) Quan hệ M(t), ( )t theo t khi ly hợp đóng Hình 2 3 Biểu đồ mômen của quá trình đóng ly hợp