Thiết kế tính toán ly hợp xe ô tô 5 chỗ (Link CAD: https://bit.ly/3lf7TBC)

Đảm bảo là cơ cấu an toàn cho các chi tiết của hệ thống truyền lực không bị quá tải như trong trường hợp phanh đột ngột và không nhả ly hợp.ở hệ thống truyền lực bằng cơ khí với hộp số c

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 3

CHƯƠNG I 5

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 Đĩa bị động 14

5,7 Lò xo hồi vị 14

10.Xy lanh công tác 14

2 Đĩa ép 14

6 Xy lanh chính 14

11 Ống dẫn dầu 14

3 Lò xo ép 14

8 Bàn đạp 14

4 Bi “T” 14

9 Càng mở 14

CHƯƠNG II 15

PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 15

2.1 Lựa chọn phương án thiết kế cơ cấu ly hợp 15

2.1.1 Ly hợp ma sát khô 15

2.1.2 Các bộ phận cơ bản trong ly hợp ma sát 19

2.2 Lựa chọn phương án dẫn động 26

2.2.1 Dẫn động ly hợp bằng cơ khí 26

2.2.2 Dẫn động ly hợp bằng thủy lực 28

2.2.3 Dẫn động ly hợp bằng cơ khí có trợ lực khí nén 30

2.2.4 Dẫn động ly hợp bằng thủy lực có trợ lực khí nén 33

2.4.5 Dẫn động thủy lực có trợ lực chân không 34

CHƯƠNG III 38

TÍNH TOÁN HỆ THỐNG LY HỢP 38

3.1 Các thông số tham khảo xe Toyota Vios 38

3.2 Tính toán thiết kế cơ cấu ly hợp 39

3.2.1 Xác định mômen ma sát của ly hợp 39

3.2.2 Xác định kích thước cơ bản của ly hợp 39

3.2.3 Tính công trượt và công trượt riêng 40

3.2.4 Tính toán sức bền một số chi tiết chủ yếu của ly hợp 43

3.3 Tính toán thiết kế dẫn động ly hợp 63

3.3.1 Xác định lực và hành trình bàn đạp 63

3.3.2 Thiết kế hệ thống dẫn động thủy lực 65

3.3.3 Thiết kế bộ trợ lực chân không 68

CHƯƠNG IV 72

SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG VÀ ĐIỀU CHỈNH LY HỢP 72

4.1 Kiểm tra sửa chữa đĩa ma sát 72

4.2 Kiểm tra sửa chữa cụm đĩa ép, lõ xo ép và vỏ ly hợp 72

4.3 Lắp bộ ly hợp và điều chỉnh độ đồng đều của các đòn mở 73

4.4 Kiểm tra khớp trượt và vòng bi nhả ly hợp 74

4.5 Lắp cơ cấu điều khiển và điều chỉnh hành trình tự do của bàn đạp ly hợp 74

4.6 Những hư hỏng thường gặp , bảo dưỡng sửa chữa 76

4.6.1 Ly hợp bị trượt 76

4.6.2 Ly hợp ngắt không hoàn toàn 77

4.6.3 Ly hợp đóng đột ngột 78

4.6.4 Ly hợp phát ra tiếng kêu 79

4.6.5 Bàn đạp ly hợp bị rung 79

4.6.6 Đĩa ép bị mòn nhanh 79

4.6.7 Bàn đạp ly hợp nặng 80

4.6.8 Hỏng hệ thống dẫn động thuỷ lực 80

3.Cấu tạo hệ thống ôtô con 86

Tác giả: PGS.TS Nguyễn Khắc Trai 86

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 triểnvượt bậc và thu được những thành tựu quan trọng Khoa học kỹ thuật đã được

áp dụng phổ biến trong đời sống và góp phần thúc đẩy sự phát triển của nền kinh tế quốc dân

Công nghiệp ôtô là một ngành quan trọng trong sự phát triển kinh tếcủa một đất nước, đặc biệt là một quốc gia đang phát triển như Việt Nam Ô tôphục vụ cho các mục đích thiết yếu của con người như việc vận chuyển hànghoá, đi lại của con người.Ngoài ra nó còn phục vụ trong rất nhiều lĩnh vựckhác như: Y tế, cứu hoả, cứu hộ, an ninh, quốc phòng….Do vậy phát triểnngành công nghiệp ôtô Việt Nam là một trong những mục tiêu chiến lượctrong 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 nướcphát triển trên thế giới, chúng ta ngày càng được tiếp cận nhiều hơn với cáccông nghệ tiên tiến trên thế giới trong đó có công nghệ về ôtô Công nghệ ôtômặc dù là một công nghệ xuất hiện đã lâu nhưng trong những năm gần đây đã

có nhiều bước phát triển mạnh mẽ, liên tục các công nghệ mới đã được phátminh nhằm hoàn thiện hơn nữa ôtô truyền thống Ngoài ra người ta còn phátminh ra những công nghệ mới nhằm thay đổi ôtô truyền thống như nghiêncứu ôtô dùng động cơ Hybryd, động cơ dùng nhiên liệu Hydro, ôtô có hệthống lái tự động… Tuy nhiên trong điều kiện của nước ta, chúng ta chỉ cầntiếp thu và hoàn thiện những công nghệ về ôtô truyền thống

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 hệthống truyền lực của ôtô Hệ thống ly hợp có ảnh hưởng lớn đến tính êm dịucủa ôtô, tính năng điều khiển của ôtô, đảm bảo an toàn cho động cơ và hệthống truyền lực trên ôtô Nên để chế tạo được một chiếc ôtô đạt yêu cầu chấtlượng thì việc thiết kế chế tạo một bộ ly hợp tốt là rất quan trọng Do đó em

đã được giao đề tài “ Thiết kế tính toán ly hợp xe ô tô 5 chỗ” để nghiên cứu

tìm hiểu cụ thể về hệ thống ly hợp trên ôtô và quy trình thiết kế chế tạo hệthống ly hợp cho ôtô Với các thông số ban đầu lấy từ xe tham khảo là xeTOYOTA VIOS Trong nội dung đồ án, em đã cố gắng trình bày một cách cụthể nhất về hệ thống ly hợp trên ôtô, bao gồm từ phần tổng quan về hệ thống

ly hợp đến quy trình thiết kế chế tạo một bộ ly hợp hoàn chỉnh có thể hoạtđộng được cũng như những hư hỏng có thể xảy ra và cách bảo dưỡng, sữachữa hệ thống ly hợp

Trong thời gian được giao đề tài, với sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình, cụ

thể của Thầy giáo Dương Ngọc Khánh cùng các thầy giáo trong bộ môn Ôtô

và xe chuyên dụng, em đã hoàn thành đồ án của mình Mặc dù bản thân đã có

cố gắng và được sự quan tâm giúp đỡ của các thầy giáo nhưng do kiến thức,kinh nghiệm và thời gian hạn chế nên đồ án của em không thể tránh khỏithiếu sót Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, phê bình của các thầy trong bộmôn

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Dương Ngọc Khánh

và các thầy giáo trong bộ môn Ôtô và xe chuyên dụng, Viện Cơ khí động lực,Trường ĐHBK Hà Nội đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt bản

đồ án này

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ LY HỢP TRÊN XE Ô TÔ

1.1 Công dụng ly hợp

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

có công dụng là:

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

Ngắt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong trường hợp ôtô khởi hành hoặc chuyển số

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

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

êm dịu động cơ đang làm việc với hệ thống truyền lực (lúc này ly hợp có sự trượt) làm cho mômen ở các bánh xe chủ động tăng lên từ từ Do đó, xe khởi hành và tăng tốc êm

Mở ly hợp phải dứt khoát và nhanh chóng, tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền 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

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

a) Phân loại theo phương pháp truyền mômen

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

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

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

Hiện nay, ly hợp ma sát loại đĩa được sử dụng rất rộng rãi, vì nó có kếtcấu đơn giản, dễ chế tạo và khối lượng phần bị động của ly hợp tương đốinhỏ

Còn ly hợp ma sát loại hình côn và hình trống ít được sử dụng, vì phần bịđộng của ly hợp có trọng lượng lớn sẽ gây ra tải trọng động lớn tác dụng lêncác cụm và các chi tiết của hệ thống truyền lực

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

1 Bánh đà 5 Đĩa ép ngoài 9 Ống trượt 16 Đòn mở

2 Lò xo định vị 6 Bu lông hạn

chế

10 Trục bị động

17 Lò xo giảm chấn

3 Đĩa ép trung

gian 7 Lò xo ép 14 Càng gạt

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 nung nóng do nhiệt tạo bởi một phần công ma sát.Tuy nhiên ly hợp ma sátvẫn được sử dụng 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 mới được sử dụng ở một số loại xe ôtô du lịch, ôtô vận tải hạng nặng

và một vài ôtô quân sự

B¸nh b¬m B¸nh Tuabin

Vá

Hình 1.3: Sơ đồ ly hợp thủy 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

1 2

3 4 5 6

Hình 1.4: Sơ đồ nguyên lý ly hợp điện từ

1.Bánh đà 3.Cuộn dây 5.Lõi thép bị động nối với hộp số

2.Khung từ 4.Mạt sắt 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

b) 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

c) Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép

Theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép ngoài thì người ta chia ra cácloại ly hợp sau:

Loại 1: Ly hợp lò xo: Là ly hợp dùng lực lò xo tạo lực nén lên đĩa ép, nó

gồm các loại sau:

Lò xo 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 kháphổ biến trên các ôtô hiện nay, vì nó có ưu điểm kết cấu gọn nhẹ, tạo được lực

ép lớn theo yêu cầu và làm việc tin cậy

Loại 2: Ly hợp điện từ: Lực ép là lực điện từ.

Loại 3: Ly hợp ly tâm: Là loại ly hợp sử dụng lực ly tâm để tạo lực ép đóng

và mở ly hợp Loại này ít được sử dụng, 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

d) Phân loại theo phương pháp dẫn động ly hợp

Theo phương pháp dẫn động ly hợp thì người ta chia ly hợp ra thành 2 loạisau:

Loại 1: Ly hợp điều khiển tự động.

Loại 2: Ly hợp điều khiển cưỡng bức.

Để điều khiển ly hợp thì người lái phải tác động một lực cần thiết lên hệ thốngdẫn động ly hợp Loại này được sử dụng hầu hết trên các ôtô dùng ly hợp loạiđĩa ma sát ở trạng thái luôn đóng

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

Dẫn động bằng cơ khí: 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

hoặc thủy lực với các bộ phận trợ lực bàn đạp: cơ khí, thủy lực áp suất cao,chân không, 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 5,7 Lò xo hồi vị 10.Xy lanh công tác

2 Đĩa ép 6 Xy lanh chính 11 Ống dẫn dầu

3 Lò xo ép 8 Bàn đạp

4 Bi “T” 9 Càng mở

CHƯƠNG II PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

2.1 Lựa chọn phương án thiết kế cơ cấu ly hợp

nối với vỏ ly hợp bằng thanh mỏng đàn hồi đảm bảo truyền được mômen từ

vỏ lên đĩa ép và dịch chuyển dọc trục khi đóng, ngắt ly hợp Lực ép lò xo éptruyền tới đĩa ép có tác dụng kẹp chặt đĩa bị động với bánh đà

Phần bị động

Đĩa bị động (2) ( gồm cả chi tiết xương đĩa bị động, các tấm ma sát,moay ơ, bộ phận giảm chấn (9) và trục ly hợp

Nguyên lý hoạt động của ly hợp ma sát khô một đĩa

Sự làm việc của ly hợp được chia thành hai trạng thái cơ bản là : Đóng và

Mở

Trạng thái đóng

Bàn đạp ly hợp ở trạng thái ban đầu Dưới tác dụng của các lò xo (4) bốtrí trên ly hợp, đĩa bị động (2) được ép giữa bánh đà (1) và đĩa ép (3) bằng lựccủa lò xo (4) Mômen ma sát được tạo lên giữa chúng Mômen xoắn chuyền

từ phần chủ động tới phần bị động qua bề mặt tiếp xúc giữa đĩa bị động (2)với bánh đà và đĩa ép tới trục bị động của ly hợp sang hộp số

Khi làm việc, do một số nguyên nhân nào đó, mômen hệ thống truyềnlực lớn hơn giá trịn mômen ma sát ly hợp, ly hợp sẽ trượt và đóng vai trò là

cơ cấu an toàn tránh quá tải cho hệ thông truyền lực

Trạng thái mở ly hợp

Khi tác dụng lực điều khiển lên bàn đạp, bàn đạp dịch chuyển→đònkéo dịch chuyển→ càng mở (10) tác động lên bi ‘T’ (7) dịch sang trái khắcphục khe hở ‘δ’ →tác động đòn mở (8) ép lò xo (4) kéo đĩa ép (3) dịchchuyển sang phải tách các bề mặt ma sát của đĩa bị động ra khỏi bánh đà vàđĩa ép Mômen ma sát giảm dần và triệt tiêu Ly hợp được mở thực hiện ngắtmômen truyền từ động cơ tới hệ thống truyền lực

b Sơ đồ cấu tạo của ly hợp loại ma sát khô 2 đĩa

Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp 2 đĩa ma sát khô tương tựnhư ly hợp ma sát khô một đĩa Điểm khác biệt của ly hợp ma sát 2 đĩa là có 2đĩa bị động và đĩa ép trung gian.

Cấu tạo theo sơ đồ hình 2.2

10 Trục ly hợp

14 Lò xo giảm chấn

3 Đĩa ép trung gian 7 Lò xo ép 11 Càng mở

4 Đĩa ma sát 8 Vỏ ly hợp 12 Bi "T"

Phần bị động

Gồm có hai đĩa ma sát bị động (4) cùng với bộ giảm chấn (14) dập tắtdao động xoắn Đĩa bị động bên trong nằm giữa bánh đà và đĩa ép trung gian.Đĩa bị động bên ngoài nằm giữa đĩa ép trung gian và đĩa ngoài Các đĩa bị

động (4) liên kết với các trục bị động của ly hợp bằng mối ghép then hoa ditrượt trên Moay-ơ

Nguyên lý hoạt động của ly hợp ma sát khô hai đĩa

Trạng thái đóng ly hợp

Lực ép của các lò xo (7) ép chặt các đĩa ép ngoài, đĩa bị động ngoài ,đĩa

ép trung gian, đĩa bị động trong, trên bánh đà thành một khối mômen xoắnđược truyền từ động cơ qua phần chủ động, các đĩa bị động, bộ phận giảmchấn, Moay-ơ tới trục bị động ly hợp

Trạng thái ly hợp mở

Khi tác động lực điều khiển lên bàn đạp thông qua các thanh kéo, bạc

mở (9) dịch sang trái khắc phục khe hở ở giữa ô bi ‘T’ (12) và đầu đòn mở(13) ổ bị ‘T’ tiếp tục ép lên đầu đòn mở, đầy đầu trong sang trái, đầu ngoàiđòn mở dịch chuyển sang phải Kéo đĩ ép ngoài (5) tách khỏi đĩa bị độngngoài, lò xo định vị (2) đẩy đĩa ép trong tiến sát đến đầu bu lông hạn chế (6),tách đĩa bị động trong ra khỏi bánh đà Lực ép của lò xo ép không truyền tớiđĩa bị động phần bị động và phần chủ động được tách ra Mômen từ động cơđược truyền sang hệ thống truyền lực bị ngắt

So sánh ly hợp ma sát 1 đĩa và ly hợp ma sát 2 đĩa

Nếu cùng một kích thước bao ngoài và lực ép như nhau Ly hợp 2 đĩa(với 2 đôi bề mặt ma sát) truyền được mômen lớn hơn, do vậy được dùng trên

xe ô tô có tải trọng lớn hoặc ô tô kéo rơmoc hay bán rơmoc nặng

Nếu cùng truyền mô men như nhauthì kích thước của ly hợp 2 đĩa nhỏ hơn

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 đó là ly hợp 2 đĩa có kếtcấu phúc tạp, quá trình mở kém dứt khoát

Kết luận: Như vậy đối với xe con 5 chỗ không đòi hỏi công suất và mô men

lớn ta chọn ly hợp là ly hợp ma sát khô 1 đĩa với những ưu điểm nổi bật:

Đơn giản trong chế tạo

Có khả năng mở dứt khoát, thoát nhiệt tốt

Thuận lợi trong bảo dưỡng và sửa chữa

Lò xo ép được chế tạo từ các loại thép có độ cứng cao và được nhiệtluyện, 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 ở trạng thái tự do đặc tính biến dạng (quan hệ lực F và biến dạng ∆l)của các loại lò xo được thể hiện hình 2.5

Hình 2.5: 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 2.5.

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 ly hợp

Kết cấu nhỏ gọn, khoảng không gian chiếm chỗ ít vì lực ép tác dụnglên 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

sẽ làm cho đĩa ma sát mòn không đều và dễ bị cong vênh

nó đòi hỏi phải tạo được lực lớn để ngắt ly hợp và khi đĩa ma sát mòn thì lực

ép của lò xo sẽ giảm rất nhanh

Lò xo đĩa có đặc tính làm việc hợp lý vì trong vùng làm việc lực épthay đổi không dáng kể theo biến dạng Do vậy lực ngắt ly hợp đòi hỏi khônglớn và khi 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 trọnglớn,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 là lò xo dạng đĩa dạng thường đóng.

2.1.2.2 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 truyềnmômen này được thực hiện bằng các vấu, chốt, thanh nối đàn hồi, được thể

hiện qua hình 2.6

Hình 2.6: 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 đĩa trung gian còn đảm bảo việc hấp thụ và truyền nhiệt ra môi trường Cácđĩa được chế 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 liên kết 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 épkhông có ma sát Một đầu thanh nối được tán với vỏ ly hợp, đầu còn lại đượcbắt vào đĩa ép Phương pháp này được sử dụng rộng rãi ở ly hợp xe con và xetải

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

2.1.2.3 Đĩa bị động

Sơ đồ đĩa bị động như hình 2.7 và hình 2.8

Đĩa bị động được lắp trên then hoa trục bị động gồm: Xương đĩa (5)bằng thép mỏng, tấm ma sát (1) và bộ phận dập tắt dao động (6,10)

Xương đĩa được tán chặt vơi các cánh hình chữ ‘T’ làm bằng thép lò

xo Các cánh được bẻ vênh về các hướng khác nhau và tán với các tấm ma sát(1) Cấu trúc như vậy đảm bảo cho các bề mặt ma sát được tiếp xúc tốt, đóng

êm dịu, ngăn ngừa sự cong vênh khi bị nung nóng dẫn đến làm giảm độ cứngdọc trục của đĩa bị động

Các tấm ma sát (1) được cố định vào các cánh chữ ‘T’ theo phươngpháp tán độc lập Bề mặt của tấm ma sát có rãnh thông gió và để thoát sảnphẩm mài mòn Vật liệu tấm ma sát được làm từ nguồn gốc amiang Tấm masát có hệ số ma sát cố định, chịu mài mòn cao với khả năng làm việc nhiệt độlâu dài đến 2000c và tức thời đến 3500c Tấm ma sát có thể sử dụng phụ dathiếc (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 quyếtđịnh tuổi thọ của ly hợp do vậy vật liệu của nó ngày được hoàn thiện

Hình 2.7: Sơ đồ đĩa bị động

1,13 Tấm ma sát 7 Chốt truyền lực 12 Tấm ốp giữ bộ giảm

chấn 2,3 Các cánh xương đĩa 8 Moay-ơ 14,15 Đinh tán

5 Xương đĩa 10 Đệm điều chỉnh

6,9 Vòng ma sát giảm

chấn

11 Lò xo giảm chấn

Hình 2.8 Sơ đồ đĩa bị động

2.1.2.4 Bộ giảm chấn

Sơ đồ bộ giảm chấn như hình 2.9

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 tryềnlực do có sự kích 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

Moay-ơ và hoạt động 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 cáccửa sổ chứa lò xò một đầu lò xo tựa trên đĩa trong của xương đĩa, đầu kia tựavào đĩa Moay-ơ

Trạng thái (a) chưa chịu tải lò xo bị nén đẩy các tấm đệm lò xo khắc phục hếtkhe hở cửa sổ

2.1.2.5 Đòn mở ly hợp

Đòn mở ly hợp là khâu nối giữa phần dẫn động điều khiển và phần chủđộng đĩa ép ly hợp Đòn mở đảm nhận truyền lực điều khiển để mở đĩa éptrong cụm ly hợp Khi mở ly hợp lực điều khiển cần ép lò xo ép lại Kéo đĩa

ép tách các bề mặt ma sát Lực điều khiển tác dụng lên đòn mở lớn, nên đòn

mở thường có từ 3 chiếc trở lên, bố trí đều theo chu vi Đòn mở được liên kếtvới đĩa chủ động và cùng quay với vỏ ly hợp Đòn mở được chế tạo từ théphợp kim có trọng lượng và kích thước nhỏ

Cấu trúc liên kết lựa được trình bày theo hình 2.10

Hình 2.10 Sơ đồ cấu tạo đòn mở ly hợp

1 Đĩa ép 2 Đòn mở 3 Ổ bi kim 4 Điểm tỳ

5 Dẫn động điều khiển ly hợp 6 Bạc mở 7 Vỏ ly hợp

2.2 Lựa chọn phương án dẫn động

Dẫn động điều khiển ly hợp có nhiệm vụ truyền lực của người lài từbàn đạp ly hợp tới đòn mở để thực hiện ngắt ly hợp Dẫn động điều khiển cầnphải đảm bảo kết cấu đơn giản, dễ sử dụng, điều khiển nhẹ nhàng bằng lựcbàn đạp của người lái,

Dẫn động ly hợp thường có các loại sau:

dẫn động này được sử dụng phổ biến ở các ôtô quân sự như xe ZIN-130,ZIN-131,

Nguyên lý làm việc ly hợp dẫn động bằng cơ khí

Sơ đồ cấu tạo như hình 2.11

Khi người lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly hợp (7) sẽ làm cho cầncủa trục bàn đạp ly hợp quay quanh tâm O kéo đòn dẫn động của ly hợp (9)1

dịch chuyển sang phải (theo chiều mũi tên) Làm cho càng mở ly hợp (6) quayquanh O Càng mở gạt bạc mở (4) sang trái (theo chiều mũi tên) tác động2

vào đầu đòn mở của ly hợp, 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), bànđạp trở về vị trí ban đầu duy trì khe hở δ giữa bạc mở với đầu đòn mở Nhờ

có các lò xo đẩy đĩa ép chủ động ép đĩa bị động vào bánh đà , ly hợp đượcđóng lại

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

Sơ đồ cấu tạo xi lanh chính của dẫn động ly hợp bằng thủy lực hình 2.13

Khi người lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly hợp (8), nhờ thanh đẩy, đẩypiston của xi lanh chính (6) sang trái, bịt lỗ bù dầu b (h 2.13), làm dầu trongkhoang D bị nén lại Khi áp lực dầu trong khoang D thắng lực ép của lò xovan một chiều (17) ở van một chiều (16) thì van một chiều mở ra Lúc nàydầu từ khoang D theo đường ống dẫn dầu (11) (h 2.12) vào xi lanh công tác(10) đẩy piston sang phải, làm cho càng mở ly hợp (9) quay quanh O, đồngthời đẩy bạc mở (4) sang trái (theo chiều mũi tên) Bạc mở tác động nên đầudưới 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 (8) thì dưới tác dụng của lò xo hồi vị (7)

và lò xo ép làm các piston của xi lanh chính và xi lanh công tác từ từ trở về vịtrí ban đầu Lúc này dầu từ xi lanh công tác (10) theo đường ống dẫn dầu (11)qua van hồi dầu (18) vào khoang D

D, nên dầu từ khoang C qua lỗ cung cấp dầu (a) vào khoang E, rồi sau đó dầuqua lỗ nhỏ ở mặt đầu piston ép phớt cao su (14) để lọt sang bổ sung dầu chokhoang D (tránh hiện tượng lọt khí vào khoang D, khi khoang D có độ chânkhông) 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 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

Hình 2.13: Sơ đồ cấu tạo xi lanh chính của dẫn động ly hợp bằng thủy lực

3 Xi lanh 15 Lò xo hồi vị piston

4 Piston 16 Van một chiều

9 Bình chứa dầu 17 Lò xo van một chiều

10 Nút đổ dầu vào 18 Van hồi dầu

11 Tấm chắn dầu a Lỗ cung cấp dầu

12 Cần piston b Lỗ điều hòa

Nhược điểm:

Loại hệ thống dẫn động bằng thủy lực không phù hợp với những xe cómáy nén khí Yêu cầu hệ thống dẫn động ly hợp bằng thủy lực cần có độchính xác cao

2.2.3 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

Nguyên lý làm việc của ly hợp dẫn động bằng cơ khí có trợ lực khí nén

Khi người lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly hợp (1), làm cho đòndẫn động (2) quay quanh O , thông qua thanh kéo (3) làm đòn (4) quay1

quanh O và qua thanh kéo (5) làm đòn dẫn động (7) quay quanh 2 O Nhờ có3

đòn dẫn động (8) cùng với mặt bích của xi lanh phân phối (9) và đẩy thân vanphân phối (10) sang phải (theo chiều mũi tên) Khi mặt phải của thân vanphân phối chạm vào đai ốc hạn chế hành trình trên cần piston (15) thì làm chocàng mở ly hợp (16) quay quanh O và đẩy bạc mở ly hợp (19) sang trái (theo4

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 xi lanh(17) và đẩy xi lanh lực dịch chuyển làm đòn dẫn động (18) quay quanh O 4

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 dụngcủa lò xo hồi vị (6) kéo bàn đạp trở về vị trí ban đầu Đồng thời thông quađòn dẫn động (8) kéo thân van phân phối (10) sang trái, khi mặt đầu bênphải 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 xi lanh lực (17) theo đườngdẫn khí nén (13) vào khoang B và qua đường thông với khí trời a ở thânpiston (14) ra ngoài Lúc này ly hợp ở trạng thái đóng hoàn toàn

9 Mặt bích của xi lanh phân phối 16 Càng mở ly hợp

10 Thân van phân phối 17 Xi lanh công tác

4 ; 13 Đường ống dẫn dầu 14 Piston xi lanh mở van

5 Xi lanh công tác 15 Cốc van phân phối

9 Piston xi lanh thủy lực 19 Đường ống dẫn khí nén

Nguyên lý làm việc của ly hợp dẫn động bằng thủy lực có cường hóa khí nén

Khi người lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly hợp (1), làm cho tayđòn bàn đạp quay quanh O và đẩy cần piston của xi lanh chính (3) đi xuống1

(theo chiều mũi tên) Dầu từ xi lanh chính (3) được piston nén lại và theođường ống dẫn dầu (4) vào xi lanh thủy lực (8) áp lực dầu tác dụng vào mặt

piston xi lanh thủy lực (9) và đẩy nó cùng cần piston (10) sang phải Làm chocàng mở ly hợp (11) quay quanh O và đẩy bạc mở ly hợp (12) sang trái (theo2

chiều mũi tên) Ly hợp được mở

Đồng thời dầu có áp suất theo đường ống dẫn dầu (13) tác dụng lênpiston xi lanh mở van (14) thì đẩy piston (14) cùng cốc van (15) và màngngăn (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 xi lanh (6) cùng cần piston(7) sang phải Kết hợp với lực đẩy của áp lực dầu, đẩy piston xi lanh thủy lực(9) cùng cần piston (10) làm cho càng mở ly hợp (11) quay quanh O và đẩy2

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 xi lanh chính (3)dịch chuyển lên phía trên và dầu từ xi lanh công tác trở về xi lanh chính.Đồng thời van xả (17) mở, van nạp (18) đóng lại Khí nén từ khoang B qua lỗthông 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 hệthống dẫn động bằng thủy lực vẫn hoạt động bình thường Lực của người láitác 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

Hình 2.16:Sơ đồ dẫn động thủy lực có trợ lực chân không.

1 Ống dẫn dầu 6 Đĩa bị động 11 Lò xo hồi vị bàn đạp.

34

56

C

Hình 2.17: Sơ đồ bộ trợ lực chân không.

1 Van điều khiển 3, 6 Lò xo hồi vị 5 Màng cao su

2 Van chân không 4 Van khí

Nguyên lý hoạt động hệ thống dẫn động thủy lực có trợ lực chân không

Sơ đồ dẫn động thủy lực có trợ lực chân không hình 2.16

Sơ đồ cấu tạo bộ trợ lực chân không hình 2.17

Khi mở ly hợp: Khi người lái đạp bàn đạp làm đẩy van khí (4) mở rađồng thời van điều khiển (1) (bằng cao su) đóng van chân không (2) lại Lúcnày khoang B được nối với khoang khí trời C và khoang B không thông vớikhoang chân không A, tạo ra sự chênh lệch áp suất giữa hai khoang A và B,làm van chân không chuyển động sang trái đẩy pittông của xy lanh chính (13)sang trái làm dầu trong xy lanh chính theo ống (1) sang xy lanh công tác (2)đẩy pittông của xy lanh công tác sang phải qua càng mở (3) đẩy bi T (4) épvào đòn mở (5) làm mở ly hợp

Khi đóng ly hợp: Khi người lái thôi tác dụng vào bàn đạp, nhờ các lò

xo hồi vị làm van khí (4) trở về vị trí ban đầu, lúc này van khí (4) ép chặt làm

mở van chân không (2) ra Kết quả là khoang A thông với khoang B vàkhoang B không thông với khoang C nữa Hai khoang A và B không có sựchênh lệch áp suất nên không sinh ra trợ lực nữa và các chi tiết cũng trở về vịtrí ban đầu

Khi người lái dừng chân ở một vị trí nào đó thì van khí 4 dừng lại.Nhưng màng cao su 5 vẫn dịch chuyển một chút và kéo van chân không (2) đitheo nên đẩy van điều khiển (1) ép chặt vào van khí (4) làm đóng van khí Lúcnày cả van khí và van chân không đều được đóng lại và không khí trongkhoang B không đổi, sự chênh lệch áp suất giữa hai khoang A và B là ổn định.Như vậy đĩa ép vẫn được giữ ở một vị trí nhất định, tức là ly hợp vẫn được

mở ở một vị trí nhất định

Ưu điểm: Lực bàn đạp nhỏ nên điều khiển dễ dàng.

Không tốn công suất cũng như nhiên liệu cho bộ trợ lực Khi hệ thống trợ lực hỏng thì ly hợp vẫn làm việc được

Nhược điểm: Kết cấu phức tạp nên khó chế tạo, bảo dưỡng và sữa chữa.

Cần độ kín khít cao để tránh rò rỉ dầu và khí

phải tăng kích thước màng sinh lực dẫn đến kết cấu cồngkềnh.

Kết luận: Qua việc tham khảo sơ bộ các phương án, ta thấy phương án dẫn

động thuỷ lực dùng trợ lực chân không là phương án có nhiều ưu điểm nổibật, đảm bảo tính hài hoà, phù hợp với phương án dẫn động và trợ lực của loại

xe thiết kế Do đó ta chọn phương án dẫn động là dẫn động thuỷ lực dùng trợlực chân không

Như vậy loại ly hợp mà ta chọn thiết kế là ly hợp ma sát khô 1 đĩa sử dụng lò xo đĩa dạng thường đóng dẫn động thuỷ lực có trợ lực chân không.

CHƯƠNG III TÍNH TOÁN HỆ THỐNG LY HỢP

3.1 Các thông số tham khảo xe Toyota Vios

mm

3 Trọng lượng khi không tải a = 1.02; b = 1.53; hg= 400

4 Trọng lượng khi đầy tải a = 1.15; b = 1.4; hg= 450

12 Tỉ số truyền của hộp số (tay

3.2 Tính toán thiết kế cơ cấu ly hợp

Với ô tô tải không kéo mooc: β = 1,6 ÷2,25

Với ô tô tải làm việc có kéo mooc: β = 2,0 ÷3,0

Với ly hợp ta chọn thiết kế ở đây là của xe con nên ta chọn β=1,6

Vậy mômen ma sát của ly hợp: Mc =β.Memax =1,6.141 225,6 Nm= ( )

3.2.2 Xác định kích thước cơ bản của ly hợp

Cơ sở để xác định kích thước của ly hợp là ly hợp phải có khả năng truyềnđược mô men xoắn lớn hơn mô men cực đại của động cơ một ít

zµ : số đôi bề mặt ma sát.

Rµ : bán kính ma sát trung bình, được tính như sau :

Theo công thức kinh nghiệm ta có:

c tb