tính toán thiết kế ly hợp oto tải

- Trạng thái mở ly hợp: Khi cần ngắt truyền động từ động cơ tới trục sơ cấp của hộp số người ta cần tác dụng một lực vào bàn đạp 7 thông qua đòn kéo 9 và càng mở 10, bạc mở 6 mang bi “T”

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ LY HỢP VÀ LỰA CHỌN

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

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

Đảm bảo là cơ cấu an toàn cho các chi tiết của hệ thống truyền lực khi gặp quá tải hư trong trường hợp phanh đột ngột mà không nhả ly hợp

1.1.2 Phân loại

a Theo phương pháp truyền mô men.

Theo phương pháp truyền mô men từ trục khuỷu của động cơ đến hệ thống truyền lực người ta chia ly hợp thành các loại sau:

- Ly hợp ma sát: mô men truyền động nhờ các bề mặt ma sát

- Ly hợp thuỷ lực: mô men truyền động nhờ năng lượng của chất lỏng

- Ly hợp điện từ: mô men truyền động nhờ tác dụng của trường nam châmđiện

- Ly hợp liên hợp: mô men truyền động bằng cách kết hợp hai trong các loại kể trên

b Theo trạng thái làm việc của ly hợp

Theo trạng thái làm việc của ly hợp người ta chia ly hợp thành các loại sau:

- Ly hợp thường đóng

- Ly hợp thường mở

c Theo phương pháp sinh lực ép trên đĩa ép

Theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép người ta chia ra thành các loại ly hợp sau:

- Loại lò xo (lò xo đặt xung quanh, lò xo trung tâm, lò xo đĩa).

- Loại nửa ly tâm: lực ép sinh ra ngoài lực ép của lò xo còn có lực ly tâm của trọng khối phụ ép thêm vào

Loại ly tâm: ly hợp ly tâm sử dụng lực ly tâm để tạo lực ép đóng và mở lyhợp

+ Ly hợp dẫn động cơ khí cường hoá khí nén

+ Ly hợp dẫn động thuỷ lực cường hoá khí nén

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

- Các bề mặt ma sát phải thoát nhiệt tốt

- Kết cấu ly hợp phải đơn giản, dễ điều chỉnh chăm sóc và bảo dưỡng

1.2 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp lựa chọn loại

+ Dẫn động ly hợp: là bộ phận thực hiện việc điều khiển đóng mở ly hợp.

1.2.1 Ly hợp ma sát khô một đĩa bị động lò xo ép hình trụ bố trí xung quanh.

a Sơ đồ cấu tạo:

Hình 1.1 Ly hợp một đĩa ma sát

1 bánh đà; 2 đĩa ma sát; 3 đĩa ép; 4 lò xo ép; 5 vỏ ly hợp; 6 bạc mở; 7 bàn đạp; 8 lò xo hồi vị bàn đạp; 9 đòn kéo; 10 càng mở; 11 bi “T”; 12 đòn mở;

13 bộ giảm chấn.

- Nhóm các chi tiết chủ động bao gồm: bánh đà, vỏ ly hợp, đĩa ép, đòn mở và các

lò xo ép Khi ly hợp mở hoàn toàn thì các chi tiết thuộc nhóm chủ động sẽ quay cùng với bánh đà

- Nhóm các chi tiết bị động gồm đĩa bị động (đĩa ma sát), trục ly hợp Khi

ly hợp mở hoàn toàn thì các chi tiết thuộc nhóm bị động sẽ đứng yên

- Theo sơ đồ cấu tạo ở hình vẽ thì vỏ ly hợp 5 được bắt cố định với bánh

đà 1 bằng các bu lông, đĩa ép 3 có thể dịch chuyển tịnh tiến trong vỏ và có bộ phận truyền mô men từ vỏ 5 vào đĩa ép Các chi tiết 1, 3, 4, 5 được gọi là phần chủ động của ly hợp Chi tiết số 2 được gọi là phần bị động của ly hợp, các bộ phận còn lại thuộc bộ phận dẫn động ly hơp

b Nguyên lý hoạt động:

- Trạng thái đóng ly hợp: ở trạng thái này lò xo 4 một đầu tựa vào vỏ 5,

đầu còn lại tì vào đĩa ép số 3 tạo lực ép để ép chặt đĩa bị động 2 với bánh đà số 1cho phần chủ động và phần bị động tạo thành 1 khối cứng Khi này mô men từ động cơ được truyền từ phần chủ động sang phần bị động của ly hợp thông qua các bề mặt ma sát của đĩa bị động 2 với đĩa ép 3 và bánh đà 4 Tiếp đó mô men truyền vào xương đĩa bị động qua bộ giảm chấn 13 đến moay ơ rồi truyền vào trục ly hợp (trục sơ cấp hộp số) Lúc này giữa bi “T” 11 và đầu mở 12 có khe hở

từ 3 ÷ 4 mm, tương ứng với hành trình tự do của bàn đạp ly hợp

- Trạng thái mở ly hợp: Khi cần ngắt truyền động từ động cơ tới trục sơ cấp

của hộp số người ta cần tác dụng một lực vào bàn đạp 7 thông qua đòn kéo 9 và càng mở 10, bạc mở 6 mang bi “T” 11 sẽ dịch chuyển sang trái Sau khi khắc phục hết khe hở, bi “T” 11 sẽ tì vào đầu đòn mở 12 Nhờ có khớp bản lề của bản

lề liên kết với vỏ 5 nên đầu kia của đòn mở 12 sẽ kéo đĩa ép 3 nén lò xo 4 lại để dịch chuyển sang phải Khi này các bề mặt ma sát giữa bộ phận chủ động và bị động của ly hợp được tách ra và ngắt truyền động từ trục cơ tới trục sơ cấp của hộp số

1.2.2 Ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động lò xo ép hình trụ bố trí xung

quanh.

Đối với một số ôtô vận tải cần phải truyền mô men lớn người ta sử dụng ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động So với ly hợp ma sát khô một đĩa bị động, ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động có những ưu nhược điểm sau:

- Nếu cùng một kích thước đĩa bị động và cùng một lực ép như nhau thì ly hợp haiđĩa truyền được mô men lớn hơn ly hợp một đĩa

- Nếu phải truyền một mô men như nhau thì ly hợp hai đĩa có kích thước nhỏ gọn hơn ly hợp một đĩa

- Ly hợp hai đĩa đóng êm dịu hơn nhưng khi mở lại kém dứt khoát hơn ly hợp một đĩa

- Ly hợp hai đĩa có kết cấu phức tạp hơn ly hợp một đĩa

a.Cấu tạo:

Hình 1.2 Ly hợp hai đĩa ma sát khô

1 Bánh đà; 2 Lò xo đĩa bị động; 3 Đĩa ép tring gian; 4 Đĩa bị động;

bố trí thêm cơ cấu truyền mô men từ vỏ hoặc bánh đà sang đĩa ép và cả đĩa trunggian

Vì nhược điểm của ly hợp hai đĩa là không mở dứt khoát nên ở những loại

ly hợp này người ta phải bố trí cơ cấu để tạo điều kiện cho ly hợp mở được dứt khoát Như trên hình vẽ thì cơ cấu này được thực hiện bởi lò xo số 2 và bu lông điều chỉnh 6 Khi mở ly hợp thì lò xo 2 sẽ đẩy đĩa trung gian tách khỏi đĩa bị động bên trong và khi đĩa trung gian 3 chạm vào đầu bu lông điều chỉnh 6 thì dừng lại nên đĩa bị động bên ngoài (đĩa bị động số 4) cũng được tự do

b Nguyên lý hoạt động:

Nguyên lý làm việc của ly hợp hai đĩa bị động cũng tương tự như ly hợp một đĩa:

-Trạng thái đóng ly hợp: Ở trạng thái đóng các lò xo ép 7 một đầu tựa vào

vỏ ly hợp 8, đầu kia tì vào đĩa ép 5 ép chặt toàn bộ các đĩa ma sát 4 và đĩa trung gian 3 với bánh đà tạo thành một khối cứng giữ các chi tiết chủ động và bị động của ly hợp, mô men được truyền từ động cơ tới bộ phận chủ động, bị động và tớitrục ly hợp

-Trạng thái mở: Khi cần mở ly hợp người ta tác dụng một lực vào bàn đạp

11 thông qua đòn kéo 13 càng mở 14 đẩy bạc mở 9 dịch chuyển sang trái Khi khe hở δ giữa bi “T” 15 và đầu đòn mở 16 được khắc phục thì bi “T”15 sẽ ép lênđầu đòn mở để kéo đĩa ép 5 nén lò xo 7 làm đĩa ép dịch chuyển sang phải để tạo khe hở giữa các đĩa bị động với các đĩa ép, đĩa trung gian và bánh đà Do đó trục

ly hợp được quay tự do ngắt đường truyền mô men từ động cơ tới

- Có khả năng trượt lâu dài mà không gây hao mòn như ở ly hợp ma sát

- Khi đóng ly hợp rất êm dịu

a Cấu tạo:

Hình 1.3 Ly hợp thủy lực

Chi tiết chính của ly hợp gồm có một bánh bơm và bánh tua bin Các bánhcông tác này có dạng nửa hình vòng xuyến Ở hình vòng xuyến của bánh công tác có bố trí nhiều cánh dẫn theo chiều hướng tâm Bánh bơm được nối với trục khuỷu động cơ còn bánh tua bin được nối với trục ly hợp ( trục sơ cấp hộp số) Bánh bơm và bánh tua bin được bao bọc bởi vỏ Chất lỏng công tác được đưa vào khoang làm việc của ly hợp thủy lực

Để ly hợp thủy lực khi mở được dứt khoát thì thường sau ly hợp thủy lực người ta còn bố trí thêm một ly hợp ma sát Kết cấu và nguyên lý của ly hợp ma sát trong ly hợp thủy lực hoàn toàn giống ly hợp ma sát một đĩa

b Nguyên lý làm việc:

Ly hợp thuỷ lực làm việc dựa trên nguyên tắc truỷ động Khi bánh bơm được trục khuỷu động cơ dẫn động quay làm chất lỏng chứa trong khoang công tác của bánh bơm sẽ quay theo Chất lỏng tham gia vào hai chuyển động: một chuyển động quay theo bánh bơm và một chuyển động tịnh tiến theo các máng

của cánh dẫn từ phía trong ra phía ngoài Động năng của chất lỏng cũng tăng từ trong ra ngoài Khi ra khỏi bánh bơm chất lỏng sẽ chuyển tiếp sang bánh tuốc bin và động năng của dòng chất lỏng sẽ làm cho bánh tuốc bin quay theo ở bánhtuốc bin chất lỏng chuyển động từ ngoài vào trong và động năng giảm dần Sau khi ra khỏi bánh tuốc bin chất lỏng tiếp tục đi vào bánh bơm để nhận năng lượng

và thực hiện các chu trình tiếp theo

- Nguyên lý làm việc dựa vào lực điện từ tương tác giữa phần chủ động và

bị động nhờ nam châm điện do cuộn dây 3 sinh ra

- Trạng thái đóng ly hợp: Khi này cuộn dây 3 được cấp một dòng điện

một chiều và nó sẽ trở thành nam châm điện Điện trường của nam châm sẽ khépkín mạch, từ qua các bộ phận cố định 2, phần chủ động 1, phần bị động 4 theo đường mũi tên như hình vẽ Khi này dưới sự tương tác của lực điện từ phần chủ

động 1 sẽ kéo phần bị động 4 quay theo, mô men được truyền từ động cơ sang trục ly hợp.

- Trạng thái mở ly hợp: Khi cần mở ly hợp người ta ngắt dòng điện cấp

cho cuộn dây 15 Lực điện từ sẽ mất, các chi tiết được quay tự do, ngắt đường truyền mô men từ động cơ tới trục ly hợp

1.3.các loại lò xo ép lựa chọn lò xo ép

abc

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 ly hợp

Ưu điểm:

F l

∆ l

- 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 giứ 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 đều nhau 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

-Lò xo côn hoạt động ổn định hơn và ít bị gãy hỏng hơn các lò xo chịu nén bình thường.

- 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 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

1.3.3.Lò xo đĩa:

Một lò xo đĩa loại DST

Lò xo đĩa có đường đặc tính làm việc là đường c trên hình 2.1

Lò xo đĩa được chế tạo bằng thép lò xo và được bắt chặt vào bàn ép ly hợp bằng đinh tán hoặc bằng bulông Ở mỗi phía của lò xo đĩa bố trí các vòng trụ xoay hoạt động như một trục xoay khi lò xo đĩa quay Đối với loại bàn ép ly hợp thông thường có các lò xo chịu kéo đẻ nối đĩa ép ly hợp với lò xo đĩa

Ưu điểm:

- Lò xo đĩa làm luôn nhiệm vụ của đòn mở nên kết cấu đơn giản và nhỏ gọn

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

Nhược điểm:

- Việc chế tạo khó khăn

Kết luận: Qua việc tham khảo các loại lò xo ép em quyết định chọn loại lò xo

ép trụ vì tất cả những đăc tính tối ưu của nó

1.4.Đĩa bị động của ly hợp.

Đĩa bị động của ly hợp có cấu tạo gồm hai tấm ma sát được gắn với nhau bằng đinh tán thông qua xương đĩa Xương đĩa lại được tán với moay ơ đĩa bị động

Một trong những yêu cầu của ly hợp là phải đóng êm dịu, yêu cầu này liênquan đến cấu tạo của đĩa bị động của ly hợp

Để tăng tính êm dịu cho ly hợp ta dùng đĩa bị động loại đàn hồi Độ đàn hồi của đĩa được giải quyết bằng cách thiết kế kết cấu có những hình thù nhất định hoặc dùng thêm những chi tiết đặc biệt có khả năng làm giảm độ cứng của đĩa Ở đây để giảm độ cứng của đĩa bị động ta xẻ các rãnh hướng tâm Các đường xẻ rãnh này chia đĩa bị động ra nhiều phần Số lượng các rãnh tuỳ theo đường kính đĩa Các đường xẻ rãnh cũng làm cho đĩa bị động đỡ cong vênh khi

bị nung nóng khi làm việc và làm tăng khả năng thoát các bụi sinh ra trong quá trình ly hợp làm việc do các tấm ma sát bị mòn

1.5 Dẫn động ly hợp

Dẫn động ly hợp có nhiệm vụ truyền lực của người lái xe từ bàn đạp ly hợp đến các đòn mở để thực hiện việc đóng mở ly hợp Dấn động ly hợp cần phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

- Có tỉ số truyền phù hợp để vừa bảo đảm điều khiển nhẹ nhàng và bảo đảm hành trình dịch chuyển cuả đĩa ép khi mở ly hợp

- Hiệu suất truyền động cao.

- Kết cấu đơn giản, dễ chăm sóc, điều chỉnh

- Nếu là dẫn động có cường hoá thì phải bảo đảm tính chép hình của cơ cấu

- Dẫn động ly hợp được chia theo các loại sau:

+ Dẫn động cơ khí

+ Dẫn động thuỷ lực

+ Dẫn động cơ khí cường hoá khí nén

+ Dẫn động thuỷ lực cường hoá khí nén hoặc chân không

1.5.1 Dẫn động điều khiển ly hợp bằng cơ khí:

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

và được lắp đặt theo nguyên lý đòn bẩy

Loại dẫn động điều khiển ly hợp đơn thuần này có kết cấu dơn giản, dễ chế tạo và có độ tin cậy làm việc cao

Nhược điểm cơ bản của kiểu dẫn động này là yêu cầu lực tác động của người lái lớn khi tác động lên bàn đạp ly hợp, nhất là đối với loại xe ôtô hạng nặng

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

Hình 1.5 Dẫn động ly hợp bằng cơ khí

Khi người lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp 1 sẽ làm cho đòn 3 quay quanh tâm O1, kéo thanh kéo 4 dịch chuyển sang phải theo chiều mũi tên như

hình vẽ, làm cho càng mở số 5 quay quanh O2, càng mở gạt bi “T” sang trái (theo chiều mũi tên) tác động vào đầu đòn mở ly hợp, kéo đĩa ép tách khỏi đĩa

ma sát

Khi người lái nhả bàn đạp thì dưới tác dụng của lò xo hồi vị 2, bàn đạp trở

về vị trí ban đầu, duy trì khe hở δ giữa bi “T” và đầu đòn mở Nhờ có các lò xo

ép, ép đĩa ép tiếp xúc với đĩa ma sát, ly hợp được đóng lại 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 ra hiện tượng tự ngắt

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

1.5.2 Dẫn động điều khiển ly hợp bằng thuỷ lực

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

Sơ đồ hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng thuỷ lực:

Hình 1.6 Dẫn động ly hợp bằng thủy lực

Khi đạp bàn đạp 1 với lực Q, nhờ thanh đẩy, đẩy pistông 4 của xi lanh chính 3 sang trái Khi đó dầu từ xi lanh chính 3 theo đường ống số 5 tới tác động

vào pistông của xi lanh công tác 6, làm cho cần pistông di chuyển sang trái thắng lực lò xo 7, làm cho càng mở 8 quay quanh khớp bản lề đẩy bạc mở 9 sang phải tác dụng vào các đầu đòn mở, kéo đĩa ép tách khỏi đĩa ma sát thực hiện việc mở ly hợp.

Khi thôi tác dụng lên bàn đạp ly hợp, dưới tác dụng của các lò xo ép đẩy càng mở số 8 dịch chuyển sang trái làm pistông xi lanh công tác 6 dịch chuyển sang phải đẩy dầu trở lại khoang bên trái của xi lanh chính 3 Do đó pistông 4 của xi lanh chính 3 bị đẩy sang phải làm cho bàn đạp hồi vị về vị trí ban đầu

Dẫn động ly hợp bằng thuỷ lực có ưu điểm là việc bố trí các chi tiết của

hệ thống dẫn động khá linh hoạt thuận tiện, ít bị ràng buộc bởi không gian bố trí chung, đặc biệt thích hợp ở những ôtô mà ly hợp đặt cách xa ngườiđiều khiển Tuy nhiên cũng như dẫn động cơ khí tỉ số truyền của dẫn động truỷ lực cũng bị giới hạn nên không thể giảm nhỏ lực điều khiển Vì vậy hệ dẫn động thuỷ lực cũng chỉ thích hợp với các ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ

1.5.3Dẫn động ly hợp cơ khí cường hoá khí nén

Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp bằng cơ khí có trợ lực bằng khí nén:

Hình 1.7 Dẫn động ly hợp cơ khí cường hoá khí nén

1 Bàn đạp; 2 Thanh đẩy; 3 Van phân phối; 4 Lò xo nắp van ; 5 Nắp van; 6

Lò xo thân van; 7 Thân van; 8 Thanh đẩy; 9.10 Càng mở; 11 Bạc mở; 12 Xi lanh lực; 13 pistông; 14 ống dẫn khí

Nguyên lý làm việc:

Khi ly hợp đóng, trạng thái của van phân phối và xi lanh lực như hình vẽ Lúc này nắp van 5 của van phân phối dưới tác dụng của lò xo 4 đóng sự lưu thông của khí nén từ cửa C tới cửa B nên xi lanh lực 12 cũng ở trạng thái chưa làm việc

Khi mở ly hợp người lái tác dụng một lực vào bàn đạp 1 làm thanh đẩy 2 dịch chuyển sang phải do thanh đẩy 2 gắn với vỏ của van phân phối 3 nên làm van phân phối 3 cũng dịch chuyển sang phải làm các thanh đẩy 8 và càng mở 9 tác dụng nên bạc mở làm bạc mở dịch chuyển để khắc phục khe hở giữa bạc mở

và đòn mở Khi bạc mở đã chạm vào đòn mở lực cản sẽ truyền tới thanh 8 làm piston 7 của van phân phối tạm thời dừng lại Trong khi đó người lái tiếp tục tácdụng vào bàn đạp làm vỏ van 3 tiếp tục dịch chuyển sang phải Khi khe hở giữa thân van 7 và nắp van 5 được khắc phục thì nắp van 5 sẽ mở và khí nén từ cửa Cthông qua cửa van sang khoang B theo ống dẫn 14 đến xi lanh lực 12 Dưới tác dụng của khí nén piston 13 dịch chuyển tác dụng vào càng mở 10 ép bạc mở dịch chuyển sang trái tì vào các đầu đòn mở tách đĩa ép ra khỏi đĩa ma sát, ly hợp được mở Khi thôi tác dụng lên bàn đạp ly hợp, dưới tác dụng của lò xo ép

và các lò xo hồi vị, toàn hệ thống dẫn động sẽ trở về trạng thái ban đầu

Khi nắp van 5 của van phân phối được đóng lại thì khí nén ngừng cung cấp cho xi lanh 12, còn khí nén ở khoang dưới của xi lanh 12 sẽ theo đường ống

14 trở về khoang 13 và thông qua lỗ thoát để xả ra ngoài, kết thúc quá trình mở

ly hợp

Khi cường hoá khí nén bị hỏng hệ thống vẫn làm việc được nhờ tác dụng

cơ khí từ bàn đạp qua vỏ van 3 đến tấm chặn 14 làm càng mở 9 và 10 tác dụng

để mở ly hợp Tuy nhiên lúc này lực trên bàn đạp ly hợp sẽ rất lớn vì không còn trợ lực của khí nén

1.5.4 Dẫn động thuỷ lực cường hoá khí nén.

Dẫn động thuỷ lực cường hoá khí nén là sự kết hợp giữa dẫn động thuỷ lực và dẫn động khí nén Trong đó dẫn động thuỷ lực chủ yếu là điều khiển van phân phối của dẫn động khí nén (khi hệ thống làn việc bình thường) Dẫn động khí nén sẽ tạo ra nguồn lực chính để thực hiện mở ly hợp Vì vậy người ta cũng

có thể tạo ra lực mở ly hợp lớn theo mong muốn Chính vì lý do đó mà dẫn độngthuỷ lực cường hoá khí nén cũng được áp dụng nhiều trên các xe khách và xe tảilớn

Sơ đồ cấu tạo của hệ thống dẫn động thuỷ lực cường hoá khí nén:

Hình 1.8 Dẫn động thuỷ lực cường hoá khí nén

1 Bàn đạp ly hợp; 2 Lò xo hồi vị bàn đạp; 3 Xy lanh chính; 4 ống dẫn dầu;

5 xy lanh công tác; 6 Piston xy lanh; 7 Cần piston; 8 Xy lanh thuỷ lực; 9 Piston xy lanh thuỷ lực; 10 Cần piston xy lanh thuỷ lực; 11 Càng mở ly hợp;

12 Bạc mở ly hợp; 13 ống dẫn dầu; 14 Piston xy lanh mở van; 15 Cốc van phân phối; 16 Màng ngăn; 17 Van xả; 18 Van nạp; 19 ống dẫn khí nén; 20,

21 Các lò xo.

Cấu tạo chung của hệ thống gồm các bộ phận chính: xy lanh chính 3, xy lanh công tác 8 (như dẫn động thuỷ lực đơn thuần), cụm van phân phối khí nén

và xy lanh lực 5.

Nguyên lý làm việc của hệ thống:

Ở trạng thái bình thường (ly hợp đang đóng), van nạp 18 đóng ngăn

không cho khí nén từ ống dẫn 19 vào khoang C của xy lanh lực 5 nên hệ thống chưa hoạt động

Khi cần mở ly hợp người lái tác dụng một lực Q vào bàn đạp ly hợp thông

qua các khâu khớp, ty đẩy tác dụng vào piston của xy lanh công tác 3 dồn ép dầutheo đường ống 4 tới khoang công tác của xy lanh 8 làm piston 9 dịch chuyển sang phải, ty đẩy 10 tác dụng vào càng mở 11 ép bạc mở 12 dịch chuyển sang trái khắc phục khe hở giữa bạc mở và các đầu đòn mở Khi bạc mở chạm vào đầu đòn mở lực cản sẽ truyền đến piston 9 làm nó tạm thời dừng lại Khi người lái tiếp tục tác dụng lực vào bàn đạp áp suất dầu ở khoang xy lanh công tác tiếp tục tăng dẫn đến piston 14 của van phân phối dịch chuyển sang trái làm cốc 15 dịch chuyển sang trái theo Sau khi cốc 15 tì vào van xả 17 và tiếp tục dịch chuyển sang trái làm van nạp 18 mở, khí nén từ ống dẫn 19 đi qua cửa nạp đã

mở để vào khoang C của xy lanh lực Nhờ áp lực của khí nén, piston 6 dịch chuyển sang phải đẩy càng mở 11 tiếp tục ép bạc mở 12 lên các đòn mở để tách đĩa ép của ly hợp khỏi đĩa ma sát và ly hợp được mở

Khi thôi tác dụng lực lên bàn đạp dưới tác dụng của lò xo ép càng mở 11

bị đẩy trở lại làm piston 9 dịch chuyển sang trái Do không tác dụng lực nên bàn đạp nên áp suất dầu trong khoang C cũng giảm

Do đó piston 14 cốc 15 và cụm van nạp xả cũng dịch chuyển sang phải Khi van nạp 18 đã đóng cửa nạp thì cụm van nạp xả dừng lại còn cốc 15 và piston 4 tiếp tục dịch chuyển sang phải làm cửa xả mở ra, khí nén từ khoang B của xy lanh lực qua cửa thoát ra ngoài kết thúc quá trình mở ly hợp

Kết luận : Với ly hợp xe ôtô tải nhỏ nên không cần lực bàn đạp lớn đồng thời

cần phải có kết cấu gọn nhẹ, không gian bố trí hợp lý Qua việc tham khảo sơ bộcác phương án, ta thấy phương án dẫn động cơ khí là phương án có nhiều ưu điểm nổi bật phù hợp với loại xe tải nhỏ Do đó em chọn phương án dẫn động làdẫn động cơ khí

Như vậy loại ly hợp mà em chọn thiết kế là ly hợp ma sát khô dạng thường đóng dẫn động bằng cơ khí

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN LY HỢP

2.1 Xác định kích thước cơ bản của ly hợp

2.1.1 Xác định bán kính ma sát trung bình của đĩa bị động

Mômen ma sát của ly hợp được xác định theo công thức :

D2 - đường kính ngoài của đĩa ma sát, tính theo cm

C - hệ số kinh nghiệm Với ôtô tải → C = 3,6

R1 = (0,53 ÷ 0,75) R2 = (0,53 ÷ 0,75) 120 = (63,6 ÷ 90) mm

=>Chọn R1 = 0,6R2 vậyR1 = 74 mm

=> đường kính ngoài đĩa ma sát D1=R1.2 =148 mm

=>Bán kính ma sát trung bình được tính theo công thức :

Rtb = = 97 mm

Bề rộng của đĩa ma sát: b = R2 – R1 = 120– 74 = 46 mm

2.1.2 Xác định số lượng đĩa bị động

-Mô men ma sát của ly hợp có thể viết như sau:

i=1,91

Số đôi bề mặt ma sát phải là số chẵn, lấy i=2 Do đó số lượng đĩa bị động là:

n=i/2=2/2=1

Kiểm tra áp suất trên bề mặt ma sát theo công thức :

M

2 tb

2.2 xác định công trượt trong quá trình đóng ly hợp

Khi đóng ly hợp có thể xảy ra hai trường hợp :

- Đóng ly hợp đột ngột tức là để động cơ làm việc ở số vòng quay cao rồi đột ngột thả bàn đạp ly hợp Trường hợp này không tốt nên phải tránh

- Đóng ly hợp một cách êm dịu : Người lái thả từ từ bàn đạp ly hợp khi xekhởi động tại chỗ sẽ làm tăng thời gian đóng ly hợp và do đó sẽ tăng công trượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp Trong sử dụng thường sử dụng phương phápnày nên ta tính công trượt sinh ra trong trường hợp này

2.2.1 Xác định công trượt của ly hợp

Công trượt được xác định bằng công thức :

L = MA.( ωM - ωA).(T1/2 + 2T2/3) + JA.( ωM - ωA)2/2 (J) (3.1)Trong đó :

MA mômen cản chuyển động được quy dẫn về trục ly hợp,được tính theo công thức :

MA =

tl f h 0

b 2

t

r.V.F.K)

GG(

η+

ψ+

(3.2)

Trong đó :

G trọng lượng toàn bộ của ôtô , G = M.G =2890.9,81=26290,8N

GM Trọng lượng toàn bộ của rơmooc , GM = 0

i0 :Tỷ số truyền của truyền lực chính , i0 = 6,65

ωA :Tốc độ góc của trục ly Hợp, ωA = 0 ( xe khởi động tại chỗ)

ηtl :Hiệu suất truyền lực , ηtl = 0,85

K :Hệ số cản của không khí, khi xe khởi động tại chỗ K.F.V =0

b m

i i i

r g

G

G

δ

) ( ).

3723 , 0 81 , 9

8 , 26290

=1.05 là hệ số tính đến chuyển động quay của ly hợp

T1 - Thời gian đóng li hợp ở giai đoạn đầu, được xác định theo công thức:

Trong đó:

k – Là hệ số tỷ lệ kể đến nhịp độ tăng mômen ML khi đóng li hợp,

được xác định theo thực nghiệm, với xe TẢI K=150÷750 N.M/S

= 0,04 (S)Kiểm tra thời gian trượt tổng cộng : T1 + T2 = 1,32 ∈ (1,1 2,5 [S])

Vậy quá trình đóng ly hợp được êm dịu

Thay các giá trị vừa tính vào L ta được:

L = 10,33.261,66.(0,04/2 + 2.1,28/3) + 0,786.261,62/2= 29255 (J)

2.2.2 Xác định công trượt riêng

Để đánh giá độ hao mòn của đĩa ma sát, ta phải xác định công trượt riêng theo công thức sau :

lo = F i

L

⋅

≤ [l0] (KJ/m2) (3.4)Trong đó : lo - công trượt riêng

L - công trượt của ly hợp L =29255 (J)

F - diện tích bề mặt ma sát của đĩa bị động F = π (R 2 - r 2 )

i - số đôi bề mặt ma sát i = 2[lo] - công trượt riêng cho phép [lo ]=500 – 700 KJ/m2

⇒ lo = R R i

L

2 1

Vậy công trượt riêng thỏa mãn điều kiện cho phép.

2.2.3 Kiểm tra theo nhiệt độ các chi tiết

Công trượt sinh nhiệt làm nung nóng các chi tiết như đĩa ép, đĩa ép trung gian ở ly hợp 2 đĩa, lò xo,

Do đó phải kiểm tra nhiệt độ của các chi tiết, bằng cách xác định độ tăng nhiệt độ theo công thức :

L - công trượt sinh ra khi ly hợp bị trượt (KGm)

C- tỉ nhiệt của chi tiết bị nung nóng đối với gang C = 481,5J/kg.độ

γ - hệ số xác định phần công trượt dùng nung nóng chi tiết cần tính

Với đĩa ép ngoài →γ = 2n

Với ôtô không có kéo rơmoóc : [∆T] =6 oC ÷ 10 oC

⇒ ∆T = c⋅m t

L

γ = 481,5.4,9

29255 5

,

0 ⋅

= 6,2 oC < [∆T]

Vậy đĩa ép trung gian thỏa mãn độ tăng nhiệt độ cho phép

- Khi đĩa ép ngoài bị nung nóng (với độ tăng nhiệt độ ∆T chỉ bằng 1/2 độ tăng nhiệt độ của đĩa ép trung gian), thì lò xo ép cũng có độ tăng nhiệt độ còn nhỏ hơn độ tăng nhiệt độ của đĩa ép ngoài (do có đệm cách nhiệt-) Do vậy, ta không cần kiểm tra nhiệt độ của lò xo ép

2.3 tính toán một số chi tiết chủ yếu của ly hợp

2.3.1 Tính sức bền đĩa bị động

Để giảm kích thước của ly hợp, khi ly hợp làm việc trong điều kiện ma sátkhô thì chọn vật liệu có hệ số ma sát cao Vật liệu của tấm ma sát thường chọn làloại phêrađô Đĩa bị động gồm các tấm ma sát và xương đĩa Xương đĩa thường chế tạo bằng thép cacbon trung bình và cao →Ta chọn thép 50

Chiều dày xương đĩa thường chọn từ (1,5 ÷ 2,0) mm Ta chọn δx = 2 mmChiều dày tấm ma sát thường chọn từ (3 ÷ 5) mm Ta chọn δ = 4,5 mm