Chương 2 PHÂN TÍCH KẾT CẤU LY HỢP XE URAL 375 Đ VÀ PHƯƠNG ÁN
2.3. Phân tích kết cấu một số chi tiết ly hợp Ural 375 Đ
Bánh đà dùng để:
+ Cân bằng động cho động cơ.
+ Dùng để tích luỹ mô men quán tính của động cơ.
+ Dùng để khởi động động cơ được dễ dàng.
+ Dùng để hấp thụ nhiệt trong quá trình ly hợp bị trượt rồi toả ra môi trường không khí.
Bánh đà được chế tạo từ vật liệu là gang xám, có độ bền cơ học cao.
Mặt ngoài bánh đà được ép một vành răng khỏi động, vật liệu chế tạo là thép hợp kim, kết cấu này làm cho khối lượng bánh đà tập trung ở vành ngoài lớn, có tác dụng dự trữ năng lượng và làm tăng khả năng cân bằng cho trục khuỷu động cơ. Ngoài ra với kết cấu như vậy sẽ làm giảm khối lượng của bánh đà một cách đáng kể. Bề mặt ngoài của bánh đà (bề mặt tiếp xúc với đĩa bị động của ly hợp) được gia công bằng phẳng.
Bánh đà được bắt chặt với mặt bích của trục khuỷu động cơ bằng bu lông và chốt định vị.
2.3.2. Đĩa ép
Bề mặt đĩa ép được gia công bằng phẳng làm tăng diện tích tiếp xúc.
Trên bề mặt ngoài của đĩa ép có 4 gờ ăn vào các rãnh của bánh đà, phía bề mặt ngoài (không tiếp xúc ) của đĩa ép có vấu để bắt các đòn mở và các gờ lắp các lò xo ép trong vấu, đòn mở được bắt giữ bằng chốt trên các ổ bi kim. Đĩa ép trung gian được lắp giữa các đĩa bị động, trên vành ngoài của đĩa ép trung gian có cơ cấu tự động điều chỉnh vị trí của nó.
2.3.3. Đĩa bị động
Hình 2.3: Đĩa bị động của ly hợp
- Đĩa bị động 2.3 được lắp ghép then hoa với trục bị động của ly hợp cũng chính là trục sơ cấp của hộp số. Mối ghép then hoa này bảo đảm truyền mô men xoắn tới trục bị động củ ly hợp, đồng thời đĩa bị động 2.3 có thể dịch chuyển dọc trục khi mở và đóng ly hợp.
- Cấu tạo đĩa bị động gồm 4 phần: xương đĩa, moay ơ đĩa, tấm ma sát, bộ giảm chấn xoắn.
Xương đĩa: Chế tạo bằng thép, không xẻ rãnh và cũng không đặt lò xo tấm gợn sóng. Các tấm ma sát được lắp trực tiếp lên xương đĩa bằng các đinh tán (tán riêng cho từng tấm ma sát với xương đĩa).
Moay ơ của đĩa bị động: Dùng để truyền mô men xoắn từ đĩa bị động tới trục bị động của ly hợp (trục sơ cấp của hộp số), mặt trong của moay ơ có gia công các rãnh then hoa để lắp ghép với đoạn trục then hoa của trục bị động, vành moay ơ được chế tạo liền với moay ơ. Hai bề mặt sát thân moay ơ được gia công phẳng để tiếp xúc với các tấm ma sát của bộ giảm chấn xoắn.
Các tấm ma sát: Được chế tạo dạng vành khăn, trên bề mặt có gia công các rãnh hướng tâm và nghiêng nhằm thoát nhiệt, thoát phần vật liệu bị mài mòn trong quá trình làm việc và thoát dầu, thoát nước ra khỏi bề mặt ma sát.
Trên mỗi tấm ma sát gia công hai hàng lỗ dạng bậc để lắp ghép tấm ma sát
bằng kim loại mềm (đồng hoặc nhôm). Sau khi gắn các tấm ma sát lên xương đĩa, các đầu đinh tán phải tụt xuống khỏi bề mặt ma sát từ 1-2 mm để tránh sự cọ sát giữa các đầu đinh tán lên các bề mặt ma sát của đĩa ép và bánh đà khi các tấm ma sát quá mòn.
* Bộ giảm chấn xoắn:
Hình 2.4: Sơ đồ nguyên lý làm việc của bộ giảm chấn xoắn
a. Trạng thái không làm việc; b. Trạng thái làm việc 1- Lò xo xoắn trụ; 2- Xương đĩa; 3- Moay ơ đĩa.
Bộ giảm chấn xoắn được đặt ở đĩa bị động của ly hợp để tăng độ êm dịu khi đóng ly hợp, tránh cho hệ thống truyền lực khỏi những dao động xoắn cộng hưởng khi tần số dao động của hệ thống truyền lực trùng với tần số kích thích dao động gây ra bởi sự thay đổi mô men xoắn của động cơ. Bộ giảm chấn xoắn gồm 8 lò xo trụ được lắp trong các lỗ hình chữ nhật của xương đĩa và vành moay ơ đĩa với độ nén nhất định các tấm ma sát của bề mặt giảm chấn xoắn có một bề mặt tiếp xúc với bề mặt ma sát của moay ơ, bề mặt còn lại tiếp xúc với với mặt bích của xương đĩa. Như vậy, xương đĩa và moay ơ liên kết đàn hồi với nhau qua các lò xo giảm chấn, giữa xương đĩa và moay ơ có sự cộng hưởng ở tần số thấp nhờ đó mà mà khuếch tán ra môi trường dưới dạng nhiệt và dao động cộng hưởng này sẽ bị triệt tiêu đĩa bị động làm bằng thép có tấm ma sát bằng vật liệu tổ hợp amiăng. Để xoay tương đối với nhau, khi có sự xoay tương đối giưa moay ơ và xương đĩa thì các lò xo giảm chấn xoắn bị nén lại nên nó giảm độ cứng của hệ thống truyền lực, có nghĩa là giảm tần số dao động riêng của hệ thống truyền lực và triệt tiêu khả năng xuất hiên cộng hưởng ở tần số cao. Do độ cứng tối thiểu của các lò xo giảm chấn xoắn bị giới hạn bởi điều kiện kết cấu của ly hợp nên dao động của hệ thống truyền lực vẫn có thể xảy ra cộng hưởng ở tần số thấp, bởi vậy các bề mặt của
tấm ma sát của bộ giảm chấn xoắn giữa moay ơ và xương đĩa sẽ xuất hiện mô men ma sát, năng lượng dao động cộng hĩa nối với moay ơ qua bộ dập tắt dao động kiểu lò xo và các tấm. Moay ơ các đĩa bị động được lắp then hoa với trục chủ động của hộp số.
Giữa vỏ và đĩa ép được đặt các lò xo ép. Dưới tác dụng của các lò xo này các đĩa bị động ép giữa đĩa ép và bánh đà.
Tấm ma sát có kết cấu hình vành khăn và được thiết kế chế tạo từ vật liệu át - bét đồng, công dụng của loại vật liệu này đáp ứng được yêu cầu đặt ra cho ly hợp là có độ bền cơ học cao độ bền mòn cao ở nhiệt độ lớn. Nhờ các ưu điểm này mà át - bét đồng được sử dụng nhiều làm tấm ma sát cho ly hợp.
Trên tấm ma sát người ta còn gia công các rãnh hướng tâm. Các rãnh này giúp cho thoát nhiệt nhanh, là rãnh thoát bột mài do tấm ma sát bị mài mòn sinh ra. Mỗi đĩa bị động có 2 tấm ma sát lắp ghép với xương đĩa bởi các đinh tán bằng đồng, đinh tán này được tán sâu hơn với bề mặt của tấm ma sát 1,5 - 2 mm.
Xương đĩa bị động của ly hợp xe URAL-375 Đ được thiết kế chế tạo từ vật liệu là thép hợp kim mỏng. Vật liệu thép hợp kim được sử dụng làm xương đĩa có ưu điểm là giảm được kích thước chiều dày của đĩa ép mà vẫn đảm bảo yêu cầu về độ bền. Xương đĩa có gia công xẻ rãnh hướng tâm, chia xương đĩa ra nhiều phần bằng nhau. Các phần nhỏ này được uốn cong về các phía khác nhau. Kết cấu này giúp cho xương đĩa có tác dụng như lò xo đảm bảo sự làm việc êm dịu.
Xương đĩa nối mềm với moay ơ qua bộ giảm chấn xoắn. Moay ơ nối với trục bị động bằng then hoa, then hoa được chế tạo dạng thân khai có ưu điểm làm tăng độ bền, độ đồng tâm trong quá trình di trượt giữa moay ơ và trục bị động.
2.3.4. Lò xo ép
Lò xo ép đặt giữa đĩa ép và vỏ ly hợp. Các lò xo ép này được dẫn hướng nhờ các gờ của đĩa ép, lò xo ép được thiết kế và chế tạo từ thép lò xo (thép hợp kim). Số lượng lò xo ép là 16 cái bố trí xung quanh. Lắp đặt lò xo
khoảng trống để bố trí đòn mở. Trong trường hợp một hay hai lò xo ép bị hỏng thì ly hợp vẫn làm việc.
Dẫn hướng lò xo nhờ các vấu trên đĩa ép và các bu lông, nhờ đó lò xo tránh bật khỏi vị trí dưới tác dụng của lực ly tâm. Ở giữa vị trí của đĩa ép và lò xo có lắp đặt tấm đệm cách nhiệt. Với vật liệu là át - bét đồng có chiều dày 3,50 mm. Tác dụng của tấm đệm làm giảm khả năng truyền nhiệt từ đĩa ép tới lò xo.
Trong khi sửa chữa thay thế và lắp đặt lò xo ta cần lưu ý. Nếu lò xo không đồng bộ (Có lực ép khác nhau dẫn đến lực ép không đều) thì cần thay cho đồng bộ.
2.3.5. Đòn mở ly hợp
Công dụng của đòn mở ly hợp là dùng tách cưỡng bức đĩa ép, tách đĩa bị động ra khỏi đĩa ép và bánh đà. Vật liệu chế tạo đòn mở là thép các bon trung bình và gia công bằng phương pháp dập. Ly hợp xe URAL-375 Đ bố trí bốn đòn xung quanh tâm và cách đều nhau 900 đòn mở liên kết với vấu của đĩa ép nhờ các khớp bản lề và ổ bi kim. Giá đòn mở bắt với vỏ ly hợp nhờ đai ốc điều chỉnh. Kết cấu mặt tiếp xúc đai ốc với vỏ ly hợp có dạng hình cầu giúp cho trục giá đỡ đòn mở có thể dao động lắc. Khi ly hợp đóng hoặc mở giúp cho đĩa ép có chuyển động tịnh tiến. Trên vỏ ly hợp có lắp lò xo, các lò xo này ép đai ốc và vỏ luôn tiếp xúc với nhau. Kết cấu của đai ốc điều chỉnh làm cho kết cấu chung của ly hợp phức tạp hơn.
2.3.6. Vỏ ly hợp
Vỏ ly hợp là một chi tiết trong đó bố trí các thành phần chính của nó, và được lắp với bánh đà bằng 12 bu lông và quay cùng với bánh đà như một vật thể.
Vỏ ly hợp đựơc thiết kế chế tạo từ tấm thép gia công nhờ phương pháp dập. Trên vỏ ly hợp có lắp đặt các đai ốc điều chỉnh đòn mở và các lỗ để lắp bu lông định tâm lò xo ép.
Khi ly hợp đóng mô men xoắn được truyền qua mối nối mấu đến đĩa trung gian và đĩa ép, sau đó đến tấm ma sát của đĩa bị động rồi qua bộ dập tắt dao động đến moay ơ và từ moay ơ đến trục chủ động của hộp số.
Khi ly hợp mở, khớp mở của ly hợp cùng với ổ bi qua vành chặn tác dụng lên các đầu trong đòn mở (các đòn mở này được xoay trên ổ bi kim).
Lúc này các đầu ngoài đòn mở kéo và dịch chuyển đĩa ép khỏi đĩa bị động sau Đĩa chủ động giữa (đĩa trung gian) nhờ cơ cấu tự động tách (được lắp trên đĩa) tự xác định về vị trí trung gian giữa các mặt bên của đĩa ép và bánh đà do đó đĩa bị động trước được giải phóng. Do vậy giữa các chi tiết chủ động và các đĩa bị động của ly hợp không bắt nối với nhau được nữa.
2.3.7. Dẫn động điều khiển ly hợp
Hình 2.5: Dẫn động điều khiển ly hợp xe URAL 375 Đ
Dẫn động điều khiển ly hợp của ly hợp xe URAL 375 Đ là dẫn động cơ khí như trên hình 2.5. Theo đó, sự bố trí của hệ thống các khâu khớp rất gọn, dễ bảo quản và sửa chữa, tuy nhiên nhược điểm của dẫn động cơ khí trên xe
khiển, cơ cấu làm việc lâu ngày bị mòn dẫn đến thay đổi hành trình bàn đạp ly hợp, khó khăn cho việc sang số.
Vấn đề mà đề tài đặt ra là: cải tiến phải khắc phục được nhược điểm trên mà không làm thay đổi kết cấu của cụm ly hợp, tận dụng được năng lượng khí nén sẵn có trên xe, đó là hướng cải tiến mang tính khả thi.