-
Thông tin
-
Hỏi đáp
Đồ án tốt nghiệp - Công nghiệp ô tô | Đại học Lâm Nghiệp
Đồ án tốt nghiệp - Công nghiệp ô tô | Đại học Lâm Nghiệp được sưu tầm và soạn thảo dưới dạng file PDF để gửi tới các bạn sinh viên cùng tham khảo, ôn tập đầy đủ kiến thức, chuẩn bị cho các buổi học thật tốt. Mời bạn đọc đón xem!
Môn: Công nghiệp ô tô
6 tài liệu
Trường: Đại học Lâm nghiệp
158 tài liệu
Thông tin:
Tác giả:
Preview text:
Đồ án tốt nghiệp
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
Họ và tên: NGUYỄN ANH DUY
Khóa 55, lớp Kỹ thuật cơ khí động lực 2, ngành Ô tô và xe chuyên dụng 1. Tên đề tài:
Nghiên cứu thiết kế ly hợp tự điều chỉnh khe hở
2. Các số liệu ban đầu: Chọn số liệu xe HUYNDAI
3. Nội dung các phần thiết kế và tính toán: -
Nghiên cứu nhiệm vụ, yêu cầu ly hợp ma sát khô -
Tổng quan về ly hợp ma sát khô -
Phân tích chọn phương án thiết kế - Thiết kế ly hợp - Thiết kế dẫn động
4. Các bản vẽ và đồ thị - Các bản vẽ sơ đồ - Kết cấu ly hợp - Dẫn động ly hợp Đồ án tốt nghiệp Mục lục
Chương I: Tổng quan về ly hợp......................................................................................3
1. Công dụng, yêu cầu..............................................................................................3
1.1. Công dụng ly hợp..........................................................................................3
1.2. Yêu cầu ly hợp...............................................................................................3
1.3. Các biện pháp kết cấu để đóng ly hợp êm dịu................................................4
2. Tổng quan về các loại ly hợp hiện có...................................................................9
2.1. Phân loại ly hợp.............................................................................................9
2.2. Các kết cấu ly hợp hiện có...............................................................................11 2.2.1.
Ly hợp ma sát khô một đĩa lò xo đĩa.........................................................11 2.2.2.
Ly hợp ma sát khô hai đĩa lò xo trụ..........................................................13 2.2.3.
Ly hợp cường hóa bằng lực quán tính ly tâm............................................14 2.2.4.
Ly hợp cường hóa bằng lực quán tính ly tâm hoàn toàn...........................18 2.2.5.
Ly hợp hai đĩa cường hóa bằng lò xo xiên................................................21
Chương II: Thiết kế ly hợp...........................................................................................25
1. Xác định kích thước cơ bản của ly hợp...............................................................25
1.1. Xác định mô men ma sát mà ly hợp cần truyền...........................................25
2. Tính kiểm tra điều kiện làm việc của ly hợp.......................................................37
2.1. Công trượt và công trượt riêng.....................................................................37
3. Tính bền các chi tiết của ly hợp..........................................................................40
3.1. Đĩa bị động..................................................................................................40
3.2. Moay ơ đĩa bị động......................................................................................43
3.3. Tính trục ly hợp...........................................................................................44
Chương III: Thiết kế dẫn động ly hợp cho xe...............................................................52
1. Tổng quan về các loại dẫn động ly hợp hiện có..................................................52
1.1. Phân loại dẫn động ly hợp............................................................................52
1.2. Các kết cấu dẫn động ly hợp hiện có............................................................52
2. Thiết kế dẫn động ly hợp....................................................................................65
2.1. Xác định lực và hành trình bàn đạp..............................................................65 Đồ án tốt nghiệp
2.2. Thiết kế dẫn động thủy lực..........................................................................66
2.3. Thiết kế tính toán bộ trợ lực chân không.....................................................69
CHƯƠNG IV: HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP, CHẨN ĐOÁN LY HỢP.........................72
1. Bị trượt khi đóng ly hợp.....................................................................................72
2. Bị rung giật, làm việc không êm khi đóng ly hợp...............................................74
3. Ly hợp không ngắt được hoàn toàn.....................................................................75
4. Ly hợp phát ra tiếng kêu.....................................................................................76
5. Bàn đạp ly hợp rung...........................................................................................77
6. Đĩa ly hợp chóng mòn........................................................................................77
7. Bàn đạp ly hợp nặng...........................................................................................78
8. Hẫng bàn đạp ly hợp...........................................................................................78 Đồ án tốt nghiệp L I NÓ Ờ I ĐẦẦU
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 kĩ thuật cũng có bước phát triển vượt 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 ô tô là một ngành quan trọng trong sự phát triển kinh tế của một
đất nước, đặc biệt là một quốc gia đang phát triển như Việt Nam. Ô tô phục vụ cho các
mục đích thiết yếu của con người như việc vận chuyển hàng hóa, đi lại của con người.
Ngoài ra nó còn phục vụ trong rất nhiều lĩnh vực khác như: Y tế, cứu hỏa, cứu hộ, an
ninh, quốc phòng…. Do vậy phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam là một trong
những mục tiêu chiến lược trong sự phát triển của đất nước. Thực tế nhà nước ta cũng
đã chú trọng phát triển ngành công nghiệp ô tô với những đề án chiến lược dài hạn đến
năm 2025, 2030. Cùng với việc chuyển giao công nghệ giữa Việt Nam và các nước
phát triển trên thế giới, chúng ta ngày càng được tiếp cận nhiều hơn với các công nghệ
tiên tiến trên thế giới trong đó có công nghệ về ô tô. Công nghệ ô tô mặc 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 đưa vào nhằm hoàn thiện hơn nữa ô tô truyền thống.
Trên ô tô, người ta chia ra thành các phần và các cụm khác nhau. Trong đó ly
hợp là một trong những cụm chính và có vai trò quan trọng trong hệ thống truyền lực
của ô tô. Hệ thống ly hợp có ảnh hưởng lớn đến tính êm dịu của ô tô, tính năng điều
khiển của ô tô, đảm bảo an toàn cho cho động cơ và hệ thống truyền lực trên ô tô. Nên
để chế tạo được một chiếc ô tô đạt yêu cầu chất lượng thì việc thiết kế chế tạo một bộ
ly hợp tốt là quan trọng. Do đó em đã được giao đề tài “Thiết kế ly hợp tự điều chỉnh
khe hở” để nghiên cứu tìm hiểu cụ thể về hệ thống ly hợp trên ô tô và quy trình thiết kế
chế tạo hệ thống ly hợp cho ô tô. Với các thông số ban đầu lấy từ xe tham khảo là xe
Hyundai Santa Fe 2.4 Xăng . Trong nội dung đồ án, em đã cố gắng trình bày một cách
cụ thể nhất về hệ thống ly hợp trên ô tô, 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 hoạt động được cũng
như những hư hỏng có thể xảy ra và cách bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống ly hợp.
Trong thời gian được giao đề tài, với sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình, cụ thể của
Thầy Võ Văn Hường cùng các thầy giáo trong bộ môn Ô tô và xe chuyên dụng, em đã
hoàn thành đồ án của mình. Mặc dù bản thân đã cố gắng và được sự quan tâm, giúp đỡ Nguyễn Anh Duy Page 1 Đồ án tốt nghiệp
của các thầy trong bộ môn, nhưng do kiến thức, kinh nghiệm và thời gian hạn chế nên
đồ án của em không thể tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, phê
bình của các thầy trong bộ môn để em thêm ngảy một tiến bộ.
Em xin chân thành cám ơn giáo viên hướng dẫn Võ Văn Hường và các thầy giáo
trong bộ môn Ô tô và xe chuyên dụng, Viện Cơ khí động lực, Trường Đại Học Bách
Khoa Hà Nội đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt bản đồ án này.
Hà Nội, ngày 29, tháng 5, năm 2015. Sinh viên thực hiện Nguyễn Anh Duy Nguyễn Anh Duy Page 2 Đồ án tốt nghiệp
Chương I: Tổng quan về ly hợp 1.
Công dụng, yêu cầu 1.1. Công dụng ly hợp
Ly hợp là một trong những cụm chính trong hệ thống truyền lực của ôtô. Ly hợp
là bộ phận liên kết giữa động cơ và hệ thống truyền lực, ly hợp ôtô được bố trí ngay
sau động cơ, trước hộp số. Nó có công dụng:
- Nối động cơ với hệ thống truyền lực;
- Ngắt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong trường hợp ô tô bắt đầu khởi động hoặc chuyển số;
- Đảm bảo là cơ cấu an toàn cho các chi tiết của hệ thống truyền lực khi gặp quá
tải như trong trường hợp phanh đột ngột mà không nhả ly hợp. 1.2. Yêu cầu ly hợp
Ly hợp là một trong những cụm chính của hệ thống truyền lực trên ôtô, khi làm
việc ly hợp phải đảm bảo được các yêu cầu sau :
- Ly hợp phải truyền được hết mô men quay 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, mô men ma sát của ly hợp không được lớn quá
nhằm bảo đảm 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 va đập và gây
dập răng của các bánh răng trong hộp số cũng như các cơ cấu truyền động khác trong hệ thống truyền lực;
- Mô men quán tính của các chi tiết phần bị động ly hợp phải nhỏ đến mức thấp
nhất có thể nhằm giảm các lực va đập lên bánh răng gài số (trường hợp không có bộ Nguyễn Anh Duy Page 3 Đồ án tốt nghiệp
đồng tốc), giảm nhẹ điều kiện làm việc của bộ đồng tốc cũng như tăng nhanh thời gian gài số;
- Mô men ma sát ít thay đổi khi ly hợp ở trạng thái đóng, hay ít phụ thuộc vào
điều kiện bên ngoài môi trường như nhiệt độ, độ ẩm...
- Điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ tránh gây mệt mỏi cho người lái xe;
- Các bề mặt ma sát phải thoát nhiệt tốt;
- Giá thành của bộ ly hợp rẻ, tuổi thọ cao, kết cấu đơn giản kích thước nhỏ gọn,
dễ tháo lắp và sửa chữa bảo dưỡng.
Tất cả những yêu cầu trên, đều được đề cập đến trong phần tiếp theo. 1.3.
Các biện pháp kết cấu để đóng ly hợp êm dịu a.
Kết cấu xương đĩa ma sát Nguyễn Anh Duy Page 4 Đồ án tốt nghiệp
Hình 1.1. Đĩa bị động
1. Đĩa ma sát; 2. Tấm ép bên; 3. vòng chặn; 4. Xương vành ngoài; 5. Tấm đệm; 6. Đệm
mát; 7. Chốt hãm; 8. Rãnh hãm vòng định vị; 10. Vòng định vị; 11. Xương moay ơ; 12.
Lò xo giảm chấn; 13. Đĩa đàn hồi.
Xương đĩa là chi tiết gắn với các tấm ma sát và truyền mômen qua then hoa trục
sơ cấp hộp số (hình 1.1). Xương đĩa có kết cấu tách biệt thành hai phần bị động và chủ
động: phần bị động là then hoa (11) gắn với trục sơ cấp hộp số; phần xương chủ động
là hai tấm bên (2) có thể xoay tương đối với then (11) và mô men được truyền qua các
tấm ma sát (6,10) do sức ép của lò xo đĩa (13). Trên tấm bên (2) gắn các tấm chữ ‘T’
với mục đích cân bằng nhiệt và ở chiều dọc trục có có vai trò như một lò xo cho phép Nguyễn Anh Duy Page 5 Đồ án tốt nghiệp
mô men truyền tăng từ từ. Trên các tấm ‘T’ này gắn đĩa ma sát (1) bằng các đinh tán.
Để dẫn nhiệt và tự làm sạch, các tấm này có thể được chia ra nhiều phần. b.
Các lò xo giảm chấn
Khi xe chạy, động cơ thường chuyển động không ổn định, lúc tăng tốc lúc giảm
tốc, xuất hiện dao động góc đối với trục khuỷu. Ở vùng cộng hưởng, bánh đà có thể
sinh ra mô men xung lớn gây va đập cho các cặp bánh răng ăn khớp của hộp số, gây
quá tải và ồn trong hộp số. Để giảm mô men xung do dao động góc của trục khuỷu gây
ra khi số vòng quay động cơ thay đổi trong quá trình đóng ly hợp người ta đã thiết kế
trong đĩa ma sát các lò xo giảm chấn (12, hình 1.1). c.
Vật liệu chế tạo tấm ma sát
Vật liệu chế tạo đĩa bị động có các yêu cầu sau:
- Hệ số ma sát cao trong điều kiện làm việc;
- Có thuộc tính làm việc ổn định trong chu kỳ làm việc;
- Có khả năng tản nhiệt nhanh;
- Có khả năng chịu nén cao;
- Có khả năng tự làm sạch do lực quán tính ly tâm khi sang số;
- Có khả năng chịu lực cắt dưới tác động của mô men xoắn động cơ;
- Có tuổi thọ cao mà trong quá trình làm việc các thuộc tính ma sát không xấu đi;
- Có khả năng tương thích với bề mặt của bánh đà và đĩa ép;
- Có khả năng tiếp xúc tốt ngay cả khi bề mặt bị bẩn và không ảnh hưởng đến đặc
tính làm việc của ly hợp.
Đĩa ma sát chế tạo bằng a-mi-ăng (asbestos)
Về cơ bản, tấm ma sát được tạo từ nền sợi a-mi-ăng với các cách đan khác nhau.
A-mi-ăng được bao bọc xung quang bột kẽm hoặc hợp kim đồng kẽm nhằm tăng khả
năng chịu lực và chịu nhiệt. Lưới a-mi-ăng có thể được tạo ra bởi hai cách:
- Các sợi a-mi-ăng được xếp thành từng lớp trong các đĩa có đường kính xác định,
sau đó xếp các đĩa đó với nhau theo một độ dày mong muốn và nhúng vào chất dính
kết để liên kết các sợi a-mi-ăng với nhau; Nguyễn Anh Duy Page 6 Đồ án tốt nghiệp
- Các sợi a-mi-ăng được xếp trong khuôn dạng đĩa (các sợi được xếp theo không
gian ba chiều) với độ dày nhất định, nhúng vào chất đính kết, ép lại với nhau. Khi cứng
dùng máy tiện lại theo kích thước ly hợp;
Khi nhiệt độ dưới 260 C 0
hệ số ma sát có thể đạt từ 0,32 đến 0,38. Cần lưu ý
rằng, sợi a-mi-ăng vào phổi có hại cho sức khoẻ.
Vật liệu thay thế asbestos
Hãng DuPont đã phát triển một loại vật liệu thay thế asbestos có tên thương mại
là Kevlar, được chế tạo từ poliamit thảo mộc thuộc dòng polymer nilon. Chúng có các
thuộc tính vượt trội sau:
- Các thuộc tính đều cao hơn trong miền nhiệt độ và áp suất thông thường; - Nhẹ hơn asbestos;
- Cùng trọng lượng, Kevlar có ứng suất lớn hơn 5 lần so với thép;
- Ổn định tính chất ma sát ở vùng nhiệt độ cao 4500C.
Kevlar tồn tại ở hai dạng, thứ nhất ở dạng sợi 0,12 mm gần như dài vô tận được
cắt thành các đoạn có chiều dài từ 6 đến 100 mm; dạng thứ hai có cấu trúc vô định như
bột. Cả hai thể đều khó bị hít vào vì hình dạng và kích cỡ.
Vật liệu ma sát kim loại bột ép
Đĩa ma sát cũng có thể làm từ kim loại bột ép bởi bột sắt hoặc đồng; ngoài ra
người ta cũng có thể ép bột kim loại với phi kim loại. Hai loại vật liệu này có hệ số ma
sát cao hơn trong miền nhiệt độ lớn hơn, có tuổi thọ cao hơn. Nhược điểm là khối
lượng lớn và giá thành cao.
Vật liệu ma sát gốm sứ Nguyễn Anh Duy Page 7 Đồ án tốt nghiệp
Hình 1.2. Đĩa bị động với mặt ma sát bằng gốm
1. Tấm gốm; 2. Tấm bên; 3. Chốt hãm; 4. Đĩa bị động; 11. Moay ơ; 12. Lò xo giảm chấn.
Thành phần của loại vật liệu này là đồng và gốm sứ.
Bột gốm và đồng được ép trong khuôn và đun nóng cho đến khi đồng chảy và
bọc quanh các hạt gốm tạo thành một liên kết gốm-kim loại vững chắc.
Các ưu điểm của đĩa gốm kim loại là:
- Nhẹ hơn 10% so với đĩa phi kim loại; 45% so với kim loại ép;
- Hệ số ma sát cao 0,4 và ổn định trong miền nhiệt độ 4400C và có tuổi thọ cao;
- Diện tích tiếp xúc với bánh đà ít hơn 50% cho nên toả nhiệt tốt hơn;
- Không nhạy với dầu mỡ và cặn bẩn; có khả năng tự làm sạch. 2.
Tổng quan về các loại ly hợp hiện có 2.1. Phân loại ly hợp
Ly hợp ma sát khô là loại ly hợp dùng bề mặt ma sát giữa đĩa ép và đĩa bị động
tiếp xúc với nhau để truyền mô men.
- Theo hình dạng của bộ phận ma sát, có thể chia ra: Nguyễn Anh Duy Page 8 Đồ án tốt nghiệp
Ly hợp ma sát đĩa (phẳng), ly hợp ma sát đĩa côn (đĩa bị động có dạng hình
côn), ly hợp ma sát hình trống (kiểu tang trống và guốc ma sát ép vào tang trống).
+ Kiểu đĩa côn và hình trống ngày nay không dùng nữa vì mô men quán tính
của phần bị động khá lớn, ảnh hưởng không tốt tới việc gài số. Ngày nay người ta vẫn
quen gọi ly hợp là côn vì cách này ngắn gọn và thông dụng do ly hợp dạng côn từng
được sử dụng rộng rãi trong quá khứ. Kiểu ma sát đĩa dùng phổ biến và tùy theo cấu
tạo có thể có kiểu một đĩa;
+ Kiểu hai đĩa hoặc có thể nhiều đĩa. Ly hợp ma sát một đĩa được dùng ở hầu
hết trên tất cả các loại ô tô và máy kéo nhờ kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, việc mở ly hợp
dễ dứt khoát và mô men quán tính của phần bị động nhỏ;
+ Kiểu ly hợp ma sát hai đĩa chỉ được dùng trên xe tải lớn (vì cần truyền mô
men quay lớn). Nhược điểm của kiểu này là kết cấu phức tạp, việc mở ly hợp khó dứt
khoát ( khó cách ly các đĩa bị động khỏi phần chủ động); tuy nhiên việc đóng ly hợp là
êm dịu hơn loại một đĩa (nhờ sự tiếp xúc của các bề mặt ma sát được tiến hành từ từ hơn). -
Theo đặc điểm kết cấu của lò xo ép, có thể chia ly hợp ma sát ra:
+ Ly hợp ma sát kiểu nhiều lò xo ép hình trụ bố trí xung quanh: Kiểu này có kết
cấu đơn giản, gọn nhẹ, có độ tin cậy cao (nếu một lò xo bị gãy ly hợp vẫn làm việc
được). Nhược điểm là áp lực sinh ra ở các bề mặt ma sát dễ không đều. Loại này được
sử dụng phổ biến trên xe tải máy kéo và một số xe con;
+ Ly hợp ma sát kiểu lò xo ép trung tâm chỉ gồm duy nhất một lò xo hình côn
(hoặc có thể một hoặc hai lò xo trụ) bố trí ở giữa. Nhờ vậy áp lực sinh ra ở các bề mặt
ma sát là đồng đều. Tuy nhiên độ tin cậy thấp (nếu lò xo bị gãy thì ly hợp mất tác
dụng), kết cấu đòn mở phức tạp và điều chỉnh rất khó khăn nên ít sử dụng;
+ Ly hợp ma sát kiểu lò xo ép đĩa côn chỉ có một lò xo kiểu đĩa côn bố trí ở giữa
nên áp lực phân bố đều lên bề mặt ma sát. Ly hợp với lò xo kiểu này có nhiều ưu điểm
nổi bật: Lò xo làm luôn nhiệm vụ đòn mở nên kết cấu rất gọn nhẹ. Đặc tính là lò xo phi
tuyến nên lực mở ly hợp hầu như không tăng thêm như loại lò xo hình trụ, vì vậy điều Nguyễn Anh Duy Page 9 Đồ án tốt nghiệp
khiển nhẹ nhàng hơn. Nhược điểm cơ bản là không thể điều chỉnh khe hở giữa đòn mở
và bạc mở khi tấm ma sát bị mòn nên ly hợp kiểu này chỉ được sử dụng trên xe tải nhỏ
và khách cỡ nhỏ có đặc tính động lực tốt, sử dụng trong điều kiện đường tốt (ít phải sang số).
- Theo đặc điểm làm việc có thể chia ra: Loại ly hợp thường đóng và ly hợp không thường đóng:
+ Ly hợp thường đóng là loại ly hợp kiểu lò xo ép thường xuyên đóng trong quá
trình làm việc như các loại đã nêu ra ở trên. Ly hợp chỉ được mở thông qua hệ thống
dẫn động dưới tác dụng của lực đạp ở bàn đạp ly hợp;
+ Ly hợp không thường đóng là loại ly hợp không có lò xo ép. Đĩa bị động và
chủ động được ép vào nhau để đóng ly hợp thông qua một hệ thống đòn đặc biệt. Việc
đóng hoặc mở ly hợp đều phải thông qua hệ thống đòn này dưới tác động lực điều khiển của người lái. -
Theo phương pháp điều khiển dẫn động ly hợp:
+ Ly hợp cơ khí: Là dẫn động điều khiển từ bàn đạp tới cụm ly hợp thông qua
các khâu khớp đòn nối. Loại này thường được dung trên ô-tô con với yêu cầu lực ép nhỏ;
+ Ly hợp dẫn động thủy lực: Là dẫn động thông qua các khâu khớp đòn nối và
đường ống cùng với các cụm truyền chất lỏng;
+ Ly hợp dẫn động có trợ lực: Là tổ hợp các phương án dẫn động cơ khí hoặc
thủy lực với các bộ phận trợ lực bàn đạp: cơ khí, thủy lực áp suất lớn, chân không, khí
nén…Trên ô-tô ngày nay thường sử dụng trợ lực điều khiển ly hợp. 2.2.
Các kết cấu ly hợp hiện có
2.2.1. Ly hợp ma sát khô một đĩa lò xo đĩa Nguyễn Anh Duy Page 10 Đồ án tốt nghiệp
Hình 1.3. Ly hợp lò xo đĩa
1. Vỏ ly hợp; 2. đĩa ép; 3. Lò xo đĩa; 4. Chiều mở ly hợp; 5. Bi tỳ; 6. Chốt định vị; 7.
Moay ơ ly hợp; 8. Ổ bi; 9. Trục khuỷu; 10. Lò xo giảm chấn; 11. Bánh đà; 12. Vành
răng khởi động; 13. Đĩa ma sát. Cấu tạo gồm: Phần chủ động
Vỏ ly hợp (1) được bắt cố định với bánh đà (11) bằng các bu lông, đĩa ép (3)
cùng các chi tiết trên vỏ ly hợp (lò xo ép, đòn mở), đĩa ép (3) nối với vỏ ly hợp bằng
thanh mỏng đàn hồi, đảm bảo truyền được mô men từ vỏ lên đĩa ép và dịch chuyển dọc
trục khi đóng ngắt ly hợp. Lực ép lò xo ép truyền tới đĩa ép có tác dụng kẹp chặt đĩa bị động với bánh đà.
Điểm khác biệt ở đây là sử dụng một lò xo đĩa hình côn với góc côn là rất lớn
(khoảng 176o). Với việc sử dụng lò xo đĩa hình côn người ta có thể tận dụng kết cấu
này để đóng mở ly hợp mà không cần phải có đòn mở riêng. Mặt đáy của đĩa ép hình
côn được tì trực tiếp vào đĩa ép, phần giữa của đĩa ép được liên kết với vỏ. Mặt đỉnh
của đĩa ép sẽ được sử dụng để mở ly hợp khi bạc mở ép lên nó. Phần bị động
Đĩa ma sát (13) gồm cả chi tiết xương đĩa bị động, các tấm ma sát, moay ơ, lò
xo giảm chấn (10) và trục ly hợp.
Nhìn vào hình vẽ và dựa trên cấu tạo ta có thế khái quát nguyên lý làm việc của ly hợp như sau: Nguyễn Anh Duy Page 11 Đồ án tốt nghiệp
Trạng thái đóng: Do phần giữa của đĩa ép tì vào thân của ly hợp nên mặt đáy của
nó tì vào đĩa ép (2) ép chặt đĩa bị động (13) với bánh đà, làm cho phần chủ động và
phần bị động của ly hợp trở thành một khối cứng và mô men được truyền từ động cơ tới trục ly hợp.
Trạng thái mở: Khi cần mở ly hợp, người lái tác dụng một lực vào cơ cấu dẫn
động ly hợp. Kết quả là bi tì (5) dịch chuyển sang bên trái, ép vào mặt đỉnh của lò xo
đĩa. Do phần giữa của đĩa ép (2) được liên kết với vỏ ly hợp (1) nên mặt đáy của đĩa ép
sẽ dịch chuyển sang phải kéo kéo đĩa ép tách khỏi đĩa bị động. Lúc này đĩa bị động
không còn tiếp xúc với các đĩa chủ động nữa và động cơ bị ngắt khỏi hệ thống truyền lực.
Trong quá trình sử dụng ly hợp lò xo đĩa có những ưu điểm nổi bật:
- Kết cấu đơn giản, nhỏ gọn;
- Lò xo đĩa có đặc tính làm việc hợp lý vì trong vùng làm việc lực ép thay đổi
không đáng 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.
Bên cạnh đó cũng có nhứng nhược điểm:
- Việc chế tạo khó khăn;
- Chỉ tạo được lực ép nhỏ nên không phù hợp với các loại xe tải trọng lớn, chủ yếu dùng trên xe con.
2.2.2. Ly hợp ma sát khô hai đĩa lò xo trụ Nguyễn Anh Duy Page 12 Đồ án tốt nghiệp
Hình 1.4. Ly hợp hai đĩa
1. Vỏ ly hợp; 2. Đĩa ép; 3. Đĩa ép trung gian; 6. Đòn mở; 9. Ổ trục sơ cấp; 10. Lò xo
giảm chấn; 11. Bánh đà; 12. Đĩa ma sát; 13. Vành răng khởi động; 14. Bi tỳ; 15. Vỏ bi
tỳ; 16. Nắp; 17. Hướng ngắt ly hợp; 18. Trục sơ cấp; 19. Đĩa phanh; 20. Phanh ly hợp;
21. Vú mỡ; 22. Khoá; 23. Vành lót trong; 24. Vành lót ngoài; 25. Lò xo ép; 26. Đòn mở.
Trong hình 1.4 trình bày một ly hợp hai đĩa điển hình. Trong ly hợp này có hai
dãy lò xo bố trí xung quanh đĩa ép ngoài cùng, tạo ra lực ép trực tiếp giữa đĩa ép ngoài
cùng và vỏ ly hợp. Viêc mở ly hợp được thực hiện bởi ba đòn mở dưới tác dụng của
cụm bi tì. Đĩa ép trung gian và đĩa ép luôn quay cùng với bánh đà nhưng có thể trượt Nguyễn Anh Duy Page 13 Đồ án tốt nghiệp
hướng kính, Các đĩa bị động nằm giữa các đĩa ép và bánh đà. Các đĩa ma sát liên kết
then hoa với trục sơ cấp hộp số. Đầu then hoa tựa trên ổ bi nằm gối trong bánh đà. Cơ
cấu mở gồm ba đòn mở và cụm bi tì. Đầu ngoài của đòn mở liên kết với vỏ ly hợp bằng
bu lông thông qua chốt lệch tâm, ngoài chốt lệch tâm là các bi kim. Chốt giữa gắn với
đĩa ép cũng tựa trong ổ bi kim.
Trong quá trình sử dụng ly hợp có những ưu điểm nổi bật: -
Thường được sử dụng trên xe tải; -
Kết cấu nhỏ gọn, khoảng không gian chiếm chỗ ít vì lực ép tác dụng lên đĩa ép lớn; -
Luôn giữ được đặc tính tuyến tính trong toàn bộ vùng làm việc; -
Truyền mô men tốt hơn so với ly hợp một đĩa.
Bên cạnh đó còn có những 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 nếu không thì lực ép không đều sẽ làm cho đĩa ma sát mòn
không đều và dễ bị cong vênh; - Chế tạo phức tạp; -
Ly hợp ngắt không dứt khoát.
2.2.3. Ly hợp cường hóa bằng lực quán tính ly tâm Nguyễn Anh Duy Page 14 Đồ án tốt nghiệp
Hình 1.5. Ly hợp cường hoá quán tính
1. Trọng lượng quán tính; 2. Chốt đòn mở; 6. Đòn mở; 7. Bi tỳ; 8. Trục ra; 10. Nạng
gạt bi tỳ; 11. Moay ơ ly hợp đĩa bị động; 12. Lò xo nén; 13. Đĩa ép; 14. Vỏ ly hợp; 15.
Đĩa ma sát; 16. Vành răng khởi động; 17. Bánh đà; 18. Trục khuỷu; 19. Bi trục sơ cấp.
Thông thường hệ số truyền mô men của ly hợp là 1,4 đến 2,2 tuỳ thuộc vào điều
kiện làm việc của ô-tô. Hệ số dự trữ càng lớn, lực bàn đạp sẽ càng lớn. Để giảm lực
bàn đạp, ta có thể chọn hệ số truyền là 1,1 thay cho các ly hợp truyền thống là 1,5 và
thiết kế khối lượng đối trọng ở đầu ngoài của đòn mở để khi tốc độ cao sẽ sinh ra lực
quán tính ly tâm tăng thêm lực ép cho đĩa ép. Nó bao gồm ba đòn bẩy có bản lề và ba
lò xo luân phiên bố trí tại các không gian bằng nhau. Ở tốc độ bình thường, khi truyền
tải mô men thấp, các lò xo giữ ly hợp tham gia, các đòn bẩy trọng không có bất kỳ áp lực trên đĩa ép.
Ở tốc độ cao, khi truyền mô men cao, trọng lượng bay ra và các đòn bẩy cũng gây áp lực lên đĩa ép. Nguyễn Anh Duy Page 15 Đồ án tốt nghiệp
Cấu tạo của ly hợp cường hóa bằng lực quán tính ly tâm được trình bày trong
hình. Phần đóng mở ly hợp bao gồm ba đòn mở (6) nằm giữa đĩa ép (13) và vỏ ly hợp
(14). Ba lò xo (12) luân phiên bố trí tại các không gian bằng nhau nối đĩa ép với vỏ,
làm nhiệm vụ kéo đĩa ép tách khỏi đĩa bị động. Khi số vòng quay của động cơ tăng lên,
trọng lượng quán tính có xu hướng dịch sang trái, trọng tâm của trọng lượng quán tính
quay quanh chốt đòn mở (2). Chuyển động đó bị chặn bởi con lăn trục (4) do đó một
mô men tăng cường được truyền cho đĩa ép (13) tạo ra một lực hướng trục cho đĩa ép.
Lực quán tính ly tâm càng lớn, tức động cơ càng quay nhanh thì lực ép vào đĩa ép càng
lớn như sơ đồ hình 2.11.
Hình 1.6. Quan hệ giữa số vòng quay và lực ép Nguyễn Anh Duy Page 16 Đồ án tốt nghiệp Hình 1.7. Đòn mở
A. Con lăn trục; B. Chốt đòn mở; C. Trọng lượng quán tính
Ly hợp ly tâm có thể được sử dụng cho các ứng dụng nặng đòi hỏi phải truyền
tải mô men xoắn lớn hơn
Nhìn vào hình vẽ và dựa trên cấu tạo ta có thế khái quát nguyên lý làm việc của ly hợp như sau:
Trạng thái đóng: Khi ly hợp ở trạng thái đóng, đòn mở sẽ tì vào đĩa ép (13) ép
chặt đĩa bị động với bánh đà làm cho phần chủ động và phần bị động của ly hợp trở
thành một khối cứng và mô men được truyền từ động cơ tới trục ly hợp. Khi động cơ
quay với tốc độ cao, yêu cầu lực ép lớn hơn để truyền mô men xoắn lớn hơn, lúc này
phần trọng lượng quán tính (1) sẽ dịch sang trái ép vào đĩa ép làm tăng lực ép vào đĩa
bị động giúp truyền mô men xoắn lớn hơn.
Trạng thái mở: Khi cần mở ly hợp, người lái tác dụng một lực vào cơ cấu dẫn
động ly hợp. Đẩy bi tì (7) dịch chuyển sang trái ép vào đòn mở, đẩy đòn mở sang trái
tách đĩa ép ra khỏi đĩa bị động. Lúc này đĩa bị động không còn tiếp xúc với các đĩa chủ
động nữa và động cơ bị ngắt khỏi hệ thống truyền lực.
Trong quá trinh sử dụng ly hợp cường hóa quá tính có nhứng ưu điểm nổi bật:
- Điều chỉnh được lực ép giúp truyền mô men tốt hơn khi cần;
- Kết cấu nhỏ gọn, chế tạo đơn giản.
Bên cạnh đó cũng còn có những nhược điểm: Nguyễn Anh Duy Page 17 Đồ án tốt nghiệp
- 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;
- Không phải lúc nào muốn tăng lực ép cũng được vì còn liên quan tới trượt;
- Yêu cầu thiết kế với độ chính xác cao
2.2.4. Ly hợp cường hóa bằng lực quán tính ly tâm hoàn toàn Nguyễn Anh Duy Page 18 Đồ án tốt nghiệp
Hình 1.8. Ly hợp tự động quán tính
1. Vít điều chỉnh; 2. Lò xo ép; 3. Lò xo phản hồi; 4. Trục sơ cấp; 5. Đĩa mở; 6. Bi tỳ; 7.
Đòn mở; 8. Chốt quay đòn mở; 9. Vít điều chỉnh đòn mở; 10. Thanh kéo; 11. Vỏ ly
hợp; 12. Quả văng; 13. Chốt hãm; 14. Đĩa phản ứng; 15. Chốt truyền lực; 16. Đĩa ép;
17. Lò xo giảm chấn; 18. Trục khuỷu; 19. Trục sơ cấp; 20. Đĩa bị động; 21. Bánh đà;
22. Chốt khối quả văng; 23. Vành răng bánh đà.
Ly hợp tự động hoàn toàn bằng lực quán tính ly tâm có thể tách nguồn lực từ
động cơ khỏi hệ truyền lực hoàn toàn khi động cơ đứng yên hoặc chạy không tải và
truyền mô men một cách êm dịu (với sự trượt tăng nhanh chóng) khi số vòng quay tăng Nguyễn Anh Duy Page 19 Đồ án tốt nghiệp
trong một vùng hẹp cho đến khi công suất đủ lớn làm cho xe chuyển động. Để bảo đảm
sang số khi xe chuyển động, ly hợp được trang bị cơ cấu đóng mở thông thường. Cơ
cấu đóng mở này cho phép đóng mở ly hợp không phụ thuộc vào quả văng ly tâm, cho
phép đóng ly hợp nhanh chóng và êm dịu trong quá trình vào số.
Hình 1.9. Đặc tính dầu vào ở ly hợp tự động quán tính
Cấu tạo của ly hợp tự động được trình bày trong hình 1.8. Phần đóng mở ly hợp
tự động bao gồm một đĩa phản ứng (14) nằm giữa đĩa ép (16) và vỏ ly hợp (11).Bốn
quả văng ly tâm(12) được gắn bằng chốt (22) trên đĩa phản ứng (14). Khi số vòng quay
của động cơ tăng lên, quả văng có xu hướng văng ra ngoài; trọng tâm của quả văng
quay quanh chốt (22). Chuyển động đó bị chặn bởi chốt (15) do đó một mô men tăng
cường được truyền cho đĩa ép (16) tạo ra một lực hướng trục cho đĩa ép. Đồng thời đĩa
phản ứng bị nén gây ra lực đàn hồi cho lò xo ép (2), lực đó truyền từ vỏ ly hợp hướng
trục lực ép đối với đĩa ép. Lực quán tính ly tâm càng lớn, tức động cơ càng quay nhanh
thì lò xo càng bị nén, lực ép vào đĩa ép càng lớn. Nguyễn Anh Duy Page 20 Đồ án tốt nghiệp
Để xác định tốt nhất lực cho đĩa ép cần căn cứ vào đặc tính tốc độ như trong
hình 1.9. Lò xo phản ứng (2) có khả năng điều chỉnh được độ cứng nhờ ốc điều chỉnh
(1) được đặt song song nhưng ngược chiều với lò xo ép (2). Chiều dài ban đầu của lò
xo phản ứng xác định lực nén của lò xo ép; nó được điều chỉnh khi cả cụm được lắp
hoàn chỉnh và được xác định tại số vòng quay động cơ khi đóng mở ly hợp. Việc sang
số khi ô tô đang chuyển động sẽ được thực hiện khi ngắt ly hợp bằng cơ cấu mở thông
thường, tức là bị tỳ (6) được đẩy sang trái, tì vào vòng (5) đẩy đòn (7) quay quanh chốt
đòn mở (8), kéo thanh (10) làm cho đĩa phản ứng (14) chuyển tịnh tiến sang trái và kéo
théo dịch trái của đĩa ép (16) nhờ lò xo phản ứng(3).
Trong quá trình sử dụng ly hợp tự động quán tính có những ưu điểm nổi bật:
- Có thể tách nguồn lực từ động cơ khỏi hệ truyền lực hoàn toàn khi động cơ
đứng yên hoặc chạy không tải;
- Đóng ly hợp nhanh chóng và êm dịu trong quá trình vào số;
- Truyền mô men được tốt hơn.
Bên cạnh đó cũng còn có những nhược điểm:
- Cơ cấu phức tạp, khó chế tạo, bảo dưỡng và sửa chữa;
- Phụ thuộc vào quả văng ly tâm và đặc tính tốc độ để điều chỉnh phù hợp.
2.2.5. Ly hợp hai đĩa cường hóa bằng lò xo xiên Nguyễn Anh Duy Page 21 Đồ án tốt nghiệp
Hình 1.10. Ly hợp hai đĩa
1. Đĩa ép; 2. Lò xo hồi vị; 3. Đòn mở; 4. Vòng điều chỉnh; 5. Vỏ che; 6. Lò
xo ép; 7. Trục sơ cấp; 8. Mặt tựa phanh; 9. Phanh ly hợp; 10 Ống mở; 11. Bi
tỳ; 12. Vú mỡ; 15. Đòn mở; 16. Đĩa hãm; 17. Chốt định vị; 18. Đĩa ép trung
gian; 19. Đĩa ma sát; 20. Lò xo giảm chấn; 21. Trục khuỷu; 22. Ổ trục sơ
cấp; 23. Vành răng khởi động.
Hình trên trình bày loại ly hợp hai đĩa có cường hóa. Kết cấu đĩa bị động và đĩa
chủ động không có gì đặc biệt, đáng chú ý là cơ cấu mở. Cơ cấu mở có khả năng điều Nguyễn Anh Duy Page 22 Đồ án tốt nghiệp
chỉnh khe hở khi đĩa bị động mòn và lực mở ly hợp nhỏ hơn lực ép khi mở do bố trí
các lò xo ép xiên chứ không phải hướng trục.
Cấu tạo của ly hợp hai đĩa cường hóa bằng lò xo xiên được trình bày trên hình.
Phần đóng mở ly hợp bao gồm đòn mở (15) được gá với giá, một đầu giá liên kết với lò
xo ép, đầu kia của lò xo liên kết với vỏ ly hợp.
Nhìn vào hình vẽ và dựa trên cấu tạo ta có thế khái quát nguyên lý làm việc của ly hợp như sau:
Trạng thái đóng: Lò xo xiên (6) đẩy giá đỡ lò xo luôn tỳ vào đòn mở (15) làm
cho vấu của đòn mở tì vào đĩa ép (1) ép chặt đĩa bị động với bánh đà, làm cho phần chủ
động và phần bị động của ly hợp trở thành một khối cứng và mô men được truyền từ
động cơ tới trục ly hợp.
Trạng thái mở: Khi cần mở ly hợp, người lái tác dụng một lực vào cơ cấu dẫn
động ly hợp. Kết quả đòn mở (3) dịch chuyển sang bên trái đẩy bi tỳ (11) sang phải kéo
giá đỡ lò xo di chuyển sang phải, giá đỡ lò xo được liên kết với đòn mở (15) sẽ kéo đòn
mở sang phải làm đĩa ép tách khỏi đĩa bị động. Lúc này đĩa bị động không còn tiếp xúc
với các đĩa chủ động nữa và động cơ bị ngắt khỏi hệ thống truyền lực.
Trong quá trình sử dụng ly hợp hai đĩa cường hóa bằng lò xo xiên có những ưu điểm:
- Kết cấu nhỏ gọn, khoảng không gian chiếm chỗ ít vì lực ép tác dụng lên đĩa ép lớn;
- Luôn giữ được đặc tính tuyến tính trong toàn bộ vùng làm việc;
- Có khả năng điều chỉnh khe hở khi đĩa bị động mòn;
- Truyền mô men tốt hơn ly hợp một đĩa ma sát.
Bên cạnh đó còn có những 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 nếu không thì lực ép không đều sẽ làm cho đĩa ma sát mòn
không đều và dễ bị cong vênh; Nguyễn Anh Duy Page 23 Đồ án tốt nghiệp - Chế tạo phức tạp;
- Ngắt ly hợp không dứt khoát.
Nhận xét: Theo thời gian làm việc các đĩa bị động sẽ bị mòn dẫn đến khe hở
tăng lên làm cảm giác đạp ly hợp bị ảnh hưởng. Vậy để khắc phục nhược điểm trên
cũng như theo yêu cầu thiết kế ta chọn thiết kế ly hợp theo phương án: Ly hợp cường hóa bằng lò xo xiên. Nguyễn Anh Duy Page 24 Đồ án tốt nghiệp
Chương II: Thiết kế ly hợp
Với những phân tích và đánh giá ở trên, khi thiết kế, tính toán ly hợp ta cần có
một vài thông số kỹ thuật của xe cần thiết kế. Vậy em xin chọn xe tham khảo là xe
Hyundai Santa Fe 2.4 Xăng với những thông số sau:
Bảng 1: Thông số xe tham khảo Thông số Santa Fe 2.4 Xăng Kích thước tổng thể 4690 x 1880 x 1680 Chiều dài cơ sở 2700
Bán kính quay vòng tối thiểu (m) 5,45
Trọng lượng toàn tải (kg) 1723
Phân bố lên cầu trước (kg) 813
Phân bố lên cầu sau (kg) 910 Động cơ Xăng Loại động cơ 2.4 Dual CVVT
Công suất cực đại (kW / vòng/phút) 130/6000
Mô men xoắn cực đại (Nm/vòng/phút) 226/3750 Hộp số
Tỷ số truyền ở truyền lực chính 5,125
Tỷ số truyền ở tay số 1 4,124 Lốp 235/60 R18 1.
Xác định kích thước cơ bản của ly hợp
Các kích thước và thông số cơ bản của ly hợp bao gồm: đường kính ngoài D và đường
kính trong d của các tấm ma sát; số lượng đĩa bị động zi ; hệ số dự trữ ly hợp ; lực Nguyễn Anh Duy Page 25 Đồ án tốt nghiệp
ép tổng của các lò xo ; hệ số ma sát tính toán ; số lượng zlx và độ cứng c của các
lò xo ép; áp suất lên bề mặt các tấm ma sát. 1.1.
Xác định mô men ma sát mà ly hợp cần truyền
Mục đích thiết kế ly hợp tự điều chỉnh khe hở, ta có thế phác thảo sơ đồ tính toán như sau:
Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý ly hợp
1. Bánh đà; 2. Đĩa bị động; 3. Đĩa ép; 4. Lò xo ép
Ly hợp cần được thiết kế sao cho nó phải truyền được hết mô men của động cơ
và đồng thời bảo vệ được cho hệ thống truyền lực khỏi bị quá tải. Với hai yêu cầu như
vậy mô men ma sát của ly hợp được tính theo công thức: Mc = Memax Nguyễn Anh Duy Page 26 Đồ án tốt nghiệp Trong đó :
Memax - Mômen xoắn cực đại của động cơ;
- Hệ số dự trữ của ly hợp.
Hệ số dự trữ ly hợp là một hệ số quan trọng, nhằm đảm bảo cho ly hợp truyền
hết mômen của động cơ sau một thời gian hoạt động, vì theo thời gian lực ép của lò xo
giảm dần do mỏi, đĩa ma sát mòn làm lò xo dài ra... dẫn đến giảm mô men ma sát của
ly hợp và làm giảm khả năng truyền mô men của ly hợp. Tuy nhiên nếu quá lớn thì
kích thước ly hợp sẽ rất lớn và đặc biệt là không đảm bảo được chức năng cơ cấu an
toàn, tránh cho hệ thống truyền lực khỏi bị quá tải. Hơn nữa để có hệ số lớn cần phải
tăng kích thước của các đĩa ma sát, tăng số đĩa ma sát, hoặc tăng lực ép của các lò xo.
Lực ép lò xo giảm do hai nguyên nhân chính sau: sau thời gian sử dụng lâu dài
độ cứng của lò xo giảm dần do mỏi; khi các đĩa ma sát bị mòn chiều dài lò xo tăng lên
cũng làm giảm lực ép của nó. Theo kinh nghiệm, độ giảm lực ép của các lò xo do mỏi
chiếm 8 10% và do độ mòn của các đĩa ma sát là 15 20% . Như vậy, với hai
nguyên nhân trên, trong quá trình sử dụng hệ số có thể bị giảm tới 23 30%. Bởi
vậy, người ta thường chọn hệ số như sau:
= 1,3 1,75 đối với ô tô con;
= 1,5 2,25 đối với ô tô tải;
= 1,8 3,0 đối với các ô tô có tính việt dã cao;
= 2,0 3,0 đối với ô tô có kéo rơ mooc.
(Theo tài liệu [1] trang III-3)
→ Với đề bài là ô tô con 7 chỗ nên ta chọn = 1,5
Vậy mô men ma sát của ly hợp cần truyền :
Mc = Memax = 1,5.226 = 339 (Nm) a.
Xác định các thông số và kích thước cơ bản
Cơ sở để xác định kích thước của ly hợp là ly hợp phải có khả năng truyền được
hết mô men cực đại của động cơ. Từ đó ta có thể xác định được kích thước các đĩa ma z
sát và chọn được số lượng đĩa bị động i Nguyễn Anh Duy Page 27 Đồ án tốt nghiệp
Tính sơ bộ đường kính ngoài của đĩa ma sát theo công thức kinh nghiệm : Memax D = 2R = 3,16 C
(Theo tài liệu 1 trang III-4) Trong đó:
Me max - Mômen cực đại của động cơ, tính theo Nm;
D - Đường kính ngoài của đĩa ma sát, tính theo cm;
C - Hệ số kinh nghiệm được xác định thông qua quá trình nghiên cứu và
phát triển của ngành công nghiệp ô tô. Với C = 4,7 với xe du lịch 7 chỗ. Memax → D = 2R = 3,16 C = 3,16 = 21,9 cm = 219 mm Ta chọn D = 260 mm
Bán kính trong của đĩa ma sát được tính theo bán kính ngoài :
r = (0,53 0,75)R = (0,53 0,75) 130= (68,9 97,5) mm
Khi đĩa ma sát quay với vận tốc góc ω nào đó thì vận tốc tiếp tuyến ở một điểm
bất kỳ Vx= ω.R .x Có nghĩa là vận tốc trượt ở mép ngoài của đĩa sẽ lớn hơn mép trong
của đĩa, do đó mép ngoài của đĩa sẽ mòn nhanh hơn. Sự chênh lệch về tốc độ mài mòn
càng lớn nếu các bán kính R và r chênh nhau càng nhiều. Vì vậy với các động cơ có số
vòng quay cao ta chọn r ≈ 0,75R và ngược lại với động cơ có số vòng quay thấp r ≈0,53R.
Với động cơ xe tham khảo là động cơ xăng với tốc độ vòng quay tối đa lớn, lên
đến 5800 vòng/phút. Vậy ta chọn r ≈ 0,75R =90 mm.
Với xe du lịch 7 chỗ, bán kính ma sát trung bình được tính theo công thức : Rtb = = = 110 mm
Khi đó lực ép tổng cộng được tính như sau được tính từ mô men ma sát của ly
hợp, mô men này được tính như sau: M F .R Trong đó: Nguyễn Anh Duy Page 28 Đồ án tốt nghiệp M M
: Mô men ma sát của ly hợp, M = c ;
F : Lực ma sát tổng hợp theo phương tiếp tuyến;
R : Bán kính ma sát tương đương cánh tay đòn F .
Bán kính ma sát phụ thuộc vào quy luật phân bố tải q và hệ số ma sát . Theo
tài liệu 1 trang III-4, Nếu coi ,q= const ta có: R =
Đối với xe du lich 7 chỗ ta lấy R =Rtb=110 mm.
Như vậy ta có mô men ma sát của ly hợp được tính như sau: M = M = kμF R z μ c z N μ μ
Trong đó z là số đôi bề mặt ma sát; kz là hệ số kể đến sự giảm lực ép lên các
bề mặt làm việc do ma sát trong các bộ phận dẫn hướng và các then hoa trên các đĩa
ma sát. Đối với ly hợp cho xe con 7 chỗ ta có thể lấy kz =1; là hệ số ma sát, phụ
thuộc vào vật liệu, tình trạng tấm ma sát. Ta sử dụng loại vật liệu thông dụng với =0,3.
Lực ép tổng lên các đĩa khi đó sẽ là:
Áp suất tác dụng lên bề mặt ma sát được tính như sau:
Áp suất tác động lên bề mặt ma sát q là một trong những thông số quan trọng
đánh giá chế độ làm việc cũng như tuổi thọ của ly hợp. Áp suất này càng lớn thì tốc độ
mài mòn ngày càng cao do vậy người ta giới hạn áp suất này trong một giới hạn cho
phép nhất đinh, với ô tô con: thỏa mãn. Trong đó:
: Hệ số ma sát của vật liệu có giá trị Nguyễn Anh Duy Page 29 Đồ án tốt nghiệp
Đối với vật liệu hay sử dụng hiện nay ta chọn
: Tổng lực ép lên các đĩa ma sát .
: Số đôi bề mặt ma sát.
: Bán kính ma sát tương đương với cánh tay đòn đặt lực .
: Diện tíchlàm việc của một bề mặt ma sát.
Lực ép tổng lên đĩa ép là = 2568 N
Theo sơ đồ tính toán sơ bộ và dựa vào đường kính sơ bộ của đĩa ma sát ta chọn
góc nghiêng tạo bởi lò xo trụ với giá là = 55 .o
Lực ép theo phương nghiêng là: F = = = 4477 N
Khi ngắt ly hợp, lò xo có xu hướng hướng kính chứ không phải hướng trục, dẫn
đến lực hướng kính của lò xo tăng lên khoảng 20% mà lực hướng trục giảm. Vậy lực
ép lò xo khi ngắt ly hợp là: F = 1,2 F = 1,2.4477 = 5372 N
Khi ngắt ly hợp, giá đỡ lò xo dịch chuyển sang phải, lúc này góc nghiêng là =
68o làm cho lực ép có xu hướng hướng kính chứ không phải hướng trục dẫn tới lực mở ly hợp nhỏ đi. Lực mở ly hợp là: F o lh = Fcos 68 = 2012 N
- Ta dùng lò xo ép là loại lò xo trụ đặt xung quanh;
- Vật liệu chế tạo lò xo ép là thép 60C , có ứng suất xoắn cho phép là : [ ] = (5.108 7.108) N/m2
- Số lượng lò xo ép được chọn theo đường kính ngoài của trục sơ cấp;
Ta chọn số lượng lò xo là zlx = 6.
Lực tác dụng lên một lò xo: F = = = 895 (N) Nguyễn Anh Duy Page 30 Đồ án tốt nghiệp
Độ cứng của lò xo được xác định theo công thức: c = = (N/m) Trong đó:
là độ biến dạng của lò xo khi chuyển từ trạng thái đóng sang ngắt hay chính
là hành trình của đĩa ép:
= 1,5 2,0 đối với ly hợp một đĩa;
= 2,0 3,0 đối với ly hợp hai đĩa; Chọn = 2,4 mm
G- mô đun đàn hồi G = 8.104 MN/m ; 2
D- đường kính trung bình của lò xo;
d- đường kính dây lò xo;
n0- số vòng làm việc của lò xo. c = = = 37,3.103 (N/m)
Số vòng làm việc của lò xo được xác định theo công thức : n0 =
Đường kính dây lò xo được xác định theo công thức : d = = (cm) D D Trong đó : d = C = 5 8. Ta chọn d = 6,4
Vật liệu chế tạo lò xo thường là thép cacbon cao 85, thép 65 , thép 60C . Ứng
suất xoắn cho phép trong khoảng [ ] = 5.10 . 4 7.10 N/cm 4 2 Ta chọn [ ] = 5.104N/cm2 d = = 0,54 (cm) chọn d = 6 cm
Đường kính trung bình của vòng lò xo :D = C.d = 6,4.6 = 38,4 mm
Vậy số vòng làm việc của lò xo : n = 0 = 3 vòng Nguyễn Anh Duy Page 31 Đồ án tốt nghiệp
Để đảm bảo khoảng làm việc và chiều dài động học thì ta chọn số vòng làm việc của lò xo: n = 4 vòng o
Số vòng toàn bộ của lò xo: n = no + 2 = 4 + 2 = 6 vòng
Chiều dài toàn bộ của lò xo ở trạng thái tự do : 1, 2 l L = (n + 2) d + 0, 2 o 1 (no + 1) +
Trong đó : - Khe hở cực tiểu giữa vòng lò xo khi mở ly hợp, 1
thường chọn 1 = (0,5 1) mm : Ta chọn = 1 mm 1
L = (4 + 2).6 + 1.(4 + 1) + 6.2,4 = 55,4 mm
Tính lò xo theo ứng suất cắt : = [ ] (N/m2) Trong đó :
- ứng suất sinh ra khi lò xo làm việc (khi mở ly hợp).
[ ] - ứng suất xoắn cho phép [ ] = 5.108 8.108 N/m2
k - hệ số tập trung ứng suất. Với D/d = 6,4 k = 1,25
= = = 5,07.108 N/m2< [ ] = 8.108N/m2 b.
Tính lò xo giảm chấn
Lò xo giảm chấn được đặt ở đĩa bị động để tránh sự cộng hưởng ở tần số cao
của dao động xoắn do sự thay đổi của động cơ và của hệ thống truyền lực đảm bảo
truyền mô-men một cách êm dịu từ đĩa bị động đến moay-ơ trục ly hợp. Mô-men cực
đại có khả năng ép lò xo giảm chẩn được xác định theo công thức: Trong đó:
: Trọng lượng bám của ô tô trên cầu chủ động,
: Hệ số bám của đường, lấy
: Bán kính làm việc của bánh xe,
: Tỉ số truyền của truyền lực chính,
: Tỉ số truyền của hộp số ở tay số 1, Nguyễn Anh Duy Page 32 Đồ án tốt nghiệp
: Tỉ số truyền của hộp số phụ,
Thay vào công thức trên ta có:
Mô-men quay truyền qua giảm chấn được tính bằng tổng mô-men quay của các
lực lò xo giảm chấn và mô-men ma sát: Trong đó:
: Mô-men sinh ra do lực của các lò xo. : Mô-men ma sát.
: Lực ép của một lò xo giảm chấn.
: Bán kính đặt lò xo giảm chấn. Chọn
: Số lượng lò xo giảm chấn. Chọn
: Lực tác dụng trên vòng ma sát.
: Bán kính trung bình đặt các vòng ma sát.Chọn
: Số lượng vòng ma sát.Chọn
Khi chưa truyền hết mô-men quay, đinh tán nối các đĩa sẽ có khe hở, tới các thành bên của moay-ơ.
Độ cứng tối thiểu của lò xo giảm chấn (hay gọi là mô-men quay tác dụng lên đĩa
bị động để xoay đĩa đi sơ với moay-ơ):
Trong đó: : Độ cứng của một lò xo, Thay số: (N/m). Nguyễn Anh Duy Page 33 Đồ án tốt nghiệp
Hình 2.2. Cửa sổ moay-ơ.
Các cửa sổ đặt lò xo của moay-ơ có kích thước chiều dài là A phải nhỏ hơn
chiều dài tự do của lò xo một ít, giúp lò xo luôn ở trạng thái căng ban đầu. Với: Chọn
Khi chuyển mô-men quay từ động cơ và từ bánh xe qua bộ phận giảm chấn
giống nhau thì cửa sổ ở moay-ơ và ở đĩa bị động có chiều dài như nhau. Ở các giảm
chần có độ cứng khác nhau, chiều dài cửa sổ moay-ơ phải bé hơn so với cửa sổ ở đĩa một đoạn: Thường Chọn
Cạnh bên cửa sổ làm nghiêng 1 góc . Chọn
Đường kính thanh tựa chọn đặt trong kích thước lỗ B. Chọn
Kích thước lỗ B được xác định theo khe hở . Các trị số chọn trong khoảng từ Chọn:
Vậy kích thước đặt lỗ thanh tựa là: Nguyễn Anh Duy Page 34 Đồ án tốt nghiệp
Theo thực nghiệm thường lấy:
Ta có lực ép tác dụng lên một lò xo giảm chấn là:
Số vòng làm việc của lò xo giảm chấn: Trong đó:
: Mô-đun đàn hồi dịch chuyển,
: Độ biến dạng của lò xo giảm chấn từ vị trí chưa làm việc đến vị trí làm việc, , chọn
: Đường kính dây lò xo, chọn
: Đường kính trung bình của vòng lò xo, Chọn Lấy (vòng).
Chiều dài làm việc của lò xo được tính theo công thức:
Chiều dài của lò xo ở trạng thái tự do:
Lò xo được kiểm tra theo ứng suất xoắn: Nguyễn Anh Duy Page 35 Đồ án tốt nghiệp
Vật liệu làm lò xo giảm chấn là thép có Trong đó:
: Lực ép của một lò xo giảm chấn,
: Đường kính trung bình của vòng lò xo,
: Đường kính dây lò xo,
: Hệ số tập trung ứng suất: Với
Thay các thông số vào công thức tính ta có: Vậy lò xo đủ bền. 2.
Tính kiểm tra điều kiện làm việc của ly hợp
2.1. Công trượt và công trượt riêng 2.1.1. Công trượt
Để xác định công trượt của ly hợp khi khởi động tại chỗ ta sử dụng công thức
tính theo kinh nghiệm của viện HAMH: Trong đó:
: Trọng lượng toàn bộ xe, .
: Mô-men cực đại của động cơ, .
: Số vòng quay của động cơ khi khởi động tại chỗ, với động cơ xăng no =
: Số vòng quay của động cơ tại thời điểm đạt công suất cực đại, Nguyễn Anh Duy Page 36 Đồ án tốt nghiệp
: Bán kính làm việc trung bình của bánh xe,
: Tỉ số truyền của truyền lực chính, .
: Tỉ số truyền của hộp số ở tay số 1, .
: Tỉ số truyền của hộp số phụ, .
: Tỉ số truyền của hệ thống truyền lực,
: Hệ số cản tổng cộng của mặt đường, với ô tô con: 2.1.2. Tính công trượt riêng
Để đánh giá độ hao mòn của đĩa ma sát ta cần tính công trượt riêng theo công thức: Trong đó: : Công trượt ly hợp.
: Diện tích bề mặt ma sát. : Số mặt ma sát.
, : Đường kính trong và ngoài đĩa ma sát. Do thỏa mãn.
2.2. Tính toán nhiệt trên đĩa ép
Việc tính toán nhiệt trên đĩa ép được thực hiện nhằm kiểm tra mức gia tăng nhiệt
độ trung bình trên đĩa sau một lần đóng ly hợp khi khởi động ô tô tại chỗ. Trong khi
tính toán giả thiết rằng toàn bộ lượng nhiệt sinh ra trong quá trình trượt ly hợp được Nguyễn Anh Duy Page 37 Đồ án tốt nghiệp
chuyển thành nhiệt nung nóng đĩa ép (bỏ qua lương nhiệt truyền vào môi trường xung
quanh). Mức gia tăng nhiệt độ được tính theo công thức: γ.Wμ Δt = Δt c.md Theo tài li u 1 - tr ệ ang III-10 Trong đó: Wμ : công trượt ly hợp
c : tỉ nhiệt của chi tiết bị nung nóng
c=481,5J/kg C (đối với vật liệu g o ang và thép)
md : khối lượng chi tiết bị nung nóng
- hệ số xác định phần công trượt dùng nung nóng chi tiết cần tính. Với đĩa 1 1 1 1 ép ngoài
= 2n = = 4 . Với đĩa ép trung gian ở ly hợp 2 đĩa = n = 2
[ t] : độ tăng nhiệt độ cho phép của chi tiết,
Với ôtô du lịch 7 chỗ: [ t] = 10 oK - Nhận xét :
+ Đối với đĩa ép trung gian khi bị trượt thì cả hai bề mặt đều tham gia;
+ Đối với đĩa ép ngoài và bánh đà khi bị trượt thì chỉ có 1 bề mặt tham gia;
Như vậy đĩa ép trung gian và đĩa ép ngoài có khối lượng tương đương nhau,
bánh đà có khối lượng lớn hơn. Nhưng khi bị trượt thì đĩa ép trung gian có độ tăng
nhiệt độ gấp hai lần so với đĩa ép ngoài và bánh đà. Do đó ta chỉ cần kiểm tra độ tăng
nhiệt độ của đĩa ép trung gian nên đảm bảo điều kiện cho phép là được. Với khối lượng
của đĩa ép trung gian : Gt = 5 kg; Vậy ta có 10-3 C o
mức gia tăng nhiệt đảm bảo điều kiện. Nguyễn Anh Duy Page 38 Đồ án tốt nghiệp 3.
Tính bền các chi tiết của ly hợp 3.1. Đĩa bị động
+ Để giảm kích thước của ly hợp, khi ly hợp làm việc trong điều kiện ma sát
khô thì chọn vật liệu có hệ số ma sát cao. Vật liệu của tấm ma sát thường chọn là loại
phêrađô. Đĩa ma sát 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 = x 2 mm;
+ Chiều dày tấm ma sát thường
chọn từ (3 5) mm. Ta chọn = 5 mm;
+ Tấm ma sát được gắn với
xương đĩa ma sát bằng đinh tán. Vật
liệu của đinh tán được chế tạo bằng
đồng, có đường kính d = 4 mm.
Đinh tán được bố trí trên đĩa theo
hai dãy tương ứng với các bán kính như sau:
Vòng trong: r1 = 100 mm = 0,1 m;
Vòng ngoài: r = 120 mm = 0,12 m; 2
Hình 2.3. Cấu tạo đĩa ma sát
+ Lực tác dụng lên mỗi dãy đinh
tán được xác định theo công thức : F1 = = = 463,11 (N); F2 = = = 555,73 (N);
+ Đinh tán được kiểm tra theo ứng suất cắt và ứng suất chèn dập; Nguyễn Anh Duy Page 39 Đồ án tốt nghiệp c = [ c] ; cd = [ cd] (N/m2). Trong đó :
c - ứng suất cắt của đinh tán ở từng dãy; cd - ứng suất chèn dập
của đinh tán ở từng dãy;
F - lực tác dụng lên đinh tán ở từng dãy;
n - số lượng đinh tán ở mỗi dãy:
Hình 2.4. Sơ đồ phân bố lực trên đinh tán Vòng trong n = 18 đinh; 1 Vòng ngoài n2 = 18 đinh;
d - đường kính đinh tán, d = 5 mm;
l - chiều dài bị chèn dập của đinh tán, chọn l = 2,5 (mm); [ 4 2
c] - ứng suất cắt cho phép của đinh tán, [ c] = 981.10 N/m ;
[ cd] - ứng suất chèn dập cho phép của đinh tán; [ 4 2 cd] = 2452,5.10 N/m ;
+ Ứng suất cắt và ứng suất chèn dập đối với đinh tán ở vòng trong : 4 2
c1 = = = 131,1.10 (N/m ) < [ c]; 4 2
cd1 = = = 205,9.10 (N/m ) < [ cd];
Vậy các đinh tán đảm bảo độ bền cho phép.
+ Ứng suất cắt và ứng suất chèn dập đối với đinh tán ở vòng ngoài : 4 2
c2 = = = 157,3.10 (N/m ) < [ c]; 4 2 cd2 = = = 247.10 (N/m ) < [ cd]; Nguyễn Anh Duy Page 40 Đồ án tốt nghiệp
Vậy các đinh tán đảm bảo độ bền cho phép.
3.2. Moay ơ đĩa bị động
Moay-ơ thường được thiết kể với độ dài đủ lớn để đĩa bị động đỡ bị đảo, với ly
hợp làm việc trong điều kiện bình thường chiều dài của moay-ơ thường được chọn
bằng đường kính then hoa trên trục ly hợp . b d D L
Hình2.5. Moay-ơ đĩa bị động.
Then hoa của moay-ơ được tính theo chèn dập và cắt: Trong đó:
: Mô-men lớn nhất của động cơ, .
: Số moay-ơ, với ly hợp ma sát hai đĩa, .
: Số then hoa của moay-ơ, . Nguyễn Anh Duy Page 41 Đồ án tốt nghiệp
: Chiều dài của moay-ơ, .
: Đường kính ngoài của then hoa,
: Đường kính trong của then hoa, . : Bề rộng một then hoa,
Chọn vật liệu chế tạo moay-ơ là thép 40X có các ứng suaart giới hạn là:
Ta thấy: và , vậy then hoa đủ bền.
3.3. Tính trục ly hợp
Trục ly hợp cũng đồng thời là trục sơ cấp của hộp số, ở cuối trục có bánh răng
nghiêng liền trục. Đầu trước của trục lắp ổ bi trong khoang của bánh đà, đầu sau lắp lên thành vỏ hộp số. Trong đó:
Trục I: Là trục ly hợp và cũng đồng thời là trục sơ cấp của hộp số.
Trục II: Là trục trung gian của hộp số.
Trục III: Là trục thứ cấp của hộp số. Nguyễn Anh Duy Page 42 Đồ án tốt nghiệp YA Y B Y D XA XD C III A I B D X B Pa1 Pr1 Pv1 Pv4 Pr4 II
Hình 2.6. Sơ đồ các lực tác dụng lên trục ly hợp và hộp số.
Ta sẽ kiểm nghiệm trục tại chế độ mô-men lớn nhất. Giả sử mô-men trên trục là
lớn nhất khi hộp số đặt ở tay số 1.
Các thông số tham khảo của các bánh răng hộp số:
Đường kính vòng lăn bánh răng trục sơ cấp: .
Đường kính vòng lăn bánh răng trục trung gian:
Đường kính vòng lăn bánh răng trục trung gian:
Đường kính vòng lăn bánh răng trục thứ cấp: .
Ta có mô-men truyền qua các trục như sau: Trục I: Trục II: Trục III:
3.3.1. Tính toán các lực trên các bánh răng của trục I và trục III
Bánh răng trên trục số I là bánh răng nghiêng, ta chọn các thông số tham khảo như sau: Nguyễn Anh Duy Page 43 Đồ án tốt nghiệp Đường kính vòng lăn: Góc nghiêng của răng Góc ăn khớp C A I B Pa1 Pr1 Pv1
Hình 2.7. Sơ đồ các lực tác dụng lên bánh răng trên trục I. Khi đó ta có: Lực Vòng: Lực hướng kính: Lực dọc trục: Trục số III: Nguyễn Anh Duy Page 44 Đồ án tốt nghiệp III C D Pv4 Pr4
Hình 2.8. Sơ dồ các lực tác dụng lên bánh răng trên trục III.
Lực vòng:Bánh răng trên trục III là bánh răng thẳng. Có các thông số chọn theo tham khảo như sau: Đường kính vòng lăn: Góc ăn khớp: Lực hướng kính:
3.3.2. Xác định phản lực lên các trục I và trục III tại các gối đỡ Trục số III: Nguyễn Anh Duy Page 45 Đồ án tốt nghiệp
Hình 2.9. Sơ đồ các lực trên trục III.
Ta chọn theo tham khảo khoảng cách từ bánh răng đến các ổ đỡ như hình vẽ. Trong đó:
và là các phản lực tại ổ đỡ C.
và là các phản lực tại ổ đỡ D.
,: lực hướng kính, lực vòng tác dụng lên bánh răng trên trục.
Theo phương X ta có các phương trình cân bằng: . .
Theo phương X ta có các phương trình cân bằng: . . Nguyễn Anh Duy Page 46 Đồ án tốt nghiệp Trục số I:
Hình 2.10. Sơ đồ các lực trên trục I.
Ta chọn theo tham khảo khoáng cách từ bánh răng đến các ổ đỡ như hình vẽ.
Giả sử chiều các lực như hình vẽ. Trong đó:
và là các phản lực tại C có cùng giá trị nhưng có chiều ngược với chiều các
phản lực tại C trên trục III.
và là các phản lực tại ổ đỡ A.
và là các phản lực tại ổ đỡ B.
Theo phương trình X ta có phương trình cân bằng:
có giá trị âm chứng tỏ chiều ngược với chiều đã giả thiết. Nguyễn Anh Duy Page 47 Đồ án tốt nghiệp
Theo phương trình X ta có phương trình cân bằng:
Trong đó là đường kính vòng lăn bánh răng trên trục I,
có giá trị âm chứng tỏ chiều ngược với chiều đã giả thiết.
Như vậy ta có các lực tác dụng lên trục I như sau: Kiểm tra bền trục I:
Tính mô-men tại vị trí (B):
Tính mô-men tại vị trí (C):
Ta nhận thấy tiết diện B là tiết diện nguy hiểm nhất. Như vậy ta sẽ kiểm tra bền
cho trục I tại tiết diện B.
Theo thuyết bền ứng suất tiếp lớn nhất ta có: Nguyễn Anh Duy Page 48 Đồ án tốt nghiệp Trong đó:
là mô-men uốn theo phương x tại B, .
là mô-men uốn theo phương y tại B, ,
là mô-men uốn theo phương z tại B, .
d là đường kính trục ly hợp, chọn .
Với vật liệu chế tạo là thép 40X có .
Vậy , Trục ly hợp đủ bền. Nguyễn Anh Duy Page 49 Đồ án tốt nghiệp
Chương III: Thiết kế dẫn động ly hợp cho xe 1.
Tổng quan về các loại dẫn động ly hợp hiện có
Dẫn động ly hợp có nhiệm vụ truyền lực của người lái từ bàn đạp ly hợp tới đòn
mở để thực hiện ngắt ly hợp. Dẫn động điều khiển cần phải đảm bảo kết cấu đơn giản,
dễ sử dụng, điều khiển nhẹ nhàng bằng lực trên bàn đạp của chân người lái. Thực hiện
yêu cầu này đòi hỏi dẫn động điều khiển ly hợp có: hiệu suất truyền lực cao, kết cấu hợp lý. 1.1.
Phân loại dẫn động ly hợp
- Ly hợp dẫn động cơ khí: Là dẫn động điều khiển từ bàn đạp tới cụm ly hợp
thông qua các khâu khớp đòn nối. Loại này thường được dung trên ô-tô con với yêu cầu lực ép nhỏ;
- Ly hợp dẫn động thủy lực: Là dẫn động thông qua các khâu khớp đòn nối và
đường ống cùng với các cụm truyền chất lỏng;
- Ly hợp dẫn động có trợ lực: Là tổ hợp các phương án dẫn động cơ khí hoặc thủy
lực với các bộ phận trợ lực bàn đạp: cơ khí, thủy lực áp suất lớn, chân không, khí
nén…Trên ô-tô ngày nay thường sử dụng trợ lực điều khiển ly hợp. 1.2.
Các kết cấu dẫn động ly hợp hiện có
1.2.1. Dẫn động ly hợp bằng cơ khí Nguyễn Anh Duy Page 50 Đồ án tốt nghiệp
Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của loại dẫn động này được thể hiện trên hình 3.11. 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Hình 3.1. Dẫn động ly hợp bằng cơ khí
1. Đĩa bị động; 2. Đĩa ép; 3. Lò xo ép; 4. Bi T; 5. Lò xo hồi vị bi T; 6. Càng mở;
7. Bàn đạp; 8. Lò xo hồi vị bàn đạp; 9. Đòn dẫn động.
Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng các đòn, khớp nối và được lắp
theo nguyên lý đòn bẩy. Loại dẫn động điều khiển ly hợp đơn thuần này có kết cấu
đơn giản, dễ chế tạo và có độ tin cậy làm việc cao. Hệ thống dẫn động này được sử
dụng phổ biến ở các ôtô quân sự như xe ZIN-130, ZIN-131...
Nhược điểm cơ bản của hệ thống dẫn động này là : yêu cầu lực tác động của
người lái nên bàn đạp ly hợp phải lớn, nhất là đối với loại xe ôtô hạng nặng.
Dựa vào cấu tạo kết hợp với hình vẽ ta có thế khái quát nguyên lý làm việc : Nguyễn Anh Duy Page 51 Đồ án tốt nghiệp
Khi người lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly hợp (7) sẽ làm cho cần của trục
bàn đạp ly hợp (9) quay quanh tâm O1 kéo thanh kéo của ly hợp dịch chuyển sang
phải (theo chiều mũi tên). Làm cho cần ngắt ly hợp và càng mở ly hợp (6) quay quanh
O2. Càng mở gạt bi T (4) sang trái (theo chiều mũi tên) tác động 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), bàn đạp trở về
vị trí ban đầu duy trì khe hở giữa bạc mở với đầu đòn mở. Nhờ có các lò xo ép để ép
đĩa ép tiếp xúc với đĩa ma sát, ly hợp được đóng lại. 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.
1.2.2. Dẫn động ly hợp bằng thủy lực
Dẫn động ly hợp bằng thủy lực là đảm bảo truyền lực từ bàn đạp tới càng gạt
trong ly hợp thông qua chất lỏng. Cấu tạo, nguyên lý của hệ thống như hình 3.2. Nguyễn Anh Duy Page 52 Đồ án tốt nghiệp 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Hình 3.2. Dẫn động ly hợp bằng thủy lực
1. Đĩa bị động; 2. Đĩa ép; 3. Lò xo ép; 4. Bi T; 5. Lò xo hồi vị bi T; 6. Xi lanh
chính; 7. Lò xo hồi vị bàn đạp; 8. Bàn đạp; 9. Càng mở; 10. Xi lanh công tác; 11. Ống dẫn dầu.
Dựa vào cấu tạo kết hợp với hình vẽ ta có thế khái quát nguyên lý làm việc :
Khi người lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly hợp (8), nhờ thanh đẩy, đẩy
piston của xilanh chính (6) sang trái, bịt lỗ bù dầu b, làm dầu trong khoang D bị nén
lại. Khi áp lực dầu trong khoang D thắng lực ép của lò xo van một chiều (11) ở van
một chiều 10 thì van một chiều mở ra. Lúc này dầu từ khoang D theo đường ống dẫn
dầu vào xilanh công tác (10) đẩy piston sang phải, làm cho càng mở ly hợp (9) quay
quanh O, đồng thời đẩy bi T (4) sang trái (theo chiều mũi tên). Bi T tác động nên đầu
dưới 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 xilanh chính và xilanh công tác từ từ trở về vị trí ban đầu. Lúc Nguyễn Anh Duy Page 53 Đồ án tốt nghiệp
này dầu từ xilanh công tác (10) theo đường ống dẫn dầu (11) qua van hồi dầu vào khoang D.
Khi người lái nhả nhanh bàn đạp ly hợp (8), thì do sức cản của đường ống và
sức cản của van hồi dầu làm cho dầu từ xilanh công tác (10) không kịp về điền đầy vào
khoang D. Vì thế tạo ra độ chân không ở khoang D, nên dầu từ khoang C qua lỗ cung
cấp dầu a vào khoang E, rồi sau đó dầu qua lỗ nhỏ ở mặt đầu piston ép phớt cao su để
lọt sang bổ sung dầu cho khoang D (tránh hiện tượng lọt khí vào khoang D, khi khoang
D có độ chân không). Khi dầu đó khắc phục được sức cản của đường ống và van hồi
dầu 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 đúng hoàn toàn.
Hình 3.3. Sơ đồ cấu tạo xilanh chính của dẫn động ly hợp bằng thủy lực 1. Xilanh
2. Bình chứa dầu 3. Nút đổ dầu vào 4. Tấm chắn dầu 5. Piston 6. Cần piston
7. Lá thép mỏng hình sao 8. Phớt làm kín 9. Lò xo hồi vị piston
10. Van một chiều 11. Lò xo van một chiều 12. Van hồi dầu a. Lỗ cung cấp dầu b. Lỗ điều hòa
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. Nguyễn Anh Duy Page 54 Đồ án tốt nghiệp
Ưu điểm: Kết cấu gọn, việc bố trí hệ thống dẫn động thủy lực đơn giản và
thuận tiện. Có thể đảm bảo việc đóng ly hợp êm dịu hơn so với hệ thống dẫn động ly
hợp bằng cơ khí. Ống dẫn dầu không có biến dạng lớn, nên hệ thống dẫn động thủy
lực có độ cứng cao. Đồng thời hệ thống dẫn động bằng thủy lực có thể dùng đóng mở hai ly hợp.
Nhược điểm: Loại hệ thống dẫn động bằng thủy lực không phù hợp với những
xe có máy nén khí. Yêu cầu hệ thống dẫn động ly hợp bằng thủy lực cần có độ chính xác cao.
1.2.3. Dẫn động thủy lực có trợ lực chân không
Xuất phát từ việc nâng cao tính tiện nghi khi sử dụng, ô tô con và xe tải nhỏ
thường sử dụng bộ trợ lực chân không. Sơ đồ dẫn động thủy lực, trợ lực chân không
được thể hiện trên hình 3.5 và sơ đồ cấu tạo của bộ trợ lực này được trình bày trên hình 3.4. Nguyễn Anh Duy Page 55 Đồ án tốt nghiệp 7 8 9 10 11 6 5 4 3 2 15 14 13 12 1
Hình 3.4. Sơ đồ dẫn động thủy lực có trợ lực chân không. 1.Ống dẫn dầu
2.Xy lanh công tác 3.Càng mở 4.Bi T 5.Đĩa ép 6.Đĩa bị động 7.Lò xo ép
8.Lò xo hồi vị bi T 9.Họng hút 10.Bàn đạp
11.Lò xo hồi vị bàn đạp 12.Van điều khiển
13.Van khí trời 14.Van chân không 15.Xy lanh chính
Dựa vào cấu tạo kết hợp với hình vẽ ta có thế khái quát nguyên lý làm việc :
Khi mở ly hợp: Khi người lái đạp bàn đạp làm đẩy van khí (4) mở ra đồng thời
van điều khiển (1) (bằng cao su) đóng van chân không (2) lại. Lúc này khoang B được
nối với khoang khí trời C và khoang B không thông với khoang 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 (15) 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) ép vào đòn mở (5) làm mở ly hợp. Nguyễn Anh Duy Page 56 Đồ án tốt nghiệp
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 và khoang B không thông với
khoang C nữa. Hai khoang A và B không có sự chênh lệch áp suất nên không sinh ra
trợ lực nữa và các chi tiết cũng trở về vị trí 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) đi theo nên đẩy
van điều khiển (1) ép chặt vào van khí (4) làm đóng van khí. Lúc này cả van khí và van
chân không đều được đóng lại và không khí trong khoang 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. 2 1 A B C 6 5 4 3
Hình 3.5. Sơ đồ bộ trợ lực chân không. 1. Van điều khiển;
2. Van chân không ; 3, 6. Lò xo hồi vị ;
4. Van khí; 5. Màng cao su 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; Nguyễn Anh Duy Page 57 Đồ án tốt nghiệp
- Do độ chân không không lớn nên muốn có lực trợ lực lớn thì phải tăng kích
thước màng sinh lực dẫn đến kết cấu cồng kềnh.
Nhận xét: 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 nổi bật, 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 có trợ lực chân không.
1.2.4. Dẫn động dầu cường hóa lò xo tích năng
Hình 3.6. Cơ cấu mở ly hợp cường hoá lò xo
1. Bàn đạp ly hợp; 2. Lò xo thế năng; 3. Xi lanh chính;
4. Xi lanh lực; 5. Đòn mở; 6. bi tỳ; 8. Trục thứ cấp; 9. Chốt quay; 10 Vỏ
Cấu tạo của loại dẫn động này gồm bàn đạp ly hợp (1) liên kết gián tiếp với
đầu tự do của lò xo tích năng (2) mà đầu còn lại của nó gắn chặt trên khung. Bàn
đạp còn gắn với piston của xy lanh chính (3). Khi đạp bàn đạp (1) tạo ra sau xy lanh
chính một áp suất dầu cho xy lanh lực (4) đẩy đòn mở (5) làm cho bi tì (6) chuyển
sang trái mở ly hợp. Đó là cơ cấu mở ly hợp dẫn động dầu không cường hoá. Phần
cường hoá được thực hiện nhờ lò xo (2). Ở vị trí nhả bàn đạp, các lò xo hồi vị trong
xy lanh chính và xy lanh lực gây ra lực nén cho lò xo tích năng (2), năng lượng này Nguyễn Anh Duy Page 58 Đồ án tốt nghiệp
sẽ được giải phóng khi bàn đạp đưa điểm A vượt qua điểm B, khi đó năng lượng
được giải phóng trợ lực cho lái xe. Ưu điểm
- Lực bàn đạp nhỏ nên dễ điều khiển
- Cơ cấu đơn giản, dễ chế tạo, bảo dưỡng và sửa chữa Nhược điểm
Khi lò xo tích năng bị hỏng bàn đạp hồi lại vị trí lâu
1.2.5. Dẫn động ly hợp cường hóa thủy khí Nguyễn Anh Duy Page 59 Đồ án tốt nghiệp
Hình 3.7. Dẫn động ly hợp cường hoá thuỷ khí.
Để giảm lực đạp ly hợp, có thể dung hệ thống dẫn động thuỷ khí như hình 3.7.
Thực chất của hệ này là dẫn động dầu cường hoá khí nén. Phần dẫn động dầu gồm bàn
đạp (4), xy lanh (3), piston sinh lực (6) đẩy chốt (17) qua đòn mở (5) làm cho bi tì (16)
chuyển sang trái. Lực cường hoá được sinh ra từ máy nén khí (10), tạo ra áp suất qua
van đẳng áp (11), vào bình chứa (12) dẫn đến van điều khiển. Tại van điều khiển, khi
cửa vào (15) mở, khí nén sẽ vào xy lanh khí (1) đẩy piston (6). Tín hiệu điều khiển là Nguyễn Anh Duy Page 60 Đồ án tốt nghiệp
áp suất dầu làm cho con trượt di chuyển đóng mở các cửa vào (15) và cửa ra (20). Hình
2.19a là trạng thái nhả ly hợp; hình 2.19b là trạng thái đạp ly hợp; trạng thái 2.19c là
trạng thái giữ. Ở trạng thái này, do bàn đạp đứng yên, áp suất dầu không tăng, trong khi
áp suất khí vẫn tăng làm (16) di chuyển nhẹ sang trái, đóng van xả (14) không cho khí vào xy lanh khi (1). Nguyên lý làm việc:
Khi người đạp đạp vào bàn đạp (4) đẩy cần của piston (5) sang trái. Dầu từ xi
lanh (5) được piston nén lại và theo đường dẫn dầu vào xi lanh (8). Áp lực dầu tác
dụng vào mặt piston đẩy cần (9) dịch chuyển sang phải. làm cho càng mở ly hợp (2)
quay quanh (10) và đẩy bạc mở ly hợp sang trái. Ly hợp được mở.
Đồng thời dầu có áp suất theo đường dẫn ống dẫn dầu tác dụng lên piston xilanh
mở van (11) thì đẩy piston (11) sang phải đóng van xả lại. Khí nén từ máy nén khí (16)
theo đường ống dẫn khí nén vào xi lanh (7) đẩy piston (7) sang phải. Kết hợp với lực
đẩy của áp lực dầu, đẩy piston xi lanh (8) sang phải làm cho càng mở ly hợp quay
quanh (10) và đẩy bạc mở ly hợp sang trái. Ly hợp được mở.
Khi người lái thôi tác dụng vào bàn đạp ly hợp (4) thì khí ở máy nén khí theo
đường dẫn vào khoang (13) đẩy piston xi lanh sang trái đóng của nạp đồng thời mở cửa
xả (12) đẩy dầu về xi lanh (5) đẩy piston (5) sang phải kéo bàn đạp (4) về vị trí ban
đầu. Khí từ xi lanh (7) cũng theo đường dẫn về xi lanh (14) kéo cần piston (9) về. Ly hợp đóng hoàn toàn. Ưu điểm:
Hệ thống dẫn động làm việc tin cậy, khi cường hóa khí nén hỏng thì hệ thống
dẫn động bằng thủy lực vẫn hoạt động bình thường. Lực của người lái tác 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. Nhược điểm:
Kết cấu phức tạp, bảo dưỡng, điều chỉnh sửa chữa khó khăn và yêu cầu độ chính
xác của hệ thống dẫn động cao; Nguyễn Anh Duy Page 61 Đồ án tốt nghiệp
Yêu cầu xe sử dụng có máy nén khí.
Nhận xét: Qua việc tham khảo sơ bộ các phương án trên, ta thấy phương án dẫn
động thủy lực dùng trợ lực chân không là phương án có nhiều ưu điểm nổi bật, đảm
bảo tính hài hòa, phù hợp với phương án dẫn động và trợ lực của loại xe thiết kế. Nguyễn Anh Duy Page 62 Đồ án tốt nghiệp 2.
Thiết kế dẫn động ly hợp 2.1.
Xác định lực và hành trình bàn đạp a2 d1 Fn a1 b2 d2 b1
Hình 3.8. Sơ đồ tính toán hệ thống dẫn động ly hợp.
Ta có tỉ số truyền của dẫn động tính từ bàn đạp ly hợp tới đầu đĩa ép:
Ta chọn các thông số dựa trên tham khảo như sau: Nguyễn Anh Duy Page 63 Đồ án tốt nghiệp Thay số vào ta có:
Lực bàn đạp khi chưa có cường hóa: Trong đó:
: Lực cần thiết ngắt ly hợp, .
: Hiệu suất dẫn động, ta chọn .
Với lực bàn đạp này không nằm trong giới hạn cho phép của lực bàn đạp ly hợp
xe con có trợ lực. Do đó ta cần thiết kế tính toán thêm bộ trợ lực chân không.
Hành trình bàn đạp được xác định theo công thức: . Trong đó:
: Là khe hởi giữa đầu đòn mở và bi T,
nằm trong khoảng . Chọn .
: Hành trình làm việc của đẩu nhỏ đĩa ép. .
Vậy hành trình của bàn đạp là:
Với hành trình của bàn đạp cho phép .
Hành trình bàn đạp nằm trong giơi hạn cho phép. 2.2.
Thiết kế dẫn động thủy lực
2.2.1. Thiết kế tính toán xy lanh công tác
Hành trình làm việc của pít tông xy-lanh công tác: Nguyễn Anh Duy Page 64 Đồ án tốt nghiệp
Thể tích dầu vào trong xy-lanh công tác:
Chọn chiều dày thành xy-lanh:. Đường kính ngoài:
Kiểm bền cho xy lanh công tác
Bán kính trung bình của xy-lanh công tác: Ứng suất trên xy-lanh: Trong đó: : Áp suất trong ống
: Khoảng cách từ một điểm trên xy-lanh đến tâm xy-lanh. : Bán kính trong, . : Bán kính ngoài, .
Biểu đồ mô-men cho thấy điểm nguy hiểm nhất: điểm nằm ở mép trong xy lanh.
Theo thuyết bền ứng suất tiếp lớn nhất:
Vật liệu chế tạo xy-lanh là gang Gx 15 - 32 có .
Ta thấy , vậy xy-lanh công tác đủ bền. Nguyễn Anh Duy Page 65 Đồ án tốt nghiệp
2.2.2. Thiết kế tính toán xy lanh chính
Hành trình làm việc của pít-tông xy-lanh chính:
Chọn chiều dày thành xy-lanh là . Đường kính ngoài:
Kiểm tra bền xy-lanh chính:
Tính kiểm nghiệm bền cho xy-lanh chính cũng tương tự như xy-lanh công tác.
Các thông số tính toán cho xy-lanh chính là: Bán kính trong: . Bán kính ngoài: .
Theo thuyết bền ứng suất tiếp lớn nhất:
Vật liệc chế tạo xy-lanh là gang Gx 15 – 32 có .
Ta thấy , vậy xy-lanh công tác đủ bền. 2.3.
Thiết kế tính toán bộ trợ lực chân không
2.3.1. Xác định lực mà bộ cường hóa phải thực hiện
Lực tác động lên bàn đạp khi không có cường hóa:
Để giảm bớt sức lao động của người lái ta lắp thêm bộ trợ lực chân không.
Chọn lực của người lái tác động lên bàn đạp ta là: .
Ta bố trí cường hóa ngay trước xy-lanh chính về phía bàn đạp khi đó ta xác định
được lực mà bộ cường hóa phải sinh ra: Nguyễn Anh Duy Page 66 Đồ án tốt nghiệp
Chọn lực để mở van cường hóa: .
2.3.2. Xác định thiết diện màng sinh lực và hành trình màng sinh lực
Diện tích màng sinh lực được tính theo công thức: Trong đó:
: Lực lớn nhất tác dụng lên lò xo, chọn .
: Độ chênh áp suất trước và sau màng sinh lực.
: ứng với chế độ làm việc không tải của động cơ. Chọn .
Hành trình làm việc của màng sinh lực chính bằng hành trình làm việc của xy- lanh chính: .
2.3.3. Tính lò xo hồi vị màng sinh lực
Khi bộ cường hóa sinh hết lực của mình thì lúc đó lò xo hồi vị chịu tải lớn nhất.
Để xác định được kích thước lò xo hồi vị ta chọn tải trọng lớn nhất tác dụng lên nó là:
Lực lò xo ép ghép ban đầu:
Số vòng làm việc của lò xo hồi vị màng sinh lực được tính theo công thức: Trong đó:
: Độ biến dạng của lò xo đến vị trí làm việc..
: Mô-đun đàn hồi dịch chuyển, .
: Đường kính dây làm lò xo. Chọn Nguyễn Anh Duy Page 67 Đồ án tốt nghiệp
: Đường kính trung bình của lò xo. Chọn .
Số vòng toàn bộ của lò xo:
Khe hở cực tiểu giữa các vòng lò xo này khi mở hết ly hợp là:
Nên chiều dài tự nhiên của lò xo là:
Lò xo được kiểm bền theo ứng suất xoắn:
Với : Hệ số ảnh hưởng, .
Vật liệu chế tạo lò xo là thép có ứng suất cho phép là:
Ta thấy nên lò xo đủ bền.
Kết luận: Như vậy hệ thống ly hợp đảm bảo yêu cầu về kích thước, độ bền và khả năng làm việc. Nguyễn Anh Duy Page 68 Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG IV: HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP, CHẨN ĐOÁN LY HỢP
Các hư hỏng thường gặp của bộ ly hợp gồm một số trường hợp: bị trượt, bị rung
mạnh khi nối khớp ly hợp, không nhả hoàn toàn khi cắt, ly hợp phát ra tiếng kêu, bàn
đạp ly hợp bị rung, và đĩa ly hợp chóng mòn… 1.
Bị trượt khi đóng ly hợp Hiện tượng:
Khi tăng ga tốc độ xe không tăng theo tương ứng, giảm công suất của động cơ khi lên dốc. Ly hợp có mùi khét. Tác hại:
Làm đĩa ép, đĩa ma sát và bánh đà mòn nhanh.
Phát sinh ra nhiệt độ cao làm cháy các bề mặt ma sát, các đĩa bị rạn nứt, cong
vênh, các lò xo bị giảm tính đàn hồi.
Không truyền hết mô-men của động cơ.
Các hư hỏng này có thể do một trong những nguyên nhân sau:
Điều chỉnh sai hành trình tự do bàn đạp ly hợp (nhỏ hoặc không có).
Đĩa ly hợp bị mòn bề mặt ma sát. Do Lò xo ép bị yếu.
Đĩa bị động bị cong vênh.
Hệ thống ống dẫn dầu (khí) bị rò rỉ gây giảm áp. Nguyễn Anh Duy Page 69 Đồ án tốt nghiệp
Hình 4.1. Một số dạng hư hỏng bề mặt ma sát.
Một số phương pháp xác định hiện tượng trượt ly hợp:
Gài số cao, khởi hành xe, tiến hành theo các bước: + Chèn bánh xe. + Kéo hết phanh tay.
+ Đạp bàn đạp ly hợp và khởi động động cơ.
+ Gài số cao nhất (số 4 hoặc số 5).
+ Tăng đều tốc độ động cơ và nhả bàn đạp từ từ.
Nếu bị chết máy thì ly hợp không bị trượt, nếu không bị chết máy chứng tỏ ly
hợp đã bị trượt lớn.
Giữ trên dốc: Chọn đoạn đường phẳng và tốt có độ dốc . Xe được giữ bằng
phanh trên dốc, đầu xe hướng theo chiều xuống dốc, tắt động cơ, tay số để ở số thấp
nhất (số 1), từ từ nhả bàn đạp phanh, bánh xe không bị lăn xuống dốc chứng tỏ ly hợp
tốt, còn nếu bánh xe lăn chứng tỏ ly hợp bị trượt.
Đấy xe: Chọn một đoạn đường bằng cho xe đứng yên tại chỗ, không nổ máy, gài
số tiến ở số thấp nhất (số 1), đẩy xe. Xe không chuyển động chứng tỏ ly hợp tốt, nếu xe
chuyển động chứng tỏ ly hợp bị trượt. Phương pháp này chỉ dùng cho ô tô con, với lực
đẩy của 3 đến 4 người.
Xác định ly hợp bị trượt qua mùi khét: Xác định ly hợp bị trượt qua mùi khét
đặc trưng khi ô tô thường xuyên làm việc ở chế độ đầy tải. Cảm nhận mùi khét chỉ khi Nguyễn Anh Duy Page 70 Đồ án tốt nghiệp
ly hợp bị trượt nhiều, tức là ly hợp đã cần tiến hành thay đĩa bị động hay các thông số
điều chỉnh đã bị thay đổi.
*Lưu ý: Đừng bao giờ kiểm tra trong thời gian dài vì làm như vậy có thể làm quá nóng ly hợp. 2.
Bị rung giật, làm việc không êm khi đóng ly hợp
Hiện tượng: Xe bị rung giật khi khởi hành.
Tác hại: Làm tăng tốc độ mòn của các chi tiết, gây cảm giác mệt mỏi khi lái xe.
Những nguyên nhân gây ra hư hỏng này có thể là:
Đĩa ly hợp mòn hoặc chai cứng bề mặt.
Lò xo giảm chấn bị yếu hoặc gãy vỡ.
Đĩa ly hợp bị kẹt trên trục ly hợp.
Đinh tán bị lỏng hoặc gãy.
Lò xo ép bị yếu hoặc gãy. Chân máy bị lỏng. CHƯƠNG II Đĩa ly hợp quá đảo.
Hình 4.2. Lò xo ép bị gãy.
CHƯƠNG III Phương pháp xác định trạng thái ly hợp bị rung:
Tháo khối chặn dưới các bánh xe và chuyển cần gạt số tới số 1.
Đóng ly hợp và cho xe khởi hành từ từ.
Nếu xe chuyển động mà không bị rung, thì không có trục trặc khi đóng ly hợp.
CHƯƠNG IV *Lưu ý: Dao động nhỏ xảy ra khi xe khởi động có thể trở nên đáng kể
hơn khi xe khởi động trên dốc hoặc chạy với chế độ có tải. Nguyễn Anh Duy Page 71 Đồ án tốt nghiệp 1.
Ly hợp không ngắt được hoàn toàn CHƯƠNG V Hiện tượng: Chuyển số khó khăn.
Có tiếng va đập ở hộp số.
CHƯƠNG VI Những nguyên nhân hư hỏng có thể là:
Bàn đạp ly hợp ở vị trí quá thấp.
Đĩa ly hợp hoặc đĩa ép bị cong vênh. Hệ thống ống dẫn dầu (khí) bị rò rỉ.
Hành trình tự do của bàn
Hình 4.3. Moay-ơ bị hư hỏng. đạp ly hợp quá lớn.
Các bề mặt ma sát của đĩa ly hợp bị lỏng hoặc gãy đinh tán.
Then hoa của moay-ơ đĩa ly hợp bị hư hỏng gây nên kẹt trên trục ly hợp.
CHƯƠNG VII Các phương pháp xác định trạng thái ly hợp ngắt không hoàn toàn:
Gài số thấp, mở ly hợp: Cho ô tô đứng trên mặt đường phẳng, tốt, nổ máy, đạp
bàn đạp ly hợp hết hành trình và giữ nguyên vị trí, gài số thấp nhất, tăng ga. Nếu ô tô
chuyển động chứng tỏ ly hợp ngắt không hoàn toàn, nếu ô tô vẫn đứng yên chứng tỏ ly hợp ngắt hoàn toàn.
Nghe tiếng va chạm đầu răng trong hộp số khi chuyển số: + Chèn các bánh xe. + Kéo hết phanh tay. Nguyễn Anh Duy Page 72 Đồ án tốt nghiệp
+ Đạp bàn đạp ly hợp và khởi động động cơ.
+ Thả bàn đạp ly hợp khi cần sổ ở vị trí trung gian.
+ Chuyển cần số chậm và thật nhẹ nhàng đến vị trí số lùi mà không đạp lên bàn
đạp ly hợp và đợi đến lúc phát ra tiếng va bánh răng.
+ Khi có tiếng va chạm bánh răng thì đạp bàn đạp ly hợp từ từ.
CHƯƠNG VIII Nếu tiếng va bánh răng không còn khi đạp thêm bàn đạp ly hợp và
chuyển số êm thì bạn chắc chắn không có trục trặc về việc cắt ly hợp. CHƯƠNG IX *Lưu ý:
Đừng bao giờ chuyển số mạnh vì làm như vậy sẽ gây hư hỏng bánh răng.
Trong thao tác kiểm tra này, cần gạt số được chuyển từ số trung gian tới số lùi
trong hầu hết các hộp số, bánh răng đảo chiều không có cơ cấu đồng tốc. Bánh răng
không thể được ăn khớp dễ và thình thoảng không ăn khớp khi có trục trặc về sự cắt ly
hợp, vì vậy vấn đề được xác định dễ dàng hơn so với khi chuyển cần số về số tiến. 2.
Ly hợp phát ra tiếng kêu
CHƯƠNG X Có thể do một trong những nguyên nhân sau:
Bị mạt kim loại, hoặc đất cát lọt vào ly hợp.
Tiếng kêu phát ra khi đóng ly hợp: Then hoa trục ly hợp và moay-ơ đĩa ly hợp
quá mòn hoặc lò xo hay cao su giảm chấn bị hỏng.
Vòng bi đỡ đầu trục ly hợp trên đuôi trục khuỷu bị vỡ, rơ rão hoặc khô dầu mỡ bôi trơn.
Tiếng kêu phát ra khi ngắt ly hợp: Bi T mòn, hỏng hoặc khô dầu mỡ bôi trơn.
CHƯƠNG XI Phương pháp tìm ra tiếng kêu không bình thường:
Chèn khổi chặn vào dưới các bánh xe.
Đạp bàn đạp ly hợp và khởi động động cơ. Nguyễn Anh Duy Page 73 Đồ án tốt nghiệp
Thả bàn đạp ly hợp trong khi để cần số ở vị trí trung gian.
Đạp hết bàn đạp ly hợp một lần nữa.
Đạp và thả bàn đạp nhiều lần cả nhanh và chậm kiểm tra tiếng kếu không bình
thường phát ra từ ly hợp.
CHƯƠNG XII *Lưu ý: Tiếng kêu phát ra từ ly hợp có thể trở nên nhỏ hơn mức có thể
phát hiện được sau khi động cơ được khởi động, vì lúc này động cơ còn phát ra các âm
thanh khác. Thao tác này đòi hỏi phải tai thính và thật chăm chú. 1.
Bàn đạp ly hợp rung CHƯƠNG XIII
Xe thỉnh thoảng gặp một số Hiện tượng: rung động ngắt quãng, xe khởi hành không êm.
CHƯƠNG XIV Nguyên nhân hư hỏng có thể là:
Bánh đà bị đảo, lệch tâm.
Động cơ và hộp số bị lệch tâm. 2.
Đĩa ly hợp chóng mòn
CHƯƠNG XV Nguyên nhân hư hỏng có thể là:
Đĩa ép bị cong vênh hoặc CHƯƠNG XVI mòn không đều.
Đĩa ly hợp bị cong vênh.
Bề mặt bánh đà bị cháy,
mòn không đều hoặc bị đảo. Lò xo ép bị yếu.
Không có hành trình tự do của bàn đạp ly hợp. Nguyễn Anh Duy Page 74 Đồ án tốt nghiệp
Hình 4.2 Hư hỏng đĩa ép. 1.1. 2.
Bàn đạp ly hợp nặng
CHƯƠNG XVII Nguyên nhân hư hỏng có thể là:
Cơ cấu điểu khiển ly hợp thiếu dầu, mỡ bôi trơn; Cần đẩy của xy lanh CHƯƠNG XVIII
chính hoặc xy lanh công tác bị cong vênh;
Cúp pen xy lanh bị bó kẹt; Khớp xoay bàn đạp ly
hợp bị mòn hoặc bị bó kẹt;
Các cần nối trong cơ cấu dẫn động bị cong;
Bạc trượt trên trục ly hợp bị hư hỏng.
Hình 4.5. Hư hỏng ống trượt. 1.
Hẫng bàn đạp ly hợp
CHƯƠNG XIX Nguyên nhân hư hỏng có thể do:
Hệ thống ống dẫn khí (dầu) bị rò rỉ;
Cúp pen xy lanh chính hỏng;
Cúp pen xy lanh công tác bị hỏng;
Lò xo hồi vị bàn đạp bị yếu hoặc bị gãy;
Xy lanh chính, xy lanh công tác bị mòn không đều hoặc bị xước gây nên hiện tượng lọt khí. Nguyễn Anh Duy Page 75 Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG XX
Hình 4.6. Cụm xy lanh chính và xy lanh công tác. Nguyễn Anh Duy Page 76 Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG XXI TÀI LIỆU THAM KHẢO
CHƯƠNG XXII [1]. Nguyễn Trọng Hoan (2012): Tập bài giảng thiết kế tính toán Ô tô.
CHƯƠNG XXIII [2]. Nguyễn Khắc Trai, Nguyễn Trọng Hoan,Hồ Hữu Hải, Phạm
Huy Hường, Nguyễn Văn Chưởng, Trịnh Minh Hoàng: Giáo trình kết cấu ô tô, Nxb
Bách Khoa Hà Nội, Nxb 2010.
CHƯƠNG XXIV [3]. Nguyễn Khắc Trai: Cấu tạo hệ thống ô tô con, Nxb Khoa học và kỹ thuật, Nxb 1999.
CHƯƠNG XXV [4]. Nguyễn Khắc Trai: Cấu tạo gầm xe con, Nxb Giao thông vận tải, Nxb 2003.
CHƯƠNG XXVI [5]. Nguyễn Trọng Hiệp: Chi tiết máy - tập 1,2, Nxb Giáo dục, Nxb 2006.
CHƯƠNG XXVII [6]. Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm: Thiết kế chi tiết máy, Nxb Giáo dục, Nxb 1999.
CHƯƠNG XXVIII [7]. Ninh Đức Tốn, Đỗ Trọng Hùng: Hướng dẫn làm bài tập dung
sai, Nxb Giáo dục, Nxb 2007.
CHƯƠNG XXIX [8]. Lê Quang Minh, Nguyễn Văn Vượng; Sức bền vật liệu – tập 1,2, Nxb Giáo dục, Nxb 2006.
CHƯƠNG XXX [9]. Heinz Heisder: Advanced Vehicle Technology, Nxb Jordan Hill, Oxford OX2 8DP, Nxb 2002. CHƯƠNG XXXI CH NG XXXII ƯƠ Nguyễn Anh Duy Page 77