ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LY HỢP TRÊN XE THACO FRONTIER 125
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
MỤC LỤC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LY HỢP TRÊN XE THACO FRONTIER 125
MỤC LỤC- - 2
LỜI NÓI ĐẦU- - 5
CHƯƠNG 1- - 7
TỔNG QUAN VỀ CỤM LY HỢP TRÊN XE ÔTÔ- - 7
1.1.CÔNG DỤNG,PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU:- 7
1.1.1.Công dụng:- 7
1.1.2.Phân loại:- 7
1.1.3.Yêu cầu:- 9
- 2.LY HỢP MA SÁT:- 11
- 2.1.Ly hợp ma sát một đĩa:- 11
- 2.1.1.Sơ đồ nguyên lý làm việc:- 11
- 2.1.2.Nguyên lý hoạt động:- 12
- 2.1.3.Kết cấu cụ thể:- 12
1.2.1.4.Ưu nhược điểm:- 14
1.2.2.Ly hợp ma sát hai đĩa:- 15
1.2.2.1.Sơ đồ nguyên lý hoạt động:- 15
1.2.2.2.Kết cấu cụ thể của ly hợp ma sát khô hai đĩa:16
- 2.2.3.Ưu nhược điểm:So với loại ly hợp ma sát khô một đĩa nó có những ưu nhược điểm sau:18
- 2.3.Ly hợp ma sát một đĩa sử dụng lò xo đĩa:19
- 2.3.1.Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:19
- 2.3.2.Ưu điểm của ly hợp ma sát lò xo đĩa so với ly hợp ma sát lò xo trụ- 20
- 2.4.Phân tích kết cấu của một số chi tiết chính:21
- 3.LY HỢP THỦY LỰC :27
- 4.LY HỢP ĐIỆN TỪ :30
CHƯƠNG 2- 32
KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT HỆ THỐNG LY HỢP TRÊN XE THACO FRONTIER 125- 32
2.1.CÁC THÔNG SỐ THAM KHẢO CỦA XE Ô TÔ- 32
2.1.1.Công dụng của xe.32
2.1.2. Bảng thông số kĩ thuật của xe tham khảo THACO FRONTIER 125- 32
2.2.LỰA CHỌN KẾT CẤU CỤM LY HỢP LẮP TRÊN XE Ô TÔ- 33
2.2.1.Lựa chọn loại ly hợp.33
2.2.2.Kết cấu ly hợp lắp trên xe Thaco Frontier 125.34
2.2.3.Phươngpháp chọn loại lò xo ép:34
2.2.3.1.Lò xo trụ:35
2.2.3.2.Lò xo côn xoắn:36
2.2.3.3.Lò xo đĩa:36
- 2.4.Đĩa bị động của ly hợp:.37
- 3.LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN DẪN ĐỘNG- 38
- 3.1.Dẫn động cơ khí :39
- 3.2.Dẫn động cơ khí có trợ lực khí nén :40
- 3.3.Dẫn động thủy lực :42
- 3.4.Dẫn động thủy lực có trợ lực chân không:43
CHƯƠNG 3- 46
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỤM LY HỢP- 46
3.1.TÍNH CHỌN CÁC THÔNG SỐ VÀ CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN:46
3.1.1.Xác định mômen ma sát mà ly hợp cần truyền- 46
3.1.2.Xác định các thông số và kích thước cơ bản của ly hợp:47
3.2.TÍNH KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA LY HỢP:50
3.2.1 Tính công trượt:50
3.2.2.Kiểm tra công trượt riêng:51
3.2.3 Kiểm tra nhiệt độ các chi tiết:52
3.3.TÍNH BỀN CÁC CHI TIẾT CỦA LY HỢP:53
3.3.1.Lò xo đĩa:53
3.3.2.Đĩa bị động:56
3.3.2.1.Đinh tán:56
3.3.2.2.Moay ơ:59
3.3.3.Tính lò xo giảm chấn:61
3.3.4.Trục ly hợp:65
3.3.4.1.Tính toán các lực trên các bánh răng của trục I và trục III:66
3.3.4.2.Xác định phản lực lên các trục I và trục III tại các gối đỡ:68
3.3.4.3.Kiểm tra bền trục I:71
3.4.TÍNH TOÁN HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG LY HỢP:73
3.4.1.Xác định lực và hành trình bàn đạp:73
3.4.2.Thiết kế hệ thống dẫn động thủy lực:74
3.4.3.Thiết kế bộ trợ lực chân không:77
3.4.3.1.Xác định lực mà bộ cường hóa phải thực hiện:77
3.4.3.2.Xác định thiết diện màng sinh lực và hành trình màng sinh lực:77
3.4.3.3.Tính lò xo hồi vị màng sinh lực:78
KẾT LUẬN- 80
TÀI LIỆU THAM KHẢO- 81
LỜI NÓI ĐẦU
Đất nước ta đang ngày càng phát triển và có sự thay đổi từng ngày, cùng với sự phát triển về kinh tế thì khoa học kỹ thuật cũng có bước phát 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 ôtô 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 hoá, đi lại của con người.Ngoài ra nó còn phục vụ trong rất nhiều lĩnh vực khác như: Y tế, cứu hoả, cứu hộ, an ninh, quốc phòng….Do vậy phát triển ngành công nghiệp ôtô 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 ôtô với những đề án chiến lược dài hạn năm 2015 đến 2020. 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 ôtô. Công nghệ ôtô 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 phát minh nhằm hoàn thiện hơn nữa ôtô truyền thống. Tuy nhiên trong điều kiện của nước ta, chúng ta chỉ cần tiếp thu và hoàn thiện những công nghệ về ôtô truyền thống.
Trên ôtô, người ta chia ra thành các phần và các cụm khác nhau. Trong đó ly hợp là một trong những cụm chính và có vai trò quan trọng trong hệ thống truyền lực của ôtô. Hệ thống ly hợp có ảnh hưởng lớn đến tính êm dịu của ôtô, tính năng điều khiển của ôtô, đảm bảo an toàn cho động cơ và hệ thống truyền lực trên ôtô. Nên để chế tạo được một chiếc ôtô đạt yêu cầu chất lượng thì việc thiết kế chế tạo một bộ ly hợp tốt là rất quan trọng. Do đó em đã được giao đề tài “ Tính toán thiết kế hệ thống ly hợp dựa trên xe THACO FRONTIER 125” để nghiên cứu tìm hiểu cụ thể về hệ thống ly hợp trên ôtô và quy trình thiết kế chế tạo hệ thống ly hợp cho ôtô. Với đề tài được giao, em đã chọn xe THACO FRONTIER 125 làm xe cơ sở để tham khảo các thông số ban đầu. Hiện nay loại xe này đang được sản xuất lắp ráp tại nước ta và là một trong các loại xe gia đình và xe tải đời mới rất được ưa chuộng với giá cả hợp lý.Trong nội dung đồ án, em đã cố gắng trình bày một cách cụ thể nhất về hệ thống ly hợp trên ôtô, bao gồm từ phần tổng quan về hệ thống ly hợp đến quy trình thiết kế chế tạo một bộ ly hợp hoàn chỉnh có thể hoạt động được cũng như những hư hỏng có thể xảy ra và cách bảo dưỡng, sữa chữa hệ thống ly hợp.
Trong thời gian được giao đề tài, với sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình, cụ thể của Thầy giáo – Dương Quang Minh cùng các thầy giáo trong bộ môn Ôtô, em đã hoàn thành đồ án của mình. Mặc dù bản thân đã có cố gắng và được sự quan tâm giúp đỡ của các thầy giáo nhưng do kiến thức, kinh nghiệm và thời gian hạn chế nên đồ án của em không thể tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, phê bình của các thầy trong bộ môn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Dương Quang Minh và các thầy giáo trong bộ môn Ôtô, Trường ĐHCNGiao Thông Vận Tải đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt bản đồ án này.
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CỤM LY HỢP TRÊN XE ÔTÔ
1.1.CÔNG DỤNG,PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU:
1.1.1.Công dụng:
- Ly hợp là một trong những cụm chính trong hệ thống truyền lực của ôtô. Ly hợp trên ôtô là bộ phận liên kết giữa động cơ và hệ thống truyền lực,nó được bố trí ngay sau động cơ và trước hộp số.Do đó nó có các nhiệm vụ sau:
+Nối động cơ với hệ thống truyền lực để truyền mômen từ động cơ đến hệ thống truyền lực trong hầu hết quá trình xe chuyển động.
+Tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực để cắt dòng truyền công suất tới hệ thống truyền lực trong trường hợp cần thiết như khi xe khởi động,khi chuyển số , khi phanh xe.
+Ngoài ra còn đảm bảo an toàn cho động cơ và hệ thống truyền lực khi bị quá tải.Như trong quá trình ôtô hoạt động sẽ xuất hiện những mômen quán tính tác động lên hệ thống truyền lực nên ly hợp còn đóng vai trò là bộ phận an toàn bảo vệ cho các chi tiết của hệ thống truyền lực khỏi bị quá tải.
1.1.2.Phân loại:
Có nhiều cách phân loại:
-Theo cách truyền mômen:+Ly hợp ma sát:Truyền mô men thông qua các bề mặt ma sát.
Ly hợp ma sát có hai loại là ly hợp ma sát khô và ly hợp ma sát ướt:
-Ly hợp ma sát khô:Không có dung môi,các đĩa ma sát thường được làm từ Ferado đồng.
-Ly hợp ma sát ướt: Được nhúng trong dầu.
Hiện nay trên ôtô thường dùng loại ly hợp ma sát khô dạng đĩa,thường đóng với lực ép được tạo bởi các lò xo và có trang bị bộ phận giảm chấn.Đây là loại ly hợp có cấu tạo đơn giản,làm việc tin cậy và tuổi thọ cao.
Trong ly hợp ma sát khô có thể có một hoặc hai đĩa bị động.Ly hợp một đĩa được sử dụng trên các loại xe ôtô con va ôtô tảI công suất nhỏ,còn ly hợp hai đia được dùng trên các loại ôtô tải và ôtô chở khách cỡ lớn.
+ Ly hợp thuỷ lực: Truyền mômen thông qua chất lỏng.
+ Ly hợp điện từ: Truyền mômen nhờ lực điện từ.
+ Ly hợp liên hợp: Mô men được truyền bằng cách kết hợp các phương pháp trên. Thông thường là bằng ma sát cộng với thủy lực.
Hiện nay, trên ôtô dùng chủ yếu là ly hợp ma sát và ly hợp thủy lực.
- Theo trạng thái làm việc:
+ Loại ly hợp thường đóng: Khi không có lực điều khiển, ly hợp luôn ở trạng thái đóng, khi đạp ly hợp các bề mặt làm việc tách ra. Đại đa số các ly hợp trên ôtô dùng loại này.
+ Loại ly hợp thường mở: Khi không có lực điều khiển, ly hợp luôn ở trạng thái mở.
- Theo dạng lò xo ép của đĩa ép:
+ Ly hợp sử dụng lò xo trụ bố trí theo vòng tròn.
+ Ly hợp sử dụng lò xo dạng côn xuắn.
+ Ly hợp sử dụng lò xo dạng đĩa.
Dạng lò xo côn đĩa đang được sử dụng khá phổ biến trên các loại xe du lịch hiện đại.Thông dụng hơn cả trên các ôtô tải và ôtô chở khách là ly hợp sử dụng các lò xo trụ bố trí theo vòng tròn.
- Theo hệ thống dẫn động ly hợp:
+ Ly hợp dẫn động cơ khí.
+ Ly hợp dẫn động thuỷ lực.
- Theo trợ lực dẫn động:
+ Trợ lực cơ khí.
+ Trợ lực thủy lực.
+ Trợ lực khí nén.
+ Trợ lực chân không.
- Theo phương pháp điều khiển ly hợp ma sát khô có thể phân ra là tự động hoặc không tự động.Hầu hết điều khiển các loại ly hợp trên ôtô là không tự động.Ly hợp điều khiển tự động chỉ được đặt trên một số loại ôtô con có dung tích xylanh nhỏ.Việc tự động hóa ngắt ly hơp được thực hiện trực tiếp nhờ lực ly tâm hoặc tự động điều khiển nhờ hệ thống điện tử mà không có sự can thiệp của người lái.
1.1.3.Yêu cầu:
Ly hợp trên ôtô là một trong những cụm chi tiết quan trọng,nó cần đảm bảo được các yêu cầu sau đây :
- Truyền hết được mômen của động cơ xuống hệ thống truyền lực mà không bị trượt.
- Ngắt dứt khoát, đóng êm dịu để giảm tải trọng động tác động lên hệ thống truyền lực.
- Mômen quán tính của phần bị động của ly hợp phải nhỏ để giảm tải trọng động tác dụng lên các bánh răng và bộ đồng tốc khi sang số.
- Mô men ma sát không đổi khi ly hợp ở trạng thái đóng.
- Có khả năng trượt khi bị quá tải.
- Có khả năng thoát nhiệt tốt để tránh làm nóng các chi tiết khi ly hợp bị trượt trong quá trình làm việc.
- Có khả năng dập tắt các dao động tần số cao tác động lên hệ thống truyền lực
- Điều khiển ly hợp nhẹ nhàng tránh gây mệt mỏi cho người lái xe.
- 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.
- 2.LY HỢP MA SÁT:
Trên các loại ôtô hiện nay sử dụng phổ biến nhất là loại ly hợp ma sát. Các bộ phận chính của ly hợp bao gồm phần chủ động và phần bị động:
- Phần chủ động:Gồm có bánh đà, đĩa ép, vỏ ly hợp, các lò xo ép.
- Phần bị động:Gồm đĩa bị động, các bộ phận giảm chấn và trục ly hợp.
Việc điều khiển đóng ngắt ly hợp thông qua các đòn mở và các hệ thống dẫn
động, hệ thống dẫn động của ly hợp có thể là dẫn động bằng cơ khí , dẫn động bằng thuỷ lực. Ngoài ra còn có thể sử dụng bộ phận trợ lực để giảm lực bàn đạp của người lái.
1.2.1.Ly hợp ma sát một đĩa:
1.2.1.1.Sơ đồ nguyên lý làm việc:
Hình 1.1. Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát một đĩa dẫn động cơ khí.
1. Bánh đà. 2. Đĩa bị động. 3. Đĩa ép.
4. Vỏ ly hợp. 5. Lò xo ép. 6. Bạc mở.
7. Bàn đạp li hợp. 8. Lò xo hồi vị. 9. Đòn kéo.
10. Càng mở. 11. Bi ‘T’. 12. Đòn mở.
13. Lò xo giảm chấn.
- 2.1.2.Nguyên lý hoạt động:
- Khi ly hợp ở trạng thái đóng:Dưới tác dụng của lò xo ép 5 làm đĩa ép 3 ép đĩa bị động với bánh đà, nhờ vậy tạo được sự ma sát giữa đĩa ép và bánh đà với đĩa bị động và làm cho chúng ép sát vào nhau. Do đó khi động cơ quay thì mô men của động cơ được truyền từ bánh đà và đĩa ép qua đĩa bị động tới trục ly hợp và đến các hệ thống truyền động.
- Khi ngắt ly hợp:Dưới tác dụng của lực bàn đạp kéo đòn kéo 9 thông qua càng mở 10 đẩy bạc mở 6 làm bi T dịch chuyển sang trái khắc phục hết khe hở d và ép vào đầu trên của đòn mở 12, đầu dưới của các đòn mở đi sang phải và tách đĩa ép 3 khỏi đĩa bị động làm cho đĩa bị động tách rời khỏi bánh đà và đĩa ép ngắt dòng công suất từ động cơ sang hệ thống truyền lực.
Trong quá trình sử dụng, do sự giảm lực ép của các lò xo ép và đĩa bị động bị mòn nên khe hở d bị giảm xuống làm ảnh hưởng đến hành trình tự do của bàn đạp. Do đó khe hở d phải được đảm bảo nằm trong phạm vi nhất định bằng cách điều chỉnh thường xuyên.
- 2.1.3.Kết cấu cụ thể:
Ta phân tích kết cấu ly hợp lắp trên xe ZIN-130:
- Đĩa ép 3 bị ép bởi lò xo ép 8 bố trí xung quanh vỏ ly hợp 9.Vỏ ly hợp được lắp ghép với bánh đà 2 nhờ các bulông 23. Đĩa ép 3 và vỏ ly hợp 9 liên kết với nhau bằng lò xo lá 4, mỗi lò xo lá có một đầu được tán cố định với vỏ ly hợp bằng các đinh tán và đầu còn lại được lắp cố định với đĩa ép 3 bằng các bulông. Do đó, đã tạo nên sự liên kết cứng giữa đĩa ép với vỏ ly hợp (vỏ trong) theo phương pháp tuyến để đảm bảo truyền được mômen xoắn, đồng thời đảm bảo được sự di chuyển dọc trục của đĩa ép khi mở và đóng ly hợp.
- Đĩa bị động của ly hợp trên xe ZIN-130:Xương đĩa bị động được chế tạo bằng thép và có xẻ rãnh. Đĩa ma sát được lắp ghép với xương đĩa bằng các đinh tán. Bộ giảm chấn gồm 8 lò xo giảm chấn đặt xung quanh cách đều nhau cùng tấm ma sát. Xương đĩa được ghép chặt với moayơ đĩa bị động bằng các đinh tán. Đinh tán được chế tạo bằng thép.
- Đòn mở ly hợp 16 (hình 1.2):Gồm có 4 chiếc và được chế tạo bằng thép. Mỗi đòn mở thì đầu ngoài liên kết khớp bản lề với đĩa ép 3 qua các ổ bi kim. Phần giữa đòn liên kết bản lề với càng nối qua ổ bi kim. Càng nối gối tựa lên vỏ ly hợp bằng đai ốc hình chỏm cầu. Các đai ốc này bị ép vào vỏ ly hợp bằng đệm đàn hồi, mỗi đệm đàn hồi này được cố định vào vỏ ly hợp bằng hai bu lông nhỏ. Nhờ có mối liên kết như vậy mà càng nối có thể chuyển động xoay để tạo ra tâm quay thay đổi ở giữa đòn mở ly hợp, cần thiết cho sự di chuyển của đĩa ép khi mở và đóng ly hợp. Đai ốc chỏm cầu còn có tác dụng điều chỉnh đầu đòn mở để các đòn mở cùng nằm trong mặt phẳng song song với mặt phẳng của đĩa ép.
Hình 1.2. Ly hợp lắp trên xe ZIN-130
1. Trục khuỷu ; 2. Bánh đà ; 3. Đĩa ép ; 4. Tấm thép truyền lực ; 5. Bao của lò xo 6. Bulông bắt chặt lò xo ; 7. Cácte bộ ly hợp ; 8. Lò xo ép ; 9. Vỏ trong ly hợp ; 10. Đệm cách nhiệt ; 11. Bi “T” ; 12. Khớp nối ; 13. Lò xo trả về khớp nối ; 14. Bạc dẫn hướng của khớp nối ; 15. Càng mở ly hợp ; 16. Đòn mở ; 18. Êcu điều chỉnh ; 19. Đế tựa của bulông điều chỉnh ; 20. Chốt ; 21. Nắp của cácte ly hợp ; 23. Bulông bắt chặt vỏ ly hợp ; 24. Chốt chẻ ; 25. Vành răng bánh đà ; 26. Đĩa ma sát ; 27. Vú mỡ ; 28. Nút ; 29. Trục ly hợp ; 30. Ổ bi trước của trục ly hợp.
- Bạc mở ly hợp gồm có ổ bi tỳ 11 và bạc trượt (hình 1.2). Trong ổ bi tỳ có đủ lượng mỡ dự trữ để bôi trơn trong suốt quá trình sử dụng mà không cần bổ xung thêm
- Lò xo hồi vị bạc mở ly hợp 13 dùng để giữ bạc mở luôn có khe hở với đầu đòn mở, đảm bảo cho ly hợp luôn đóng hoàn toàn và khi đóng ly hợp thì bạc mở nhanh chóng tách khỏi đầu đòn mở.
1.2.1.4.Ưu nhược điểm:
- Ưu điểm: + Kết cấu gọn, dễ điều chỉnh và sữa chữa.
. + Mở dứt khoát
+ Thoát nhiệt tốt nên đảm bảo tuổi thọ cao cho bộ ly hợp.
- Nhược điểm:
+ Đóng không êm dịu.
+ Chỉ truyền được mô men không lớn lắm. Nếu truyền mômen trên 70 ¸ 80 KGm thì cần đường kính đĩa ma sát lớn kéo theo các kết cấu khác đều lớn làm cho ly hợp cồng kềnh.
1.2.2.Ly hợp ma sát hai đĩa:
1.2.2.1.Sơ đồ nguyên lý hoạt động:
Hình 1.3. Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát hai đĩa.
1. Bánh đà. 2. Đĩa bị động. 3. Đĩa ép.
4. Vỏ ly hợp. 5. Lò xo ép. 6. Bạc mở.
7. Bàn đạp li hợp. 8. Lò xo hồi vị. 9. Đòn kéo.
10. Càng mở. 11. Bi ‘T’. 12. Đòn mở.
13. Lò xo giảm chấn.
Nguyên lý cấu tạo và hoạt động của ly hợp ma sát hai đĩa cũng tương tự như ly hợp ma sát một đĩa chỉ khác là có hai đĩa bị động nên có hai mayơ ở đĩa bị động.
1.2.2.2.Kết cấu cụ thể của ly hợp ma sát khô hai đĩa:
Ly hợp lắp trên xe MA3-5335 là ly hợp hai đĩa ma sát khô (hình 2.5).
- Bộ phận chủ động của ly hợp : gồm bánh đà 24 bắt với vỏ trong ly hợp 19 bằng các bu lông. Để thực hiện mở ly hợp một cách nhanh chóng và dứt khoát thì giữa đĩa ép trung gian 26 và bánh đà 24 có đặt lò xo đẩy 1. Lò xo đẩy có tác dụng đẩy đĩa ép trung gian ra khỏi bề mặt tiếp xúc với đĩa bị động 25 khi mở ly hợp.
Hình 1.4. Ly hợp lắp trên xe MA3-5335
1. Lò xo đẩy đĩa ép trung gian ; 2. Bulông hạn chế ; 3. Vỏ trong ly hợp ; 4. Đai ốc điều chỉnh ; 5. Đòn mở ly hợp ; 6. Càng nối đòn mở ly hợp ; 7. Đai ốc điều chỉnh đòn mở ; 8. Tấm hãm ; 9. Quang treo ; 10. Lò xo đỡ tấm chặn ; 11. Bi “T” ; 12. ống bơm mỡ ; 13. Càng mở ly hợp ; 14. Tấm chặn đầu đòn mở ; 15. Trục của càng mở ly hợp ; 16. Tay đòn ; 18. Nắp của cácte ly hợp ; 19. Vỏ trong ly hợp ; 20. Lò xo ép ; 21. Đệm cách nhiệt ; 22. Đĩa ép ngoài ; 23. Nút xả mạt ; 24. Bánh đà ; 25. Đĩa ma sát ; 26. Đĩa ép trung gian ; 27. Thanh tựa ; 28. Moayơ ; 29. Bulông bắt chặt các tấm đĩa ; 30. Lò xo giảm chấn.
Để đảm bảo khe hở cần thiết giữa các bề mặt ma sát của ly hợp khi mở ly hợp, đồng thời đảm bảo cho đĩa ép trung gian, đĩa ép ngoài và bánh đà thành một khối mà vẫn đảm bảo đĩa ép trung gian và đĩa ép ngoài có thể di trượt được thì người ta dùng một cơ cấu gồm có đai ốc điều chỉnh 4 được kẹp chặt vào đĩa ép trung gian. Khi các bề mặt ma sát của tấm ma sát của đĩa bị động bị mòn nhiều, nhờ có cơ cấu đó sẽ làm cho đĩa ép trung gian di chuyển đến gần bánh đà hơn. Đai ốc 4 có vòng cách tỳ lên vỏ ly hợp, đẩy cho bulông hạn chế di chuyển dọc trục của nó, nên duy trì được khe hở cần thiết giữa các bề mặt ma sát khi mở ly hợp. Các lò xo ép 20 được bố trí xung quanh theo hai vòng tròn (vòng trong và vòng ngoài). Tổng số lò xo ép là 24, các lò xo ép được đặt trong phần lõm của vỏ ly hợp và đầu còn lại được đặt vào phần lồi của đĩa ép.
- Bộ phận bị động của ly hợp : gồm có hai đĩa bị động 25, mỗi đĩa bị động gồm 2 tấm ma sát được ghép với xương đĩa bằng các đinh tán bằng đồng. Xương đĩa được chế tạo bằng thép, trên có các xẻ rãnh nhằm giảm độ cứng, tăng độ đàn hồi và giúp ly hợp đóng êm dịu. Xương đĩa được ghép với moayơ đĩa bị động bằng các đinh tán, trên moayơ có các lỗ hình chữ nhật để đặt 6 lò xo giảm chấn. Moayơ được chế tạo bằng thép, số lượng là 2 moayơ và có thể di trượt trên rãnh then hoa của trục ly hợp.
- Hệ thống dẫn động ly hợp thuộc loại dẫn động bằng cơ khí có cường hóa bằng khí nén. Đòn mở ly hợp 5 được chế tạo bằng thép và có số lượng là 4 đòn. Mỗi đòn mở thì đầu trên liên kết khớp bản lề với đĩa ép ngoài qua các ổ bi kim. Phần giữa đòn liên kết bản lề với càng nối 6 thông qua ổ bi kim. Đòn mở ly hợp được điều chỉnh tương tự như ly hợp trên xe ZIN-130.
- 2.2.3.Ưu nhược điểm:So với loại ly hợp ma sát khô một đĩa nó có những ưu nhược điểm sau:
- Ưu điểm:
+ Đóng êm dịu (do có nhiều bề mặt ma sát).
+ Truyền được momen lớn so với ly hợp ma sát khô một đĩa có cùng kích thước.Do đó có thể giảm được đường kính chung của đĩa ma sát, bánh đà … mà vẫn đảm bảo truyền đủ mômen cần thiết của động cơ,phù hợp với các xe tải trọng lớn.
- Nhược điểm:
+Mở không dứt khoát do phải tách nhiều bề mặt ma sát.
+Nhiệt lớn,kết cấu phức tạp nên khó bảo dưỡng và sữa chữa,giá thành cao hơn loại ly hợp ma sát khô một đĩa.
- 2.3.Ly hợp ma sát một đĩa sử dụng lò xo đĩa:
- 2.3.1.Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:
Về mặt cấu tạo ly hợp ma sát khô một đĩa lò xo ép hình đĩa cũng gồm các bộ phận và chi tiết tương tự như ở ly hợp ma sát khô một đĩa lò xo trụ bố trí xung quanh.Điểm khác biệt ở đây là thay vì những lò xo trụ bố trí xung quanh người ta sử dụng một lò xo đĩa hình côn với góc côn rất lớn (khoảng 1760).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 dùng đòn mở riêng,Mặt đáy của đĩa ép hình côn được tỳ 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.
Nguyên lý làm việc của ly hợp sử dụng lò xo dạng đĩa cũng giống như của ly hợp ma sát lò xo trụ chỉ khác là lực ép do lò xo đĩa sinh ra và ổ bi T tỳ trực tiếp lên lò xo đĩa để tách đĩa ép chứ không thông qua đòn mở.
Ở trạng thái đóng:Do phần giữa của đĩa ép tỳ vào vỏ ly hợp nên mặt đáy của nó tỳ vào đĩa ép ép chặt đĩa bị động với bánh đà làm cho phần chủ động và bị động của ly hợp trở thành một khối cứng và mômen được truyền từ động cơ tới trục của ly hợp .
Trạng thái mở:Khi cần mở ly hợp người ta tác dụng một lực vào bàn đạp ly hợp và qua cơ cấu dẫn động ly hợp kết quả là một đầu của càng mở sẽ tỳ vào bạc mở làm ổ bi T dịch chuyển sang bên trái ép vào mặt đỉnh của lò xo hình côn.Do phần giữa đĩa ép được liên kết với vỏ nên mặt đáy của đĩa ép sẽ dịch chuyển sang phải kéo đĩa ép tách khỏi đĩa bị động làm đĩa bị động quay tự do.Lúc này ly hợp ngắt sự truyền mômen từ động cơ tới trục ly hợp.
Hình 1.5.Ly hợp ma sát sử dụng lò xo đĩa
1.Nắp dưới; 2.Vành răng; 3.Vỏ trong; 4.Đinh tán; 5.ổ bi cầu; 6.Trục khuỷu; 7.Trục ly hợp; 8.Bulông; 9.Đinh tán; 10.Xương đĩa; 11.Tấm ma sát;
12.Bánh đà; 13.Bulông; 14.Vỏ ngoài; 15.Đinh tán; 16.Lò xo màng;
17.Moay ơ; 18.Bi T; 19.Bạc lót; 20.ống trượt; 21.Lò xo giảm chấn.
- 2.3.2.Ưu điểm của ly hợp ma sát lò xo đĩa so với ly hợp ma sát lò xo trụ:
Ưu điểm cơ bản của ly hợp sử dụng lò xo đĩa hình côn không những có kết cấu đơn giản,kích thước nhỏ gọn,lực ép lên đĩa ép đều,không cần sử dụng chi tiết đòn mở mà còn có đặc tính làm việc tốt hơn ly hợp sử dụng lò xo trụ.
Điều đó được thể hiện trên đồ thị đặc tính làm việc của ly hợp lò xo đĩa và lò xo trụ.
Hình 1.6.So sánh đặc tính làm việc của ly hợp lò xo đĩa và lò xo trụ
Trên đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa lực ép trên đĩa ép với sự dịch chuyển của đĩa ép.Đường nét liền là đặc tính của ly hợp của lò xo đĩa và nét đứt là đường đặc tính của lò xo trụ.Khi áp lực P0 của đĩa ép tại vị trí bình thường(tức là vị trí khi đĩa ma sát còn mới) là bằng nhau ở cả hai kiểu lò xo.áp lực đĩa ép tại vị trí mở ly hợp lớn nhất(đạt được khi bàn đạp ly hợp được dạp hết) đối với kiểu lò xo trụ là P2‘,còn đối với kiểu lò xo đĩa là P2: P2 < P2‘.Điều này có nghĩa là đối với kiểu lò xo đĩa lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp ly hợp nhỏ hơn kiểu lò xo trụ một lượng “a“ như trên đồ thị.Khi bề mặt đĩa ma sát mòn tới một giá trị tới hạn,áp lực đĩa ép của kiểu lò xo trụ giảm xuống tới P1‘,còn áp lực đĩa ép của kiểu lò xo đĩa là P1: P1 gần bằng giá trị P0.Vì vậy khả năng truyền mômen của ly hợp kiểu lò xo đĩa không giảm,trong khi đó áp lực đĩa ép của ly hợp lò xo trụ trong cùng một điều kiện giống với kiểu lò xo đĩa giảm xuống tới P1‘ rất nhỏ nên ly hợp có xu hướng trượt ở chế độ này.
- 2.4.Phân tích kết cấu của một số chi tiết chính:
-Đĩa ép và lò xo ép:
Đĩa ép có dạng vành khăn,một mặt áp vào đĩa bị động,mặt kia được ép bởi lò xo,có thể là lò xo trụ được bố trí xung quanh hoặc lò xo đĩa.Đĩa ép được dẫn động qua liên kết với đòn mở hoặc qua vấu tỳ va cửa sổ trên vỏ ly hợp,hoặc qua bu lông bắt chặt giữa vỏ ly hợp với bánh đà.Với đĩa ép trung gian trong ly hợp ma sát khô hai đĩa thi đĩa ép trung gian được dẫn động thông qua kết cấu vấu tỳ và cửa sổ hoặc qua cặp bánh răng ăn khớp trong.
Các kiểu bố trí dẫn động truyền mômen từ vỏ trong ly hợp đến đĩa ép được thể hiện như dưới hình 1.7.
Trên đĩa ép có bố trí các vấu lồi lên để dẫn hướng cho lò xo trụ,các vấu này thường được khoan rỗng để làm tản nhiệt cho đĩa ép truyền lên lò xo vì dưới tác dụng của nhiệt sẽ làm giảm tính năng đàn hồi của lò xo,mặt khác cũng là để giảm trọng lượng cho đĩa ép.
Hình 1.7.Cấu tạo đĩa ép và lò xo ép
Lò xo dạng hình trụ được bố trí xung quanh với số lượng 9,12,…với cách bố trí này có kết cấu nhỏ gọn,khoảng không gian chiếm chỗ ít vì lực ép lên đĩa ép qua nhiều lò xo cùng một lúc.Tuy nhiên nó cũng có các nhược điểm là các lò xo không đảm bảo được các thông số giống nhau hoàn toàn,do đó phải lựa chọn thật kĩ nếu không lực ép trên đĩa ép sẽ không đều làm tấm ma sát mòn không đều.Để tạo được đường đặc tính của lò xo ép theo ý muốn người ta có thể dùng lò xo dạng côn.Với những xe cỡ lớn muốn tạo được lực ép lớn người ta còn có thể bố trí xếp 2 hoặc 3 lò xo lồng vào nhau để tăng độ cứng.
Hình 1.8.Các kiểu bố trí truyền mômen đến đĩa ép
Vì ly hợp làm việc liên tục trong điều kiện có ma sát trượt nên nhiệt tỏa ra rất lớn.Nêú nhiệt truyền nhiều đến lò xo sẽ làm thay đổi đăc tính đàn hồi cũng như độ bền của lò xo.Do đó ta phải bố trí tản nhiệt cho lò xo bằng cách khoan lỗ tản nhiệt cho vấu dẫn hướng của lò xo trên đĩa ép và dùng đệm cách nhiệt cho lò xo.Cấu tạo và các cách bố trí lò xo trụ được thể hiện như trên hình 1.7.
Ngày nay trên các xe con người ta thường hay sử dụng lò xo dạng đĩa với các ưu điểm nổi bật là tạo được lực ép lớn với độ biến dạng nhỏ,tản nhiệt nhanh,kết cấu nhỏ gọn đơn giản,độ tin cậy cao khi làm việc,đường đặc tính đàn hồi phù hợp với lực ép không lớn.
Tiếp xúc giữa lò xo đĩa và đĩa ép là dạng vành khăn ở viền ngoài nên nhiệt truyền tới lò xo không lớn và dễ bố trí tản nhiệt bằng cách xẻ các rãnh hướng kính và khoét các lỗ tròn ở gần vành ngoài lò xo đĩa.
Kết cấu cụ thể và cách bố trí của lò xo đĩa được thể hiện dưới hình 1.9.
Hình 1.9.Cấu tạo lò xo ép dạng đĩa
-Đĩa ma sát (đĩa bị động):
Đĩa ma sát của ly hợp là một chi tiết quan trọng nhất trong cụm ly hợp,là chi tiết chính đảm bảo yêu cầu đóng ly hợp êm dịu.Điều kiện làm việc của đĩa ma sát rất khắc nghiệt nên nó có yêu cầu khắt khe và kết cấu rất phức tạp,được thể hiện h.1.11.
Để tăng tính êm dịu người ta sử dụng đĩa bị động loại đàn hồi,độ đàn hồi của đĩa bị động được giải quyết bằng cách kết cấu có những hình dạng đặc biệt và có thể dùng thêm những chi tiết có khả năng làm giảm độ cứng của đĩa.Trong kết cấu của xương đĩa gồm nhiều chi tiết lắp ghép với nhau để giảm độ cứng của xương đĩa.Như trên hình 1.9 xương đĩa được ghép từ vành đĩa 5 với các tấm đĩa 3 bằng đinh tán 4.Tấm 3 có xẻ những rãnh hướng tâm hoặc ghép bằng nhiều tấm,các đường xẻ này chia đĩa bị động ra làm nhiều phần.
Hình 1.10.Cấu tạo chung đĩa ma sát
Xương đĩa được tán với các tấm ma sát 1 tạo thành đĩa ma sát.Trong quá trình làm việc của ly hợp do có trượt nên sinh công ma sát và sinh nhiệt nên tấm ma sát phảI có những yêu cầu đảm bảo hệ số ma sát cần thiết,có khả năng chống mài mòn ở nhiệt độ cao,có độ bền cơ học cao.
Hình 1.11.Kết cấu đĩa ma sát
1,13.Tấm ma sát 2,3.Các cánh xương đĩa
4,14,15.Đinh tan 5.Xương đĩa
6,9.Vòng ma sát giảm chấn 7.Chốt truyền lực
8.Moayơ 10.Đệm điều chỉnh
11.Lò xo giảm chấn 12.Tấm ốp giữ bộ giảm chấn
Hình 1.12.Kết cấu xương đĩa và các phương án tán tấm ma sát vào xương đĩa
1.Xương đĩa 2.Tấm ma sát 3.Lò xo gợn sang
Giữa xương đĩa và moayơ của đĩa bị động có bố trí bộ giảm chấn,để tránh cho hệ thống truyền lực của ôtô khỏi những dao động cộng hưởng sinh ra khi có sự trùng hợp một trong những tần số dao động riêng của hệ thống truyền lực với tần số dao động của lực gây lên bởi sự thay đổi mômen quay của động cơ.Chi tiết đàn hồi của giảm chấn là các lò xo 11 dùng để giảm độ cứng của hệ thống truyền lực do đó giảm được tần số dao động riêng va khắc phục khả năng xuất hiện ở tần số cao.Do độ cứng tối thiểu của các chi tiết đàn hồi của giảm chấn bị giới hạn bởi điều kiện kết cấu của ly hợp cho nên hệ thống truyền lực của ôtô không thể tránh khỏi cộng hưởng ở tần số thấp.Bởi vậy ngoài chi tiết đàn hồi ra trong bộ giảm chấn còn có chi tiết ma sát 6 và 9 nhằm thu năng lượng của các dao động cộng hưởng ở tần số thấp.
Hình1.13.Kết cấu bộ giảm chấn đĩa ma sát
-Đòn mở ly hợp:
Đòn mở ly hợp có từ 3 đến 4 chiếc,dạng đòn bẩy dùng để kéo đĩa ép khi mở ly hợp.Một đầu đòn mở ly hợp được tựa trên vỏ ly hợp còn đầu kia nối với đĩa ép.
Về mặt kết cấu đòn mở phải có độ cứng vững tốt,nhất la trong mặt phẳng tác dụng lực.Khi mở ly hợp đĩa ép dịch chuyển tịnh tiến còn khớp bản lề trên đòn mở lại quay quanh điểm nối đòn mở với tai đĩa ép nên đẻ tránh cưỡng bức cho đòn mở thì chi tiết nối đòn mở với vỏ ly hợp phải có kết cấu tự lựa.
Khi mở ly hợp đĩa ép phải dịch chuyển tịnh tiến còn khi đóng ly hợp đĩa ép cùng với bánh đà truyền mômen cho đĩa bị động của ly hợp nên bất kỳ ở một ly hợp nào cũng phải có kết cấu hoặc chi tiết truyền mômen từ vỏ ly hợp(hoặc bánh đà) sang đĩa ép.Như hình 1.13.a dưới chi tiết số 4 là thanh đàn hồi để truyền mômen từ vỏ ly hợp sang đĩa ép.Trên hình 1.13.b sự truyền mômen từ vỏ vào đĩa ép được thực hiện bởi lỗ trên vỏ và vấu trên đĩa ép.
- 3.LY HỢP THỦY LỰC :
Ly hợp thuỷ lực truyền mômen thông qua chất lỏng.
Hình 1.14.Sơ đồ nguyên lý ly hợp thuỷ lực.
Cấu tạo của ly hợp thuỷ lực gồm 2 phần:
- Phần chủ động là phần bánh bơm, bánh đà.
- Phần bị động là bánh tuốc bin nối với trục sơ cấp của hộp giảm tốc.
Nguyên lý hoạt động :
Ly hợp thủy lực gồm có 2 bánh công tác: Bánh bơm ly tâm và bánh tua bin hướng tâm, tất cả được đặt trong hộp kín điền đầy chất lỏng công tác. Trục của bánh bơm được nối với động cơ và trục của bánh tua bin nối với hộp số.
Khi động cơ làm việc, bánh bơm quay, dưới tác dụng của lực ly tâm chất lỏng công tác bị dồn từ trong ra ngoài dọc theo các khoang giữa các cánh bơm. Khi ra khỏi cánh bơm, chất lỏng có vận tốc lớn và đập vào các cánh của bánh tua bin làm bánh này quay theo, nhờ đó năng lượng được truyền từ bánh bánh bơm sang bánh tua bin nhờ dòng chảy chất lỏng.
Ly hợp thủy lực không có khả năng biến đổi mômen, nó chỉ làm việc như một khớp nối thuần túy nên còn gọi là khớp nối thủy lực.
Ưu nhược điểm:
- Ưu điểm : + Có thể thay đổi tỉ số truyền một cách liên tục.
+ Có khả năng truyền tải mô men lớn.
+ Cấu tạo đơn giản, giá thành sản xuất thấp, dễ bảo dưỡng sữa chữa.
- Nhược điểm : + Không có khả năng biến đổi mômen nên đã hạn chế phạm vi sử dụng của nó trên các hộp số thủy cơ ôtô.
+ Hiệu suất thấp ở vùng làm việc có tỉ số truyền nhỏ.
+ Độ nhạy quá cao làm ảnh hưởng xấu đến đặc tính làm việc kết hợp với động cơ đốt trong.
- 4.LY HỢP ĐIỆN TỪ :
Truyền mômen thông qua lực điện từ.
Hình 1.15.Sơ đồ nguyên lý ly hợp điện từ.
1.Bánh đà. 2.Khung từ.
3.Cuộn dây. 4.Mạt sắt.
5.Lõi thép bị động nối với hộp số. 6.Trục ly hợp.
Nguyên lý hoạt động:
- Khi mở ly hợp : Khi không cấp điện cho cuộn dây 3 nên không có lực từ trong cuộn dây, nên phần chủ động 1 là bánh đà và phần bị động 5 là lõi thép không hút nhau nên khi động cơ không quay mômen không truyền ra trục ly hợp.
- Khi đóng ly hợp : Khi cấp điện cho cuộn dây 3 làm xuất hiện lực điện từ trong cuộn dây nên xuất hiện lực hút giữa bánh đà 1 và lõi thép bị động 5. Như vậy khi bánh đà quay làm cho lõi thép quay theo. Do đó mômen được truyền từ động cơ sang trục ly hợp. Tuy vậy lực hút giữa bánh đà và lõi thép không đủ lớn nên giữa khe hở bánh đà và lõi thép người ta đưa vào những mạt sắt. Khi có từ trường, chúng tạo thành những đường sức tạo thành dây sắt cứng nối bánh đà và lõi thép với nhau làm tăng ma sát nên việc truyền mômen giữa bánh đà và lõi thép được tăng lên.
Ưu nhược điểm :
- Ưu điểm :
+ Khả năng chống quá tải tốt.
+ Bố trí dẫn động dễ dàng.
- Nhược điểm :
+ Chế tạo phức tạp.
+ Bảo dưỡng và sửa chữa khó khăn.
+ Giá thành đắt.
CHƯƠNG 2
KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT HỆ THỐNG LY HỢP TRÊN XE THACO FRONTIER 125
2.1.CÁC THÔNG SỐ THAM KHẢO CỦA XE Ô TÔ
2.1.1.Công dụng của xe.
Xe Thaco frontier 125 là một trong những loại ôtô vận tải được dùng nhiều trong việc vận chuyển hàng hóa bằng đường bộ ở nước ta. Nó là loại xe có thể hoạt động trên mọi đường sá. Sức chở của ôtô là gần 1,3 tấn. Loại xe này được nhà máy chế tạo ôtô mang tên THACO sản xuất. Xe có một cabin là loại cabin lật, trên cabin có 2 chỗ ngồi .Vỏ cabin bằng kim loại và bố trí động cơ ở phía dưới. Thùng xe được chế tạo bằng khung sắt và những tấm kim loại. Động cơ lắp trên xe là loại động cơ Diezel 4 kỳ. Hệ thống truyền lực của xe ở dạng cơ nhiều cấp. Trong đó, ly hợp lắp trên xe là loại ly hợp hai đĩa ma sát khô thường đóng, được dẫn động điều khiển bằng cơ khí và có cường hóa khí nén. Hộp số lắp trên xe là loại hộp số cơ khí có 5 cấp số tiến, một cấp số lùi và có đồng tốc cho số 2-3, 4-5.Hệ thống lái lắp trên xe là loại trục vít đai ốc, có bi cầu, thanh răng-vành răng và có cường hóa bằng thủy lực.
Hệ thống treo của xe là loại hệ thống treo phụ thuộc và được bố trí trên các nhíp dọc hình nửa elíp. Hệ thống treo trước có giảm chấn thủy lực ống lồng nhằm nâng cao độ êm dịu khi xe di chuyển trên đường không bằng phẳng với tốc độ cao. Hệ thống treo sau có nhíp phụ.
Hình 2.1. Ảnh xe ThaCo Frontier 125
2.1.2. Bảng thông số kĩ thuật của xe tham khảo THACO FRONTIER 125
|
STT |
Thống số |
Giá trị |
|
1 |
Kích thước bao (mm) - Chiều dài toàn bộ - Chiều rộng toàn bộ - Chiều cao toàn bộ |
5.270 1.850 2.620 |
|
2 |
Chiều dài cơ sở (mm) |
2.585 |
|
3 |
Tải trọng (KG) |
1 tấn 25 |
|
4 |
Trọng lượng bản thân (KG) |
1.870 |
|
5 |
Trọng lượng toàn bộ (KG) |
3.315 |
|
6 |
Tốc độ cực đại (km/h) |
131 |
|
7 |
Động cơ |
Động cơ Diesel, kiểu KIA J2, loại 4 kỳ, 4 xylanh thẳng hàng, làm mát bằng nước. |
|
8 |
Dung tích xy lanh (cc) |
2.665 |
|
9 |
Công suất cực đại (kw/vòng phút)
|
61/4.150 ≈ 83/4.150 |
|
10 |
Mômen xoắn cực đại (kgm/vòng phút)
|
17.5/2.400 |
|
11 |
Hộp số |
Số sàn,5 số tiến 1 số lùi |
|
12 |
Dung tích thùng nhiên liệu (l) |
60 |
|
13 |
Lốp xe trước/sau |
6.00-14/ lốp kép 5.00-12 |
|
14 |
Ly hợp |
Ma sát khô 1 đĩa |
Hình 2.2.Bảng thông số xe Thaco Frontier 125
2.2.LỰA CHỌN KẾT CẤU CỤM LY HỢP LẮP TRÊN XE Ô TÔ
2.2.1.Lựa chọn loại ly hợp.
Ly hợp trên ôtô thường dùng là loại ly hợp ma sát dạng thường đóng, có một hoặc hai đĩa bị động.
Với đề tài thiết kế ly hợp cho xe ôtô con, với yêu cầu cơ bản là phải có độ bền và độ tin cậy cao, mặt khác phải sữa chữa và bảo dưỡng dễ dàng nên ta chọn loại ly hợp là ly hợp ma sát. Do mômen của động cơ nhỏ nên ta chọn loại ly hợp là ly hợp ma sát một đĩa bị động dạng thường đóng.
2.2.2.Kết cấu ly hợp lắp trên xe Thaco Frontier 125.
Sơ đồ kết cấu:
Hình 2.3.Sơ đồ 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.
Nguyên lý làm việc:
- Khi ngắt ly hợp :
Người lái tác dụng lực vào bàn đạp, lực bàn đạp thông qua đòn dẫn động 9 và càng mở 6 làm cho bi T 4 dịch chuyển sang trái tỳ vào đầu đòn mở, đòn mở kéo đĩa ép và đĩa bị động tách khỏi các bề mặt làm việc làm mở ly hợp.
- Khi đóng ly hợp : Người lái thôi không tác dụng lực vào bàn đạp, lò xo hồi vị bàn đạp kéo bàn đạp trở về vị trí ban đầu. Đồng thời lò xo hồi vị bi T kéo bi T dịch chuyển sang phải và thôi không ép vào đòn mở nữa. Khi đó lò xo ép lại ép đĩa ép và đĩa bị động trở lại trạng thái làm việc ban đầu.
2.2.3.Phươngpháp chọn loại lò xo ép:
Hình 2.4.Đặc tính các loại lò xo ép ly hợp.
a - Lò xo côn xoắn.
b - Lò xo trụ. Dl: Biến dạng của lò xo.
c - Lò xo đĩa. Fl : Lực ép,
2.2.3.1.Lò xo trụ:
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:
- 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.
2.2.3.2.Lò xo côn xoắn:
Lò xo công xoắn có đường đặc tính làm việc là đường a trên hình 2.1.
Ưu điểm:
- Lực ép lên lò xo lớn, nên thường được dùng trên ôtô có mômen của động cơ trên 50 KGm.
- Có thể giảm được không gian của kết cấu do lò xo có thể ép đến khi lò xo nằm trên một mặt phẳng.
Nhược điểm:
- Khoảng không gian ở gần trục ly hợp chật và khó bố trí bạc mở ly hợp.
- Dùng lò xo côn thì áp suất lò xo tác dụng lên đĩa ép phải qua các đòn ép do đó việc điều chỉnh ly hợp sẽ phức tạp.
- 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.
2.2.3.3.Lò xo đĩa:
Lò xo đĩa có đường đặc tính làm việc là đường c trên hình 2.1.
Ưu điểm:
- Lò xo đĩa làm luôn nhiệm vụ của đòn mở nên kết cấu đơn giản và kích thước nhỏ gọn.
- Lực ép lên đĩa ép đều giúp đĩa ma sát lâu mòn hơn.
- 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.
- Chỉ tạo được lực ép nhỏ nên không phù hợp với các loại xe tải trọng lớn,chủ yếu dùng trên xe con.
Kết luận: Qua việc tham khảo các loại lò xo ép trên ly hợp xe con, với các ưu điểm nổi trội em quyết định chọn loại lò xo ép là lò xo dạng đĩa.
..........
Trong đó:
- : Độ biến dạng của lò xo từ vị trí chưa làm việc đến vị trí làm việc;
= Sm = 9 (mm).
- G: Modun đàn hồi dịch chuyển; G = 12.1010N/m2).
- d: Đường kính dây làm lò xo.Chọn d = 2(mm).
- D: Đường kính trung bình của lò xo.Chọn D = 30(mm).
Vậy:
no= = 6.5 vòng
Số vòng toàn bộ của lò xo : n = no+ 1 = 7.5 vòng.
Giả thiết khe hở cực tiểu giữa các vòng lò xo này khi mở hết ly hợp là: δ= 2 mm.
Nên chiều dài tự nhiên của lò xo là:
l = nd + n0δ + Sm= 7,5.2 + 6,5.2 + 9 = 37 (mm).
Lò xo được kiểm bền theo ứng suất xoắn:
=
Trong đó: k là hệ số ảnh hưởng, k = 1,13.
Suy ra:
= = 1,23.109(N/m2)
Vật liệu chế tạo lò xo là thép C65Γ có ứng suất cho phép là []=1,4. 109(N/m2) nên lò xo đủ bền.
KẾT LUẬN
Sau thời gian được giao thiết kế đồ án tôt nghiệp, em đã cố gắng thực hiện và đến nay em đã hoàn thành nhiệm vụ được giao là “Tính toán thiết kế hệ thống ly hợp dựa trên xe ôtô Thaco Frontier 125”.
Ngay từ lúc nhận được đề tài tốt nghiệp, em đã tiến hành khảo sát thực tế, tìm tòi các tài liệu tham khảo từ đó làm cơ sở để vận dụng những kiến thức đã học được trong nhà trường cũng như tham khảo các ý kiến chỉ dẫn của giáo viên hướng dẫn để hoàn thành đồ án.
Quá trình tính toán lựa chọn các thông số và các kích thước của ly hợp được em tiến hành một cách chính xác và đảm bảo độ tin cậy cao. Quá trình kiểm nghiệm ly hợp cũng được em tiến hành cẩn thận và đã cho những kết quả nằm trong giới hạn an toàn cho phép. Từ đó em có thể kết luận hệ thống ly hợp em đã thiết kế hoàn toàn đáp ứng được các yêu cầu cơ bản đối với một cụm ly hợp. Như vậy đồ án của em đã giải quyết được các yêu cầu đề ra, cả về mặt lý thuyết cũng như khả năng ứng dụng thực tế.
Mặc dù bản thân em đã cố gắng rất nhiều và nhận được sự hướng dẫn tận tình từ phía giáo viên hướng dẫn nhưng do có một số hạn chế về thời gian cũng như kiến thức nên bản đồ án của em không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được những ý kiến góp ý của các thầy giáo trong bộ môn để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Dương Quang Minh cũng như các thầy trong bộ môn đã giúp đỡ em trong thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp và trong suốt quá trình học tập tại nhà trường.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Chủ biên Nguyễn Hữu Cẩn, NXB- Đại học và Trung học chuyên nghiệp, 1978. – “Giáo trình thiết kế và tính toán ôtô máy kéo”
[2]. Lê Thị Vàng, NXB Đại học tại chức, ĐHBK Hà Nội, 1992 - Hướng dẫn đồ án môn học “ Thiết kế hệ thống ly hợp ôtô - máy kéo”
[3]. PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan, Hà Nội, 2007. - Tập bài giảng “ Thiết kế tính toán ôtô”
[4]. Nguyễn Khắc Trai, NXB KHKT, 2000 – “Cấu tạo hệ thống ôtô con”
[5]. Nguyễn Khắc Trai, NXB KHKT, 2000 – “Cấu tạo gầm xe con”
[6]. Lê Quang Minh, Nguyễn Văn Vượng, NXB Giáo Dục, 2003 – “Sức bền vật liệu. Tập 1,2”
[7]. Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt, NXB KHKT. 2005 – “Sổ tay công nghệ chế tạo máy. Tập 1,2,3”
[8]. Ninh Đức Tốn, Trường ĐHBK Hà Nội 2000 – ”Bài giảng dung sai”
