Tải bản đầy đủ (.pdf) (22 trang)

các bước chi tiết thiết kế tính toán cụm ly hợp

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.89 MB, 22 trang )

ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT BÀI GIẢNG
Tên học phần: Thiết kế tính tốn ơ tơ
Mã học phần: AT6051
Bài 2
THIẾT KẾ TÍNH TỐN CỤM LY HỢP
1.

Cơng dụng, những u cầu cơ bản và phân loại ly hợp

Ly hợp ôtô là bộ phận liên kết giữa động cơ và HTTL, nó có nhiệm
vụ tách và nối hai bộ phận này với nhau. Ngoài ra ly hợp cịn đóng
vai trị của bộ phận an toàn bảo vệ cho các chi tiết của HTTL khỏi bị
quá tải.
Theo phương thức truyền mô men các ly hợp ôtô được phân thành các
loại sau:
• Ly hợp ma sát: mơ men được truyền nhờ ma sát;
• Ly hợp thuỷ lực: mơ men được truyền nhờ mơi trường chất lỏng;
• Ly hợp điện từ: mô men truyền được truyền nhờ từ trường;
• Loại liên hợp: mơ men được truyền bằng cách kết hợp các
phương pháp trên.
Ly hợp phải đảm bảo các yêu cầu sau: truyền hết mô men của động
cơ mà khơng trượt; ngắt dứt khốt; đóng êm dịu để giảm tải động tác
dụng trong HTTL; mơ men qn tính của phần bị động phải là nhỏ
nhất có thể để giảm tải 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; thốt nhiệt tớt để tránh làm nóng các chi tiết khi ly hợp trượt;
dập tắt các dao động tần số cao tác động lên HTTL từ phía động cơ;
tuổi thọ cao; kích thước nhỏ gọn.
Ly hợp ma sát có cấu tạo rất đa dạng. Nếu phân loại ly hợp theo cấu
tạo của bộ phận ma sát ta có: loại đĩa, loại đĩa cơn, loại trổng; theo
phương pháp tạo lực ép: cơ khí, thuỷ lực, khí nén, điện từ; theo trạng


thái làm việc của các bề mặt ma sát: ma sát khô và ma sát ướt; theo
đặc điểm làm việc: thường đóng và thường mở. Hiện nay, trên ôtô
thường sử dụng ly hợp ma sát khơ, dạng đĩa, thường đóng với lực ép
được tạo bởi các lị 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.
Theo phương pháp điều khiển ly hợp ma sát khơ có thể là tự động và
không tự động. Hầu hết các ly hợp trên ôtô thuộc loại không tự động.


Ly hợp tự động chỉ được đặt trên một số loại ơtơ con có dung tích xi
lanh nhỏ. Việc tự động đóng, ngắt ly hợp được thực hiện trực tiếp nhờ
lực ly tâm hoặc tự động điều khiển nhờ hệ thống điện tử mà khơng có
sự can thiệp của người lái.
Ly hợp ma sát khơ có thể có một hoặc hai dĩa bị động. Ly hợp một đĩa
được sử dụng ttên các ôtô con và ôtô tải công suất nhỏ, cịn ly hợp hai
đĩa được dùng ữên các loại ơtơ tải và ơtơ chở khách cỡ lớn.
Theo dạng lị xó ép có thể phân loại ly hợp như sau: lị xị trụ bố trí
theo vịng trịn, lị xo cơn xoắn và lị xo cơn đĩa. Dạng cuối cùng đang
được sử dụng khá phổ biến trên các loại ôtô du lịch hiện đại. Thông
dụng hơn cả trên các ôtô tải và ơtơ chở khách là ly hợp có các lị xo
trụ bố trí theo vịng trịn.
Hệ thống dẫn động của ly hợp có thể là cơ khí hoặc thuỷ lực, có hoặc
khơng có trợ lực. Trợ lực dẫn động ly hợp gồm các loại: cơ khí, thuỷ
lực, khí nén và chân không.
2.

Cấu tạo ly hợp

Hiên nay, trên các loại ôtô, ly hợp ma sát là loại được sử dụng phổ
biến nhất. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của ly hợp ma sát được thể hiên

trên hình 3.1.
Các bộ phân chính của ly hợp bao gồm phần chủ động'. bánh đà, đĩa
ép, vỏ ly hợp, các lò xo ép, phẩn bị động', đĩa bị đông cùng với bộ
phân giảm chấn và trục ly hợp. Việc


điều khiển đóng ngắt ly hợp được thực hiện nhờ các đòn mở và hệ
thống dẫn động: ổ bi và bạc mở, các đòn dẫn động và bàn đạp. Trong
trường hợp cần thiết, dẫn
động ly hợp được lắp
thêm bộ phận ttợ lực
nhằm giảm lực của người
lái tác dụng ttên bàn đạp.

Hình 3.1
Sơ đồ cấu tạo ly hợp.
Bánh đà; 2- đĩa
bị động;
3- đĩa ép; 4- lò xo
I-

ép;
5- vỏ ly hợp; 6- bạc mở;
7- bàn đạp; 8- lò xo hồi vị;
9- đòn kéo; 10- càng mở;
II- ổ bi;12- đòn mở;
13- giảm chấn.

Ly hợp hoạt động như sau: khi ly hợp ở trạng thái đóng, các lị xo 4
đẩy đĩa ép 3 và làm cho đĩa bị động bị ép chặt vào bánh đà, nhờ vậy

tạo được mô men ma sát giữa đĩa ép và bánh đà với đĩa bị động. Chính
nhờ có mô men ma sát này mà mô men của động cơ được truyền từ
bánh đà và đĩa ép qua đĩa bị động tới trục ly hợp. Khi ngắt ly hợp,
người lái tác động lên bàn đạp ly hợp, thông qua hệ thống các đòn dẫn
động, bạc mở dịch chuyển sang trái khắc phục hết khe hở ỗ rồi đẩy ổ
bi 11 tỳ vào đầu trên của các đòn mở 12, đầu dưứi của các đòn mở đi
sang phải và tách đĩa ép 3 ra khỏi đĩa bị động. Lúc này dĩa bị động
khơng cịn tiếp xúc với các đĩa chủ động nữa và động cơ bị ngắt khỏi
HTTL. Trong quá trình sử dụng, khe hở ỗ cần phải được đảm bảo nằm
trong phạm vi nhất định bằng cách điều chỉnh thường xuyên.
Cấu tạo của ly hợp cũng như các kích thước cơ bản và đặc tính làm
việc của nó phụ thuộc nhiều vào dạng lị xo ép. Đặc tính của các loại


lị xo ép được thể hiện ttên hình 3.2. Lị xo trụ có đặc tính tuyến tính
(đường b) trong tồn bộ vùng làm việc. Đặc tính của lị xo cân xoắn
(đường a) có dạng tuyến tính ở vùng biến dạng nhỏ, sau đó khi các
vịng lị xo bắt đầu trùng lên nhau thì độ cứng lị xo tăng lên rất nhanh.
Đây là nhược điểm của loại lò xo này, bởi vì nó địi hỏi cần phải tạo
được lực lớn để ngắt ly hợp và hơn nữa khi đĩa ma sát mịn đi thì lực
ép sẽ bị giảm theo rất nhanh (do độ dốc của đồ thị lớn). Lò xo đĩa là
có đặc tính hợp lý hơn cả vì trong miền làm việc của nó, lực ép của lị
xo thay đổi không đáng kể theo biến dạng. Do vây, lực ngắt ly hợp
địi hỏi khơng lớn và khi đĩa ma sát bị mịn thì lực ép giảm khơng đáng
kể.
Hình 3.2Đặc tính của các loại lị xo ép.
- lị xo cơn xoắn;
b)
- lò xo trụ;
c)

- lò xo đỉa.
FỊ - lực ép,
AỊ - biến dạng của lị xo
a)

Trong các ly hợp ơtơ, các lị xo trụ được đặt theo vịng trịn (hình
2.3- a, b) nên có thể đảm bảo tạo 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. Tuỳ theo số lò xo mà chúng được phân bố
thành một hoặc hai dãy trên đĩa bị động. Để định vị các lò xo và
giảm độ biến dạng của chúng dưới tác dụng của lực ly tâm, người ta
thường sử dụng các cốc, vấu lồi trên đĩa ép hoặc trên vỏ của ly hợp
(hình 2.4).
3.

Tính chọn các kích thước và các thơng số cơ bản của ly hợp

Các kích thước và thơng số cơ bản của ly hợp bao gồm: đường kính
ngồi D và đường kính trong d của các tấm ma sát; số lượng đĩa bị
động Zi; hệ số dự trữ ly hợp p; lực ép tổng của các lò xo F; hệ số ma
sát tính tốn μ; số lượng zh và độ cứng c của các lò xo ép; áp suất lên
bề mặt các tấm ma sát.
3.1-

Xác định mô men ma sát mà ly hợp cần truyền

Ly hợp cần được thiết kế sao cho nó phải truyền được hết mơ men của
động cơ và đồng thòi bảo vê được cho hệ thống truyền lực khỏi bị quá

tải. Với hai yêu cầu như vây mô men ma sát của ly hợp Mc được tính
như sau:

Việc lựa chọn hệ số β một cách hợp lý có ý nghĩa rất quan trọng
trong q trình thiết kế ly hợp. Nếu chọn p nhỏ q thì khơng đảm
bảo truyền hết mơ men, vì trong q trình làm sử dụng lực ép của lò
xo giảm dần xuống làm giảm mô men ma sát của ly hợp. Nếu chọn
β lớn q thì ly hợp khơng đảm bảo được chức năng của cơ cấu an
toàn, tránh cho HTTL khỏi bị quá tải. Hơn nữa để có hệ số β lớn cần
phải tăng kích thước của các đĩa ma sát, tăng số dĩa ma sát, hoặc tăng
lực ép của các lò xo.
Lực ép lị xo giảm do hai ngun 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 nghiêm, độ giảm lực ép của các lò xo do mỏi chiếm 8 4- 10%
và do độ mòn của các đĩa ma sát là 15 4- 20%. Như vậy, với hai
nguyên nhân trên, trong q trình sử dụng hê số p có thể bị giảm tới
23 ÷ 30%. Bởi vậy, người ta thường chọn hệ số β như sau:


-

β= 1,3 4-1,75 đới với ôtô con;
β = 1,5 4- 2,25 đối với ôtô tải;
β = 1,8 4- 3,0 đối với các ơtơ có tính việt dã cao;
β = 2,0 4- 3,0 đối với ơtơ có kéo rơ mc.

3.2-

Xác định các thơng số và các kích thước cơ bản


-

Q trình tính tốn được thực hiện theo trình tự sau. Dựa trên giá tậ
của mô men cực đại của động cơ Memax người ta chọn số lượng đĩa
bị động Z; và các kích thước của tấm ma sát (các đường kính D và
d). Nếu Memax <465 Nm thì ly hợp là một đĩa, nếu mô men cực đại
của động cơ lớn hơn giá tậ trên thì ly hợp có thể là một hoặc hai đĩa.
Đối với các ly hợp một đĩa D = 190 4- 400 mm, còn đối với các ly
hợp hai dĩa D = 340 4- 400 mm. Độ dầy của các tấm ma sát 8 = 3,0
4- 3,5 mm đối với các ôtô con và 8 = 4,0 4- 5,0 mm đới với các ôtô
tải.
Đối với ly hợp ơtơ có thể tính sơ bộ đường kính ngồi D của tấm ma
sát theo công thức kinh nghiệm như sau:



trong đó A là diện tích làm việc của một bề mặt ma sát.
Áp suất càng lớn thì tốc độ mài mòn càng cao, do vây khi thiết kế ly
hợp, người ta thường giới hạn áp suất này trong phạm vi nhất định. Đối
với ly hợp ôtô, q = 0,14 ÷ 0,30 MPa. Giá trị giới hạn của q đối với các
loại ôtô cụ thể như sau:
ôtôcon:

q = 0,18 4-0,23 MPa;

ôtôtải:

q = 0,14 4-0,21 MPa;


ôtô tải siêu nặng: q < 0,2 MPa.


3.3-

Xác định các thơng số của giảm chấn

Giảm chấn có hai bộ phận chính: bộ phân đàn hồi (các lị xo) làm giảm
độ cứng chung của HTTL nhằm tránh hiện tượng cộng hưởng ở tần sớ
cao, và các tấm ma sát hấp thụ năng lượng và dập tắt các dao động ở
tần số thấp. Vì vậy, mơ men truyền qua giảm
















×