tính toán thiết kế ly hợp xe du lịch + bản vẽ
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (658.74 KB, 49 trang )
Trường ĐHSP KT Vinh
Khoa: CKĐL
NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN
Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Văn Đại
Kết quả đánh giá:
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
Giáo viên chấm:...................................................................
Kết quả đánh giá:
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
GVHD: Nguyễn Văn Đại
1
Trường ĐHSP KT Vinh
Khoa: CKĐL
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU.......................................................................................................4
PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ LY HỢP..................................................................5
1.1. Công dụng:.................................................................................................5
1.2. Phân loại:....................................................................................................5
1.3. Yêu cầu:......................................................................................................6
1.4. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của ly hợp:.....................................6
1.4.1. Ly hợp ma sát khô một đĩa bị động lò xo ép hình trụ bố trí xung
quanh:............................................................................................................6
1.4.2. Ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động lò xo ép hình trụ bố trí xung
quanh ............................................................................................................7
1.4.3. Ly hợp thuỷ lực:..................................................................................9
1.4.4. Ly hợp điện từ...................................................................................10
1.5. Lựa chọn phương án dẫn động.................................................................12
1.5.1. Dẫn động cơ khí :..............................................................................13
1.5.2. Dẫn động cơ khí có trợ lực khí nén...................................................13
1.5.3.Dẫn động thủy lực :............................................................................15
1.5.4. Dẫn động thủy lực có trợ lực chân không:........................................16
1.5.5. Kết luận:............................................................................................17
1.6. Phương án chọn loại lò xo ép...................................................................18
1.6.1. Lò xo trụ:...........................................................................................18
1.6.2. Lò xo côn xoắn:.................................................................................18
1.6.3. Lò xo đĩa:...........................................................................................19
1.6.4. Kết luận:............................................................................................20
1.7. Đĩa bị động của ly hợp.............................................................................20
PHẦN II. TÍNH TOÁN CÁC CHI TIẾT CHÍNH CỦA LY HỢP......................22
2.1. Tính toán đĩa bị động và đĩa ép :..............................................................22
2.1.1 Mômen ma sát yêu cầu của đĩa ly hợp :.............................................22
2.1.2. Bán kính trung bình vành khăn của bề mặt ma sát đĩa bị động.........22
2.1.3. Diện tích bán kính trung bình của hình vành khăn tấm ma sát :.......23
2.1.4. Lực ép của cơ cấu ép :.......................................................................24
2.2. Tính toán công trượt riêng và chế độ nhiệt làm việc của ly hợp :............24
PHẦN III. TÍNH TOÁN SỨC BỀN MỘT SỐ CHI TIẾT CHỦ YẾU CỦA LY
HỢP.....................................................................................................................30
GVHD: Nguyễn Văn Đại
2
Trường ĐHSP KT Vinh
Khoa: CKĐL
3.1. Tính toán sức bền của đĩa bị động............................................................30
3.2. Moay ơ đĩa bị động...................................................................................31
3.3.Tính toán lò xo ép ly hợp:.........................................................................35
3.3.1. Chọn loại,cách lắp đặt.......................................................................35
3.3.2.Lực ép của lò xo đĩa côn.....................................................................36
3.3.3. Tính toán lò xo đĩa côn......................................................................37
3.4.Tính toán lò xo giảm chấn.........................................................................40
3.4.1.Đường kính trung bình của vòng lò xo :............................................41
3.4.2.Đường kính dây lò xo.........................................................................41
3.4.3.Số vòng làm việc của lò xo.................................................................41
3.4.4.Chiều dài làm việc của lò xo giảm chấn.............................................42
3.4.5.Chiều dài của lò xo ở trạng thái tự do................................................42
3.4.6.Độ cứng của lò xo...............................................................................42
3.4.7.Kiểm nghiệm lò xo giảm chấn............................................................42
PHẦN IV.TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ DẪN ĐỘNG LY HỢP.......................43
4.1.Tính toán dẫn động ly hợp.........................................................................43
4.1.1.Sơ đồ tính toán dẫn động ly hợp.........................................................43
4.1.2.Xác định hành trình của bàn đạp ly hợp :...........................................44
4.1.3. Kết cấu các bộ phận chính của dẫn động ly hợp...............................45
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................49
GVHD: Nguyễn Văn Đại
3
Trường ĐHSP KT Vinh
Khoa: CKĐL
LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh
tế thế giới, nền kinh tế việt nam cũng từng bước phát triển, cùng với sự phát
triển mạnh mẽ của khoa học và kỹ thuật ngành giao thông vận tải cũng phát triển
rất mạnh mẽ.
Ôtô ngày càng trở thành một phương tiện đi lại, vận chuyển hàng hóa và
hành khách phổ biến kéo theo nó là nhu cầu về đội ngũ để phục vụ cho ngành.
Sau khi học xong môn học Ô tô II, chúng em đã vận dụng những kiến thức
đã học để làm đồ án - Tính toán Ô tô II. Trong quá trình tính toán để hoàn thành
Đồ án môn học chuyên nghành này, bước đầu chúng em đã gặp không ít khó
khăn bỡ ngỡ nhưng cùng với sự nỗ lực của em, sự giúp đỡ của các bạn trong
lớp, và sự hướng dẫn hết sức tận tình của thầy giáo Nguyễn Văn Đại, các thầy
giáo trong khoa giờ đây sau một thời gian làm việc hết mình, nghiêm túc chúng
em đã hoàn thành xong Đồ án môn học Ô tô II. Tuy nhiên do là lần đầu tiên
chúng em vận dụng lý thuyết đã học, vào tính toán một bài tập cụ thể theo thông
số cho trước, nên gặp rất nhiều khó khăn và không tránh khỏi những sai sót. Vì
vậy chúng em rất mong sự xem xét, sự giúp đỡ chỉ bảo của các thầy để bản thân
chúng em ngày càng được hoàn thiện hơn nữa về kiến thức chuyên môn và khả
năng tự nghiên cứu của mình.
Qua đồ án này mỗi người trong chúng em đều đã có ý thức hơn cho nghề
nghiệp của mình, đã dần hình thành cho mình phương pháp học tập và nghiên
cứu mới. Cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của thầy Nguyễn Văn Đại đã giúp chúng
em hoàn thành tốt Đồ án này.
Rất mong được sự giúp đỡ nhiều hơn nữa của thầy và các thầy giáo trong
khoa.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên : Nguyễn Đình Chính
GVHD: Nguyễn Văn Đại
4
Trường ĐHSP KT Vinh
Khoa: CKĐL
PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ LY HỢP
1.1. Công dụng:
Trong hệ thống truyền lực ôtô, ly hợp là một thành phần rất quan trọng,
nó có chức năng chính là:
- Nối động cơ với hệ thống truyền lực khi ôtô di chuyển.
- Ngắt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong trường hợp khi ôtô khởi
hành hoặc sang số.
- Đảm bảo là cơ cấu an toàn cho các chi tiết của hệ thống truyền lực khi
gặp quá tải hư trong trường hợp phanh đột ngột mà không nhả ly hợp.
1.2. Phân loại:
a. Theo phương pháp truyền mômen:
Theo phương pháp truyền mô men từ trục khuỷu của động cơ đến hệ
thống truyền lực người ta chia ly hợp thành các loại sau:
- Ly hợp ma sát: mô men truyền động nhờ các bề mặt ma sát.
- Ly hợp thuỷ lực: mô men truyền động nhờ năng lượng của chất lỏng.
- Ly hợp điện từ: mô men truyền động nhờ tác dụng của trường nam châm
điện.
- Ly hợp liên hợp: mô men truyền động bằng cách kết hợp hai trong các
loại kể trên.
b. Theo trạng thái làm việc của ly hợp:
Theo trạng thái làm việc của ly hợp người ta chia ly hợp thành các loại sau:
- Ly hợp thường đóng.
- Ly hợp thường mở.
c. Theo phương pháp sinh lực ép trên đĩa ép:
Theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép người ta chia ra thành các
loại ly hợp sau:
- Loại lò xo (lò xo đặt xung quanh, lò xo trung tâm, lò xo đĩa).
- Loại nửa ly tâm: lực ép sinh ra ngoài lực ép của lò xo còn có lực ly tâm
của trọng khối phụ ép thêm vào.
- Loại ly tâm: ly hợp ly tâm sử dụng lực ly tâm để tạo lực ép đóng và mở ly
hợp.
d. Theo phương pháp dẫn động ly hợp:
Theo phương pháp dẫn động ly hợp người ta chia ly hợp thành các loại sau:
- Ly hợp dẫn động cơ khí.
- Ly hợp dẫn động thuỷ lực.
- Ly hợp dẫn động có cường hoá:
+ Ly hợp dẫn động cơ khí cường hoá khí nén.
+ Ly hợp dẫn động thuỷ lực cường hoá khí nén.
GVHD: Nguyễn Văn Đại
5
Trường ĐHSP KT Vinh
Khoa: CKĐL
1.3. Yêu cầu:
- Ly hợp phải có khả năng truyền hết mô men của động cơ mà không bị
trượt ở bất kỳ điều kiện sử dụng nào.
- Khi đóng ly hợp phải êm dịu, mômen quán tính phần bị động phải nhỏ để
giảm hết tải trọng va đập lên các bánh răng của hộp số khi sang số.
- Khi mở ly hợp phải dứt khoát và nhanh chóng để việc gài số êm dịu, tách
động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong thời gian ngắn.
- Đảm bảo cho hệ thống truyền lực khi bị quá tải.
- Điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ.
- Các bề mặt ma sát phải thoát nhiệt tốt.
- Kết cấu ly hợp phải đơn giản, dễ điều chỉnh chăm sóc và bảo dưỡng.
1.4. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của ly hợp:
- Đối với hệ thống ly hợp, về mặt cấu tạo người ta chia thành các bộ phận
chính:
- Cơ cấu ly hợp: là bộ phận thực hiện việc nối và ngắt truyền động từ động
cơ đến hệ thống truyền lực.
- Dẫn động ly hợp: là bộ phận thực hiện việc điều khiển đóng mở ly hợp.
1.4.1. Ly hợp ma sát khô một đĩa bị động lò xo ép hình trụ bố trí xung quanh:
a. Sơ đồ cấu tạo chung:
1. bánh đà; 2. đĩa ma
sát; 3. đĩa ép; 4. lò xo
ép; 5. vỏ ly hợp; 6. bạc
mở ; 7. bàn đạp ; 8. lò
xo hồi vị bàn đạp ;9.
đòn kéo; 10. càng mở;
11. bi tỳ; 12. đòn mở;
Hình 1.1: Ly hợp ma sát khô một đĩa bị động.
- Nhóm các chi tiết chủ động bao gồm: bánh đà, vỏ ly hợp, đĩa ép, đòn mở
và các lò xo ép. Khi ly hợp mở hoàn toàn thì các chi tiết thuộc nhóm chủ động
sẽ quay cùng với bánh đà.
- Nhóm các chi tiết bị động gồm đĩa bị động (đĩa ma sát), trục ly hợp. Khi
ly hợp mở hoàn toàn thì các chi tiết thuộc nhóm bị động sẽ đứng yên.
GVHD: Nguyễn Văn Đại
6
Trường ĐHSP KT Vinh
Khoa: CKĐL
- Theo sơ đồ cấu tạo ở hình vẽ thì vỏ ly hợp 5 được bắt cố định với bánh đà
1 bằng các bu lông, đĩa ép 3 có thể dịch chuyển tịnh tiến trong vỏ và có bộ phận
truyền mô men từ vỏ 5 vào đĩa ép. Các chi tiết 1, 3, 4, 5 được gọi là phần chủ
động của ly hợp. Chi tiết số 2 được gọi là phần bị động của ly hợp, các bộ phận
còn lại thuộc bộ phận dẫn động ly hơp.
b. Nguyên lý hoạt động:
- Trạng thái đóng ly hợp: ở trạng thái này lò xo 4 một đầu tựa vào vỏ 5, đầu
còn lại tì vào đĩa ép số 3 tạo lực ép để ép chặt đĩa bị động 2 với bánh đà số 1 cho
phần chủ động và phần bị động tạo thành 1 khối cứng. Khi này mô men từ động
cơ được truyền từ phần chủ động sang phần bị động của ly hợp thông qua các bề
mặt ma sát của đĩa bị động 2 với đĩa ép 3 và bánh đà 4. Tiếp đó mô men truyền
vào xương đĩa bị động qua bộ giảm chấn 13 đến moay ơ rồi truyền vào trục ly
hợp (trục sơ cấp hộp số). Lúc này giữa bi tỳ 11 và đầu mở 12 có khe hở từ 3 ÷ 4
mm, tương ứng với hành trình tự do của bàn đạp ly hợp.
- Trạng thái mở ly hợp: Khi cần ngắt truyền động từ động cơ tới trục sơ cấp
của hộp số người ta cần tác dụng một lực vào bàn đạp 7 thông qua đòn kéo 9 và
càng mở 10, bạc mở 6 mang bi tỳ 11 sẽ dịch chuyển sang trái. Sau khi khắc phục
hết khe hở, bi tỳ 11 sẽ tì vào đầu đòn mở 12. Nhờ có khớp bản lề của bản lề liên
kết với vỏ 5 nên đầu kia của đòn mở 12 sẽ kéo đĩa ép 3 nén lò xo 4 lại để dịch
chuyển sang phải. Khi này các bề mặt ma sát giữa bộ phận chủ động và bị động
của ly hợp được tách ra và ngắt truyền động từ trục cơ tới trục sơ cấp của hộp
số.
c. 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 KG.m thì cần đường kính đĩa ma sát lớn kéo theo các kết cấu khác đều lớn
làm cho ly hợp cồng kềnh.
1.4.2. Ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động lò xo ép hình trụ bố trí xung quanh
a. Sơ đồ cấu tạo chung:
GVHD: Nguyễn Văn Đại
7
Trường ĐHSP KT Vinh
Khoa: CKĐL
Hình 1.2. Ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động
1. Bánh đà;
7. Lò xo ép;
13. Thanh kéo;
2. Lò xo đĩa bị động;
8. Vỏ ly hợp;
14. Càng mở;
3. Đĩa ép trung gian;
9. Bạc mở;
15. Bi tỳ;
4. Đĩa bị động;
10. Trục ly hợp;
16. Đòn mở;
5. Đĩa ép;
11. Bàn đạp ly hợp;
17. Lò xo giảm chấn.
6. Bu lông hạn chế;
12. Lò xo hồi vị bàn đạp ly hợp;
GVHD: Nguyễn Văn Đại
8
Trường ĐHSP KT Vinh
Khoa: CKĐL
a. Cấu tạo:
Nhìn chung cấu tạo của ly hợp hai đĩa cũng bao gồm các bộ phận và các chi
tiết cơ bản như đối với ly hợp một đĩa. Điểm khác biệt là ở ly hợp hai đĩa có hai
đĩa bị động số 4 cùng liên kết then hoa với trục ly hợp 10. Vì có hai đĩa bị động
nên ngoài đĩa ép 5 còn có thêm đĩa ép trung gian 3. ở ly hợp hai đĩa phải bố trí
thêm cơ cấu truyền mô men từ vỏ hoặc bánh đà sang đĩa ép và cả đĩa trung gian.
b. Nguyên lý hoạt động:
- Nguyên lý làm việc của ly hợp hai đĩa bị động cũng tương tự như ly hợp
một đĩa.
c. Ưu nhược điểm:
- Ưu điểm:
+ Đóng êm dịu (do có nhiều bề mặt ma sát).
+ Giảm được đường kính chung của đĩa ma sát, bánh đà … mà vẫn đảm
bảo truyền đủ mômen cần thiết của động cơ.
- Nhược điểm:
+Mở không dứt khoát, nhiệt lớn, kết cấu phức tạp nên khó bảo dưỡng và
sữa chữa.
1.4.3. Ly hợp thuỷ lực:
a. Sơ đồ cấu tạo chung:
Cấu tạo của ly hợp thủy lực được trình bày như hình vẽ bao gồm:
3
2
4
5
1
1. Bánh đà;
Hình 1.3. Ly hợp thủy lực.
bơm
4. Trục sơ cấp; 5.Vỏ ly hợp
GVHD: Nguyễn Văn Đại
9
2. Bánh
tuabin;3.Bánh
Trường ĐHSP KT Vinh
Khoa: CKĐL
- Các chi tiết chính của ly hợp gồm có bánh bơm, bánh tuabin. Các bánh
công tác này có dạng nửa hình vòng xuyến, được bố trí rất nhiều cánh dẫn theo
chiều hướng tâm.
- Bánh bơm được hàn chặt với vỏ ly hợp và được bắt chặt với vỏ trục
khuỷu động cơ (quay cùng với trục khuỷu). Nó có tác dụng quạt dòng chất lỏng
sang bánh tuabin thông qua đó truyền mômen.
- Bánh tuabin được đặt trong vỏ ly hợp có thể quay tự do, được nối với trục
sơ cấp hộp số bằng khớp nối then hoa, nó chịu sự tác động của dòng chất lỏng từ
bánh bơm truyền sang, khi đó nó sẽ quay và truyền chuyển độngcho trục sơ cấp
hộp số.
b. Nguyên lý hoạt động:
Ly hợp thuỷ lực làm việc dựa trên nguyên tắc truỷ động. Khi bánh bơm được
trục khuỷu động cơ dẫn động quay làm chất lỏng chứa trong khoang công tác
của bánh bơm sẽ quay theo. Chất lỏng tham gia vào hai chuyển động: một
chuyển động quay theo bánh bơm và một chuyển động tịnh tiến theo các máng
của cánh dẫn từ phía trong ra phía ngoài. Động năng của chất lỏng cũng tăng từ
trong ra ngoài. Khi ra khỏi bánh bơm chất lỏng sẽ chuyển tiếp sang bánh tuốc
bin và động năng của dòng chất lỏng sẽ làm cho bánh tuốc bin quay theo. ở bánh
tuốc bin chất lỏng chuyển động từ ngoài vào trong và động năng giảm dần. Sau
khi ra khỏi bánh tuốc bin chất lỏng tiếp tục đi vào bánh bơm để nhận năng lượng
và thực hiện các chu trình tiếp theo.
c. Ưu nhược điểm:
- Ưu điểm :
+ Khi đóng ly hợp rất êm dịu
+ Làm việc êm dịu, hạn chế va đập khi truyền mô men từ động cơ xuống
hệ thống truyền lực.
+ Có khả năng trượt lâu dài mà không gây hao mòn như ở ly hợp ma sát.
- 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.
1.4.4. Ly hợp điện từ
Ly hợp điện từ là loại không những chỉ bố trí trên ôtô mà còn bố trí trong
nhiều lĩnh vực khác.
Ưu điểm là truyền động êm cho phép trượt lâu dài mà không ảnh hưởng tới
hao mòn các chi tiết của ly hợp.
GVHD: Nguyễn Văn Đại
10
Trường ĐHSP KT Vinh
Khoa: CKĐL
a. Sơ đồ cấu tạo chung:
Hình 1.4. Ly hợp
1.Bánh đà
điện từ
2. Khung từ 3.
Cuộn dây
4. Lõi sắt bị động 5. Trục ly hợp
6. Mặt cắt
- Các bộ phận chính của ly hợp điện từ bao gồm: phần cố định 2 trên đó
có cuộn dây điện từ 3. Bộ phận chủ động 1 được nối với trục khuỷu động cơ, bộ
phận bị động 4 được nối với trục ly hợp (trục sơ cấp của hộp số). Các bộ phận
chủ động, bị động và bộ phận cố định có thể quay trơn với nhau thông qua các
khe hở A, B, C, D. Để hiệu suất truyền động cao các khe hở này phải nhỏ. Ngoài
ra để tăng khả năng truyền mô men từ phần chủ động sang phần bị động người
ta bỏ bột sắt vào khoang kín giữa phần chủ động và phần bị động.
b. Nguyên lý hoạt động:
- Nguyên lý làm việc dựa vào lực điện từ tương tác giữa phần chủ động
và bị động nhờ nam châm điện do cuộn dây 3 sinh ra.
- Trạng thái đóng ly hợp: Khi này cuộn dây 3 được cấp một dòng điện một
chiều và nó sẽ trở thành nam châm điện. Điện trường của nam châm sẽ khép kín
mạch, từ qua các bộ phận cố định 2, phần chủ động 1, phần bị động 4 theo
đường mũi tên như hình vẽ. Khi này dưới sự tương tác của lực điện từ phần chủ
động 1 sẽ kéo phần bị động 4 quay theo, mô men được truyền từ động cơ sang
trục ly hợp.
GVHD: Nguyễn Văn Đại
11
Trường ĐHSP KT Vinh
Khoa: CKĐL
- Trạng thái mở ly hợp: Khi cần mở ly hợp người ta ngắt dòng điện cấp cho
cuộn dây 15. Lực điện từ sẽ mất, các chi tiết được quay tự do, ngắt đường
truyền mô men từ động cơ tới trục ly hợp.
c. 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.
1.5. Lựa chọn phương án dẫn động
Hệ thống dẫn động ly hợp có tác dụng truyền lực bàn đạp của người lái tác
động vào bàn đạp đến ly hợp để thực hiện việc đóng ngắt ly hợp.
Dẫn động ly hợp thường là dẫn động cơ khí hoặc thủy lực. Dẫn động cơ khí
có ưu điểm chung là kết cấu đơn giản. dễ chế tạo tuy nhiên chúng cũng có
nhược điểm là lực bàn đạp thường phải lớn và khó bố trí với những ôtô có động
cơ đặt xa người lái. Dẫn động cơ khí được thường được sử dụng trên một số ôtô
con và ôtô tải do ôtô con có yêu cầu lực bàn đạp nhỏ và ôtô tải thường có bình
khí nén nên việc bố trí trợ lực thuận lợi, dẫn động thủy lực hiện nay được sử
dụng trên hầu hết các loại ôtô con và ôtô chở khách do có ưu điểm rất lớn là nhỏ
gọn, tạo được lực bàn đạp lớn, dế bố trí trên ôtô và thời gian tác động nhanh.
Để giảm lực của người lái tác dụng lên bàn đạp, trong hệ thống dẫn động có
thể có bố trí bộ phận trợ lực bằng cơ khí, thủy lực, khí nén hoặc chân không.
Hiện nay, được sử dụng phổ biến hơn cả trên các loại ôtô là dẫn động thủy lực
kết hợp với bộ trợ lực. Trợ lực trên ôtô con có thể là trợ lực chân không, còn các
ôtô tải thì thường sử dụng hệ thống trợ lực bằng khí nén do có sẵn bình khí nén.
Mục đích của việc thiết kế hệ dẫn động ly hợp là dễ bố trí, điều khiển dễ
dàng, đảm bảo độ tin cậy đồng thời đảm bảo tính kinh tế. Do đó phương án dẫn
động phải đáp ứng được các yêu cầu của hệ thống dẫn động đã nêu ở trên.
Các phương án dẫn động thường dùng là:
- Dẫn động cơ khí.
- Dẫn động cơ khí trợ lực khí nén
- Dẫn động cơ khí trợ lực chân không.
- Dẫn động thuỷ lực.
- Dẫn động thuỷ lực trợ lực khí nén.
- Dẫn động thủy lực trợ lực chân không.
GVHD: Nguyễn Văn Đại
12
Trường ĐHSP KT Vinh
Khoa: CKĐL
1.5.1. Dẫn động cơ khí :
Sử dụng các cơ cấu truyền lực bằng cơ khí để truyền lực đóng hoặc ngắt ly hợp.
a. Sơ đồ kết cấu:
1
2
3
4
5
6
7
8
δ
9
Hình 1.5.Sơ đồ dẫn động ly hợp bằng cơ khí.
1.Đĩa bị động.
2.Đĩa ép.
3.Đòn mở.
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.
b. 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.
c. Ưu nhược điểm :
- Ưu điểm: +Kết cấu đơn giản nên dễ chế tạo và bảo dưỡng, sửa chữa.
+Mở nhanh và dứt khoát.
+Giá thành rẻ.
- Nhược điểm: +Lực ma sát giữa các cơ cấu lớn nên dẫn đến nặng khi đạp.
Có thể khắc phục bằng cách sử dụng trợ lực. Đóng không êm dịu.
1.5.2. Dẫn động cơ khí có trợ lực khí nén
a. Sơ đồ cấu tạo.
GVHD: Nguyễn Văn Đại
13
Trường ĐHSP KT Vinh
Khoa: CKĐL
7
8
9
10
11
12
6
5
4
3
2
δ
1
Hình 1.6 .Sơ đồ dẫn động ly hợp bằng cơ khí có trơ lực khí nén.
1.Ống dẫn khí.
4.Đòn mở.
7.Bi T.
10.Xy lanh phân phối.
2.Xy lanh công tác.
5.Đĩa ép.
8.Lò xo hồi vị bi T.
11.Bàn đạp.
3.Càng mở.
6.Đĩa bị động.
9.Bình khí nén.
12.Lò xo hồi vị bàn
đạp.
b. Nguyên lý hoạt động :
- Khi ngắt ly hợp: Người lái tác dụng một lực lên bàn đạp 11 làm cho xy
lanh phân phối 10 cùng pittông của nó chuyển động sang trái làm cho càng mở 3
đẩy bi T 7 dịch chuyển sang trái và ép vào đòn mở 4. Đòn mở kéo đĩa ép cùng
đĩa bị động tách ra khỏi bề mặt làm việc và ly hợp được ngắt. Đồng thời sự
chuyển động tương đối giữa pittông và xy lanh của xy lanh phân phối 10 làm
mở van khí nén. Khí nén từ bình khí đi qua xy lanh phân phối, qua ồng dẫn 1
vào xy lanh công tác 2 đẩy pittông của xy lanh này dịch chuyển sang phải đẩy
vào càng mở 3 làm giảm bớt một phần lực cho người lái.
- Khi đóng ly hợp :Khi người lái thôi tác dụng lực vào bàn đạp, lò xo hồi vị
bàn đạp kéo bàn đạp trở về vị trí ban đầu. Đồng thời kéo xy lanh phân phối 10
sang phải làm kéo càng mở 3 thôi không ép vào bi T nữa. Khi đó bi T thôi
không ép vào đầu đòn mở nữa và các lò xo ép lại ép ly hợp đĩa ép và đĩa bị động
trở về trạng thái làm việc ban đầu. Khi xy lanh phân phối 10 được kéo về vị trí
ban đầu thì đồng thời làm van khí nén đóng lại. Lúc này khoang trong xy lanh
10 thông với khí trời và do đó không còn áp suất khí nén tác dụng lên xy lanh
công tác nữa và xy lanh công tác cũng thôi không tác dụng lực lên càng mở 3
nữa.
GVHD: Nguyễn Văn Đại
14
Trường ĐHSP KT Vinh
Khí nén
Khoa: CKĐL
- Khi giữ bàn đạp ở một vị trí nào đó :Khi người lái giữ nguyên bàn đạp ở
một vị trí nào đó thì xy lanh phân phối 10 cũng dừng tại một vị trí nhất định.
Lúc này van khí nén vẫn mở và khí nén vẫn vào xy lanh công tác tuy nhiên
lượng khí nén vào trong xy lanh công tác là không đổi cho nên ly hợp được mở
ở một vị trí nhất định.
c. Ưu nhược điểm :
- Ưu điểm :
+ Giảm được lực của người lái tác dụng lên bàn đạp.
+ Vẫn đảm bảo an toàn vì nếu trợ lực hỏng thì ly hợp vẫn làm việc được.
- Nhược điểm :
+ Phải cần máy nén khí.
+ Khi mất trợ lực thì lực điều khiển của người lái rất lớn.
1.5.3.Dẫn động thủy lực :
a. Sơ đồ cấu tạo.
1
2
9
3
4
5
6
7
8
δ
10
11
Hình 1.7 .Sơ đồ dẫn động ly hợp bằng thủy lực.
1.Đĩa bị động;
2.Đĩa ép.
3.Đòn mở;
4.Bi T.
5.Lò xo hồi vị bi
T.
6.Xy lanh chính. 7.Bàn đạp.
8.Lò xo hồi vị bàn đạp.
9.Càng mở.n
10.Xy lanh công tác.
11.Ống dẫn dầu.
b. Nguyên lý làm việc:
- Khi ngắt ly hợp : Khi người lái tác dụng một lực lên bàn đạp, dầu từ xy
lanh chính 6 qua ống dẫn 11 vào xy lanh công tác 10 đẩy pittông của xy lanh
này đi sang phải thông qua càng mở đẩy bi T 4 ép vào đòn mở 3 làm cho đòn
mở kéo đĩa ép và đĩa bị động tách ra làm mở ly hợp.
- Khi đóng ly hợp : Khi người lái thôi không tác dụng lực vào bàn đạp, nhờ lò
xo hồi vị bi T 5 và lò xo hồi vị bàn đạp 8 đẩy pittông của xy lanh công tác 10 sang
GVHD: Nguyễn Văn Đại
15
Trường ĐHSP KT Vinh
Khoa: CKĐL
trái làm đẩy dầu qua ống 11 trở về xy lanh chính 6 đẩy trả bàn đạp vể vị trí ban
đầu.
- Đồng thời nhờ lò xo hồi vị nên bi T cũng được đẩy tách ra khỏi đòn mở
làm mở ly hợp.
c. Ưu nhược điểm :
- Ưu điểm:
+ Kết cấu đơn giản, dễ bố trí trên xe.
+ Dẫn động êm, có thể tạo được lực bàn đạp lớn.
- Nhược điểm:
+ Các chi tiết cần độ kín khít tốt nên khó khăn trong việc chế tạo và chăm
sóc, bảo dưỡng.
1.5.4. Dẫn động thủy lực có trợ lực chân không:
a. Sơ đồ cấu tạo.
8
9
7
6
δ
5
4
3
2
13
1
12
11
10
Hình 1.8 .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.Đòn mở. 6.Đĩa ép.
7.Đĩa bị động. 8.Lò xo hồi vị bi T.
9.Họng hút.
10.Bàn đạp.
11.Lò xo hồi vị bàn đạp.
12.Bộ trợ lực.
13.Xy lanh chính.
b. Nguyên lý hoạt động của bộ trợ lực:
- 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 13 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.
- 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
GVHD: Nguyễn Văn Đại
16
Trường ĐHSP KT Vinh
Khoa: CKĐL
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.
2
A
1
B
C
4
3
6
5
Hình 1.9 .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
- 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.
c. Ưu nhược điểm:
- 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.
+ 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.
1.5.5. Kết luận:
- Với ly hợp xe ôtô tải cần lực bàn đạp lớn đồng thời cần phải có kết cấu gọn
nhẹ, không gian bố trí hợp lý. Qua việc tham khảo sơ bộ các phương án, ta thấy
phương án dẫn động cơ khí có trợ lực khí nén là phương án có nhiều ưu điểm
GVHD: Nguyễn Văn Đại
17
Trường ĐHSP KT Vinh
Khoa: CKĐL
nổi bật. Do đó em chọn phương án dẫn động là dẫn động cơ khí có trợ lực khí
nén .
Như vậy loại ly hợp mà em chọn thiết kế là ly hợp ma sát khô dạng
thường đóng dẫn động cơ khí có trợ lực khí nén .
1.6. Phương án chọn loại lò xo ép
Fl
a
b
c
∆l
Hình 2.0 .Đặc tính các loại lò xo ép ly hợp.
a - Lò xo côn xoắn. b - Lò xo trụ. c - Lò xo đĩa.
Fl : Lực ép, ∆l: Biến dạng của lò xo.
1.6.1. Lò xo trụ:
- Lò xo trụ có đường đặc tính làm việc là đường b trên hình 3.1.
- 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.
a. 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.
b. 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.
1.6.2. Lò xo côn xoắn:
GVHD: Nguyễn Văn Đại
18
Trường ĐHSP KT Vinh
Khoa: CKĐL
Hình 2.1. Lò xo côn xoắn
Lò xo công xoắn có đường đặc tính làm việc là đường a trên hình
a. Ưu điểm:
-Lò xo côn cho phep chồng lên nhau nên độ cứng tăng lên đáng kể khi
chiều cao và kích thước của lò xo hầu như không thay đổi.
- 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.
-Lò xo côn hoạt động ổn định hơn và ít bị gãy hỏng hơn các lò xo chịu nén
bình thường.
b. Nhược điểm:
- Khoảng không gian ở gần trục ly hợp sẽ 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.
1.6.3. Lò xo đĩa:
- Lò xo đĩa có đường đặc tính làm việc là đường c trên hình 3.1.
- Lò xo đĩa được chế tạo bằng thép lò xo và được bắt chặt vào bàn ép ly hợp
bằng đinh tán hoặc bằng bulông . Ở mỗi phía của lò xo đĩa bố trí các vòng trụ
xoay hoạt động như một trục xoay khi lò xo đĩa quay . Đối với loại bàn ép ly
hợp thông thường có các lò xo chịu kéo đẻ nối đĩa ép ly hợp với lò xo đĩa.
a.Ưu điểm:
- Lò xo đĩa làm luôn nhiệm vụ của đòn mở nên kết cấu đơn giản và nhỏ
gọn.
- Lò xo đĩa có đặc tính làm việc hợp lý vì trong vùng làm việc lực ép thay
đổi không dáng kể theo biến dạng. Do vậy lực ngắt ly hợp đòi hỏi không lớn và
khi đĩa ma sát bị mòn thì lực ép thay đổi không đáng kể.
b. Nhược điểm:
GVHD: Nguyễn Văn Đại
19
Trường ĐHSP KT Vinh
Khoa: CKĐL
- Việc chế tạo khó khăn.
1.6.4. Kết luận:
- Qua việc tham khảo các loại lò xo ép em quyết định chọn loại lò xo ép là lò
xo trụ vì tất cả những đăc tính tối ưu của nó.
1.7. Đĩa bị động của ly hợp
- Đĩa bị động của ly hợp có cấu tạo gồm hai tấm ma sát được gắn với nhau
bằng đinh tán thông qua xương đĩa. Xương đĩa lại được tán với moay ơ đĩa bị
động.
- Một trong những yêu cầu của ly hợp là phải đóng êm dịu, yêu cầu này liên
quan đến cấu tạo của đĩa bị động của ly hợp.
- Để tăng tính êm dịu cho ly hợp ta dùng đĩa bị động loại đàn hồi. Độ đàn
hồi của đĩa được giải quyết bằng cách thiết kế kết cấu có những hình thù nhất
định hoặc dùng thêm những chi tiết đặc biệt có khả năng làm giảm độ cứng của
đĩa. Ở đây để giảm độ cứng của đĩa bị động ta xẻ các rãnh hướng tâm. Các
đường xẻ rãnh này chia đĩa bị động ra nhiều phần. Số lượng các rãnh tuỳ theo
đường kính đĩa. Các đường xẻ rãnh cũng làm cho đĩa bị động đỡ cong vênh khi
bị nung nóng khi làm việc và làm tăng khả năng thoát các bụi sinh ra trong quá
trình ly hợp làm việc do các tấm ma sát bị mòn.
Các thống số đề đồ án được giao:
STT
Ký
hiệu
Tên thông số
Giá trị
Đơn vị
1
Loại xe
2
Trọng lượng toàn bộ
Ga
1875
KG
3
Công suất cực đại
Nmax
55.93
N.m
4
Số vòng quay ứng với mômen xoắn n
N
cực đại
4000
Vòng/Phút
5
Mômen cực đại
170
N.m
6
Số vòng quay ứng với mômen cực đại n M
2200
Vòng/Phút
7
Tỷ số truyền số 1
i h1
3,115
8
Tỷ số truyền truyền lực chính
i0
5,057
9
Ký hiệu bánh xe
10
Dẫn động thuỷ lực
GVHD: Nguyễn Văn Đại
Xe du lịch
M e max
6,70-15
20
Trường ĐHSP KT Vinh
11
Khoa: CKĐL
Lò xo ép dạng đĩa
Trong đó:
- Công suất cực đại đề cho là Nemax = 23 (mã lực) ≈ 55,93 (KW)
- Bán kính làm việc của bánh xe được xác định theo công thức sau:
d
rbx = λ ( B + ).25, 4 (mm)
(1-2)
2
Trong đó : B : Chiều rộng lốp
d : Đường kính vành
λ :hệ số kể đến biên dạng của lốp.Lốp có áp suất thấp ta chọn
λ = (0,93 ÷ 0,935) .Chọn λ = 0,93
Theo đề : Kí hiệu của bánh xe 6,70-15
Thay số vào (1-2) ta được :
d
15
rbx = λ( B + ).25, 4 = 0, 93. 6, 70 + ÷.25, 4 = 335( mm) = 0, 335( m)
2
2
- Tỷ số truyền của truyền lực chính io:
r
i0 = θ bx trong đó: θ :hệ số vòng quay của động cơ
2, 65
Đối với xe du lịch θ = 30 ÷ 40 chọn θ = 40
θ = 40 ÷ 50
Đối với xe tải
0,335
= 5, 057
Thay số liệu vào công thức ta có: i0 = 40.
2, 65
GVHD: Nguyễn Văn Đại
21
Trường ĐHSP KT Vinh
Khoa: CKĐL
PHẦN II. TÍNH TOÁN CÁC CHI TIẾT CHÍNH CỦA LY HỢP
2.1. Tính toán đĩa bị động và đĩa ép :
2.1.1 Mômen ma sát yêu cầu của đĩa ly hợp :
Để đảm bảo truyền hết mômen động cơ xuống hệ thống truyền lực mà
không bị trượt trong bất kỳ điều kiện sử dụng nào thì mômen ma sát của ly hợp
sinh ra phải luôn luôn lớn hơn mômen cực đại của động cơ, tức là:
Mms =Memax.β
(3.1)
Trong đó : - Mms : mômen ma sát cần thiết của ly hợp . [N.m]
- Memax :mômen xoắn lớn nhất của động cơ [N.m].
- β : hệ số dự trữ của ly hợp .
- Hệ số dự trữ ly hợp β phải đủ lớn ( β > 1) để đảm bảo ly hợp truyền hết
mômen xoắn động cơ trong mọi điều kiện làm việc của nó (khi các bề mặt ma
sát bị dầu mỡ rơi vào,khi các lo xo ép bị giảm tính đàn hồi ,khi các tấm ma sát bị
mòn …) Mặt khác hệ số β cũng không được lớn quá vì như thế ly hợp không
làm tốt chức năng bảo vệ an toàn cho hệ thống truyền lực khi quá tải .Hệ số β
được chọn theo thực nghiệm, đối với xe du lịch: β =1,3÷1.75. Chọn β =1,3
Thay số vào ta có : Mms =Memax.β =170.1,3= 221 [N.m]
2.1.2. Bán kính trung bình vành khăn của bề mặt ma sát đĩa bị động
- Gọi lực ép tổng cộng do cơ cấu ép tạo ra là F (N), đặt tại bán kính trung
bình của đĩa ma sát. Khi đó Mms ly hợp tạo ra có giá trị :
M ms = z ms .µ .F .Rtb (N.m)
(3.2)
Trong đó:
- µ :Hệ số ma sát trượt giữa các đôi bề mặt ma sát: µ =0,22÷0,3. Xe làm việc
trong điều kiện không nặng nhọc và có tính động lực tốt nên chộn hệ số ma sát
theo giới hạn nhỏ . Chọn µ =0,25.
- Zmz : Số đôi bề mặt ma sát ưu tiên chọn một đĩa bị động nên chọn Z mz =2. Lý
do là vì kết cấu nhỏ gọn, bố trí dễ dàng, mở dứt khoát.
Dưới tác dụng của lực F, tại bề mặt của tấm ma sát xuất hiện một áp suất
p (N/m2), hướng pháp tuyến. Giả sử áp suất p phân bố đều trên bề mặt của đĩa.
F = p.S ms = p.π .( R22 − R12 )
Ta có :
2 R23 − R13
Rtb = 2
3 R2 − R12
Kết hợp (3.2) ta có : M ms =
GVHD: Nguyễn Văn Đại
(3.3)
2
µ . p.z ms .π .R 3 .(1 − K R3 )
3
22
(N.m )
Trường ĐHSP KT Vinh
Khoa: CKĐL
- KR : Hệ số tỷ lệ giữa bán kính trong và ngoài bề mặt ma sát.
KR =
R1
= 0,53÷0,75.Chọn KR =0,75.
R2
(3.4)
- Áp suất làm việc p của các bề mặt ma sát quyết định đến lượng mòn của
các bề mặt này khi ly hợp trượt trong quá trình đóng ly hợp sau gài số, do đó
p ≤ [ p ] . Ở ô tô, bề mặt ma sát giữa Gang với Phe-ra-đô có [ p ] = 1,4.10 5 ÷ 2,5.10 5
( N/m2 ). Giới hạn trên dùng cho xe nhiều xilanh, có đặc tính động lực tốt, ít sang
số. Dưới hạn dưới dùng cho các ô tô có đặc tính động lực học kém, ô tô tải trọng
lớn hoặc làm việc trong điều kiên nặng nhọc. Với xe du lịch, chọn [ p] = 2.105 (
N/m2 ).
R2 =
3
3.M e max
(
2.Z ms .µ .π .q 1 − k
3
R
)
=
3
3.221
= 0.115 ( m ) = 115 ( mm )
2.2.0,3.3,14.2.105. 1 − 0, 753
(
)
Bán kính trong đĩa bị động được tính theo công thức (3.4) :
R1 = R2 .k R = 0,115.0, 75 = 0, 0863 ( m ) = 86,3 ( mm )
2.1.3. Diện tích bán kính trung bình của hình vành khăn tấm ma sát :
- Diện tích hình vành khăn tấm ma sát S được xác định theo công thức sau
:
S = π ( R22 − R12 ) = 3,14.(0,1152 − 0, 08632 ) = 0, 0181( m 2 )
- Bán kính trung bình vòng ma sát được xác định theo công thức (3.3) như
sau :
Rtb =
2 R23 − R13
2 0, 08633 − 0,1153
( 2
)
=
.(
) = 0,101( m )
3 R2 − R12
3 0, 08632 − 0.1152
- Khi chọn số đôi bề mặt ma sát bằng 2 thì phải kiểm tra áp suất trên bề mặt
ma sát bằng công thức sau : q =
β .M e max
≤ [ q]
2π .Rtb2 .b.µ.i
Trong đó :
Memax :Mômen cực đại của động cơ .Memax= 170 (N.m)
β : Hệ số dự trữ của ly hợp . β=1,75
Rtb :Bán kính trung bình của tấm masát .Rtb = 0,101 (mm)
b : Bề rộng của hình vành khăn tấm masát.b = R2-R1 = 28,7(mm)
µ: hệ số masát .Vật liệu tấm masát là pherado đồng có µ= 0,25
zms : Số đôi bề mặt ma sát. zms =2(Một đĩa bị động)
[q]=100÷250( KN/m2 ) áp lực riêng cho phép trên tấm bề mặt ma sát.
GVHD: Nguyễn Văn Đại
23
Trường ĐHSP KT Vinh
Khoa: CKĐL
Thay vào công thức ta có:
q=
1, 75.170
= 197.6( KN / m 2 )
2
3
2.3,14.0,101 .0, 0287.0, 25.10 .2
q<[q] nên với một đĩa ma sát thì ly hợp vẫn đảm bảo bền khi làm việc.
2.1.4. Lực ép của cơ cấu ép :
- Lực ép cần thiết của cơ cấu ép phải tạo ra mà theo đó đảm bảo được áp
suất làm việc đã chọn và thoả mãn mômen ma sát yêu cầu được xác định từ
công thức sau : F =
β .M e max
1, 75.170
=
= 5891.09( N )
µ .Rtb .Z ms 0, 25.0.101.2
2.2. Tính toán công trượt riêng và chế độ nhiệt làm việc của ly hợp :
- Khi ly hợp được mở rồi đóng lại trong quá trình khởi hành hoặc chuyển
số, khi đó đĩa chủ động đang quay với số vòng quay của trục khuỷu, còn đĩa bị
động chưa quay hoặc quay với vận tốc khác. Trước khi hai đĩa này được nối
thành khối liền thì bao giờ cũng có sự trượt tương đối giữa chúng.
- Khi bắt đầu khởi hành, quá trình trượt mãnh liệt nhất. Khi chuyển số thì
quá trình trượt phụ thuộc nhiều vào trình độ chuyên môn và tay nghề của người
lái.
- Khi ly hợp trượt thì sẽ sinh ra công ma sát. Công này biến thành nhiệt
năng đốt nóng các chi tiết của ly hợp làm giảm hệ số ma sát và tính đàn hồi của
lò xo ép.
- Để nghiên cứu sự trượt của ly hợp, ta xét quá trình khởi hành ô tô biểu
diễn trên Hình 3.1.
- Điểm A tương ứng với thời điểm ô tô bắt đầu dịch chuyển khi mômen
ma sát tăng lên bằng mômen cản quy dẫn về trục ly hợp, tức là : M l = Ma và
được tính theo công thức : Ma = [ ( Ga + G m ).ψ + Pω ].
GVHD: Nguyễn Văn Đại
24
rbx
it .η t
(3.6)
Trường ĐHSP KT Vinh
Khoa: CKĐL
ωe
ω(rad/s)
M(Nm)
B
C
ω0
Kt
Ja
0
Je
Ma
Ml
Me
A
td
t(s)
ωe
Ma
M1
tδ
ωa
Hình 1.1. Quá tình khởi hành ô tô.
Hình 1.2. Mômen tương đương:
Động cơ - Hệ thống truyền lực
Trong đó : - ψ : Hệ số cản tổng cộng của đường .Tính cho đường có ψ =0,02
- Pω : Lực cản của không khí . Khi khởi hành xe thì Pω =0 (vì tốc
độ quá nhỏ).
- it : Tỷ số truyền chung của hệ thống truyền lực (it=io.ih1.ip)
- η t : Hiệu suất của hệ thống truyền lực. Đối với ôtô con η t
=0,9÷0,93.Chọn η t =0,93
- Phụ thuộc vào tỷ số giữa mômen động cơ M e và mômen ma sát của ly hợp
Ml trong quá trình đóng, tốc độ góc trục ωe ban đầu tăng đến điểm B (do tăng
ga), sau đó giảm xuống điểm C (tương ứng với điểm kết thúc trượt ly hợp).
- Khoảng thời gian từ O đến C là thời gian đóng ly hợp tđ . Trong thời gian tđ,
mômen ma sát của ly hợp tăng gần như tỷ lệ thuận với thời gian, tức có thể viết
Ml = K.t, trong đó K là hệ số đặc trưng cường độ đóng ly hợp. Để xác định công
trượt của ly hợp, ta khảo sát mô hình tương đương : động cơ – hệ thống truyền
lực như hình 3.2.
2
(G a + Gm ).rbx
1
⋅
.δ t (3.7)
Ở đây : J a =
g
(ih .i p .i0 ) 2
Ja : Mô men quán tính của các khối lượng chuyển động tịnh tiến của xe
máy kéo và rơ móoc quy dẫn về trục ly hợp.
Ga : Trọng lượng toàn bộ của ôtô .Ga= 1875 (Kg)
Gm : Trọng lượng toàn bộ của rơmóc. Gm =0
g : Gia tốc trọng trường .g = 9,81 (m/s2)
rbx :Bánh kính làm việc của bánh xe chủ động . rbx =0,335 (m)
GVHD: Nguyễn Văn Đại
25
