Thiết kế hệ thống ly hợp xe tải Chương 1. TỔNG QUAN VỀ LY HỢP TRÊN ÔTÔ 1.1. Công dụng và yêu cầu của ly hợp 1.1.1. Công dụng của ly hợp Ly hợp ôtô là khớp nối giữa trục khuỷu động cơ với hệ thống truyền lực.Nó dùng để ngắt, nối truyền động từ động cơ đến hệ thống truyền lực. Ngoài ra, ly hợp còn là cơ cấu an toàn cho hệ thống truyền lực 1.1.2. Yêu cầu đối với ly hợp Với công dụng quan trọng như trên, ngoài việc đảm bảo các yêu cầu chung về sức bền, tuổi thọ, hiệu suất… thì ly hợp trên ôtô máy kéo còn phải đảm bảo những yêu cầu chính sau: - Ly hợp phải truyền được moment lớn nhất của động cơ trong bất kỳ điều kiện làm việc nào, hay nói cách khác mômen ma sát của ly hợp phải luôn luôn lớn hơn moment cực đại của động cơ. Tuy nhiên, không được quá lớn nhằm đảm bảo nhiệm vụ là cơ cấu an toàn cho hệ thống truyền lực khi quá tải. - Việc ngắt ly hợp phải dứt khoát, hoàn toàn và nhanh chóng. Nghĩa là khi mở ly hợp, phần bị động phải ngắt hoàn toàn với phần chủ động trong khoảng thời gian ngắn nhất, vì nếu thời gian càng dài việc gài số sẽ khó khăn. - Khi đóng ly hợp phải êm dịu. Tức là mômen ma sát hình thành ở ly hợp phải tăng từ từ khi đóng ly hợp. - 1 -
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Thiết kế hệ thống ly hợp xe tải
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ LY HỢP TRÊN ÔTÔ
1.1. Công dụng và yêu cầu của ly hợp
1.1.1. Công dụng của ly hợp
Ly hợp ôtô là khớp nối giữa trục khuỷu động cơ với hệ thống truyền lực.Nó
dùng để ngắt, nối truyền động từ động cơ đến hệ thống truyền lực. Ngoài ra, ly hợp
còn là cơ cấu an toàn cho hệ thống truyền lực
1.1.2. Yêu cầu đối với ly hợp
Với công dụng quan trọng như trên, ngoài việc đảm bảo các yêu cầu chung về
sức bền, tuổi thọ, hiệu suất… thì ly hợp trên ôtô máy kéo còn phải đảm bảo những
yêu cầu chính sau:
- Ly hợp phải truyền được moment lớn nhất của động cơ trong bất kỳ điều
kiện làm việc nào, hay nói cách khác mômen ma sát của ly hợp phải luôn luôn lớn
hơn moment cực đại của động cơ. Tuy nhiên, không được quá lớn nhằm đảm bảo
nhiệm vụ là cơ cấu an toàn cho hệ thống truyền lực khi quá tải.
- Việc ngắt ly hợp phải dứt khoát, hoàn toàn và nhanh chóng. Nghĩa là khi mở
ly hợp, phần bị động phải ngắt hoàn toàn với phần chủ động trong khoảng thời gian
ngắn nhất, vì nếu thời gian càng dài việc gài số sẽ khó khăn.
- Khi đóng ly hợp phải êm dịu. Tức là mômen ma sát hình thành ở ly hợp phải
tăng từ từ khi đóng ly hợp. Nhằm tránh hiện tượng giật xe khi vào số và gây dập
răng các bánh răng trong hộp số cũng như các chi tiết trong hệ thống truyền lực phía
sau.
- Mômen quán tính của các chi tiết phần bị động của ly hợp phải nhỏ đến mức
có thể để giảm các lực va đập lên bánh răng khi gài số, giảm nhẹ điều kiện làm việc
của bộ đồng tốc, giúp thời gian gài số là ngắn nhất.
- Kết cấu ly hợp phải gọn nhẹ, cơ cấu điều khiển nhẹ nhàng, đơn giản trong
việc điều chỉnh cũng như bảo dưỡng.
- ngoài ra còn các yêu cầu như thoát nhiệt tốt ở bề măt ma sát, hệ số ma sát
cao và ổn định, ly hợp làm việc ổn định và hiệu suất cao
- 1 -
Thiết kế hệ thống ly hợp xe tải
1.2. Phân loại ly hợp trên ôtô
1.2.1. Phân loại theo tính chất truyền mômen
- Ly hợp ma sát cơ khí: Truyền mômen quay bằng các bề mặt ma sát.
- Ly hợp thủy lực: Truyền mômen quay bằng chất lỏng (dầu).
- Ly hợp điện từ: Đây là loại ly hợp mà mômen hình thành ở ly hợp nhờ
mômen điện từ.
- Ly hợp liên hợp: Là sự kết hợp của hai hay nhiều loại ly hợp nói trên.
1.2.2. Phân loại theo hình dáng bề mặt đĩa ma sát
- Ly hợp ma sát hình đĩa (đĩa phẳng).
- Ly hợp ma sát hình 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).
Ly hợp ma sát đĩa phẳng dùng phổ biến. Tuỳ theo cấu tạo có thể có kiểu một đĩa,
kiểu hai đĩa hoặc có thể nhiều đĩa.
1.2.3. Phân loại theo đặc điểm làm việc
- Loại thường đóng: Thường dùng sử dụng cho loại xe oto.
- Loại không thường đóng: Thường dùng sử dụng cho các loại máy kéo.
- 2 -
Thiết kế hệ thống ly hợp xe tải
Chương 2.TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ VÀ PHÂN TÍCH
CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ LY HỢP ÔTÔ
2.1. Tính toán xác định các thông số yêu cầu ban đầu
2.1.1. Các số liệu cho trước
Loại ô tô Xe tải
Trọng lượng toàn bộ 5700 [KG]
Nhiên liệu xăng
Công suất cực đại của động cơ 80[Kw] ở tốc độ: 4200[v/ph].
Mô men cực đại của dộng cơ 220[N.m] ở tốc độ: 2200 [v/ph].
Bán kính làm việc của bánh xe 350 [mm]
Tốc độ cực đại của xe 120 (km/h)
Hệ số cản lớn nhất của đường 0,3
2.1.2. Mômen ma sát yêu cầu của ly hợp ôtô
Để đảm bảo yêu cầu truyền hết mômen quay của động cơ trong mọi điều kiện
làm việc thì ly hợp phải có khả năng truyền được mômen lớn hơn mômen xoắn lớn
nhất của động cơ Memax, đồng thời phải thỏa mãn điều kiện là cơ cấu an toàn cho hệ
thống truyền lực. Do đó, mômen ma sát yêu cầu của ly hợp được xác định theo [1]:
Mms=Memax.β [N.m] (2.1)
Trong đó:
+ Mms: Mômen ma sát yêu cầu của ly hợp [N.m].
+ Memax: Mômen xoắn lớn nhất của động cơ [N.m].
+ β = (1,6: 2,25) : Hệ số dự trữ của ly hợp,ta chọn β = 2.
Mms = Memax.β = 220.2 = 440 [N.m]
2.2. Phân tích chọn phương án thiết kế ly hợp trên ô tô
2.2.1. Phân tích chọn kết cấu ly hợp ôtô
Ngày nay trên ôtô sử dụng các loại ly hợp sau đây:
- Ly hợp ma sát cơ khí loại 1 đĩa
- 3 -
Thiết kế hệ thống ly hợp xe tải
* Sơ đồ cấu tạo:
So
14
15
16
1
2
2b
3 3b 4 5
6
7
8
91011
12
13
Hình 2.1 sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát loại một đĩa
1-đĩa ép; 4- Mâm ép của ly hợp; 5- Thanh kéo; 6- Giá của đòn mở;7- Đòn mở;
8- Hộp bi tỳ; 9- Ổ đỡ phía sau của trục ly hợp; 10- Ống làm bạc trượt cho ổ bi
tỳ;11- Trục ly hợpTrục động cơ; 2- Bánh đà; 2b- Rãnh trên bánh đà; 3- Gờ để lắp
vào rãnh 2b; 3b- Đ; 12- Lò xo ép; 13- Các tấm ma sát; 14- Xương đĩa bị động; 15-
May-ơ của đĩa bị động; 16- Ổ đỡ trước của trục ly hợp.
+ Ưu điểm: do truyền mômen bằng các bề mặt ma sát nên việc mở ly hợp
được nhanh chóng, dứt khoát. Do đó, ta có thể vào số một cách êm dịu, giảm lực va
đập các trên các bánh răng. Ngoài ra, ly hợp ma sát còn có kết cấu đơn giản, dễ chế
tạo, và bảo dưỡng vì vậy nó có giá thành rẽ,được sử dụng phổ biến.
+ Nhược điểm: dễ bị mài mòn đĩa ma sát, không truyền được momen lớn,
nếu muốn truyền được momen lớn thì đường kính ly hợp phải lớn
- ly hợp ma sát cơ khí loại 2 đĩa
* Sơ đồ cấu tạo
- 4 -
Thiết kế hệ thống ly hợp xe tải
Hình 2.2: sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát cơ khí loại 2 đĩa:
1-Trục động cơ; 2- Bánh đà; 3b-Mâm ép;4- Đĩa ép trung gian; 5- Thanh kéo;
6-Giá của đòn mở ; 7- Đòn mở; 8-Ổ bi tỳ; 9- Ổ đỡ phía sau trục ly hợp;10-
Ống;11-Trục sơ cấp của hộp số; 12- Lò xo ép; 13-Các đĩa ma sát;14- Đĩa ép trung
gian;15-Moay ơ của đĩa bị động; 16-Ổ bi.
+ Ưu điểm: kích thước đường kính bé hơn loại một đĩa nếu cần tạo lực ép
bằng nhau, và do có hai đĩa nên khi đóng ly hợp các bề mặt ma sát làm việc một
cách từ từ, do đó đóng êm dịu
+ Nhược điểm: kết cấu phức tạp kích thước khá dài, hành trình mở và
momen phần bị động lớn hơn so với loại ly hợp một đĩa.
lực điều khiển tăng lên do phải thắng momen ma sát ở khớp nối các đĩa chủ động
với bánh đà, mở dứt khoát kém hơn loại một đĩa, khó cách ly phần bị động khỏi
3.3.3. Xác đ nh đ ng kính xị ườ ylanh thu l cỷ ự .
3.3.3.1. Đ ng kính xilanh chínhườ .
Khi m ly h p ng i lái tác d ng lên bàn ly h p 1 l c Fở ợ ườ ụ ợ ự bd, thông qua tỷ
s truy n c a bàn đ p iố ề ủ ạ bd l c này sẽ đ c khu ch đ i thành l c Fự ượ ế ạ ự 1 trên c nầ
piston c a xi lanh chính làm xilanh chính d ch chuy n t o ra 1 áp su t c c đ iủ ị ể ạ ấ ự ạ
cho phép trong ch t l ng d n đ ng [pấ ỏ ẫ ộ max] áp su t này càng cao thì k t c u d nấ ế ấ ẫ
đ ng càng g n, nh ng yêu c u đ i v i các ng d n và v n đ làm kín l i kh tộ ọ ư ầ ố ớ ố ẫ ấ ề ạ ắ
khe h n, nh t là các đo n ng m n b ng cao su cho các đo n m i ghép.ơ ấ ạ ố ề ằ ạ ố Nên
[pmax] = (5 ¿ 8) [MN/m2], ta ch n [pọ max] = 5 [MN/m2].
L c Fự 1 theo đ c tính theo công th c sau: ượ ứ F1=Fbd .ibd [N]
- 28 -
Thiết kế hệ thống ly hợp xe tải
Khi tính toán ta ph i k t i t n th t do ma sát (ma sát c a đ u piston,ả ể ớ ố ấ ủ ầ
ph t làm kín và đ m cánh v i thành xớ ệ ớ ilanh chính). Do đó: F1=Fbd .ibd .ηck [N]
V i ớ ηck là hi u su t c khí c a xệ ấ ơ ủ ilanh chính, ta ch n ọ ηck = 0,95
Áp su t [pấ max] đ c tính theo công th c sau: ượ ứ
[ pmax ]=F1
S1 [MN/m2] (3.24)
V i: Sớ 1 = π .
d12
4 [m2]: Ti t di n xy lanh chính, v i dế ệ ớ 1 là đ ng kính c a xườ ủ ilanh
chính.
Khi tính toán giá tr c a áp su t cho phép pị ủ ấ max c a ch t l ng trong d nủ ấ ỏ ẫ
đ ng phộ iả k đ n s l t khí vào d n đ ng và rò r c a ch t l ng trong d nể ế ự ọ ẫ ộ ỉ ủ ấ ỏ ẫ
đ ng nh : Rò r trong xộ ư ỉ ilanh chính, xilanh công tác, đ ng ng, các kh p n i.ườ ố ớ ố
Do đó:
[ pmax ]=F1
S1
=F1
S1 . ηQ
=4 . F1
π .d12 .ηQ [MN/m2]
V i ớ ηQ là hi u su t l u l ng c a đ ng ng ệ ấ ư ượ ủ ườ ố ηQ = 0,9
d1=√ Fbd .ibd . ηck
[ pmax ] . π .ηQ
=√230 .5,9 . 0 ,955 . 106 .π . 0,9
=9,6 .10−3 [ m ]
V y ta ch n đ ng kính c a xậ ọ ườ ủ ilanh chính là d1 = 10.10-3 [m] = 10 [mm].
3.3.3.2. Đ ng kính ườ xylanh công tác.
Đ ng kính c a xườ ủ ilanh công tác đ c tính theo công th c:ượ ứ
itg=d2
2
d12⇒d2=d1.√ itg=10.√1=10
[mm]
V y đ ng kính c a xậ ườ ủ ilanh công tác là 10[mm].
- 29 -
Thiết kế hệ thống ly hợp xe tải
4. KẾT LUẬN.
Qua phân tích đã thấy được công dụng của ly hợp trên ô tô là rất quan trọng . Với yêu cầu thiết kế ly hợp cho ô tô tải có tải trọng toàn bộ là 5700[KG], ly hợp được chọn để thiết kế là loại ly hợp ma sát một đĩa, sử dụng lò xo trụ với hệ thống dẫn động bằng thủy lực và không có trợ lực. Ly hợp đã thiết kế có thể đảm bảo những yêu cầu làm việc của ly hợp.
Trong phạm vi đồ án này, do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên việc phân tích và tính toán không tránh những thiếu sót, việc tính toán và xử lý các số liệu chỉ mang tính lý thuyết. Tuy nhiên, sau khi hoàn thành đồ án này, bản thân em đã hiểu rõ hơn về kết cấu các chi tiết của ly hợp trên ô tô. Qua đó có thể khai thác các tính năng kỹ thuật của ly hợp một cách tốt nhất.
- 30 -
Thiết kế hệ thống ly hợp xe tải
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] LÊ VĂN TỤY(2007), Hướng dẫn thiết kế ôtô(phần truyền lực trên ôtô), Giáo
trình mạng nội bộ Khoa Cơ Khí Giao Thông – Đại học Bách Khoa, Đà Nẵng.
[2] NGUYỄN HỮU CẨN, PHAN ĐÌNH KIÊN (1996), Thiết kế và tính toán ôtô
máy kéo, NXB Giáo dục, Hà Nội.
[3] LÊ VĂN TỤY (2007), Kết cấu và tính toán ôtô(phần truyền lực trên ôtô), Giáo
trình mạng nội bộ Khoa Cơ Khí Giao Thông – Đại học Bách Khoa, Đà Nẵng.
[4] NGUYỄN HỮU CẨN (1998), Lý thuyết ôtô và máy kéo, NXB Khoa học và kỹ