CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LY HỢP 1.1 Công dụng Ly hợp ô tô là khớp nối giữa trục khuỷu động cơ với hệ thống truyền lực vì vậy nó có các chức năng chính là: - Nối động cơ với hệ thống truyền lực khi ô tô di chuyển. -Ngắt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong trường hợp chuyển số - Ngoài ra, ly hợp còn được dùng như một cơ cấu an toàn cho hệ thống truyền lực khi quá tải. Nếu khớp nối ly hợp không ngắt được truyền động từ trục khuỷu động cơ đến hệ thống truyền lực khi gài số thì việc gài số sẽ rất khó khăn và có thể gây ra sự dập răng,thậm chí có thể gãy vỡ rang hộp số.1 Theo phương pháp truyền momen 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.2 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.3 Theo phương 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.4 Theo phương pháp dẫn động 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.3 Yêu cầu của ly hợp - Ly hợp phải có khả năng truyền hết mômen của động cơ mà không bị trượt ở bất kỳ điều kiện sử dụng nào.
- Khi đóng ly hợp phải êm dịu để giảm tải trọng va đập sinh ra trong các răng của hộp số khi khởi hành ô tô và khi sang số lúc ô tô đang chuyển động. - Khi mở ly hợp phải dứt khoát và nhanh chóng, tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong thời gian ngắn. - Mômen quán tính phần bị động của ly hợp phải nhỏ để giảm lực va đập lên bánh răng khi khởi hành và sang số. - 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.4 Đặc điểm cấu tạo của bộ ly hợp Hình 2.1 - Sơ đồ cấu tạo ly hợp 1 đĩa ma sát 1.Thân ly hợp; 4.Đòn mở ly hợp; 6.Lò xo hồi vị; 7.Bạc mở ly hợp; 8.Lò xo hồi vị; 10.Cơ cấu điều chỉnh hành trình tư do của ly hợp; 12.Bộ phận giảm chấn đĩa ma sát.Trục khuỷu; II.Trục ly hợp 1.5 Nguyên lý làm việc của ly hợp - Khi đạp pedal ly hợp, sức đẩy cơ khí của bộ phận ly hợp hoặc các bộ phận đòn bẩy đẩy lên càng đẩy ly hợp. Càng đẩy di chuyển bạc đạn chà đến giữa các mâm ép, bề mặt mâm ép bị đẩy ra khỏi đĩa ly hợp tách rời đĩa ma sát ra khỏi bánh đà. Do đó trục khuỷu động cơ quay mà không làm quay đĩa ly hợp ở đầu vào trục hộp số. - Khi pedal ly hợp được nhả ra, sức ép các lò xo ở bên trong mâm ép đẩy về phía trong đĩa ly hợp.
Làm khóa chặt bánh đà đĩa ma sát, mâm ép, đĩa đầu vào hộp số lại với nhau. Động cơ làm quay trục sơ cấp hộp số, bánh răng hộp số, cardan, cầu xe và các bánh xe. Khi ly hợp ở vị trí đóng, vỏ ly hợp được ghép chặt trên bánh đà bằng các bulông cùng quay với bánh đà. Đĩa ép, ép chặt đĩa ma sát và bánh đà.
Moay ở đĩa ma sát được lắp trượt trên trục sơ cấp hộp số và các rãnh then hoa. Do đó đĩa ma sát làm quay trục sơ cấp hộp số. Ở vị trí này ly hợp luôn luôn đóng. - Khi ly hợp ở vị trí mở, dưới tác dụng của lực đạp pedal lực được truyền qua các cơ cấu cần đẩy đến càng mở ly hợp tỳ vào bạc đạn chà, bạc đạn này skkndownloadbychat@gmail.com tỳ vào skkndownloadbychat@gmail.com đầu cần mở.
Lúc này cần mở sẽ kéo đĩa ép dịch chuyển ra xa làm cho đĩa ma sát tách rời khỏi bánh đà và đĩa ép, do đó mômen động cơ không truyền qua hộp số. CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN LY HỢP 2.1 Thông số ban đầu Thông số kỹ thuật xe Giá STT Tên thông số Ký hiệu Đơn vị trị 1 Công suất cực đại Nemax 120 Kw Số vòng quay ứng với công suất cực 2 nN 2900 vòng/phút đại 3 Momen xoắn cực đại Memax 294 N.m Số vòng quay ứng với momen xoắn 4 nM 2000 vòng/phút cực đại 5 Trọng lượng toàn tải m 8800 Kg 6 Thông số lốp xe 7.00-R16 7 Chiều dài cơ sở L 3375 mm 8 Khả năng leo dốc cực đại αmax 18° 9 Dung tí công tác Vh 2,5 lít 2.2 Momen ma sát của ly hợp cần truyền M ms=β. m Trong đó: Ml – Momen ma sát cực đại của ly hợp Mdc – Momen cực đại của động cơ β – Hệ số dự trữ của ly hợp (Bảng 2.3 Chọn đường kính ngoài, trong và bề dày của tấm ma sát * Đường kính ngoài của tấm ma sát được chọn dựa theo đường kính của bánh đà và công thức thực nghiệm sau: - Đường kính ngoài: D=2. √ 294 =285,78 mm Trong đó: A – Hệ số kinh nghiệm, chọn tùy vào loại xe ôtô.2 giáo trình BTL TT ÔTÔ với loại xe ôtô tải chọn: A=0,36 Tra bảng 2.3 giáo trình BTL TT ÔTÔ chọn: D=280mm → R2=140 mm=0,14 m d=180mm → R1=90 mm=0,09 m skkndownloadbychat@gmail.com Đĩa ma sát của bộ ly hợp 2.4 Lực ép cần thiết lên các đĩa ma sát để truyền momen M 470,4 = =4828,57 N P= ms μ .2 Trong đó: Rtb – Bán kính ma sát trung bình.
=0,1 m tb 3 R −R 2 2 3 0,122−0,082 2 1 skkndownloadbychat@gmail.com zms– Số đôi bề mặt ma sát. z =2 * Chọn ms (1 đĩa thụ động) μ – Hệ số ma sát.4 giáo trình BTL TT ÔTÔ với nguyên liệu của các bề mặt ma sát là Thép và phêrađô chọn: μ=0,3 Kiểm nghiệm áp suất (q) tác dụng lên bề mặt ma sát với số đôi bề mặt ma sát zms=2: P P q= = ≤ [ q]=(100 ÷ 250) KN / m2 S π .(0,142−0,092) Kết luận: Đĩa ma sát đủ bền Trong đó: q – Áp suất tác dụng lên bề mặt ma sát. [q] – Áp suất cho phép. P – Lực ép cần thiết tác dụng lên bề mặt ma sát.5 Hành trình của đĩa ép -Để đảm bảo ly hợp mở hoàn toàn thì khe hở của đĩa ép thường nằm trong khoảng (0,5-1mm), do đó tổng hành trình của đĩa ép là: - Đối với ly hợp 1 đĩa thì Ʃ∆0=(2mm – 4mm) vậy chọn Ʃ∆0= 2 mm.6 Kiểm tra ly hợp theo công trượt - Thông số lốp xe: 7.00-R16 - Bán kính thiết kế của bánh xe (r0): d 16 ( r0 = H + ).25,4=381 mm skkndownloadbychat@gmail.com 2 2 Trong đó: H – Chiều cao của phần đầu lốp xe (mm).
d – Đường kính vành bánh xe (inch). - Bán kính làm việc của bánh xe (rbx): skkndownloadbychat@gmail.381=354,33 mm=0,354 m Trong đó: λ – Hệ số kể đến sự biến dạng của lốp. * Với lốp áp suất thấp: λ=0,93 ÷ 0,985=¿chọn λ=0,93 - Tỷ số truyền của truyền lực chính (i0): rbx 0,354 i =θ. =6,68 0 2,65 2,65 Trong đó: θ – Hệ số vòng quay của động cơ.
* Đối với xe tải: θ=40 ÷ 50=¿ chọnθ=50. - Tỷ số truyền ở tay số 1 (ih1): G .0,89 emax 0 tl Trong đó: g – Gia tốc trọng trường, g=10 m/ s2. ψmax – Hệ số cản tổng cộng lớn nhất. ψmax =f +i =0,015+0,285=0,3 Trong đó: f – Hệ số cản lăn: f =0,015.
i – Hệ số cản dốc: i=tan 16 ° =0,285. ηtl – Hiệu suất của hệ thống truyền lực.1 giáo trình BTL TT ÔTÔ đối với ôtô tải: tl - Momen quán tính của ôtô và rơmóc quy dân về trục của ly hợp (Ja): ( G +G )( r ) 2 (8800.10+ 0 ) ( 0,354 ) 2 Trong đó: skkndownloadbychat@gmail.com Gm – Trọng lượng móoc (N) ip – Tỷ số truyền hộp số phụ (ip=1nếu xe không có hộp số phụ). - Ma – Momen cản chuyển động quy dẫn về trụ ly hợp ( N.0,89 N/m - Thời gian trượt ly hợp t1, t2: Ma 14,69 t= = =0,073 s 1 k 200 A 18,98 t= = =1,34 s 2 √k √200 Trong đó: Với ô tô du lịch chọn: k =250 Nm/ s. ψ – Hệ số cản tổng cộng của đường khi khởi động tại chỗ, ψ=0,015 - Giá trị A được tính bởi công thức sau: A = √2.(209,44−0) = 18,98 (J) Trong đó: ωm – Tốc độc góc của trục động cơ trước khi đóng ly hợp, 1/s.
- Công động cơ ở giai đoạn đầu: ωm−ωa 209,44−0 L =M .com 1 a 2 1 2 - Công động cơ ở giai đoạn 2: 1 2 L = .com * Công trượt nói chung không cho ta xét đoán về điều kiện làm việc của ly hợp được. Muốn xét điều kiện làm việc nặng nhọc của ly hợp cần phải tính công trượt riêng. - Công trượt riêng của ly hợp: L L l= = ≤ [ l ]=400 KJ / m2 F.2 Trong đó: l – Công trượt riêng (KJ/m2). L – Công trượt toàn bộ của ly hợp (J).
F – Diện tích bề mặt ma sát (m2). p – Số đôi bề mặt ma sát. [l] – Công trượt riêng cho phép.7 Kiểm tra độ tăng nhiệt độ của ly hợp - Mỗi lần đóng ly hợp, công trượt sinh ra biến thành nhiệt năng và làm đốt nóng các chi tiết của ly hợp. Bởi vậy, ngoài việc kiểm tra công trượt riêng còn cần phải kiểm tra nhiệt độ của các chi tiết bị nung nóng của quá trình trượt.
- Khi khỏi hành xe tại chỗ, công trượt sinh ra sẽ lớn nhất. Bởi vậy, tính toán nhiệt độ của ly hợp cần phải kiểm tra lúc khởi hành.