Chương 1. TỔNG QUAN VỀ LY HỢP Ô TÔ 1.1 Công dụng và yêu cầu của ly hợp ô tô: 1.1 Công dụng: - Ly hợp ô tô là khớp nối giữa trục khuỷu động cơ với hệ thống truyền lực, dùng để ngắt, nối truyền động từ động cơ đến hệ thống truyền lực. - 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 hết sức khó khăn và có thể gây dập răng, thậm chí có thể gây vỡ răng hộp số.
+ Hơn thế nữa, nếu ly hợp không tự động ngắt khi phanh đột ngột thì có thể gây quá tải cho cả hệ thống truyền lực.2 Yêu cầu: Từ các công dụng và các tác dụng của ly hợp như đã nêu trên, ly hợp ô tô ngoài các yêu cầu chung về sức bền và tuổi thọ, nó còn phải đảm bảo các yêu cầu chính sau: - Ly hợp phải truyền được momen quay lớn nhất của động cơ trong bất kỳ điều kiện làm việc nào. Hay nói cách khác, momen ma sát của ly hợp phải luôn lớn hơn momen cực đại của động cơ. - Tuy nhiên, momen ma sát của ly hợp không được lớn quá, nhằm đảm bảo nhiệm vụ làm cơ cấu an toàn cho hệ thống truyền lực. - Việc mở ly hợp phải dứt khoát và nhanh chóng.
Nghĩa là, khi mở ly hợp, phần bị động phải tách hoàn toàn khỏi phần chủ động trong thời gian ngắn nhất, ngược lại sẽ gây khó khăn cho việc gài số. - Khi đóng ly hợp, yêu cầu phải êm dịu. Tức là, momen ma sát hình thành ở ly hợp phải tăng từ từ khi đóng ly hợp, có vậy mới tránh được hiện tượng giật xe và gây dập răng của các bánh răng trong hộp số, cũng như các cơ cấu truyền động khác trong hệ thống truyền lực. - Momen quán tính của các chi tiết phần bị động ly hợp phải nhỏ đến mức thấp nhất có thể, nhằm giảm các lực va đập tác dụng lên bánh răng gài số (trường hợp không có đồng tốc), giảm nhẹ điều kiện làm việc của bộ đồng tốc, cũng như tăng nhanh thời gian gài số.
- Kết cấu phải gọn nhẹ, điều khiển phải dễ dàng và nhẹ nhàng. - Các bề mặt ma sát thoát nhiệt tốt, đảm bảo sự làm việc bình thường. SVTH: Huỳnh Hồng Anh-Phạm Hồng Quân GVHD: Trương Đình Phong 2 Tính toán thiết kế ly hợp ô tô con 1.2 Phân loại ly hợp ô tô: Với yêu cầu như vậy, hiện nay trên ô tô máy kéo sử dụng nhiều loại ly hợp. Và tùy theo tính chất truyền mô men, đặc điểm kết cấu., có thể có các cách phân loại sau: 1.1 Theo tính chất truyền mô men xoắn thì ly hợp được chia ra các loại: + Ly hợp ma sát cơ khí: Mô men truyền động nhờ bề mặt ma sát.
+ Ly hợp thủy lực: Mô men truyền động nhờ các chất lỏng thủy lực. + Ly hợp điện từ: Mô men truyền động nhờ từ trường của nam châm điện.2 Theo hình dạng của bộ phận ma sát cơ khí, có thể chia ra: + Ly hợp ma sát đĩa phẳng (phần bị động gồm loại một đĩa, hai đĩa hay nhiều đĩa). + Ly hợp ma sát đĩa côn (phần bị động có dạng hình côn). + Ly hợp hình tang trống hay guốc (phần bị động có dạng tang trống hoặc guốc).3 Theo phương pháp tạo lực ép chia ra: + Loại lò xo (các lò xo ép có thể là lò xo trụ bố trí xung quanh chu vi đĩa ép, lò xo côn bố trí ở tâm hay lò xo đĩa).
+ Loại nửa ly tâm (lực ép tạo nên đồng thời bởi lực lò xo và lực ly tâm của các trọng khối phụ). + Loại ly tâm.4 Theo kết cấu của cơ cấu ép chia ra: + Loại thường đóng: là loại ly hợp kiểu lò xo ép thường xuyên đóng trong quá trình làm việc, ly hợp chỉ được mở thông qua hệ thống dẫn động dưới tác dụng của lực bàn đạp ly hợp + Loại không thường đóng: là loại ly hợp không có lò xo ép. Đĩa bị động và chủ động được ép vào nhau thông qua một hệ thống đặc biệt, việc đóng mở ly hợp đều phải thông qua hệ thống đòn này dưới tác dụng của lực điều khiển.5 Theo hệ thống dẫn động ly hợp: + Ly hợp dẫn động bằng cơ khí + Ly hợp dẫn động bằng thủy lực + Ly hợp dẫn động có trợ lực (ly hợp dẫn động cơ khí có trợ lực khí nén, ly hợp dẫn động thủy lực có trợ lực khí nén) Chương 2: Phân tích và lựa chọn phương án thiết kế: SVTH: Huỳnh Hồng Anh-Phạm Hồng Quân GVHD: Trương Đình Phong 3 Tính toán thiết kế ly hợp ô tô con 2.1 Sơ đồ nguyên lý ,ưu nhược điểm,phạm vi ứng dụng các loại ly hơp trên ôtô.1 Ly hợp ma sát một đĩa sử dụng lò xo trụ bố trí xung quanh. + Sơ đồ nguyên lý: Hình 1-1: Sơ đồ nguyên lý ly hợp một đĩa dung lò xo trụ bố trí xung quanh.
1-Trục động cơ; 2- Bánh đà; 2b- Rãnh trên bánh đà; 3- Gờ để lắp vào rãnh 2b; 3b- 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 hợp; 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. a b Hình 1-2 : Các phương pháp gắn vành ma sát lên xương đĩa bị động. a) Phương pháp dùng đinh tán; b) Phương pháp dùng keo dán 1-Xương đĩa bị động; 2-Tấm ma sát; 3-Đinh tán SVTH: Huỳnh Hồng Anh-Phạm Hồng Quân GVHD: Trương Đình Phong 4 Tính toán thiết kế ly hợp ô tô con + Nguyên lý hoạt động: Khi ta tác dụng một lực F từ bàn đạp ly hợp, thông qua hệ thống điều khiển bằng thủy lực hoặc cơ khí, lực sẽ được truyền đề ổ bi tỳ (8), lực này ép ổ bi tỳ sang trái, khắc phục khe hở kỹ thuật 𝛿𝑜 , rồi ép lên đầu đòn mở (6) làm cho đầu đòn mở đi vào và kéo thanh kéo số 5 đi ra, do đó kéo đĩa ép (3b) đi ra và nhả đĩa ma sát làm ma sát không ép nữa → mô men không truyền lên đĩa ép nên cắt được ly hợp. Khi thôi tác dụng lên vào bàn đạp ly hợp, các lò xo hồi vị sẽ kéo các cơ cấu điều khiển mở ly hợp trở về vị trí ban đầu → có khe hở 𝛿𝑜 → ly hợp đóng.
+ Ưu nhược điểm: - Ưu điểm: Kết cấu gọn đơn giản dễ chế tạo, thoát nhiệt tốt, sữa chữa và bảo dưỡng dễ dàng. - Nhược điểm: Lực ép phân bố không đều vì lò xo khó đảm bảo được các thông số hoàn toàn giống nhau, việc điều chỉnh khe hở giữa các bề mặt ma sát khó, khi lắp ở các động cơ cao tốc lò xo bị biến dạng cong dưới tác dụng của lực ly tâm làm giảm lực ép. + Phạm vi ứng dụng: loại ly hợp này được sử dụng phổ biến trên các loại xe tải cỡ nhỏ và trung bình, máy kéo. Ngoài ra còn được sử dụng trên các loại xe con.2 Ly hợp ma sát hai đĩa sử dụng lò xo trụ bố trí xung quanh.
+ Sơ đồ nguyên lý: Hình 1-3: Sơ đồ nguyên lý ly hợp hai đĩa dùng lò xo trụ bố trí xung quanh. 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. SVTH: Huỳnh Hồng Anh-Phạm Hồng Quân GVHD: Trương Đình Phong 5 Tính toán thiết kế ly hợp ô tô con + Nguyên lý hoạt động: - Mở ly hợp: Khi tác dụng lực vào bàn đạp ly hợp, lực này sẽ tác động vào cơ cấu điều khiển ép hộp bi tỳ (8) qua trái, khắc phục khe hở 𝛿𝑜 , đòn mở (7) sẽ kéo thanh (5) đi ra tách các tấm ma sát khỏi đĩa chủ động. - Đóng ly hợp: Khi thôi tác dụng vào bàn đạp côn, các lò xo hồi vị sẽ kéo cơ cấu điều khiển mở ly hợp trở về vị trí cũ → ly hợp được đóng.
+Ưu nhược điểm: - Ưu điểm: Đóng êm dịu hơn loại một đĩa, có thể truyền được nhưng mô men quay lớn, kích thước đường kính bé hơn loại một đĩa nếu cần tạo ra một lực ép bằng nhau. - Nhược điểm: Kết cấu phức tạp, kích thước dài, hành trình mở và mô men quán tính phần bị động lớn, lực điều khiển tăng lên do phải thắng mô men ma sát ở khớp trượt nối các đĩa chủ động và bánh đà, khó đảm bảo yêu cầu mở dứt khoát, hành trình bàn đạp tăng. + Phạm vi ứng dụng: ly hợp loại này được sử dụng rỗng rãi ở các loại xe tải, xe khách cỡ lớn nhờ có độ tin cậy cao và truyền được mô men quay lớn.3 Ly hợp ma sát sử dụng lò xo ép là lò xo đĩa côn. + Sơ đồ nguyên lý: Hình 1-4: Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát một đĩa dùng lò xo đĩa côn.
1-Bánh đà, 2-Đĩa ma sát, 3-Đĩa ép, 4-Lò xo đĩa nón cụt, 5-Vòng thép, 6-Đinh tán, 7-Vỏ ly hợp, 8-Ổ bi tỳ. SVTH: Huỳnh Hồng Anh-Phạm Hồng Quân GVHD: Trương Đình Phong 6 Tính toán thiết kế ly hợp ô tô con 2,45 𝛿≥ 𝜋. 7800 => 𝛿 ≥ 17,5[mm] Vậy ta chọn 𝛿 = 20[mm] * Chọn bề dày của tấm ma sát. Tấm ma sát xe con thường được chế tao theo phương pháp dán bằng vật liệu pherado.
Theo[2], bề dày tám ma sát đối với xe con chọn trong khoảng(2. Hình 3-3: Bề dày tấm ma sát. 1-đĩa ép; 2-tấm ma sát; 3-xương đĩa ma sát 3.6 Tính toán và chọn các thông số cơ bản của cơ cấu ép. - Lò xo ly hợp được chế tạo bằng thép Silic 60C, 60 C2A hoặc thép mangan 65 hay các bon 85 có ứng suất cho phép []= 650 ÷ 850 [MN/m2] và []=1000 [MN/m2].
- Lò xo được tính toán nhằm đảm bảo lực ép F cần thiết cho ly hợp. Kích thước của lò xo đĩa nón cụt còn phải đảm bảo điều kiện bền và chức năng của đòn mở .1 Lực ép cần thiết của lò xo đĩa côn nón cụt. Lực ép cần thiết của lò xo đĩa côn nón cụt được xác đinh theo [2] như sau: Flx = F.
