ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP XE Ô TÔ CON 5 CHỖ NGỒI

MỤC LỤC

MỤC LỤC…1

LỜI NÓI ĐẦU.. 3

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ LY HỢP TRÊN XE Ô TÔ.. 5

1.1 Công dụng ly hợp. 5

1.2 Yêu cầu ly hợp. 5

1.3 Phân loại ly hợp. 6

CHƯƠNG II. PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ. 15

2.1 Lựa chọn phương án thiết kế cơ cấu ly hợp. 15

2.1.1 Ly hợp ma sát khô. 15

2.1.2 Các bộ phận cơ bản trong ly hợp ma sát 21

2.2 Lựa chọn phương án dẫn động. 29

2.2.1 Dẫn động ly hợp bằng cơ khí 29

2.2.2 Dẫn động ly hợp bằng thủy lực. 31

2.2.3 Dẫn động ly hợp bằng cơ khí có trợ lực khí nén. 33

2.2.4 Dẫn động ly hợp bằng thủy lực có trợ lực khí nén. 35

2.4.5 Dẫn động thủy lực có trợ lực chân không. 37

CHƯƠNG III. TÍNH TOÁN HỆ THỐNG LY HỢP. 40

3.1 Các thông số tham khảo xe Toyota Vios. 40

3.2 Tính toán thiết kế cơ cấu ly hợp. 40

3.2.1 Xác định mômen ma sát của ly hợp. 40

3.2.2 Xác định kích thước cơ bản của ly hợp. 41

3.2.3 Tính công trượt và công trượt riêng. 42

3.2.4  Tính toán sức bền một số chi tiết chủ yếu của ly hợp. 45

3.3 Tính toán thiết kế dẫn động ly hợp. 62

3.3.1 Xác định lực và hành trình bàn đạp. 62

3.3.3 Thiết kế bộ trợ lực chân không. 67

CHƯƠNG IV. SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG VÀ ĐIỀU CHỈNH LY HỢP. 71

4.1 Kiểm tra sửa chữa đĩa ma sát 71

4.2 Kiểm tra sửa chữa cụm đĩa ép, lõ xo ép và vỏ ly hợp. 72

4.3 Lắp bộ ly hợp và điều chỉnh độ đồng đều của các đòn mở. 72

4.4 Kiểm tra khớp trượt và vòng bi nhả ly hợp. 73

4.5 Lắp cơ cấu điều khiển và điều chỉnh hành trình tự do của bàn đạp ly hợp. 73

4.6  Những hư hỏng thường gặp , bảo dưỡng sửa chữa. 75

4.6.1 Ly hợp bị trượt 75

4.6.2 Ly hợp ngắt không hoàn toàn. 77

4.6.3 Ly hợp đóng đột ngột 77

4.6.4 Ly hợp phát ra tiếng kêu. 78

4.6.5 Bàn đạp ly hợp bị rung. 78

4.6.6 Đĩa ép bị mòn nhanh. 79

4.6.7 Bàn đạp ly hợp nặng. 79

4.6.8 Hỏng hệ thống dẫn động thuỷ lực. 79

KẾT LUẬN.. 84

TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 85

LỜI NÓI ĐẦU

Đất nước ta đang ngày càng phát triển và có sự thay đổi từng ngày, cùng với sự phát triển về kinh tế thì khoa học kỹ thuật cũng có bước phát triển vượt bậc và thu được những thành tựu quan trọng. Khoa học kỹ thuật đã được áp dụng phổ biến trong đời sống và góp phần thúc đẩy sự phát triển của nền kinh tế quốc dân.

Công nghiệp ôtô là một ngành quan trọng trong sự phát triển kinh tế của một đất nước, đặc biệt là một quốc gia đang phát triển như Việt Nam. Ô tô phục vụ cho các mục đích thiết yếu của con người như việc vận chuyển hàng hoá, đi lại của con người.Ngoài ra nó còn phục vụ trong rất nhiều lĩnh vực khác như: Y tế, cứu hoả, cứu hộ, an ninh, quốc phòng…. Do vậy phát triển ngành công nghiệp ôtô Việt Nam là một trong những mục tiêu chiến lược trong sự phát triển của đất nước. Thực tế  nhà nước ta cũng đã chú trọng phát triển ngành công nghiệp ôtô với những đề án chiến lược dài hạn đến năm 2015, 2020. Cùng với việc chuyển giao công nghệ giữa Việt Nam và các nước phát triển trên thế giới, chúng ta ngày càng được tiếp cận nhiều hơn với các công nghệ tiên tiến trên thế giới trong đó có công nghệ về ôtô. Công nghệ ôtô mặc dù là một công nghệ xuất hiện đã lâu nhưng trong những năm gần đây đã có nhiều bước phát triển mạnh mẽ, liên tục các công nghệ mới đã được phát minh nhằm hoàn thiện hơn nữa ôtô truyền thống. Ngoài ra người ta còn phát minh ra những công nghệ mới nhằm thay đổi ôtô truyền thống như nghiên cứu ôtô dùng động cơ Hybryd, động cơ dùng nhiên liệu Hydro, ôtô có hệ thống lái tự động…. Tuy nhiên trong điều kiện của nước ta, chúng ta chỉ cần tiếp thu và hoàn thiện những công nghệ về ôtô truyền thống.

Trên ôtô, người ta chia ra thành các phần và các cụm khác nhau. Trong đó ly hợp là một trong những cụm chính và có vai trò quan trọng trong hệ thống truyền lực của ôtô. Hệ thống ly hợp có ảnh hưởng lớn đến tính êm dịu của ôtô, tính năng điều khiển của ôtô, đảm bảo an toàn cho động cơ và hệ thống truyền lực trên ôtô. Nên để chế tạo được một chiếc ôtô đạt yêu cầu chất lượng thì việc thiết kế chế tạo một bộ ly hợp tốt là rất quan trọng. Do đó em đã được giao đề tài “ Thiết kế hệ thống ly hợp xe ôtô con 5 chỗ ngồi” để nghiên cứu tìm hiểu cụ thể về hệ thống ly hợp trên ôtô và quy trình thiết kế chế tạo hệ thống ly hợp cho ôtô. Với các thông số ban đầu lấy từ xe tham khảo là xe TOYOTA VIOS .Trong nội dung đồ án, em đã cố gắng trình bày một cách cụ thể nhất về hệ thống ly hợp trên ôtô, bao gồm từ phần tổng quan về hệ thống ly hợp đến quy trình thiết kế chế tạo một bộ ly hợp hoàn chỉnh có thể hoạt động được cũng như những hư hỏng có thể xảy ra và cách bảo dưỡng, sữa chữa hệ thống ly hợp.

Trong thời gian được giao đề tài, với sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình, cụ thể của Thầy giáo : TS……………. cùng các thầy giáo trong bộ môn Ôtô, em đã hoàn thành đồ án của mình. Mặc dù bản thân đã có cố gắng và được sự quan tâm giúp đỡ của các thầy giáo nhưng do kiến thức, kinh nghiệm và thời gian hạn chế nên đồ án của em không thể tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, phê bình của các thầy trong bộ môn.

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn : TS……………. và các thầy giáo trong bộ môn Ôtô, đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt bản đồ án này.

CHƯƠNG I

TỔNG QUAN VỀ LY HỢP TRÊN XE Ô TÔ

1.1 Công dụng ly hợp

Trong hệ thống truyền lực của ôtô, ly hợp là một trong những cụm chính, nó có công dụng 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 ôtô khởi hành hoặc chuyển số.

1.2 Yêu cầu ly hợp

Ly hợp là một trong những hệ thống chủ yếu của ôtô, khi làm việc ly hợp phải đảm bảo được các yêu cầu sau:

Truyền hết mômen của động cơ mà không bị trượt ở bất kỳ điều kiện sử dụng nào. Muốn vậy thì mômen ma sát của ly hợp phải lớn hơn mômen cực đại của động cơ (có nghĩa là hệ số dự trữ mômen b của ly hợp phải lớn hơn 1).

1.3 Phân loại ly hợp

 Ly hợp trên ôtô thường được phân loại theo 4 cách:

Phân loại theo phương pháp truyền mômen.

Phân loại theo trạng thái làm việc của ly hợp.

Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép.

a) Phân loại theo phương pháp truyền mômen:

Theo phương pháp truyền mômen từ trục khuỷu của động cơ đến hệ thống truyền lực thì người ta chia ly hợp ra thành 4 loại sau:

- Loại 1: Ly hợp ma sát  là ly hợp truyền mômen xoắn bằng các bề mặt ma sát, nó gồm các loại sau:

Theo hình dáng bề mặt ma sát gồm có:

Ly hợp ma sát loại đĩa : một đĩa (hình 1.1), hai đĩa (hình 1.2), nhiều đĩa .

Ly hợp ma sát loại hình côn : phần đĩa bị động có hình côn.

Theo đặc điểm của môi trường ma sát gồm có:

Ma sát khô.

Ma sát ướt (các bề mặt ma sát được ngâm trong dầu).

- Loại 2:  Ly hợp thủy lực: Là ly hợp truyền mômen xoắn bằng năng lượng của chất lỏng (thường là dầu).

Sơ đồ ly hợp thủy lực được biểu diễn như hình 1.3

c) Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép:

Theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép ngoài thì người ta chia ra các loại ly hợp sau:

- Loại 1:  Ly hợp lò xo: Là ly hợp dùng lực lò xo tạo lực nén lên đĩa ép, nó gồm các loại sau:

Lò xo trụ: Các lò xo được bố trí đều trên một vòng tròn và có thể đặt một hoặc hai hang (hình 1.5)

Lò xo côn

d) Phân loại theo phương pháp dẫn động ly hợp:

Theo phương pháp dẫn động ly hợp thì người ta chia ly hợp ra thành 2 loại sau:

- Loại 1: Ly hợp điều khiển tự động.

- Loại 2: Ly hợp điều khiển cưỡng bức.

Để điều khiển ly hợp thì người lái phải tác động một lực cần thiết lên hệ thống dẫn động ly hợp. Loại này được sử dụng hầu hết trên các ôtô dùng ly hợp loại đĩa ma sát ở trạng thái luôn đóng.

CHƯƠNG II

PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

2.1 Lựa chọn phương án thiết kế cơ cấu ly hợp

2.1.1 Ly hợp ma sát khô

Cấu tạo chung của ly hợp được chia thành các phần cơ bản:

- Chủ dộng

- Bị động

- Dẫn động điều khiển

a) Sơ đồ cấu tạo của ly hợp loại đĩa ma sát khô 1 đĩa :

- Phần chủ động:

Bao gồm vỏ ly hợp (5) được bắt cố định với bánh đà (1) bằng các bu lông, đĩa ép (3) cùng các chi tiết trên vỏ ly hợp (lò xo ép, đòn mở ) đĩa ép (3) nối với vỏ ly hợp bằng thanh mỏng đàn hồi. 

- Phần bị động:

Đĩa bị động (2) ( gồm cả chi tiết xương đĩa bị động, các tấm ma sát, moay ơ, bộ phận giảm chấn (9) và trục ly hợp

* Nguyên lý hoạt động của ly hợp ma sát khô một đĩa:

Sự làm việc của ly hợp được chia thành hai trạng thái cơ bản là : Đóng và Mở .

- Trạng thái đóng:

Bàn đạp ly hợp ở trạng thái ban đầu. Dưới tác dụng của các lò xo (4) bố  trí trên ly hợp, đĩa bị động (2) được ép giữa bánh đà (1) và đĩa ép (3) bằng lực của lò xo (4). Mômen ma sát được tạo lên giữa chúng.

- Trạng thái mở ly hợp:

Khi tác dụng lực điều khiển lên bàn đạp, bàn đạp dịch chuyển→đòn kéo dịch chuyển→ càng mở (10) tác động lên bi ‘T’ (7) dịch sang trái khắc phục khe hở ‘δ’ →tác động đòn mở (8) ép lò xo (4) kéo đĩa ép (3) dịch chuyển sang phải tách các bề mặt ma sát của đĩa bị động ra khỏi bánh đà và đĩa ép. Mômen ma sát giảm dần và triệt tiêu. 

b) Sơ đồ cấu tạo của ly hợp loại ma sát khô 2 đĩa:

Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp 2 đĩa ma sát khô tương tự như ly hợp ma sát khô một đĩa. Điểm khác biệt của ly hợp ma sát 2 đĩa là có 2 đĩa bị động và đĩa ép trung gian.

Cấu tạo theo sơ đồ hình 2.2

* Nguyên lý hoạt động của ly hợp ma sát khô hai đĩa:

- Trạng thái đóng ly hợp:

Lực ép của các lò xo (7) ép chặt các đĩa ép ngoài, đĩa bị động ngoài ,đĩa ép trung gian, đĩa bị động trong, trên bánh đà thành một khối. mômen xoắn được truyền từ động cơ qua phần chủ động, các đĩa bị động, bộ phận giảm chấn, Moay-ơ tới trục bị động ly hợp.

- Trạng thái ly hợp mở:

 Khi tác động lực điều khiển lên bàn đạp thông qua các thanh kéo, bạc mở (9) dịch sang trái khắc phục khe hở ở giữa ô bi ‘T’ (12) và đầu đòn mở (13). ổ bị ‘T’ tiếp tục ép lên đầu đòn mở, đầy đầu trong sang trái, đầu ngoài đòn mở dịch chuyển sang phải.

c) Ly hợp thủy lực

Cấu tạo theo sơ đồ hình 2.3

Ly hợp thủy lực truyền mô men thông qua chất lỏng.

Cấu tạo của ly hợp gồm 2 phần:

- Phần chủ động :  là phần bánh bơm, bánh đà.

- Phần bị động : là phần bánh tuabin nối với trục sơ cấp của hộp giảm tốc.

d) Ly hợp điện từ:

Ly hợp điện từ hình thành với 2 dạng kết cấu:

Ly hợp ma sát sử dụng lực ép điện từ

Cả hai loại này đều sử dụng nguyên tắc đóng mở ly hợp thông qua công tắc đóng mở mạch điện bố trí tại cần gài số. Như vậy không cần bố trí bàn đạp ly hợp và thực hiện điều khiển theo hệ thống ‘điều khiển hai pedal’.

- Phần chủ động: bao gồm bánh đà (1), vỏ ly hợp, cuộn dây( 3), khung từ (2).

- Phần bị động: bao gồm lõi thép bị động (5), nối với trục chủ động của hộp số(6).

* Kết luận: Như vậy đối với xe con 5 chỗ không đòi hỏi công suất và mô men lớn ta chọn ly hợp là ly hợp ma sát khô 1 đĩa với những ưu điểm nổi bật:

Đơn giản trong chế tạo

Có khả năng mở dứt khoát, thoát nhiệt tốt

Khối lượng nhỏ

Thuận lợi trong bảo dưỡng và sửa chữa 

Giá thành thấp.            

2.1.2 Các bộ phận cơ bản trong ly hợp ma sát

2.1.2.1 Lò xo ép

Lò xo ép trong ly hợp ma sát là chi tiết quan trọng nhất có tác dụng tạo lên lực ép của ly hợp. Lò xo ép làm việc trong trạng thái luôn luôn bị nén để tạo lực ép truyền lên đĩa ép. Khi mở ly hợp các lò xo ép có thể làm việc ở trạng thái tăng tải (lò xo trụ, lò xo côn) hoặc được giảm tải (lò xo đĩa ).

Lò xo ép được chế tạo từ các loại thép có độ cứng cao và được nhiệt luyện, nhằm ổn đinh lâu dài độ cứng trong môi trường nhiệt độ cao.

a) Lò xo trụ:

Lò xo trụ có đường đặc tính làm việc là đường b trên hình 2.5.

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.

b) Lò xo côn xoắn:

Lò xo công xoắn có đường đặc tính làm việc là đường a trên hình 2.5.

c) Lò xo đĩa:

Lò xo đĩa có đường đặc tính làm việc là đường c trên hình 2.5.

* Kết luận: Qua việc tham khảo các loại lò xo ép trên ly hợp xe con, với các ưu điểm nổi trội ta chọn loại lò xo ép là lò xo dạng đĩa dạng thường đóng.

2.1.2.2  Đĩa ép và đĩa trung gian

Đĩa ép và đĩa trung gian đảm nhận nhiệm vụ tạo mặt phẳng ép với đĩa bị động. Truyền mômen xoắn của động cơ tới đĩa bị động. Kết cấu truyền mômen này được thực hiện bằng các vấu, chốt, thanh nối đàn hồi, được thể hiện qua hình 2.6.

2.1.2.3  Đĩa bị động

Sơ đồ đĩa bị động như hình 2.7 và hình 2.8

Đĩa bị động được lắp trên then hoa trục bị động gồm: Xương đĩa (5) bằng thép mỏng, tấm ma sát (1) và bộ phận dập tắt dao động (6,10)

Xương đĩa được tán chặt vơi các cánh hình chữ ‘T’ làm bằng thép lò xo. Các cánh được bẻ vênh về các hướng khác nhau và tán với các tấm ma sát (1). Cấu trúc như vậy đảm bảo cho các bề mặt ma sát được tiếp xúc tốt, đóng êm dịu, ngăn ngừa sự cong vênh khi bị nung nóng dẫn đến làm giảm độ cứng dọc trục của đĩa bị động.

2.1.2.4  Bộ giảm chấn

Sơ đồ bộ giảm chấn như hình 2.9

Dập tặt dao động xoắn ở đĩa bị dộng bao gồm hai nhóm chi tiết cơ bản

- Nhóm chi tiết đàn hồi :

Dùng để giảm dao động có tần số cao xuất hiện trong hệ thông tryền lực do có sự kích động cưỡng bức theo chu kì từ động cơ hoặc mặt đường.

- Nhóm chi tiết hấp thụ năng lượng dao động :

Sử dụng các tấm ma sát bằng pherado hay kim loại chịu mòn.

Nhờ bố trí lò xo nằm trên chu vi truyền lực→ độ cứng của hệ thống truyền lực giảm. Giúp nâng cao khả năng truyền êm mômen xoắn và hạn chế tải trọng động do dao động cộng hưởng gây ra.

2.1.2.5  Đòn mở ly hợp

Đòn mở ly hợp là khâu nối giữa  phần dẫn động điều khiển và phần chủ động đĩa ép ly hợp. Đòn mở đảm nhận truyền lực điều khiển để mở đĩa ép trong cụm ly hợp. Khi mở ly hợp lực điều khiển cần ép lò xo ép lại. Kéo đĩa ép tách các bề mặt ma sát. 

2.2 Lựa chọn phương án dẫn động

Dẫn động điều khiển ly hợp có nhiệm vụ truyền lực của người lài từ bàn đạp ly hợp tới đòn mở để thực hiện ngắt ly hợp. Dẫn động điều khiển cần phải đảm bảo kết cấu đơn giản, dễ sử dụng, điều khiển nhẹ nhàng bằng lực bàn đạp của người lái,

Dẫn động ly hợp thường có các loại sau:

Dấn động cơ khí

Dấn động thủy lực           

Dẫn động có trợ lực.

2.2.1 Dẫn động ly hợp bằng cơ khí

Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng các đòn, khớp nối và được lắp theo nguyên lý đòn bẩy. Loại dẫn động điều khiển ly hợp đơn thuần này có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo và có độ tin cậy làm việc cao. Hệ thống dẫn động  này được sử dụng phổ biến ở các ôtô quân sự như xe ZIN-130, ZIN-131,...

2.2.2 Dẫn động ly hợp bằng thủy lực

Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng cách thay đổi áp lực của chất lỏng (dầu) trong các xy lanh chính và công tác.

* Nguyên lý làm việc của ly hợp dẫn động bằng thủy lực:

Sơ đồ dẫn động ly hợp bằng thủy lực hình 2.12

Sơ đồ cấu tạo xi lanh chính của dẫn động ly hợp bằng thủy lực hình 2.13. Khi người lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly hợp (8), nhờ thanh đẩy, đẩy piston của xi lanh chính (6) sang trái, bịt lỗ bù dầu b (h 2.13), làm dầu trong khoang D bị nén lại. 

 Lỗ bù dầu (b) còn có tác dụng điều hòa dầu khi nhiệt độ cao. Lúc nhiệt độ cao dầu trong khoang D nở ra, làm áp suất dầu tăng lên, dầu qua lỗ bù dầu (b) về khoang C. Vì thế khắc phục được hiện tượng tự mở ly hợp.

2.2.3 Dẫn động ly hợp bằng cơ khí có trợ lực khí nén

Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng các thanh đòn, khớp nối. Đồng thời kết hợp với các lực đẩy của khí nén sơ đồ hình 2.14

2.2.4 Dẫn động ly hợp bằng thủy lực có trợ lực khí nén 

Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng các thanh đòn và áp lực của dầu trong các xi lanh lực. Đồng thời kết hợp với áp lực của khí nén lấy từ các máy nén khí sơ đồ hình 2.15

2.4.5  Dẫn động thủy lực có trợ lực chân không

* Nguyên lý hoạt động hệ thống dẫn động thủy lực có trợ lực chân không:

 Sơ đồ dẫn động thủy lực có trợ lực chân không hình 2.16

 Sơ đồ cấu tạo bộ trợ lực chân không hình 2.17

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.

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 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.

* Kết luận: Qua việc tham khảo sơ bộ các phương án, ta thấy phương án dẫn động thuỷ lực dùng trợ lực chân không là phương án có nhiều ưu điểm nổi bật, đảm bảo tính hài hoà, phù hợp với phương án dẫn động và trợ lực của loại xe thiết kế. Do đó ta chọn phương án dẫn động là dẫn động thuỷ lực.

Như vậy loại ly hợp mà ta chọn thiết kế là ly hợp ma sát khô 1 đĩa  sử dụng lò xo đĩa dạng thường đóng dẫn động thuỷ lực có trợ lực chân không.

CHƯƠNG III

TÍNH TOÁN HỆ THỐNG LY HỢP

3.1 Các thông số tham khảo xe Toyota Vios

Thông số kỹ thuật xe Toyota Vios 2010 như bảng 3.1.

3.2 Tính toán thiết kế cơ cấu ly hợp

3.2.1 Xác định mômen ma sát của ly hợp

Với ly hợp ta chọn thiết kế ở đây là của xe TOYOTA VIOS nên ta chọn B =1,6.

Vậy mômen ma sát của ly hợp: Mc = 225,6 N.m

3.2.2 Xác định kích thước cơ bản của ly hợp

Cơ sở để xác định kích thước của ly hợp là ly hợp phải có khả năng truyền được mô men xoắn lớn hơn mô men cực đại của động cơ một ít.

Thay số được R = 86,5 mm=> chọn    R = 106 (mm)

=>   D =  212 (mm)

Ở đây c là hệ số kinh nghiệm, chọn c = 4,7

Áp suất tác dụng lên bề mặt ma sát q được tính : q = 0,21 MPa

Mà  [q] = 0,18 - 0,23 [MPa] =>  q thỏa mãn

3.2.3 Tính công trượt và công trượt riêng

a) Công trượt:      

G : Trọng lượng  toàn bộ của xe, G = 14950 (N).

g :  Gia tốc trọng trường, g = 9,81 (m/s2).

Vậy công trượt : Wu = 3,86 J

c) Kiểm tra nhiệt độ các chi tiết :

Công trượt sinh nhiệt làm nung nóng các chi tiết như đĩa ép, đĩa ép trung gian ở ly hợp 2 đĩa, lò xo, ...

[Dt] : độ tăng nhiệt độ cho phép của chi tiết (0C). Với ôtô con [Dt] = 10 oC

Vậy có : AT = 6,45.10-4

Suy ra mức gia tăng nhiệt đảm bảo điều kiện.

3.2.4 Tính toán sức bền một số chi tiết chủ yếu của ly hợp

a) Tính sức bền đĩa bị động :

Để giảm kích thước của ly hợp, khi ly hợp làm việc trong điều kiện ma sát khô thì chọn vật liệu có hệ số ma sát cao. Vật liệu của tấm ma sát thường chọn là loại phêrađô. Đĩa bị động gồm các tấm ma sát và xương đĩa. Xương đĩa bị động  được chế tạo từ thép 65 nhiệt luyện bằng cách tôi thể tích.

Tấm ma sát được gắn với xương đĩa bị động bằng đinh tán. Vật liệu của đinh tán được chế tạo bằng đồng, có đường kính d = 4 mm.

F:  lực tác dụng lên đinh tán ở từng dãy.

n:  số lượng đinh tán ở mỗi dãy.

Vòng trong  n1 = 18  đinh

Vòng ngoài  n2 = 18  đinh

d:  đường kính đinh tán.   d = 4 (mm)

b) Tính sức bền Moay-ơ đĩa bị động:

Moay-ơ thường được thiết kế với độ dài đủ lớn để đĩa bị động đỡ bị đảo, với ly hợp làm việc trong điều kiện bình thường chiều dài của moay ơ thường được chọn bằng đường kính then hoa trên trục ly hợp L = D.

Memax :  Mômen lớn nhất của động cơ,               Memax = 141 Nm.

z1 :       Số Moay-ơ, với ly hợp ma sát một đĩa         z1 = 1.

Chọn vật liệu chế tạo Moay-ơ là thép 40X có các ứng suất giới hạn là:

[sc] = 8.107 (N/m2).

 [scd] = 15.107 (N/m2).

Như vậy ta thấy :

sc < [s­c].

scd < [scd].

Vậy then hoa đủ bền.

c) Tính lò xo ép:

Cơ cấu ép được dùng để tạo lực ép cho đĩa ép của ly hợp thường đóng xe con là lò xo đĩa kiểu nón cụt nhờ nó có nhiều ưu điểm nổi bật hơn hẳn kiểu lò xo trụ.

Lò xo ly hợp được chế tạo bằng thép măng gan 65 có ứng suất tiếp cho phép:

[t] = 650 ÷ 850 (MN/m2)             

[e]=1000 (MN/m2)

d) Tính lò xo giảm chấn :

Lò xo giảm chấn được đặt ở đĩa bị động để tránh sự cộng hưởng ở tần số cao của dao động xoắn do sự thay đổi mômen của động cơ và của hệ thống truyền lực đảm bảo truyền mômen một cách êm dịu từ đĩa bị động đến moayơ trục ly hợp.

Mômen quay truyền qua giảm chấn được tính bằng tổng mômen quay của các lực lò xo giảm chấn và mômen ma sát:

Mg = Mmax = Mlx + Mms = P1.R1.Z1 + P2.R2.Z2

Mlx :  Mômen sinh ra do lực của các lò xo.

Mms : Mômen ma sát.

P1 :    Lực ép của một lò xo giảm chấn.

R1 :    Bán kính đặt lò xo giảm chấn.  Chọn R1 = 50 (mm) = 0,05 (m).

Z1 :     Số lượng lò xo giảm chấn đặt trên moay ơ. Chọn Z1 = 6.

P2 :     Lực tác dụng trên vòng ma sát.

Độ cứng tối thiểu của lò xo giảm chấn (hay gọi là mômen quay tác dụng lên đĩa bị động để xoay đĩa đi 1o so với moayơ).                                        

S = 17,4 . R12 . K . Z1

Trong đó :  

K: Độ cứng của một lò xo. K = 1300 (N/m).

Z1: Số lượng lò xo giảm chấn đặt trên một moayơ. Z1 = 6.

=> S = 393,3 mm

Các cửa sổ đặt lò xo của moayơ có kích thước chiều dài là A phải nhỏ hơn chiều dài tự do của lò xo một ít, lò xo luôn ở trạng thái căng ban đầu.

Với: A = (25 ¸ 27) mm .  Ta chọn A = 25 mm

Khi chuyển mômen quay từ động cơ và từ bánh xe qua bộ phận giảm chấn giống nhau thì cửa sổ ở  Moay-ơ và ở đĩa bị động có chiều dài như nhau.

Ở các giảm chấn có độ cứng khác nhau, chiều dài cửa sổ Moay-ơ phải bé hơn so với cửa sổ ở đĩa một đoạn: a = A1 - A        

Thay các thông số vào công thức tính t ta có: [t[ = 9,12.108 (N/m2).

Vật liệu làm lò xo giảm chấn là thép 65 có [t[ = 14.108 (N/m2).

Vậy lò xo đủ bền.

e) Tính toán trục ly hợp:

Trục ly hợp cũng đồng thời là trục sơ cấp của hộp số, ở cuối trục có bánh răng ngiêng liền trục. Đầu trước của trục lắp ổ bi trong khoang của bánh đà, đầu sau lắp lên thành vỏ hộp số (hinh 3.5)

Trục I    : Là trục ly hợp và cũng đồng thời là trục sơ cấp của hộp số.

Trục II   : Là trục trung gian của hộp số.

Trục III  : Là trục thứ cấp của hộp số.

Ta có mô men truyền qua các trục như sau:

Trục I :        M1 = Memax = 141 (Nm).

Trục II :      M2 = M1.i12 = 285,50 (Nm).

Trục III :     M3 = M2.i34 = 840,13 (Nm).

3.3 Tính toán thiết kế dẫn động ly hợp

Hệ thống dẫn động ly hợp được chọn là hệ thống dẫn động ly hợp bằng thủy lực.

3.3.1 Xác định lực và hành trình bàn đạp

Thay số vào ta có:Qbd = 304,41 N

Với lực bàn đạp này không nằm trong giới hạn cho phép của lực bàn đạp ly hợp xe con Qbd ≤ 150 N. Do đó ta cần thiết kế tính toán thêm bộ trợ lực chân không.

Hành trình bàn đạp  Sbd được xác định theo công thức:

Sbd = ( d + l2 ).idd

Vậy hành trình của bàn đạp là:

Sbd = ( 3 + 8,21 ).8,28 = 92,89 ( mm ).

Với hành trình bàn đạp cho phép Sbd max £ 150 (mm).

Vậy hành trình bàn đạp nằm trong giới hạn cho phép.

3.3.2 Thiết kế hệ thống dẫn động thủy lực

a) Tính toán thiết kế xy lanh công tác:

Vật liệu chế tạo xy lanh là gang CY 24 - 42 có [s] = 2,4.107 (N/m2).

Ta thấy std2 < [s], vậy xy lanh công tác đủ bền.

b) Tính toán thiết kế xy lanh chính :

Vật liệu chế tạo xy lanh là gang CY 24 - 42 có [s] = 2,4.107 (N/m2).

Ta thấy std1 < [s], vậy xy lanh công tác đủ bền.

3.3.3 Thiết kế bộ trợ lực chân không

3.3.3.1 Xác định lực mà bộ cường hóa phải thực hiện

Vậy bộ cường hóa chân không phải sinh ra 1 lực là 1570,89 (N) và ta chọn lực để mở van cường hóa là Qm= 30 (N).

3.3.3.2 Xác định thiết diện màng sinh lực và hành trình màng sinh lực

Hành trình làm việc Sm của màng sinh lực chính bằng hành trình làm việc của xi lanh công tác: Sm  =  S1 = 9,72 (mm).

3.3.3.3 Tính lò xo hồi vị màng sinh lực

Khi bộ cường hóa sinh hết lực của mình thì lúc đó lò xo hồi vị chịu tải lớn nhất. 

Vật liệu chế tạo lò xo là thép C65Γ có  ứng suất cho phép là []=1,4. 109(N/m2) nên lò xo đủ bền.

* Kết luận : Như vậy qua quá trình tính toán ta thấy hệ thống ly hợp đảm bảo yêu cầu về kích thước, độ bền và khả năng làm việc.

CHƯƠNG IV

 SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG VÀ ĐIỀU CHỈNH LY HỢP

4.1 Kiểm tra sửa chữa đĩa ma sát

Đĩa ma sát là bộ phận quan trọng nhất của bộ ly hợp ma sát, hư hỏng chính của đĩa ma sát có thể là nứt, vỡ, cong vênh, lỏng đinh tán bắt chặt các tấm ma sát trên đĩa hoặc đinh tán bắt giữ đĩa ma sát trên moay ơ, gãy hoặc liệt lò xo giảm chấn, mòn xước mặt ma sát và mòn rãnh khớp then hoa của moay ơ. 

Các đĩa ly hợp bị nứt, vỡ, cong vênh, biến dạng lớn, gãy lò xo giảm chấn hoặc mòn hỏng khớp then hoa moay ơ gây độ rơ lớn với trục sơ cấp hộp số theo chiều quay hoặc kẹt, không di chuyển dọc được phải loại bỏ. Nếu đĩa ma sát có độ biến dạng nhỏ và không có hư hỏng gì, chỉ có các tấm ma sát bị chai cứng, xước hoặc mòn gần đến đầu đinh tán, có thể sửa chữa bằng cách đột đinh tán, tháo tấm ma sát cũ ra và thay tấm ma sát mới theo yêu cầu kỹ thuật.

4.2 Kiểm tra sửa chữa cụm đĩa ép, lõ xo ép và vỏ ly hợp

Đĩa ép có thể có các hư hỏng như nứt, vỡ, cong vênh, xước hoặc mòn thành gờ trên bề mặt ma sát hoặc mòn hỏng giá lắp đòn mở. Đĩa ép bị nứt, vỡ, cong vênh lớn phải thay mới. Đĩa ép có hiện tượng xước hoặc mòn thành gờ nhẹ được sửa chữa bằng cách mài phẳng lại hoặc đánh bóng bằng vải nhám.

4.3 Lắp bộ ly hợp và điều chỉnh độ đồng đều của các đòn mở

Sau khi kiểm tra, sửa chữa đĩa ma sát và các chi tiết của cụm đĩa ép, tiến hành lắp cụm vỏ ly hợp, đĩa ép, lò xo và đòn mở. Cần chú ý đảm bảo các bề mặt ma sát của đĩa ma sát, của đĩa ép và của bánh đà sạch, không dính dầu mỡ trước khi lắp bộ ly hợp lên bánh đà (dùng xăng để rửa sạch nếu bẩn). Kiểm tra vòng bi gối trục sơ cấp hốp số ở đuôi trục khuỷu, nếu không bị rơ, lỏng thì bôi mỡ và chuẩn bị lắp bộ ly hợp. 

4.5 Lắp cơ cấu điều khiển và điều chỉnh hành trình tự do của bàn đạp ly hợp

Cần kiểm tra thanh nối đảm bảo không bị biến dạng so với trạng thái nguyên thuỷ, tra mỡ vào các khớp nối rồi lắp hoàn chỉnh cơ cấu dẫn động để các thanh nối chuyển động trơn tru, nhẹ nhàng, không bị chạm hoặc kẹt bởi các chi tiết xung quanh.

Tiếp theo điều chỉnh độ dài cần đẩy piston của bơm chính bằng đai ốc điều chỉnh để đảm bảo hành trình tự do của bàn đạp ly hợp trong khoảng 6 – 12 mm rồi vặn chặt ốc hãm lại.

Một số cơ cấu điều khiển ngắt ly hợp kiểu cáp và thuỷ lực có cơ cấu điều chỉnh hành trình tự do bàn đạp về vị trí thích hợp sau khi nhả bàn đạp.Trong các cơ cấu này, vòng bi khớp trượt thường hơi chạm đầu vào cần bẩy và quay liên tục cùng đĩa ép ly hợp khi nó ở trạng thái đóng, tuy nhiên vòng bi không có áp lực lên cần bẩy nên không ảnh hưởng đến trạng thái đóng của ly hợp.

4.6  Những hư hỏng thường gặp , bảo dưỡng sửa chữa

4.6.1 Ly hợp bị trượt

* Biểu hiện :

- Khi tăng ga vận tốc của xe không tăng theo tương ứng.

- Có mùi khét.

* Nguyên nhân:

- Khe hở giữa đầu đòn mở và bi T không có hay không có hành trình tự do của bàn đạp.

- Do lò xo ép bị yếu.

4.6.2 Ly hợp ngắt không hoàn toàn

* Biểu hiện : Sang số khó, gây va đập ở hộp số khi chuyển số.

* Nguyên nhân:

- Hành trình tự do bàn đạp quá lớn.

- Các đầu đòn mở không nằm trong cùng mặt phẳng do đĩa bị động và đĩa ép bị cong vênh. Do khe hở đầu đòn mở lớn quá nên không mở được đĩa ép làm đĩa ép bị cong vênh.

4.6.4 Ly hợp phát ra tiếng kêu

- Nếu có tiếng gõ lớn: Do rơ lỏng bánh đà, bàn ép, hỏng bi đầu trục.

- Khi thay đổi đột ngột số vòng quay động cơ có tiếng va kim loại chứng tỏ khe hở giữa then hoa quá lớn (then hoa bị rơ ).

4.6.8 Hỏng hệ thống dẫn động thuỷ lực

* Nguyên nhân:

- Hư hỏng xy lanh chính hoặc xy lanh công tác.

- Các mối nối có thể bị hở làm chảy dầu.

* Khắc phục:

- Kiểm tra xy lanh chính và xy lanh công tác.

- Kiểm tra các mối nối phải đảm bảo độ kín khít.

Bảng tóm tắt các nguyên nhân hư hỏng thường gặp và cách khắc phục như bảng 4.1.

KẾT LUẬN

Sau một thời gian với sự giúp đỡ của thầy giáo : TS………… và nỗ lực của bản thân; em đã hoàn thành nhiệm vụ được giao đó là “Thiết kế tính toán hệ thống ly hợp xe con 5 chỗ có trợ lực”

Quá trình tính toán được thực hiên đúng quy trình, các thông số tham khảo được lấy từ xe tham khảo TOYOTA VIOS, các kết quả tính toán hoàn toàn đảm bảo độ bền, độ chính xác cũng như đảm bảo tính kinh tế của các chi tiết và của hệ thống.

Qua quá trình tìm hiểu, tính toán em thấy: việc hoàn thành nhiệm vụ: “Thiết kế tính toán hệ thống ly hợp xe con 5 chỗ ” là một cơ hội tốt để em tổng kết lại những kiến thức đã được học trong suốt 5 năm qua. Và cũng là một bước đi quan trọng để em tiếp cận gần hơn nữa ngành công nghiệp ô tô nói chung.

Dù đã rất cố gắng để hoàn thiện nhiệm vụ nhưng với thời gian có hạn; kiến thức của bản thân còn hạn chế, chưa có nhiều cơ hội tiếp cận với thực tế… nên không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy em rất mong có được sự nhận xét đánh giá và đóng góp của các thầy cô giáo để đề án của em được hoàn thiện hơn và có thể áp dung vào trong thực tế.

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo : TS………… và các thầy cô giáo trong bộ môn đã giúp em hoàn thành đề án này.

Em xin chân thành cảm ơn !

                                                                                              Hà nội, ngày … tháng … năm 20…

                                                                                             Sinh viên thực hiện

                                                                                             ……………..

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Tập bài giảng thiết kế tính toán Ôtô

Tác giả: PGS.TS. Nguyễn Trọng Hoan

2. Giáo trình “ Kết cấu ô tô ”

Tác giả: PGS.TS. Nguyễn Khắc Trai, PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan

TS. Hồ Hữu Hải , ThS. Phạm Huy Hường

ThS. Nguyễn Văn Chưởng , ThS. Trịnh Minh Hoàng

3. Cấu tạo hệ thống ôtô con

Tác giả:  PGS.TS. Nguyễn Khắc Trai

4. Cấu tạo gầm xe con

Tác giả:  PGS.TS. Nguyễn Khắc Trai

5. Chi tiết máy - tập 1;2

Tác giả : Nguyễn Trọng Hiệp

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"