MỤC LỤC

MỤC LỤC...1

LỜI NÓI ĐẦU...2

CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LY HỢP TRÊN ÔTÔ.. 4

1.1. Công dung yêu cầu và phân loại của cụm ly hợp. 4

1.1.1. Công dụng ly hợp. 4

1.1.2. Phân loại ly hợp. 4

1.1.3. Yêu cầu ly hợp. 6

1.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp loại đĩa ma sát khô. 7

1.2.1. Sơ đồ cấu tạo của ly hợp loại đĩa ma sát khô. 7

1.2.2. Cấu tạo chung của ly hợp loại đĩa ma sát khô. 8

1.2.3. Nguyên lý làm việc của ly hợp loại đĩa ma sát khô. 9

1.3. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp thủy. 11

1.3.1. Sơ đồ cấu tạo của ly hợp thủy lực. 11

1.3.2. Nguyên lý làm việc của ma sát thủy lực. 11

1.4. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp điện từ. 11

1.4.1. Sơ đồ cấu tạo của ly hợp điện từ. 11

1.4.2. Nguyên lý làm việc của ly hợp điện từ. 12

1.5.Giới thiệu chung về xe Fortuner 2018. 13

1.5.1.Tổng quan. 13

1.5.2.Nội thất 14

1.5.3.Trang bị tiện nghi. 16

1.5.4.Khả năng vận hành an toàn. 17

1.5.5.Đánh giá chung. 18

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LY HỢP TRÊN XE FORTUNER.. 21

2.1. Lựa chọn phương án thiết kế. 21

2.1.1. Lựa chọn phương án thiết kế cụm ly hợp. 21

2.1.2. Lựa chọn phương án thiết kế dẫn dộng ly hợp. 22

2.2. Tính toán thiết kế. 30

2.2.1.Xác đinh moomen ma sát của ly hợp. 30

2.2.2. Xác định kích thước cơ bản của ly hợp. 30

2.2.3. Xác định công trượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp. 32

2.2.4.  Tính toán sức bền một số chi tiết chủ yếu của ly hợp. 34

2.3. Thiết kế tính toán hệ dẫn động ly hợp. 51

2.3.1. Xác định lực và hành trình của bàn đạp khi không có trợ lực. 51

2.3.2. Thiết kế dẫn động truyền lực. 52

2.3.3. Thiết kế bộ trợ lực chân không. 55

CHƯƠNG 3:CHẨN ĐOÁN, BẢO DƯỠNG LY HỢP TRÊN XE FORTUNER.. 57

3.1. Các phương pháp chẩn đoán hư hỏng của ly hợp. 57

3.2. Quy trình tháo lắp ly hợp: 59

3.2.1. Quy trình tháo ly hợp: 59

3.2.2. Quy trình lắp ly hợp: 59

3.3. Quy trình kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa ly hợp: 60

3.3.1. Kiểm tra, sửa chữa: 60

3.3.2. Kiểm tra, điều chỉnh ly hợp. 65

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 69

LỜI MỞ ĐẦU

Ô tô là phương tiện vận tải chủ yếu hiện  nay và cả trong tương lai. Nó đóng vai trò hết sức quan trọng đối với đời sống con người và đối với sự phát triển của mỗi quốc gia. Ô tô không chỉ là phương tiện chủ yếu để chuyên chở hành khách, hàng hóa mà ngày nay cùng với sự phát triển tột bậc của công nghệ ô tô còn là những tác phẩm nghệ thuật, thể hiện vẻ đẹp, sang trọng và sự hoàn mỹ. Ô tô là phương tiện chủ chốt trong ngành giao thông vận tải đang không ngừng phát triển cả về quy mô và chất lượng để tạo điều kiện cho một nền kinh tế phát triển,vì thế ở nước ta hiện nay Đảng và nhà nước đang rất chú trọng phát triển ngành công nghiệp ôtô.

Về quan điểm phát triển :

- Công nghiệp ô tô là ngành Công nghiệp rất quan trọng cần được ưu tiên phát triển để góp phần phục vụ có hiệu quả quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa và xây dựng tiềm lực an ninh, quốc phòng của đất nước.

- Phát triển nhanh ngành Công nghiệp ô tô trên cơ sở thị trường và hội nhập với nền kinh tế thế giới; lựa chọn các bước phát triển thích hợp, khuyến khích chuyên môn hóa - hợp tác hóa nhằm phát huy lợi thế, tiềm năng của đất nước ; đồng thời tích cực tham gia quá trình phân công lao động và hợp tác quốc tế trong ngành Công nghiệp ôtô.

- Phát triển ngành Công nghiệp ôtô phải gắn kết với tổng thể phát triển công nghiệp chung cả nước và các chiến lược phát triển các ngành liên quan đã được phê duyệt, nhằm huy động và phát huy tối đa các nguồn lực của mọi thành phần kinh tế, trong đó doanh nghiệp nhà nước giữ vai trò then chốt.

- Phát triển ngành Công nghiệp ôtô trên cơ sở tiếp thu công nghệ tiên tiến của thế giới, kết hợp với việc đẩy mạnh hoạt động nghiên cứu - phát triển trong nước và tận dụng có hiệu quả cơ sở vật chất, trang thiết bị hiện có, nhằm nhanh chóng đáp ứng nhu cầu trong nước về các loại xe thông dụng với giá cả cạnh tranh, tạo động lực thúc đẩy các ngành công nghiệp hỗ trợ trong nước phát triển nhằm đẩy nhanh quá trình sản xuất linh kiện, phụ tùng trong nước.

- Phát triển ngành Công nghiệp ôtô phải phù hợp với chính sách tiêu dùng của đất nước và phải bảo đảm đồng bộ với việc phát triển hệ thống hạ tầng giao thông ; các yêu cầu về bảo vệ và cải thiện môi trường.

Về mục tiêu phát triển :

- Xây dựng và phát triển ngành Công nghiệp ôtô Việt Nam để đến năm 2020 trở thành một ngành Công nghiệp quan trọng của đất nước, có khả năng đáp ứng ở mức cao nhất nhu cầu thị trường trong nước và tham gia vào thị trường khu vực và thế giới.

Hệ thống ly hợp trên xe ôtô là một trong những cụm chi tiết chịu ảnh hưởng lớn của điều kiện địa hình, môi trường khí hậu và nhiệt độ. Cụm ly hợp lắp trên xe Fortuner là loại ly hợp ma sát khô 1 đĩa thường đóng,có lò xo màng, có hệ thống dẫn động thủy lực và có trợ lực chân không.

Việc nắm vững phương pháp tính toán thiết kế, quy trình vận hành, tháo lắp điều chỉnh, bảo dưỡng các cấp và sửa chữa lớn ly hợp là một việc cần thiết. Từ đó ta có thể nâng cao khả năng vận chuyển, giảm giá thành vận chuyển, tăng tuổi thọ của xe, đồng thời giảm cường độ lao động cho người lái.

Trong quá trình làm đồ án, em hết sức cảm ơn sự giúp đỡ của thầy giáo : TS......................, cùng các thầy cô giáo trong bộ môn ô tô, cùng sự giúp đỡ của các bạn.

Với sự nỗ lực của bản thân, bản đồ án của em đã hoàn thành. Tuy nhiên do trình độ và thời gian có hạn, kinh nghiệm thực tế còn thiếu, nên bản đồ án của em chắc chắn sẽ còn nhiều thiếu sót. Em rất mong các thầy cô giáo cùng các bạn đóng góp ý kiến, để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo : TS......................, các thầy cô trong bộ môn ô tô, cùng toàn thể các bạn, đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.

                                                                             Vĩnh Yên, ngày ... tháng ... năm 20...

                                                                       Sinh viên thiết kế

                                                                        .......................

CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LY HỢP TRÊN ÔTÔ

1.1. Công dung yêu cầu và phân loại của cụm ly hợp

1.1.1. 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.

- Đảm bảo là cơ cấu an toàn cho các chi tiết của hệ thống truyền lực không bị quá tải như trong trường hợp phanh đột ngột và không nhả ly hợp.

1.1.2. 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.

1.1.2.1. 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, hai đĩa hoặc nhiều đĩa).

+ Ly hợp ma sát loại hình nón.

1.1.2.3. 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 đặt xung quanh : các lò xo được bố trí đều trên một vòng tròn và có thể đặt một hoặc hai hàng.

- Lò xo trung tâm (dùng lò xo côn).

Loại 4 : Ly hợp nửa ly tâm : là loại ly hợp dùng lực ép sinh ra ngoài lực ép của lò xo còn có lực ly tâm của trọng khối phụ ép thêm vào. Loại này có kết cấu phức tạp nên chỉ sử dụng ở một số ôtô du lịch như ZIN-110, POBEDA...

1.1.2.4. 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.

1.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp loại đĩa ma sát khô

1.2.1. Sơ đồ cấu tạo của ly hợp loại đĩa ma sát khô

Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô hai đĩa như hình 1.2.

1.2.2. Cấu tạo chung của ly hợp loại đĩa ma sát khô

Đối với hệ thống ly hợp, về mặt cấu tạo thì người ta chia thành 2 bộ phận :

- 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.

Trong phần này, ta xét cấu tạo của cơ cấu ly hợp, nó gồm 3 phần chính : bánh đà, đĩa ma sát và đĩa ép.

1.2.3. Nguyên lý làm việc của ly hợp loại đĩa ma sát khô

* Nguyên lý làm việc theo hình 1.1 :

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 3 tạo lực ép để ép chặt đĩa bị động 2 với bánh đà 1 làm cho phần chủ động và phần bị động tạo thành một khối cứng. Khi này mômen 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 lò xo ép 4. 

* Nguyên lý làm việc theo hình 1.2 :

Trạng thái đóng ly hợp : ở trạng thái này các lò xo ép 7 một đầu tựa vào vỏ ly hợp 8, đầu còn lại tì vào đĩa ép 5 tạo lực ép để ép chặt toàn bộ các đĩa ma sát 4 và đĩa ép trung gian 3 với bánh đà 1 làm cho phần chủ động và phần bị động tạo thành một khối cứng. Khi này mômen từ động cơ được truyền từ phần chủ động sang phần bị động của ly hợp thông qua các bề mặt ma sát của các đĩa ma sát 4 và đĩa ép trung gian 3 với đĩa ép 5 và lò xo ép 7.

1.3. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp thủy

1.3.1. Sơ đồ cấu tạo của ly hợp thủy lực

Sơ đồ cấu tạo hệ thống ly hợp thủy lực như hình 1.3.

1.3.2. Nguyên lý làm việc của ma sát thủy lực

* Nguyên lý làm việc : Khi động cơ quay bánh bơm 3 quay làm cho chất lỏng quay theo , chất lỏng chịu lực ly tâm sẽ trượt theo cánh của bánh bơm từ trong ra ngoài . Khi tới khe hở giữa bánh bơm bánh tua bin 1, chất lỏng đập vào cánh của bánh tua bin làm tua bin quay , bánh tua bin nối liền với trục sơ cấp hộp số nên làm cho trục sơ cấp của hộp số quay theo ,  khi dầu tới đầu vào của bỏnh tua bin , chất lỏng lại trượt theo cánh của bánh tua bin trở lại bánh bơm, tạo ra chu trình khép kín. 

1.4. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp điện từ 

1.4.1. Sơ đồ cấu tạo của ly hợp điện từ

Đó là loại ly hợp mà mô men hình thành ở ly hợp nhờ momen điện từ. Ly hợp điện từ truyền động êm dịu. Tuy vậy kết cấu kồng kềnh nên ít dùng trên ôtô mà thường được sử dụng trên tàu hoả, máy công trình...

1.4.2. Nguyên lý làm việc của ly hợp điện từ

* Nguyên lý làm việc :   

+ Mở ly hợp : Khi không cấp điện cho cuộn dây 3 , cuộn dây 3 không có lực từ trường trong cuộn dây nên bánh đà 1 và lõi sắt bị động 4 không hút nhau.  Do đó khi động cơ quay thì mômen không được truyền ra trục sơ cấp hộp số.

+ Đóng ly hợp : Khi cấp điện cho cuộn dây 3 xuất hiện lực điện từ trong cuộn dây nên tạo ra lực hút giữa bánh đà 1 và lõi sắt bị động 4 . Như vậy khi bánh đà 1 quay làm cho lõi sắt bị động 4 cũng quay theo do tác động của lực điện từ 

1.5.Giới thiệu chung về xe Fortuner 2018.

1.5.1.Tổng quan

Gần đây, phân khúc SUV tầm trung 7 chỗ được nhiều khách mua xe ưu tiên lựa chọn bởi tính tiện dụng vừa rộng rãi, vừa chở thêm được nhiều người, vừa tiện lợi cho gia đình đi lại cả trong đô thị đông đúc hay những chuyến đi chơi xa.Nhiều  cái tên nổi bật như: Toyota Fortuner, Nissan X-trail, Ford Everest, Hyundai Santafe, KiaSorento, Mitsubishi Pajero Sport và gần đây là Honda CR-V và Mazda CX-5. 

 Fortuner 2018 được nhập khẩu nguyên chiếc từ Indonesia và được phân phối với 3 phiên bản (2 máy xăng và 1 máy dầu) với giá bán như bảng 1.1.

1.5.2.Nội thất

 Thiết kế 3 hàng ghế ngồi với 7 chiếc ghế của Fortuner đều được bọc da cho cảm giác dễ chịu,bảng táp lô với nhiều chi tiết da và giả da được khâu những đường chỉ trái màu hiện đại,kết hợp với những  phần ốp kim loại xước thêm điểm nhẫn mạnh mẽ.

1.5.3.Trang bị tiện nghi.

 Về mặt trang bị, Fortuner 2018 vẫn chưa được đánh giá cao nếu không nói là “đắt” so với tầm giá trên 1 tỷ đồng. Cụ thể nếu so sánh với một vài phiên bản cao cấp của những đối thủ có cùng tầm giá như Hyundai Santafe hay Mitsubishi Pajero Sport đã được trang bị nhiều tính năng hiện đại hơn. 

1.5.5.Đánh giá chung

 Có thể thấy với những thay đổi đáng kể về ngoại-nội thất; bổ sung đáng kể các trang bị tiện nghi-an toàn; động cơ mạnh mẽ hơn; giá bán qua sử dụng khá tốt,... đây đều là những ưu điểm nổi bật mà Fortuner 2018 mang lại. 

CHƯƠNG 2

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LY HỢP TRÊN XE FORTUNER

2.1. Lựa chọn phương án thiết kế

Các thông số cơ bản như bảng 2.1.

2.1.1. Lựa chọn phương án thiết kế cụm ly hợp

2.1.1.1. Ly hợp ma sát

So sánh ly hợp ma sát 1 đĩa và ly hợp ma sát 2 đĩa

Nếu cùng một kích thước bao ngoài và lực ép như nhau. Ly hợp 2 đĩa (với 2 đôi bề mặt ma sát) truyền được mômen lớn hơn, do vậy được dùng trên xe ô tô có tải trọng lớn hoặc ô tô kéo rơmoc hay bán rơmoc nặng .

2.1.1.3. Ly hợp điện từ

* 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.

2.1.1.4. Kết luận

Qua các ưu nhược điểm của các kết cấu ly hợp ở trên ta chọn ly hợp là ly hợp ma sát khô 1 đĩa làm cơ sở để thiết kế tính toán cụm ly hợp cho xe 7 chỗ.

2.1.2. Lựa chọn phương án thiết kế dẫn dộng ly hợp

2.1.2.1. Phương án 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.

2.1.2.2. Phương án 2 : Dẫn động ly hợp bằng cơ khí có cường hóa khí nén.

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

2.1.2.3. Phương án 3 :Dẫn động ly hợp bằng thủy lực.

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

2.1.2.4. Phương án 4 : Dẫn động ly hợp bằng thủy lực có trợ lực chân không

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

2.2. Tính toán thiết kế 

2.2.1.Xác đinh moomen ma sát của ly hợp 

Ly hợp cần được thiết kế sao cho nó phải truyền được hết mômen của động cơ và đồng thời bảo vệ được cho hệ thống truyền lực khỏi bị quá tải. Với hai yêu cầu như vậy mômen ma sát của ly hợp được tính theo công thức :

M_c = b . M_{e max}

=> Vậy mômen ma sát của ly hợp :

M_c = b . M_{e max} = 1,5 . 18,6= 27,9kGm = 273,7 Nm

2.2.2. Xác định kích thước cơ bản của ly hợp 

2.2.2.1. Xác định bán kính ma sát trung bình của đĩa bị động

Mômen ma sát của ly hợp được xác định theo công thức :

M_c = b . M_{e max} = m . P_å . R_tb . i

=> Bán kính ma sát trung bình được tính theo công thức : R_tb = 90 mm

2.2.2.2. Xác định số lượng đĩa bị động

Chọn i = 2,ta có:

Tra bảng 3 Sách hướng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp của ôtô", ta xác định áp lực riêng cho phép : [q] = 100 ¸ 250 kN/m²

=> Ta chọn     [q] = 250 kN/m² = 2,5 kG/cm²

=> Kiểm tra áp suất trên bề mặt ma sát theo công thức : q = 2,28kG/cm²

Vậy q = 2,28 kG/cm² < [q] = 2,5 kG/cm²

Bề mặt ma sát bảo đảm đủ độ bền cho phép.

2.2.3. Xác định công trượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp

Khi đóng ly hợp có thể xảy ra hai trường hợp :

- Đóng ly hợp đột ngột tức là để động cơ làm việc ở số vòng quay cao rồi đột ngột thả bàn đạp ly hợp. Trường hợp này không tốt nên phải tránh.

- Đóng ly hợp một cách êm dịu : Người lái thả từ từ bàn đạp ly hợp khi xe khởi động tại chỗ sẽ làm tăng thời gian đóng ly hợp và do đó sẽ tăng công trượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp. 

Vậy công trượt của ly hợp khi khởi động tại chỗ : L = 4945 KGm

2.2.3.3. Kiểm tra theo 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. Với ôtô không có kéo rơmoóc : [DT] = 8 ^oC - 10 ^oC. Chọn DT = 8,39 ^oC < [DT]

Vậy đĩa ép thỏa mãn độ tăng nhiệt độ cho phép.

- Khi đĩa ép ngoài bị nung nóng thì lò xo ép cũng bị nung nóng nhưng có độ tăng nhiệt độ còn nhỏ hơn độ tăng nhiệt độ của đĩa ép ngoài (do có đệm cách nhiệt). Do vậy, ta không cần kiểm tra nhiệt độ của lò xo ép.

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

2.2.4.1. Tính sức bền đĩa bị động

Chiều dày xương đĩa thường chọn từ (1,5 - 2,0) mm. Ta chọn d_x = 2 mm

Chiều dày tấm ma sát thường chọn từ (3 - 5) mm. Ta chọn d = 4,5 mm

Lực tác dụng lên mỗi dãy đinh tán được xác định theo công thức :

F₁ = 46 kG

F₂ = 54 kG

Ứng suất cắt và ứng suất chèn dập đối với đinh tán ở vòng ngoài :

t_c2 = 35,82 kG/cm² < [t_c]

s_cd2 = 50 kG/cm² < [s_cd]

=> Vậy các đinh tán đảm bảo độ bền cho phép.

2.2.4.2. Tính sức bền moay ơ đĩa bị động

Chiều dài của moayơ đĩa bị động được chọn tương đối lớn để giảm độ đảo của đĩa bị động. Moayơ được ghép với xương đĩa bị động bằng đinh tán và lắp với trục ly hợp bằng then hoa.

Chiều dài moayơ thường chọn bằng đường kính ngoài của then hoa trục ly hợp. Khi điều kiện làm việc nặng nhọc thì chọn L = 1,4 D (D là đường kính ngoài của then hoa trục ly hợp).

Với vật liệu chế tạo moayơ là thép 40X thì ứng suất cho phép của moayơ là

 [t_c] = 100 kG/cm²               ;           [s_cd] = 200 kG/cm²

t_c = 98,4 kG/cm² < [t_c]

s_cd = 123,94 kG/cm² < [s_cd]

=> Vậy moayơ đảm bảo độ bền cho phép.

2.2.4.3. Tính lò xo màng

Xét quan hệ biên dạng và lực ép                 

Dựa trên cơ sở xe tham khảo và các yêu cầu trong việc lựa chọn,thiết kế lò xo màng ta chọn các kích thước cơ bản sau:

D_e: Đường kính ngoài lò xo màng D_e = 210mm

D_i: Đường kính trong D_i= 70mm

Chiều dày lò xo màng δ = 2,5mm

Số thanh phân bố đều lên màng Z= 12

2.2.4.4. Tính toán lò xo giảm chấn của ly hợp

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

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

Độ cứng được xác định theo công thức :

S = 17,4 . R₁² . K . Z₁                        (kGcm)

=> Vậy kích thước đặt lỗ thanh tựa là :

B = d + l₁ + l₂ = 12 + 3,5 + 3,5 = 19 mm

Vật liệu chế tạo lò xo giảm chấn là thép 65G, có ứng suất xoắn cho phép là

 [t] = (6500 - 8000) kG/cm² => Ta chọn  [t] = 6500 kG/cm²

=> P_max = P₁ £ = 1944 kG

Chiều dài của vòng lò xo ở trạng thái tự do :

l₂ = l₁ + l + 0,5 d = 20 + 3 + 0,5 . 4 = 25 mm

2.2.4.5. Tính sức bền trục ly hợp

Trục ly hợp vừa là trục sơ cấp hộp số, đầu cuối của trục có cặp bánh răng nghiêng luôn ăn khớp. Đầu trước của trục lắp ổ bi và đặt trong khoang của bánh đà, đầu sau lắp ổ bi trên thành vỏ hộp số.

2.2.4.5a. Chế độ tính toán trục ly hợp :

Ta dùng mômen truyền từ động cơ xuống trục ly hợp để tính toán, M_{e max} = 18,6 kGm. Vì mômen truyền từ bánh xe chủ động lên trục ly hợp (theo điều kiện bám) lớn hơn mômen truyền từ động cơ xuống trục ly hợp.

2.2.4.5b. Tính các lực tác dụng lên cặp bánh răng luôn ăn khớp :

Các thông số của bánh răng nghiêng luôn ăn khớp :

- Đường kính đỉnh răng                   d_a = 126,05 mm

- Đường kính vòng chia                   d = 111,72 mm

- Đường kính chân răng                   d_f = 104,34 mm

- Môđun pháp tuyến                        m_n = 4,25 mm

- Số răng                                            Z = 25

2.2.4.5d. Tính các phản lực tác dụng lên trục ở vị trí lắp ổ lăn:

Xét mặt phẳng (xOz) và mặt phẳng (yOz). Giả sử các phản lực có chiều như hình vẽ. Ta có hệ phương trình sau :

F_x = F_x23 + F_x25 = 601

M₃ (F_x) = 601. 308 - F_x25 . (308 + 107) = 185108 - F_x25 . 415 = 0

=>F_x25 = 446 N

F_x23 = 601 - 446 = 155 N

F_y = F_y23 + F_y25 = 219

M₃ (F_y) = 219 . 308 - F_y25 . (308 + 107) = 67452 - F_y25 . 415 = 0

=> F_y25 = 163 N

F_y23 = 219 - 163 =56 N

Xét mặt phẳng (xOz) và mặt phẳng (yOz). Giả sử các phản lực có chiều như hình vẽ. Ta có hệ phương trình sau :

F_x = F_x10 - F_x11 + P_v1 - F_x13 = 0

M_o (F_x) = F_x11 . l₁ - P_v1 . (l₁ + l₂) + F_x13 . (l₁ + l₂) = 0

=> F_y11 = 188N; F_y10 = - 183 + 188 = 5 N

Các phản lực đều dương nên chiều của các phản lực theo giả thiết là đúng.

2.2.4.5e. Tính các mômen trên trục ly hợp và vẽ biểu đồ mômen :

Ta đặt trục ly hợp trong hệ trục (Oxyz).

Như vậy trục ly hợp chịu uốn theo phương Ox và Oy, xoắn quanh Oz.

Mặt cắt A-A giữ lại bên trái :

M_x = M_x - F_y10 . l₁ = 0

M_x = F_y10 . l₁ = 5 . 305 = 1525 Nmm

Mặt cắt B-B giữ lại bên trái :

åM_y = M_y + F_x10 . (l₁ + l₂) - F_x11 . l₂ = 0

Þ M_y = - F_x10 . (l₁ + l₂) + F_x11 . l₂ =

= - 24 . (305 + 41) + 201 . 41 = -63 Nmm

2.2.4.5 f. Tính sức bền trục ly hợp

Trục ly hợp được chế tạo bằng thép 40X, có ứng suất cho phép :

[s_th] = 500 ¸ 700 kG/cm²    ;           [t_c] = 300 kG/cm²     ;          [s_cd] = 250 kG/cm²

Từ biểu đồ mômen, ta thấy rằng các vị trí trên trục ly hợp có tiết diện nguy hiểm cần được kiểm tra :

Tiết diện (11) lắp ổ lăn trên trục (kiểm tra theo bền uốn).

Tiết diện (12) lắp moayơ đĩa bị động (kiểm tra độ chèn dập then).

Tiết diện (13) có bánh răng luôn ăn khớp (tính độ võng góc xoay).

Trục ly hợp đảm bảo độ bền uốn và xoắn tại vị trí (11).

+ Tính bền trục ly hợp tại vị trí có then hoa :

Các thông số cơ bản của then hoa được chọn theo xe tham khảo.

Đường kính đỉnh của then hoa :                 d_a = 35 mm

Đường kính chân của then hoa :                d_f = 28 mm

Đường kính vòng chia của then hoa :       d = 30 mm

Bề rộng của then hoa :                                 B = 4 mm

Chiều cao của then hoa :                             h = 4 mm

Số lượng của then hoa :                               z = 10

Chiều dài của moayơ :                                 l = 30 mm

Góc xoay tổng hợp trong hai mặt phẳng (xOz) và (yOz) :

g_å = 0,00019 rad

=> Vậy g_å = 0,00019 rad < [g_å] = 0,001 rad

Góc xoay của trục ly hợp đạt yêu cầu cho phép.

2.3. Thiết kế tính toán hệ dẫn động ly hợp 

2.3.1. Xác định lực và hành trình của bàn đạp khi không có trợ lực 

* Sơ đồ dẫn động:

Sơ đồ tính toán hệ thống dẫn động ly hợp như hình 2.15.

* Xác định hành trình bàn đạp:

Hành trình bàn đạp được xác định theo công thức:

S_t= S_lv+ S₀

=> S_lv= 18,72.4,36 =81,6(mm)

Suy ra S_t= 81,6 + 56,16 = 138(mm). Hành trình này nằm trong giới hạn cho phép: [S_t]= 150mm

2.3.2. Thiết kế dẫn động truyền lực

2.3.2.1.Thiết kế tính toán xilanh công tác

2.3.2.1a.Xác định kích thước:

S₁= l₂+ δ =4,36 + 3 = 7,36(mm)

-> S₂= 7,36.180/50 =26,5(mm)

2.3.2.1b. Kiểm tra bền xilanh công tác:

Đường kính ngoài: D₂= d₂+ 2t = 22+2.4 = 30(mm)

Nhận thấy t > 0,1R_tb2 nên ta kiểm tra bền xy lanh công tác theo ứng suất sinh ra trên ống dây.

Từ biểu đồ mômen ta thấy rằng điểm nguy hiểm nằm ở mép trong A của ống .

Vật liệu chế tạo xylanh là gang CY24-42 có [σ]= 2,4. 10⁷(N/ m²).

So sánh < [σ], do vậy xylanh công tác đủ bền

2.3.2.2.Tính toán thiết kế xylanh chính

* Xác định các kích thước:

Hành trình xylanh chính : S₃= S₂. = 26,5.0,85²=19,14(mm)

Thể tích dầu thực tế trong xylanh chính phải lớn hơn tính toán một ít do hiệu suất dẫn động dầu <1.

Nên thể tích dầu là V₃= V₂.1,1= 10068.1,1=11074,8(mm³)

Đường kính trong d₁=26mm,chiều dày t=4mm

* Kiểm tra độ bền xylanh chính

Đường kính ngoài: D₁=d₁+ 2t= 26 + 2.4= 34(mm)

2.3.3. Thiết kế bộ trợ lực chân không

2.3.3.1.Xác định lực mà bộ cường hóa phải thực hiện

Ta đã có khi không cường hóa lực tác động bàn đạp: Q_bđk= 256(N)

Đề giảm bớt sức lao động của người lái ta lắp thêm bộ trợ lực tác động lên bàn đạp ta chọn là : Q_bđc= 70(N).Ta bố trí cường hóa ngay trước xylanh chính về phía bàn đạp khi đó ta xác định được lực mà bộ cường hóa phải sinh ra :

Q_c=( Q_bđk- Q_bđc)a/b = ( 256-70).360/50=1339(N)

Vậy bộ cường hóa chân không phải sinh ra 1 lực là 1339(N) và ta chọn lực để mở van cường hóa là Q_m= 30N.

2.3.3.3.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. Để xác định được kích thước  lũ xo hồi vị ta chọn tải trọng lớn nhất tác dụng lên nó là:

P_max= 15%Q_c= 15%.1339=201(N)

Lực lò xo ghép ban đầu  P_bđ= 7%.Q_c=94(N)

=> t = 3,4.10⁸(N/m²)

Vật liệu chế tạo lò xo là thép 60T cú  ứng suất cho phép là [ ]=7. 10⁸(N/m²) nên lò xo đủ bền.

CHƯƠNG 3:CHẨN ĐOÁN, BẢO DƯỠNG LY HỢP TRÊN XE FORTUNER

3.1. Các phương pháp chẩn đoán hư hỏng của ly hợp

Các phương pháp chẩn đoán hư hỏng của ly hợp như bảng 3.1.

3.2. Quy trình tháo lắp ly hợp:

3.2.1. Quy trình tháo ly hợp:

Quy trình tháo ly hợp như bảng 3.2.

3.2.2. Quy trình lắp ly hợp:

Trình tự lắp tiến hành ngược với trình tự tháo. Chú ý:

- Kiểm tra lại, chắc chắn rằng đĩa ma sát, đĩa ép sạch, không dính dầu mỡ.

- Lắp bộ li ly hợp lên bánh đà đúng dấu.

- Bôi một lớp mỡ mỏng lên các then hoa đĩa ly hợp.

- Khi xiết chặt các bu lông ly hợp, bắt đầu xiết từ bu lông gần chốt định vị. Sau đó xiết dần từng vòng một theo thứ tự.

3.3. Quy trình kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa ly hợp:

3.3.1. Kiểm tra, sửa chữa:

3.3.1.1. Đĩa ma sát:

* Hư hỏng - nguyên nhân:

- Bề mặt của tấm ma sát bị dính dầu, mỡ.

- Bề mặt của tấm ma sát bị chai cứng, cháy xám, nứt vỡ do nhiệt độ cao, bị cong vênh.

* Kiểm tra, sửa chữa

- Quan sát bề mặt của tấm ma sát nếu mòn ít,có dầu mỡ thì dùng xăng rửa sạch rồi lấy giấy nhám đánh lại.

- Gõ vào tấm ma sát để phát hiện nếu đinh tán nào bị lỏng (có tiếng kêu rè) thì tán lại.

3.3.1.2. Đĩa ép

* Hư hỏng:

- Bị mòn do ma sát khi đĩa ép và đĩa ma sát bị trượt trong khi  cắt, nối ly hợp.

- Bị đinh tán cào xước.

* Kiểm tra:

- Quan sát các vết nứt, xước, cháy xám bề mặt.

- Đo bề dày của đĩa bằng thước cặp, so sánh với kích thước tiêu chuẩn để xác định độ mòn.

3.3.1.4. Vòng bi T

 - Hư hỏng: Chủ yếu là vỡ, khô, kẹt, bị mòn mặt tiếp xúc với đòn mở.

- Nguyên nhân:Do làm việc lâu ngày không thực hiện đúng chu kỳ bảo dưỡng, điều chỉnh không có hành trình tự do của bàn đạp.

3.3.1.7. Cơ cấu điều khiển

* Hư hỏng: Trên ô tô hiện nay loại ly hợp ma sát một đĩa thường đóng có bộ phận dẫn động bằng dây cáp và thủy lực.

- Đối với ly hợp dẫn động bằng dây cáp các hư hỏng thường xảy ra là:
+ Dây cáp bị xước, đứt.

+ Đối với dây cáp tự điều chỉnh còn có hư hỏng là mòn, sứt mẻ bánh răng rẻ quạt, con cóc nguyên nhân do ma sát khi thiếu dầu mỡ bôi trơn.

* Kiểm tra, sửa chữa:

- Quan sát các bộ phận thường hư hỏng như dây cáp, bánh răng rẻ quạt, piston, cuppen, giắc co, đường ống nếu thấy có hư hỏng cần thay mới.

- Kiểm tra vòng bi T bằng cách vừa quay vừa ấn mạnh theo chiều dọc trục, nếu có tiếng kêu hoặc có phản lực lớn thì  cần phải thay đồng bộ với bạc trượt.

3.3.2. Kiểm tra, điều chỉnh ly hợp

3.3.2.1. Kiểm tra, điều chỉnh chiều cao bàn đạp

- Kiểm tra: dùng thước dài đo khoảng cách từ sàn xe đến bàn đạp ly hợp. Yêu cầu chiều cao bàn đạp = 170mm đối với Toyota Hiace. Nếu không đúng cần tiến hành điều chỉnh lại

- Điều chỉnh: Nới lỏng đai ốc hãm và xoay lại bu lông tỳ (bu lông chặn) cho tới khi đạt chiều cao bàn đạp tiêu chuẩn. Xiết đai ốc hãm lại

3.3.2.2. Kiểm tra, điều chỉnh hành trình tự do bàn đạp

- Hành trình tự do của bàn đạp ly hợp là khoảng cách đi xuống của bàn đạp ly hợp từ lúc người lái bắt đầu tác động lên bàn đạp đến khi vòng bi T chạm tới đầu đòn mở.

* Điều chỉnh:

+ Đối với cơ cấu điều khiển dùng các thanh nối, việc điều chỉnh được thực hiện bằng cách thay đổi chiều dài thanh kéo nối bàn đạp với càng gạt khớp trượt ly hợp (hình 3.8a).

+ Đối với cơ cấu điều khiển bằng cáp thì điều chỉnh hành trình tự do bàn đạp bằng cách thay đổi độ chênh lệch về chiều dài giữa cáp và vỏ bọc, có thể điều chỉnh đai ốc điều chỉnh để thay đổi độ dài vỏ trong khi độ dài cáp không đổi hoặc ngược lại

3.3.2.4. Kiểm tra điểm cắt ly hợp (hình 3.10)

- Hãy kéo cần phanh tay và dùng các miếng chèn để cố định xe.

-  Khởi động động cơ và để nó chạy không tải.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Sau thời gian làm đồ án, được sự h­ướng dẫn tận tình của thầy: TS..................... cũng như­ sự giúp đỡ của các thầy giáo khác trong bộ môn, em đã hoàn thành những yêu cầu và nhiệm vụ của Đồ án tốt nghiệp.

Trong đồ án này em đã “Thiết kế hệ thống ly hợp theo mẫu xe tham khảo Fortuner 2018”  với hệ dẫn động thủy lực có trợ lực chân không.

Do thời gian có hạn và vốn kiến thức còn hạn chế nên đồ án tốt nghiệp không thể tránh khỏi những thiếu sót, em mong các thầy giáo chỉ bảo để sửa chữa, rút kinh nghiệm để khi ra tr­ường trở thành một kỹ s­ư có trình độ vững vàng hơn.

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy : TS.....................Nam cùng sự giúp đỡ tận tình của các thầy giáo khác trong bộ môn.

Em xin chân thành cảm ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO

 [1]. Nguyễn Hữu Cẩn (1978). Giáo trình thiết kế và tính toán ôtô máy kéo, NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp.

[2]. Lê Thị Vàn (1992). Hướng dẫn đồ án môn học “ Thiết kế hệ thống ly hợp ôtô - máy kéo”, NXB Đại học tại chức.

[3]. PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan (2007). Tập bài giảng “ Thiết kế tính toán ôtô”.

[4]. Nguyễn Khắc Trai (2000).Cấu tạo hệ thống ôtô con.NXB KHKT.

[5]. Nguyễn Khắc Trai  (2000). Cấu tạo gầm xe con. NXB KHKT.

[6]. Lê Quang Minh, Nguyễn Văn Vượng (2003).Sức bền vật liệu Tập 1,2. NXB Giáo Dục.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"