MỤC LỤC

MỤC LỤC.................................................................................1

DANH MỤC HÌNH VẼ............................................................................2

LỜI NÓI ĐẦU........................................................................................ 3

Chương 1: Tổng quan về ly hợp ............................................................ 3

1.1. Công dụng…..………………………………………………….…... 3

1.2. Yêu cầu…..……………………………………………………….....3

1.2.1. Phân loại…..………………………………………………………....3

1.2.2. Một số kết cấu ly hợp điển hình…….…………………………..…...5

1.2.3. Cơ cấu ly hợp…..…………………………………………........5

a. Ly hợp ma sát khô một đĩa, lò xo ép trụ, bố trí xung quanh……….6

b. Ly hợp ma sát khô hai đĩa, lò xo ép trụ, bố trí xung quanh…….….7

c. Ly hợp thuỷ lực…..…………………………………….…………9

1.2.4Dẫn động điều khiển ly hợp…..…………………….…….….10

a. Dẫn động cơ khí…..………………………………….………...…...13

b. Dẫn động thuỷ lực…..………………………………….…………...14

c. Cơ khí có trợ lực lò xo…..……………………………….………....15

d. Dẫn động cơ khí có trợ lực khí nén…..……..…………….………..16

e. Dẫn động thuỷ lực trợ lực khí nén…..……………………………...17

 Chương 2: Tính toán kiểm nghiệm ly hợp xe URAL-4320…..………...18

2.1. Các thông số đầu vào…..…………………..……………….……...18

2.2. Tính toán kiểm nghiệm ly hợp…..……………………………........19

2.2.1. Xác định mô men xoắn của ly hợp…..…………………….…19

2.2.2. Xác định áp lực trên bề mặt tấm ma sát....…………………....19

2.2.3. Xác định công trượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp…......20

2.2.4. Tính sức bền một số chi tiết chủ yếu của ly hợp…..………….23

 Chương 3: Nghiên cứu thiết kế lắp đặt trợ lực cho dẫn động điều khiển ly hợp xe URAL-4320…..28

3.1. Giới thiệu đặc tính kĩ thuật URAL-4320…..………………..……..28

3.2. Giới thiệu về cụm ly hợp xe URAL-4320…..………………..…….29

3.3. Các phương án cải tiến…..……………………..……………..........31

3.3.1. Phương án 1: Dẫn động cơ khí trợ lực thuỷ lực…..…….…...…31

3.3.2. Phương án 2: Dẫn động cơ khí trợ lực khí nén……....……...…32

3.3.3. Phương án 3: Dẫn động thuỷ lực trợ lực khí nén…..……......…34

3.3.4. Phương án 4: Dẫn động thuỷ lực trợ lực chân không…….....…36

3.4. Thiết kế bộ phận sinh lực cho dẫn động điều khiển ly hợp xe URAL-4320…..…37

3.4.1. Xác định lực tác dụng lên bàn đạp ly hợp khi trợ lực bị hỏng và hành trình bàn đạp ly hợp…...37

3.4.2. Tính toán bộ phận sinh lực…..…………………………….......40

3.4.3. Tính toán van điều khiển…..…………………………...……..45

3.5. Kiểm nghiệm hệ thống khí nén và chọn tiết diện ống dẫn…..…..48

3.5.1. Kiểm tra hệ thống khí nén…..……………………….…….....48

3.5.2. Chọn tiết diện đường ống dẫn khí…..………………..…….....50

3.5.3. Đánh giá chung của hệ thống dẫn động cải tiến…..……….....50

3.6. Gia công cần đẩy van lá…..……………………………………...50

3.7. Phân tích chi tiết…..…………………………………….........50

3.8. Xác định dạng sản xuất và phương án chế tạo phôi………......51

3.9. Lập quy trình công nghệ…..…………………...…………..…52

KẾT LUẬN…..……………………..……………………..… ………....56

TÀI LIỆU THAM KHẢO…..……………………………………….......57

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự phát triển và hiện đại hóa quân đội, việc vận chuyển trang thiết bị, khí tài quân sự và bộ binh đóng vai trò quan trọng. So với các loại phương tiện vận tải quân sự khác thì vận chuyển bằng ôtô có nhiều ưu thế hơn do khả năng cơ động cao. Điều này đã thể hiện rất rõ trong các cuộc chiến tranh giữ nước của dân tộc ta nhất là cuộc chiến tranh chống Mỹ, các đoàn xe vận tải đã vận chuyển hàng triệu tấn hàng hoá, đạn dược, vũ khí ... phục vụ chiến trường. Đặc điểm địa hình nước ta lại rất phức tạp, trong khi đó phương tiện vận chuyển của quân đội ta chủ yếu do Liên Xô cũ chế tạo với nhiều chủng loại khác nhau. Xe URAL-4320 là một trong các xe vận tải  được sử dụng rộng rãi trong quân đội ta.

Ngày nay với sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật tiên tiến cùng với sự xuất hiện những thành tựu khoa học kỹ thuật mới, các ngành kỹ thuật nói chung và ngành ôtô nói riêng đã có những bước phát triển to lớn và vượt bậc. Tuy nhiên để bảo đảm sức khoẻ cho lái xe thì việc  vận hành điều khiển xe phải thuận tiện và nhẹ nhàng hơn.Từ thực tế này mà việc nghiên cứu và cải tiến các phương tiện vận tải quân sự nói chung và xe URAL-4320 nói riêng cho phù hợp với điều kiện khai thác và sử dụng đã trở  thành một vấn đề cấp thiết.

Trong chương trình nội địa hoá và ngay cả trong các công nghệ lắp ráp cao, một số cụm chi tiết sẽ được chế tạo tại Việt Nam, trong đó có cụm ly hợp đã dần trở thành hiện thực đối với nền công nghiệp sản xuất ô tô Việt Nam. Việc nghiên cứu, thiết kế, chế tạo lắp đặt cụm ly hợp và dẫn động của nó có ý nghĩa đặc biệt quan trọng nhằm đáp ứng các yêu cầu thực tế nói chung và trang bị ôtô  cho quân đội nói riêng. Với mục đích đó, tôi được giao đề tài đồ án tốt nghiệp là :

"Nghiên cứu lắp đặt trợ lực khí nén cho dẫn động ly hợp xe URAL-4320".

Nội dung đồ án gồm các phần chính sau:

Đặt vấn đề.

Chương 1: Giới thiệu tổng quan cụm ly hợp .

Chương 2: Tính toán kiểm nghiệm ly hợp xe URAL-4320.

Chương 3: Nghiên cứu thiết kế lắp đặt trợ lực cho dẫn động điều khiển ly hợp xe URAL-4320 .

 Kết luận.

Trong quá trình nghiên cứu, tìm hiểu với sự nỗ lực của bản thân, được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo : TS...................., cùng với sự góp ý nhiệt tình của các thầy trong bộ Xe quân sự, và các bạn đồng nghiệp em đã chọn được phương án cải tiến thích hợp dùng khí nén của xe để cường hoá, tận dụng được khả năng sẵn có của xe, giảm được lực đạp của người lái tác dụng lên bàn đạp ly hợp.

Em xin chân thành cám ơn thầy giáo: TS....................i cùng các thầy trong bộ môn xe quân sự và các bạn đồng nghiệp giúp đỡ để giúp em hoàn thành đồ án này.

                                                                                      Hà nội, ngày … tháng … năm 20…

                                                                                   Học viên thực hiện

                                                                                    ………………

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ LY HỢP

1.1. Công dụng.

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

- Ngắt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong trường hợp ôtô khởi hành, chuyển số, phanh xe, dừng xe.

1.3. Phân loại.

a. Phân loại theo phương pháp truyền mô men gồm.

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

 - Ly hợp ma sát: Mômen truyền động nhờ các bề mặt ma sát.

 - Ly hợp thuỷ lực: Mômen truyền động nhờ năng lượng của chất lỏng.

 - Ly hợp điện từ: Mômen truyền động nhờ tác dụng của từ trường nam châm điện.

b. Phân loại theo hình dạng của các chi tiết ma sát gồm.

 - Ly hợp đĩa.

 - Ly hợp hình nón.

 - Ly hợp hình trống.

 d. Phân loại theo trạng thái làm việc của ly hợp

 - Ly hợp thường đóng : Dùng ở hầu hết các ôtô và ở ly hợp một số máy kéo.

 - Ly hợp thường mở : Dùng  ở các máy kéo xích, ở máy kéo bánh hơi.

 e. Phân loại theo phương pháp dẫn động ly hợp

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

 - Ly hợp dẫn động cơ khí.

 - Ly hợp dẫn động thuỷ lực.

 - Ly hợp dẫn động có cường hoá.

1.4. Phân tích kết cấu một số ly hợp điển hình.   

1.4.1. Cơ cấu ly hợp.

a. Ly hợp ma sát khô một đĩa, lò xo ép trụ,  bố trí xung quanh.

Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô một đĩa lò xo trụ bố trí xung quanh nhuw hinfh 1.1.

* Trạng thái đóng ly hợp: theo hình 1.1.b 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 bánh đà 4. 

* Trạng thái mở ly hợp: khi cần ngắt truyền động từ động cơ tới trục sơ cấp của hộp số người ta tác dụng một lực vào bàn đạp 7 thông qua đòn kéo 9 và càng mở 10, bạc mở 6 mang bi "T" 11 sẽ dịch chuyển sang trái. Sau khi khắc phục hết khe hở bi "T" 11 sẽ tì vào đầu đòn mở 12. Nhờ có khớp bản lề của đòn mở liên kết với vỏ 5 nên đầu kia của đòn mở 12 sẽ kéo đĩa ép 3 nén lò xo 4 lại để dịch chuyển sang phải. 

a. Ly hợp ma sát khô hai đĩa,  lò xo ép  trụ, bố trí xung quanh.

Đối với một số ôtô vận tải khi cần phải truyền mômen lớn người ta sử dụng ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động. Nhìn chung cấu tạo của ly hợp hai đĩa cũng bao gòm các bộ phận và các chi tiết cơ bản như đối với ly hợp một đĩa. 

b. Ly hợp thuỷ lực.

Cấu tạo của ly hợp thuỷ lực được thể hiện trên hình 1.3. Chi tiết chính của ly hợp gồm có bánh bơm 7 và bánh tuabin 9. Các bánh công tác này có dạng nửa hình vòng xuyến. ở hình vòng xuyến của bánh công tác có bố trí rất nhiều cánh dẫn theo chiều hướng tâm. Bánh bơm 7 được nối với trục khuỷu 1 của động cơ còn bánh tuabin 9 thì được nối với trục ly hợp (trục sơ cấp của hộp số). Bánh bơm và bánh tuabin được bao bọc bởi vỏ 8. Chất lỏng công tác được đưa vào khoang làm việc của ly hợp thuỷ lực và điền đầy các khoang này thông qua nút bulông 10.

1.4.2. Dẫn động điều khiển ly hợp.

Dẫn động điều khiển ly hợp là cơ cấu truyền tác động của người lái điều khiển quá trình làm việc của ly hợp.

a. Dẫn động cơ khí.

Dẫn động ly hợp bằng cơ khí có thể sử dụng dạng đòn kéo (đẩy) hoặc dây cáp.

Cấu tạo chung của hệ dẫn động ly hợp bằng cơ khí được thể hiện trên hình 1.4. Những bộ phận chính của dẫn động cơ khí kiểu này bao gồm: bàn đạp 1, thanh đẩy 3, càng mở 4, bạc mở 6 và đòn mở 7.

 b. Dẫn động thuỷ lực.

- Sơ đồ:  Dẫn động thuỷ lực

 - Nguyên lý làm việc: khi cần mở ly hợp người lái tác dụng một lực vào bàn đạp 1 thông qua điểm tựa đầu dưới của bàn đạp tác dụng lên ty đẩy của pittông xi lanh chính 2 làm pittông dịch chuyển sang phải. Dầu ở khoang bên phải của pittông được dồn ép tới khoang bên trái của xi lanh công tác 4 qua ống dẫn 3. Pittông của xi lanh công tác 4 sẽ dịch chuyển sang phải và ty đẩy của nó sẽ tác dụng lên càng mở 5 đẩy bạc mở 6 dịch chuyển sang trái tác dụng vào các đầu đòn mở 7 kéo đĩa ép tách khỏi đĩa ma sát thực hiện mở ly hợp. 

 d. Dẫn động cơ khí có trợ lực  khí nén.

* Sơ đồ, nguyên lý làm việc.

- Sơ đồ:

Dẫn động cơ khí trợ lực khí nén 1.7.

- Nguyên lý làm việc:

+ Khi ly hợp đóng, trạng thái của van phân phối và xi lanh lực như trên hình vẽ. Lúc này nắp van 5 của van phân phối dưới tác dụng của lò xo 4 đóng sự lưu thông khí nén từ cửa C tới cửa D nên xi lanh lực 12 cũng ở trạng thái chưa làm việc.

+ Khi mở ly hợp người lái tác dụng một lực vào bàn đạp 1 làm thanh đẩy 2 dịch chuyển sang phải do thanh đẩy 2 gắn với vỏ của van phân phối 3 nên làm van phân phối 3 cũng dịch chuyển sang phải làm các thanh đẩy 8 và càng mở 9 tác dụng lên bạc mở làm bạc mở dịch chuyển để khắc phục khe hở giữa bạc mở và đòn mở. 

e. Dẫn động thuỷ lực trợ lực khí nén.

- Sơ đồ: Dẫn động thuỷ lực trợ lực khí nén nhuw hinfh 1.8.

- Nguyên lý làm việc:

+ Ở trạng thái bình thường (ly hợp đang đóng) van nạp 18 đóng ngăn không cho khí nén từ ống dẫn 19 vào khoang B của xi lanh lực 5 nên hệ thống chưa hoạt động.

+ Khi cần mở ly hợp người lái tác dụng một lực Q vào bàn đạp ly hợp thông qua các khâu khớp, ty đẩy tác dụng vào pittông của xi lanh công tác 3 dồn ép dầu theo đường ống 4 tới khoang C của xi lanh công tác 8 làm pittông 9 dịch chuyển sang phải, ty đẩy 10 tác dụng vào càng mở 11 ép bạc mở 12 dịch chuyển sang trái khắc phục khe hở giữa bạc mở và các đầu đòn mở. 

+ Khi thôi tác dụng lực lên bàn đạp, dưới tác dụng của lò xo ép càng mở 11 bị đẩy trở lại làm pittông 9 dịch chuyển sang trái. Do không tác dụng lực lên bàn đạp nên áp suất dầu trong khoang C cũng giảm. Do đó pittông 14, cốc 15 và cụm van nạp/xả cùng dịch chuyển sang phải. 

CHƯƠNG 2

TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM LY HỢP XE URAL-4320

2.1. Các thông số đầu vào

Các thông số đầu vào để tính toán kiểm nghiệm ly hợp của xe uran-4320 như bảng 2.1.

2.2. tính toán kiểm nghiệm ly hợp.

2.2.1. Kiểm tra hệ số dự chữ mô men

* Xác định lực ép của toàn bộ các lò xo.

P_Z = P₀ .n      (2.1)

Thay vào công thức (2.1)ta được: P_Z =  831. 12 =9972 (N)

* Xác định bán kính trung bình của tấm ma sát:

Ta có:

R_tb : Bán kính trung bình của tấm ma sát (m)

R_t  :  Bán kính vòng tròn trong tấm ma sát (m), ta có R_t = 0,1 (m)

R_n  :  Bán kính vòng ngoài của tấm ma sát (m), ta có R_n = o,175  (m)

Thay số vào công thức (2.2) ta được: R_tb = 0,14   (m)

* Hệ số dự trữ được tính theo công thức sau:

Thay số vào công thức (2.4) ta được: B = 1,94

Kết quả này chothấy là sai số giữa hệ số dự trữ mô men và hệ số dự trữ mô men tính toán là gần như nhau và nằm trong điều kiện cho phép.

2.2.3 Kiểm tra ly hợp theo công trượt riêng.

Mục đích: Kiểm tra điều kiện làm việc của ly hợp trong điều kiện làm việc nặng nhọc, tính công trượt riêng trên một đơn vị diện tích bề mặt làm việc của tấm ma sát so với giá trị cho phép.

L: là công trượt của ly hợp                          (J)

n_o: là số vòng quay nhỏ nhất của động cơ   (v/p)

J_b: là mô men quán tính của bánh đà tượng trưng đặt trên trục bị động của ly hợp (N.m.s²)

J_e: là mô men quán tính của các khối lượng vận động quay của động cơvà phần chủ động của ly hợp   (N.m.s²)

* Xác định số vòng quay nỏ nhất của động cơ khi xe khởi hành

Ta có số vòng quay của động cơ tại thời điểm mô men cực đại của xe URAL- 4320 có giá trị làm M_emax= 3200 (v/p)

Vậy ta có n₀ =0.75.3200 =2400 (v/p)

* Xác định mô men quán tính của bánh đà tượng trưng đặt trên trục bị động của ly hợp J_b

Ở đây ta chọn d=1,08

G_a: là trọng lượng của toàn bộ xe khi đầy tải  (N)  G _a=134550 (N)

i_h: là tỷ số truyền của hộp số ở tay số I, i_h=5,61

i_p: là tỷ số truyền của hộp số phân phối ở số truyền thấp, i_P=2,15

i_o: là tỷ số truyền của truyền lực chính i_o=7,32

Khi đã biết ký hiệu lốp xe ta có thể hoàn toàn xác định được bán kính r_k. Đối với xe Ural-4320 có ký hiệu lốp 370-508P

Thay các giá trị vừa tìm được vào công thức (2.6)  ta được: J_b = 0,644   (N.m.s²)

* Xác định mô men quán tính của các khối lượng vận động quay của động cơ và phần chủ động của ly hợp J­_e (N.m.s²)

J_e=(1,2 - 1,4) J_m  .

Và ta chọn J_e=1,2J_m

Vậy J_e=1,2.2,804 =3,365  (N.m.s²)

Thay tất cả các giá trị tính được vào biểu thức (2.5) ta tính được công trượt của Ly hợp là: L  =18859,136 (N.m)

*  Xác định công trượt riêng của ly hợp

Công trượt phản ánh điều kiện làm việc của ly hợp . Xét điều kiện làm việc của ly hợp phải tính đến công trượt riêng .Công trượt riêng trên một đơn vị diện tích bề mặt làm việc của tấm ma sát, đặc trưng cho sự hao mòn của tấm ma sát

D : Đường kính ngoài của đĩa ma sát bị động             (m)

D = 2.R_msn = 2 .0,175 = 0,35  

d :  Đường kính trong của đĩa ma sát                         ( m)

d = 2 .R_mst = 2 . 0,1 = 0,2

Thay các giá trị vào công thức (2.8) ta được: l =72535,242 (N.m/m²)

Vậy công trượt riêng ta tính được thoả mãn điều kiện cho phép của công trượt riêng.

Theo tài liệu ta có [l] =150000 - 250000 N.m/m²như vậy theo tính toán l [l] chỉ ra là công ma sát sinh ra trên một đơn vị diện tích tấm ma sát là nhỏ so với giá trị cho phép .Như vậy là tốc độ hao mòn bề mặt ma sát là nhỏ, kéo dài được thời gian làm việc của tấm ma sát .Ly hợp xe Ural-4320 hoàn toàn thỏa mãn bền

2.3.4 Tính nhiệt độ cho các chi tiết bị nung nóng:

Quá trình trượt ly hợp sinh ra nhiệt. Nhiệt độ tăng cao làm giảm khả năng truyền mô men của ly hợp, do đó làm giảm cơ tính của lò xo, giảm hệ số ma sát(m} đồng thời gây ra ứng suất nhiệt. Nói tóm lại làm giảm khả năng làm việc của các chi tiết .thực tế đĩa ma sát truyền nhiệt kém cho nên toàn bộ nhiệt sinh ra trong quá trình trượt ly hợp đều truyền vào đĩa ép và bánh đà. 

n: là số lượng đĩa ma sát, n=2. Do vậy ta tính được :

Đối với đĩa ép ngoài thì :           0,25

Đối với đĩa ép trung gian :         0,5

L: là công trượt của ly hợp 

C: là nhiệt dung riêng của  C = 490J/kg

Đối với đĩa ép trung gian: Dt = 1,16 ⁰C

Từ kết quả trên ta thấy rằng sự tăng nhiệt độ của các chi tiết sau mỗi lần đóng ly hợp là không đáng. Vì theo tài liệu thì: [ D_t] = (10 - 15) ⁰C

 2.3.5 tính toán sức bền của lò xo ép ly hợp

Lò xo ép đĩa ly hợp tạo ra lực ép đĩa ma sát giữa các bề mặt ma sát của bánh đà và đĩa ép. việc tính kiểm nghiệm lò xo ép nhằm xác định xem lò xo có tạo ra lực ép đủ lớn hay không để ly hợp có thể truyền mô men của động cơ với hiệu suất cao nhất theo yêu cầu ngoài ra áp suất tạo ra trên bề mặt ma sat phải đồng đều nhau.

Ly hợp xe U RAN có 12 lò xo ép được chế tạo bằng thép 60T có dạng hìh trụ đặc xung quanh. Loại này tạo ra lực ép lớn, kêt cấu gọn, dễ bố trí bạc mở, đòn mở. Nhược điểm của loại lò xo nàylà tạo ra lực ép khong đồng đều do đó khó khắc phục khi lắp phải chọn bộ lò xo hợp lý để định vị lò xo khi lắp để tránh bật do lực ly tâm người ta chế tạo trục dẫn hướng trên đĩa ép.

Theo phần xác định hệ số dự trữ của mô men ly hợp ta có lực ép sinh ra trên mỗi lò xo khi đóng ly hợp là: P_lx = 831 N

Tổng lực ép của 12 lò xo ở trạng thái đóng Ly hợp là:

P_z= P_lx .12 = 831.12 =9972    (N)

 Lực ép lớn nhất của tổng các lò xo ép ở trạng thái mở Ly hợp là:

P_zmax =  1,2 . P_z =1,2 . 9972 =11966,4    (N)

Vậy ta cóP_lx =997,2 N < 1000 N .do đó lò xo ép đảm bảo diều kiện cho phép, đảm bảo điều kiện khi Ly hợp làm việc.

- Đường kính dây lò xo : d = 0,005  m

- Đường kính trung bình của vòng  lò xo ép: D = 0,0375  m

- Số vòng làm việc của lò xo ép:  n_lv= 4 vòng

- Chiều dài làm việc của lò xo ép ở trạng thái đóng Ly hợp : l_đ = 0,040  m

- Chiều dài làm việc của lò xoép ở trạng thái tự do:  l_td= 0,060    m

Thay các giá trị vừa tính được vàô công thức (3.10) ta được: t_x = 687,147   (M.N/m²)

 Vậy với kết quả tính toán được ta thấy ứng suất xoắn của lò xo thoả mãn điều kiện cho phép, với ứng suất cho phép là:{t_x} = 500 - 700  (M>N/m²)

Như vậy so sánh với kết quả tính toán ở trên thì lò xo ép của ly hợp xe URAL-4320 nằm trong giới hạn bền.

3. Tính toán kiểm tra đĩa ma sát bị động

Việc tính toán bền đĩa ma sát bị động được quy về 2 nội dung :

- Xác định và kiểm tra ứng suất cắt và ứng suất dập của đinh tán tại vị trí đinh tán giữa tấm vỏ của bộ giảm chấn và xương đĩa tiếp xúc với moay ơ khi ly hợp làm việc

- Xác định và kiểm tra ứng suất cắt và dập của then hoa tại vị trí lắp ráp giữa moay ơ với trục sơ cấp của hộp số.

a. Xác định và kiểm tra ứng suất cắt và ứng suất dập của đinh tán:

Đinh tán của đĩa bị động tại vị trí xương đĩa và tấm vở của bộ dập tắt dao động xoắn được chế tạo bằng thép có đường kính là 10mm, số lượng đinh tán là 3. Đối với 1 Ural-4320 bố trí 2 đĩa ma sát bị động nên số lượng đinh tán sẽ là 6 chiếc (n=6)

Thay số vào ta được s_d =22,89(MN/m²)    

Mặt khác theo tài liệu thì với những đinh tán được chế tạo bằng thép có đường kính từ 6 đến 10 mm.Thì ứng suất cắt cho phép [t_c] và ứng suất dập cho phép [s_d] có giá

[t_c] = 30 (MN/m²)

[s_d] = 80 (MN/m²)

Như vậy so sánh ta thấy: t_c  <    [t_c]   ;  s_d  <[s_d]

Vậy qua tính toán kiểm nghiệm ta thấy đinh tán đảm bảo bền

b. Xác định và kiểm tra ứng suất cắt và ứng suất dập của then hoa moay ơ đĩa bị động

Then hoa của moay ơ đĩa bị động tính theo ứng suất dập và ứng suất căt. Với xe ural- 4320 có 2 đĩa bị động và mỗi đĩa đều co moay ơ riêng biệt khi tính toán coi như mô men truyền đến mỗi đĩa đều bằng nhau.

Q: Là lực tác dụng len bán kính trung bình của then (N)

M_d: Mô men xoắn cực đại của động cơ, M_d = 637,4(Nm)

Z₁: Số lượng moay ơ,Z₁=2

D: Đường kính ngoài của then hoa ,D = 40mm = 40.10^-3m

d: Đường kính trong của then hoa ,d =30mm = 30.10^-3m

Thay số vào ta dược : Q = 18211,4 (N)

Xác định ứng suất dập then  s_d    

=> s_d = 9,1 (MN/m²)

Theo tài liệu thì ta có : [t_c] đến  10   (MN/m²)   ;   [s_d] đến  20   (MN/m²)

Như vậy ta thấy t_c<[t_c]   ;   s_d<[s_d]

Vậy then hoa moay ơ đĩa bị động đảm bảo bền

Kết luận: Với tất cả các thông số đã kiểm tra được thì Ly hợp xe  URAL- 4320 hoàn toàn có thể đáp ứng được các điều kiện làm việc.

CHƯƠNG 3

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ LẮP ĐẶT TRỢ LỰC CHO DẪN ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN LY HỢP XE URAL-4320

Xe ôtô URAL-4320 có cụm ly hợp là loại ma sát khô 2 đĩa bị động với hệ thống dẫn động cơ khí. Lực của người lái tác động lên bàn đạp ly hợp là 23( KG.) Để thay đổi điều kiện làm việc của hệ thống dẫn động, giảm nhẹ lực đạp của người lái tác động lên ly hợp, ta tiến hành cải tiến hệ thống dẫn động cơ khí của xe.

3.1. Giới thiệu đặc tính kĩ thuật URAL-4320.

- Xe URAL-4320 do liên xô( nay là Nga) sản xuất. Xe được trang bị chủ yếu trong quân đội để chuyên chở hàng hoá, lắp đặt và kéo trang thiết bị khí tài phục vụ cho nhiệm vụ quốc phòng.  Xe URAL-4320 sử dụng động cơ điezen KAMAZ 740 có công suất lớn nhất là 210 mã lực ở số vòng quay 1500- 1800 v.

 - Là ô tô vận tải kiểu thùng, có 3 cầu chủ động dạng bánh xe là 6x6, xe có tính năng việt dã cao, khả năng vượt dốc lớn nhất khi đầy tải, mặt dốc khô là 58% (30⁰), khả năng vượt ngầm nước sâu là 1.5 m khi nền ngầm cứng, hoạt động tốt trên mọi loại đường. Do đặc điểm về cấu tạo cuả  Xe URAL-4320, nó có khả năng hoạt động tốt ở các vùng nhiệt đới, các vùng khắc nghiệt khác nhau mà nhiệt độ môi trường từ -40⁰ đến +40⁰ sức chở 5 tấn, sức kéo moóc 7 tấn. 

- Hệ thống treo của xe nhíp dọc nửa elíp, có giảm chấn thuỷ lực ở cầu trước và treo cân bằng ở cầu sau.

- Hệ thống phanh kiểu tang trống ở các bánh xe, dẫn động dầu trợ lực khí nén. Hệ thống phanh dạng 2 dòng độc lập : dòng 1 là 2 bánh xe cầu trước và 2 bánh xe cầu giữa; dòng 2 là 2 bánh xe cầu sau. Phanh tay kiểu tang trống dẫn động cơ khí.

3.2. Giới thiệu về ly hợp xe URAL-4320.

a. Kết cấu của ly hợp.

 - Đây là loại ly hợp ma sát khô 2 đĩa, lò xo ép bố trí xum quanh, có một bề mặt tựa là bánh đà, trục bị động của ly hợp đồng thời là trục sơ cấp của hộp số. Bố trí như vậy bảo đảm kết cấu gọn, đơn giản và có độ cứng vững cao. Phần chủ động của ly hợp gồm có: bánh đà, đĩa chủ động, trung gian và các đĩa ép. Các đĩa của ly hợp được ép lại với nhau nhờ 12 lò xo bố trí theo chu vi. 

 - Để đảm bảo cho ly hợp làm việc bình thường thì giữa vòng chặn của các đòn mở và ổ bi bạc phải có khe hở 3- 4 mm khi ly hợp đóng. Khe hở này tương ứng với hành trình tự do của bàn đạp ly hợp là 30 - 40 mm. Không có hành trình tự do này thì ly hợp sẽ không đóng hoàn toàn, sẽ mòn nhanh các tấm ma sát của các đĩa bị động, có thể dẫn tới mất khả năng làm việc.

b. Nguyên lí làm việc.

- Ly hợp ở trạng thái đóng: Khi người lái chưa tác dụng lực vào bàn đạp ly hợp. Dưới tác dụng của lực lò xo ép, ép các đĩa ép ngoài, đĩa ma sát thứ nhất và đĩa ép trung gian vào bánh đà thành một khối. Mô men xoắn được truyền từ bánh đà thông qua các bề mặt ma sát tới các đĩa bị động ra trục bị động của ly hợp và ra hệ thống truyền lực phía sau.

 - Ly hợp ở trạng thái mở: Khi người lái tác dụng một lực vào bàn đạp ly hợp, thông qua hệ thống dẫn động cơ khí và các cơ cấu điều khiển làm vòng bi mở dịch chuyển sang trái. Sau khi khắc phục hết khe hở giữa vòng tỳ 11 và bạc mở tác dụng vào đòn mở 10 làm cho đầu ngoài của đĩa ép đi ra, các đĩa ma sát được giải phóng, nguồn động lực bị cắt.

3.2. Các phương án cải tiến.

3.3.2. Phương án 1: Dẫn động cơ khí trợ lực thuỷ lực.

a. Sơ đồ, nguyên lý làm việc.

- Sơ đồ: Dẫn động cơ khí trợ lực thuỷ lực.như hình 3.3.

- Nguyên lý làm việc:

+ Khi muốn mở ly hợp người lái đạp bàn đạp ly hợp 1 với một lực Q nào đó pít tông xy lanh chính 2 dịch chuyển từ trái sang phải và nén dầu tạo nên áp suất lớn, áp suất truyền chất lỏng trong hệ thống ống dẫn 6. Tới xi lanh công tác và tác dụng lên pít tông xy lanh chính 3 làm cho nó dịch chuyển từ trái sang phải. Cần pít tông của xy lanh công tác lại được nối với đòn mở 5 vì vậy nó hỗ trợ thêm cho việc mở li hợp.

+ Nếu vì một lý do nào đó mà trợ lực không làm việc thì hệ dẫn động cơ khí sẽ làm việc bình thường.

 3.3.3. Phương án 3: Dẫn động thuỷ lực  trợ lực khí nén.

 a. Sơ đồ, nguyên lý làm việc.

- Sơ đồ: Dẫn động thuỷ lực trợ lực khí nén như hình 3.5

- Nguyên lý làm việc:

+ Ở trạng thái bình thường (ly hợp đang đóng) van nạp 18 đóng ngăn không cho khí nén từ ống dẫn 19 vào khoang B của xi lanh lực 5 nên hệ thống chưa hoạt động.

+ Khi cần mở ly hợp người lái tác dụng một lực Q vào bàn đạp ly hợp thông qua các khâu khớp, ty đẩy tác dụng vào piston của xi lanh công tác 3 dồn ép dầu theo đường ống 4 tới khoang C của xi lanh công tác 8 làm piston 9 dịch chuyển sang phải, ty đẩy 10 tác dụng vào càng mở 11 ép bạc mở 12 dịch chuyển sang trái khắc phục khe hở giữa bạc mở và các đầu đòn mở. 

3.3. Thiết kế bộ phận sinh lực cho dẫn động điều khiển ly hợp xe URAL-4320.

3.4.1 Xác định lực tác dụng lên bàn đạp ly hợp để mở ly hợp khi trợ lực bị hỏng - hành trình bàn đạp ly hợp.

a. Xác định lực tác dụng của người lái tác dụng lên bàn đạp ly hợp khi trợ lực bị hỏng.

Để tính toán ta chọn:  c = 75; d =75; e = 85; f =70.

- Lực cần thiết của người lái tác dụng lên bàn đạp để mở ly hợp khi trợ lực bị hỏng :

Do đó lực sinh ra bởi trợ lực phải thắng được lực ép của các lò xo ép đĩa ép và các lò xo hồi vị trong xi lanh trợ lực. Ta xác định lực tác dụng lên đầu trong của đòn mở khi cường hóa làm việc với lực cực đại.

 b. Xác định hành trình của bàn đạp ly hợp.

Vậy S_t = 122.5 + 40 = 162,5

S_t = 162,5 mm

S_t = Vậy hành trình của bàn đạp ly hợp là :S_t =162,5 mm < [S_t]

3.4.2. Tính toán bộ phận sinh lực.   

a. Sơ đồ và nguyên lý làm việc.

- Sơ đồ :Sơ đồ nguyên lý xi lanh lực.như hình 3.8.

- Nguyên lý làm việc :

Khi van mở, khí nén đi vào khoang làm việc của xi lanh và tác dụng lên đỉnh piston dịch chuyển từ trái qua phải. Lực được truyền qua cần piston , thanh nối tới cần đẩy của hệ thống dẫn động.

 b. Xác định lực tác dụng lên piston;

+ Phương trình cân bằng lực cho piston :P_kmax =   50 + 100 = 150 KG

- Xác định kích thước của piston :

Vậy ta có :Ta chọn  D = 52 mm .

 c. Xác định hành trình của piston .

Hành trình của piston cần phải đảm bảo :

Hành trình tự do của piston chính là khoảng cách tương ứng giữa khe hở giữa đòn mở và bạc mở của ly hợp.

Vậy ta có  : S_o = 4x2,1 = 8,4 mm

                   S_lx  = 4 e. Kiểm tra bền xi lanh.

Để cho xi lanh có thể làm việc được tốt và an toàn, ta tiến hành kiểm tra bền cho xi lanh :

Ta chọn bề dày của xi lanh t = 5 mm

Đường kính trong của xi lanh : d = 52 mm ; d = 26 mm.

+ Áp suất tối đa của khí nén : p = 8 KG/m².(Xe URAL-4320 có 3 bình chứa có dung tích 20L với áp suất 8¸10 KG/m²)

3.4.3 Tính toán van điều khiển :       

a. Sơ đồ cấu tạo. Van điều khiển như hình 3.10

b. Nguyên lý làm việc.

Khi đạp bàn đạp ly hợp vỏ van sẽ dịch chuyển từ phải sang trái. Khi đi hết hành trình tự do của van (khe hở k giữa van lá 5 và cần van 7 ) thì cần đẩy 7 ép lò xo hồi vị 6, nén vào van lá 5. Đạp tiếp thì cần đẩy 7 sẽ ép vào lò xo van lá 5. Khi thắng tiếp sức cản của lò xo  3 thì van 5 bắt đầu mở. Khí nén từ bìn khí qua lỗ A vào van rồi qua lỗ B tới xi lanh. Khi nhả bàn đạp ly hợp dưới tác dụng của lò xo hồi vị 6 sẽ đẩy cần đẩy van về vị trí ban đầu và lò xo van 3 ép van lá 5 đóng lại. Khi đó khí nén từ xi lanh lực sẽ qua lỗ B tới lỗ C ở trong cần đẩy thông với vỏ van ra ngoài.

+ Đối với van điều khiển có các yêu cầu sau :

 - Kích thước các phần tử (quan trọng các lò xo) phải hợp lý để lực điều khiển van không quá lớn và không qúa nhỏ để đảm bảo cho người lái có cảm giác khi đạp bàn đạp ly hợp.

 - Độ cứng của các lò xo phải đảm bảo để khi đạp hết hành trình tự do của van thì van bắt đầu mở.

 c. Xác định các lực tác dụng vào van.

 Để tính toán xác định các lực tác dụng vào van và các yếu tố. Trên cơ sở xét sự cân bằng của thanh van 7 (cần van).

Cần van 7 chịu tác dụng của các lực :

+ Lực cản của lò xo hồi vị 6.

+ Lực cản do ma sát trượt.

 Nếu tổng các lực này quá nhỏ thì có thể làm van mở mà không cần đi hết hành trình tự do xác định.

 Lực tác dụng lên lò xo hồi vị 6 lúc bắt đầu mở van không nhỏ hơn 4 KG và khi mở hoàn toàn không nhỏ hơn 6 KG.Để giảm tính trễ trên đặc tính tĩnh của van ta chọn lực lò xo hồi vị 6 lúc bắt đầu mở là 4,5 KG.

3.3. Kiểm tra hệ thống khí nén và chọn tiết diện ống dẫn.

3.5.1. Kiểm tra hệ thống khí nén.

 Hệ thống khí nén bao gồm máy nén khí, bình chứa khí, đó là các thiết bị chủ yếu để cung cấp và dự trữ năng lượng khí nén cho toàn bộ các hệ thống dùng khí trên ôtô như (Hệ thống phanh, hệ thống bơm lốp tự động).

 Năng suất của máy nén khí dựa trên cơ sở nạp phanh và đẩy bình sau khi khởi động động cơ và giữ cho áp suất khí nén gần với áp suất tính toán khi phanh liên tục hoặc đóng mở ly hợp thường xuyên. Trong thực tế máy nén khí chỉ làm việc có ích khoảng 10 - 20 % thời gian làm việc có ích của động cơ .

 Để đơn giản ta tính áp suất trong bình khí nén qua mỗi lần phanh và mở ly hợp với giả thiết :

 - Khí nén trong bình coi là 1 pha lý tưởng.

 - Bỏ qua sự tăng nhiệt độ khí trong quá trình làm việc và coi quá trình là đẳng nhiệt.

 - Bỏ qua ảnh hưởng của dao động khí và sóng áp suất.

Như vậy trong khi máy nén chưa làm việc ta có thể phanh đồng thời với mở ly hợp tới 5 lần mà vẫn đạt áp suất tối thiểu theo yêu cầu.

  Điều đó chứng tỏ rằng khi phanh và mở ly hợp không ảnh hưởng tới sự làm việc của hệ thống khí nén và các hệ thống khác.

3.5.2. Chọn tiết diện đường ống.

Tiết diện ống dẫn khí có ảnh hưởng lớn tới sự làm việc bình thường và sự nhạy cảm của hệ thống. Việc chọn tiết diện hợp lý sẽ đảm bảo cho hệ thống làm việc tốt.

Nếu chọn tiết diện đường ống quá nhỏ thì thời gian điền đầy khí nén vào xi lanh làm việc sẽ tăng lên, mặt khác tổn thất trên đường ống sẽ tăng lên làm ảnh huởng không tốt tới sự làm việc của hệ thống làm thời gian chậm tác dụng tăng lên.

3.6. Gia công cần đẩy van lá. 

3.6..1. Phân tích chi tiết.

a. Chức năng nhiệm vụ.

Cần đẩy van lá một chi tiết cơ bản trong van điều khiển. Nó có nhiệm vụ đo trượt trong thân van để đóng mở van cho khí nén từ bình khí qua van tới xi lanh lực để mở ly hợp khi người lái đạp bàn đạp ly hợp đồng thời làm nhiệm vụ xả khí nén ra ngoài khi người lái nhả bàn đạp ly hợp.

b. Cấu tạo.

Mặt trụ có nhiệm vụ di trượt trong thân van khi đóng mở van do đó nó phải có độ bóng cao, trên bề mặt của nó còn xe một rãnh để lắp vòng bao kín tránh sự lọt khí.

- Độ không vuông góc giữa mặt đầu A và đường tâm trục không quá 0,05 mm

- Mặt trụ có độ không đồng tâm không quá 0,03 mm.

- Độ ô van mặt không quá 0,05 mm

3.6.3. Lập quy trình công nghệ.

Căn cứ vào cấu tạo và yêu cầu kỹ thuâth ta có thể đưa quy trình công nghệ gia công chi tiết cần đẩy van như sau:

a. Nguyên công 1: Xén mặt đầu, tiện bậc 10; 12; 15

- Kẹp chặt: Dùng mâm kẹp 3 chấu

- Chế độ cắt:

+ Bước 1: Tiện đồng thời xén mặt đầu.

Lượng dư theo bán kính t=2.5 mm

Tra bảng 10.2: sổ tay thiết kế CNCTM 1

Bước tiến dao: s=0,4 mm/vòng.

Vận tốc cắt: v=52 m/ph

Chọn máy tiện 1616

+ Bước 2: Tiện bậc .

Lượng dư còn dư còn lại theo bán kính là: 

t =1,5 mm

s = 0,4 mm/vòng

v =52 m/ph

Máy 1616

n_m= 958 v/ph

s_m= 0,.42 mm/vòng

b. Nguyên công 2: Tiện bậc 18, 10 và tiện rãnh

+ Bước 1: Tiện, lượng dư theo bán kính 1mm

- Lần 1: t = 0,75 mm.

s = 0,3 mm/vòng.

v =75 m/ph.

- Lần 2: t = 0,25 mm

s = 0,3 mm/vòng.

v = 912 m/ph.

+ Bước 3: Tiện rãnh t=3mm.

s = 0,1 mm/vòng.

v = 42 m/ph.

d. Nguyên công 4: Khoan lỗ 6 vuông góc với trục

Máy khoan đứng 2A135

Chọn mũi khoan ruột gà 6 bằng thép gió P9.

s = 0,1 mm/vòng.

v = 42 m/ph.

f. Nguyên công 6: Kiểm tra độ vuông góc của mặt đầu cần van với đường trục. Bề mặt trụ 6 sau khi gia công tinh xong được lồng vào lỗ chuẩn. Dùng đồng hồ xo bắt đầu vào giá cố định, đầu rò của đồng hồ tì vào bề mặt kiểm tra. Dùng tay xoay chi tiết quành lỗ chuẩn. Xem sự dao động của kim đồng hồ xo để kiểm tra.

KẾT LUẬN

Kỹ thuật ôtô ngày càng được phát triển tới mức rất cao, thoả mãn những yêu cầu và đòi hỏi khắt khe của nhiều yếu tố:kinh tế, môi trường đầu tư, thị hiếu của người tiêu dùng.v.v.. Đặc biệt là an toàn chuyển động của ôtô ở tốc độ cao. Vì vậy trên ôtô được trang bị thêm rất nhiều hệ thống để đảm bảo được  các tính năng nói trên.

Sau một thời gian dài nghiên cứu, tính toán và thiết kế được sự trợ giúp tận tình của Thầy giáo TS……………., các thầy cô trong bộ môn xe quân sự và  các bạn đồng nghiệp, nay em đã hoàn thành bản đồ án.

Thông qua đồ án đã phần nào nói lên được tác dụng và vai trò quan trọng của ly hợp. Từ đó có những cải tiến kỹ thuật để nâng cao độ an toàn chuyển động và việc điều khiển xe được dễ dàng hơn.

Mặc dù có nhiều cố gắng nhưng do thời gian và kinh nghiệm nghiên cứu còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em mong các Thầy, cô tận tình chỉ bảo giúp đỡ.

Em xin chân thành cảm ơn !

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Lý thuyết ôtô máy kéo - Năm 1993. Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng.

2. Cấu tạo ôtô quân sự - Năm 1995. Vũ Đức Lập, Phan Đình Vi

3. /Lý thuyết ôtô quân sự- Năm 2001. Nguyễn Phúc Hiểu.

4. Sổ tay tra cứu tính năng kỹ thuật ôtô. Vũ Đức Lập.

5. Thiết kế tính toán ôtô - máy kéo - Năm 1971. Trương Minh Chấp, Dương Đình Khuyến, Nguyễn Khắc Trai.

6. Chi tiết máy Tập I, tập II - Năm 1997. Nguyễn Trọng Hiệp.

 "TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"