MỤC LỤC
MỤC LỤC...1
LỜI NÓI ĐẦU.. 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CỤM LY HỢP. 4
1.1. Công dụng. 4
1.2. Yêu cầu. 4
1.3.Phân loại ly hợp: 5
1.3.1. Theo phương pháp truyền mô men. 5
1.3.3. Theo phương pháp phát sinh lực ép. 10
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ. 16
2.1. Giới thiệu xe tham khảo Hyundai Elantra. 16
2.2. Phân tích và lựa chọn thiết kế các bộ phận cơ bản trong ly hợp ma sát....... 18
2.2.1. Lựa chọn phương án thiết kế theo phát sinh lực trên đĩa ép. 18
2.2.2. Đĩa ép vàđĩa trung gian. 20
2.2.3. Đĩa bịđộng. 22
2.2.4.Bộ giảm chấn. 23
2.2.5. Bi T 24
2.2.6. Lựa chọn phương án thiết kế dẫn động. 24
2.3. Tính toán thiết kế hệ thống ly hợp trên xe Hyundai Elantra. 31
2.3.1. Tính chọn các kích thước và các thông số cơ bản của ly hợp. 31
2.3.2. Xác định mô men ma sát mà ly hợp cần truyền. 31
2.3.3. Xác định các thông số và các kích thước cơ bản. 32
2.3.4. Xác định các thông số của giảm chấn. 34
2.3.5. Tính kiểm tra điều kiện làm việc của ly hợp. 37
2.3.6. Tính bền các chi tiết của ly hợp. 39
2.3.7. ính trục ly hợp: 44
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG LY HỢP THỦY LỰC 51
3.1. Thiết kế tính toán dẫn động ly hợp bằng thủy lực. ..51
3.2. Xác định lực và hành trình bàn đạp. 51
3.2.1. Xác định kích thước xi lanh công tác. 52
3.2.2. Xác định kích thước xi lanh chính. 54
CHƯƠNG 4: KIỂM TRA, BẢO DƯỠNG SỮA CHỮA LY HỢPTRÊN XE HYUNDAI ELANTRA.. 55
4.1. Kiểm tra các hư hỏng của ly hợp. 55
4.1.1.Bị trượt khi đóng ly hợp…55
4.1.2. Bị rung giật, làm việc không êm khi đóng ly hợp…56
4.1.3. Ly hợp không ngắt được hoàn toàn…56
4.1.4. Ly hợp phát ra tiếng kêu…57
4.1.5. Bàn đạp ly hợp rung…….58
4.1.6. Đĩa ly hợp chóng mòn…58
4.1.7 Bàn đạp ly hợp nặng……59
4.1.8. Hẫng bàn đạp ly hợp…….59
4.2. Quy trình kiểm tra, sửa chữa ly hợp: 59
4.2.1. Hiện tượng trượt ly hợp: 59
4.2.2. Hiện tượng rung ly hợp khi khởi hành: 60
4.2.3. Hiện tượng ly hợp bị kêu …61
4.2.4. Hiện tượng khó sang số hoặc không sang được số…61
4.3. Tháo lắp, kiểm tra sửa chữa ly hợp: 62
KẾT LUẬN.. 72
TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 73
LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật nói chung, ngành công nghiệp chế tạo ôtô nói riêng trong vài thập kỷ gần đây đã có những bước phát triển nhanh chóng vượt bậc với nhiều loại ôtô hiện đại ra đời, nhờ thành tựu các lĩnh vực điện tử, tin học, cơ khí, vật liệu mới và dần được hoàn thiện để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người cũng như của các ngành kinh tế khác.
Trong quá trình phát triển kinh tế xã hội của nước ta hiện nay với chủ trương “Công nghiệp hoá - hiện đại hoá” đã có nhiều loại ôtô được nhập và lắp ráp tại Việt Nam. Dòng xe con du lịch ngày càng được sử dụng rộng rãi bởi chúng có nhiều tính năng ưu việt: điều khiển dễ dàng, an toàn, độ bền tốt và có kích thước nhỏ gọn nên đi lại dễ dàng trong các đường hẹp đặc biệt trong các đường giao thông đô thị ở thành phố lớn nước ta hiện nay. Với mục tiêu nghiên cứu thiết kế hệ thống ly hợp theo hướng giảm nhẹ lao động người lái, giảm hành trình bàn đạp, song kết cấu phải đơn giản em được giao nhiệm vụ thiết kế ly hợp xe ôtô con .
Với nội dung, yêu cầu của đề tài được giao, em đã tập trung nghiên cứu tính toán kiểm nghiệm xe cơ sở, tính toán thiết kế bộ trợ lực chân không. Phần còn lại của đồ án là tính toán thiết kế hệ dẫn động và xây dựng quy trình công nghệ gia công chi tiết điển hình. Ly hợp này sẽ có kết cấu đơn giản, lực điều khiển người lái sẽ nhẹ hơn và đảm bảo hành trình bàn đạp hợp lý. Các bộ phận thiết kế có thể sản xuất được trong nước.
Qua quá trình làm đồ án em đã tập sự làm công việc của người kỹ sư, cũng như tác phong làm việc và học hỏi thêm nhiều kiến thức. Điều đó rất bổ ích cho sự nghiệp của một kỹ sư cơ khí ôtô tương lại.
Trong quá trình làm đồ án, mặc dù bản thân đã hết sức cố gắng và được sự giúp đỡ của các thầy trong Bộ môn ôtô, Khoa Cơ khí trường Đại học Công nghệ Giao thông vận tải song do khả năng và thời gian có hạn nên bản đồ án không tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong sự hướng dẫn, phê bình của các thầy, các đồng nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn : TS………………. và các thầy trong Bộ môn ôtô Trường Đại học Công nghệ Giao thông vận tải đã tạo điều kiện cho em hoàn thành bản đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Vĩnh Yên, ngày … tháng … năm 20…
Sinh viên thực hiện
………………
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CỤM LY HỢP
1.1. Công dụng
- Tách và nối 2 bộ phận là động cơ và hệ thống truyền lực trong những trường hợp cần thiết.
- Là bộ phận an toàn bảo vệ cho chi tiết của hệ thống không bị quá tải.
1.2. Yêu cầu
- Ly hợp phải truyền hết được mô men của động cơ xuống hệ thống truyền lực mà không bị trượt .
- Ly hợp ngắt dứt khoát, đóng êm dịu để giảm tải trọng động tác động lên hệ thống truyền lực.
1.3. Phân loại ly hợp:
Ta có thể phân loại ly hợp theo các phương pháp sau:
1.3.1. Theo phương pháp truyền mô men.
1.3.1.1. Ly hợp ma sát:
- Truyền mômen từ động cơ sang trục sơ cấp hộp số thông qua bề mặt ma sát.
- Sơ đồ cấu tạo:
1.3.1.2. Ly hợp thuỷ lực.
Truyền mômen thông qua chất lỏng
- Sơ đồ cấu tạo: Gồm hai phần.
+ Phần chủ động là phần bánh bơm, bánh đà.
+ Phần bị động là bánh tua bin nối với trục sơ cấp của hộp giảm tốc.
Trong không gian của bánh bơm và bánh tua bin là dầu thuỷ lực
Sơ đồ cấu tạo của ly hợp thuỷ lực.
* Nguyên lý làm việc.
+ Khi động cơ quay bánh bơm (3) quay theo, dẫn đến chất lỏng trượt theo rãnh của bánh bơm (theo hướng từ trong ra ngoài). Khi tới khe hở giữa bánh bơm và bánh tua bin chất lỏng đập vào cánh tua bin làm cánh tua bin quay nên trục sơ cấp của hộp số quay.
+ Nhược điểm:
- Chế tạo phức tạp đòi hỏi độ chính xác cao.
- Giá thành đắt.
1.3.1.3. Ly hợp điện từ:
Truyền mô men thông qua lực điện từ.
Sơ đồ cầu tạo.
1.3.1.4. Ly hợp liên hợp:
Là loại ly hợp kết hợp hai trong số các loại trên như thuỷ cơ, cơ điện
Trong ôtô hiện nay ly hợp ma sát được dùng rất phổ biến vì giá thành rẻ, chế tạo đơn giản hiệu suất truyền cao. Nhưng ly hợp thuỷ lực ngày càng được sử dụng trên các xe hiện đại có sử dụng hộp số tự động vì giảm được tải trọng động trên HTTL.
Sơ đồ cấu tạo 1 loại ly hợp hỗn hợp thuỷ lực và cơ khí dùng trên xe con
1.3.3. Theo phương pháp phát sinh lực ép
- Loại lò xo: Lò xo đặt xung quanh, lò xo đặt trung tâm (côn), lò xo đĩa.
- Loại lực ép nửa ly tâm: Lực ép sinh ra ngoài lực của lò xo côn còn có lực phụ thêm là lò do lực ly tâm của trọng khối phụ sinh ra.
1.3.5.Theo phương pháp dẫn động:
1.3.5.1.Dẫn động cơ khí
Dẫn động ly hợp bằng cơ khí có kết cấu đơn giản, hiệu suất truyền lực cao tuy nhiên tỉ số truyền cơ khí bị giới hạn nên nói chung lực điều khiển trên bàn đạp lớn. Vì vậy dẫn động ly hợp bằng cơ khí thường chỉ được bố trí ở những ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ, lực ép của lò xo ly hợp không lớn.
- Dẫn động cơ khí kiểu đòn kéo (đẩy)
Cấu tạo chung của hệ dẫn động ly hợp bằng cơ khí được thể hiện trên hình. 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.
- Nguyên lý làm việc của hệ dẫn động này được thực hiện như sau:
Khi cần mở ly hợp người lái tác dụng một lực vào bàn đạp 1, qua khớp bản lề 2 đầu dưới của bàn đạp sẽ dịch chuyển sang phải làm thanh đẩy 3 cũng dịch chuyển sang phải theo. Đầu thanh đẩy 3 tác dụng vào càng mở 4 làm càng mở 4 quay quanh điểm tựa 5 đẩy bạc mở 6 dịch chuyển sang trái tác dụng lên đầu đòn mở 7 để kéo đĩa ép tách khỏi đĩa ma sát thực hiện mở ly hợp.
1.3.5.2. Dẫn động thuỷ lực
Dẫn động ly hợp bằng thuỷ lực có ưu điểm là việc bố trí các chi tiết của hệ thống dẫn động khá linh hoạt thuận tiện, ít bị ràng buộc bởi không gian bố trí chung, đặc biệt thích hợp ở những ôtô mà ly hợp đặt xa người điều khiển.
1.3.5.3. Dẫn động cơ khí cường hoá khí nén:
Dẫn động cơ khí cường hoá khí nén là sự kết hợp giữa dẫn động cơ khí và dẫn động khí nén. ở đây dẫn động cơ khí nhằm thực hiện việc điều khiển van phân phối cấp khí nén cho xi lanh lực thực hiện dẫn động khí nén để mở ly hợp. Vì vậy, ở đây lực mở ly hợp chủ yếu do dẫn động khí nén thực hiện.
1.3.5.4. Dẫn động thuỷ lực cường hoá khí nén
Dẫn động thuỷ lực cường hoá khí nén là sự kết hợp giữa dẫn động thuỷ lực và dẫn động khí nén. Trong đó dẫn động thuỷ lực chủ yếu là để điều khiển van phân phối của dẫn động khí nén (khi hệ thống làm việc bình thường). Dẫn động khí nén sẽ tạo ra nguồn lực chính để thực hiện mở ly hợp. Vì vậy người ta cũng có thể tạo ra lực mở ly hợp lớn theo mong muốn.
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
2.1. Giới thiệu xe tham khảo Hyundai Elantra.
Các thống số xe Hyundai Elantra thể hiện như bảng 2.1.
Hyundai Elantra là một dòng xe phân khúc C xe đa dụng của Hyundai. Hyundai Elantra là dòng xe luôn nằm trong mẫu xe bán chạy nhất qua các năm. Bởi những ưu biệt mà nó mang lại cho người dùng.
Các trang bị ngoại thất: Hệ thống chiếu sáng cuốn hút và hiện đại với cặp đèn pha HID tích hợp dải đèn LED chạy ban ngày, ngay bên dưới là hốc hút gió tạo hình móc câu bao bọc lấy đèn sương mù kiểu projector. Phần đuôi xe Elantra thanh thoát với đuôi lướt gió được vuốt cong đầy tinh tế.
* Kết luận: Như vậy đối với xe Hyundai Elantra 2.0AT không đòi hỏi công suất và mô men lớn ta chọn ly hợp là ly hợp ma sát khô thường đóng 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
2.2. Phân tích và lựa chọn thiết kế các bộ phận cơ bản trong ly hợp ma sát
2.2.1. Lựa chọn phương án thiết kế theo phát sinh lực trên đĩa 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.
a. Lò xo trụ
Lò xo trụ có đường đặc tính làm việc là đường b trên Hình 2.1.
Lò xo trụ thường được bố trí theo vòng tròn trên đĩa ép.
Đểđịnh 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 lyhợp.
b. Lò xo côn xoắn
Lò xo côn xoắn có đường đặc tính làm việc là đường a trên Hình 2.1.
c. Lò xo đĩa
Lò xo đĩa có đường đặc tính làm việc là đường c trên Hình 2.1.
* 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 dạng đĩa thường đóng.
2.2.2. Đĩa ép vàđĩa trung gian
Đĩa ép vàđĩa trung gian đảm nhận nhiệm vụ tạo mặt phẳng ép với đĩa bịđộng. 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 2.4.
Ở ly hợp hai đĩa liên kết có thể thực hiện nhờ chốt cốđịnh trên bánh đà (d,e) đĩa trung gian có thể liên kết với bánh đà nhờ vấu hoặc chốt hướng tâm, chốt dọc trục (c,d,e)
* Kết luận: Như vậy đối với xe Hyundai Elantra ta chọn đĩa ép có thanh nối mỏng đàn hồi
2.2.5. Bi T
Hay gọi là vòng bi cắt ly hợp:
- Vòng bị cắt ly hợp hấp thụ sự chênh lệch tốc độ quay giữa càng cắt li hợp (không quay) và lò xo đĩa (quay) để truyền chuyển động của càng cắt vào lò xo đĩa.
- Vòng bi cắt li hợp tự định tâm
2.2.6. Lựa chọn phương án thiết kế dẫn động
Dẫn động điều khiển ly hợp có nhiệm vụ truyền lực của người lài từ bàn đạp ly hợp tới đòn mởđể thực hiện ngắt ly hợp. Dẫn động điều khiển cần phải đảm bảo kết cấu đơn giản, dễ xử 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
- Trợ lực có thể là :
+ Cơ khí
+ Chân không
+ Khí nén.
a. Dẫn động ly hợp bằng cơ khí
Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng các đòn, khớp nối vàđược lắp theo nguyên lýđòn 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 ZIL-130, ZIL-131, ...
b. 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 xy lanh chính và công tác.
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.
d. 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 xilanh lực. Đồng thời kết hợp với áp lực của khí nén lấy từ các máy nén khí sơ đồ hình 2.13
* Kết luận:
Qua việc tham khảo sơ bộ các phương án, ta thấy phương án dẫn động thuỷ lực 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 xe Hyundai Elantra.
2.3. Tính toán thiết kế hệ thống ly hợp trên xe Hyundai Elantra
2.3.1. Tính chọn các kích thước và các thông số cơ bản của ly hợp
Các kích thước và thông số cơ bản của ly hợp bao gồm: đường kính ngoài D và đường kính trong d của các tấm ma sát; số lượng đĩa bị động ; hệ số dự trữ ly hơp ; lực ép tổng của các lò xo ; hệ số ma sát tính toán ; số lượng và độ cứng c của các lò xo ép; áp suất lên bề mặt các tấm ma sát.
2.3.2. Xác định mô men ma sát mà ly hợp cần truyền
Ly hợp phải được thế kế sao cho nó phải truyền được hết mô men của động cơ và đồng thời bảo vệ được cho hệ thống truyền lực khỏi bị quá tải. Với 2 yêu cầu như vậy mô men ma sát của ly hợp được tính như sau:
Mc = B.Memax
⇒ Đối với ô tô con ta chọn = 1,75
Vậy momen ma sát của ly hợp :
Mc= 1,75 . 155 = 271,25 (Nm)
2.3.3. Xác định các thông số và các kích thước cơ bản
Quá trình tính toán được thực hiện theo trình tự sau. Dựa trên giá trị của mô men cực đại của động cơ người ta chọn số lượng đĩa bị động và các kích thước của tấm ma sát (các đường kính D va d). Nếu ≤ 465 Nm thì ly hợp là một đĩa, nếu mô men cực đại cua động cơ lớn hơn giá trị trên thì ly hợp có thể là một hoặc hai đĩa. Đối với các ly hợp một đĩa D = 190 400mm, còn đối với các ly hợp hai đĩa D = 340 400mm. Độ dày của các tấm ma sát e = 3,0 - 3,5mm đối với các ô tô con và = 4,0 5,0 mm đối với các ô tô tải.
⇒ Vậy ta chọn độ dày của tấm ma sát đối với ô tô con ( s = 3 mm)
⇒ r = (0,53 0,75).R = (0,53 ÷ 0,75) . 0,12 = (0,0636 ÷ 0,09) (m), ta lấy: r = 0,065 (m)
- Áp suất tác dụng lên bề mặt ma sát q là một trong những thông số quan trọng đánh giá chế độ làm việc của ly hợp. Áp suất được tính như sau: q ≤ [q]
A: là diện tích làm việc của một bề mặt ma sát
⇒ q = ≤ 0,2 (MPa) ⇒q = 0,16 (MPa)
⇒ Vậy bề mặt ma sát bảo đảm đủ độ bền cho phép.
2.3.4. Xác định các thông số của giảm chấn.
Giảm chấn có hai bộ phận chính: bộ phận đàn hồi (các lò xo) làm giảm độ cứng chung của HTTL nhằm tránh hiện tượng cộng hưởng ở tần số cao, và các tấm ma sát hấp thụ năng lượng và dập tắt các dao động ở tần số thấp. Vì vậy mô men truyền qua giảm chấn cũng bao gồm hai thành phần: mô men sinh ra do lực của các lò xo ; mô men ma sát .
* Khi chưa truyền mômen quay, thanh tựa nối các xương đĩa sẽ có khe hở l1 , l2 tới các thành bên của moay ơ.
Đường kính thanh tựa: chọn d = (10 ÷ 12) (mm) đặt trong kích thước lỗ B
⇒ Ta chọn d = 0,01 m
Kích thước lỗ B được xác định theo khe hở l1,l2. Các trị số l1,l2 chọn trong khoảng từ (2,5 ÷ 4) (mm) ⇒ Ta chọn: l1 = l2 = 0,003 m.
⇒ Vậy kích thước đặt lỗ thanh tựa là :
B = d + l1 + l2 = 0,01 + 0,003 + 0,003 = 0,013 (m)
* Độ cứng tối thiểu của lò xo giảm chấn (hay gọi là mômen quay tác dụng lên đĩa ma sát để xoay đĩa đi so với moayơ). Độ cứng được xác định theo công thức :
S = 17,4. . K . (Nm).
⇒ S = 17,4. . K . = 17,4. . 1300 . 4 = 183,22 (Nm)
* Chiều dài làm việc của vòng lò xo được tính theo công thức (ứng với khe hở giữacác vòng lò xo bằng không)
l1 = 0,018 (m)
* Chiều dài của vòng lò xo ở trạng thái tự do : l2 = 0,0225 (m)
* Các cửa sổ đặt lò xo giảm chấn 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
⇒ Ta chọn A = 0,0225 – 0,5.0,003 = 0,021 (m).
- Cạnh bên cửa sổ làm nghiêng 1 góc (1 - 1,5o) ⇒ Ta chọn 1,2o
2.3.5. Tính kiểm tra điều kiện làm việc của ly hợp
2.3.5.1. Xác định công trượt của ly hợp khi khởi động tại chỗ
Phương pháp này sử dụng công thức tính theo kinh nghiệm của Viện HAHM
Vậy công trượt của ly hợp khi khởi động tại chỗ :
⇒ L = 3,9. (Nm)
Vậy công trượt riêng thỏa mãn điều kiện cho phép
2.3.5.2. Tính toán nhiệt trên đĩa ép
Việc tính toán nhiệt trên đĩa ép được thực hiện nhằm kiểm tra mức gia tăng nhiệt độ trung bình trên đĩa sau một lần đóng ly hợp khi khởi động ô tô tại chỗ.
[∆t] : độ tăng nhiệt độ cho phép của chi tiết. Với ôtô không có kéo rơmoóc [∆t] = 8 oC - 10 oC
⇒ ∆t = 7,94 oC ≤ [∆t]
Vậy đĩa ép thỏa mãn độ tăng nhiệt độ cho phép
2.3.6. Tính bền các chi tiết của ly hợp
2.3.6.1. Lò xo ép
* Cơ cấu ép được dùng để tạo lực ép cho đĩa ép của ly hợp thường đóng 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)
[σ] =1000(MN/m2)
Lò xo được tính toán nhằm xác định các thông số hình học cơ bản nhằm thỏa mãn lực F cần thiết cho ly hợp. Kích thước của lò xo đĩa nón cụt còn phải bảo đảm điều kiện bền với chức năng là đòn mở
Ta dùng lò xo ép là loại lò xo nón cụt xẻ rãnh
⇒ Flx = 1,05 . 5121 = 5377,05 (N)
* Lò xo đĩa được tính bền bằng cách xác định ứng suất tịa điểm chịu tải lớn nhất ở trạng thái biến dạng tối đa (thành đĩa phẳng). Điểm chịu tải lớn nhất là tâm của phần nối giữa các thanh mở với vành ngoài của hình nón (điểm O).
⇒ Fn =5380,5. = 1858,7 (N)
⇒ e = 606,9 (MPa) ≤ [ e ] = 1000(MPa)
Vậy lò xo đảm bảo bền
2.3.6.2. 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 ma sát gồm các tấm ma sát và xương đĩa. Xương đĩa bị động thường được chế tạo từ thép 65 nhiệt luyện bằng cách tôi thể tích hoặc thép tôi 20 thấm . Đĩa bị động được kiểm bền cho 2 chi tiết: đinh tán và moayơ.
a. Đinh tán
- Chiều dày xương đĩa thường chọn từ (1,5-2,0) mm. Ta chọn (Sx= 2 mm)
- Độ dày của tấm ma sát đối với ô tô con(S= 3 mm)
- Đinh tán dùng để tán các tấm ma sát với xương đĩa thường được chế tạo từ đồng hoặc từ nhôm với đường kính 4 ÷ 6 mm. Đinh tán được kiểm bền theo ứng suất chèn dập và ứng suất cắt. Ta chọn d = 4 (mm)
b. Moay ơ đĩa bị động
Moay ơ thường được thiết kế với độ dài đủ lớn để đĩa bị động đỡ bị đảo, chiều dài của moay ơ thường được chọn bằng đường kính của then hoa trên trục ly hợp: l=D. Nếu ly hợp làm việc trong điều kiện nặng l = 1,4D.
* Đinh tán nối các xương đĩa ma sát thường làm bằng thép có đường kính
d = (6 - 10) mm . Ta chọn d = 6 mm = 0,006 (m)
2.3.7. Tính 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.
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 sẽ kiểm nghiệm trục tại chế độ mô men lớn nhất. Giả sử mô men trên trục là lớn nhất khi hộp số đặt ở tay số 1.
Các thông số tham khảo của các cặp bánh răng hộp số:
Đường kính vòng lăn bánh răng trục sơ cấp d1 = 60 mm = 0,06 m.
Đường kính vòng lăn bánh răng trục trung gian d2 = 110 mm = 0,11 m.
Đường kính vòng lăn bánh răng trục trung gian d3 = 40 mm = 0,04 m.
Đường kính vòng lăn bánh răng trục thứ cấp d4 = 130 mm = 0,13 m.
Ta có mô men truyền qua các trục như sau:
Trục I : M1 = Memax = 155 Nm.
Trục II : M2 = M1.i12 = 284 Nm.
Trục III : M3 = M2.i34 = 923 Nm.
Ta có các bước tính :
Bước 1: Tính toán các lực trên các bánh răng của trục I và trục III.
Bước 2: Xác định phản lực lên các trục I và trục III tại các gối đỡ.
Bước 3: Kiểm tra độ bền trục I.
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG LY HỢP THỦY LỰC
3.1. Thiết kế tính toán dẫn động ly hợp bằng thủy lực
Chất lượng của dẫn động ly hợp được đánh giá bằng những thông số sau: công thực hiện của người lái để ngắt ly hợp , lực tối đa tác dụng lên bàn đạp và hành trình lớn nhất của bàn đạp
Đối với ô tô con:
Wc ≤ 23 (J) ; Qbdmax ≤ 150 (N) ; Sbdmax ≤ 140 ÷ 160 (mm)
3.2. Xác định lực và hành trình bàn đạp
Chọn các thông số theo xe tham khảo ta có:
a1 = 360 mm a2 = 50 mm
b1 = 160 mm b2 = 70 mm
d1 = 20 mm d2 = 19 mm
⇒ idd = 14,85
Với lực bàn đạp này nằm trong giới hạn cho phép của lực bàn đạp ly hợp đối với oto con Qbd ≤ 150 N. Do đó ta không cần thiết kế tính toán thêm bộ trợ lực.
Hành trình bàn đạp Sbd được xác định theo công thức:
Sbd = ( d + l2 ).idd
l2 = 6,36 (mm)
Vậy hành trình bàn đạp : Sbd = ( 3 + 6,36). 14,85= 139 (mm)
Với hành trình bàn đạp cho phép Sbd max< 180 mm.
Vậy hành trình bàn đạp nằm trong giới hạn cho phép
3.2.1. Xác định kích thước xi lanh công tác
Chọn chiều dày thành xy lanh t = 4 mm.
Đường kính ngoài:
D2 = d2 + 2.t = 19 + 2.4 = 27(mm).
Theo thuyết bền ứng suất tiếp lớn nhất:
std2 = sq2 - sr2 = 1,26. (N/m2).
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.
3.2.2. Xác định kích thước xi lanh chính
Hành trình xylanh chính: S3 = 19,855(mm)
Chọn chiều dày thành xy lanh là t = 4 mm.
Đường kính ngoài:
D1 = d1 + 2.t = 20 + 2.4 = 28 (mm)
Thể tích dầu thực tế trong xylanh chính phải lớn hơn tính toán 1 chút. Vì hiệu suất dẫn động dầu <1.
Nên thể tích dầu là: V3 = 6861,4(mm3)
* Kiểm tra bền xy lanh chính:
Tính kiểm nghiệm bền cho xy lanh chính cũng tương tự như xy lanh công tác.Các thông số tính toán cho xy lanh chính là:
a1 : Bán kính trong a1 = 10 mm.
b1 : Bán kính ngoài b1 = 14 mm.
Theo thuyết bền ứng suất tiếp lớn nhất:
std1 = sq1 - sr1 =1,3. (N/m2).
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.
CHƯƠNG 4: CHẨN ĐOÁN, BẢO DƯỠNG VÀ SỮA CHỮA LY HỢPTRÊN XE HYUNDAI ELANTRA
4.1. Các phương pháp chẩn đoán hư hỏng của ly hợp
Các phương pháp chẩn đoán hư hỏng của ly hợp như bảng 4.1.
4.2. Quy trình tháo lắp ly hợp:
4.2.1. Quy trình tháo ly hợp:
Quy trình tháo ly hợp như bảng 4.2.
4.2.2. 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.
4.3. Quy trình kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa ly hợp:
4.3.1. Kiểm tra, sửa chữa:
4.3.1.1. 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.
- Dùng trục mới để kiểm tra rãnh then của moay ơ, nếu bị mòn nhiều thì phải thay mới.
4.3.1.2. 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.
- Bị rạn nứt, cong vênh, cháy xám do nhiệt phát sinh khi ly hợp bị trượt.
* Sửa chữa
- Mòn ít, cháy xám nhẹ, vết xước nhỏ thì dùng giấy ráp để đánh sạch.
- Mòn nhiều, xước sâu > 0.2mm thì mài lại nhưng vẫn đảm bảo độ dày cho phép (nếu làm giảm lực ép nên lò xo thì phải tăng chiều dày đệm cho phù hợp).
4.3.1.4. 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.
- Tác hại: Làm cho tốc độ mòn các chi tiết nhanh và có tiếng kêu khi cắt ly hợp.
4.3.1.6. Trục ly hợp
* Hư hỏng, nguyên nhân:
- Trục ly hợp bị mòn lỗ lắp ghép vòng bi do tháo lắp không đúng kỹ thuật.
- Rãnh then hoa bị mòn do làm việc lâu ngày, bảo dưỡng không đúng định kỳ.
* Kiểm tra
- Dùng mắt quan sát.
- Dùng panme đo đường kính chỗ lắp vòng bi để xác định độ mòn.
4.3.2. Kiểm tra, điều chỉnh ly hợp
4.3.2.1. 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
4.3.2.2. 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).
4.3.2.4. Kiểm tra điểm cắt ly hợp (hình 5.1)
- 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
Sau thời gian được giao thiết kế đồ án tôt nghiệp, em đã cố gắng thực hiện và đến nay em đã hoàn thành nhiệm vụ được giao là “Thiết kế hệ thống ly hợp xe Hyundai Elantra”.
Trong quá trình học tập và nghiên cứu tại trường,em nhận thấy rằng để trở thành một người kỹ sư thực thụ thì không chỉ cần có năng lực bản thân mà cần phải có thêm sự say mê nghề nghiệp. Sự say mê đó em đã được các thầy giáo trong trường nói chung, cũng như các thầy giáo trong bộ môn ô tô truyền cho.
Trước khi ra trường để phục vụ, cống hiến cho xã hội,em đã được các thầy cô giáo giao cho đề tài: “Thiết kế tính toán hệ thống ly hợp”, với xe tham khảo là “xe Hyundai Elantra”. Em thấy rằng đây là một đề tài hết sức thú vị và thực tế, sẽ giúp cho em rất nhiều về chuyên môn sau này. Ngay sau khi nhận được đề tài,với sự hướng dẫn của thầy giáo Đỗ Thành Phương em đã đi vào tìm hiểu và nghiên cứu về cụm ly hợp của xe. Dưới sự chỉ bảo miệt mài,tận tụy của thầy em đã hoàn thành xong đồ án. Tuy nhiên do điều kiện thời gian có hạn, cũng như trình độ của em còn hạn chế đồ án không tránh khỏi những sai sót, vì vậy em kính mong các thầy chỉ bảo và phê bình cho đồ án của em hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo : TS………………. cũng như các thầy trong bộ môn đã giúp đỡ em trong thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp và trong suốt quá trình học tập tại nhà trường.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Tập bài giảng thiết kế tính toán Ôtô
Tác giả: PGS.TS. Nguyễn Trọng Hoan
[2].Cơ sở thiết kế Ôtô
Tác giả: Nguyễn Khắc Trai
Nhà xuất bản Giao thông vận tải - 2006.
[3].Cấu tạo Ôtô con
Tác giả: Nguyễn Khắc Trai
Nhà xuất bản Giao thông vận tải - 2004.
[4]. Hướng dẫn thiết kế hệ thống phanh Ôtô máy kéo
Tác giả: Dương Đình Khuyến
Xuất bản: Hà Nội - 1985.
[5]. Thiết kế và tính toán động cơ đốt trong
Tác giả: Đặng Tấn Cường - Nguyễn Tử Dũng
Nguyễn Đức Phú
[6]. Hướng dẫn thiết kế tính toán hệ thống ly hợp trên ôtô-máy kéo
Tác giả: Lê Thị Vàng
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"