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, phân loại và yêu cầu của ly hợp… 5
1.1.1 Công dụng ly hợp. 5
1.1.2 Phân loại ly hợp. 5
1.1.3 Yêu cầu ly hợp: 8
1.2 Ly hợp ma sát khô:…9
1.2.1 Sơ đồ cấu tạo của ly hợp loại đĩa ma sát khô 1 đĩa: 9
1.2.2 Sơ đồ cấu tạo của ly hợp loại ma sát khô 2 đĩa: 12
1.2.3. So sánh ly hợp ma sát 1 đĩa và ly hợp ma sát 2 đĩa. 14
1.3. Các bộ phận cơ bản trong ly hợp ma sát…14
1.3.1. Lò xo ép. 14
1.3.2 Đĩa ép và đĩa trung gian. 15
1.3.4 Bộ giảm chấn. 17
1.3.5 Đòn mở ly hợp. 18
1.4 Một số ly hợp khác…20
1.4.1 Ly hợp thủy lực. 20
1.4.2 Ly hợp điện từ. 21
CHƯƠNG II: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ…23
2.1 Lựa chọn hệ dẫn động điều khiển ly hợp…23
2.1.1 Dẫn động ly hợp bằng cơ khí 23
2.1.2 Dẫn động ly hợp bằng thủy lực. 24
2.1.3 Dẫn động ly hợp bằng cơ khí có cường hóa khí nén. 27
2.1.4 Dẫn động ly hợp bằng thủy lực có cường hóa khí nén. 28
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG LY HỢP… 31
3.1 Các thông số kỹ thuật xe tham khảo (Hino-WU422)… 31
3.2 Xác định mômen ma sát của ly hợp…33
3.3 Xác định kích thước cơ bản của ly hợp…33
3.3.1 Xác định bán kính ma sát trung bình của đĩa bị động. 33
3.3.2 Xác định số lượng đĩa bị động. 34
3.4 Xác định công trượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp…35
3.4.1 Xác định công trượt của ly hợp khi khởi động tại chỗ. 35
3.4.2 Xác định công trượt riêng. 36
3.4.3 Kiểm tra theo nhiệt độ các chi tiết 37
3.4.4 Bề dày tối thiểu của đĩa ép theo chế độ nhiệt 37
3.5 Tính toán sức bền một số chi tiết điển hình của ly hơp…38
3.5.1 Tính sức bền đĩa bị động. 38
3.5.2 Tính sức bền moayơ đĩa bị động. 40
3.5.3 Tính toán lò xo giảm chấn của ly hợp. 42
3.6 Tính lò xo ép…45
3.6.1 Lực ép cần thiết của lò xo đĩa nón cụt 46
3.6.2 Kích thước cơ bản và đặc tính của lò xo ép nón cụt xẻ rãnh. 46
3.7 Tính sức bền trục ly hợp…49
3.7.1 Chế độ tính toán trục ly hợp. 50
3.7.2 Tính các lực tác dụng lên cặp bánh răng luôn ăn khớp. 50
3.7.3 Tính các lực tác dụng lên cặp bánh răng gài số 1. 50
3.7.4 Tính các phản lực tác dụng lên trục ở vị trí lắp ổ lăn. 51
3.7.5 Tính các mômen trên trục ly hợp và vẽ biểu đồ mômen. 53
CHƯƠNG I V : KIỂM TRA, BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA LY HỢP…58
4.1 Kiểm tra và điều chỉnh hành trình của bàn đạp ly hợp…58
4.2 Kiểm tra các chi tiết chính…60
4.3 Kiểm tra việc rung lắc ly hợp…61
4.4 Kiểm tra sự trượt ly hợp…62
4.5 Kiểm tra tiếng ồn quá lớn…62
4.6 Những hư hỏng thường gặp và bảo dưỡng sửa chữa…63
KẾT LUẬN…67
TÀI LIỆU THAM KHẢO…68
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.
Ngành công nghiệp ô tô là một ngành quan trọng trong sự phát triển kinh tế của một quốc gia đặc biệt là một quốc gia đang phát triển như Việt Nam. Ô tô phục vụ cho việc vận chuyển hàng hoá, phục vụ mục đích đi lại của con người. Ngoài ra ô tô còn phục vụ trong rất nhiều lĩnh vực khác như : Y tế, cứu hoả, cứu hộ….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. 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 ô tô truyền thống. Ngoài ra người ta còn phát minh ra những công nghệ mới nhằm thay đổi ô tô truyền thống như nghiên cứu ô tô dùng động cơ Hybryd, động cơ dùng nhiên liệu Hydro, ô tô 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 ô tô truyền thống.
Trên ô tô, 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 ô tô. Hệ thống ly hợp có ảnh hưởng lớn đến tính êm dịu của ô tô, tính năng điều khiển của ô tô, 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 ô tô tải 5 tấn trên cơ sở xe HINO” 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 ô tô. Với đề tài được giao, em đã chọn xe HINO làm xe cơ sở để tham khảo các thông số ban đầu. Hiện nay loại xe này đang được bán rộng khắp tại nước ta và được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực trở hành hóa có trọng tải lớn, như xây dựng, công trường.v.v..
Trong thời gian được cho phép, với sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình, cụ thể của thầy giáo: TS…………….., cùng các thầy giáo trong bộ môn Ô tô, 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 trân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn: TS…………….., và các thầy giáo trong bộ môn Ô tô Trường ĐH Công Nghệ GTVT đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt bản đồ án này.
Hà Nội, ngày…tháng… năm 20…
Sinh viên thực hiện
…………………
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ LY HỢP TRÊN XE Ô TÔ
1.1 Công dụng, phân loại và yêu cầu của 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 ô tô 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.ở hệ thống truyền lực bằng cơ khí với hộp số có cấp, thì việc dùng ly hợp để tách tức thời động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực sẽ làm giảm va đập giữa các đầu răng, hoặc của khớp gài, làm cho quá trình đổi số được dễ dàng.
1.1.2 Phân loại ly hợp
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, hai đĩa hoặc nhiều đĩa).
Ly hợp ma sát loại hình nón.
Ly hợp ma sát loại hình trống.
* Loại 3 Ly hợp điện từ: Là ly hợp truyền mômen xoắn nhờ tác dụng của từ trường nam châm điện. Loại này ít được sử dụng trên xe ôtô.
* Loại 4 Ly hợp liên hợp: Là ly hợp truyền mômen xoắn bằng cách kết hợp hai trong các loại kể trên (ví dụ như ly hợp thủy cơ). Loại này ít được sử dụng trên xe ôtô.
b. Phân loại theo trạng thái làm việc của ly hợp:
Theo trạng thái làm việc của ly hợp thì người ta chia ly hợp ra thành 2 loại:
* Ly hợp thường đóng: Loại này được sử dụng hầu hết trên các ôtô hiện nay.
* Ly hợp thường mở: Loại này được sử dụng ở một số máy kéo bánh hơi như C - 100, MTZ2 ...
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.
1.1.3 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).
- Đóng ly hợp phải êm dịu, để giảm tải trọng va đập sinh ra trong các răng của hộp số khi khởi hành ôtô và khi sang số lúc ôtô đang chuyển động.
- Mở ly hợp phải dứt khoát và nhanh chóng, tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong thời gian ngắn
1.2 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
1.2.1 Sơ đồ cấu tạo của ly hợp loại đĩa ma sát khô 1 đĩa:
* Cấu tạo : theo hình 1.1.
* 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. đảm bảo truyền được mômen từ vỏ lên đĩa ép và dịch chuyển dọc trục khi đóng, ngắt ly hợp.
* Phần bị động:
Đĩa bị động (2) ( gồm cả chi tiết xương đĩa bị động, các tấm ma sát, mayer, bộ phận giảm chấn (13) và trục ly hợp
* Phần dẫn động:
Gồm các chi tiết liên kết từ bàn đạp (7) →đòn kéo (9)→càng mở (10)→bạc mở(6)→bi ‘T’ (11)→đòn mở (12).
1.2.2 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.
1.2.3. So sánh ly hợp ma sát 1 đĩa và ly hợp ma sát 2 đĩa
Nếu cùng một đĩa ép báo 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 .
Nếu cùng truyền mô men như nhau dẫn tới kích thước của ly hợp 2 đĩa nhỏ hơn .
Ly hợp ma sát khô 2 đĩa đóng êm dịu hơn ly hợp ma sát khô 1 đĩa
Nhược điểm của ly hợp ma sát 1 đĩa so với 1 đĩa. Ly hợp 2 đĩa có kết cấu phúc tạp, quá trình mở kém dứt khoát .
1.3. Các bộ phận cơ bản trong ly hợp ma sát
1.3.1. Lò xo ép
Lò xo ép trong ly hợp ma sát là chi tiết quán 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 ).
1.3.2 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 (1.6).
1.3.3 Đĩa bị động
* Sơ đồ (hình 1.6)
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.
1.3.4 Bộ giảm chấn
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
Xử dụng các tấm ma sát bằng pherado hay kim loại chịu mòn.
* Cấu tạo bộ giảm chấn
Đa dạng, nhưng đều được bố trí nối giữa xương đĩa bị động với mayer và hoạt động theo nguyên tắc hập thụ và phân tán năng lượng
1.4 Một số ly hợp khác
1.4.1 Ly hợp thủy lực
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.
* Nguyên lý hoạt động:
Ly hợp thủy lực gồm có 2 bánh công tác. Bánh bơm ly tâm và bánh tuabin hướng tâm, tất cả được đặt trong hộp kín điền đầy chất lỏng công tác. Trục của bánh bơm được nối với động cớ và trục của bánh tuabin được nối với hộp số.
1.4.2 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
- Ly hợp điện tử làm việc theo nguyên lý nam châm điện bột.
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 sô. Như vậy không cần bố trí bàn đạp ly hợp và thực hiện điều khiển theo hệ thống ‘điều khiển hai pedal’.
CHƯƠNG II: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
2.1 Lựa chọn hệ dẫn động điều khiển ly hợp.
2.1.1 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, ...
2.1.2 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.
Sơ đồ dẫn động ly hợp bằng thủy lực hình 2.2
Sơ đồ cấu tạo xi lanh chính của dẫn động ly hợp bằng thủy lực hình 2.3
2.1.3 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 các lực đẩy của khí nén sơ đồ hình 2.4
2.1.4 Dẫn động ly hợp bằng thủy lực có cường hóa 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 2.5
* Nguyên lý làm việc:
Khi người lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly hợp (1), làm cho tay đòn bàn đạp quay quanh O1 và đẩy cần piston của xilanh chính (3) đi xuống (theo chiều mũi tên). Dầu từ xilanh chính (3) được piston nén lại và theo đường ống dẫn dầu (4) vào xilanh thủy lực (8). áp lực dầu tác dụng vào mặt piston xilanh thủy lực (9) và đẩy nó cùng cần piston (10) sang phải. Làm cho càng mở ly hợp (11) quay quanh O2 và đẩy bạc mở ly hợp (12) sang trái (theo chiều mũi tên). Ly hợp được mở.
- Ưu điểm:
Hệ thống dẫn động làm việc tin cậy, khi cường hóa khí nén hỏng thì hệ thống dẫn động bằng thủy lực vẫn hoạt động bình thường. Lực của người lái tác dụng vào bàn đạp ly hợp nhỏ. Hành trình toàn bộ của bàn đạp không lớn. Loại hệ thống dẫn động này thì đảm bảo được yêu cầu đóng ly hợp êm dịu, mở dứt khoát và dùng phù hợp với những xe có máy nén khí.
- Nhược điểm:
Kết cấu phức tạp, bảo dưỡng, điều chỉnh sửa chữa khó khăn và yêu cầu độ chính xác của hệ thống dẫn động cao.
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG LY HỢP
3.1 Các thông số kỹ thuật xe tham khảo (Hino-WU422)
HINO là một trong những loại xe vận tải được dựng nhiều trong việc vận chuyển hàng hóa bằng đường bộ, ở nước ta. Nó là loại xe do HINO MOTO VIỆT NAM cung cấp. xe có thể hoạt động trong mọi đường xá. Sức trở của ôtô với nhiều trọng lương khác nhau. từ 3,5 tấn đến 24 tấn, tùy từng xe. Xe có một cabin là loại cabin lật. Trên cabin có 3 chỗ : 2 ghế ngồi và 1 ghế nằm. Thùng xe được chế tạo bằng thép, động cơ lắp trên xe HINO là loại động cơ 4 kỳ, 4 xi lanh thẳng hàng,tua bin tăng áp và két làm mát khí nạp, phun nhiên liệu trực tiếp, làm mát bằng nước.
Thông số kỹ thuật của xe tham khảo như bảng 3.1.
3.2 Xác định mômen 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:
MLH = b . Me max
Tra bảng 1 Sách hướng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp của ôtô", ta xác định hệ số dự trữ của ly hợp: Với ôtô tải, khách, máy kéo vận tải không có mooc: b = 1,6¸ 2,25
=> Ta chọn b = 2,0
Me max = 365(N.m)
MLH = b . Me max = 2,0.365 = 730 (N.m)
3.3 Xác định kích thước cơ bản của ly hợp
3.3.1 Xác định bán kính ma sát trung bình của đĩa bị động
Mômen ma sát của ly hợp được xác định theo công thức:
MLH = b . Me max = m . På . Rtb . i
Vậy ta chọn D2 = 320 (mm)
Ta có D2 = 320 mm ® Bán kính ngoài của đĩa ma sát: R2 = 160 mm
Bán kính trong của đĩa ma sát được tính theo bán kính ngoài:
R1 = (0,53 ¸ 0,75) R2 = (0,53 ¸ 0,75) . 160 = (84,8 ¸ 120) mm
=> Bán kính ma sát trung bình được tính theo công thức: Rtb =132(mm)
3.3.2 Xác định số lượng đĩa bị động
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] = 200 kN/m2 = 200.103 N/m2
Thay số được: i = 1,85
Số đôi bề mặt ma sát phải là số chẵn => Lấy i = 2
Vậy số lượng đĩa bị động của ly hợp là: n = 1
Kiểm tra áp suất trên bề mặt ma sát theo công thức: q = 185.103 (N/m2)
Vậy q = 185.103 (N/m2) < [q] = 200.103(N/m2)
Bề mặt ma sát bảo đảm đủ độ bền cho phép.
3.4 Xác định công trượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp
3.4.1 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.
B = 7,5(ins); d = 16(ins)
rb = 366(mm) = 0,366(m)
it: Tỉ số truyền của hệ thống truyền lực. it = io . ih . if
io: Tỉ số truyền của truyền lực chính. io = 5,833
ih: Tỉ số truyền của hộp số chính. ih = ih1 = 4,981
if: Tỉ số truyền của hộp số phụ. if = 1
it = 5,833.4,981.1=29,05
Y: Hệ số cản tổng cộng của đường. Y = f + tga
F: Hệ số cản lăn.
a: Góc dốc của đường.
Khi tính toán ta có thể chọn Y = 0,16
=> Vậy công trượt của ly hợp khi khởi động tại chỗ : L = 4374(kG.m)
L = 4374(kG.m) = 3740(N.m) = 43,74 (KJ)
3.4.2 Xác định công trượt riêng
Tra bảng 4 Sách hướng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp của ôtô", ta xác định công trượt riêng cho phép :
Với ôtô tải có trọng tải > 5 tấn => [lo] = (400 - 600)(KJ/m2)
=> lo = 446,47(KJ/m2)
Ta chọn [lo] =500(KJ/m2) lo = 446,47(KJ/m2) < [lo] =500(KJ/m2)
Vậy công trượt riêng thỏa mãn điều kiện cho phép.
3.4.4 Bề dày tối thiểu của đĩa ép theo chế độ nhiệt
Bề dày tối thiểu của đĩa ép S (mm) được xác định theo khối lượng tính toán chế độ nhiệt, được xác định theo công thức (1-24) [hướng dẫn thiết kế ô tô.phần truyền lực]
=> S ≥ 0,0157(m) = 16 (mm)
Vậy bề dầy tối thiểu của đĩa ép S ≥ 16 (mm)
3.5 Tính toán sức bền một số chi tiết điển hình của ly hơp
3.5.1 Tính sức bền đĩa bị động
Đĩa bị động gồm các tấm ma sát và xương đĩa được ghép với nhau bằng đinh tán, xương đĩa được ghép với nhau bằng đinh tán, xương đĩa lại được ghép với mayer đĩa bị động bằng đinh tán.
Vật liệu của tấm ma sát thường chọn là loại phêrađô. Xương đĩa thường chế tạo bằng thép cacbon trung bình và cao.® Ta chọn thép C50
Chiều dày xương đĩa thường chọn từ (1,5 - 2,0) (mm). Ta chọn dx = 2 (mm)
Chiều dày tấm ma sát thường chọn từ (3-5) (mm). Ta chọn d = 4 (mm)
Lực tác dụng lên mỗi dãy đinh tán được xác định theo công thức:
F1 = 644,12 (N)
F2 = 751,48 (N)
Ứng suất cắt và ứng suất chèn dập đối với đinh tán ở vòng trong :
tc1 = 28,5.1005 (N/m2) < [tc]
scd1 = 44,7. 105 (N/m2) < [scd]
=> Vậy các đinh tán đảm bảo độ bền cho phép.
3.5.2 Tính sức bền moayơ 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 ly hợp có hai đĩa bị động thì chiều dài mỗi moayơ riêng biệt phải giảm nhiều, nên ta chọn L = 40 mm (lấy theo xe tham khảo).
Ứng suất cắt và ứng suất chèn dập đối với đinh tán ở moayơ :
tc = 20 (MPa/m2) < [tc]
scd =31 (MPa/m2) < [scd]
=> Vậy đinh tán đảm bảo độ bền cho phép.
3.5.3 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 cơ và của hệ thống truyền lực. Đồng thời đảm bảo truyền mômen một cách êm dịu từ đĩa bị động đến maayer trục ly hợp.
Thay số: Mφ = 609,7 (N)
Ta thấy Mφ > Memax = 365 (Nm)
Mô men cực đại có khả năng ép lò xo giảm chấn được xác định
Mmax = Memax = 365 (Nm)
Mômen quay mà giảm chấn có thể truyền được bằng tổng mômen quay của các lực lò xo giảm chấn và mômen ma sát.
Mmax = M1 + M2 = P1 . R1 . Z1 + P2 . R2 . Z2
=> no = 3,57 vòng » 4 vòng
Chiều dài làm việc của vòng lò xo được tính theo công thức (ứng với khe hở giữa các vòng lò xo bằng không) : l1 = no . d = 4 . 3 = 12( mm)
Chiều dài của vòng lò xo ở trạng thái tự do : l2 = l1 + l + 0,5 d = 12 + 3 + 0,5 . 3 = 16,5( mm)
3.6 Tính lò xo ép
Cơ cấu ép được dung để tạo lực ép cho đĩa ép của ly hợp thường đóng xe tải HINO là lò xo đĩa kiểu nón cụt nhờ nó có nhiều ưu điểm nổi bật hơn hẳn kiểu lò xo dây xoắn
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)
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
3.7 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.
3.7.1 Chế độ tính toán trục ly hợp
Ta có mômen truyền từ động cơ xuống trục ly hợp : Me max = 18,6 kGm.
Mômen bánh truyền tới trục ly hợ : Mφ =609,7 (N)
Ta thấy Mφ > Me max
Vậy ta dùng mômen truyền từ động cơ để tính toán cho trục ly hợp
3.7.2 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 da = 102,98(mm)
- Đường kính vòng chia d = 94,48 (mm)
- Đường kính chân răng df = 83,85(mm)
- Môđun pháp tuyến mn =4,25( mm)
- Số răng Z = 21
- Góc nghiêng của răng b = 250 ; góc ăn khớp a = 200
- Bề rộng vành răng B = 30(mm)
Tính lực dọc trụ: Pa1 = Pv1 . tgb = 7352.tg(250)=3428 (N)
3.7.5 Tính các mômen trên trục ly hợp và vẽ biểu đồ mômen
Ta đặt trục ly hợp trong hệ trục (Oxyz).
Tính sức bền trục ly hợp :
Trục ly hợp được chế tạo bằng thép 40X, có ứng suất cho phép :
[sth] = (5 - 7).107(N/m2); [tc] = 3.107(N/m2); [scd] = 2,5.107(N/m2);
Từ biểu đồ mômen, ta thấy rằng các vị trí trên trục ly hợp có tiết diện nguy hiểm.
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).
* Tính bền trục ly hợp theo độ bền uốn và xoắn tại vị trí (11) :
Thay số được: sth = 3.107 (N/m2)
Ta thấy sth = 3.107 (N/m2) < [sth] = (5 - 7).107(N/m2)
Vậy trục ly hợp đảm bảo độ bền uốn và xoắn tại vị trí (11).
* Tính bền trục theo độ cứng vững (tại vị trí bánh răng luôn ăn khớp)
Tính độ võng của trục ly hợp:
Độ võng tổng hợp trong hai mặt phẳng (xOz) và (yOz) : få = 0,0083 (mm)
=> Vậy få = 0,0083 (mm) < [få] = 0,1( mm)
Độ võng của trục ly hợp đạt yêu cầu cho phép.
* Tính góc xoay của trục tại vị trí có bánh răng luôn ăn khớp :
Góc xoay của trục trong mặt phẳng (xOz) : gđ = 0,0018(rad)
Góc xoay tổng hợp trong hai mặt phẳng (xOz) và (yOz) :
Vậy gå = 0,00018( rad) < [gå] = 0,001 rad
Góc xoay của trục ly hợp đạt yêu cầu cho phép.
CHƯƠNG I V : KIỂM TRA, BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA LY HỢP
4.1 Kiểm tra và điều chỉnh hành trình của bàn đạp ly hợp
Hành trình tự do và hành trình cắt ly hợp (hình 4.1 và 4.2) của bàn đạp tương ứng với khe hở đầu các đòn mở và ổ bi tỳ, để đảm bảo đóng, mở ly hợp an toàn và dứt khoát.
a. Kiểm tra và điều chỉnh hành trình tự do của bàn đạp (hình 3.1)
- Kiểm tra: dùng thước dài đo khoảng cách từ vị trí bàn đạp chưa tác dụng lực cho đến vị trí ấn bàn đạp bằng tay cho đến khi có lực cản lại (hơi nặng), sau đó ghi kết quả và so sánh với tiêu chuẩn kỹ thuật của loại ô tô để điều chỉnh.
- Điều chỉnh
Dùng cờ lê xoay đai ốc điều chỉnh đầu thanh kéo (hoặc đầu con đội loại thuỷ lực) để thay đổi chiều dài thanh kéo (hình.3.1) đạt hành trình đúng tiêu chuẩn.
c. Kiểm tra sau khi điều chỉnh
Tiến hành nổ máy, tác dụng lực lên bàn đạp mở ly hợp và sang số. Ly hợp sau đó kéo phanh tay, tăng ga nhẹ và đóng ly hợp từ từ. Nếu động cơ hoạt động bình thường là tốt, nếu động cơ chết máy là do ly hợp mở chưa dứt khoát phải điều chỉnh lại.
4.2 Kiểm tra các chi tiết chính
Kiểm tra các chi tiết chính thể hiện như bảng 4.1.
4.4 Kiểm tra sự trượt ly hợp
Kiểm tra sự trượt ly hợp như sơ đồ hình 4.3.4.6 Những hư hỏng thường gặp và bảo dưỡng sửa chữa
Một số hư hỏng thường gặp và phương pháp khắc phục như bảng 4.3.
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 ô tô tải 5 tấn trên cơ sở xe HINO”.
Ngay từ lúc nhận được đề tài tốt nghiệp, em đã tiến hành khảo sát thực tế, tìm tòi các tài liệu tham khảo từ đó làm cơ sở để vận dụng những kiến thức đã học được trong nhà trường cũng như tham khảo các ý kiến chỉ dẫn của giáo viên hướng dẫn để hoàn thành đồ án.
Quá trình tính toán lựa chọn các thông số và các kích thước của ly hợp được em tiến hành một cách chính xác và đảm bảo độ tin cậy cao. Quá trình kiểm nghiệm ly hợp cũng được em tiến hành cẩn thận và đã cho những kết quả nằm trong giới hạn an toàn cho phép. Từ đó em có thể kết luận hệ thống ly hợp em đã thiết kế hoàn toàn đáp ứng được các yêu cầu cơ bản đối với một cụm ly hợp. Như vậy đồ án của em đã giải quyết được các yêu cầu đề ra, cả về mặt lý thuyết cũng như khả năng ứng dụng thực tế.
Mặc dù bản thân em đã cố gắng rất nhiều và nhận được sự hướng dẫn tận tình từ phía giáo viên hướng dẫn nhưng do thời gian cũng như kiến thức của em còn hạn chế nên bản đồ án của em không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được những ý kiến góp ý, phê bình của các thầy giáo trong bộ môn để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn: TS…………….. và các thầy giáo trong bộ môn Ô tô Trường ĐH Công Nghệ GTVT đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt bản đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Giáo trình thiết kế và tính toán ôtô máy kéo - Chủ biên Nguyễn Hữu Cẩn, NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp, 1978.
2. Hướng dẫn đồ án môn học “ Thiết kế hệ thống ly hợp ôtô - máy kéo” - Lê Thị Vàng, NXB Đại học tại chức, ĐHBK Hà Nội, 1992.
3. Tập bài giảng “Thiết kế tính toán ôtô” - PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan, Hà Nội, 2005.
4. Sức bền vật liệu. Tập 1,2 - Lê Quang Minh, Nguyễn Văn Vượng, NXB Giáo Dục, 2003.
5. Sổ tay công nghệ chế tạo máy. Tập 1,2,3 - Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt, NXB KHKT. 2005.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"