Đang tải... (xem toàn văn)
LỜI NÓI ĐẦU Cùng với sự phát triển không ngừng của nền khoa học – kỹ thuật, nghành công nghiệp ôtô ngày càng đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển chung của đất nước. Đi đôi với sự phát triển đó đòi hỏi ở một người kỹ sư phải có sự sáng tạo và đổi mới trong thiết kế để đáp ứng với nhu cầu thị hiếu người tiêu dùng. Chính vì vậy, là một sinh viên nghành kỹ thuật cần phải biết nắm bắt những kiến thức đã học ứng dụng vào các thiết kế thực tế. Vì thế với đề tài: “ Tính toán thiết kế hệ thống ly hợp trên xe du lịch ”. Đồ án này đánh giá khả năng tư duy sáng tạo và cách vận dụng kiến thức lý thuyết vào tính toán thiết kế của mỗi sinh viên, qua đó giúp ích cho các sinh viên làm quen dần với thiết kế và hỗ trợ cho các công việc sau này.
Thiết kế hệ thống ly hợp xe du lịch LỜI NÓI ĐẦU 1Cùng với phát triển không ngừng khoa học – kỹ thuật, nghành công nghiệp ôtô ngày đóng vai trò quan trọng phát triển đất nước Đi đôi với phát triển đòi hỏi 9người kỹ sư phải có sáng tạo đổi thiết kế để đáp ứng với nhu cầu thị hiếu người tiêu dùng Chính vậy, sinh viên nghành kỹ thuật khí cần phải biết nắm bắt kiến thức học ứng dụng vào thiết kế thực tế Vì đồ án em giao nhiệm vụ: “ Tính toán thiết kế hệ thống ly hợp xe du lịch ” Đồ án đánh giá khả12 tư 11 sáng tạo cách 10 vận dụng kiến thức lý thuyết vào tính toán thiết kế sinh viên, qua giúp ích cho sinh viên làm quen dần với thiết kế hỗ trợ cho thiết kế công việc sau Nhờ hướng dẫn tận tình thầy giáo hướng dẫn Th.S nguyễn Việt Hải, em hoàn thành xong đồ án Tuy nhiên, thời gian kiến thức thân hạn chế nên tránh khỏi sai sót trình thực Do vậy, em mong nhận giúp đỡ bảo thêm từ thầy bạn để kiến thức em ngày hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! Đà Nẵng, tháng 04 năm 2014 Sinh viên thực Nguyễn Thành Thái -1- Thiết kế hệ thống ly hợp xe du lịch Chương1 TỔNG QUAN VỀ LY HỢP ÔTÔ 1.1 Công dụng yêu cầu ly hợp ôtô 1.1.1 Công dụng ly hợp Ly hợp cụm chi tiết ôtô Nó dùng để nối trục khuỷu động với hệ thống truyền lực, dung để ngắt, nối truyền động từ động đến hệ thống truyền lực Ly hợp dùng cấu an toàn cho hệ thống truyền lực tải Nếu khớp nối ly hợp không ngắt truyền động từ trục khuỷu động đến hệ thống truyền lực gài số việc gài số khó khăn gây dập răng, chí gây vỡ hộp số Hơn nữa, ly hợp không tự động ngắt phanh đột ngột gây tải cho hệ thống truyền lực 1.1.2 Yêu cầu ly hợp - Truyền mômen quay lớn động điều kiện làm việc Hay nói cách khác mômen ma sát ly hợp phải luôn lớn mômen cực đại động Tuy nhiên, mômen ma sát ly hợp không lớn nhằm đảm bảo nhiệm vụ cấu an toàn cho hệ thống truyền lực - Khi mở ly hợp phải dứt khoát nhanh chóng Nghĩa mở ly hợp, phần bị động phải tách hoàn toàn khỏi phần chủ động thời gian ngắn nhất, ngược lại gây khó khăn cho việc gài số - Khi đóng ly hợp phải êm dịu Tức là, mômen ma sát hình thành ly hợp phải tăng từ từ đóng ly hợp, có tránh tượng giật xe gây dập bánh hộp số cấu truyền động khác hệ thống truyền lực - Mômen quán tính chi tiết phần bị động ly hợp phải nhỏ đến mức thấp nhằm giảm lực va đập lên bánh gài số (trường hợp không -2- Thiết kế hệ thống ly hợp xe du lịch có đồng tốc), giảm nhẹ điều kiện làm việc đồng tốc tăng nhanh thời gian gài số - Kết cấu gọn nhẹ, điều khiển dễ dàng nhẹ nhàng 1.2 Phân loại ly hợp ôtô Với yêu cầu trên, ôtô sử dụng nhiều loại ly hợp Và tùy theo tính chất truyền mômen, đặc điểm kết cấu… chia lọai sau: - Dựa theo tính chất truyền mômen, người ta phân loại ly hợp: + Ly hợp ma sát khí + Ly hợp thủy lực + Ly hợp điện từ - Dựa theo hình dạng phận ma sát khí, chia ra: + Ly hợp ma sát đĩa (đĩa phẳng) + Ly hợp ma sát đĩa côn (đĩa bị động có dạng hình côn) + Ly hợp ma sát hình trống (kiểu tang trống guốc ma sát ép vào tang trống) - Theo đặc điểm làm việc, chia ra: + Loại thường đóng không thường đóng 1.2.1 Ly hợp ma sát khí Là loại ly hợp mà mômen ma sát hình thành ly hợp nhờ ma sát bề mặt ma sát khí Loại sử dụng phổ biến ôtô có: + Kết cấu đơn giản + Hiệu suất cao + Bảo dưỡng, sửa chữa thay dễ dàng + Giá thành rẻ kích thước nhỏ gọn * Theo hình dạng phận ma sát, chia ra: Ly hợp ma sát đĩa (đĩa phẳng), ly hợp ma sát đĩa côn (đĩa bị động có dạng hình côn), ly hợp ma sát hình trống (kiểu tang trống guốc ma sát ép vào tang trống) - Ly hợp ma sát có dạng hình côn hình trống ngày không dùng mômen quán tính phần bị động lớn, ảnh hưởng không tốt đến việc gài số -3- Thiết kế hệ thống ly hợp xe du lịch - Ly hợp ma sát đĩa phẳng dùng phổ biến Tuỳ theo cấu tạo có kiểu: đĩa, hai đĩa nhiều đĩa + Ly hợp ma sát đĩa bị động sử dụng phổ biến hầu hết loại ôtô nhờ kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, việc mở ly hợp dễ dứt khoát mômen quán tính phần bị động nhỏ ảnh hưởng đến việc gài số Vì trường hợp phải truyền mômen lớn (> 700÷800 N.m) người ta dùng ly hợp hai đĩa nhiều đĩa để giảm kích thước đường kính ly hợp 3b 2b So 16 11 10 15 12 14 13 Hình 1.1- Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát đĩa Trục động cơ; Bánh đà; 2b Rãnh bánh đà; Gờ để lắp vào rãnh 2b; 3b Đĩa ép; Mâm ép ly hợp; Thanh kéo; Giá đòn mở;7 Đòn mở; Hộp bi tỳ; Ổ đỡ phía sau trục ly hợp; 10 Ống làm bạc trượt cho ổ bi tỳ; 11 Trục ly hợp; 12 Lò xo ép; 13 Các ma sát; 14 Xương đĩa bị động; 15 Mayơ đĩa bị động; 16 Ổ đỡ trước trục ly hợp + Kiểu ly hợp ma sát hai đĩa bị động dùng xe tải lớn (vì cần truyền mômen quay lớn) Nhược điểm loại ly hợp kết cấu phức tạp, -4- Thiết kế hệ thống ly hợp xe du lịch việc mở ly hợp khó dứt khoát (khó cách ly đĩa bị động khỏi phần chủ động) Tuy nhiên việc đóng ly hợp êm dịu loại đĩa (nhờ tiếp xúc bề mặt ma sát tiến hành từ từ hơn) 3b 2b So 16 11 10 15 12 14 13 Hình 1.2- Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát loại hai đĩa * Theo đặc điểm kết cấu lò xo ép, chia ly hợp ma sát khí gồm: - Ly hợp ma sát khí kiểu nhiều lò xo ép hình trụ bố trí xung quanh: Kiểu có kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, có độ tin cậy cao (nếu lò xo bị gãy ly hợp làm việc được) Nhược điểm áp lực sinh bề mặt ma sát không Loại sử dụng phổ biến xe tải, máy kéo số xe du lịch -5- Thiết kế hệ thống ly hợp xe du lịch I II Hình 1.3- Ly hợp ma sát khí kiểu lò xo ép hình trụ Bánh đà; Đĩa ma sát; Đĩa ép; Đòn mở; Ổ bi tỳ; Vít điều chỉnh; Cacte ly hợp; Lò xo ép hình trụ - Ly hợp ma sát khí kiểu lò xo ép trung tâm gồm lò xo hình côn (hoặc hai lò xo trụ) bố trí Nhờ áp suất sinh bề mặt ma sát đồng Tuy nhiên độ tin cậy thấp (nếu lò xo gãy ly hợp tác dụng), kết cấu đòn mở phức tạp điều chỉnh khó khăn nên sử dụng - Ly hợp ma sát khí kiểu lò xo ép đĩa nón cụt có lò xo kiểu đĩa nón cụt bố trí nên áp lực phân bố lên bề mặt ma sát Ly hợp với lò xo kiểu có nhiều ưu điểm bật: Lò xo làm nhiệm vụ đòn mở nên kết cấu gọn nhẹ Đặc tính lò xo phi tuyến nên lực để mở ly hợp không tăng thêm loại lò xo hình trụ điều khiển nhẹ nhàng Nhược điểm điều chỉnh khe hở đòn mở bạc mở ma sát bị mòn nên ly hợp kiểu sử dụng xe du lịch xe khách cở nhỏ có đặc tính động lực tốt, sử dụng điều kiện đường tốt (ít phải sang số) -6- Thiết kế hệ thống ly hợp xe du lịch I II Hình 1.4- Ly hợp ma sát khí kiểu lò xo ép đĩa nón cụt Bánh đà; Đĩa ma sát; Đĩa ép; Lò xo đĩa nón cụt; Vòng thép; Đinh tán; Vỏ ly hợp; Ổ bi tỳ * Theo đặc điểm làm việc, chia ra: Loại ly hợp thường đóng ly hợp không thường đóng - Ly hợp thường đóng loại ly hợp kiểu lò xo ép thường xuyên đóng trình làm việc loại nêu Ly hợp mở thông qua hệ thống dẫn động tác dụng lực đạp bàn đạp ly hợp - Ly hợp không thường đóng loại ly hợp lò xo ép Đĩa bi động chủ động ép vào để đóng ly hợp thông qua hệ thống đòn đặc biệt Việc đóng mở ly hợp phải thông qua hệ thông đòn tác động lực điều khiển người lái Với yêu cầu toán đưa thiết kế ly hợp dành cho xe du lịch Ta chọn ly hợp dùng lò xo trụ lò xo đĩa côn Với kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, có độ tin cậy cao Đặc tính lò xo phi tuyến nên lực để mở ly hợp không tăng thêm loại lò xo hình trụ, điều khiển nhẹ nhàng nên ta chọn ly hợp dùng cho ôtô thiết kế ly hợp lò xo đĩa nón cụt -7- Thiết kế hệ thống ly hợp xe du lịch 1.2.2 Ly hợp ma sát thủy lực Là loại ly hợp mà mômen ma sát hình thành ly hợp nhờ ma sát thủy lực Ưu điểm bật ly hợp làm việc êm dịu (nhờ tính chất dễ trượt chất lỏng) giảm tải trọng động cho hệ thống truyền lực cho động Tuy ly hợp thủy lực lại không mở dứt khoát có mômen dư (dù số vòng quay động thấp) làm ảnh hưởng đến việc gài số Vì ly hợp thủy lực thường dùng kết hợp với ly hợp ma sát khí phép ngắt hoàn toàn ly hợp gài số Ngoài ly hợp thủy lực luôn có trượt (ít ÷ 3%) gây tổn hao công suất động tăng tiêu hao nhiên liệu xe Mặc khác ly hợp thủy lực đòi hỏi cao độ xác kín khít mối ghép, yêu cầu có loại dầu đặc biệt (dầu có độ nhờn nhiệt độ đông đặc thấp, không sủi bọt…) nên giá thành hợp lý nói riêng giá thành ôtô nói chung cao ly hợp ma sát có khí thông thường Do đó, loại ly hợp sử dụng hạn chế loại xe đặc biệt có công suất riêng lớn 1.2.3 Ly hợp điện từ Là loại ly hợp mà mômen hình thành ly hợp nhờ mômen điện từ Ly hợp điện từ truyền động êm dịu Tuy kết cấu kồng kềnh trọng lượng đơn vị công suất truyền lớn, nên dùng ôtô mà thường sử dụng tàu hỏa máy công trình cỡ lớn Chương TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU VÀ PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.1 Tính toán xác định thông số ban đầu 2.1.1 Các thông số cho trước - Loại ôtô : - Trọng lượng toàn : - Động Diesel có : Xe du lịch 2500 [KG] + Công suất cực đại : 85 [kW] Ở tốc độ: 3200 [vòng/phút] + Mômen cực đại Ở tốc độ: 1800 [vòng/phút] : 260 [N.m] - Bán kính làm việc bánh xe : 330 [mm] -8- Thiết kế hệ thống ly hợp xe du lịch - Tốc độ cực đại xe : 120 [km/h] - Hệ số cản lớn đường: 0,25 2.1.2 Tính toán mômen ma sát yêu cầu ly hợp Để đảm bảo yêu cầu truyền hết mômen quay động điều kiện làm việc ly hợp phải có khả truyền mômen quay lớn mômen xoắn lớn động Memax, nghĩa : Ta có mômen ma sát ly hợp xác định theo [2] : Mms = β.Memax (2-1) Trong đó: Mms : Mômen ma sát yêu cầu ly hợp [N.m] Memax : Mômen xoắn lớn động [N.m] β : Hệ số dự trữ ly hợp Hệ số dự trữ ly hợp phải đủ lớn (β > 1) để đảm bảo cho ly hợp truyền hết mômen xoắn động điều kiện làm việc (khi bề mặt ma sát bị dầu mỡ rơi vào, lò xo ép bị giảm tính đàn hồi, ma sát bị mòn…) Tuy nhiên hệ số β không lớn quá, phải tăng lực ép cần tăng lực điều khiển ly hợp nên gây mệt mỏi cho người lái, đồng thời ly hợp không làm tốt chức bảo vệ an toàn cho hệ thống truyền lực tải Hệ số β thường xác định thực nghiệm, xe du lịch: β = (1,35 ÷ 1,75) Chọn: β = 1,5 Vậy mômen ma sát cần thiết ly hợp: Mms = 1,5.260 = 390 [N.m] 2.2 Phân tích chọn loại/ kiểu sơ đồ dẫn động ly hợp 2.2.1 Lựa chọn cụm ly hợp Theo yêu cầu toán thiết kế đưa thiết kế ly hợp xe du lịch Qua phân tích đặc điểm làm việc ưu nhược điểm loại ly hợp phạm vi sử dụng chúng loại xe khác phần trước Ta chọn ly hợp dùng cho xe thiết kế lò xo trụ lò xo đĩa nón cụt Với kết cấu -9- Thiết kế hệ thống ly hợp xe du lịch đơn giản, gọn nhẹ độ tin cậy cao, đặc tính lò xo phi tuyến nên lực để mở ly hợp không tang thêm loại lò xo trụ, điều khiển nhẹ nhàng nên ta chọn ly hợp cho xe thiết kế ly hợp ma sát lò xo đĩa nón cụt Kết luận: ta chọn loại ly hợp cho xe thiết kế ly hợp thường đóng, đĩa ma sát (đĩa phẳng) dùng lò xo đĩa nón cụt 2.2.2 Lựa chọn dẫn động ly hợp Đối với ly hợp thường đóng, muốn mở ly hợp người ta phải dùng hệ thống điều khiển để truyền lực đạp từ bàn đạp ly hợp đến đĩa ép nhằm thắng lực ép lò xo tách khỏi đĩa ma sát bị động Trên ô tô thường dùng hai loại dẫn động là: dẫn động khí dẫn động thủy lực 2.2.2.1 Dẫn động khí 11 12 10 13 Hình 2.1- Sơ đồ ly hợp dẫn động kiểu khí Bàn đạp; Thanh kéo; Đòn trung gian; Thanh đẩy; Càng mở (bên ngoài); Càng mở (bên trong); Lò xo hồi vị; Ổ bi tỳ; Giá tùy động; 10 Nạng mở; 11 Đĩa ép; 12 Bánh đà; 13 Tấm ma sát - Ưu điểm: + Chế tạo, bảo dưỡng, sửa chữa đơn giản, giá thành rẻ + Kết cấu đơn giản, chắt chắn độ tin cậy cao - Nhược điểm: + Hiệu suất thấp dẫn động dài, động đặt xa người lái cấu có nhiều khâu khớp dẫn động, làm giảm độ cứng tăng hành trình tự bàn đạp cấu mở không hết -10- Thiết kế hệ thống ly hợp xe du lịch (D +D ) (0,25+0,19) = 0,22 [ m ] D c = e a = 2 (D c -D i ) (0,22-0,083) = = 4,57 i dm = (D -D ) (0,25-0,22) e c 1 = 1609,55 [N] Fm = Flx = 7818,62 i dm 4,57 2.0,005 α = arctan ÷= 0,165 [rad] 0,25 - 0,19 ( 0,25-0,19 ) = 0,219 [m] D = 0,25 ln ÷ 0,19 2.1710,858.0,19 0,5.2,1.1011 0,5.(0,219 -0,19).0,1652 +0,0029.0,165 + σ = 0,00292 (0,083 + 0,19) 1- 0,262 0,19 = 584494059 [N/m ] ≈ 584,419 [MN/m ] So với ứng suất cho phép vật liệu làm lò xo [σ] = 1000 [MN/m 2] lò xo đĩa nón cụt thiết kế hoàn toàn thỏa mãn điều kiện bền 3.1.10 Tính toán lò xo giảm chấn 3.1.10.1 Mục đích công dụng giảm chấn xoắn Giảm chấn xoắn dùng để: + Tránh cho hệ thống truyền lực khỏi dao động xoắn cộng hưởng nguy hiểm tần số cao, sinh tần số dao động riêng hệ thống truyền lực trùng với tần số mômen lực kích thích (mômen thay đổi động cơ) Dập tắt dao động cộng hưởng tần số thấp Giảm chấn xoắn gồm hai phận là: Bộ phận đàn hồi phận tiêu tán lượng + Bộ phận đàn hồi dùng để giảm độ cứng xoắn hệ thống truyền lực, nhờ giảm tần số dao động riêng loại trừ khả xuất cộng hưởng tần số cao Do độ cứng tối thiểu chi tiết đàn hồi bị giới hạn điều kiện kết cấu ly hợp, nên hệ thống truyển lực không tránh khỏi cộng hưởng tần số thấp Vì phận đàn hồi giảm chấn xoắn có phận tiêu tán lượng để dập tắt dao động cộng hưởng -31- Thiết kế hệ thống ly hợp xe du lịch 3.1.10.2 Kích thước hình học lò xo giảm chấn Các lò xo giảm chấn đặt theo hướng tiếp tuyến lỗ khoét may-ơ đĩa bị động Rtbg: Bán kính trung bình tiếp tuyến với tâm lò xo Rtbg = 80 ÷ 120 [mm] Chọn: Rtbg = 105 [mm] zg : Số lượng lò xo giảm chấn, zg = ÷ 12 Chọn zg = d : Đường kính dây lò xo, d = ÷ [mm] Chọn: d = [mm] D : Đường kính trung bình lò xo, D = 14 ÷ 19 [mm] Chọn: D = 18 [mm] nlx : Số vòng lò xo, n = ÷ [vòng] 3.1.10.3 Tính toán thông số lò xo giảm chấn Độ cứng tối thiểu lò xo giảm chấn bị giới hạn mômen lớn truyền qua ly hợp vòng lò xo tỳ sát vào nhau: Mmax = Memax.β Mmax = 260.1,5 = 390 [N.m] Mômen ma sát giảm chấn: Mmsgc = (0,06 ÷ 0,17).Memax Mmsgc = 0,1.240 = 24 [N.m] Lực lớn tác dụng lên lò xo giảm chấn là: Fmaxgc = Fmaxgc = M max - M msgc Zlx R tbgc 390 - 26 6.105.10-3 (3-23) = 577,78 [N] Ứng suất lò xo giảm chấn xác định bảng B1-2 [2]: -32- Thiết kế hệ thống ly hợp xe du lịch τ= 8.k.D π.d Flx (3-24) τ= 8.1,25.18.10-3 7818,62 = 16600,04.106 [N/m ] = 16600 [MN/m ] -3 3,14.(3.10 ) Trong đó: k: Hệ số tăng ứng suất Với: D/d = 18/3 = Chọn: k = 1,25 Độ cứng lò xo giảm chấn xác định bảng B1-2, theo [2]: C gc = G.d 8.D n lx = 0,81.1011.(3.10-3 ) 8.(18.10-3 ) 3 = 46875 [N/m] (3-25) Trong đó: G: Môđun đàn hồi trượt vật liệu làm lò xo, G = 0,81.10 11 [N/m2] 3.2 Tính toán điều khiển ly hợp Đối với ly hợp thường đóng (dùng lò xo ép), muốn mở ly hợp người ta phải dùng hệ thống điều khiển để truyền lực đạp từ bàn đạp ly hợp đến đĩa ép nhằm thắng lực ép lò xo, tách đĩa ép khỏi đĩa ma sát bị động Điều khiển ly hợp điều khiển khí, điều khiển thủy lực Điều khiển ly hợp có trợ lực (dẫn động khí dầu) áp dụng rộng rãi nhằm giảm lực điều khiển cho lái xe, xe tải khách có tải trọng lớn Việc trợ lực cho ly hợp khí nén, trợ lực chân không lò xo 3.2.1 Xác định thông số điều khiển ly hợp trợ lực Để mở ly hợp (ôtô kiểu thường đóng) lái xe phải tác dụng lực vào bàn đạp ly hợp, thông qua hệ thống điều khiển, lực khuếch đại truyền đến đĩa ép lực ngược chiều với đĩa ép lò xo có giá trị lực nén lò xo ly hợp trạng thái mở Tỷ số khuếch đại (tỷ số truyền i dk) hệ thống điều khiển lớn, lực điều khiển từ bàn đạp nhỏ giảm nhẹ điều kiện làm việc cho lái xe Tuy tỷ số truyền bị giới hạn hành trình dịch chuyển bàn đạp tầm với chân lái xe có giới hạn 3.2.1.1 Xác định hành trình bàn đạp S bđ [mm] -33- Thiết kế hệ thống ly hợp xe du lịch Các dịch chuyển hệ thống điều khiển ly hợp thường nhỏ nhiều so với đơn vị đo mét nên phần thống dùng thứ nguyên dịch chuyển mm Khi mở ly hợp, đĩa ép tách khỏi đĩa bị động với khe hở tối thiểu đôi bề mặt ma sát δm nhằm bảo đảm cho đĩa ma sát bị động ly hợp tách hoàn toàn khỏi đĩa ép bánh đà động a d1 b 10 e Pbd f d2 11 Hình 3.5- Sơ đồ tính toán dẫn động ly hợp thủy lực trợ lực Bánh đà; Xương đĩa; Moayơ; Đĩa bị động; Đai ốc; Đĩa ép; Cơ cấu ép; Ổ mở ly hợp; Xylanh chính; 10 Cần bàn đạp; 11 Xylanh làm việc Thực tế, trước tách đĩa ép khỏi đĩa ma sát bị động, bàn đạp có khoảng chạy không tải để khắc phục tất khe hở có hệ thống điều khiển (khoảng chạy không gọi hành trình tự do) Quan hệ khe hở với độ dịch chuyển bàn đạp S bd [mm] (còn gọi hành trình bàn đạp) ly hợp mở xác định theo tỷ số truyền hệ thống điều khiển xác định theo [2] sau: -34- Thiết kế hệ thống ly hợp xe du lịch a c e a Sbd = (δ m z ms +δ dh ).i dk +δ +(δ 01 +δ 02 ) b d f b (3-26) Trong đó: δm: Khe hở đôi bề mặt ma sát mở ly hợp, [mm] Đối với ly hợp đĩa: zms = 2; δm = 0,75 ÷ 1,0 [mm] Chọn: δm = 0,75 [mm] δdh: Độ dịch chuyển đĩa ép tính đến độ đàn hồi đĩa bị động, [mm] Khi tính toán lấy: δdh = 0,25 ÷ 1,0 [mm] Chọn: δdh = 1,0 [mm] δ0 : Khe hở tự cần thiết đòn mở bạc mở, [mm] Đối với xe du lịch: δ0 ≈ ÷ [mm] Chọn: δ0 = [mm] δ01 : Khe hở tự cần thiết bàn đạp hệ thống dẫn động, [mm] δ01 = 0,5÷ [mm] Chọn: δ01 = 0,5 [mm] δ02 : Khoảng cách mở lỗ thong bù dầu xylanh chính, [mm] Với dẫn động thủy lực δ02 ≈ 1,5 ÷ [mm] Chọn: δ02 = 1,5 [mm] a b c d : Tỷ số truyền bàn đạp, ký hiệu: ibd : Tỷ số truyền dẫn động trung gian, ký hiệu: i tg Thường itg ≈ 0,9 ÷ 1,1 Chọn itg = e f : Tỷ số truyền đẩy bạc mở, ký hiệu: icm Thường icm ≈ 1,4 ÷ 2,2 Chọn icm = idk : Tỷ số truyền chung toàn hệ thống điều khiển Bằng tích tỷ số truyền thành phần tham gia hệ thống điều khiển -35- Thiết kế hệ thống ly hợp xe du lịch idk = ibd.itg.icm.idm (3-27) Trong đó: g h : Tỷ số truyền đòn mở, ký hiệu: i dm Với lò xo đĩa nón cụt i dm xác định theo kích thước đĩa từ (3-22): i dm = (D c - D i ) (D e - D c ) = (0,22 - 0,083) (0,25 - 0,22) = 4,57 (3-28) Từ ta suy ra: Sbd = [(δ m z ms + δ dh ).i tg i cm i dm + δ i tg i c +(δ 01 + δ 02 )].i bd Hành trình tính toán phải nằm giới hạn tầm với (tầm duỗi chân) người lái xe, với xe du lịch: [Sbd] = 150 ÷ 1800 [mm] Chọn [Sbd] = 180 [mm] Vậy tỷ số truyền bàn đạp để Sbd ∈ [Sbd]: i bd = Sbd [(δm z ms + δdh ).itg icm idm + δ0 i tg ic + (δ01 + δ02 )] i bd = 180 = 6,85 [(0,75.2 + 0,5).1.2.4,57 + 2.1.2 + (0,5 + 1,5)] 3.2.1.2 Xác định lực tác dụng lên bàn đạp Fbd [N] Lực cần thiết phải tạo bàn đạp mở ly hợp, ký hiệu F bd [N], xác định theo [2] : -36- Thiết kế hệ thống ly hợp xe du lịch Fbd ≥ Fmmax i dk η dk (3-29) Trong đó: Fmmax: Lực ép lớn lò xo ép tác dụng lên đĩa ép mở ly hợp, [N] Fmmax ≈ Fm = 1710, 858 [N] idk: Tỷ số truyền hệ thống điều khiển Chỉ tính đến đỉnh nón: idk = ibd.itg.icm idk = 6.85.2 = 13,7 ηdk: Hiệu suất hệ thống điều khiển Trong tính toán chọn: ηdk ≈ 0,85 ÷ 0,9 Chọn: ηdk = 0,9 Vậy lực tác dụng lên bàn đạp Fbd [N]: Fbd ≥ 1710,858 13,7.0,9 = 138, 76 [N] So với giá trị cho phép xe du lịch: [F bd] = 150 [N], thỏa mãn không cần phải dùng trợ lực cho hệ thống 3.3 Kết cấu phận dẫn động ly hợp Đối với dẫn động ly hợp dẫn động thuỷ lực gồm phận sau: + Xylanh + Xylanh công tác + Các đường ống dẫn khớp nối ống dẫn 3.3.1 Kết cấu xylanh Xylanh chế tạo từ thép không gỉ phận quan trọng thiếu dẫn động thuỷ lực Xylanh có nhiệm vụ cung cấp dầu cho toàn hệ thống, tạo áp suất dòng dẫn động để mở ly hợp Kết cấu xylanh thể hình 3.6 -37- Thiết kế hệ thống ly hợp xe du lịch 22 21 20 19 10 18 17 11 12 13 14 15 16 Hình 3.6- Kết cấu xylanh Bầu chứa dầu; Bulông nối ống dầu cao áp; Van chiều; Van ngược; Lỗ thông hơi; Lò xo van chiều; Nút đậy; Tấm chắn dầu; Nút làm kín; 10 Lỗ thông; 11 Piston chính; 12 Phớt làm kín; 13 Bọc chắn bụi ;14 Thanh đẩy; 15 Bulông điều chỉnh; 16 Vòng hãm; 17 Lỗ thông khí; 18 Đệm cánh; 19 Lỗ bù; 20 Xylanh chính; 21 Lò xo van ngược; 22 Cốc đỡ lò xo Trên thân xylanh có lỗ bù (19) nối thông bình chứa với dẫn động (khi bàn đạp vị trí ban đầu) để bù dầu dẫn động trường hợp có hao hụt Lỗ thông (10) cho dầu từ phía sau phía trước piston, uốn cong mép cao su làm kín (18), điền đầy khoảng không trước đầu piston trường hợp người lái nhả bàn đạp đột ngột để tránh lọt khí vào dẫn động hẫng bàn đạp người lái đạp bàn đạp kiểu “bơm” Đệm cánh (14) chế tạo thép mỏng đàn hồi để che không cho nút làm kín (18) tiếp xúc trực tiếp với mép lỗ thông (10) đầu piston nhằm tăng tuổi thọ Ở đầu xylanh có bố trí van ngược (4) van có tác dụng trì dẫn động áp suất dư nhỏ để tránh không cho không khí lọt vào dẫn động Bởi chất lỏng từ dẫn động muốn trở xylanh phải có áp suất đủ để thắng lực lò xo van ngược -38- Thiết kế hệ thống ly hợp xe du lịch Van chiều (3) bố trí đầu van ngược cho chất lỏng từ xylanh qua đến dẫn động mà không cho chất lỏng qua theo chiều ngược lại Thanh đẩy (14) đóng vai trò tay đòn truyền chuyển động từ bàn đạp đến piston xylanh 3.3.2 Xylanh công tác Hình 3.7- Kết cấu xylanh công tác Bulông xả khí; Piston công tác; Xylanh công tác; Màng chắn bụi; Bulông điều chỉnh đội -39- Thiết kế hệ thống ly hợp xe du lịch 3.3.3 Xác định đường kính xylanh thuỷ lực 3.3.3.1 Đường kính xylanh Khi mở ly hợp người lái tác dụng lên bàn ly hợp lực F bd, thông qua tỷ số truyền bàn đạp ibd lực khuếch đại thành lực F cần piston xilanh làm xilanh dịch chuyển tạo áp suất cực đại cho phép chất lỏng dẫn động [pmax] áp suất cao kết cấu dẫn động gọn, yêu cầu ống dẫn vấn đề làm kín lại khắt khe hơn, đoạn ống mền cao su cho đoạn mối ghép Ta chọn [pmax] = (5 ÷ 8) [MN/m2] Chọn [pmax] = [MN/m2] Lực F1 theo tính theo công thức sau: F1 = Fbd i bd [N] Khi tính toán ta phải kể tới tốn thất ma sát (ma sát đầu piston, phớt làm kín đệm cánh với thành xylanh chính) Do đó: Với ηck hiệu suất khí xylanh chính, chọn ηck F1 = Fbd i bd η ck [N] = 0,95 Áp suất [pmax] tính theo công thức sau: [p ]= max F1 S1 [MN/m ] (3-30) Với: d12 π S1 = [m2]: Tiết diện xylanh chính, với d1 đường kính xylanh Khi tính toán giá trị áp suất cho phép [pmax] chất lỏng dẫn động phải kể đến lọt khí vào dẫn động rò rỉ chất lỏng dẫn động như: Rò rỉ xylanh chính, xylanh công tác, đường ống, khớp nối Do đó: [p ]= max Với ηQ F1 S1 = F1 S1.η Q = 4.F1 π.d 12.η Q hiệu suất lưu lượng đường ống -40- ηQ [MN/m2] = 0,9 Thiết kế hệ thống ly hợp xe du lịch ⇒ d1 = Fbd i bd η ck [ p ] π.η max = Q 138,76.6,85.0,95 = 0,0164 [m] = 16,4 [mm] 5.10 6.3,14.0,9 Vậy ta chọn đường kính xylanh d1 = 20 [mm] 3.3.3.2 Đường kính xylanh làm việc Đường kính xylanh công tác tính theo công thức: i tg = d 22 ⇒ d = d1 i tg = 20 1= 20 d12 [mm] Vậy đường kính xylanh công tác 20 [mm] 3.3.4 Xác định kích thước dẫn động ly hợp Càng mở: f = 104 [mm], icm = ⇒ e = 100 = 208 [mm] Bàn đạp: a = 40 [mm], ibd = 6,85 -41- ⇒ b = 40.6,85 = 274 [mm] 40 Thiết kế hệ thống ly hợp xe du lịch 27 Pbd Hình 3.8- Kết cấu bàn đạp ly hợp 1- Giá đỡ; 2- Lò xo hồi vị bàn đạp; 3- Bàn đạp; 4- Thanh đẩy KẾT LUẬN CHUNG Qua việc phân tích kết cấu công dụng ly hợp ôtô ta thấy ly hợp phận quan trọng thiếu ôtô Với nhiệm vụ thiết kế ly hợp xe du lịch với tải trọng toàn 2500 [KG], ly hợp chọn để thiết kế loại ly hợp ma sát đĩa phẳng, sử dụng lò xo đĩa nón cụt xẻ rãnh với hệ thống dẫn động thủy lực trợ lực Ly hợp thiết kế đảm bảo yêu cầu làm việc tuooirr thọ ly hợp Sau ba tháng tính toán thiết kế cuối em hoàn thành đồ án, kiến thức em học từ nhà trường, giáo trình em tìm hiểu thêm tài liệu mạng để vận dụng vào thiết kế, thời -42- Thiết kế hệ thống ly hợp xe du lịch gian kiến thức hạn chế nên việc phân tích tính toán không tránh thiếu sót Tuy nhiên, sau hoàn thành đồ án giúp em hiểu rõ kết cấu chi tiết ly hợp ô tô Qua vận dụng kiến thức vào để khai thác tính kỹ thuật ly hợp cách tốt TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] LÊ VĂN TỤY (2007), Kết cấu tính toán ôtô, Giáo trình mạng nội Khoa Cơ Khí Giao Thông – Trường Đại học Bách Khoa, Đà Nẵng [2] LÊ VĂN TỤY (2007), Hướng dẫn thiết kế ô tô, Giáo trình mạng nội Khoa Cơ Khí Giao Thông – Trường Đại học Bách Khoa, Đà Nẵng [3] NGUYỄN HỮU CẨN, PHAN ĐÌNH KIÊN (1987), Thiết kế tính toán ô tô máy kéo, Tập 1, NXB Đại học trung học chuyên nghiệp, Hà Nội -43- Thiết kế hệ thống ly hợp xe du lịch [4] NGUYỄN HOÀNG VIỆT (2000), Giáo trình Kết cấu tính toán ô tô, Trường Đại học Bách Khoa, Đà Nẵng -44- Thiết kế hệ thống ly hợp xe du lịch MỤC LỤC -45-