BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ ÔTÔ GVHD: NGUYỄN HỮU HƯỜNG MỤC LỤC Trang I. Những vấn đề chung về ly hợp 2 1. Nhiệm vụ 2 2. Yêu cầu 2 3. Phân loại 2 II. Chọn phương án thiết kế 3 1. Ly hợp ma sát khô 3 2. Ly hợp điện từ 3 3. Ly hợp thuỷ lực 4 4. Ly hợp hổn hợp 4 5. Kết luận 4 III. Kết cấu các chi tiết chính và nguyên lý làm việc của ly hợp 4 một đóa ma sát khô 1. Kết cấu các chi tiết chính 4 2. Nguyên lý làm việc 4 IV. Tính toán các kích thước cơ bản của ly hợp 5 1. Xác đònh môment ma sát cần truyền 5 2. Chọn kích thước vành ma sát 5 3. Lực ép cần thiết lên các đóa để truyền môment ma sát 6 V. Tính toán công trượt của ly hợp 7 1. Xác đònh công trượt của ly hợp 9 2. Kiểm tra công trượt riêng 10 3. Kiểm tra nhiệt độ của các chi tiết 10 VI. Tính toán các chi tiết cơ bản của ly hợp 11 1. Đóa thụ động 11 2. Vòng ma sát 12 3. Moa đóa thụ động 14 4. Bộ phận giảm chấn 15 5. Trục ly hợp 17 6. Đóa ép và đóa ép trung gian 20 7. Lò xo ép 21 SVTH: NGUYỄN TẤN TRUNG MSSV: G0304344 Trang 1 BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ ÔTÔ GVHD: NGUYỄN HỮU HƯỜNG 8. Đòn mở ly hợp 23 9. Cơ cấu điều khiển ly hợp 24 10. Bạc mở ly hợp 25 11. Thân ly hợp 25 12. Vỏ ly hợp 25 13. Sự cân bằng ly hợp 26 VII. Tháo, lắp, điều chỉnh, bảo dưỡng, sửa chữa ly hợp 26 I. NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ LY HP: 1.Nhiệm Vụ: Ly hợp là một trong những cụm chủ yếu của ôtô và máy kéo, nó đảm nhận các nhiệm vụ sau: - Ngắt đường truyền công suất từ động cơ đến hộp số. Nó cho phép động cơ quay ở trạng thái tự do mà không truyền công suất đến hộp số. - Trong quá trình ngắt, nó cho phép người lái sang số để phù hợp với điều kiện làm việc của ôtô. - Trong quá trình đóng ly hợp xảy ra sự trượt ly hợp, làm cho quá trình đóng được êm dòu, giảm tải trọng động tác dụng lên hộp số, trục và các hệ thống khác trong hệp thống truyền lực. - Khi ly hợp được đóng hoàn toàn, toàn bộ công suất được truyền từ động cơ đến hộp số, sự trượt không còn xảy ra. 2. Yêu Cầu: - Truyên được momen lớn nhất của động cơ mà không bò trượt ở bất kỳ thời điểm nào. Muốn như vậy thì mômen ma sát của ly hợp phải lớn hơn mômen cực đại của động cơ một ít, nghóa là hệ số dự trữ mômen của ly hợp phải lớn hơn 1. - Đóng êm dòu để tăng từ từ mômen quay trên trục của hệ thống truyền lực, không gây va đập các bánh răng. Ngoài ra khi ly hợp đóng êm dòu thì ôtô, máy kéo khởi hành không giật, làm cho người lái đỡ mệt, nhất là khi ôtô chạy trên đường phố hoặc khi máy kéo làm việc ở cánh đồng nhỏ phải sử dụng ly hợp nhiều. - Mở dứt khoát và nhanh chóng, nghóa là cắt hoàn toàn truyền động từ động cơ đến hệ thống truyền lực trong thời gian rất ngắn. Nếu mở không dứt khoát thì khó gài số êm dòu vì mômen quay của động cơ và mômen quy dẫn đến trục khuỷu của tất cả các chi tiết chuyển động của động cơ sẽ truyền một phần đến trục sơ cấp của hộp số, cho nên khi dòch chuyển các bánh răng khỏi sự ăn khớp để gài số khác sẽ rất khó khăn trên bánh răng ta muốn dòch chuyển sẽ có tác dụng của lực do mômen nói trên sinh ra. Mở dứt khoát và nhanh chóng sẽ giảm lực va đập các bánh răng. - Mômen quán tính của càc chi tiết thụ động phải nhỏ để giảm các lực va đập lên bánh răng. SVTH: NGUYỄN TẤN TRUNG MSSV: G0304344 Trang 2 BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ ÔTÔ GVHD: NGUYỄN HỮU HƯỜNG - Làm nhiệm vụ bộ phận an toàn để tránh tác dụng lên hệ thống truyền lực những lực quá lớn khi gặp qua tải. - Điều khiển dể dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ. - Các bề mặt ma sát thoát nhiệt tốt, đảm bảo sự làm việc bình thường. - Kết cấu đơn, giản trọng lượng nhỏ, làm việc bền, điều chỉnh và chăm sóc dể dàng. 3. Phân Loại: Ly hợp được phân loại theo các phương pháp sau: Theo cách truyền mômen quay từ trục động cơ đến trục của hệ thống truyền lực, người ta chia ra các loại ly hợp: + Ly hợp ma sát: truyền mômen quay bằng các bề mặt ma sát. + Ly hợp thuỷ lực: truyền mômen quay dưới tác dụng của dòng chất lỏng. + Ly hợp loại nam châm điện: truyền mômen quay bằng tác dụng của trường nam châm điện. + Ly hợp loại liên hợp: truyền mômen quay bằng cách kết hợp các loại kể trên. Ly hợp ma sát là loại thông dụng nhất và thường được sử dụng chủ yếu trên các loại ôtô. Ở ly hợp ma sát, tuỳ theo hình dáng của các chi tiết ma sát mà người ta chia ra làm nhiều loại : + Ly hợp đóa: phần thụ động gồm một hay nhiều đóa. + Ly hợp hình côn: đóa thụ động có dạng côn. + Ly hợp hình trống: phần thụ động làm theo kiểu má phanh và tang trống. Loại ly hợp hình côn và tang trống ngày nay không còn dùng trên ôtô và máy kéo nữa vì mômen quán tính của chi tiết thụ động của chúng lớn gây nên tải trọng va đập lên hệ thống truyền lực khi đóng ly hợp. Tuỳ theo số đóa thụ động mà người ta chia ly hợp ma sát ra một, hai hay nhiều đóa. Ly hợp một đóa hiện nay dùng nhiều trên ôtô và máy kéo vì nó đơn giản, rẻ và mômen quán tính của chi tiết thụ động bé. Ở ôtô tuỳ theo phương pháp sinh lực lên đóa ép người ta chia ly hợp loại lò xo (ở đây lực ép sinh ra bởi lực ép của lò xo), loại nữa ly tâm, loại ly tâm… Loại nửa ly tâm dùng ở ôtô du lòch và vận tải trọng cỡ nhỏ vì ở đấy mômen cực đại của động cơ tương ứng với số vòng quay tương đối cao Loại ly tâm thường được dùng để làm dễ dàng điều khiển ôtô. Trong các ly hợp loại ly tâm thì lực ly tâm dùng để đóng mở ly hợp, còn lực để ép là do lò xo, ít khi dùng lực ly tâm để ép đóa ép. Loại ly hợp này không được sử dụng rộng rãi . Theo phương pháp điều khiển ly hợp có thể chia ra loại điều khiển bằng sức người và loại điều khiển tự động. II. CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ: 1. Ly Hợp Ma Sát Khô: SVTH: NGUYỄN TẤN TRUNG MSSV: G0304344 Trang 3 BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ ÔTÔ GVHD: NGUYỄN HỮU HƯỜNG Ly hợp ma sát loại đóa rất thông dụng và thường được sử dụng rộng rãi trên hầu hết các loại ôtô. Ly hợp ma sát khô hiện nay gồm loại một đóa hay nhiều đóa ma sát. Hiện nay loại ly hợp một đóa ma sát có lò xo hình trụ được sử dụng nhiều. * Ưu điểm: kết cấu đơn giản, đảm bảo thoát nhiệt tốt, thuận tiện cho công tác bảo quản sữa chữa. 2. Ly Hợp Điện Từ: Quá trình đóng và ngắt nhờ lực điện từ của nam châm. * Ưu điểm: kết cấu đơn giản, dể tự động hoá quá trình điều khiển, mặt ma sát hao mòn ít. * Nhược điểm: bộ phận tự động có momen quán tính lớn. 3. Ly Hợp Thủy Lực: Có hai loại: ly hợp thuỷ tónh và ly hợp thuỷ động. * Ưu điểm: Giảm tải trọng động lên động cơ và hệ thống truyền lực khi thay đổi đột ngột chế độ làm việc. Tăng khả năng chuyển động của ôtô, không giật khi gài số. Điều khiển đơn giản, không cần điều chỉnh khi sử dụng, ít hao mòn, cho phép khởi động khi gài số. * Nhược điểm: không đảm bảo mở dứt khoát. Độ trượt lớn, kết cấu phhức tạp. 4. Ly Hợp Loại Hổn Hợp : Thường dùng loại ly hợp ma sát kết hợp thuỷ lực . * Ưu điểm : kết hợp được ưu điểm các loại ly hợp trên . * Nhược điểm : kết cấu phức tạp, giá thành cao . 5. Kết Luận: Từ bốn loại ly hợp trên, ta thấy: với xe khách 25CN thì ly hợp ma sát khô loại thường đóng, một đóa ma sát, dùng lò xo trụ, có điều khiển, dẫn động bằng cơ khí có cường hoá bằng thuỷ lực là phù hợp nhất. Do đó ta chọn loại ly hợp này để thiết kế. III. KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT CHÍNH VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA LY HP MỘT ĐĨA MA SÁT KHÔ: 1. Kết Cấu Các Chi Tiết Chính: - Vỏ ngoài ly hợp: làm bằng gang có nhiệm vụ bảo vệ các bộ phận bên trong của ly hợp và được nối liền với hộp số bằng bulông và đai ốc . - Đóa bò động: là một đóa mỏng, trên đóa có rãnh xẻ hướng tâm chia đóa thành nhiều phần bằng nhau để giảm độ cứng và tăng độ đàn hồi. Trên đóa có gắn các tấm ma sát bằng đinh tán. Đóa thụ đôïng nối với moa bằng đinh tán. Moa được nối với trục bằng then hoa. Ngoài ra trên đóa bò động còn có lò xo giảm chấn ở tần số cao và các tấm giảm chấn ở tần số thấp. - Mâm ép: Chế tạo bằng gang xám, có trọng lượng khá lớn để làm thoát nhiệt tốt từ các bề mặt ma sát. Đóa ép phải cứng để ép đều lên các vòng ma sát. Trên đóa ép có chỗ gờ lên hoặc các ống dẫn hướng để đònh hướng lò xo ép. - Đòn mở: chế tạo bằng thép, có động cứng cao. SVTH: NGUYỄN TẤN TRUNG MSSV: G0304344 Trang 4 δ 15 16 Trục khuỷu động cơ 17 13 14 12 11 10 Trục sơ cấp hộp số 1 8 9 7 6 2 3 4 5 P bd BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ ÔTÔ GVHD: NGUYỄN HỮU HƯỜNG Đòn mở tựa một đầu lên ly hợp, đầu còn lại nối tiếp với đóa ép. Trên đòn mở có bắt vít điều chỉnh. - Thân ly hợp: chế tạo bằng thép, được bắt cứng vào bánh đà bằng bulông, trên thân ly hợp có khoan các lổ để đặt lò xo ép. - Lò xo ép: lò xo dạng hình trụ, bố trí xung quanh, chòu nén tạo lực nén lên đóa ép. 2. Nguyên Lý Làm Việc: - Sơ đồ nguyên lý của ly hợp: 1: Bánh đà; 2: Tấm ma sát; 3: Vỏ ly hợp; 4: Đóa ép; 5: Đòn mở; 6: Ống mở ly hợp; 7: Lò xo hồi vò; 8: Trục ly hợp; 9: Bàn đạp; 10: Lò xo hồi vò; 11: Thanh kéo; 12: Càng mở ly hợp; 13: Ổ bi mở ly hợp; 14: Lò xo ép; 15: Xương đóa; 16: Giảm chấn; 17: Moa Khi không tác động vào bàn đạp ly hợp 9, thì ly hợp ở trạng thái đóng. Ly hợp được đóng lại là do: dưới tác dụng của các lò xo ép 14, đóa ép 4 ép đóa ma sát áp sát vào mặt bánh đà, làm cho đóa ma sát quay cùng với bánh đà nhờ lực ma sát, thông qua mối ghép then hoa của moa 17 làm cho trục ly hợp (thường là trục sơ cấp của hộp số) quay theo. Khi đạp vào bàn đạp ly hợp 9, nhờ thanh kéo 14 và càng mở ly hợp 12 đẩy ống mở ly hợp 6 và ổ bi mở ly hợp 13 về phía trái, ổ bi mở ly hợp tì vào các đầu đòn mở 5 làm cho đóa ép dòch chuyển về phía bên phải, lúc đó đóa ma sát không còn liên kết với đóa chủ động và bánh đà, từ đó ngắt đường truyền mômen từ trục động cơ đến trục ly hợp. Như vậy, khi động cơ đang hoạt động nếu đang ở chế độ đóng ly hợp thì tất cả các chi tiết của bộ ly hợp cùng quay với bánh đà, nếu đang ở chế độ ngắt ly hợp (lúc đạp bàn đạp ly hợp) thì đóa ma sát và trục ly hợp đứng yên còn vỏ ly hợp, các đòn mở và mâm ép cùng quay với bánh đà. IV. TÍNH TOÁN CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA LY HP: Tính toán ly hợp loại ma sát nhằm mục đích xác đònh số lượng và kích thước các bề mặt ma sát cần thiết để truyền mômen quay của động cơ, xác đònh lực ép lên bề mặt ma sát, xác đònh tỷ số truyền của cơ cấu điều khiển ly hợp, cũng như xác đònh kích thước các chi tiết khác. Kích thước của ly hợp được xác đònh từ cơ sở có khả năng truyền mômen quay lớn hơn mômen quay của động cơ một ít. Sở dó phải tính theo mômen động cơ là để đảm bảo truyền được hết mômen quay của động cơ đến hệ thống truyền lực trong trường hợp khi đóa ma sát bò dầu nhờn rơi vào, hoặc khi các mặt ma sát bò hao mòn, hoặc khi các lò xo ép bò mất tính đàn hồi đi một ít. 1. Xác Đònh Mômen Ma Sát Cần Truyền: M l = β .M đ Ở đây: M 1 : mômen ma sát của ly hợp, Nm ; SVTH: NGUYỄN TẤN TRUNG MSSV: G0304344 Trang 5 BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ ÔTÔ GVHD: NGUYỄN HỮU HƯỜNG M đ : mômen quay của động cơ, đối với ôtô lấy mômen cực đại của động cơ (M đ = M emax ), Nm; β : hệ số dự trữ của ly hợp Đối với ôtô khách chọn β = 1,9 M 1 = 1,9.1050 = 1995 N.m 2. Chọn Kích Thước Vành Ma Sát: Đường kính ngoài của vòng ma sát bò giới hạn bởi đường kính ngoài của bánh đà động cơ. Đối với ôtô có thể chọn đường kính ngoài của vòng ma sát theo công thức thực nghiệm sau: 6,3 1050 16,316,32 max 22 === C M RD e = 53,97 cm, chọn D 2 = 50 cm. Ở đây : D 2 : Đường kính ngoài của vòng ma sát, cm; M emax : mômen cực đại của động cơ, N.m; C: Hệ số kinh nghiệm. Đối với ôtô vận tải trong điều kiện sử dụng bình thường chọn C = 3,6. Do đường kính tính toán được là quá lớn, do đó rất khó chế tạo, khối lượng sẽ lớn, kích thước ly hợp lớn. Vì vậy thay vì dùng ly hợp một đóa ma sát thì ta sẽ chọn lại kích thước của đóa ma sát sau đó kiểm tra lại theo các điều kiện làm việc của ly hợp nhằm giảm kích thước của ly hợp nhưng vẫn đảm bảo làm việc an toàn. Bán kính ngoài vòng ma sát: Chọn R 2 = 25 cm Khi thiết kế bán kính trong của vòng ma sát có thể xác đònh sơ bộ như sau: R 1 = (0,53 ÷ 0,75 )R 2 Chọn R 1 = 0, 53R 2 = 13,25 cm Bán kính trung bình được xác đònh theo công thức sau: 2 1 2 2 3 1 3 2 . 3 2 RR RR R bt − − = = 19,73 cm Hệ số ma sát µ phụ thuộc vào nhiều yếu tố nguyên liệu của bề mặt ma sát, tình trạng của tấm ma sát, nhiệt độ và áp suất trên bề mặt ma sát. Để đơn giản tính toán có thể thừa nhận rằng hệ số ma sát chỉ phụ thuộc bởi nguyên liệu của bề mặt ma sát. Thường ở ôtô hay dùng các bề mặt ma sát thép với phêrô hoặc phêrô đồng có hệ số ma sát khô lớn nhất là 0,35, nhưng tính đến những điều kiện nhiệt độ, tốc độ trượt tương đối làm giảm hệ số đó đi cho nên khi tính ta lấy µ = 0,25 ÷ 0,35. Chọn µ = 0,3. Chọn số bề mặt ma sát là p = 2 ( một đóa ma sát ). 3. Lực Ép Cần Thiết Lên Các Đóa Để Truyền Mômen Ma Sát M 1 : SVTH: NGUYỄN TẤN TRUNG MSSV: G0304344 Trang 6 BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ ÔTÔ GVHD: NGUYỄN HỮU HƯỜNG N pR M P bt d 51,16852 2.10.73,19.3,0 1995 . 2 . === µ β p suất trên vòng ma sát sẽ là: 2 4222 1 2 2 /42,119 10).25,1325( 51,16852 )( mKN RR P F P q = − = − == − ππ Áp suất cho phép tác dụng lên bề mặt ma sát đối với đóa ma sát làm bằng phêrô là: [q]=100 ÷ 250 KN/m 2 . Vậy áp suất trên vòng ma sát thoả điều kiện cho phép của vật liệu. V. TÍNH TOÁN CÔNG TRƯT CỦA LY HP: Khi đóng ly hợp sẽ có hiện tượng trượt các đóa ở thời gian đầu cho đến khi nào đóa chủ động và đóa thụ động quay như một hệ thống động học liền. Khi các đóa bò trượt sẽ sinh ra công ma sát làm nung nóng các chi tiết của ly hợp lên quá nhiệt độ làm việc bình thường, làm hao mòn các tấm ma sát và nguy hiểm nhất là các lò xo ép có thể bò ram ở nhiệt độ như vậy, mất khả năng ép. Vì thế việc xác đònh công trượt trong thời gian đóng ly hợp là một điều cần thiết. Trong quá trình gài số ở ôtô theo sự đổi số từ thấp lên cao hoặc từ cao xuống thấp mà quá trình gài có thể tiến hành khác nhau. Khi đổi số từ thấp lên cao (thí dụ từ số I lên số II, hoặc số II lên số III …) tốc độ góc của trục khuỷu động cơ trong khi đóng ly hợp cao hơn tốc độ góc của trục sơ cấp hộp số, vì vậy mômen quay của động cơ M m không nên lớn để tránh tăng công trượt. Khi đổi từ số cao xuống số thấp tốc độ góc của trục khuỷu có thể thấp hơn tốc độ góc của trục sơ cấp và trong trường hợp này khi đóng ly hợp cần phải có mômen M m nào đấy của động cơ để làm đồng đều các tốc độ góc nói trên. Nhưng ở trong hai trường hợp kể trên tuỳ theo kỹ thuật của người lái tốc độ góc của trục khuỷu và trục sơ cấp của hộp số có thể đồng đều, nghóa là ω m = i h .ω a do đó công trượt có thể giảm đến tối thiểu. Khi ôtô khởi động tại chỗ sự đồng đều nói trên không thể thực hiện được vì ω’ m > 0 và ω a = 0. Trong trường hợp này công trượt sẽ cực đại . Qúa trình đóng ly hợp có thể có hai trưòng hợp sau: * Đóng Ly Hợp Đột Ngột: Lúc đó động cơ đang quay ở số vòng quay cao thì người lái thả đột ngột bàn đạp ly hợp. Khởi động tại chỗ như vậy sẽ sinh ra giật rất lớn lớn nhất là khi ly hợp có hệ số dự trữ β cao. Chế độ đóng ly hợp như thế gấn giống với sơ đồ tính toán trình bày dưới đây mặc dù trong thực tế cần tránh viếc đóng ly hợp đột ngột. Biểu thò ω a là tốc độ của trục động cơ trước lúc đóng ly hợp và ω 4 là tốc độ góc sau khi đóng ly hợp ( cuối thời kỳ trượt ): Hệ số hạ tốc độ góc tương đối của trục động cơ khi đóng ly hợp được biểu thò là 3 4 3 ω ω k = hệ số này khi đóng ly hợp đột ngột sẽ có giá trò k 3 = 0,35 ÷ 0,5. * Đóng Ly Hợp Êm Dòu: SVTH: NGUYỄN TẤN TRUNG MSSV: G0304344 Trang 7 BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ ÔTÔ GVHD: NGUYỄN HỮU HƯỜNG Khi đóng ly hợp êm dòu sẽ bảo đảm cho ôtô khởi động tại chỗ được êm dòu, điều này yêu cầu quan trọng khi sử dụng ôtô. Trong trường hợp này người lái nhả bàn đạp ly hợp từ từ kể từ khi các bề mặt ma sát chạm vào nhau, do đó tăng thời gian trượt và tăng công trượt. Hệ số k 3 trong trường hợp này có giá trò k 3 = 0,6 ÷ 0,9. Tuỳ theo chế độ đóng ly hợp mà thời gian trượt ly hợp t o sẽ có giá trò sau đây ( khi khởi động tại chỗ ); khi đóng ly hợp đột ngột t o = 0,6 ÷ 1,1s, khi đóng êm dòu t o = 1,6 ÷ 2,5s. Nếu tiếp tục tăng tốc thì tốc độ của ôtô sẽ tăng tới giá trò v 1 tương ứng với tốc độ góc cực đại của trục động cơ ω 2 . Tốc độ cực đại của trục động cơ được xác đònh bởi bộ phận hạn chế số vòng quay đặt trong ôtô vận tải hoặc bởi sự suy xét của người lái. Tại thời điểm ứng với điểm d người lái nhả ly hợp, bàn đạp nhiên liệu ( chân ga ) được thả ra và tốc độ góc của trục khuỷu động cơ hạ xuống đến giá trò ω 1 . Nhòp độ hạ tốc độ góc của trục khuỷu động cơ khi thả chân ga và mở ly hợp được đặc trưng bởi hệ số 1 12 2 t ωω k − = , nó biểu thò sự ổn đònh làm việc của ly hợp. Hệ số này có giá trò 94 ÷ 105 1/s 2 ( 900 ÷ 1000 vg/ph/s ). Trong thời gian t 2 giữa điểm d và e và thời gian chạy tiếp theo người lái tiến hành chuyển số. Người lái thả bàn đạp ly hợp ( đóng ly hợp ) và đồng thời ấn bàn đạp ga để tăng số vòng quay ω m và tốc độ góc này sẽ hạ xuống do đóa ly hợp bò cuốn theo. Tại điểm h tốc độ góc của trục động cơ là ω 4 và sau đó bắt đầu quá trình tăng tốc độ của ôtô ở số truyền tiếp theo. Thời gian t o ứng với thời gian trượt ly hợp khi chuyển số. Tốc độ v của ôtô đạt giá trò cực đại ở số truyền đã cho tại điểm d. tốc độ này sẽ hạ xuống trong giai đoạn t 3 do tốc độ chuyển động làm giảm đến tốc độ ứng với điểm e, lúc đó ly hợp vò cuốn theo thì tốc độ ôtô bắt đầu tăng. Thời gian toàn bộ khi chuyển số là t 4 . B A ω M m J a J m M a M l ω a Để xét các thông số cơ bản đặc trưng cho sự làm việc của ly hợp chúng ta xét mô hình của động cơ và hệ thống truyền lực của ôtô trình bày trên hình: J m : mômen quán tính của bánh đà và của các chi tiết động cơ quy dẫn về bánh đà. J a : mômen quán tính của ôtô và rơmoóc quy dẫn đến trục ly hợp. 2 2 0 )iii( r g GG J oph bxm a         + = = 0,55 Nms 2 Ở đấy : G o : trọng lượng toàn bộ ôtô; SVTH: NGUYỄN TẤN TRUNG MSSV: G0304344 Trang 8 BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ ÔTÔ GVHD: NGUYỄN HỮU HƯỜNG G o = (5850+11470).10 = 173200 N G m : trọng lượng toàn bộ của rơmoóc; không có rơmoóc; G m = 0 i h : tỷ số truyền tương ứng của hộp số. Ở đây ôtô đang ở chế độ khởi động tỷ số truyền này ứng với tỷ số truyền của hộp số ở tay số 1; i h =6,142 i p :tỷ số truyền của hộp số phụ.Xe không có hộp số phụ do đó: i p = 1 i o : truyền lực chính; i o =6,17 r bx : bán kính làm việc của bánh xe, chọn lốp xe loại: 8,25-16; r bx = 0,3562 m; Mômen cản chuyển động quy dẫn về trục ly hợp: ( ) [ ] tloph bx moa iii r KFvGGM η ψ 2 ++= Ở đấy: ψ : hệ số cản tổng cộng của đường; ψ = 0,3 K: hệ số cản không khí (khi ôtô chuyển động với tốc độ thấp KFv 2 = 0 ); η tl : hiệu suất của hệ thống truyền lực; η tl = 0,89 ( ) [ ] mNM a .2,162 89,0.05,6.2,5 3562,0 3,0.042500 =+= α : góc trượt của ly hợp; 1. Xác Đònh Công Trượt Của Ly Hợp: Công trượt của ly hợp được xác đònh theo phương trình sau: ∫ = α O αdML 1 Trên cơ sở phân tích ở trên về hai phương pháp đóng ly hợp chúng ta có hai phương pháp để tính công trượt của ly hợp . Ở đây ta chọn phương pháp tính toán thứ hai vì nó đơn giản trong tính toán và phù hợp với điều kiện làm việc của xe tải. Phương pháp này tính đến quá trình diễn biến thực tế khi đóng ly hợp gồm hai giai đoạn: * Tăng mômen quay của ly hợp M 1 từ 0 đến M a khi bắt đầu đóng ly hợp, lúc đó ôtô bắt đầu khởi động tại chỗ. * Tăng mômen quay của ly hợp M 1 đến giá trò mà sự trượt của ly hợp không còn nữa. Công của động cơ ở giai đoạn đầu của thời gian t 1 sẽ tiêu hao cho sự trượt và nung nóng ly hợp. Công trượt ở giai đoạn đầu L 1 xác đònh như sau: SVTH: NGUYỄN TẤN TRUNG MSSV: G0304344 Trang 9 BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ ÔTÔ GVHD: NGUYỄN HỮU HƯỜNG 11 2 t ωω ML am a − = Công của động cơ ở giai đoạn thứ hai của thời gian t 2 tiêu tốn cho việc tăng tốc trục bò động của ly hợp và sẽ thắng các sức cản chuyển động của ôtô. Công trượt ở giai đoạn thứ hai sẽ xác đònh theo công thức sau: ( ) ( ) 2 2 2 3 2 2 1 tωωMωωJL amaama −+−= Công trượt toàn bộ của ly hợp sẽ là: 2 2 1 21 )( 2 1 ) 3 2 2 )(( amaama Jt t MLLL ωωωω −++−=+= Trong công thức trên thời gian t 1 và t 2 được tính như sau: k M t a = 1 = 0,3 s k A t = 2 = 0,8 s Ở đây: k: hệ số tỷ lệ, đặc trưng cho nhòp độ tăng mômen của đóa ly hợp M 1 khi đóng ly hợp; Đối với ôtô vận tải k = 150 ÷ 750 Nm/s. Chọn k = 540 Nm/s Giá trò của A xác đònh theo công thức sau: )(.2 ama JA ωω −= = 20,885 (Nms) 1/2 ω m : tốc độ góc của trục động cơ; ω m = nπ/30 = 2000.π/30 = 209,4 (s -1 ) ω a : tốc độ góc của trục ly hợp.Khi khởi động ω a = 0 Tốc độ góc của trục động cơ khi đóng ly hợp có thể thừa nhận không đổi và bằng tốc độ góc ứng với mômen cực đại của động cơ. ⇒ L = 33,03 kJ Từ các công thức trên ta thấy rằng, công trượt tăng đáng kể khi tăng hiệu số ( ω m - ω a ). Để giảm công trượt nghóa là giảm hao mòn đôi bề mặt ma sát của ly hợp thì người lái phải làm thế nào để giảm hiệu số ( ω m - ω a ). Giá trò lớn nhất của hiệu số này xảy ra khi khởi động ôtô tại chỗ vì lúc đó ω a =0. 2. Kiểm Tra Công Trượt Riêng: Đối với ôtô công trượt riêng được tính theo công thức: p).RR(π L p.F L L 2 1 2 2 0 − == = 2).085,017,0.( 03,33 22 − π = 242,5 kJ/m 2 Vậy L o = 242,5 < [L o ] = 150 ÷ 250 kJ/m 2 . Thoả mãn yêu cầu về công trượt riêng cho phép. 3. Kiểm Tra Nhiệt Độ Của Các Chi Tiết Bò Nung Nóng Trong Quá Trình Ly Hợp Bò Trượt: a gc L T . . ν = SVTH: NGUYỄN TẤN TRUNG MSSV: G0304344 Trang 10