Xây dựng chương trình tính toán thiết kế ly hợp có giao diện bằng tiếng việt

hanh gọn ,chính xác và lựa chọn được những thông số tối ưu đang là nhu cầu thiết yếu của các nhà thiết kế. Trên ô tô hệ thống truyền lực là hệ thống đóng vai trò hết sức quan trọng trong toàn bộ tổng thể của xe . Hệ thống truyền lực (HTTL) bao gồm tất cả các cơ cấu nối từ động cơ đến bánh xe chủ động , bao gồm các cơ cấu truyền, cắt, đổi chiều quay, biến đổi giá trị mô men truyền... Trong đó ly hợp là một trong những bộ phận có ảnh hưởng rất lớn đến chức năng làm việc của HTTL.Nó như một hệ thống an toàn cho các chi tiết trong HTTL và động cơ .Đồng thời ly hợp có tác dụng nối và tách động cơ ra khỏi HTTL,để đảm bảo khi khởi động tại chỗ, khi sang số và tăng tốc ô tô được êm dịu… Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn đó, em tiến hành đề tài: Xây dựng chương trình tính toán thiết kế ly hợp có giao diện bằng tiếng việt. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo Trịnh Minh Hoàng cùng toàn thể thầy cô giáo trong bộ môn ,các bạn bè đồng nghiệp đã giúp em trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành bản đồ án này. Hà Nội ,ngày tháng năm 2003 Sinh viên thực hiện: Vũ Đức Trung Chương 1 Tổng quan về ly hợp I,CÔNG Dụng, yêu cầu, phân loại cụm Ly Hợp. 1,Công Dụng: Ly hợp là một trong những cụm chủ yếu trong hệ thống truyền lực của ô tô, nó nằm giữa động cơ và hộp số chính. Ly hợp dùng để nối trục khuỷu động cơ với hệ thống truyền lực, nó cho phép truyền mômen quay được êm dịu và cắt truyền động đến hệ thống truyền lực được nhanh chóng, dứt khoát. Nó còn đóng vai trò như một hệ thống an toàn cho HTTL và động cơ . Cụ thể : Đảm bảo an toàn cho các chi tiết của hệ thống truyền lực khi gặp quả tải cũng như khi phanh đột ngột . Nối và tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực một cách êm dịu và dứt khoát để giảm tải trọng động tác dụng lên hệ thống truyền lực và đảm bảo truyền được toàn bộ mô men quay từ động cơ đến hệ thống truyền lực. Đảm bảo được khi khởi động tại chỗ, khi tăng tốc ,khi sang số ôtô chuyển động được êm dịu . Các va đập ở các răng ,ở các khớp nối ... phải nhỏ để tăng tuổi thọ cho các chi tiết. Khi có hiện tượng cộng hưởng (rung động lớn) ly hợp có khả năng dập tắt nhằm nâng cao chất lượng truyền lực. 2,Yêu Cầu. Ly hợp khi hoạt động phải đảm bảo được những yêu cầu sau: Truyền được mômen quay lớn nhất của động cơ mà không bị trượt ở bất cứ điều kiện tải nào.Muốn vậy mô men ma sát của ly hợp phải lớn hơn mô men cực đại của đông cơ một chút ,tức là hệ số dự chữ b của ly hợp phải lớn hơn 1. Đóng êm dịu để tăng từ từ mômen quay lên trục của hệ thống truyền lực, không gây va đập các bánh răng.Tác dụng nhất khi khởi động ô tô không bị giật. Mở dứt khoát và nhanh chóng để giảm lực va đập các bánh răng.Nghĩa là cắt hoàn toàn truyền động từ động cơ đến hệ thống truyền lực trong thời gian ngắn nhất . Nếu không mở dứt khoát thì khó gài số êm dịu .Vì mômen quay của động cơ và mômen qui 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 dịch các bánh răng khỏi sự ăn khớp để gài số khác sẽ rất khó khăn. Bởi vậy mở dứt khoát và nhanh chóng sẽ giảm lực va đập các bánh răng. Mô men quán tính của các chi tiết thụ động phải nhỏ để giảm các lực va đập lên bánh răng. Làm nhiệm vụ bộ phận an toàn để tránh tác dụng lên hệ thống truyền lực những lực quá lớn khi gặp quá tải. Điều khiển dễ 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 dễ dàng. 3, Phân Loại. a.Theo phương pháp truyền mômen: Ly hợp ma sát :Mômen truyền động nhờ các mặt ma sát. Ly hợp thuỷ lực :Mômen truyền nhờ chất lỏng. Ly hợp điện từ : Mômen truyền nhờ tác dụng của trường nam châm điện. b.Tuỳ theo hình dáng của các chi tiết ma sát: Ly hợp đĩa ( một ,hai , hoặc nhiều đĩa ). Ly hợp hình côn (đĩa thụ động có dạng hình côn). Ly hợp hình trống(phần thụ động làm theo kiểu má phanh và tang trống). Tuỳ theo số đĩa thụ động người ta chia ly hợp ma sát ra 1 đĩa, 2 đĩa hay nhiều đĩa. Ngày nay loại ly hợp hình côn và tang trống không dùng trên ô tô và máy kéo nữa, vì mô men quán tính chi tiết phần thụ động của chúng lớn gây nên tải trọng va đập lên hệ thống truyền lực khi đóng ly hợp. c.Theo phương pháp sinh lực ép trên đĩa chia ra: Loại lò xo ( lò xo đặt xung quanh ,lò xo trung tâm (côn) .Lò xo đĩa lực ép sinh ra do các lò xo . Loại nửa ly tâm : Lực ép sinh ra ngoài lực ép của lò xo còn có lực ly tâm của trọng khối phụ ép thêm vào .Mô men cực đại của động cơ tương ứng với số vòng quay tương đối cao. Loại ly tâm :Ly hợp ly tâm thường sử dụng khi điều khiển tự động, lực ly tâm sử dụng để đóng và mở ly hợp ,còn áp lực trên đĩa được tạo ra bởi lò xo, ít khi lực ly tâm sử dụng để tạo ra áp lực trên đĩa ép . d.Theo điều kiện làm việc thường xuyên : Ly hợp thường đóng :dùng ở hầu hết các ô tô và ở ly hợp một số máy kéo. Ly hợp không thường đóng : dùng ở các máy kéo xích C-100,C-80,KD 35 ... e.Theo phương pháp điều khiển: Loại điều khiển bằng sức người . Loại điều khiển tự động. II.phân tích các dạng ly hợp. A,Ly Hợp Ma Sát. Ly hợp ma sát được hình thành trên cơ sở truyền lực qua các bề mặt ma sát. Muốn tạo nên lực ma sát, cấu tạo ly hợp phải có bộ phận tạo lực ép giữa các bề mặt ma sát .Lực ma sát truyền từ bề mặt chủ động sang bề mặt bị động. Do vậy các bộ phận chính là: phần chủ động, bị động của ly hợp,bộ phận tạo lực ép, bộ phận dẫn động điều khiển ly hợp. 1.Ly hợp ma sát 1 đĩa khô thường đóng. a-Cấu tạo: Cấu tạo ly hợp có phần chủ động gồm các chi tiết như bánh đà, đĩa ép, vỏ ly hợp lò xo ép .Chúng được lắp ghép trực tiếp với bánh đà của động cơ, có cùng tốc độ quay với bánh đà. Phần bị động gồm chi tiết như trục bị động, đĩa bị động lắp ghép trực tiếp hoặc gián tiếp với trục bị động của ly hợp. Bộ phận tạo lực ép gồm giá tựa(vỏ ly hợp ), lò xo ép,đĩa ép. b-Nguyên lý làm viêc(hình 1): Trạng thái đóng: là trạng thái thường xuyên làm việc của ly hợp. Khi đạp bàn đạp, lực được chuyền tới lò xo ép. Dưới tác dụng của lò xo ép (8) làm cho đĩa ép(2), đĩa bị động(1) và bánh đà động cơ(10) ép sát vào nhau. Khi đó bánh đà, đĩa bị động, đĩa ép, lò xo ép, vỏ ly hợp quay thành một khối. Mô men xoắn truyền từ động cơ tới bánh đà, qua các bề mặt ma sát truyền đến moayơ đĩa bị động tới trục bị động(6).Ly hợp thực hiện chức năng truyền mô men xoắn từ động cơ tới hộp số. 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 a) b) Hình 1: Sơ đồ cấu tạo ly hợp với lò xo xoắn ốc a)trạng thái đóng ;b)trạng thái mở 1-xương đĩa bị động ;2-đĩa ép ;3-vỏ ly hợp ;4-đòn mở ;5-bạc mở ;6-trục bị động 7-đòn bẩy ;8-lò xoép dạng trụ ;9-tấm ma sát ;10-bánh đà ;11 trục khuỷ động cơ Trạng thái mở là trạng thái làm việc không thường xuyên. Người lái tác dụng lên cơ cấu điều khiển kéo đĩa ép di chuyển ngược chiều ép của lò xo, tách giữa các bề mặt ma sát của đĩa bị động tới bánh đà và đĩa ép. Phần chủ động của ly hợp quay theo động cơ, nhưng do lực ép không tác dụng lên đĩa ép, bởi vậy không tạo nên ma sát để truyền mômen xoắn từ phần chủ động sang phần bị động. Giữa các quá trình đóng mở, lực ép của lò xo ép thay đổi, xuất hiện trượt tương đối giữa các bề mặt ma sát. Quá trình tuy diễn ra trong thời gian rất ngắn nhưng phát sinh nhiệt rất lớn. Sự trượt gây nên mài mòn các bề mặt ma sát, đốt nóng các chi tiết ly hợp và có thễ dẫn tới hư hỏng ly hợp. Đặc điểm của loại ly hợp này là có bộ phận giảm chấn ở đĩa thụ động và dùng lò xo ép hình trụ đặt xung quanh đĩa ép . Bộ phận giảm chấn có tác dụng dập tắt các chấn động xoắn sinh ra giữa động cơ và hệ thống truyền lực. c-Ưu, khuyết điểm Loại này có ưu điểm là kết cấu đơn giản , thoát nhiệt tốt và mở dứt khoát. Tuy nhiên loại này đóng không êm dịu bằng ly hợp nhiều đĩa. Lò xo ép đặt xung quanh có ưu điểm là kết cấu nhỏ gọn , khoảng không gian chiếm chỗ ít vì lực ép lên đĩa qua nhiều lò xo tác dụng cùng một lúc .Tuy nhiên loại này có nhược điểm là các lò xo thường không đảm bảo các thông số cơ bản giống nhau hoàn toàn .Nếu ly hợp phải truyền mômen lớn ( lớn hơn 70-80 kGm) thì đường kính của đĩa ly hợp một đĩa quá lớn . Do đó ta cần lựa chọn thật kỹ nếu không thì lực ép trên đĩa không đều và dẫn tới tấm ma sát bị mòn không đều . 2.Ly hợp ma sát 2 đĩa khô thường đóng. a-Hình vẽ: 1 2 3 8 7 4 6 5 10 9 11 Hình 2:trạng thái đóng Hình 3:trạng thái mở 1- Bàn đạp 2- Đòn mở 3- Đĩa ép phía sau 4- Đĩa ép phía trước 5 – Lò xo 6 – Bánh đà 7 – Bu lông bắt nối giữa vỏ bánh đà và ly hợp 8 – Càng mở 9- Bạc trượt 10-lò xo ép 11-Vòng bi tì b-Nguyên lý làm viêc: Hình 2-ly hợp ở trạng thái đóng .Đĩa ép 3 và 4 ép chặt đĩa ma sát vào bánh đà, đĩa ép 3 ép đĩa ma sát phía sau vào đĩa ép 4 .Đĩa ép 4 ép chặt đĩa ma sát trước vào bánh đà thành một khối nhờ lò xo ép 10. Lò xo này luôn ở trạng thái làm việc. Khi trục khuỷ của động cơ quay làm cho bánh đà quay và làm cho đĩa ma sát quay.May ơ của đĩa ma sát được lắp trượt trên trục sơ cấp của hộp số băng các rãnh then hoa .Do đó khi đĩa ma sát quay làm cho trục sơ cấp của hộp số quay nên mô men quay của động cơ được truyền qua hộp số . Hình 3- ly hợp ở trạng thái mở. Dưới tác dụng của lực đạp vào bàn đạp 1 theo chiều mũi tên trên hình vẽ. Lực này được truyền tới càng mở 8 qua hệ thống dẫn động (đòn kéo) làm cho càng mở tỳ vào bạc trượt 9 và đẩy bạc truợt dịch chuyển lên phía trước .Trên bạc trượt có vòng bi tì 11 .Vòng bi này tì vào đầu đòn mở 2 .Đòn mở 2 kéo đĩa ép 3 dịch chuyển về phía sau tách khỏi đĩa ép và đĩa ma sát phía sau. Lúc này lò xo 5 sẽ đẩy đĩa ép 4 tách khỏi đĩa ma sát phía trước. Mô men quay động cơ tách rời với trục sơ cấp của hộp số. c-Ưu, khuyết điểm ưu điểm : đóng êm dịu ,truyền được mô men lớn nhược điểm : thoát nhiệt kém, mở không dứt khoát,kết cấu phức tạp. 3-Ly hợp thuỷ lực . Gần đây trên ô tô đã bắt đầu sử dụng loại ly hợp thủy động thay cho ly hợp chính loại ma sát. Khi dùng ly hợp thủy động thì trọng lượng toàn bộ của ly hợp sẽ nặng hơn so với ly hợp ma sát thường dùng trên ô tô, nhưng trọng lượng chung của ô tô không tăng lên vì ly hợp thủy động làm luôn nhiệm vụ bánh đà động cơ. Tuỳ theo nguyên tắc sử dụng dòng chất lỏng có thể chia ra ly hợp thuỷ tĩnh và ly hợp thuỷ động 3.1 ly hợp thuỷ tĩnh (hình4). 1-bánh răng trung tâm; 2-bánh răng phụ; 3-van tiết lưu; 4-vỏ ly hợp Hình 4:Sơ đồ ly hợp thuỷ lực thuỷ tĩnh Đối với ly hợp thuỷ tĩnh thì lực được sử dụng chính là lực tĩnh ,phần lực động không lớn (áp suất p=10á25MN/m2,tốc độ dòng chất lỏng từ 3á5 m/s) a-Đặc điểm cấu tạo: Ly hợp thuỷ tĩnh thường kết cấu thành một cụm liền ,phần chủ động của bơm chuyển động nhờ trục khuỷ động cơ ,còn trục thụ động của hệ thống truyền lực được nối với vỏ bơm .ly hợp thuỷ tĩnh gồm có bánh răng trung tâm 1 nối cứng với trục chủ động .Bánh răng này ăn khớp với các bánh răng 2 quay tự do trên các trục của nó .Vỏ ly hợp 4 nối cứng với trục thụ động của hệ thống truyên lực.Các đường ống bơm được tách khỏi đường ống hút bởi van tiết lưu 3. b-Nguyên lý làm viêc: Khi đóng van tiết lưu 3 lại cả hệ thống bị gài như một chi tiết liền và trục động cơ được nối với bánh răng 1 sẽ quay cùng với tốc độ trục thụ động của hệ thống truyền lực.Khi mở van tiết lưu 3 ra một chút tốc độ quay của trục động cơ và của trục thụ động sẽ khác nhau. c-Ưu ,nhược điểm: +Ưu điểm :Ly hợp thuỷ tĩnh loại bánh răng rất gọn cho nên được dùng trong dẫn động trục thu công suất hay khi cần đặt ly hợp trong hộp số hoặc cơ cấu khác. + Nhược điểm: -Không có tính chất tự điều chỉnh. -Kết cấu phức tạp hơn ly hợp ma sát . -Sự thay đổi số vòng quay của trục thụ động chỉ tiến hành được bằng cách tiết lưu dòng chất lỏng ,trong quá trình tiết lưu này gây ra tiêu hao công suất. -áp suất cao đòi hỏi kết cấu làm kín phức tạp. 3.2 ly hợp thuỷ động a,đặc điểm cấu tạo 1-đĩa bơm; 2-đĩa tuốc bin Hình5: Sơ đồ ly hợp thuỷ động Trên hình vẽ 5 đĩa bơm 1 có các cánh hướng kính phân bố đều theo vòng tròn,đĩa bơm này được gắn ở trên trục của động cơ ,quay với tốc độ góc wm . Đĩa tuốc bin 2 gắn với trục ra quay với tốc độ wt .đĩa bơm và đĩa tuốc bin được đặt trong vỏ chung có chứa dầu .Giữa hai trục chủ động và bị động của ly hợp thuỷ động không có sự nối cứng nào.Công suất được truyền từ đĩa bơm đến đĩa tuốc bin bằng chất lỏng .Cả hai đĩa bơm và đĩa tuốc bin đều có các cánh hướng kính .Các cánh này hợp với hai mặt cong trong và ngoài của đĩa làm thành các rãnh cong .Chất lỏng được tuần hoàn trong rãnh theo hướng mũi tên. b-Nguyên lý làm viêc: Khi ôtô đang đứng đĩa tuốc bin chưa quay .Khi động cơ quay ,đĩa bơm 1 sẽ quay và chất lỏng nằm giữa hai đĩa cũng bắt đầu chuyển động .Dưới tác dụng của lực ly tâm chất lỏng sẽ chuyển động theo các cánh từ tâm ra ngoài với tốc độ tăng dần nghĩa là chất lỏng có dự chữ năng lượng ,chất lỏng chuyển động theo cánh của đĩa bơm rồi chuyển sang cánh đĩa tuốc bin với tốc độ lớn, rồi tiếp tục di chuỷên từ ngoài vào tâm .Chất lỏng bắn vào các đĩa tuốc bin chưa chuyển động , tạo ra mômen quay bắt đĩa tuốc bin phải quay cùng chiều với đĩa bơm . Sau đó chất lỏng lại từ đĩa tuốc bin trở về đĩa bơm và cả chu kỳ chuyển động của chất lỏng lại lặp lại . Khi nào mômen quay của đĩa tuốc bin thắng được mômen cản truyển động của ôtô lúc đó ô tô sẽ truyển động ,khi gặp sự thay đổi tải trọng nào đấy lên trục đĩa tuốc bin ,tốc độ của đĩa tuốc bin sẽ thay đổi theo ,do đó làm thay đổi hoàn toàn chất lỏng và dẫn đến sự thay đổi mômen tuốc bin tương ứng với trị số của mômen cản truyển động .Vì thế gọi ly hợp thuỷ động là loại tự động điều chỉnh . c-Ưu, khuyết điểm +Ưu điểm của ly hợp thủy động so với ly hợp ma sát là: Cho phép khởi động động cơ và dừng ô tô khi đang gài số, bởi vì giữa động cơ và hệ thống truyền lực không có sự nối cứng, còn mômen dư của ly hợp ở số vòng quay chạy không và ở số vòng quay khởi động của động cơ thì rất thấp cho nên không ảnh hưởng gì đến truyền lực. Khi tăng sức cản chuyển dộng của ô tô thậm chí cho đến lúc chúng bị dừng lại thì động cơ vẫn không bị tắt.Điều này có ý nghĩa quan trọng, nhất là đối với ô tô dùng trong chiến tranh. Giảm khá nhiều tải trọng động lên động cơ và hệ thống truyền động khi thay đổi đột ngột chế độ làm việc của ô tô, do đó tăng được thời hạn sử dụng. Đảm bảo khởi động và lấy đà ô tô tại chỗ được êm dịu. Đơn giản việc điều khiển. - Tăng khả năng chuyển động của ô tô(nhất là khi đứng trên đất lầy hoặc cát) nhờ sự tăng từ từ tốc độ chuyển động từ số không đến cực đại ở mỗi số truyền không gây giật cho nên sự bám với đường được tốt hơn. Tạo điều kiện để tự động hóa việc điều chỉnh. Không cần điều chỉnh trong khi sử dụng, bởi vì các chi tiết của ly hợp thủy động hầu như ít mòn. + Nhược điểm : Không đảm bảo sự mở ly hợp dứt khoát do đó có mômen dư trên trục thụ động mặc dù số vòng quay của động cơ rất thấp. Điều này gây khó khăn cho việc gài số. Để tránh hiện tượng này cần phải bố trí ly hợp ma sát ở đằng sau ly hợp thủy lực. Ly hợp ma sát lúc này chỉ sử dụng khi gài số. Trong điều kiện làm việc rất thuận tiện ly hợp thủy động vẫn bị trượt(độ trượt 23%),do đó gây nên việc tiêu hao nhiên liệu quá mức(25%). - Cần phải dùng dầu đặc biệt, có độ nhờn ít và nhiệt độ đông đặc thấp. Không thể phanh ô tô khi dừng tại chỗ bằng phương pháp gài số. III, phân tích dạng dẫn động ly hợp. 1 2 3 5 4 6 1,Dẫn động ly hợp bằng cơ khí. a,Sơ đồ cấu tạo: Dẫn động nhả khớp ly hợp bằng cơ khí 1-bàn đạp ly hợp; 2-đòn dẫn động; 3-lò xo kéo; 4-càng mở; 5-khớp; 6-bi tì b,Nguyên lý hoạt động: Để ngắt ly hợp ,dùng khớp trượt(5) với vòng bi cầu(6).Khi nhấn bàn đạp,lực từ bàn đạp truyền qua đòn dẫn động(2)đưa tới càng mở (4) ,tác dụng vào bi tì làm lò xo ép nén lại để mở ly hợp. Khi thôi không tác dụng lên bàn đạp lò xo 3 đưa các bộ phận dẫn động trở về vị trí ban đầu và bộ ly hợp lại tiếp tục vào khớp. c,Ưu nhược điểm + Ưu điểm : Kết cấu đơn giản ,dễ hoạt động. + Nhược điểm : Tổn thất ma sát lớn ,không sử dụng đối với xe có tải trọng lớn (do lực bàn đạp sẽ rất lớn),hoạt động lâu dài hành trình bàn đạp sẽ tăng lớn do cơ cấu rơ rão. 2-Dẫn động cơ khí kết hợp thuỷ lực 1 2 3 4 5 8 7 6 a-Sơ đồ cấu tạo. Piston sinh lực 5 - ống dẫn thuỷ lực 2 – Lò xo hồi vị 6 - Bình chứa dầu 3 – Piston chính 7 - Bàn đạp ly hợp 4 – Lò xo hồi vị 8 – Vòng bi tê ly hợp b-nguyên lý làm việc: Khi người lái đạp vào bàn đạp 7 một lực Qbđ thì thông qua hệ thống tay đòn lực được truyền tới vòng bi tê. Vòng bi tê sẽ tác động lên đòn mở ly hợp. Đồng thời lúc đó thông qua đòn Pistong chính 3 sẽ dịch chuyển qua phải ,đóng đường dầu về thùng 6, nén dầu trong xy lanh mở van 5 dịch chuyển sang phải tác động mở ly hợp trợ lực cho người lái .Khi nhả ly hợp các lò xo hồi vị đẩy pistong sinh lực 1 và pistôn 3 sang trái thông qua hệ thống đòn kéo vòng bi tê ly hợp sang phải, lò xo ép đĩa ép, ly hợp đóng lại. c-Ưu, nhược điểm: Khi thiết kế loại ly hợp này phải tính toán bộ phận bơm dầu chính và bộ phận sinh lực rất phức tạp. Đồng thời phải bố trí thêm dầu thuỷ lực để đảm bảo cho hệ thống làm việc. Mặt khác khi hệ thống thuỷ lực bị hỏng thì hệ thống dẫn động ly hợp vẫn có thể làm việc. Tuy nhiên lực tác dụng lên bàn đạp ly hợp của người lái phải lớn. Ưu điểm của loại này là giảm được lực tác dụng lên bàn đạp ly hợp cho người lái. 3-Dẫn động dầu cường hoá khí nén. a-Sơ đồ cấu tạo: 2 3 4 5 6 7 8 1 1 – Bàn đạp ly hợp 5 – ống dẫn khí 2 – Bộ nén thuỷ lực 6 – Xy lanh lực khí nén 3 - ống dẫn thuỷ lực 7 - Xy lanh lực dầu 4 - Van khí nén 8 – Ly hợp b-Nguyên lý hoạt động: Khi người lái tác dụng lực Qbđ vào bàn đạp 1 sẽ có lực truyền tới xy lanh chính 2 bơm dầu lên ống dẫn thuỷ lực 3 đi tới tác động vào xy lanh làm việc 7 làm pistông sinh lực dịch chuyển sang phải tác động vào hệ thống đòn mở của ly hợp Đồng thời trên ống dẫn thuỷ lực 3 có một phần dầu đi vào tác động lên pistong van khí nén 4, mở van khí nén đưa khí nén qua ống dẫn khí nén theo ống 5 vào pistong của xy lanh sinh lực 6 làm nó dịch chuyển sang phải trợ lực cho hệ thống dẫn động thuỷ lực tác động lên đòn mở ly hợp 8. Khi người lái thôi thôi tác động vào bàn đạp thì tất cả các lõ xo hồi vị sẽ tác động làm đóng ly hợp lại. Lò xo hồi vị bị nén thuỷ lực sẽ cắt áp suất dầu trên ống dẫn thuỷ lực 3 , lò xo hồi vị xy lanh lực chuyển dịch sang phải , lò xo hồi vị van sẽ đóng van khí nén cắt giảm áp suất trên ống dẫn khí 5 ,lò xo hồi vị xy lanh sinh lực khi đẩy pistông sang phải không trợ lực nữa. c-Ưu, nhược điểm + Ưu điểm là: Phương án này đã đảm bảo giảm được lực tác dụng lên bàn đạp của người lái. Đồng thời với hệ thống này có thể tận dụng được nguồn khí nén có sẵn trên xe đảm bảo cho phanh + Nhược điểm là: Khi thiết kế loại dẫn động này phải bố trí thùng dầu ,dầu thuỷ lực ,ống dẫn thuỷ lực .Đồng thời phải thiết kế van khí nén và xy lanh lực của hệ thống khí nén cho nên rất phực tạp 4-Dẫn động cơ khí cường hoá khí nén. a,Sơ đồ cấu tạo: 1 2 8 3 4 7 6 5 1 – Pistông sinh lực 5 – Lò xo hồi vị 2 – Lõ xo hồi vị 6 – Bình khí nén 3 – Pistông van phân phối 7 – Bàn đạp ly hợp 4 – Van khí nén 8 – Vòng bi tê ly hợp b-Nguyên lý làm việc Khi người lái tác động 1 lực Qbđ vào bàn đạp ly hợp 1 thì thông qua hệ thống đòn sẽ tác dụng lên ổ bi tê 8 của ly hợp, muốn mở ly hợp thì lực Qbđ phải đủ lớn đồng thời thông qua hệ thống tay đòn lực Qbđ tác động vào pistông van phân phối 3 làm nó dịch chuyển sang phải ,pistong van phân phối 3 tỳ vào van khí nén 4 sẽ đóng lỗ rỗng trong pistong van lại ,đồng thời đẩy tiếp van khí nén 4 sang phải đưa khí nén qua van khí nén , qua ống dẫn tới buồng phía trái của xy lanh lực ,đẩy pistông sinh lực sang phải ,pistông sinh lực 1 dịch chuyển sang phải thông qua đòn mở tác dụng 1 lực đủ lớn vào ổ bi tê của ly hợp làm mở ly hợp . Khi nhả bàn đạp ly hợp ra thì tất cả các lò xo hồi vị sẽ trả về đẩy pistong sinh lực 1, pistong van khí nén 3 và van 4 sang trái cắt khí nén không cho thông với xy lanh lực. Đồng thời pistong van phân phối 3 bị đẩy sang trái không còn tỳ vào van 4 nữa,lỗ rỗng trong pistong 3 sẽ thông xy lanh lực với khí trời, khí nén hết tác dụng làm ly hợp đóng lại. c-Ưu, nhược điểm: Phương án này đã làm giảm được lực của người lái tác động lên bàn đạp ly hợp. Tuy nhiên thiết kế hệ thống này thì chế tạo van phân phối khí và xy lanh lực của hệ thống cường hoá sẽ phức tạp. 5,Dẫn động cơ khí cường hoá trân không. a,Sơ đồ cấu tạo: 1-Bạc mở 2-Đòn mở 3-Thanh dẫn động 4-Lò xo hồi vị 5-Bàn đạp 6-Thân van 7-pittôn 8-Lò xo hồi vị pittôn 9-Van 10-Lò xovan 11-ống dẫn trân không 12-Xy lanh công tác b,Nguyên lý làm việc: Khi người lái tác dụng vào bàn đạp thì ty đẩy sẽ dịch chuyển sang bên phải. Ban đầu lực bàn đạp nhỏ ty đẩy dịch chuyển và chạm vào van 9, khi đó ty đẩy đi hết hành trình tự do. Người lái tiếp tục đạp bàn đạp, lực bàn đạp thắng lực căng của lò xo và làm cho van mở ra lúc này khoang A được thông với khoang B do đó thông với khoang C (có áp suất trân không). Giữa khoang C và B có sự chênh lệch áp suất làm cho thanh kéo dịch chuyển sang phải và thực hiên mở ly hợp. Khi người lái nhả bàn đạp ly hợp, dưới tác dụng của lò xo 10 sẽ làm cho van 9 đóng lại khi đó khoang C và khoang B sẽ không lưu thông với nhau nữa, lúc này ty đẩy 7 sẽ trở về vị trí cũ nhờ lò xo 8 ,khoang B thông với khoang Avà thông với khí trời dẫn đến áp suất giữa hai khoang cân bằng nhau, nhờ lực căng của lò xo mà làm cho thanh kéo dịch chuyển về vị trí ban đầu .Ly hợp đóng lại. c-Ưu, nhược điểm: Ưu điểm :Dễ dàng cho việc bảo dưỡng sửa chữa, khi cường hoá hỏng bộ phận cơ khí vẫn làm việc. Nhược điểm: Kết cấu rất phức tạp cồng kềnh khó bố trí ,tính toán cho cường hoá khó khăn. Chơng 2 tổng hợp các bớc Tính toán thiết kế cụm ly hợp I. Xác định mô men ma sát của ly hợp. Ml =*Mđ(KG) (1.1). Trong đó: Ml - Mômen ma sát của ly hợp. Mđ - Mômen xoắn của động cơ. Với ô tô Mđ = Memax , Memax là mômen xoắn cực đại của động cơ. - Hệ số dự trữ của ly hợp. Hệ số phải lớn hơn 1 để đảm bảo truyền hết mômen của động cơ trong mọi trờng hợp. Tuy nhiên cũng không đợc chọn lớn quá để tránh tăng kích thớc đĩa bị động và tránh cho hệ thống truyền lực bị quá tải. + Đối với xe du lịch : 1,75³ b ³1,3. + Đối với xe tải: 3,0 ³ b ³1,6. II Xác định kích thớc cơ bản của ly hợp. Mô men ma sát của ly hợp : Ml = *Mđ = *P*Rtb*i. Trong đó: - Hệ số ma sát, chọn = 0,3. P- Tổng lực ép lên các đĩa ma sát (KG). i - Số đôi bề mặt ma sát. Rtb - Bán kính trung bình (mm), RTB đợc xác định: Rtb = R2 - Bán kính ngoài của đĩa ma sát.(cm) R1 - Bán kính trong của đĩa ma sát (cm). Chọn sơ bộ đờng kính ngoài của đĩa ma sát theo công thức kinh nghiệm sau: D2 = 2R2 =3,16(1.2) Memax- Mômen cực đại của động cơ ( Nm). D2 - Đờng kính ngoài của đĩa ma sát ( cm) .D2còn bị giới hạn bởi đờng kính ngoài của bánh đà động cơ . C - Hệ số kinh nghiệm. Với ô tô tải : C = 3,6 với ô tô tải : C = 4,7. Bán kính trong của đĩa ma sát đợc chọn theo công thức: R1 = (0,530,75)R2 ( cm)(1.3). Trị số R1lấy nhỏ đối với loại động cơ có số vòng quay trục khuỷu thấp (loại động cơ điêden).Còn trị số R1 lớn ứng với động cơ số vòng quay cao (động cơ xăng). Với loại ly hợp một đĩa ma sát khô thụ động , ta có số đĩa thụ động là 1. Do vậy số đôi bề mặt ma sát i = 2 . Với loại ly hợp một đĩa ma sát khô thụ động , ta có số đĩa thụ động là 2. Do vậy số đôi bề mặt ma sát i = 4 . Ta tiến hành kiểm tra áp suất trên bề mặt ma sát: q = [ q](1.4) Trong đó : Nguyên liệu làm bề mặt ma sát là phêrađo đồng do đó áp suất cho phép: [ q] = 200 KN/m2 b - Bề rộng tấm ma sát : b = R2 - R1 (cm) Bán kính ma sát trung bình: R = III. xác định công trợt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp: Khi đóng ly hợp có thể xảy ra hai trờng hợp: Đóng ly hợp đột ngột tức là để động cơ làm việc ở số vòng quay cao rồi đột ngột nhả bàn đạp ly hợp. Trờng hợp này không tốt nên phải tránh. Đóng ly hợp một cách êm dịu : ngời lái thả từ từ bàn đạp ly hợp khi xe khởi động tại chỗ sẽ làm tăng thời gian đóng ly hợp và do đó sẽ tăng công trợt sinh ra trong quá đóng ly hợp. Trong sử dụng thờng dùng phơng pháp này nên ta tính công trợt sinh ra trong trờng hợp này. 1/Công trợt đợc xác định theo công thức kinh nghiệm của viện HAMH: L = (1.5) Trong đó : G - Trọng lợng toàn bộ của ô tô(KG) Memax - Mô men xoắn cực đại của động cơ(KNm) - n0 – Số vòng quay của động cơ khi khởi động ô tô tại chỗ, n0 = 0,75.nemax Đối với ô tô có hạn chế số vòng quay : nemax = *nN io - Tỷ số truyền của truyền lực chính ih - Tỷ số truyền của hộp số, ih = ih1 if - Tỷ số truyền của hộp số phụ, if = 1 it - Tỷ số truyền của hệ thống truyền lực it = i0*ih*if - Hệ số cản tổng cộng của mặt đờng Lốp đợc dùng trên xe có ký hiệu B-d là 9-20 rb - Bán kính làm việc của bánh xe rb = ( mm) Trong đó: ro - Bán kính thiết kế - Hệ số kể đến sự biến dạng của lốp B - Bề rộng của lốp tính theo đơn vị (inch) d - Đờng kính vành bánh xe đợc tính theo đơn vị (inch) Vậy công trợt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp : L = 2/Xác định công trợt riêng: Để đánh giá độ hao mòn của đĩa ma sát, ta phải xác định công trợt riêng theo công thức sau: lo = [lo](KGm/cm2 )(1.6) Trong đó: lo - Công trợt riêng ( KGm/cm2) L - Công trợt của ly hợp ( KGm) F - Diện tích bề mặt ma sát của đĩa bị động ( cm2) F = (cm2) i - Số đôi bề mặt ma sát IV/ Kiểm tra theo nhiệt độ các chi tiết: Công trợt sinh nhiệt làm nung nóng các chi tiết nh đĩa ép, lò xo,... Do đó phải kiểm tra nhiệt độ của các chi tiết, bằng cách xác định độ tăng nhiệt độ theo công thức: (1.7) Trong đó: L - Công trợt sinh ra khi ly hợp bị trợt (KGm ) c - Tỉ nhiệt của chi tiết bị nung nóng (kcal/KG0C) mt - Khối lợng chi tiết bị nung nóng (kg) - Hệ số xác định phần công trợt dùng nung nóng chi tiết cần tính Đối với đĩa ép ngoài Đối với đĩa ép trung gian ở ly hợp 2 đĩa Trong đó: n là số lợng đĩa ép Với ô tô không có rơmooc V/ tính toán hệ thống dẫn động ly hợp: A,Loại dẫn động cơ khí của ly hợp thờng đóng. D l e f c d d b a S t Q bđ 1/Tính tỷ số truyền: Lực cần thiết của ngời lái tác dụng lên bàn đạp để mở ly hợp: Qbđ = (KG) Trong đó Qbđ - Lực của ngời lái tác dụng lên bàn đạp (KG) - Tổng lực ép cực đại của các lò xo ép lên đĩa ép khi mở ly hợp Lấy = 1,2* ( với là tổng lực ép của các lò xo ép lên đĩa ép khi cha mở ly hợp) (KG) ic -Tỷ số truyền chung của hệ thống dẫn động( từ bàn đạp đến đĩa ép) . Ta có: - Hiệu suất của cơ cấu dẫn động, chọn theo thực nghiệm. = 0,8á0,85 2/Tính hành trình bàn đạp: Hành trình toàn bộ của bàn đạp đợc xác định theo công thức: (tính theo mm) Trong đó: - Tổng khe hở giữa các bề mặt ma sát khi mở ly hợp (mm ) - Khe hở đầu đòn mở và bạc mở thờng chọn (mm) Hành trình bàn đạp cho phép đối với xe tải là: [St] = 180 (mm) B,Loại dẫn động thuỷ lực và cơ khí kết hợp Lực ngời lái tác động lên bàn đạp để mở ly hợp Qbđ = (KG) - Tổng lực ép cực đại của các lò xo ép lên đĩa ép khi mở ly hợp - Hiệu suất của cơ cấu dẫn động, chọn theo thực nghiệm ic - Tỷ số truyền chung của hệ thống dẫn động( từ bàn đạp đến đĩa ép) . Ta có: a,b,c,d,e,f lần lợt là kích thớc đòn dẫn động và đòn mở tinh theo (mm) d1,d2 là các đờng kính của các xy lanh thuỷ lực (mm) 2/Tính hành trình bàn đạp: Hành trình toàn bộ của bàn đạp đợc xác định theo công thức: (tính theo mm) Trong đó: - Tổng khe hở giữa các bề mặt ma sát khi mở ly hợp (mm ) - Khe hở đầu đòn mở và bạc mở thờng chọn (mm) Hành trình bàn đạp cho phép đối với xe tải là: [St] = 180 (mm) C,Loại dẫn động cơ khí có cờng hoá bằng khí nén : 1,Xác định lực tác dụng lên pittôn cờng hoá: Lực ngời lái tác động lên bàn đạp khi cha có cờng hoá để mở ly hợp: Qbđ = (KG) - Tổng lực ép cực đại của các lò xo ép lên đĩa ép khi mở ly hợp. - Hiệu suất của cơ cấu dẫn động, chọn theo thực nghiệm =0,75á0.8. ic - Tỷ số truyền chung của hệ thống dẫn động( từ bàn đạp đến đĩa ép) . Thờng chọn Qbđ trong khoảng 8á10(KG) Lực này vừa đủ khắc phục sức cản của các lò xo kéo bàn đạp ,lò xo van phân phối khí ,ma sát trong các khâu khớp dẫn động vừa để gây cảm giác mở ly hợp cho ngời lái . Lực cờng hoá đợc xác định theo công thức: Trong đó: Qbd =Qc : lực tác dụng lên bàn đạp khi có cờng hoá(KG). Pc : lực sinh ra bởi cờng hoá(KG). ic : tỷ truyền của hệ thống. i4 : tỷ số truyền từ bộ phận cờng hoá đến đầu trong của bạc để khắc phục tổn thất ta tăng Pc lên 20% . - Pmax :áp suất cực đại của khí nén Pmax = 0,8.p - p :áp suất giới hạn của khí nén trong buồng chứa (KG/cm2) Đờng kính pittôn cờng hoá tính theo công thức: b-Xác định hành trình bàn đạp: Hành trình của bàn đạp dùng để mở van phân phối khí đợc xác định theo công thức sau: Trong đó i3 - tỷ số truyền của bàn đạp . dov - khe hở cần đẩy van và đầu đòn mở van ( mm). dv - hành trình làm việc của van ( mm). Hành trình toàn bộ bàn đạp ly hợp khi có cờng hoá đợc xác định theo công thức sau: Stb = St +Sv < [Sbd](mm) St : Hành tình bàn đạp của hệ thống dẫn động cơ khí(tính phần a) c-Tính kích thớc của van khí: Lực khí nén tác dụng vào mặt van: Ta có : Qbd*ibd =Pk +Flx1 + Flx2 ị Pk= Qbd*ibd - Flx1 - Flx Đờng kính van khí nén d tính theo công thức: Độ cứng lò xo hồi vị pittôn van : Clx =Flx2/Dl(KG/cm2) Số vòng làm việc của lò xo hồi vị pittôn van : Chiều dài lò xo hồi vị pittôn van : llx=(nlx+2)*dlx+0.1*(nlx+1) +Dl (mm) dlx - Đờng kính dây lò xo hồi vị pittôn van. Dlx - Đờng kính trung bình vòng lò xo hồi vị pittôn van. p - áp suất giới hạn của khí nén trong buồng chứa (KG/cm2). VI/ Tính toán sức bền một số chi tiết chủ yếu của ly hợp: 1/Tính sức bền đĩa bị động: Để giảm kích thớc của ly hợp, khi ly hợp làm việc trong điều kiện ma sát khô chọn vật có hệ số ma sát cao.Đĩa bị động gồm các tấm ma sát và xơng đĩa. Xơng đĩa chế tạo bằng thép.Tấm ma sát chế tạo bằng vật liệu phêrado. Tấm ma sát đợc gắn với xơng đĩa bị động bằng đinh tán. Đinh tán bố trí trên đĩa theo hai dãy hoặc nhiều dãy. Lực tác dụng lên mỗi dãy đinh tán đợc xác định theo: và Trong đó: r1 - Bán kính vòng trong dãy đinh tán, chọn ( cm). r2 - Bán kính vòng ngoài dãy đinh tán, chọn ( cm). Đi._.