Tài liệu Thiết kế cải tiến li hợp xe ural 375d

Đồ án tốt nghiệp – Thiết kế cải tiến li hợp xe URAL-375D BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ và tên : PHÙNG MẠNH TIẾN Lớp : Ôtô k49 1. Đầu đề thiết kế THIẾT KẾ CẢI TIẾN LI HỢP XE URAL – 375D 2. Các số liệu ban đầu - Công suất cực đại / tốc độ vòng quay 180 ml/2700 vòng/phút - Mô men xoắn cực đại/ tốc độ quay 400 Nm/ 1800 vòng/phút - Số tay: 5 số tiến, 1 số lùi 1st/2nd : 6,314/2,89 3rd/4th : 1,64/1,00 5th/rev : 0,724/5,31 - Lốp xe: 8,25-16 -Khối lượng không tải : 51000 N -Tải trọng 50000 N -Khối lượng toàn bộ 110950 N -Tốc độ tối đa 76 km/h 3. Nội dung thuyết minh và tính toán: Chương I: Giới thiệu xe Ural -375d và lựa chọn phương án thiết kế cải tiến Chương II: Tính toán thiết kế hệ thống ly hợp Chương III: Qui trình công nghệ gia công chi tiết Chương IV:Một số hư hỏng ,nguyên nhân và biện pháp khắc phục 4. Các bản vẽ và đồ thị: 1. Bản vẽ bố trí chung 1A0 2. Bản vẽ kết cấu cụm ly hợp 1A0 3. Bản vẽ các phương án dẫn động 1A0 4. Bản vẽ hệ thống dẫn động 1A0 5. Bản vẽ chế tạo các chi tiết cơ bản 1A0 Phùng Mạnh Tiến - Lớp ôtô K49 0 Đồ án tốt nghiệp – Thiết kế cải tiến li hợp xe URAL-375D 6. Bản vẽ quy trình công nghệ gia công chi tiết 1A0 7. Bản vẽ trạng thái làm việc của li hợp 1A0 8. Bản vẽ van phân phối và xi lanh lực 1A0 5. Cán bộ hướng dẫn:Ts Võ Văn Hường 6. Ngày giao nhiệm vụ thiết kế:…………………………………………………. 7. Ngày hoàn thành:……………………………………………………………... Ngày.….tháng….. năm 2015 CHỦ NHIỆM KHOA (ký và ghi rõ họ tên) CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (ký và ghi rõ họ tên) TS. Võ Văn Hường Sinh viên đã hoàn thành và nộp toàn bộ thiết kế cho bộ môn Ngày….tháng….năm 2015 (ký và ghi rõ họ tên) Phùng Mạnh Tiến Phùng Mạnh Tiến - Lớp ôtô K49 1 Đồ án tốt nghiệp – Thiết kế cải tiến li hợp xe URAL-375D MỤC LỤC Phùng Mạnh Tiến - Lớp ôtô K49 2 Đồ án tốt nghiệp – Thiết kế cải tiến li hợp xe URAL-375D Lời nói đầu Chương 1 : Giới thiệu xe Ural-375D và lực chọn phương án thiết kế cải tiến 1. Tổng quan về xe Ural-375D 2. Đặc điểm kết cấu cụm ly hợp xe Ural-375D 3. Phân tích chọn phương án thiết kế Chương 2 : Nội dung thiết kế tính toán 1. Xác định mômen ma sát của ly hợp 2. Xác định kích thước cơ bản của ly hợp 2.1. Xác định bán kính ma sát trung bình của đĩa bị động 2.2. Xác định số lượng đĩa bị động 3. Xác định công trượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp 3.1a. Xác định công trượt của ly hợp khi khởi động tại chỗ 3.1b. Xác định công trượt riêng 3.2. Kiểm tra theo nhiệt độ các chi tiết 4. Tính toán sức bền một số chi tiết chủ yếu của ly hợp 4.1. Tính sức bền đĩa bị động 4.1a. Tính sức bền đinh tán 4.1b. Tính sức bền moay ơ đĩa bị động 4.2. Tính sức bền trục li hợp 4.3. Tính sức bền lò xo giảm chấn li hợp 4.4. Tính sức bền lò xo ép 4.5. Tính sức bền đòn mở li hợp 4.6. Tính sức bền bàn đạp 5. Tính toán hệ thống dẫn động của li hợp 5.1. Tính cụm sinh lực 5.2. Xác định hành trình của bàn đạp 5.3. Tính van phân phối Chương 3 : Quy trình công nghệ gia công chi tiết 1. Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết 2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết 3. Xác định dạng sản xuất 4. Chọn phương pháp chế tạo phôi 5. Lập thứ tự các nguyên công Chuơng 4 : Một số hư hỏng ,nguyên nhân và biện pháp khắc phục 1. Kiểm tra sửa chữa đĩa ma sát 2. Kiểm tra sửa chữa cụm đĩa ép và vỏ li hợp Phùng Mạnh Tiến - Lớp ôtô K49 Trang 4 5 5 6 11 16 16 16 16 17 19 19 20 20 21 21 21 23 24 33 38 43 44 45 45 54 55 62 62 62 63 64 64 70 70 74 3 Đồ án tốt nghiệp – Thiết kế cải tiến li hợp xe URAL-375D 3. Lắp và điều chỉnh độ đồng đều các đòn mở 4. Kiểm tra khớp trượt và vòng bi T 5. Lắp cơ cấu điều chỉnh hành trình tự do bàn đạp Kết luận Tài liệu tham khảo 75 75 76 77 78 LỜI NÓI ĐẦU Ôtô là một trong những phương tiện quan trọng để vận chuyển hành khách và hàng hoá, cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, ngành sản xuất chế tạo ô tô trên thế giới cũng ngày càng phát triển và hoàn thiện hơn đáp ứng khả năng vận chuyển, tốc độ, an toàn cũng như đạt hiệu quả kinh tế cao.nền công nghiệp ôtô của một nước đã có thể coi như là một chỉ tiêt đánh giá sức mạnh của nền công nghiệp nặng của một quốc gia . Trên ôtô, 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 ôtô. Hệ thống ly hợp có ảnh hưởng lớn đến tính êm dịu của ôtô, tính năng điều khiển của ôtô, 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.Trong thực tế sử dụng cụm li hợp có rất nhiều loại,mỗi loại đều có những ưu nhuợc điểm riêng.Vì vậy cần phải nghiên cứu cải tiến để khắc phục những hạn chế để hệ thống li hợp hoạt động hiệu quả hơn,đem lại sự thoải mái cho Phùng Mạnh Tiến - Lớp ôtô K49 4 Đồ án tốt nghiệp – Thiết kế cải tiến li hợp xe URAL-375D người điều khiển. Do đó em đã được giao đề tài “Thiết kế cải tiến li hợp xe Ural -375D”. Trong thời gian được cho phép, với sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình, cụ thể của Thầy Võ Văn Hường em đã hoàn thành đồ án của mình. Mặc dù bản thân đã có cố gắng 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 các thầy cô giáo cùng các bạn đóng góp ý kiến, để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn. Hà Nội, ngày 26 tháng 5 năm 2015 Sinh viên: Phùng Mạnh Tiến CHƯƠNG I GIỚI THIỆU XE URAL_375D VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CẢI TIẾN 1. Tổng quan về xe Ural – 375D 1.1. Công dụng của xe ôtô Ural – 375D Ural - 375D là xe tải có tính việt dã đa năng 6x6 được sản xuất ở nhà máy chế tạo ô tô ural ở thành phố Miass (Nga). Xe được chế tạo cho quân đội Nga . Ural - 375D sử dụng động cơ xăng.Xe Ural - 375D được nhập khẩu vào Việt Nam và Sử dụng chủ yếu để vận chuyển hàng hóa vật dụng trong quân đội ta,đôi khi được dùng để chuyên chở binh lính(tối đa 27 người). Xe Ural - 375D có 1 ca bin ,cabin có 1 cho ngồi ,vỏ ca bin được bọc bằng thép. Động cơ lắp trên trên xe Ural - 375D là loại động cơ 4 kỳ có ký hiêu ZIL-375YA V8 180 mã lực và gồm 8 xylanh. Hệ thống truyền lực của xe ở dạng nhiều cấp .Trong đó ly hợp lắp trên xe là loại ly hơp 2 đĩa ma sát khô thường đóng ,được dẫn động điều khiển Phùng Mạnh Tiến - Lớp ôtô K49 5 Đồ án tốt nghiệp – Thiết kế cải tiến li hợp xe URAL-375D bằng cơ khí.Hộp số được lắp trên xe là hộp số tay 5 cấp số tiến và một số lùi. Hộp phân phối 2 cấp khóa vi sai ,giảm xóc trước kiểu nhíp treo giảm xóc sau kiểu đòn ghánh. Hệ thống Phanh trên xe là loại phanh tang trống trên tất cả các bánh xe, có độ an toàn cao dễ điều khiển. Áp suất lốp được điều khiển. Xe Ural – 375D có vận tốc tối đa là 76 Km/h. 1.2. Các thông số kỹ thuật của xe ôtô Ural - 375D Thông số - Kích thước bao [dài x rộng x cao] (mm) - Chiều rộng cơ sở [trước và sau] (mm) - Chiều dài cơ sở (mm) - Trọng lượng toàn bộ xe (N) Phân cho cầu trước Phân cho cầu sau - Tốc độ cực đại (km/h) - Động cơ - Thứ tự làm việc của các xilanh - Công suất cực đại, ở 2700 vg/ph (kW) - Mômen xoắn cực đại, ở 1800 vg/ph (Nm) - Ly hợp Ural-375D 7375x2674x2980 2000x2715 6020 110950 38800 72150 76 ZIL-375YA V8 1-5-4-2-6-3-7-8 133 400 2 đĩa, ma sát khô, dẫn động cơ khí I : 6,314 ; II : 2,89 ; - Tỉ số truyền của hộp số III : 1,64 ; IV : 1 ; - Tỉ số truyền của truyền lực chính - Kích thước lốp V : 0,724 ; lùi : 5,31 4,5 8,25 – 16 Phùng Mạnh Tiến - Lớp ôtô K49 6 Đồ án tốt nghiệp – Thiết kế cải tiến li hợp xe URAL-375D 2. §Æc ®iÓm kÕt cÊu côm ly hîp xe Ural – 375D H×nh 1. Ly hîp l¾p trªn xe Ural – 375D 1. X¬ng ®Üa ; 2. §Üa Ðp trung gian ; 3. Bul«ng h¹n chÕ ; 4. §Üa Ðp ngoµi 5. Cµng nèi ; 6. §ßn më ly hîp ; 7. Lß xo ®ì tÊm chÆn ; 8. èng b¬m mì; 9. Vßng b¾t lß xo víi tÊm chÆn ; 10. Bi “T” ; 11. Lß xo håi vÞ khíp nèi 12. Khíp nèi ; 13. Cµng më ly hîp ; 14. TÊm chÆn ®Çu ®ßn më ; 15. Trôc cña cµng më ly hîp ; 16. Lß xo Ðp ; 17. Vá trong ly hîp ; 18. §Öm c¸ch nhiÖt ; 19. Bul«ng b¾t chÆt vá ly hîp víi b¸nh ®µ ; 20. N¾p cña Phùng Mạnh Tiến - Lớp ôtô K49 7 Đồ án tốt nghiệp – Thiết kế cải tiến li hợp xe URAL-375D c¸cte ly hîp ; 21. B¸nh ®µ ; 22. §Üa ma s¸t ; 23. Trôc ly hîp ; 24. Moay¬ ; 25. Lß xo gi¶m chÊn ; 26. TÊm ®Üa ; 27. Bul«ng b¾t ®ßn t¸ch ®Üa Ðp trung gian. - Ly hợp lắp trên xe Ural – 375D là ly hợp hai đĩa ma sat khô thường đóng. Bộ phận chủ động của ly hợp gồm : bánh đà 2, lắp ghép với vỏ trong của ly hợp 6 , bằng các bulong , đĩa ép trung gian 2 và các đĩa ngoài 5 được chế tạo bằng gang , các đĩa ép chủ động liên kết với bánh đà bằng ngõng (đòn tách). Ngõng được bắt vào đĩa ép trung gian bằng các bulong và lắp với mặt trụ bánh đà .Mặt ngoài của đĩa ép ngoài có phần lồi để lắp các lò xo ép 17 . Lò xo ép được chế tạo bằng thép 60 C2 ,gồm có 12 lò xo được bố trí xung quanh, giữa lò xo và đĩa ép có đệm các nhiệt. Bộ phận bị động của ly hợp gồm có hai đĩa ma sát 3 ,mỗi đĩa bị động gồm hai tấm ma sát được ghép với nhau qua xương đĩa bằng các đinh tán , xương đĩa được chế tạo bằng thép ,trên có các rãnh xẻ và được ghép với Moayơ được chế tạo bằng thép 40 X và số lượng là hai moayơ .trong lòng moayơ có then hoa và có thể trượt trên trục ly hợp .Bộ phận giảm chấn gồm 8 lò xo giảm chấn được đặt trên các rãnh hình chữ nhật trên xương đĩa và moayơ . Trục ly hợp được chế tạo bằng thép 40X và có bánh răng liền trục. - Hệ thống dẫn động của xe Ural 375-D là dẫn động cơ khí Phùng Mạnh Tiến - Lớp ôtô K49 8 Đồ án tốt nghiệp – Thiết kế cải tiến li hợp xe URAL-375D - Lực của người lái tác dụng lên bàn đạp Q= P i c (N) Trong đó : P' - tổng lực ép cực đại của các lò xo ép tác dụng lên đĩa ép. ic - tỉ số truyền chung của hệ thống dẫn động.  - hiệu suất của cơ cấu dẫn động, thường chọn  = 0,75  0,80 Ta chọn  = 0,8 Theo sơ đồ hình 3.19 ta có : ic = a c eg m bdf h n Trong đó : 40 a = = 3,33 là tỉ số truyền của bàn đạp ly hợp và đòn dẫn động. b 12 c 7 = = 0,875 là tỉ số truyền của đòn dẫn động. d 8 Phùng Mạnh Tiến - Lớp ôtô K49 9 Đồ án tốt nghiệp – Thiết kế cải tiến li hợp xe URAL-375D e 15 = = 1,36 f 11 g 140 = = 1,79 h 78 là tỉ số truyền của đòn dẫn động. là tỉ số truyền của đòn quay và càng mở ly hợp. m 97 = = 4,85 là tỉ số truyền của đòn mở ly hợp. n 20 ic = a c eg m = 3,33 . 0,875 . 1,36 . 1,79 . 4,85 = 34,4 bdf h n Tổng lực ép của tất cả các lò xo ép tác dụng lên đĩa ép khi ly hợp làm việc được xác định theo công thức : Mc F∑ = k R z = z   800 1.0,25.0,136038.4 = 5880,71 (N) Trong đó: kz – Hệ số kể đến sự giảm lực ép lên các bề mặt làm việc do ma sát trong các bộ phận dẫn hướng và các then hoa trên các đĩa chủ động và bị động. Đối với ly hợp ô tô, có thể lấy kz = 1. μ – Hệ số ma sát, tra bảng 3[2] với bề mặt ma sát là thép với phêrađô ta có μ = 0,25. F∑ – Lực ép tổng thể lên bề mặt đĩa ma sát. Rμ – Bán kính ma sát trung bình, Rμ = 136,038 mm. zμ – Số bề mặt ma sát, zμ = 4 Vậy lực của người lái tác dụng lên bàn đạp: Qbđ = P 1, 2.5880, 71 = = 256 N i c 34, 4 0,8 Nhận xét: - Lực đạp bàn đạp = 256 N tuy vẫn nhỏ hơn giá trị cho phép (500 N) nhưng vẫn còn khá lớn, gây khó khăn cho người điều khiển. Với đặc điểm xe quân sự luôn phải chạy những quãng đường dài nên lực bàn đạp lớn sẽ gây mệt mỏi cho người lái. Phùng Mạnh Tiến - Lớp ôtô K49 10 Đồ án tốt nghiệp – Thiết kế cải tiến li hợp xe URAL-375D Dẫn động nhiều khâu khớp ,đòi hỏi độ chinh xác cao, tỷ số truyền cơ khí bị giới hạn. - Ngoài ra các xe quân sự còn làm việc trong những điều kiện vô cùng khắc nghiệt và việc bảo dưỡng thường xuyên bị hạn chế.Trong quá trình sử dụng li hợp sẽ bị mòn nên các lò xo ép sẽ bị dãn ra,gây giảm lực ép tổng thể của các lò xo ép lên đĩa ép. 3. Phân tích chọn phương án thiết kế cải tiến Qua tìm hiểu kết cấu, nguyên lý hoạt động, ta thấy li hợp xe Ural-375D còn có nhiều nhược điểm: - Lực đạp bàn đạp vẫn còn lớn - Khi li hợp bị mòn thì lực ép của li hợp sẽ bị giảm Để khắc phục những nhược điểm đó ta đưa ra các phương án cải tiến sau. - Để giảm lực bàn đạp có 2 phương án: Phương án 1: Tăng tỉ số truyền dẫn động từ bàn đạp đến đầu đòn mở Phương án này có thể giảm lực bàn đạp cho người lái nhưng có nhựơc điểm là làm tăng hành trình bàn đạp.Vì vậy phương án này không giảm được lực bàn đạp một cách đáng kể vì bị giới hạn bởi hành trình bàn đạp cho phép. Ngoài ra khi tăng tỉ số truyền sẽ tăng số lượng khâu khớp và làm cho hiệu suất của hệ thống dẫn động giảm xuống do ma sát qua các khâu khớp. Phương án 2: Thiết kế thêm bộ phận trợ lực cho li hợp - Phương án này làm giảm lực bàn đạp 1 cách hiệu quả,đồng thời không làm thay đổi tỉ số truyền dẫn động. Do đó không làm tăng hành trình bàn đạp quá tiêu chuẩn cho phép Nhận xét: - Trong 2 phương án đã nêu thì phuơng án 2 có nhiều ưu điểm vuợt trội. Do đó để giảm lực bàn đạp ta sẽ thiết kế thêm bộ phận trợ lực cho li hợp Phùng Mạnh Tiến - Lớp ôtô K49 11 Đồ án tốt nghiệp – Thiết kế cải tiến li hợp xe URAL-375D - Trên cơ sở hệ thống dẫn động của xe URAL-375D là dẫn động cơ khí nên ta sẽ lắp thêm bộ trợ lực khí nén cho xe. - Để lực ép li hợp không giảm khi li hợp bị mòn ta thay đổi kết cấu li hợp sử dụng lò xo ép đặt nằm nghiêng Phương án này sử dụng các lò xo ép đặt nghiêng một góc so với phương ngang. Góc nghiêng này có thể thay đổi một giá trị nhỏ tuỳ theo độ mòn của đĩa ma sát,giúp cho lực ép li hợp không thay đổi nhiều trong quá trình sử dụng. 3.1. Li hợp có lò xo ép đặt nghiêng và ép vào đầu đòn mở: Phùng Mạnh Tiến - Lớp ôtô K49 12 Đồ án tốt nghiệp – Thiết kế cải tiến li hợp xe URAL-375D 1 – Lò xo giảm chấn 2 – ổ lăn 3 – Bánh đà 4 – Lò xo đĩa ép trung gian 5 – Đĩa ép trung gian 7 – Đĩa ép ngoài 6 – Đĩa ma sát 9 – Lò xo hồi vị 8 – Bulông hạn chế 11 – Lò xo ép 10 – Đòn mở 12 – Bi “T” 13 – Càng mở Phùng Mạnh Tiến - Lớp ôtô K49 13 Đồ án tốt nghiệp – Thiết kế cải tiến li hợp xe URAL-375D Nguyên lý hoạt động: - Ở trạng thái đóng: Các lò xo ép 11 một đầu tì vào vỏ ly hợp, đầu kia tì vào đầu dưới đòn mở 10 ép chặt toàn bộ đĩa ép ngoài 7, đĩa ép trung gian 5 và hai đĩa ma sát 6 vào bánh đà tạo thành một khối cứng giữa các chi tiết chủ động và bị động của ly hợp, mômen được truyền từ động cơ tới bộ phận chủ động, bị động và tới trục ly hợp. - Ở trạng thái mở: Khi cần mở ly hợp người ta tác dụng một lực vào bàn đạp, thông qua cơ cấu dẫn động làm cho đầu càng mở dịch sang phải. Khi khe hở δ giữa đầu càng mở 13 và bi “T” 12 được khắc phục thì lực từ càng mở tác dụng lên bi “T” làm dịch ống mở sang phải theo. Đầu phía trái ống mở có gắn với lò xo ép và cũng làm cho lò xo bị ép lại không tác dụng lực lên đòn mở nữa. Ngay khi lực ép lò xo không còn thì đòn mở được tự do. Lúc này, lò xo hồi vị 9 có tác dụng kéo đòn mở ra theo để tạo khe hở giữa đĩa ép ngoài với đĩa ma sát và đĩa trung gian, bánh đà. Đĩa ép trung gian dịch chuyển chạm vào đầu bulông hạn chế và dừng lại. Đĩa ép ngoài tiếp tục dịch chuyển về phía phải để ngắt ly hợp. Do đó trục ly hợp được quay tự do ngắt đường truyền mômen từ động cơ tới trục ly hợp. - Ưu điểm: + Với loại ly hợp này có lò xo ép đặt nằm nghiêng một góc so với phương ngang. Góc nghiêng này có thể thay đổi với một giá trị nhỏ tùy theo độ mòn của đĩa ma sát giúp cho lực ép không thay đổi quá nhiều trong quá trình sử dụng. Ngoài ra, các lò xo này tác dụng lên đầu dưới đòn mở mà không tác dụng trực tiếp lên đĩa ép, nhờ đó có lợi về lực hơn so với loại ly hợp mà lò xo tác dụng trực tiếp vào đĩa ép. 3.2. Thiết kế phương án trợ lực cho li hợp  2 O1 1 3 Qbđ 19 18 Phùng Mạnh Tiến - Lớp ôtô K49 14 Đồ án tốt nghiệp – Thiết kế cải tiến li hợp xe URAL-375D 6  O4 O2 4 5 O3 7 A B 16 8 14 9 a 17 15 10 11 12 13 Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp bằng cơ khí có cường hóa khí nén 1. Bàn đạp ly hợp ; 3 ; 5. Thanh kéo 2 ; 4 ; 7 ; 8 ; 18. Đòn dẫn động ; 6. Lò xo hồi vị 9. Mặt bích của xilanh phân phối ; 10. Thân van phân phối 11. Đường dẫn khí nén vào ; 12. Phớt van phân phối 13. Đường dẫn khí nén ; 14. Piston van phân phối 15. Cần piston ; 16. Càng mở ly hợp 17. Xilanh công tác ; 19. Bạc mở ly hợp Nguyên lý làm việc : Khi người lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly hợp 1, làm cho đòn dẫn động 2 quay quanh O1 , thông qua thanh kéo 3 làm đòn 4 quay quanh O 2 và qua thanh kéo 5 làm đòn dẫn động 7 quay quanh O 3 . Nhờ có đòn dẫn động 8 cùng với mặt bích của xilanh phân phối 9 và đẩy thân van phân phối 10 sang phải (theo chiều mũi tên). Khi mặt phải của thân van phân phối chạm vào đai ốc hạn chế hành trình nắp trên cần piston 15 thì làm cho càng mở ly hợp 16 quay quanh O 4 và đẩy bạc mở ly hợp 19 sang trái (theo chiều mũi tên). Ly hợp được mở. Phùng Mạnh Tiến - Lớp ôtô K49 15 Đồ án tốt nghiệp – Thiết kế cải tiến li hợp xe URAL-375D Đồng thời với việc khi nắp bên phải của thân van phân phối tỳ vào đai ốc hạn chế hành trình của cần piston 15 thì đầu piston van phân phối 14 cũng tỳ vào phớt van 12 và làm van 12 mở ra. Khí nén lúc này từ khoang A qua van 12 vào khoang B, rồi theo đường dẫn khí nén 13 vào xilanh 17 và đẩy xilanh lực dịch chuyển làm đòn dẫn động 18 quay quanh O4 . Kết hợp với càng mở ly hợp 16 quay và đẩy bạc mở ly hợp 19 sang trái. Ly hợp được mở. Khi người lái thôi tác dụng vào bàn đạp ly hợp 1 thì dưới tác dụng của lò xo hồi vị 6 kéo bàn đạp trở về vị trí ban đầu. Đồng thời thông qua đòn dẫn động 8 kéo thân van phân phối 10 sang trái, khi mặt đầu bên phải của piston 14 chạm vào mặt bích bên phải của thân van thì piston 14 được đẩy sang trái, làm càng mở ly hợp 16 quay và đẩy bạc mở ly hợp 19 sang phải. Cùng lúc đó, dưới tác dụng của lò xo hồi vị phớt van phân phối 12 và đẩy van này đóng kín cửa van. Khí nén từ xilanh lực 17 theo đường dẫn khí nén 13 vào khoang B và qua đường thông với khí trời a ở thân piston 14 ra ngoài. Lúc này ly hợp ở trạng thái đóng hoàn toàn. Ưu điểm : Hệ thống dẫn động làm việc tin cậy, khi cường hóa khí nén hỏng thì hệ thống dẫn động cơ khí vẫn có thể điều khiển ly hợp được. Nhược điểm : Khi cường hóa hỏng thì lực bàn đạp lớn. Loại hệ thống dẫn động này phù hợp với những xe có máy nén khí. Phương án này đảm bảo nguyên tắc : - Lực bàn đạp phải đủ lớn để có cảm giác mở ly hợp. - Sử dụng phải chắc chắn nhẹ nhàng. - Dễ chăm sóc, bảo dưỡng và sửa chữa. CHƯƠNG II TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LI HỢP 1. Xác định mômen ma sát của ly hợp Phùng Mạnh Tiến - Lớp ôtô K49 16 Đồ án tốt nghiệp – Thiết kế cải tiến li hợp xe URAL-375D 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 : Mc = Me max Trong đó : Me max - 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 trường hợp. Tuy nhiên hệ số  cũng không được chọn lớn quá để tránh tăng kích thước đĩa bị động và tránh cho hệ thống truyền lực bị quá tải. Hệ số  được chọn theo thực nghiệm. 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 làm việc có kéo rơmoóc : Ta chọn  = 2,0  3,0. =2 Vậy mômen ma sát của ly hợp : Mc = Me max = 2 . 400 = 800 (Nm) 2. Xác định kích thước cơ bản của ly hợp 2.1. Xác định bán kính ma sát trung bình của đĩa bị động Mômen ma sát của ly hợp được xác định theo công thức : Mc =  Me max =  P Rtb i Trong đó :  - hệ số ma sát. P - tổng lực ép lên các đĩa ma sát (N). i - số đôi bề mặt ma sát. Rtb - bán kính ma sát trung bình (mm). Tính sơ bộ đường kính ngoài của đĩa ma sát theo công thức kinh nghiệm : D2 = 2 R2 = 3,16 Trong đó : M emax C Me max - mômen cực đại của động cơ, tính theo Nm. Phùng Mạnh Tiến - Lớp ôtô K49 17 Đồ án tốt nghiệp – Thiết kế cải tiến li hợp xe URAL-375D D2 - đường kính ngoài của đĩa ma sát, tính theo cm. C - hệ số kinh nghiệm. Do đó:D = 3,16 400 3,6 Với ôtô tải C = 3,6 = 33,309 (cm) = 333,09 (mm) Chọn đường kính ngoài tấm ma sát D = 340 mm.Nên R = 170 mm. Bán kính trong của vòng ma sát được tính theo bán kính ngoài: r = (0,53  0,75) R = 90,1  127,5 (mm) Khi đĩa ma sát quay với vận tốc góc ω nào đó, vận tốc tiếp tuyến ở một điểm x bất kỳ Vx = ωRx . Điều này có nghĩa là vận tốc trượt ở mép trong của đĩa nhỏ hơn vận tốc trượt ở mép ngoài, do vậy phía trong đĩa sẽ bị mòn ít hơn phía ngoài. Sự chênh lệch về tốc độ mài mòn càng lớn nếu các bán kính r và R chênh nhau càng lớn. Do đó với ô tô tải có số vòng quay thấp thì có thể lấy r xa với R. Chọn r = 95 mm. Bán kính làm việc trung bình của đĩa ma sát, theo công thức 3.2[1]: Rμ = 2 R3  r 3 2 1703  953 = = 136,038 (mm) 3 R2  r 2 3 1702  952 2.2. Xác định số lượng đĩa bị động Số đôi bề mặt ma sát được tính theo công thức : Mc Mc i =  P R = 2 R2 b [q] Σ   Trong đó : Mc - mômen ma sát của ly hợp. b - bề rộng tấm ma sát gắn trên đĩa bị động. b = R2 - R1 = 170 - 95 = 75 mm [q] - áp lực riêng cho phép trên bề mặt ma sát. Tra bảng 3 Sách hướng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp của ôtô", với nguyên liệu làm các bề mặt là thép với phêrađô. Ta chọn hệ số ma sát :  = 0,25 Tra bảng 3 Sách hướng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp của ôtô", ta xác định áp lực riêng cho phép : [q] = 0,1  0,25 kN/m2 Phùng Mạnh Tiến - Lớp ôtô K49 18 Đồ án tốt nghiệp – Thiết kế cải tiến li hợp xe URAL-375D [q] = 0,17 kN/m2 Ta chọn Mc Do đó: i = 2 R2 b[ q] =  80 100 = 2,16 2 3,14 13,6 2 7,5 0,25 170 10 2 Số đôi bề mặt ma sát phải là số chẵn. Lấy i = 4 Vậy số lượng đĩa bị động của ly hợp là: n = 2 2.3 Xác định áp suất tác dụng lên bề mặt ma sát Biểu thức tính mômen ma sát được tính theo công thức Mc = Mμ = Fμ Rμ = kz μ F∑ Rμ zμ Trong đó: kz – Hệ số kể đến sự giảm lực ép lên các bề mặt làm việc do ma sát trong các bộ phận dẫn hướng và các then hoa trên các đĩa chủ động và bị động. Đối với ly hợp ô tô, có thể lấy kz = 1. μ – Hệ số ma sát, tra bảng 3[2] với bề mặt ma sát là thép với phêrađô ta có μ = 0,25. F∑ – Lực ép tổng thể lên bề mặt đĩa ma sát. Rμ – Bán kính ma sát trung bình, Rμ = 136,038 mm. zμ – Số bề mặt ma sát, zμ = 4 Do đó: Mc F∑ = k R z = z   800 1.0,25.0,136038.4 = 5880,71 (N) Áp suất tác dụng lên bề mặt ma sát được tính: q= F 5880,71 =  (0,17 2  0,095 2 ) = 94183,047 (N/m2) 2 2  (R  r )  0,094 (MPa) Đối với ô tô tải thì [q] = 0,14 ÷ 0,21 MPa , do đó áp suất tác dụng trên thỏa mãn yêu cầu. 3. Xác định công trượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp Khi đóng ly hợp có thể xảy ra hai trường hợp : Phùng Mạnh Tiến - Lớp ôtô K49 19