MỤC LỤC
1
LỜI NÓI ĐẦU
Giao thông vận tải chiếm vị trí rất quan trọng trong nền kinh tế quốc
dân, đặc biệt là đối với các nước có nền kinh tế phát triển. Mạng lưới giao
thông vận tải là mạch máu của một quốc gia, một quốc gia muốn phát triển
nhất thiết phải phát triển mạng lưới giao thông vận tải.Trong hệ thống giao
thông vận tải đường bộ thì vận tải bằng ô tô đóng vai trò chủ đạo và phần lớn
lượng hàng và người được vận chuyển trong nội địa bằng ô tô.
Cùng với sự phát triển của Khoa học kỹ thuật nói chung, ngành công
nghiệp chế tạo ô tô nói riêng trong vài thập kỷ gần đây đã có những bước phát
triển nhanh chóng vượt bậc với nhiều loại ô tô hiện đại ra đời, nhờ các thành
tựu các lĩnh vực điện tử, tin học, cơ khí, vật liệu mới và dần được hoàn thiện
để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người cũng như của các ngành
kinh tế khác.
Theo mục tiêu, định hướng phát triển của ngành ô tô nước ta, loại xe tải
7 đến 20 tấn đặt ra sẽ chiếm một tỷ trọng từ 13% đến 15% trong tổng số ô tô
và chiếm khoảng 30% đến 35% trong tổng số xe tải. Vì thế nghiên cứu đề tài
phục vụ cho sản xuất, cải tiến những cụm chi tiết cho xe tải trên 7 tấn là
nhiệm vụ đặt ra phù hợp với sự phát triển ngành Công nghiệp ô tô của nước ta
trong giai đoạn hiện nay.
Mục tiêu đề tài tốt nghiệp là tính toán thiết kế hệ thống li hợp cho xe ô
tô tải 8 tấn trên cơ sở xe ôtô Kamaz. Hệ thống li hợp trên xe ôtô là một trong
những cụm chi tiết chịu ảnh hưởng lớn của điều kiện địa hình, môi trường khí
hậu và nhiệt độ. Cụm li hợp lắp trên xe Kamaz là loại li hợp ma sát khô hai
2
đĩa thường đóng. Các lò xo ép được bố trí xung quanh, có hệ dẫn động điều
khiển bằng cơ khí và có cường hóa khí nén.
Với sự tìm hiểu, tham khảo và với nỗ lực bản thân , bản đồ án của em
đã hoàn thành đúng thời hạn được giao. Do còn nhiều hạn chế về trình độ và
thời gian, kinh nghiệm thực tế , còn một số vấn đề mà em chưa thể đi sâu vào
động động cơ nhiều lần.
4
1.2. Yêu cầu li hợp
Li hợp là một trong những hệ thống chủ yếu của ôtô, khi làm việc li
hợp phải đảm bảo được các yêu cầu sau :
- Truyền hết mômen của động cơ mà không bị trượt ở bất kỳ điều kiện
sử dụng nào. Muốn vậy thì mômen ma sát của li hợp phải lớn hơn mômen cực
đại của động cơ (có nghĩa là hệ số dự trữ mômen β của li hợp phải lớn hơn 1).
- Đóng li hợp phải êm dịu, để giảm tải trọng va đập sinh ra trong các
răng của hộp số khi khởi hành ôtô và khi sang số lúc ôtô đang chuyển động.
- Mở li hợp phải dứt khoát và nhanh chóng, tách động cơ ra khỏi hệ
thống truyền lực trong thời gian ngắn (vì mở không dứt khoát sẽ làm cho khó
gài số được êm dịu).
- Mômen quán tính phần bị động của li hợp phải nhỏ để giảm lực va
đập lên bánh răng khi khởi hành và sang số.
- Điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ.
- Các bề mặt ma sát phải thoát nhiệt tốt.
- Kết cấu li hợp phải đơn giản, dễ điều chỉnh và chăm sóc, tuổi thọ cao.
Li hợp làm nhiệm vụ bộ phận an toàn để tránh quá tải cho hệ thống
truyền lực.
Tất cả những yêu cầu trên, đều được đề cập đến trong quá trình chọn
vật liệu, thiết kế và tính toán các chi tiết của li hợp.
1.3. Phân loại li hợp
Li hợp trên ôtô thường được phân loại theo 4 cách :
+ Phân loại theo phương pháp truyền mômen.
+ Phân loại theo trạng thái làm việc của li hợp.
+ Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép.
5
+ Phân loại theo phương pháp dẫn động li hợp.
1.3.1. Phân loại theo phương pháp truyền mômen
nam châm điện. Loại này ít được sử dụng trên xe ôtô.
Li hợp liên hợp : là li hợp truyền mômen xoắn bằng cách kết hợp hai
trong các loại kể trên (ví dụ như li hợp thủy cơ). Loại này ít được sử
dụng trên xe ôtô.
1.3.2. Phân loại theo trạng thái làm việc của li hợp
Theo trạng thái làm việc của li hợp thì người ta chia thành 2 loại sau :
Li hợp thường đóng : loại này được sử dụng hầu hết trên các ôtô hiện
nay.
Li hợp thường mở : loại này được sử dụng ở một số máy kéo bánh hơi
như C - 100 , C - 80 , MTZ2
1.3.3. Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép
Theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép ngoài thì người ta chia
ra các loại li hợp sau :
Loại 1 : Li hợp lò xo : là li hợp dùng lực lò xo tạo lực nén lên đĩa ép, nó
gồm các loại sau :
- Lò xo đặt xung quanh : các lò xo được bố trí đều trên một vòng tròn
và có thể đặt một hoặc hai hàng.
- Lò xo trung tâm (dùng lò xo côn).
Theo đặc điểm kết cấu của lò xo có thể dùng lò xo trụ, lò xo đĩa, lò xo côn.
7
8
Trong các loại trên thì li hợp dùng lò xo trụ bố trí xung quanh được áp dụng
khá phổ biến trên các ôtô hiện nay, vì nó có ưu điểm kết cấu gọn nhẹ, tạo
được lực ép lớn theo yêu cầu và làm việc tin cậy.
Loại 2 : Li hợp điện từ : lực ép là lực điện từ.
Loại 3 : Li hợp ly tâm : là loại li hợp sử dụng lực ly tâm để tạo lực ép
đóng và mở li hợp. Loại này ít được sử dụng trên các ôtô quân sự.
Loại 4 : Li hợp nửa ly tâm : là loại li hợp dùng lực ép sinh ra ngoài lực
ép của lò xo còn có lực ly tâm của trọng khối phụ ép thêm vào. Loại này
có kết cấu phức tạp nên ít phổ biến .
Phần bị động gồm : đĩa bị động 4 , tấm ma sát 8 , moay ơ 5 , giảm chấn
xoắn 10, và trục li hợp 6
b) Nguyên lý làm việc
Trạng thái đóng li hợp . Bàn đạp li hợp ở vị trí ban đầu, dưới tác dụng của
các lò xo hồi vị bố trí trên li hợp , đĩa bị động 4 được ép với bánh đà 7 và
đĩa ép 3 bằng lực lò xo 11 , mô men ma sát được tao nên giữa chúng .Mô
men xoắn truyền từ phần chủ động tới phần bị động , qua bề mặt tiếp xúc
giữa đĩa bị động 4 với bánh đà 7 và đĩa ép 3 tới trục bị động 6 của li hợp,
sang hộp số.
Trạng thái mở li hợp : Khi tác dụng lực điều khuyển lên bàn đạp 14, bàn
đạp dịch chuyển , đầu trong càng gạt 12 và ổ bi tỳ 9 dịch chuyển sang trái,
khắc phục khe hở δ , ép lò xo 11 , kéo đĩa ép dịch chuyển sang trái, tách
các bề mặt ma sát của đĩa bị động ra khỏi bánh đà và đĩa ép . Mô men ma
sát bị triệt tiêu , li hợp được mở
Sự đóng mở li hợp trong các quá trình quá độ trên thường xảy ra .Trong
giai đoạn này , các lực ép và mô men ma sát thay đổi và tạo nên sự trượt của
đĩa bị động trên bề mặt tiếp xúc của bánh đà và đĩa ép , sinh nhiệt. Làm nóng
các chi tiết của li hợp.
11
2.2. Sơ đồ cấu tạo của li hợp loại đĩa ma sát khô 2 đĩa
a) Cấu tạo
Cấu tạo các bộ phận chính li hợp ma sát khô hai đĩa được trình bày trên
hình 1.2
1 2 3 4 6
5
7
8
9 10 11
17
16 15 14 13 12
b) Nguyên lý hoạt động
Trạng thái đóng li hợp : ở trạng thái này các lò xo ép 7 một đầu tựa vào
vỏ li hợp 8, đầu còn lại tì vào đĩa ép 5 tạo lực ép để ép chặt toàn bộ các
đĩa ma sát 4 và đĩa ép trung gian 3 với bánh đà 1 làm cho phần chủ động
và phần bị động tạo thành một khối cứng. Khi này mômen từ động cơ
13
được truyền từ phần chủ động sang phần bị động của li hợp thông qua
các bề mặt ma sát của các đĩa ma sát 4 và đĩa ép trung gian 3 với đĩa ép 5
và lò xo ép 7. Tiếp đó mômen được truyền vào xương đĩa bị động qua bộ
giảm chấn 17 đến moayơ rồi truyền vào trục li hợp. Lúc này giữa bi "T"
15 và đầu đòn mở 16 có một khe hở từ 3-4 mm tương ứng với hành trình
tự do của bàn đạp li hợp từ 30-40 mm.
Trạng thái mở li hợp : khi cần ngắt truyền động từ động cơ tới trục sơ cấp
của hộp số thì người lái tác dụng một lực vào bàn đạp 11 thông qua đòn
kéo 13 và kéo càng mở 14, bạc mở 9 mang bi "T" 15 sẽ dịch chuyển sang
trái. Sau khi khắc phục hết khe hở bi "T" 15 sẽ tì vào đầu đòn mở 16.
Nhờ có khớp bản lề của đòn mở liên kết với vỏ 8 nên đầu kia của đòn mở
16 sẽ kéo đĩa ép 5 nén lò xo 7 lại để dịch chuyển sang phải tạo khe hở
giữa các đĩa ma sát với các đĩa ép, đĩa ép trung gian và bánh đà. Khi này
các bề mặt ma sát giữa bộ phận chủ động và bị động của li hợp được tách
ra và ngắt sự truyền động từ động cơ tới trục sơ cấp của hộp số.
Ngoài các trạng thái làm việc trên, thì li hợp còn xuất hiện trạng thái trượt
tương đối giữa các bề mặt ma sát của li hợp. Hiện tượng này thường xuất hiện
khi đóng li hợp (xảy ra trong thời gian ngắn) hoặc khi gặp quá tải (phanh đột
ngột mà không nhả li hợp).
2.3. Cấu tạo các chi tiết chính trong li hợp ma sát
a) Lò xo ép
Lò xo ép trong li hợp ma sát là chi tiết quan trọng , có tác dụng tao nên
lực ép . Lò xo ép làm việc trong trạng thái luôn luôn bị ép , truyền lên đĩa ép .
Khi mở li hợp , lò xo ép làm việc ở trong trạng thái tăng tải ( lò xo trụ , lò xo
vào đĩa ép. Phương án liên kết này sử dụng rộng rãi ở li hợp xe con và xe tải .
Liên kết bằng vấu đảm bảo liên kết chắc chắn, nhưng có xuất hiện ma sát khi
mở li hợp.
c )Đĩa bị động
Hình 1.6 Đĩa bị động của li hợp
Xương đĩa được tán chặt với các cánh chữ T làm bằng thép lò xo. Các
cánh được bẻ vênh về các hướng khác nhau và tán với tấm ma sát 1. Cấu trúc
như vậy để đảm bảo cho các bề mặt ma sát được tiếp xúc tốt , đóng êm dịu ,
ngăn ngừa sự cong vênh khi bị nung nóng dẫn đến làm giảm độ cứng dọc trục
của đĩa bị động.
Các tấm ma sát 1 được cố định vào các cánh chữ T theo phương pháp
tán độc lập . Bề mặt của tấm ma sát có rãnh thông gió và để thoát hạt mài .
Tuổi thọ làm việc của tấm ma sát quyết định tuổi thọ của li hợp.
17
Xương đĩa bị động 1 được nối đĩa trong 7 bằng đinh tán. Trên đĩa trong
có khoét các cửa sổ 11 chữa lò xo. Moay ơ 6 tạo nên khoảng trống trên chu vi
và lồng với cửa sổ 11. Các lò xo bị nén lại trong cửa sổ 11, một đầu lò xo tựa
trên đĩa trong của xương đĩa 7, đầu kia tựa vào moay ơ 8.
Hình 1.7 : Kết cấu bộ giảm chấn xoắn
18
Khi lắp ráp (trạng thái a) lò xo bị nén đẩy các tấm đệm lò xo và khắc
phục hết khe hở của cửa sổ . Khi làm việc , mô men xoắn có thể truyền qua lò
xo , xương đĩa và moay ơ có khả năng dịch chuyển tương đối với nhau. Lò xo
bị ép, hai cửa sổ dịch chuyển tương đối .Nhờ bố trí lò xo nằm trên chu vi
truyền lực , độ cứng xoắn của HTTL giảm , giúp nâng cao khả năng truyền
êm mô men xoắn và hạn chế tải trọng động do dao động cộng hưởng gây nên.
Nhờ bộ giảm chấn , biên độ dao động ở tấn số cao hay tần số thấp bị
suy giảm , góp phần làm êm quá trình truyền mô men xoắn.
d) Đòn mở
Kết cấu và cách bố trí đòn mở được thể hiện theo hình 1.8
Mômen cực đại của động cơ là 612 Nm ở 1500 vòng/phút. Hệ thống truyền
lực của xe ở dạng cơ khí nhiều cấp. Trong đó, li hợp lắp trên xe là loại li hợp
hai đĩa ma sát khô thường đóng, được dẫn động điều khiển bằng cơ khí và có
cường hóa khí nén. Hộp số lắp trên xe là loại hộp số cơ khí có 5 cấp số tiến,
một cấp số lùi và có đồng tốc cho số 2-3, 4-5. Cầu chủ động của xe có hai
cấp, cặp bánh răng trụ và cặp bánh răng côn xoắn. Hệ thống lái lắp trên xe là
loại trục vít đai ốc, có bi cầu, thanh răng-vành răng và có cường hóa bằng
thủy lực.
Hệ thống treo của xe là loại hệ thống treo phụ thuộc và được bố trí trên
các nhíp dọc hình nửa elíp. Hệ thống treo trước có giảm chấn thủy lực ống
lồng nhằm nâng cao độ êm dịu khi xe di chuyển trên đường không bằng
phẳng với tốc độ cao. Hệ thống treo sau có nhíp phụ.
Hệ thống phanh của xe là loại phanh tang trống trên tất cả các bánh xe,
có độ an toàn cao, dễ điều khiển và có hệ thống dẫn động khí nén. Phanh
dừng là loại phanh tang trống ở cơ cấu truyền lực và có dẫn động cơ khí.
Đặc tính kỹ thuật vận hành cao , xe có thể đạt vận tốc cực đại 90km/h .
Góc dốc cực đại mà xe có thể vượt qua không quá 25 độ.
22
Các số liệu tham khảo xe Kamaz 43253
1.
STT Thông số Giá trị STT Thông số Giá trị
1 Động cơ
740.31-240
(Euro-2)
16 Phanh Trống
2 Nhiên liệu Diesel 17 BK quay vòng 10 m
3 Số xylanh 8 18 Tự trọng 8000 kg
4 Dung tích 10,85
19
Toàn bộ
- Đòn mở li hợp 16 : gồm có 4 chiếc và được chế tạo bằng thép. Mỗi
đòn mở thì đầu ngoài liên kết khớp bản lề với đĩa ép 3 qua các ổ bi kim. Phần
giữa đòn liên kết bản lề với càng nối qua ổ bi kim. Càng nối gối tựa lên vỏ li
hợp bằng đai ốc hình chỏm cầu. Các đai ốc này bị ép vào vỏ li hợp bằng đệm
đàn hồi, mỗi đệm đàn hồi này được cố định vào vỏ li hợp bằng hai bu lông
nhỏ. Nhờ có mối liên kết như vậy mà càng nối có thể chuyển động xoay để
tạo ra tâm quay thay đổi ở giữa đòn mở li hợp, cần thiết cho sự di chuyển của
đĩa ép khi mở và đóng li hợp. Đai ốc chỏm cầu còn có tác dụng điều chỉnh
đầu đòn mở để các đòn mở cùng nằm trong mặt phẳng song song với mặt
phẳng của đĩa ép.
25
Copyright: Tài liệu đại học ©