TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN CƠ KHÍ Ơ TƠ Tên đề tài: Thiết kế hệ thống ly hợp ô tô dựa sở xe Toyota Corolla Altis 1.8E 2020 Sinh viên: Phạm Hồng Qn Chun ngành: Cơ khí Lớp: Cơ khí tơ Hệ: Chính quy Khóa: K57 GVHD : TS Phạm Tất Thắng Hà Nội, 2020 MỤC LỤC LỜI NĨI ĐẦU Ngành cơng nghiệp tơ ngành quan trọng phát triển kinh tế quốc gia đặc biệt quốc gia phát triển Việt Nam Ơ tơ phục vụ cho việc vận chuyển hàng hố, phục vụ mục đích lại người Ngồi ơtơ cịn phục vụ nhiều lĩnh vực khác như: Y tế, cứu hoả, cứu hộ… Sự đời thương hiệu xe VINFAST minh chứng rõ ràng cho việc phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam mục tiêu chiến lược phát triển đất nước Trên ô tô, người ta chia thành phần cụm khác Trong ly hợp cụm có vai trò quan trọng hệ thống truyền lực tơ Ly hợp có ảnh hưởng lớn đến tính êm dịu tơ, tính điều khiển ô tô, đảm bảo an toàn cho động hệ thống truyền lực ôtô Nên để chế tạo ô tô đạt yêu cầu chất lượng việc thiết kế chế tạo ly hợp tốt quan trọng Do em giao đề tài “Thiết kế hệ thống ly hợp ô tô dựa sở xe Corolla Altis 1.8E 2020” để nghiên cứu tìm hiểu cụ thể hệ thống ly hợp tơ quy trình thiết kế chế tạo hệ thống ly hợp cho ô tô Trong thời gian cho phép, với hướng dẫn, giúp đỡ tận tình, cụ thể thầy giáo TS Phạm Tất Thắng thầy giáo môn Cơ khí Ơ tơ, em hồn thành đồ án Mặc dù thân có cố gắng quan tâm giúp đỡ thầy cô giáo kiến thức, kinh nghiệm thời gian hạn chế nên đồ án em tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận bảo, phê bình thầy mơn Em xin chân thành cảm ơn giáo viên hướng dẫn thầy: TS Phạm Tất Thắng thầy giáo mơn Cơ khí Ơ tơ, Trường Đại học Giao Thơng Vận Tải giúp đỡ, tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt đồ án Hà Nội, ngày 12 tháng năm 2020 Sinh viên thực Phạm Hồng Quân CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LY HỢP Ô TÔ 1.1 Những vấn đề chung ly hợp 1.1.1 Công dụng Ly hợp cụm quan trọng hệ thống truyền lực, phận liên kết động hệ thống tuyền lực, thực hiên nhiệm vụ: Nối mô men truyền từ bánh đà động tới hệ thống truyền lực Khi gài số chuyển số, ly hợp ngắt tạm thời dòng truyền, sau nối lại để tơ khởi hành chuyển số êm dịu Đóng vai trị cấu an toàn bảo vệ toàn hệ thống truyền lực trước tác động thay đổi tải trọng (tải trọng động) xuất chế độ độ, chuyển động loại đường phức tạp, phanh đột ngột mà ly hợp nối 1.1.2 Phân loại a) Theo phương pháp truyền mô men: Mô men truyền từ trục khuỷu động đến hệ thống truyền lực, ly hợp chia thành loại sau: + Ly hợp ma sát + Ly hợp thủy lực + Ly hợp điện từ + Ly hợp liên hợp b) Theo trạng thái làm việc: + Ly hợp thường đóng + Ly hợp thường mở c) Theo hệ thống dẫn động ly hợp: + Dẫn động khí + Dẫn động thủy lực + Dẫn động có trợ lực (trợ lực khí nén, trợ lực thủy lực trợ lực chân khơng) d) Theo dạng lị xo ép: + Lị xo trụ bố trí theo vịng trịn + Lị xo xoắn + Lị xo đĩa 1.1.3 Yêu cầu Ly hợp phải có khả truyền hết mô men động mà không bị trượt điều kiện sử dụng nào, muốn momen ma sát sinh ly hợp phải lớn momen xoắn động (1.1) đó: : Momen ma sát sinh ly hợp (N.m); : Momen xoắn lớn động (N.m); : Hệ số dự trữ ly hợp (phải lớn 1) Khi nối (đóng) li hợp phải êm dịu để tăng từ từ momen xoắn lên trục hệ thống truyền lực, không gây va đập bánh vào số, lúc ô tô khởi hành không bị giật, người lái, hành khách đỡ mệt, hàng hóa khơng bị xô, đổ vỡ… Li hợp tách (mở) phải dứt khốt nhanh chóng cắt truyền lực từ động xuống hệ thống truyền lực, giúp cho việc gài số dễ dàng Momen quán tính phần bị động phải nhỏ (có khối lượng bé) để nhanh chóng dừng lại mở li hợp Đảm bảo cho hệ thống truyền lực không chịu lực tải lớn, đột ngột làm nhiệm vụ phận an toàn (li hợp trượt) nên hệ số phải nằm giới hạn phù hợp Đảm bảo bề mặt ma sát phải thoát nhiệt tốt, để li hợp tách dứt khoát Kết cấu ly hợp đơn giản, dễ điều chỉnh chăm sóc bảo dưỡng, giảm giá thành bảo dưỡng sửa chữa li hợp 1.2 Cấu tạo nguyên lý làm việc ly hợp thường gặp 1.2.1 Cấu tạo chung Ly hợp ma sát làm việc sở truyền momen xoắn thông qua bề mặt ma sát Muốn tạo nên lực ma sát, cấu tạo ly hợp phải có phận tạo lực ép (áp lực thẳng đứng) lên bề mặt ma sát Momen ma sát truyền từ phần chủ động sang phần bị động thông qua chi tiết ma sát Các phận ly hợp bao gồm: + Phần chủ động: bánh đà, đĩa ép, vỏ ly hợp, lò xo ép + Phần bị động: Đĩa bị động với phận giảm chấn trục ly hợp Việc điều khiển đóng ngắt ly hợp thực nhờ đòn mở hệ thống dẫn động: ổ bi bạc mở, đòn dẫn động bàn đạp Trong trường hợp cần thiết, dẫn động ly hợp lắp thêm phận trợ lực nhằm giảm lực người lái tác dụng bàn đạp 1.2.2 Cấu tạo nguyên lý làm việc cụm ly hợp thường gặp 1.2.2.1 Ly hợp ma sát khô đĩa lị xo đĩa Hình 1.1 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khơ đĩa lị xo đĩa Bánh đà; Đĩa bị động; Đĩa ép; Lò xo màng; Vỏ ly hợp; Bạc mở; Bàn đạp; Lò xo hồi vị bàn đạp; Đòn kéo; 10 Càng mở; 11 Bi T; 12 Lò xo giảm chấn - Đặc điểm: Lị xo ép dạng đĩa có vành tựa vào vỏ ly hợp, vành nối với đĩa ép Việc đóng mở thực nhờ địn mở, đầu địn mở tựa vào ổ bi mở, đầu nối với đĩa ép, điểm tựa đặt vỏ ly hợp tạo nên cấu đòn bẩy - Nguyên lý làm việc : + Trạng thái đóng ly hợp: Bàn đạp ly hợp vị trí ban đầu, tác dụng lò xo hồi vị bố trí ly hợp, đĩa bị động ép bánh đà đĩa ép lực lò xo đĩa, mô men ma sát tạo nên chúng Mô men xoắn truyền từ phần chủ động sang phần bị động, qua bề mặt tiếp xúc đĩa bị động với bánh đà đĩa ép tới trục bị động ly hợp, sang hộp số + Trạng thái mở ly hợp: Khi tác dụng lực điều khiển lên bàn đạp, bàn đạp dịch chuyển, đầu gạt ổ bi tỳ dịch chuyển sang trái, khắc phục khe hở, ép lò xo ép, kéo đĩa ép dịch chuyển sang phải, tách bề mặt ma sát đĩa bị động khỏi bánh đà đĩa ép Mô men ma sát giảm triệt tiêu, ly hợp mở, thực ngắt mô men truyền từ động tới hộp số Ở trạng thái mở, lực điều khiển cần thắng lực ép lò xo ép để dịch chuyển đĩa ép sang phải - Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, kích thước nhỏ gọn, lực ép lên đĩa ép đều, không cần sử dụng chi tiết địn mở, đặc tính làm việc tốt Do khơng có chi tiết lắp vịng ngồi ly hợp nên việc cân tương đối dễ - Nhược điểm: Mơ men truyền khơng lớn, đóng ngắt êm dịu - Đường truyền công suất: + Bánh liên kết với vỏ ly hợp qua bulong, nên bánh đà dẫn đến vỏ ly hợp quay, vỏ ly hợp truyền momen đến đĩa ép thông qua truyền lực, nhờ đĩa ép ép vào đĩa bị động, momen truyền đến trục ly hợp + Khi ly hợp trạng thái đóng, lò xo đĩa đẩy đĩa ép làm cho đĩa bị động bị ép chặt vào bánh đà, nhờ tạo momen ma sát đĩa ép bánh đà cho đĩa bị động Chính nhờ có momen ma sát mà momen động truyền từ bánh đà đĩa ép qua đĩa bị động tới trục ly hợp - Sơ đồ đường truyền công suất: Hình 1.2 Sơ đồ đường truyền cơng suất qua cụm ly hợp - Phạm vi ứng dụng: Hiện ly hợp ma sát khơ đĩa lị xo màng thường sử dụng phổ biến xe con, xe du lịch ô tô khách 1.2.2.2 Ly hợp ma sát khơ đĩa lị xo trụ nén biên Hình 1.3 Ly hợp ma sát khơ đĩa lị xo trụ nén biên Bánh đà; Đĩa bị động; Đĩa ép; Lò xo màng; Vỏ ly hợp; Bạc mở; Bàn đạp; Lò xo hồi vị bàn đạp; Đòn kéo; 10 Càng mở; 11 Bi T; 12 Đòn mở; 13 Lò xo giảm chấn; 14 Trục ly hợp - Đặc điểm: Ly hợp thuộc loại thường đóng, trạng thái làm việc, đĩa ép (3) tác dụng lực đàn hồi lò xo ép (5) ép đĩa ma sát (2) vào bề mặt bánh 10 Lực cần thiết phải tạo bàn đạp mở ly hợp, ký hiệu F bđ [N], xác định công thức: Fbd ≥ Fm max idkη dk (3.34) đó: Fmmax: Lực lớn tác dụng lên đỉnh lò xo ép đĩa nón mở ly hợp, Lực tác dụng lên đầu lò xo đĩa ngắt ly hợp xác định theo công thức sau: De − Dc Fn = De − Di = 5885,5 = 1719 N Ta có: Fm = Fn= 1719 N idk : Tỷ số truyền hệ thống điều khiển, tính đến đỉnh nón, idk = ibd.itl.icm =∆S/ =40/3=13,3, ηdk: Hiệu suất truyền lực, với hệ thống điều khiển thủy lực ηdk ≈ (0,8 ÷ 0,9), chọn ηdk≈ 0,9; Thay số vào ta có: Fbd= Với lực bàn đạp nằm giới hạn cho phép lực bàn đạp ly hợp xe Qbd ≤ 150 N Do ta khơng cần thiết kế tính tốn thêm trợ lực chân khơng 3.5.3 Tính tốn thiết kế xy lanh cơng tác Sơ đồ xy lanh cơng tác: Hình 3.8 Sơ đồ xy lanh công tác Khi mở ly hợp lực sinh phải lớn lực nén tổng cộng tác dụng lên đĩa 54 Pmax = Fn = 1719 (N) (3.35) Lực tác dụng lên piston xy lanh công tác: Pxlct = = = 331 (N) (3.36) Mặt khác: Pxlct = Axlct = (3.37) Với : Áp suất cho phép hệ thống dẫn động thủy lực, = 59 MPa, chọn Đường kính xy lanh cơng tác: d2 = = 0,009 (m) = mm (3.38) chọn d2 = 12mm Hành trình làm việc piston cơng tác xác định: S2 = S1 = S1.icm (3.39) đó: S1: Hành trình bi mở S1= Sđe.iđm + , S2 = (Sđe.iđm + ).icm = (2,5.2,36 + 3).2,2 = 19,58 (mm) Thể tích dầu xylanh cơng tác ly hợp mở V2 = (3.40) đó: d2: Đường kính xy lanh cơng tác, d2 =12mm, S2: Hành trình làm việc piston cơng tác, S2= 19,58mm, Thay số vào cơng thức (3.40), ta có: V2 = = 2214 (mm3) Chọn chiều dày xy lanh công tác là: t = (mm) Đường kính ngồi xylanh công tác: D2 = d2 + 2t = 12 + 2.4= 20 (mm) 3.5.4 Tính tốn xy lanh 55 - Sơ đồ xy lanh chính: Hình 3.9 Sơ đồ xy lanh Đường kính xy lanh : (mm) Hành trình làm việc piston xy lanh xác định theo cơng thức : S3 = S (3.41) đó: S3 - Hành trình làm việc piston xy lanh chính; S2 - Hành trình làm việc piston xy lanh cơng tác S2 = 19,58 (mm); d1, d2 - Đường kính xy lanh xy lanh cơng tác Thay số ta có: (mm) Thể tích dầu xy lanh ly hợp đóng: V3 = (3.38) đó: d1 - Đường kính xy lanh d1 = 12 mm; S3 - Hành trình làm việc piston xy lanh S3 = 19,58 mm Thay số vào cơng thức ta có:(mm3) Chọn chiều dày xy lanh là: t = (mm) → Đường kính ngồi xy lanh chính: (mm) 56 Chương IV: HƯỚNG DẪN BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA HỆ THỐNG LY HỢP 4.1 Những lưu ý sử dụng Sau thời gian sử dụng đĩa ma sát bị mịn, lị xo yếu khơng cịn đủ sức ép Các phận ly hợp trượt lên nhau, giảm khả truyền công suất, phát sinh nhiệt lớn làm nóng máy, gây tiếng kêu, hao nhiên liệu Lúc công suất máy bị nhiều (công hao phí lớn) Xe bị lì, máy mạnh không truyền hết lực bánh xe Vì vậy, trình sử dụng cần ý quan sát, nghe xem ly hợp hoạt động có ổn khơng để có phương án kịp thời để bảo vệ xe 4.2 Hướng dẫn bảo dưỡng kĩ thuật Kiểm tra độ cao bàn đạp ly hợp: dùng thước đo, chiều cao thấp điều chỉnh độ cao bàn đạp ly hợp cách dùng cờ lê điều chỉnh tăng chiều dài đẩy nối bàn đạp với piston xi lanh phanh bàn đạp ly hợp đạt độ cao cần thiết Kiểm tra hành trình tự bàn đạp ly hợp: dùng thước đo, hành trình tự lớn cần điều chỉnh lại cách dùng cờ lê điều chỉnh tăng chiều dài đẩy nối xilanh cơng tác với địn bẩy ly hợp kiểm tra lại hành trình tự Kiểm tra rị rỉ lẫn khí hệ thống dẫn động ly hợp: kiểm tra đường ống dẫn dầu (quan sát mắt) chảy dầu cần sữa chữa thay thế; khí lẫn dầu cần tiến hành xả “air” Kiểm tra tình trạng đĩa ly hợp: tháo ly hợp lấy đĩa bị động kiểm tra, có tượng cong vênh, mịn hỏng cần thay (thay đĩa mới, lắp lại ly hợp) Với điều khiển dẫn động khí tiến hành tra mỡ vào ổ, khớp, chốt quay qua vũ mỡ 4.3 Hướng dẫn chẩn đốn sửa chữa hư hỏng thường gặp 57 Dưới bảng hư hỏng thường gặp của, tượng, cách khắc phục ly hợp xe Toyota Corolla Altis 1.8E 2020: STT Các hư hỏng thường gặp Các tượng Khó sang số khơng sang số Nếu ly hợp khơng thể cắt, chuyển số chậm có tiếng va bánh răng, chí khơng thể gài Cách khắc phục - Kiểm tra hành trình tự bàn đạp ly hợp: dùng thước đo (có thể kiểm tra tay, ước lượng theo kinh nghiệm), hành trình tự lớn cần điều chỉnh lại cách dùng cờ lê điều chỉnh tăng chiều dài đẩy nối xilanh cơng tác với địn bẩy ly hợp kiểm tra lại hành trình tự - Kiểm tra rị rỉ lẫn khí hệ thống dẫn động ly hợp: kiểm tra đường ống dẫn dầu (quan sát mắt) chảy dầu cần sữa chữa thay thế; khí lẫn dầu cần tiến hành xả “air” - Kiểm tra tình trạng đĩa ly hợp: tháo ly hợp lấy đĩa bị động kiểm tra, có tượng cong vênh, mịn hỏng cần thay (thay đĩa mới, lắp lại ly hợp) - Kiểm tra độ cao bàn đạp ly hợp: dùng thước đo (có thể kiểm tra tay, ước lượng theo kinh nghiệm), chiều cao thấp điều chỉnh độ cao bàn đạp ly hợp cách dùng cờ lê điều chỉnh tăng chiều dài đẩy nối bàn đạp với piston xi lanh phanh bàn đạp ly hợp đạt độ cao cần thiết Ly hợp trượt - Có mùi khét - Khi chạy - Kiểm tra đàn hồi lò xo dụng cụ kiểm tra lực nén lị xo, khơng đủ đàn hồi phải thay 58 tăng ga xe chạy chậm - Giảm khả leo dốc - Mặt đầu lị xo phải vng góc với đường tâm lò xo Lò xo bị mòn hay bị gãy kiểm tra phát thay - Kiểm tra tình trạng đĩa ly hợp: tháo ly hợp lấy đĩa bị động kiểm tra, có đĩa ma sát dính dầu, mịn cháy làm sách thay Xảy rung - Xuất ly hợp rung đóng động ngắt quãng bất thường đơi xe chồm lên phía trước cắt ly hợp - Kiểm tra đĩa ly hợp: tháo ly hợp lấy đĩa bị động, kiểm tra bề mặt đĩa dính đầu, chai cứng cần thay thế; kiểm tra lò xo giảm chấn yếu, gãy cần thay thế, kiểm tra mối ghép đinh tán lỏng đứt đinh thay Tiếng ồn ly - Xuất hợp tiếng kêu khơng bình thường phát từ ly hợp ly hợp đóng cắt - Kiểm tra tình trạng chi tiết: tháo ly hợp, kiểm tra tay, mắt chi tiết bị hỏng cần chỉnh sửa thay (chỉnh sửa làm cố định chi tiết) - Kiểm tra lò xo nén lò xo đĩa: tháo ly hợp lấy lò xo nén, kiểm tra chiều cao lò xo chiều cao khơng mịn cần chỉnh thay (Căn chỉnh đệm kim loại mỏng đầu) - Kiểm tra vòng bi mở: tháo te ly hợp, kiểm tra tay, mắt bị mịn, bám bẩn thay ổ bi - Kiểm tra vòng bi dẫn hướng đầu trục: tháo ly hợp kiểm tra mắt, tay bị kẹt thiếu mỡ cần sửa chữa hay thay (sửa chữa, tra mỡ làm trơn chi tiết) Bảng Các hư hỏng thường gặp, tượng cách khắc phục ly hợp xe Toyota Corolla Altis 1.8E 2020 59 KẾT LUẬN Hiện ô tô tải, ôtô con, loại xe du lịch sử dụng nước ta với số lượng chủng loại ngày tăng Kết cấu hệ thống ly hợp đa dạng ngày hoàn thiện Đồ án “Thiết kế ly hợp dựa sở xe Toyota Corolla Altis 1.8E 2020” vào tính tốn thiết kế hệ thống ly ô tô, cụ thể hệ thống Ly hợp ma sát khơ đĩa lị xo màng dẫn động thuỷ” Qua việc tính tốn đồ án tốt nghiệp giúp em hiểu rõ chất, nguyên lý hoạt động hệ thống ly hợp hình thành cách tư thiết kế cụm chi tiết ôtô, trang bị thêm kiến thức phục vụ cho công việc sau Một lần em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo TS.Phạm Tất Thắng, người trực tiếp hướng dẫn em suốt trình làm đồ án tốt nghiệp toàn thể thầy giáo mơn khí tơ trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Mặc dù em cố gắng thời gian kiến thức có hạn nên đồ án khơng thể tránh thiếu sót Kính mong Thầy (Cơ) giáo bạn góp ý để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! P - 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] ThS Nguyễn Hùng Mạnh, Cấu tạo ô tô Nhà xuất Giao thông Vận tải 2009 [2] Thái Nguyễn Bạch Liên (chủ biên), Trịnh Chí Thiện, Tơ Đức Long, Nguyễn Văn Bang, Kết cấu tính tốn tô Nhà xuất Giao thông Vận tải, 1984 [3] Lê Thị Vàng, hướng dẫn đồ án môn học “thiết kế hệ thống ly hợp ô tô- máy kéo” trường đại học bách khoa Hà Nội [4] PG-TS Trương Tất Đích, hướng dẫn thiết kế mơn học chi tiết máy Nhà xuất giao thông vận tải Hà Nội 2012 [5] PGS.TS Cao Trọng Hiền (chủ biên), TS Đào Mạnh Hùng, Lý thuyết ô tô Nhà xuất giao thông vận tải Hà Nội 2010 [6] TS Nguyễn Hùng Mạnh, Tập vẽ cấu tạo hệ thống truyền lực tơ Bộ mơn khí tơ – ĐHGTVT P - 61 ... hàng 2.2 Kết cấu cụm ly hợp thiết kế 2.2.1 Kết cấu tổng thể ly hợp thiết kế Cụm ly hợp thiết kế ly hợp ma sát khơ đĩa lị xo đĩa Kết cấu cụm ly hợp trình bày hình 2.2: 21 Hình 2.2 Ly hợp ma sát... tạo ly hợp tốt quan trọng Do em giao đề tài ? ?Thiết kế hệ thống ly hợp ô tô dựa sở xe Corolla Altis 1.8E 2020” để nghiên cứu tìm hiểu cụ thể hệ thống ly hợp ô tô quy trình thiết kế chế tạo hệ thống. .. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC HỆ THỐNG LY HỢP THIẾT KẾ 2.1 Bố trí ly hợp hệ thống truyền lực xe Toyota Corolla Altis 1.8E 20 Hình 2.1 Sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực 1.Động ; 2 .Ly hợp ; 3.Hộp số; 4.Vi sai