TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 4 1.1 Yêu cầu kỹ thuật, phân loại ly hợp
Yêu cầu kỹ thuật
- Truyền được mô men xoắn lớn nhất của động cơ mà không bị trượt
- Nối động lực êm dịu, không gây ra va đập trong hệ thống truyền lực
- Cắt động lực dứt khoát và nhanh chóng để việc gài số được dễ dàng, êm dịu
- Mô men quán tính của phần bị động nhỏ để làm giảm va đập của các bánh răng ăn khớp
- Điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ
- Đảm bảo thoát nhiệt tốt
- Kết cấu đơn giản, nhỏ gọn, dễ chăm sóc bảo dưỡng, sữa chữa.
Phân loại
1.1.2.1 Phân loại theo phương pháp truyền mô men:
- Ly hợp ma sát: truyền mô men bằng các bề mặt ma sát
- Ly hợp thuỷ lực: truyền mô men bằng chất lỏng
- Ly hợp nam châm điện: truyền mô men bằng từ trường của nam châm điện
Ly hợp kết hợp là sự kết hợp giữa ly hợp thủy lực và ly hợp ma sát, nhằm mang lại khả năng truyền động êm ái và cắt động lực một cách dứt khoát.
1.1.2.2 Phân loại theo hình dạng của chi tiết ma sát:
- Ly hợp loại đĩa: có thể có một, hai hoặc nhiều đĩa bị động
- Ly hợp hình nón: đĩa bị động có dạng hình nón
- Ly hợp loại guốc phanh tang trống
1.1.2.3 Phân loại theo phương pháp tạo ra lực ép:
- Loại lò xo trụ bố trí xung quanh, hoặc bố trí trung tâm
- Loại bán ly tâm: lực ép sinh ra ngoài lực ép lò xo còn có lực ly tâm của khối lượng phụ
1.1.2.4 Theo kết cấu của cơ cấu ép:
1.1.2.5 Theo dẫn động điều khiển
- Ly hợp dẫn động điều khiển cơ khí
- Ly hợp dẫn động điều khiển thuỷ lực
- Ly hợp dẫn động điều khiển có trợ lực:
- Ly hợp dẫn động điều khiển điện tử.
Tổng quan về dẫn động điều khiển ly hợp ……………………… … 1 Dẫn động cơ khí …………………………………………….… 2 Dẫn động thủy lực ……………………………………….….… 3 Dẫn động điều khiển ly hợp có trợ lực …………………….…… 1.3 Ly hợp thủy lực ……………………………………………………… 1.3.1 Kết cấu và nguyên lý làm việc của ly hợp thuỷ động …….….… 1.3.2 So sánh ly hợp thuỷ lực với ly hợp ma sát …… …………….… 1.3.3 Bộ biến mô thủy lực ………………………………………… … 5 6 7 8 13 13 15 15 1.4 Giới thiệu chung về xe URAL 375 Đ và đặc điểm kết cấu ly hợp
Trong các phương tiện quân sự hiện nay, hầu hết các xe như URAL 375Đ, URAL 4320 và ZIL đều sử dụng cơ cấu dẫn động điều khiển ly hợp bằng cơ khí.
130, ZIL 131, KRAZ 255; Dẫn động bằng thuỷ lực như: xe GAZ 66, GAZ 53
Hiện nay, tất cả các hãng ô tô du lịch đều áp dụng hệ thống điều khiển ly hợp bằng thủy lực Đối với một số ô tô vận tải cần lực mở ly hợp lớn, cơ cấu điều khiển còn được trang bị thêm bộ trợ lực để tăng cường hiệu quả hoạt động.
Mỗi loại dẫn động xe đều có những ưu và nhược điểm riêng, do đó việc lựa chọn kiểu dẫn động ly hợp phù hợp cần dựa vào mục đích sử dụng, địa hình hoạt động, thiết kế tổng thể của xe và các đặc điểm cụ thể của từng loại xe.
1- Bàn đạp; 2- Thanh kéo; 3- Càng mở; 4- Cần tách; 5- Bạc mở; 6- Đĩa ép;
7- Đĩa ma sát; 8- Bánh đà Trên hình 1.1 là sơ đồ cấu tạo chung, nguyên lý cơ bản của hệ thống dẫn động ly hợp bằng cơ khí, tùy theo bố trí chung của xe cụ thể mà kích thước các khâu, khớp được thiết kế phù hợp Đối với xe quân sự, qua khảo sát trong quá trình sử dụng nhiều năm rút ra những ưu nhược điểm sau:
* Ưu điểm: kết cấu đơn giản, dễ sử dụng, giá thành thấp
- Lực đạp lên bàn đạp nặng, điều khiển khó khăn
- Mòn các khớp sau thời gian làm việc, tăng hành trình tự do của bàn đạp dẫn đến mở không hết ly hợp, khó khăn cho việc sang số
- Bố trí phức tạp, nhất là khi ly hợp ở xa vị trí người lái xe (động cơ bố trí phía sau)
- Hiệu suất thấp khi mòn và cũ
Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng cơ khí
Hình 1.2 Sơ đồ dẫn động ly hợp bằng thủy lực
1- Bàn đạp; 2- Cần đẩy piston; 3- Xi lanh chính; 4- Xi lanh công tác;
5- Cần đẩy piston trong xi lanh công tác;
Hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng thủy lực hoạt động dựa trên nguyên lý truyền lực từ bàn đạp của người lái xe Khi người lái tác động lên bàn đạp, dầu trong xi lanh chính sẽ được bơm qua ống dẫn đến xi lanh công tác Dầu áp suất cao sẽ đẩy piston và cần piston, từ đó làm quay càng mở và tác động lên bạc mở, thực hiện quá trình mở ly hợp.
- Khắc phục được hiện tượng mòn rơ các khớp
- Có tính khuyếch đại cao
- Hiệu suất và độ cứng vững cao
- Giảm tải trọng động, có khả năng hạn chế tốc độ dịch chuyển của đĩa ép khi đóng ly hợp
- Kết cấu phức tạp, yêu cầu độ kín khít cao
- Làm việc kém tin cậy khi có rò rỉ
- Bảo dưỡng sửa chữa phức tạp
1.2.3 Dẫn động điều khiển ly hợp có trợ lực Điều khiển ly hợp có trợ lực cho phép giảm nhẹ lực điều khiển của lái xe trong quá trình mở ly hợp
Nguyên lý trợ lực trong hệ thống ly hợp hoạt động như một lò xo hồi vị, kéo bàn đạp về vị trí ban đầu khi không mở ly hợp Khi mở ly hợp, bàn đạp di chuyển quanh tâm cố định, khiến đầu di động của lò xo cũng chuyển động theo, làm cho lực kéo của lò xo dần chuyển về phía bên kia Tại thời điểm bắt đầu mở ly hợp, lực của lò xo hỗ trợ lực tác động của người lái, giúp giảm bớt sức lực cần thiết trong quá trình mở ly hợp Hệ thống này được ứng dụng trên xe tăng T54 và ô tô KRAZ 255, tuy nhiên, nhược điểm là lực trợ giúp không lớn, khiến việc điều khiển ly hợp vẫn còn nặng nề.
Hình 1.3 Sơ đồ dẫn động ly hợp trợ lực lò xo
1.2.3.2 Trợ lực khí nén a Điều khiển ly hợp cơ khí có trợ lực khí nén
Hình 1.4 Sơ đồ hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng khí nén
1- Bàn đạp; 2- Lò xo hồi vị; 3- piston van điều khiển; 4- Lò xo hồi vị piston; 5- Đế van nạp; 6- Van nạp; 7- Lò xo hồi vị van nạp ; 8- Ống dẫn khí; 9- Xi lanh khí; 10-
Lò xo hồi vị; 11- Piston khí nén; 12- Cần piston lực; 13- Đòn mở; 14- Bạc mở;
Nguyên lý trợ lực: người lái xe tác dụng lực lên bàn đạp để mở ly hợp, cần đẩy
Van khí sẽ điều khiển việc mở van cấp khí nén 6, cho phép khí nén từ bình chứa đi qua van và ống dẫn tới xi lanh trợ lực Áp suất khí nén trong xi lanh sẽ tạo ra lực đẩy cần piston 11, tác động lên đòn mở 13 để thực hiện việc mở ly hợp.
10 b Điều khiển thủy lực trợ lực khí nén
Hình 1.5 Sơ đồ hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng thủy lực trợ lực khí nén
1- Xi lanh chính; 2- Cần piston; 3- Bàn đạp; 4- Lò xo hồi vị màng; 5- Màng van khí; 6- Piston điều khiển van khí; 7-Ống dẫn dầu; 8- Xi lanh công tác; 9- Piston xi lanh công tác; 10- Piston khí nén; 11-Xi lanh khí nén; 12- Van điều khiển
Nguyên lý trợ lực hoạt động khi lực từ bàn đạp 3 tác động lên dầu trong xi lanh chính, khiến dầu chảy qua đường ống đến xi lanh công tác 8 Dầu áp suất cao đẩy piston 9 di chuyển qua phải để mở ly hợp, đồng thời áp suất dầu cũng kích hoạt piston 6, mở van cấp khí nén 12 cho hệ thống trợ lực Khí nén từ bình chứa qua van 12 vào khoang B tác động lên bề mặt piston 10, tăng cường lực mở ly hợp Khi lực tác dụng lên bàn đạp ngừng lại, các lò xo hồi vị sẽ đẩy dầu trong các xi lanh trở về, và khí nén từ xi lanh trợ lực sẽ trở về van rồi thoát ra ngoài khí quyển.
1.2.3.3 Dẫn động điều khiển bằng chân không
Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bộ điều khiển chân không
Hình 1.6 Sơ đồ điều khiển ly hợp có trợ lực chân không
1-Màng điều khiển ; 2-Van thông gió; 3-Bộ trợ lực chân không ; 4-Bình chân không
;5-Cần đổi tốc độ; 6-Cơ cấu mở mạch điện ;7-Họng bộ chế hoà khí ;8-Bộ điện từ; 9-
Khi chuyển số, cần số (5) kích hoạt công tắc điện (6), làm cho van điện từ (8) nhận điện và tạo ra lực đẩy lõi van sang phải, giúp bình chân không (4) kết nối với bộ trợ lực chân không (3) Màng (3) sẽ di chuyển sang phải, thực hiện việc cắt ly hợp giống như ly hợp ma sát thông thường Sau khi hoàn tất quá trình sang số, công tắc điện (6) sẽ mở, ngừng dòng điện trong van.
Khi người lái xe đạp chân ga, lõi van dịch chuyển sang trái, tạo ra chân không trong bộ trợ lực chân Điều này làm cho màng hút mở van thông khí, giảm chân không bên trái bộ chân không, khiến màng dịch chuyển và ly hợp đóng lại Tốc độ đóng ly hợp phụ thuộc vào độ chân không sau họng, tức là độ mở của bướm ga; khi bướm ga mở lớn, tốc độ đóng ly hợp nhanh hơn Đặc biệt, nếu khởi động động cơ khi đã đạp bàn đạp ly hợp, bàn đạp sẽ dịch xuống thêm, cho thấy bộ trợ lực chân không bắt đầu hoạt động.
Khi hệ thống trợ lực chân không gặp sự cố, lực tác động lên bàn đạp phanh sẽ tăng lên, khiến người lái cảm nhận được sự khác biệt Điều này giúp họ nhận biết tình trạng xe và có thể kịp thời khắc phục vấn đề.
1.2.3.4 Dẫn động điều khiển tự động nhờ bộ điều khiển điện tử
Sử dụng bộ điều khiển điện tử làm trung tâm cho cơ cấu điều khiển bộ ly hợp ma sát có thể biến bộ ly hợp này thành bộ ly hợp tự động Bộ chấp hành của cơ cấu bao gồm một động cơ điện kết hợp với bộ giảm tốc trục vít - bánh răng, tạo ra lực đẩy để điều khiển ly hợp, và hoạt động của động cơ điện hoàn toàn được điều khiển bởi bộ điều khiển điện tử.
Kết luận chương 1
Chương 1 đã phân tích tổng quan các vấn đề nghiên cứu, kết luận rút ra từ việc phân tích như sau:
1 Nêu rõ yêu cầu kỹ thuật và phân loại các loại ly hợp trên ô tô hiện nay, phân tích ưu nhược điểm của các kiểu dẫn động điều khiển ly hợp, đề cập chi tiết về kết cấu ly hợp xe URAL 375-Đ
2 Khi thiết kế cải tiến dẫn động điều khiển ly hợp, cần bám sát các yêu cầu kỹ thuật của ly hợp, khắc phục những nhược điểm, đặc biệt lưu ý tính chất đặc thù của xe quân sự
Cải tiến hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp cần phải vượt trội hơn so với các hệ thống trước đây, đồng thời phải có cơ sở khoa học và được xác thực qua thực tiễn Vấn đề này sẽ được phân tích chi tiết trong các chương tiếp theo.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN DẪN ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN LY HỢP 33 2.1 Cơ sở thiết kế các cụm chi tiết trong hệ thống dẫn động
Yêu cầu đối với ly hợp
Ly hợp cần phải truyền tải mô men quay lớn nhất của động cơ trong mọi điều kiện làm việc Điều này có nghĩa là mô men ma sát của ly hợp luôn phải lớn hơn mô men cực đại của động cơ để đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu.
Việc mở ly hợp cần thực hiện một cách dứt khoát và nhanh chóng để đảm bảo phần bị động tách hoàn toàn khỏi phần chủ động Điều này giúp triệt tiêu momen quán tính quy dẫn của trục khuỷu và momen xoắn của động cơ khỏi hệ trục của ly hợp khi gài số, tránh gây khó khăn trong quá trình gài số.
Khi đóng ly hợp, cần thực hiện một cách êm dịu để mô men ma sát hình thành từ từ, giúp tránh hiện tượng giật xe và bảo vệ các bánh răng trong hộp số cũng như các cơ cấu truyền động khác trong hệ thống truyền lực.
Ly hợp không chỉ là một bộ phận quan trọng trong hệ thống truyền lực mà còn đóng vai trò an toàn, yêu cầu phải tự trượt khi quá tải Nếu không thực hiện đúng chức năng an toàn, khi phanh xe đột ngột, xe sẽ giảm tốc với gia tốc tịnh tiến chậm dần, trong đó tốc độ tịnh tiến của xe trong quá trình phanh được thể hiện bằng jp Đồng thời, các chi tiết quay trong hệ thống truyền lực cũng sẽ quay chậm lại tương ứng Nếu ly hợp đang trong trạng thái đóng, trục khuỷu của động cơ cũng sẽ giảm tốc với gia tốc góc tương ứng.
Trong đó : ip : Tỷ số truyền của hộp số; io : Tỷ số truyền của truyền lực chính; dt d dt d i r dt i i d dt i d bx o h b o h e e
34 rbx : Bán kính lăn bánh xe chủ động;
e : Tốc độ góc trục khuỷu động cơ;
b : Tốc độ góc trục bánh xe;
Vì vậy xuất hiện mô men lực quán tính của bánh đà bằng theo [2]:
Mô men truyền qua ly hợp tác động lên hệ thống truyền lực, và khi phanh xe đột ngột, vận tốc v giảm nhanh chóng dẫn đến sự gia tăng đột ngột của dt d , làm cho Mj truyền xuống hệ thống truyền lực tăng lên Theo lý thuyết ô tô, giá trị lớn nhất của Mj đạt được khi gia tốc phanh jp đạt giá trị cực đại Jmax.
Hệ số bám giữa lốp và mặt đường khi phanh được ký hiệu là φ, trong khi δ là hệ số xét đến ảnh hưởng của các khối lượng quay trong hệ thống truyền lực, có thể tính gần đúng bằng δ = 1 + (0,04 ÷ 0,06) Tỷ số truyền của hộp số được ký hiệu là ih, và g là gia tốc trọng trường.
Khi đó mô men lực quán tính cực đại có thể truyền qua ly hợp theo [2]:
Mjmax có giá trị vượt trội so với mô men xoắn cực đại của động cơ, dẫn đến nguy cơ quá tải cho hệ thống truyền lực Để ngăn chặn tình trạng này, ly hợp cần phải tự trượt, thực hiện chức năng như một cơ cấu an toàn Điều này giúp bảo vệ hệ thống truyền lực khỏi quá tải khi phanh đột ngột mà không kịp mở ly hợp.
Ly hợp cần có kết cấu gọn nhẹ với momen quán tính của các chi tiết phần bị động ở mức tối thiểu, nhằm giảm lực va đập lên bánh răng gài số trong trường hợp không có bộ đồng tốc Điều này không chỉ giảm nhẹ điều kiện làm việc của bộ đồng tốc mà còn tăng tốc độ gài số, đồng thời đảm bảo khả năng điều khiển dễ dàng, nhẹ nhàng và nâng cao tuổi thọ của thiết bị.
Xác định lực ép cần thiết
Ly hợp phải truyền hết mô men xoắn lớn nhất của động cơ và được xác định[2]: max ms e
M ms : Mô men ma sát của ly hợp max
M e : Mô men xoắn lớn nhất của động cơ
: Hệ số dự trữ của ly hợp
Mô men ma sát sinh ra trong bộ ly hợp được tính [2]: ms tb ms
: Hệ số ma sát, phụ thuộc vào vật liệu chế tạo tấm ma sát
P : Lực nén tổng cộng của các lò xo ép lên đĩa ép
R tb : Bán kính trung bình của đĩa ma sát z ms : Số đôi bề mặt ma sát ms 1 z C B
: Số lượng đĩa chủ động và bị động
Từ (2.1) và (2.2) lực nén tổng cộng lên đĩa ép được tính:
Tính toán lò xo ép dây xoắn hình trụ
2.1.3.1 Lực ép cần thiết của một lò xo F lx [N] khi làm việc theo [1]:
- P : Lực ép cần thiết của ly hợp, [N]
- k0 : Hệ số tính đến sự giãn, sự nới lỏng của lò xo
- zlx : Số lượng lò xo sử dụng để tạo ra lực ép
2.1.3.2 Độ cứng của một lò xo ép C lx [N/m] Độ cứng của một lò xo Clx được xác định theo điều kiện tối thiểu của hệ số dự trữ ly hợp min khi tấm ma sát đã mòn đến giới hạn phải thay thế Được xác định ở công thức theo [1] :
Hệ số dự trữ ly hợp khi tấm ma sát đạt đến mức mòn tối đa cần thay thế thường dao động trong khoảng từ 0,8 đến 0,85 lần giá trị ban đầu Lượng mòn tổng cộng cho phép của các tấm ma sát được tính bằng đơn vị mét.
2.1.3.3 Lực nén lớn nhất tác dụng lên một lò xo P lxmax [N]
Lực nén lớn nhất tác dụng lên một lò xo được tính theo [1] :
- m : Độ biến dạng thêm của lò xo khi mở ly hợp, [m] Độ biến dạng thêm
m chính bằng dịch chuyển của đĩa ép khi mở ly hợp được tính theo công thức: λ m = δ m Z m s + δdh [mm]
+ δm: Khe mở hoàn toàn giữa mỗi đôi bề mặt ma sát, [m] ;
+ δdh : Độ dịch chuyển cần thiết của đĩa ép do độ đàn hồi của đĩa bị động, khi tính toán lấy δdh = 1 [mm]
Xác định lực ép lên bạc mở ly hợp …………….………….…… 2.1.5 Xác định lực tác dụng của xi lanh trợ lực …………………… 2.1.6 Xác định công trượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp 2.2 Phân tích lựa chọn phương án thiết kế dẫn động điều khiển ly hợp 2.2.1 Phương án 1: Dẫn động điều khiển ly hợp bằng thủy lực …….… 2.2.2 Phương án 2: Dẫn động điều khiển ly hợp bằng điện tử ………… 2.2.3 Phương án 3: Dẫn động điều khiển ly hợp bằng chân không ….… 2.2.4 Phương án 4: Dẫn động điều khiển ly hợp bằng khí nén ………… 37 38 38 40 40 41 42 45 2.3 Kết luận chương 2
Lực ép cần thiết của một lò xo khi làm việc [1]:
Lực ép cần thiết của ly hợp được xác định bởi hệ số tính đến sự giãn và nới lỏng của lò xo, với giá trị k0 trong khoảng từ 1,05 đến 1,08 Số lượng lò xo sử dụng để tạo ra lực ép được ký hiệu là zlx Độ cứng của một lò xo ép phải đáp ứng điều kiện tối thiểu của hệ số dự trữ ly hợp min, đặc biệt khi tấm ma sát đã mòn đến giới hạn cần thay thế.
Hệ số dự trữ ly hợp tối thiểu (min) được xác định khi tấm ma sát đạt đến mức mòn cần thay thế, thường dao động trong khoảng từ 0.8 đến 0.85 nhân với hệ số dự trữ ly hợp ban đầu (lm) Lượng mòn tối đa cho phép của các tấm ma sát (lm) được tính bằng 0.5 nhân với độ dày tấm ma sát (ms) và số lượng tấm ma sát (zms).
ms là độ dầy của tấm ma sát ; chọn ms =3,5 mm
Lực nén lớn nhất tác dụng lên một lò xo được tính[1] : max lx lx lx m
Độ biến dạng thêm của lò xo khi mở ly hợp, ký hiệu là m, được xác định bằng dịch chuyển của đĩa ép Công thức tính độ biến dạng này là: m = m * z * ms * dh.
Khe hở hoàn toàn giữa các bề mặt ma sát được ký hiệu là δm, trong đó đối với ly hợp hai đĩa ma sát, giá trị δm nằm trong khoảng từ 0,75 đến 1,0 mm và thường được lấy là 4 Độ dịch chuyển cần thiết của đĩa ép do độ đàn hồi của đĩa bị động được ký hiệu là δdh, với giá trị tính toán là 1 mm.
Tổng lực nén của đĩa ép sẽ là:
Trong đó z lx là số lượng lò xo ép
Như vậy lực cần thiết tác dụng lên bạc mở ly hợp được tính: bacmo ct
i Với i ct là tỷ số truyền của cần tách, i ct e
2.1.5 Xác định lực tác dụng của xi lanh trợ lực Để thực hiện được quá trình mở ly hợp, lực do cụm piston xi lanh khí nén tạo ra phải thắng được lực cần thiết tác dụng lên bạc mở Đó chính là lực do áp suất khí nén tác dụng lên diện tích bề mặt piston của xi lanh trợ lực sinh ra, được tính:
Trong đó: p kn là áp suất của khí nén (kG/cm 2 )
S pt là diện tích bề mặt piston (m 2 )
Theo biểu thức (2.8), việc thiết kế diện tích piston và đường kính xi lanh lực cần tuân thủ nguyên tắc rằng lực sinh ra (F XL) phải lớn hơn lực cần thiết (F bacmo) từ 1,5 đến 2 lần để đảm bảo quá trình mở ly hợp diễn ra một cách dứt khoát.
2.1.6 Xác định công trượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp
Quá trình đóng êm dịu của ly hợp luôn đi kèm với sự trượt giữa các bề mặt ma sát, dẫn đến mòn và sinh nhiệt Nếu cường độ trượt quá mạnh, các bề mặt ma sát sẽ mòn nhanh chóng, và nhiệt sinh ra có thể gây cháy cục bộ các tấm ma sát, làm nóng lò xo ép và giảm khả năng ép của chúng.
Việc xác định công trượt và công trượt riêng là rất quan trọng để hạn chế sự mòn và kiểm soát nhiệt độ cực đại, từ đó đảm bảo tuổi thọ cho ly hợp.
Xác định công trượt của ly hợp khi khởi động ô tô tại chỗ theo công thức sau
G : Trọng lượng toàn bộ xe [Kg]
Memax là mô men lớn nhất của động cơ (KGm), trong khi Ψ đại diện cho hệ số cản tổng cộng của đường Số vòng quay của động cơ khi khởi động tại chỗ được ký hiệu là n0 Bán kính làm việc trung bình được tính bằng công thức rbx = r0, trong đó r0 = (B + 1/2) * 25,4 mm Hệ số biến dạng của lốp được ký hiệu là λ, và tỷ số truyền của hệ thống truyền lực là it, được tính bằng it = i0 * ih1.
2.1.6.2 Xác định công trượt riêng
L : Là công trượt của ly hợp
F : Diện tích bề mặt ma sát
2.2 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ DẪN ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN LY HỢP
2.2.1 Phương án 1: Dẫn động điều khiển ly hợp bằng thủy lực a Sơ đồ dẫn động
Hình 2.1 Sơ đồ dẫn động điều khiển ly hợp bằng thủy lực
2: Lò xo hồi vị bàn đạp 9: Bi mở
3: Thanh đẩy 10: Lò xo đĩa
4: Xi lanh chính 11: Đĩa ép
5: Lò xo hồi vị xi lanh chính 12: Đĩa ma sát
7: Xi lanh lực b Nguyên lí làm việc
Người lái đạp bàn đạp, làm thanh đẩy dịch chuyển sang trái, đẩy dầu trong xi lanh theo đường ống dẫn sang xi lanh lực Điều này làm piston của xi lanh lực dịch chuyển sang phải, đẩy đầu dưới của nạng mở sang phải và đầu trên của nạng mở dịch chuyển sang trái, tì lên bi mở Bi mở dịch chuyển sang trái, ép lên đầu nhỏ của lò xo đĩa, đẩy đầu to của lò xo đĩa sang phải và kéo đĩa ép dịch chuyển sang phải, tách khỏi đĩa ma sát, hoàn tất quá trình mở ly hợp.
Khi người lái ngừng tác dụng lực vào bàn đạp, lò xo hồi vị giúp bàn đạp trở về vị trí ban đầu, đồng thời làm piston xi lanh dịch chuyển sang phải Dầu từ xi lanh lực theo đường ống dẫn hồi về xi lanh chính Đầu dưới của nạng mở dịch chuyển sang trái, trong khi đầu trên dịch chuyển sang phải Lò xo hồi vị trên bi mở kéo bi mở dịch chuyển sang phải, không ép lên lò xo đĩa, giúp lò xo đĩa trở về trạng thái ép ban đầu Điều này khiến đĩa ép dịch chuyển sang trái và ép đĩa ma sát với bánh đà, đảm bảo ly hợp được đóng an toàn.
- Làm việc an toàn, dẫn động êm
- Thay đổi kết cấu của xe
- Bố trí lắp đặt các xy lanh phức tạp
- Chi phí thực hiện cao
- Các chi tiết đòi hỏi độ chính xác cao
- Lực bàn đạp tương đối lớn
- Khi hỏng hệ thống dẫn động không khắc phục được ngay
- Hiệu suất dẫn động không cao
2.2.2 Phương án 2: Dẫn động điều khiển ly hợp bằng điện tử
Hình 2.2 Sơ đồ dẫn động điều khiển ly hợp bằng điện tử
Nguyên lý làm việc: (trình bày ở chương 1) Ưu điểm:
- Làm việc an toàn, chính xác
- Thay đổi toàn bộ kết cấu của xe
- Bố trí lắp đặt thêm các cảm biến và ECM điều khiển
- Chi phí thực hiện cao
2.2.3 Phương án 3: Dẫn động điều khiển ly hợp trợ lực bằng chân không a Sơ đồ dẫn động
Hình 2.3 Sơ đồ dẫn động điều khiển ly hợp bằng chân không
5: Van chân không (đồng thời là đòn đẩy trung gian)
8: Lò xo hồi vị màng cao su
11: Đường ống dẫn dầu 12: Xi lanh lực
17: Đĩa ma sát b Nguyên lí làm việc
Khi người lái đạp vào bàn đạp (1), đòn đẩy điều khiển (3) sẽ dịch chuyển sang trái, làm cho van chân không (5) cũng dịch chuyển sang trái Đồng thời, van cao su trong xi lanh cường hoá (4) cũng di chuyển sang trái, tì vào đế van (6) để đóng van khí trời và mở van chân không Lúc này, khoang A được thông với khí trời, tạo ra sự chênh áp giữa các khoang.
Khi hai khoang A và B được đẩy, màng cao su (7) dịch chuyển sang trái, làm cho piston của xi lanh chính (9) cũng di chuyển sang trái, ép dầu qua ống dẫn (11) tới xi lanh lực (12) Điều này khiến piston của xi lanh lực di chuyển sang phải, làm cho đầu dưới của nạng mở (13) dịch chuyển sang phải, trong khi đầu trên di chuyển sang trái, đẩy bi mở (14) sang trái và tì vào lò xo đĩa (15) Cuối cùng, đầu nhỏ của lò xo đĩa dịch chuyển sang trái, kéo theo đầu to dịch chuyển sang phải, kéo đĩa ép (16) tách khỏi đĩa ma sát, tiến hành mở ly hợp.
Khi người lái ngừng tác dụng lên bàn đạp, hệ thống lò xo định vị giúp bàn đạp ly hợp trở về vị trí ban đầu, đồng thời van chân không di chuyển sang phải, tì vào van cao su và đóng van chân không Điều này khiến khoang A và khoang B thông với nhau và kết nối với họng hút động cơ, do đó không còn sự chênh áp giữa hai khoang.
Lò xo định vị (8) sẽ đẩy màng cao su (7) trở về vị trí ban đầu, đồng thời nhờ lò xo hồi vị
Khi piston của xi lanh chính dịch chuyển sang phải, dầu sẽ được dẫn qua ống từ xi lanh lực trở về Đầu trên của nạng mở và bi tì dịch chuyển sang phải mà không tì lên lò xo đĩa, giúp lò xo trở về trạng thái ép ban đầu Quá trình này dẫn đến việc đĩa ép dịch chuyển sang trái, hoàn tất việc đóng ly hợp bằng cách ép đĩa ma sát vào bánh đà Bộ cường hoá chân không vẫn duy trì tính chép hình của phương pháp dẫn động ngay cả khi không có cường hoá, đảm bảo hoạt động của dẫn động khi cường hoá không tác dụng và người lái dừng ở một vị trí nào đó.
+ Khi người lái dừng chân ở một vị trí nào đó :
Qui trình tháo lắp chi tiết
3.3.1 Qui trình tháo lắp các chi tiết trong cụm piston – xi lanh khí nén
Hình 3.13 Các chi tiết trong cụm xi lanh – piston khí nén a) Quy trình tháo:
1 Tháo phe chặn (08), tháo cụm piston
2 Tháo các bu lông (01), đai ốc (03) và giá (02) khỏi thân xi lanh
3 Tháo càng (07), đai ốc điều chỉnh (06) khỏi cụm piston
4 Tháo phe giữ trục piston (09), trục piston (05) ra khỏi piston (11)
5 Tháo đệm piston (10) khỏi piston (11)
1 Lắp đệm piston (10) vào piston (11)
2 Lắp trục piston (05) vào piston (11), phe giữ trục piston (09) vào piston (11); lần lượt lắp đai ốc điều chỉnh (06), càng (07) vào trục piston(05)
3 Lắp thân xi lanh (04) vào giá (02), lần lượt lắp các bu lông (01) và đai ốc (03)
4 Lắp cụm piston vào xi lanh, sau đó lắp phe chặn (08)
3.3.2 Qui trình tháo lắp các chi tiết trong van điều khiển
Hình 3.14 Các chi tiết trong cụm van điều khiển khí nén a) Quy trình tháo:
1 Tháo 4 vít (02) ở nắp sau (01) khỏi thân van khí (03); lần lượt tháo nắp sau (01), đệm làm kín (14), lò xo (13), van 3 cạnh (12)
2 Lần lượt tháo càng (07), vít điều chỉnh (06) khỏi trục piston (05)
3 Tháo 4 vít (02) ở nắp trước (04) ra khỏi van khí (03); tháo nắp trước (04), đệm làm kín (09), cụm trục piston khỏi thân van khí
4 Tháo lò xo (11), phe chặn (10), đệm làm kín (09) khỏi trục piston
1 Lần lượt lắp đệm làm kín (09), phe chặn (10), lò xo (11) vào trục piston (05)
2 Lần lượt lắp trục piston (05), đệm làm kín (09), nắp trước (04) vào đầu trước của thân van khí (03); sau đó lắp 4 vít (02)
3 Lần lượt lắp các đai ốc điều chỉnh (06), càng (07) vào trục piston (05)
4 Lắp lò xo (13) vào van 3 cạnh (12), sau đó lắp vào gờ nắp sau (01)
5 Lần lượt lắp đệm làm kín (14), cụm nắp sau (01) vào thân van khí (03); sau đó lắp 4 vít (02).
Qui trình lắp các cụm trong hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng khí nén lên xe URAL 375 Đ
Sau khi hoàn tất việc lắp ráp các chi tiết của van điều khiển và piston - xi lanh khí nén, chúng ta tiến hành lắp đặt lên xe Hình 3.15 minh họa các cụm trong hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng khí nén đã được lắp đặt hoàn chỉnh trên xe URAL 375Đ Qui trình lắp đặt bao gồm các bước chính.
- Lắp bầu trợ lực khí nén vào giá đỡ
- Lắp giá đỡ bầu trợ lực vào thân vỏ hộp số
- Lắp cần đòn bẩy vào khớp nối cần tách ly hợp
- Lắp cần đòn bẩy vào khớp nối bàn đạp ly hợp
- Lắp ống dẫn khí vào van điều khiển
- Lắp van điều khiển nối vào hai vị trí đòn bẩy giữa khớp nối bàn đạp với khớp nối cần tách ly hợp
- Lắp cần bẩy bầu trợ lực khí nén với đòn bẩy cần tách ly hợp
- Lắp đường ống dẫn khí nén từ bình chứa đến van điều khiển, từ van điều khiển đến bầu trợ lực khí nén
- Hiệu chỉnh hành trình tự do bàn đạp ly hợp
- Hiệu chỉnh hành trình làm việc bầu trợ lực khí nén
- Tiến hành kiểm tra đóng ngắt ly hợp
- Nổ máy kiểm tra áp suất
- Đạp ly hợp, vào số kiểm tra tại chỗ, lái xe vào bãi thử xe
- Thực hành kiểm tra tình trạng kỹ thuật của ly hợp
- Đánh giá kết quả kiểm tra, ghi vào phiếu kiểm tra
Quá trình lắp đặt hoàn chỉnh các cụm của hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng khí nén lên xe URAL 375Đ như trên hình 3.15
Hình 3.15 Hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng khí nén lắp đặt trên xe URAL 375Đ
Van điều khiển Xi lanh khí nén
