Ly hợp là bộ phận dùng để nối trục khuỷu động cơ với hệ thống truyền lực, để truyền mômen quay được êm dịu và cắt truyền động đến hệ thống truyền lực được nhanh chóng, dứt khoát. Ly hợp còn là cơ cấu an toàn cho hệ thống truyền lực khi quá tải.
Ly hợp được phân thành các loại sau:
- Ly hợp thủy lực: truyền mômen quay nhờ chất lỏng. Loại ly hợp thuỷ lực nói chung có kết cấu phức tạp hơn các loại ly hợp khác; áp suất cao đòi hỏi kết cấu làm kín phức tạp và đòi hỏi loại dầu làm việc đặc biệt. Loại ly hợp thuỷ tĩnh không có tính chất tự điều chỉnh và tiêu hao công suất lớn (do tiết lưu dòng chất lỏng để thay đổi số vòng quay trục bị động). So với loại ly hợp thuỷ tĩnh, ly hợp thuỷ động có nhiều ưu điểm hơn; đặc biệt loại này làm 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. Ngoài ra, ly hợp thuỷ động làm tăng khả năng chuyển động của ô tô, máy kéo (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 ra giật cho nên sự bám với đường được tốt hơn. Tuy nhiên, ly hợp thuỷ động không đảm bảo mở ly hợp dứt khoát do có mômen quay còn dư trên trục bị động; trong điều kiện rất thuận lợi ly hợp vẫn bị trượt; không thể phanh ô tô khi dừng tại chỗ bằng phương pháp gài số và kết cấu lại quá phức tạp.
- Ly hợp nam châm điện: do kết cấu của nó tương tự như một nam châm điện nên hiệu suất thấp (vì tổn hao năng lượng cho cuộn kích thích). Mômen do ly hợp ma sát điện từ tạo ra chịu ảnh hưởng nhiều của nguồn điện nên không ổn định; khi chế tạo thì tốn kém kim loại màu dẫn đến giá thành cao.
- Ly hợp ma sát: truyền mômen nhờ các bề mặt ma sát. Ở loại này có các loại ly hợp đĩa, ly hợp hình côn và ly hợp hình tang trống. Loại ly hợp hình côn và tang trống ngày nay không còn dùng trên ôtô máy kéo nữa vì mômen quán tính của các chi tiết thụ động lớn gây tải trọng va đập lớn lên hệ thống truyền lực khi đóng ly hợp.
Trên ôtô máy kéo loại ly hợp ma sát được sử dụng nhiều nhất do có các ưu điểm: kết cấu đơn giản, hiệu suất cao, giá thành rẻ và kích thước tương đối nhỏ gọn. Trong ly hợp ma sát chia ra: ly hợp một đĩa và ly hợp nhiều đĩa. Ly hợp nhiều đĩa ma sát chỉ sử dụng trong trường hợp cần truyền mômen ma sát lớn, để giảm kích thước đường kính của ly hợp. Ở đây ta chọn ly hợp ma sát một đĩa vì có ưu điểm kết cấu đơn giản, thoát nhiệt tốt, mở dứt khoát, mômen quán tính của các chi tiết bị động nhỏ, giá thành rẻ.
36 trang |
Chia sẻ: tuandn | Lượt xem: 12493 | Lượt tải: 7
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Kết cấu, tính toán và thiết kế ly hợp ô tô, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay trong công cuộc đổi mới đất nước, công nghiệp hoá và hiện đại hoá là nhu cầu tất yếu của một nước phát triển. Cùng với sự phát triển của các lĩnh vực, lĩnh vực giao thông cũng nắm vai trò chủ đạo, đặc biệt trong vấn đề vận chuyển và đi lại. Trong các phương tiện giao thông, ô tô được sử dụng phổ biến nhất để phục vụ các nhu cầu của con người trong cuộc sống như vận tải hàng hoá, du lịch...Do đó đòi hỏi ngành ô tô luôn cần có sự đổi mới, tối ưu hoá về mặt kỹ thuật, hoàn thiện hơn về mặt công nghệ; để nâng cao tính hiện đại, tính kinh tế , trong quá trình vận hành.
Đối với các sinh viên, đồ án môn học nói chung và đồ án thiết kế và tính toán ô tô nói riêng nhằm giúp sinh viên có thể vận dụng những kiến thức đã học vào thực tế, phát huy khả năng tư duy và sáng tạo trong quá trình nghiên cứu và công tác về sau này .
Được sự hướng dẫn của thầy giáo hướng dẫn T.S Nguyễn Hoàng Việt, các thầy giáo trong bộ môn, sự góp ý thực tế của các bạn và sự cố gắng của bản thân trong thời gian cho phép em đã hoàn thành đồ án này một cách tốt nhất. Tuy đây không phải là đồ án đầu tiên, nhưng do thời gian có hạn, kiến thức còn hạn chế, sự tiếp xúc với thực tế còn ít nên đồ án không thể tránh khỏi những sai sót,. mong được các thầy cô và các bạn góp ý để đồ án sau được tốt hơn. Em xin chân thành cảm ơn.
Sinh viên thực hiện
Lưu Ngọc Thanh
MỤC LỤC
Tiêu đề : Trang
1. CHỌN LOẠI, SƠ ĐỒ LY HỢP VÀ DẪN ĐỘNG :
1.1. CHỌN LOẠI, SƠ ĐỒ LY HỢP
1.2. CHỌN SƠ ĐỒ DẪN ĐỘNG LY HỢP
2. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA LY HỢP :
2.1. XÁC ĐỊNH BÁN KÍNH NGOÀI CỦA ĐĨA BỊ ĐỘNG
2.2. CÁC KÍCH THƯỚC KHÁC CỦA LY HỢP
2.2.1. Xác định bán kính trong của đĩa bị động
2.2.2. Xác định bán kính trung bình của đĩa bị động
2.2.3. Chiều dày tấm ma sát
2.2.4. Tính diện tích bề mặt tấm ma sát
2.3. TÍNH LỰC ÉP CẦN THIẾT
3. TÍNH CÔNG TRƯỢT VÀ KÍCH THƯỚC ĐĨA ÉP :
3.1. TÍNH CÔNG TRƯỢT SINH RA TRONG QUÁ TRÌNH ĐÓNG LY HỢP
3.1.1. Tính mômen quán tính của bánh đà và các chi tiết khác
qui dẫn về trục ly hợp
3.1.2. Tính mômen cản chuyển động qui dẫn về trục ly hợp
3.1.3. Tính công trượt chung
3.2. TÍNH CÔNG TRƯỢT RIÊNG
3.3. TÍNH ĐĨA ÉP
4. THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN CÁC CỤM, CÁC CHI TIẾT CHÍNH
CỦA LY HỢP :
4.1. LÒ XO ÉP
4.1.1. Ưu nhược điểm khi lắp lò xo trụ
4.1.2. Tính toán lò xo trụ
4.2. ĐĨA BỊ ĐỘNG
4.2.1. Xương đĩa
4.2.2. Vòng ma sát
4.2.3. Mayơ đĩa bị động
4.2.4. Giảm chấn
4.3. ĐĨA CHỦ ĐỘNG
4.3.1. Công dụng
4.3.2. Yêu cầu
4.3.3. Kết cấu
4.3.4. Vật liệu chế tạo
4.4. ĐÒN MỞ , THÂN VÀ VỎ LY HỢP
4.4.1. Đòn mở
4.4.2. Vỏ ly hợp
5. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ DẪN ĐỘNG LY HỢP :
5.1. SƠ ĐỒ VÀ TÍNH TOÁN DẪN ĐỘNG LY HỢP
5.2. XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. CHỌN LOẠI, SƠ ĐỒ LY HỢP VÀ DẪN ĐỘNG
1.1. CHỌN LOẠI, SƠ ĐỒ LY HỢP :
Ly hợp là bộ phận dùng để nối trục khuỷu động cơ với hệ thống truyền lực, để truyền mômen quay được êm dịu và cắt truyền động đến hệ thống truyền lực được nhanh chóng, dứt khoát. Ly hợp còn là cơ cấu an toàn cho hệ thống truyền lực khi quá tải.
Ly hợp được phân thành các loại sau:
Ly hợp thủy lực: truyền mômen quay nhờ chất lỏng. Loại ly hợp thuỷ lực nói chung có kết cấu phức tạp hơn các loại ly hợp khác; áp suất cao đòi hỏi kết cấu làm kín phức tạp và đòi hỏi loại dầu làm việc đặc biệt. Loại ly hợp thuỷ tĩnh không có tính chất tự điều chỉnh và tiêu hao công suất lớn (do tiết lưu dòng chất lỏng để thay đổi số vòng quay trục bị động). So với loại ly hợp thuỷ tĩnh, ly hợp thuỷ động có nhiều ưu điểm hơn; đặc biệt loại này làm 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. Ngoài ra, ly hợp thuỷ động làm tăng khả năng chuyển động của ô tô, máy kéo (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 ra giật cho nên sự bám với đường được tốt hơn. Tuy nhiên, ly hợp thuỷ động không đảm bảo mở ly hợp dứt khoát do có mômen quay còn dư trên trục bị động; trong điều kiện rất thuận lợi ly hợp vẫn bị trượt; không thể phanh ô tô khi dừng tại chỗ bằng phương pháp gài số và kết cấu lại quá phức tạp.
Ly hợp nam châm điện: do kết cấu của nó tương tự như một nam châm điện nên hiệu suất thấp (vì tổn hao năng lượng cho cuộn kích thích). Mômen do ly hợp ma sát điện từ tạo ra chịu ảnh hưởng nhiều của nguồn điện nên không ổn định; khi chế tạo thì tốn kém kim loại màu dẫn đến giá thành cao.
Ly hợp ma sát: truyền mômen nhờ các bề mặt ma sát. Ở loại này có các loại ly hợp đĩa, ly hợp hình côn và ly hợp hình tang trống. Loại ly hợp hình côn và tang trống ngày nay không còn dùng trên ôtô máy kéo nữa vì mômen quán tính của các chi tiết thụ động lớn gây tải trọng va đập lớn lên hệ thống truyền lực khi đóng ly hợp.
Trên ôtô máy kéo loại ly hợp ma sát được sử dụng nhiều nhất do có các ưu điểm: kết cấu đơn giản, hiệu suất cao, giá thành rẻ và kích thước tương đối nhỏ gọn. Trong ly hợp ma sát chia ra: ly hợp một đĩa và ly hợp nhiều đĩa. Ly hợp nhiều đĩa ma sát chỉ sử dụng trong trường hợp cần truyền mômen ma sát lớn, để giảm kích thước đường kính của ly hợp. Ở đây ta chọn ly hợp ma sát một đĩa vì có ưu điểm kết cấu đơn giản, thoát nhiệt tốt, mở dứt khoát, mômen quán tính của các chi tiết bị động nhỏ, giá thành re.
Để tạo lực ép thì có thể dùng lò xo trụ, lò xo côn hoặc lò xo dạng đĩa.
Ly hợp lò xo côn dùng một lò xo côn bố trí chính giữa nên lực ép lên bề mặt ma sát đều hơn. Tuy vậy mômen truyền qua bề mặt ma sát lại nhỏ vì áp suất của lò xo tác dụng lên đĩa ép phải qua đòn mở, việc bố trí cốc ép khó khăn do không gian phần giữa chật hẹp. Ngoài ra việc điều chỉnh khe hở giữa các bề mặt ma sát cũng không dễ.
Ly hợp lò xo đĩa côn có kết cấu nhỏ gọn vì lò xo đĩa côn vừa làm nhiệm vụ đĩa ép vừa làm nhiệm vụ là đòn mở cho phép rút ngắn kích thước dài và giảm khối lượng của ly hợp. Nhờ có đặc tính là phi tuyến nên lực mở ly hợp rất nhẹ. Lực ép lên bề mặt ma sát đều hơn và đĩa ép phân bố đều. Nhược điểm của ly hợp lò xo đĩa côn là rất khó chế tạo được lò xo có đặc tính theo yêu cầu, với lực ép lớn mà kích thước nhỏ.
Ly hợp lò xo trụ bố trí xung quanh đĩa ép có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, thoát nhiệt tốt, kích thước gọn, có rộng chỗ để bố trí cốc ép, mômen truyền qua bề mặt ma sát lớn. Tuy nhiên nó có nhược điểm là lực ép phân bố không đều, việc điều chỉnh khe hở giữa các bề mặt ma sát khó. Khi lắp ở động cơ cao tốc lò xo bị biến dạng (cong) dưới tác dụng của lực ly tâm làm giảm lực ép.
Tóm lại, qua quá trình phân tích và so sánh giữa các loại ly hợp, ta chọn loại ly hợp ma sát một đĩa bị động có các lò xo bố trí chung quanh chu vi đĩa ép để lắp trên ô tô tải là tối ưu nhất.
1.2. CHỌN LOẠI DẪN ĐỘNG LY HỢP :
Dẫn động ly hợp là để mở ly hợp khi cần thiết. Trên ôtô máy kéo hiện nay thường dùng hai loại dẫn động là: dẫn động cơ khí và dẫn động thủy lực, có thể kết hợp cả khí nén để điều khiển ly hợp nhằm cắt hoàn toàn mômen từ động cơ truyền đến hộp số, giúp cho việc gài số dễ dàng nhanh chóng, không va đập trong quá trình gài số.
Hiện nay trên ôtô đang sử dụng một số dạng dẫn động ly hợp sau:
Dẫn động cơ khí.
Dẫn động cơ khí có cường hoá chân không.
Dẫn động cơ khí có cường hoá khí nén.
Dẫn động thuỷ lực.
Dẫn động thuỷ lực có cường hoá khí nén.
Dẫn động cơ khí có ưu điểm là: chế tạo, bảo dưỡng sửa chữa đơn giản, làm việc tin cậy, giá thành rẻ. Tuy vậy, nó có nhược điểm: trong trường hợp chỗ ngồi của nguời lái ở xa ly hợp thì chiều dài và số lượng khâu khớp của dẫn động lớn, làm giảm hiệu suất dẫn động, giảm độ cứng và tăng hành trình tự do của bàn đạp. Ngoài ra, khi dùng dẫn động cơ khí thì vấn đề làm kín sàn xe và truyền lực từ bàn đạp đến ly hợp phức tạp hơn do động cơ đặt trên các gối đỡ đàn hồi.
Đối với dẫn động thủy lực có ưu điểm: hiệu suất cao, độ cứng vững cao nên giảm được hành trình tự do của bàn đạp. Dẫn động thủy lực còn hạn chế tốc độ dịch chuyển của đĩa ép khi đóng ly hợp đột ngột nhờ đó giảm được giá trị tải trọng động. Tuy vậy, dẫn động thủy lực có nhược điểm: kết cấu phức tạp, đòi hỏi độ kín khít cao, đắt tiền làm việc kém tin cậy hơn dẫn động cơ khí.
Do những ưu điểm trên ta chọn loại dẫn động ly hợp cho xe du lịch cần thiết kế là loại dẫn động thuỷ lực. Sơ đồ dẫn động như hình 1.1.
Hình 1.1. Sơ đồ dẫn động ly hợp
1- Bánh đà; 2- Đĩa ma sát; 3- Khớp nối đĩa chủ động với võ ly hợp; 4- Đĩa ép; 5- Lò xo ép; 6- Đòn mở; 7- Ổ mở; 8 -Thân ly hợp ; 9- Càng mở; 10- Xi lanh công tác; 11- Xi lanh chính; 12- Bàn đạp.
2.XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA LY HỢP:
2.1.XÁC ĐỊNH BÁN KÍNH NGOÀI R2:
Việc xác định bán kính ngoài phải dựa theo ba điều kiện sau:
Đảm bảo cho ly hợp truyền hết momen quay của động cơ.
Đảm bảo tuổi thọ cần thiết.
Phải lắp ghép được với vành bánh đà.
Để đảm bảo cho ly hợp truyền hết mômen quay của động cơ thì ly hợp phải sinh ra được một mômen ma sát luôn luôn lớn hơn hoặc bằng mômen quay cực đại của động cơ trong suốt quá trình sử dụng. Để đảm bảo điều kiện này, mômen ma sát Mms của ly hợp được xác định theo công thức: (theo [I] trang 47)
[N.m] (2.1)
Trong đó:
- Mômen ma sát sinh ra trong ly hợp (mômen yêu cầu).
( - Hệ số dự trữ, tính đến các yếu tố làm giảm lực ép hoặc làm giảm mômen ma sát trong quá trình sử dụng chẳng hạn như:
+ Mòn vòng ma sát làm giảm lực ép: (15(20)(
+ Giảm độ đàn hồi của lò xo ép: (8(10)%
Như vậy tổng lực ép do các yếu tố trên sẽ bị giảm khoảng (23(30)%, ( được chọn không được nhỏ quá, tuy vậy cũng không được lớn quá. Nếu ( lớn thì phải tăng lực ép cho nên phải tăng lực điều khiển ly hợp sẽ làm cho kích thước ly hợp tăng và mất vai trò của cơ cấu an toàn.
Theo kinh nghiệm đối với xe khách: ( =(1,6(2,25).
Ta chọn chọn ( = 2.
Phương trình (2.1) có thể được viết như sau: (theo [1] trang 48)
[N.m] (2.2)
Trong đó :
( - Hệ số ma sát.
Zms - Số lượng đôi bề mặt ma sát, vì có 1 đĩa ma sát nên Zms=2.
P - Lực ép cần thiết lên các đĩa ma sát; [N].
Rtb -Bán kính ma sát trung bình (bán kính của điểm đặt lực ma sát tổng hợp); [m].
Bán kính trung bình vòng ma sát được xác định theo công thức: (theo [1] trang 49)
Rtb = [m] (2.3)
Trong đó:
R2 - Bán kính vòng ngoài của đĩa ma sát, [m].
R1 - Bán kính vòng trong của đĩa ma sát, [m].
Thường ở ôtô máy kéo hay dùng các bề mặt ma sát thép với phêrađô đồng có hệ số ma sát khô lớn nhất là 0,35 nhưng tính đến những điều kiện nhiệt độ, tốc độ trượt tương đối làm giảm hệ số đó đi, cho nên hệ số ma sát khi tính toán theo kinh nghiệm là: ( = 0,22 ( 0,3.
Ta lấy .
Áp suất trên bề mặt ma sát được xác định bởi công thức sau:
q = [kN/m2] (theo [1] trang 52) (2.4)
Trong đó:
P - Áp suất trên bề mặt ma sát, [kN/m2].
[q]- Áp suất cho phép lên bề mặt ma sát.
Đối với bề mặt ma sát là thép và phêrađô thì [q]=100(250[kN/m2] (theo [1] trang 50). Chọn [q]=200[kN/m2].
F - Diện tích bề mặt tấm ma sát, [m2].
Từ (2.4) ta suy ra:
[N] (2.5)
Vậy, từ (2.2), (2.3) và (2.5) ta suy ra:
Suy ra:
Đặt , như vậy bất phương trình trên trương đương với:
Như vậy, ta suy ra:
[m] (2.6)
Trong đó:
(theo [1] trang 50), chọn Kr= 0,6.
Thay số vào ta có:
[m]
Ta chọn R2 = 0,17 [m] =170[mm].
2.2. CÁC KÍCH THƯỚC KHÁC CỦA ĐĨA BỊ ĐỘNG:
2.2.1.Bán kính trong của đĩa bị động R1:
Bán kính trong của đĩa bị động được xác định từ Kr:
R1 = Kr.R2 [m]
Thay số ta có: R1= 0,6.0,17 = 0,102 [m]
Vậy R1=102[mm].
2.2.2.Bán kính trung bình của đĩa ma sát Rtb:
Theo công thức (2.3), thay số vào và ta tính được:
Rtb ==[m]
Vậy Rtb=101[mm].
2.2.3.Chiều dày tấm ma sát (ms:
Đối với xe tải và xe khách chiều dài tấm ma sát (ms = 4 ( 5 [mm] (theo [2] trang 17). Vậy ta chọn (ms = 5[mm]
2.2.4.Diện tích bề mặt tấm ma sát Fms:
Diện tích bề mặt tấm ma sát : Fms
Fms = ((R22 - R12) [m2]
Thay số, ta có:
Fms = 3,14(0,172 - 0,1022) = 0.058077 [m2]
Vậy Fms=58077[mm2]
2.3.LỰC ÉP CẦN THIẾT Pct:
Từ phương trình (2.2) ta có thể xác định được lực ép cần thiết lên đĩa để truyền được mômen ma sát Mms
[N]
Thay số vào ta có:
[N]
Vậy Pct=15452,878[N].
3.TÍNH CÔNG TRƯỢT, CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN VÀ NHIỆT ĐỘ LY HỢP:
3.1.TÍNH CÔNG TRƯỢT SINH RA TRONG QUÁ TRÌNH ĐÓNG LY HỢP :
H.3.1. Mô hình động cơ - truyền lực và đồ thị tốc độ góc
Khi đóng ly hợp có hiện tượng trượt ở thời gian đầu cho đến khi nào đĩa chủ động và đĩa bị động quay như một hệ thống động học liền. Khi các đĩa bị trượt sẽ sinh ra công ma sát làm nung nóng các chi tiết của ly hợp lên quá nhiệt độ làm việc bình thường, làm hao mòn các tấm ma sát và nguy hiểm nhất là các lò xo ép bị ram ở nhiệt độ như vậy, mất khả năng ép. Vì thế việc xác định công ma sát trong thời gian đóng ly hợp là một điều cần thiết.
Trong quá trình gài số ôtô tuỳ theo sự đổi số từ thấp lên cao hoặc từ cao xuống thấp mà quá trình gài có thể tiến hành khác nhau.
Khi đổi từ số thấp lên số cao, tốc độ góc của trục khuỷu động cơ trong khi đóng ly hợp cao hơn tốc độ góc của trục sơ cấp hộp số, vì vậy mômen quay của động cơ Me không nên lớn để tránh tăng công trượt.
Khi đổi từ số cao xuống số thấp tốc độ góc của trục khuỷu động cơ có thể thấp hơn tốc độ góc trục sơ cấp trong trường hợp này khi đóng ly hợp cần phải có mômen Me nào đó của động cơ để làm đồng đều các tốc độ góc nói trên.
Nhưng ở hai trường hợp nói trên tuỳ theo kỹ thuật của người lái tốc độ góc của trục khuỷu và trục sơ cấp của hộp số có thể đồng đều, nghĩa là (e ( ih(a động cơ đó công trượt sẽ giảm đến tối thiểu.
Khi ôtô bắt đầu chuyển động, sự đồng đều nói trên không thể thực hiện được, vì (e> 0 và (a = 0 trong trường hợp này công trượt sẽ cực đại. Ta sẽ tính công trượt trong trường hợp này.
Diễn biến quá trình đóng ly hợp hợp gồm 2 giai đoạn :
Giai đoạn đầu với thời gian t1: lúc này mômen quay của ly hợp hợp tăng từ giá trị 0 đến giá trị Ma , thời điểm này ôtô bắt đầu khởi động tại chỗ.
Giai đoạn tiếp theo với thời gian t2: là giai đoạn mômen quay của ly hợp Ml bắt đầu tăng lên đến khi không còn sự trượt xảy ra (tức là lúc ).
3.1.1.Tính mômen quán tính của bánh đà và của các chi tiết của ôtô quy dẫn về trục ly hợp Ja:
Từ công thức quan hệ vận tốc tịnh tiến ôtô và vận tốc góc của bánh xe như sau:
v = (bx.rbx= [m/s]
Trong đó:
- Vận tốc góc của bánh xe, [rad/s].
v - Vận tốc chuyển động tịnh tiến của xe, [m/s].
- Vận tốc góc tại trục của ly hợp, [rad/s].
Ta suy ra công thức tính vận tốc góc tại trục ly hợp:
[rad/s]
Động năng của khối lượng chuyển động quay :
WĐ= [J]
Động năng chuyển động tịnh tiến của xe:
WT=[J]
Khi xe chuyển động thì : WT=WĐ
Hay:
[J]
Suy ra công thức tính mômen quán tính của bánh đà và các chi tiết của động cơ quy dẫn về trục ly hợp: (theo [1] trang 44)
[N.m.s2] (3.1)
Trong đó :
Ja - Mômen quán tính của bánh đà và của các chi tiết động cơ qui dẫn về trục ly hợp.
Ga - Trọng lượng toàn bộ của ôtô, Ga = 10000[kg].
- Tỉ số truyền lực chính, i0= 5,36 [5]
- Tỉ số truyền tay số một, ih1 = 8,62. [5]
rbx - Bán kính lăn của bánh xe [m].
rbx ( với rtk = 0,515 là bán kính thiết kế của bánh xe và là hệ số biến dạng của lốp tra theo cỡ lốp 900-20 ) (theo [4] trang 38)
g - Gia tốc trọng trường, lấy g=9.81[m/s2].
Thay số ta có:
Ja =
Vậy Ja=1,112 [N.m.s2].
3.1.2. Mômen cản chuyển động qui dẫn về trục ly hợp Ma:
Ma = [Ga( + KFv2][N.m] (theo [1] trang 44) (3.2)
Trong đó:
Ga- Trọng lượng toàn bộ của xe, [N].
K - Hệ số cản khí động, [N.s2/m4].
F - Diện tích cản chính diện của xe, [m2].
(tl - Hiệu suất truyền lực, (theo [1] trang 44).
- Hệ số cản tổng cộng của đường. Ta xét khi xe bắt đầu chuyển động trên đường nằm ngang (, ), hệ số cản tổng cộng của mặt đường chính bằng hệ số cản lăn.
Chọn: ( = 0,02. (theo [2] trang 23)
Thay số ta có:
Ma = (104.9,81.0,02) = 23,245[N.m]
Vậy Ma=23,245 [N.m].
3.1.3.Tính công trượt L:
Theo phân tích ở trên thi công trượt của ly hợp L được xác định theo hai thành phần: (theo [1] trang 46)
L1- Công trượt ở giai đoạn đầu, trong khoảng thời gian là t1. Công này sẽ tiêu tán cho sự trượt và nung nóng ly hợp:
L1 = Ma [J]
L2- Công trượt ở giai đoạn thứ hai, trong khoảng thời gian là t2. Công này dùng để tăng tốc và thắng sức cản của xe.
L2 = [J]
Vậy công trượt toàn bộ của ly hợp sẽ là:
L = L1 + L2 = [J] (3.3)
Thời gian t1, t2 được xác định theo công thức:
[s]
[s]
Trong đó:
k - Hệ số tỷ lệ, đặc trưng cho nhịp độ tăng ma sát của ly hợp khi đóng ly hợp. Ta có [N.m/s] (theo [1] trang 46), ta chọn k= 225[N.m/s].
A được xác định theo công thức sau: (theo [1] trang 46)
Tốc độ góc của trục động cơ khi đóng ly hợp có thể thừa nhận không đổi và bằng tốc độ góc ứng với mômen cực đại của trục động cơ. Rõ ràng ta thấy công trượt tăng khi hiệu số ((e - (a) tăng. Giá trị lớn nhất của hiệu số này xảy ra khi (a = 0. Tốc độ góc của trục động cơ:
(e =
Thời gian t1:
[s].
Thời gian t2:
[s].
Thay số ta có:
Vậy công trượt toàn bộ là:
3.2.TÍNH CÔNG TRƯỢT RIÊNG Lo:
Công trượt nói chung không cho ta xét đoán về điều kiện làm việc của ly hợp. Muốn xét điều kiện làm việc nặng nhọc của ly hợp, ta cần phải tính công trượt riêng. Công trượt riêng là công trượt trên 1 đơn vị diện tích bề mặt các tấm ma sát, đặc trưng cho sự hao mòn tấm ma sát.
(theo [1] trang 53) (3.4)
Trong đó:
Lo - Công trượt riêng, [J/m2].
L - Công trượt chung, [Nm]
Fms- Diện tích bề mặt ma sát, theo tính toán phần trước ta có [m2].
Zms- số lượng đôi bề mặt ma sát.
Vậy thay số vào ta có:
[J/m2]=119,263[kJ/m2]
3.3.TÍNH NHIỆT ĐỘ LY HỢP :
Sự hao mòn các tấm ma sát của ôtô máy kéo chịu ảnh hưởng lớn bởi sự nung nóng các chi tiết. Vì các tấm ma sát có độ dẫn nhiệt rất kém cho nên ta có thể coi tất cả nhiệt phát sinh khi đóng ly hợp sẽ truyền cho các chi tiết tiếp xúc trực tiếp với các tấm ma sát cụ thể là các đĩa ép. Thời gian trượt thường không lớn cho nên sự thoát nhiệt ra môi trường trong thời gian ấy cũng không đáng kể. Bởi thế các chi tiết tiếp thu nhiệt trong thời gian ly hợp bị trượt phải có khối lượng lớn để đảm bảo tiếp thu được lượng nhiệt phát sinh khi ly hợp bị trượt mà nhiệt độ của chi tiết ấy sẽ không tăng lên nhiều, để không làm ảnh hưởng nhiều đến sự làm việc của tấm ma sát (cụ thể không làm ảnh hưởng đến hệ số ma sát ( và không gây nên sự cháy cục bộ các tấm ma sát).
Do bánh đà có kích thước lớn nên khả năng tải nhiệt tốt nên không cần tính mà ta chỉ tính cho đĩa ép. Vì trên đĩa ép còn bố trí các lò xo ép, nếu nhiệt độ đĩa ép tăng lên quá mức cho phép thì sẽ làm thay đổi độ cứng của lò xo ép.
Công trượt lớn nhất sinh ra khi xe khởi hành, cho nên ta tính toán ly hợp hợp theo điều kiện của xe lúc khởi hành để đảm bảo sự làm việc ổn định của ly hợp.
Nhiệt độ tăng lên của đĩa ép khi tiếp xúc trực tiếp với tấm ma sát trong thời gian ly hợp bị trượt được xác định theo công thức: (theo [1] trang 55)
(T=[oC] (3.5)
Trong đó:
(T- Nhiệt độ tăng lên của đĩa ép, [0C].