Tài liệu Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo hệ thống dẫn động ly hợp có cường hóa khí nén trên ô tô

6 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP ******&****** NGÔ VĂN GIANG NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG LY HỢP CÓ CƯỜNG HÓA KHÍ NÉN TRÊN Ô TÔ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN KHẮC TUÂN 7 Thái Nguyên, 01/2016 8 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP ******&****** NGÔ VĂN GIANG NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG LY HỢP CÓ CƯỜNG HÓA KHÍ NÉN TRÊN Ô TÔ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ KHOA CHUYÊN MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PHÒNG ĐÀO TẠO Thái Nguyên, 06/2016 9 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Vừa qua theo Đề án quy hoạch phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đến 2020 tầm nhìn đến 2030 Chính phủ đã đề ra mục tiêu phát triển ngành công nghiệp ô tô thành ngành Công nghiệp quan trọng của đất nước, đáp ứng tối đa nhu cầu thị trường nội địa về các loại xe tải, xe khách thông dụng và một số loại xe chuyên dùng; phấn đấu trở thành nhà cung cấp linh kiện, phụ tùng và một số cụm chi tiết có giá trị cao trong chuỗi sản xuất công nghiệp ô tô thế giới, góp phần vào tăng trưởng kinh tế và thúc đẩy sự phát triển của các ngành công nghiệp khác. Vì thế, mục tiêu trước mắt để phát triển ngành công nghiệp ô tô đó là phải chuẩn bị nguồn nhân lực chuyên ngành có kỹ thuật cao và từng bước nghiên cứu, chế tạo các cụm chi tiết nhằm thúc đẩy nhanh việc nội địa hóa sản xuất các tổng thành, hệ thống trên ô tô. Đáp ứng nhu cầu thực tiễn đó, hiện nay, hầu hết các cơ sở đào tạo sinh viên chuyên ngành ô tô, ngoài việc tập trung đào tạo lý thuyết đều chú trọng tới công tác đào tạo kỹ năng thực hành thí nghiệm. Để nâng cao kỹ năng thực hành, thí nghiệm trong đào tạo sinh viên đại học, các thiết bị thực hành, thí nghiệm và mô hình đào tạo có vai trò chủ đạo. Song một khó khăn đó là các mô hình được cung cấp trên thị trường bởi các công ty thiết bị trường học thường chủ yếu nhằm mục tiêu nghiên cứu cấu tạo, hoạt động của các hệ thống hoặc tổng thành ô tô. Các mô hình này phù hợp cho tạo nghề ở bậc học cao đẳng, trung cấp. Tuy nhiên, một trong những yêu cầu đặt ra ở bậc học đại học, đó là sinh viên cần có kỹ năng nghiên cứu lý thuyết và làm sáng tỏ lý thuyết thông qua thí nghiệm, thực hành. Vì vậy, việc nghiên cứu chế tạo các mô hình đào tạo đáp ứng được mục tiêu đào tạo đại học là một yêu cầu rất cần thiết hiện nay. Nhằm cung cấp cơ sở lý thuyết ban đầu cho việc thiết kế chế tạo các hệ thống trên ô tô trong đó có cụm ly hợp và hệ thống dẫn động, việc nghiên cứu đặc tính động học, động lực học và ảnh hưởng của các bộ phận kết cấu đến hoạt động của hệ thống, tải trọng tác động lên các bộ phận từ đó cho phép ta xác định được các thông số kết cấu tối ưu cho các cụm chi tiết trong hệ thống là một việc làm rất quan trọng. 10 Chính vì vậy, đề tài “ Nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống dẫn động ly hợp có cường hóa khí nén trên ô tô” với mục tiêu nghiên cứu động học, động lực học của hệ thống dẫn động ly hợp có cường hóa trên cơ sở đó chế tạo được mô hình phục vụ cho công tác thực hành và thí nghiệm của sinh viên chuyên ngành Công nghệ ô tô là một đề tài có ý nghĩa thực tiễn và cần thiết hiện nay. 2. Các công trình đã công bố liên quan đến đề tài Đã có rất nhiều các công trình công bố nghiên cứu về động học và động lực học của ly hợp và hệ dẫn động điều khiển ly hợp trên ô tô. 1. Analysis of the Influence of Clutch Pedal to Vehicle Comfort Jiangchuan Li, Feng Deng, Shaojin Liu and Hao Hu. Các tác giả đã đưa ra nghiên cứu lý thuyết về ảnh hưởng của hành trình bàn đạp, lực tác dụng đến sự thoải mái và sự tiện nghi êm dịu của ô tô khi chuyển động. 2. Smooth engagement for automotive dry clutch, F. Garofalo et al. (2001). Dựa trên mô hình được đơn giản hóa bài báo đã mô phỏng quá trình trượt của ly hợp và điều khiển phù hợp tốc độ của động cơ đốt trong. 3. Model and control of a wet plate clutch, M.J.W.H. Edelaar (1997). Tác giả đã đưa ra mô hình mô phỏng và điều khiển ly hợp kiểu ma sát ướt. Mô hình được kiểm chứng bằng nghiên cứu thực nghiệm. 4. The propensity influence to of judder the in interface coefficient automotive of clutches, friction D. upon the Centea, H. Rahnejat and M.T. Menday (2001). Bài báo phân tích nguyên nhân của dao động xoắn trong hệ thống truyền lực, xây dựng mô hình động lực học phi tuyến, các kết quả tính toán và thực nghiệm được đưa ra để kiểm chứng mô hình 5. Mô phỏng và tính toán động lực học hệ thống truyền lực thủy cơ trên ô tô, Nguyễn Trọng Hoan, Nguyễn Khắc Tuân (2005). Trong bài báo các tác giả đã trình bày phương pháp xây dựng mô hình tính toán động lực học hệ thống truyền lực. Nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ đóng ly hợp đến tải trọng động tác dụng lên hệ thống truyền lực. 11 6. Dry Clutch Control for Automotive Applications, Pietro J. Dolcini · Carlos Canudas de Wit Hubert Béchart (2011). Các tác giả đã trình bày một cách chi tiết về quy luật điều khiển ly hợp ma sát khô trên ô tô, các kết quả tính toán và thí nghiệm liên quan. Đối với các mô hình đào tạo. Ở các nước phát triển, ngành công nghiệp ô tô đã đi trước chúng ta hàng vài thập kỉ. Song song với đó là sự phát triển của hệ thống các cơ sở đào tạo phục vụ cho sự phát triển của ngành này, đặc biệt là công việc đào tạo các kỹ sư và kỹ thuật viên ô tô. Tại tất cả các trạm bảo hành, bảo trì của các hãng xe lớn như Toyota, Ford, Huyndai, Honda ở các nước phát triển đều trang bị các mô hình đào tạo để hỗ trợ công việc của các kỹ sư và kỹ thuật viên. Đối với mỗi hãng xe để phát triển thị phần, trong chiến lược kinh doanh của mình các hãng xe đều có những hệ thống chăm sóc khách hàng riêng. Với mỗi sản phẩm được tung ra thị trường, các hãng xe này đều có mô hình riêng sử dụng cho việc đào tạo đội ngũ kỹ thuật viên cũng như các kỹ sư bảo trì nhằm nâng cao chất lượng dịch vụ. Hình 1 Một mô hình đào tạo ly hợp do TradeKorea Hàn Quốc cung cấp Ở Việt Nam khi phát triển một mẫu xe mới, do không có mô hình đào tạo, đa số các công ty liên doanh ô tô thường phải cử các kỹ sư và nhân viên kỹ thuật sang các nước sở tại để học nghề về mỗi một mẫu xe mới ra mắt. 12 Do nhu cầu của thị trường, hiện nay có một số công ty chuyên chế tạo mô hình phục vụ cho công tác giảng dạy nghề như công ty Tân Phát, công ty Nam Tiến Phát, Công ty cổ phần kỹ nghệ Gamma, công ty Văn Lang, trung tâm cơ khí chính xác Bách Khoa. Hình 2 Mô hình ly hợp dẫn động cơ khí công ty thiết bị Sun Hình 3 Mô hình cắt bổ ly hợp với dẫn động kiểu cơ khí của công ty Nam Tiến Phát Các mô hình do các công ty trong nước cung cấp trên thị trường thường dưới dạng 13 - Mô hình cắt bổ chết: là loại mô hình chỉ quan sát được cấu tạo các cụm chi tiết - Mô hình cắt bổ chuyển động được: là loại mô hình có thể quan sát được cấu tạo chi tiết và hoạt động của các cụm chi tiết trong mô hình. Các mô hình này chủ yếu phục vụ cho đào tạo nghề ở các trường cao đẳng, không phù hợp với mục đích thực hành, thí nghiệm trong đào tạo đại học. 3. Mục tiêu nghiên cứu - Cung cấp thêm cơ sở lý thuyết cho việc thiết kế chế tạo hệ dẫn động ly hợp - Chế tạo được mô hình hệ dẫn động ly hợp kiểu thủy lực có cường hóa khí nén phục vụ cho thí nghiệm, thực hành của sinh viên các chuyên ngành Cơ khí động lực và công nghệ ô tô. 4. Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu động học, động lực học hệ dẫn động ly hợp kiểu thủy lực có cường hóa khí nén - Nghiên cứu chế tạo mô hình ly hợp và hệ dẫn động ly hợp. 5. Nội dung nghiên cứu Phần mở đầu Chương 1 Tổng quan về ly hợp và hệ thống dẫn động ly hợp có trợ lực trên ô tô Chương 2 Nghiên cứu động lực học hệ thống dẫn động ly hợp có cường hóa khí nén Chương 3  Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống dẫn động ly hợp có cường hóa khí nén Kết luận 6. Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lý thuyết: phương pháp mô hình hóa hệ thống và mô phỏng số bằng phần mềm Matlab. - Nghiên cứu thực nghiệm: trên mô hình thực 14 Chương 1 – TỔNG QUAN VỀ LY HỢP VÀ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG LY HỢP CÓ TRỢ LỰC TRÊN Ô TÔ 1.1. Giới thiệu về ly hợp ô tô và hệ thống 1.1.1. Giới thiệu về ly hợp a. Công dụng của ly hợp Ly hợp là một khớp nối dùng để truyền mô men xoắn từ trục khuỷu động cơ đến các cụm chi tiết tiếp theo của hệ thống truyền lực. Chức năng quan trọng của ly hợp là: - Dùng để tách nối giữa động cơ với hệ thống truyền lực khi khởi hành, dừng xe, chuyển số và phanh xe. - Trong các hệ truyền lực với hộp số cơ khí, việc dùng ly hợp tách tức thời động cơ khỏi hệ thống truyền lực sẽ làm giảm va đập đầu răng hoặc các khớp gài giúp cho quá trình sang số được dễ dàng. - Đóng êm dịu động cơ đang làm việc với hệ thống truyền lực giúp cho mô men xoắn ở các bánh xe chủ động tăng lên từ từ do vậy mà xe khởi hành và tăng tốc êm. - Tách động cơ khỏi hệ thống truyền lực để giảm khối lượng quán tính của xe và động cơ làm việc liên tục ( không bị chết máy ) qua đó nâng cao hiệu quả phanh, nâng cao hiệu suất làm việc và nâng cao tuổi thọ xe. - Ly hợp có tác dụng như một cơ cấu an toàn bảo đảm cho động cơ và hệ thống truyền lực khỏi bị quá tải dưới tác dụng của tải trọng động và mô men quán tính. b. Các yêu cầu đặt ra cho hệ thống ly hợp: - Hệ thống ly hợp phải truyền được toàn bộ mô men xoắn từ động cơ sang hệ thống truyền lực ở các chế độ làm việc khác nhau. - Đóng êm dịu để tăng từ từ mô men quay lên trục của hệ thống truyền lực - Mở dứt khoát, nhanh để tách động cơ khỏi hệ thống truyền lực nhằm giảm va đập khi sang số. c. Phân loại ly hợp - Theo phương pháp truyền mô men có: ly hợp ma sát, ly hợp thủy lực, ly hợp điện từ - Theo hình dạng của chi tiết truyền ma sát: ly hợp đĩa, ly hợp nón, ly hợp hình trống 15 - Theo phương pháp phát sinh lực ép có: ly hợp lò so ép (hình trụ, đĩa), ly hợp bán ly tâm, ly hợp ly tâm -Theo kết cấu cơ cấu ép có: ly hợp thường đóng, ly hợp thường mở d. Cấu tạo và hoạt động của ly hợp Hiện nay trên ô tô dùng phổ biến ly hợp ma sát khô thường đóng sử dụng lò so ép hình trụ hoặc lò so đĩa - Ly hợp ma sát với lò xo ép hình trụ + Cấu tạo : gồm có đĩa ly hợp làm bằng thép, bên ngoài gắn vành đệm ma sát, mayơ của đĩa bị động lồng vào rãnh then hoa trục sơ cấp. Đĩa bị động này, luôn luôn bị ép giữa đĩa ép và bánh đà bằng lò xo trụ. Hình 1. 1 Ly hợp ma sát lò xo ép hình trụ + Hoạt động : Khi tách (hay mở) ly hợp để gài số, người lái xe phải tác dụng một lực lên bàn đạp, qua càng cắt ly hợp, cần ép, đĩa ép dịch chuyển về phía phải, ép lò xo, mở rộng khoảng cách giữa bánh đà và đĩa ép, làm cho đĩa bị động tách khỏi bánh đà. Do đó truyền động từ động cơ hay bánh đà sang trục sơ cấp hay hộp số bị ngắt. 16 Hình 1. 2 Đĩa ma sát 1- Lò xo giảm chấn; 2- mayơ ở rãnh then hoa; 3- Đinh tán; 2- 4- bề mặt ma sát ; 5- đường rãnh làm mát - Ly hợp ma sát với lò xo đĩa + Cấu tạo : Lò xo đĩa tròn và mỏng, được chế tạo từ thép lò xo, được tán bằng đinh tán hoặc bắt chặt bằng bu lông vào nắp ly hợp, có vòng trụ xoay ở mỗi phía của lò xo đĩa làm việc như một trụ xoay trong khi lò xo đĩa đang quay. Hầu hết bánh đà và đĩa ép có dấu cân bằng động. Sau khi cân bằng động, chúng được làm dấu để khi bảo dưỡng hộp số hay ly hợp, lắp lại đúng vị trí đã cân bằng. + Hoạt động : Hình 1. 3 Ly hợp ma sát lò xo đĩa Khi đạp bàn đạp ly hợp, lực từ bàn đạp sẽ được truyền đến càng cắt ly hợp tác động vòng bi cắt ly hợp dịch chuyển sang trái và ép mạnh vào lò xo đĩa làm đĩa ép 17 chuyển động sang phải (hình vẽ). Sự chuyển động của đĩa ép sẽ làm đĩa ly hợp tách khỏi bánh đà và quay tự do. Do đĩa ly hợp được kết nối với trục sơ cấp của hộp số bằng then hoa, vì vậy khi đĩa ép được tách ra thì chuyển động từ bánh đà không được truyền tới hộp số. Khi nhả ly hợp lực đàn hồi của lò xo đĩa sẽ đẩy vòng bi chuyển động ngược lại và đĩa ép sẽ ép chặt đĩa ly hợp vào bánh đà. Do vậy, khi bánh đà quay thì mô men từ bánh đà sẽ truyền qua đĩa ly hợp làm trục sơ cấp cùng động cơ quay. 1.1.2. Ý nghĩa của hệ thống : Để truyền được mô men lớn thì lực ép của ly hợp để liên kết bánh đà của động cơ với hệ thống truyền lực phải đủ lớn, do đó để đóng mở ly hợp đòi hỏi người lái xe tác dụng lên bàn đạp ly hợp một lực rất lớn, điều đó dẫn đến công việc của người lái xe quá nặng nhọc, gây ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất và độ an toàn khi khai thác thiết bị. Để khắc phục vấn đề trên chúng ta phải tìm các giải pháp giảm nhẹ cường độ làm việc cho người lái xe cũng như nâng cao độ tin cậy của hệ thống, vấn đề này được giải quyết một cách hữu hiệu nhờ áp dụng, lắp đặt hệ thống , trợ lực cho hệ thống dẫn động ly hợp. Các yêu cầu đặt ra với các hệ thống dẫn động ly hợp là:  Hệ thống dẫn động ly hợp phải đảm bảo độ tin cậy trong quá trình khai thác sử dụng.  Đảm bảo lực bàn đạp và hành trình bàn đạp nằm trong giới hạn cho phép, hệ thống có đặc tính động học phù hợp yêu cầu hoạt động ly hợp khi mở phải dứt khoát, khi đóng êm dịu  Hệ thống phải đơn giản, dễ bố trí lắp đặt, kiểm tra và bảo dưỡng sửa chữa 1.2. Các hệ thống dẫn động ly hợp dùng trợ lực khí nén Ngày nay, người ta thường sử dụng các loại dẫn động ly hợp trợ lực khí nén là do: - Lực khí nén có áp suất cao sử dụng trợ lực có thể giảm nhẹ đáng kể lực tác động lên bàn đạp ly hợp. - Trên nhiều xe sử dụng hệ thống phanh khí do đó có thể tận dụng nguồn năng lượng này cho nhiệm vụ dẫn động ly hợp. - Hệ thống trợ lực khí nén có kết cấu đơn giản và nhỏ gọn do đó dễ bố trí trên xe Trong các ô tô hiện nay có hai loại sơ đồ trợ lực khí nén được sử dụng rộng rãi đó là sơ đồ dẫn động cơ khí trợ lực khí nén và dẫn động thuỷ lực trợ lực khí nén. 18  Đối với sơ đồ dẫn động cơ khí trợ lực khí nén, lực bàn đạp được truyền xuống cơ cấu tuỳ động để mở van khí thông qua các cơ cấu đòn dẫn động, các cơ cấu tuỳ động sẽ đảm bảo lực tác động lên cơ cấu đòn mở tỷ lệ tuyến tính với lực bàn đạp. Ngoài ra để ly hợp vẫn có thể hoạt động khi hệ thống trợ lực hỏng hóc, bộ phận tuỳ động sẽ được nối cứng để truyền được lực bàn đạp cho đòn mở.  Với hệ thống dẫn động thuỷ lực trợ lực khí nén, nguyên lý làm việc cũng hoàn toàn tương tự, chỉ có điểm khác biệt là lực bàn đạp truyền xuống cơ cấu tuỳ động sẽ thông qua hệ thống thuỷ lực. Hệ thống thuỷ lực có nhiệm vụ vừa mở ly hợp vừa làm dịch chuyển piston của cơ cấu tuỳ động để mở van khí. 1.2.1. Hệ thống dẫn động thuỷ lực, trợ lực khí nén a. Sơ đồ nguyên lý: Hình 1. 4 Dẫn động ly hợp kiểu thủy lực, cường hóa khí nén 1 – Bàn đạp ly hợp; 2 – Lò xo hồi vị cho bàn đạp ly hợp; 3 – Xi lanh chính; 4 – Ống dẫn dầu; 5 – Xi lanh khí nén; 6 – Piston trợ lực; 7 – Cần đẩy; 8 – Xi lanh công tác; 9 – Piston xi lanh công tác; 11 – Cần đẩy piston xi lanh công tác; 12 – Nạng mở; 13 – Bạc mở; 14 – Ống dẫn dầu; 15 – Pis ton; 16 – Cốc; 17 – Màng; 18 – Van xả; 19 – Lò xo hồi vị màng; 20 – Lò xo hồi vị van; 21 - Van nạp khí nén; 22 - Đường ống dẫn khí nén; 23 – Lò xo hồi vị bi tê Trong sơ đồ nguyên lý  Bàn đạp ly hợp được nối với pistong xi lanh chính  Nạng mở ly hợp 12 được nối với piston xi lanh công tác 9 và piston xi lanh trợ lực 6.  Cơ cấu mở van trợ lực được nối thông với hệ thống thuỷ lực qua đường ống14. 19  Khoang B và xi lanh công tác nối thông với nhau, khoang A thông với bình khí nén.  Bộ phận trợ lực được liên kết trực tiếp với cơ cấu thuỷ lực mở ly hợp b. Nguyên lý làm việc: + Ở trạng thái đóng ly hợp: Khi chưa tác động lên bàn đạp ly hợp, do tác dụng của lò xo hồi vị van 20 van khí nén 21 đóng lại, xi lanh công tác được nối thông với khoang B của van phân phối và thông với khí trời. + Ở hành trình mở ly hợp: Người lái tác dụng lên bàn đạp ly hợp 1 một lực Q làm cho tay đòn bàn đạp quay quanh O1 đẩy cần đẩy piston xi lanh chính 3 đi xuống (theo chiều mũi tên). Khi đó dầu trong xi lanh chính 3 được nén lại và theo đường ống 4 đến xi lanh công tác 8, tác động lên piston xi lanh công tác 9 làm piston dịch chuyển xang phải, tác động lên cần đẩy 11 làm cần đẩy 11 dịch chuyển sang phải làm cho nạng mở 12 quay quanh O2 đẩy bạc mở 13 dịch chuyển sang trái. Đồng thời khi đó dầu có áp suất cao theo đường ống 14 tác dụng lên piston 15 dịch chuyển sang trái tì vào cốc16 là cho cốc 16 và màng 17 cùng dịch chuyển sang trái đóng van xả 18 lại, nhờ liên kết qua trục làm van nạp 21 mở ra. Khí nén từ bình chứa theo đường ống 22 qua van nạp 21 vào khoang B, tác dụng lên piston trợ lực 6 làm piston 6 dịch chuyển sang phải qua cần đẩy 7 và 11 tác dụng lên nạng mở 12 mở ly hợp. Như vậy lực tác dụng mở ly hợp bao gồm do người lái tác dụng lên bạc mở 13 thông qua hệ thông thuỷ lực và lực do khí nén tạo ra. + Khi người lái giữ bàn đạp ly hợp: (vị trí trung gian) Ở giai đoạn này lực trợ lực có xu hướng tiếp tục đẩy piston trợ lực 6 sang phải, do piston 6 liên kết với piston xi lanh công tác 9 lên cũng đẩy piston 9 tiếp tục chuyển động sang phải. Giai đoạn này thể tích xi lanh công tác tăng lên mà chất lỏng không được bổ xung do đó áp suất trong cả hệ thống sẽ giảm, do tác động của lực lò xo hồi vị van 20 và lò xo hồi vị màng 19 làm cho van nạp khí nén 21 đóng lại và có xu hướng mở van xả 18. Khi tổng lực trợ lực và lực bàn đạp ly hợp thông qua hệ thống thuỷ lực cân bằng với tổng lực ép (lực lò xo ép và các lò xo hồi vị) thì hệ thống được giữ lại. + Khi người lái thôi tác dụng lên bàn đạp 1, dưới tác dụng của lò xo hồi vị 2 kéo bàn đạp trở về vị trí ban đầu, piston của xi lanh chính 3 dịch chuyển theo bàn đạp ly hợp làm cho áp suất chất lỏng trong toàn hệ thống giảm xuống, dưới tác dụng của lò xo hồi vị van 20, lò xo hồi vị màng 19 và lực khí nén tác dụng lên đế van nạp 21, van 20 nạp 21 đóng lại van xả 18 được mở ra thông xi lanh công tác và khoang B với khí trời, áp suất trợ lực giảm xuống. Do tác dụng của lò xo ép ly hợp ly hợp đóng lại + Khi hệ thống trợ lực không hoạt động: Người lái tác dụng lên bàn đạp thông qua piston 3 tạo ra dầu có áp suất cao tác động lên piston 15 làm cho piston 15 dịch chuyển sang trái, khi đi hết hành trình xi lanh bị chặn lại. Do người lái tiếp tục tác động lên bàn đạp ly hợp do vậy áp suất dầu trong hệ thống tiếp tục tăng tác động lên piston xi lanh công tác 9 để mở ly hợp. Vậy khi hệ thống trợ lực không hoạt động hệ thống dẫn động ly hợp vẫn đảm bảo mở ly hợp nhưng với hành trình dài hơn. 1.2.2. Hệ thống dẫn động cơ khí, trợ lực khí nén kiểu vỏ van dịch chuyển a. Sơ đồ nguyên lý Hình 1. 5 Dẫn động ly hợp kiểu cơ khí, cường hóa khí nén vỏ van dịch chuyển 1 - Bàn đạp ly hợp; 2 - Đòn quay; 3 - Thanh kéo; 4 - Chạc quay; 5 - Thanh kéo; 6 – Lò xo hồi vị; 7 - Đòn quay; 8 – Cần đẩy; 9 – Nắp van phân phối; 10 – Thân van phân phối; 11 - Đường ống dẫn khí; 12 – Van phân phối; 13 - Đường ống dẫn khí; 14 – Ti đẩy van phân phối; 15 – Cần đẩy ; 16 – Nạng mở; 17 – Xi lanh lực; 18 - Đòn quay; 19 – Bạc mở; 20 – Lò xo hồi vị bạc mở ; 21 - Lò xo ép van; 22 – Lò xo hồi vị ti đẩy Trong sơ đồ nguyên lý + Bàn đạp ly hợp được nối với vỏ van thông qua đòn quay 2, 7, thanh kéo 3, 5, chạc quay 4, thanh đẩy 8. 21 + Bi tê 19 và nạng mở 16 được nối với ti đẩy 14 thông qua cần đẩy 15. + Van phân phối 12 được ép vào vỏ van nhờ lò xo ép. + Phần cơ khí được nối với phần trợ lực thông qua đòn quay 18. b. Nguyên lý làm việc: +Ở trạng thái đóng của ly hợp: Khi hệ thống chưa làm việc lò xo ép van 21, lò xo hồi vị ti đẩy 22 ép van phân phối 12 và ti đẩy 14 vào vỏ van, khoang A thông với bình khí nén còn khoang B và xi lanh công tác được thông với khí trời. + Ở hành trình mở ly hợp: Khi người lái tác dụng lên bàn đạp ly hợp 1 một lực Q làm cho đòn quay 2 quay quanh O1, nhờ thanh kéo 3 đòn quay 4 quay quanh O2 kéo thanh kéo 5 chuyển động sang trái, khi đó đòn quay 7 quay quanh O3 đẩy cần đẩy 8, nắp van phân phối 9 và thân van phân phối 10 chuyển dich sang phải tác động lên nạng mở 16 làm cho nạng mở 16 quay quanh O4 đẩy bạc mở 19 dịch chuyển sang trái. Khi bạc mở 19 dịch chuyển hết hành trình tự do và chạn vào đòn mở ly hợp, do lực tác động mở ly hợp chưa đủ thắng lực lò xo ép ly hợp lên ti đẩy 14, cần đẩy 15, nạng mở 16 đứng lại. Do người lái vẫn tiếp tục tác động lực lên bàn đạp do đó các cụm chi tiết phía trái ti đẩy tiếp tục dịch chuyển sang phải, khi vỏ van và van phân phối đi hết khe hở giữa ti đẩy với van phân phối đầu ti đẩy 14 tì vào van 12 làm cho van 12 mở ra. Khí nén từ khoan A qua van 12 sang khoang B sau đó theo đường ống 13 vào xi lanh công tác 17 tác động lên piston trong xi lanh công tác đẩy dịch chuyển lên trên làm quay đòn quay 18 quanh O4 đẩy bạc mở sang trái để mở ly hợp. Đồng thời khi dịch chuyển của vỏ van và ti đẩy đi hết khe hở ‘h’ giữa vỏ van và ti đẩy nắp bên phải của van phân phối tì vào ốc hạn chế hành trình trên cần đẩy 15 tác động lên nạng mở 16, bi tê 19 mở ly hợp. Vậy lực mở ly hợp trong hệ thống này bao gồm lực khí nén và lực tác động người lái qua hệ thống cơ khí + Khi người lái giữ bàn đạp ly hợp: Ở trạng thái này lực trợ lực có xu hướng tác động lên piston xi lanh trợ lực 17 đẩy nó tiếp tục dịch chuyển, do vỏ van lyên kết với bàn đạp nó sẽ dừng lại, ty đẩy nối với nạng mở và piston xi lanh lực do đó có xu hướng vẫn dịch chuyển sang phải lên đóng van phân phối 12 lại và mở thông thể tích làm việc của hệ thống trợ lực với khí trời qua lỗ a trên ti đẩy. Khi tổng lực trợ lực và lực bàn đạp ly hợp thông qua lò xo hồi vị ti đẩy cân bằng với tổng lực ép (lực lò xo ép và các lò xo hồi vị) thì hệ thống được giữ lại. 22 + Khi người lái thôi tác dụng lên bàn đạp ly hợp Dưới tác dụng của lò xo hồi vị 6 bàn đạp 1 trở về vị trí ban đầu, thông qua các đòn quay 2, 4, 7 và các thanh kéo 3, 5 cụm van phân phối dịch chuyển sang trái. Dưới tác dụng của lò xo hồi vị ti đẩy 22 và lò xo ép van 21 ép ti đẩy và van vào vỏ van, khi đó van khí nén đóng lại, khoang B van phân phối và xi lanh công tác thông với không khí qua lỗ a trên thân ti đẩy, áp suất trong hệ thống trợ lực giảm về áp suất không khí. Ly hợp dưới tác dụng lò xo ép được đóng lại. + Hệ thống trợ lực không hoạt động Trường hợp hệ thống trợ lực không hoạt động, người lái tác dụng lên bàn đạp ly hợp thông qua hệ thống các khâu khớp đẩy vỏ van, van phân phối và ti đẩy dịch chuyển. Khi bạc mở chạm nào đòn mở ly hợp và vỏ van dịch chuyển hết khe hở h, toàn bộ hệ thống nối cứng với nhau và hoạt động tương tự như hệ thống dẫn động mở ly hợp kiểu cơ khí. 1.2.3 – Hệ thống dẫn động cơ khí, trợ lực khí nén kiểu vỏ van đứng yên a. Sơ đồ nguyên lý: Hình 1. 6 Dẫn động ly hợp kiểu cơ khí, cường hóa khí nén vỏ van đứng yên 1- Bàn đạp ly hợp; 2 - Đòn quay; 3 – Thanh kéo đứng; 4 – Chạc quay; 5 – Thanh kéo ngang; 6 – Lò xo hồi vị; 7 - Đòn quay; 8 – Rãnh trượt;9 - Đòn mở van; 10 – Cần đẩy; 11 – Xy lanh lực; 12 – Piston xy lanh lực; 13 – Vỏ van phân phối; 14 – Van phân phối; 15 – Ti đẩy; 16 – Nạng mở; 17 – Bạc mở; 18 – Lò xo hồi vị bạc mở; 19 – thanh liên kết; 20 – Lò xo ép van; 21 – Lò xo hồi vị ti đẩy Trong sơ đồ nguyên lý ở trên 23 + Bàn đạp ly hợp liên kết với cơ cấu mở van khí nén qua đòn quay 2, 7, thanh kéo đứng 3, thanh kéo ngang 5, chạc quay 4, và thanh liên kết 19. + Phần trợ lực liên kết trực tiếp với nạng mở. + Lực bàn đạp truyền sang cơ cấu mở ly hợp qua rãnh trượt 8. + Khoang A thông với bình khí nén, khoang B thông với xi lanh công tác b. Nguyên lý làm việc +Ở trạng thái đóng ly hợp: Khi hệ thống chưa làm việc lò xo ép van 20, lò xo hồi vị ti đẩy 21 ép van phân phối 14 và ti đẩy 15 vào vỏ van, khoang A thông với bình khí nén còn khoang B và xi lanh công tác được thông với khí trời. + Ở hành trình mở ly hợp: Khi người lái tác dụng lên bàn đạp ly hợp 1 một lực Q làm cho đòn quay 2 quay quanh O1, nhờ thanh kéo 3 chạc quay 4 quay quanh O2 kéo thanh kéo ngang 5 chuyển động sang trái, khi đó đòn quay 7 quay quanh O3 kéo thanh liên kết 19 dịch chuyển sang phải theo rãnh trượt 8 (rãnh trượt 8 nằm trên cần đẩy 10) làm đòn mở 9 quay quanh khớp quay trên cần đẩy 10 tác động lên ti đẩy 15 làm ti đẩy 15 dịch chuyển sang trái tỳ vào van phân phối 14 để mở van. Khi van phân phối 14 mở, khí nén từ bình qua van phân phối, qua ống dẫn đến xy lanh lực11, tác động lên piston 12 làm piston 12 dịch chuyển sang phải đẩy cần đẩy 10 cùng dịch chuyển sang phải, làm nạng mở 16 quay quanh O4 tỳ vào bạc mở 17 và đẩy 17 dịch chuyển sang trái tác động vào đòn mở ly hợp. Khi đòn quay 7 đi hết hành trình rãng trượt 8 lực bàn đạp thông qua 8 truyền sang cần đẩy 10, nạng mở 16, bạc mở 17 cùng với lực trợ lực mở ly hợp. +Khi người lái giữ bàn đạp ly hợp: ở giai đoạn người lái giữ bàn đạp ly hợp, khí nén vẫn tiếp tục được cung cấp vào xi lanh lực do đó lực trợ lực có xu hướng vẫn đẩy cần đẩy 10 sang phải. Do đầu nối thanh liên kết 19 với đòn quay 7 đứng lại còn khớp quay trên cần đẩy 10 dịch chuyển sang phải đẩy đòn mở van 9 quay ngược chiều kim đồng hồ, làm giảm lực tác động lên ti đẩy15 đóng van khí nén lại. Lực lò xo ép cân bằng với lực trợ lực và lực bàn đạp hệ thống được giữ lại + Khi người lái thôi tác dụng lên bàn đạp ly hợp: Lực tác dụng lên bàn đạp ly hợp mất đi dưới tác dụng của lò xo hồi vị 6 bàn đạp 1 trở về vị trí ban đầu, thông qua các đòn quay 2,4,7 và các thanh kéo 3, 5 đòn mở 9 không tác dụng lực lên ti đẩy 15, lò xo hồi vị ti đẩy và van phân phối tác động làm van 24 phân phối đóng lại. Khí nén từ xi lanh 11 qua đường dẫn trở về và thoát ra ngoài không khí qua lỗ trên ti đẩy15 làm giảm lực trợ lực, dưới tác dụng của lò xo ép ly hợp đóng lại. +Khi hệ thống trợ lực không hoạt động: Người lái tác dụng lên bàn đạp ly hợp thông qua các cơ cấu dẫn động làm cho đòn 7 quay quanh O3, khi đòn quay 7 đi hết hành trình rãnh trượt 8 sẽ tác động vào cần đẩy 10 đẩy cần đẩy 10 dịch chuyển sang phải để mở ly hợp trong trường hợp này hệ thống làm việc tương tự hệ thống dẫn động mở ly hợp kiểu cơ khí. 1.3. Một số phương án điều khiển ly hợp trên ô tô Trên bảng 1.1 và bảng 1.2 trình bày đặc điểm của cụm ly hợp, phương án dẫn động ly hợp và kích thước của một số bộ trên ô tô hiện nay. 25 Bảng 1. 1 Kiểu ly hợp và dẫn động ly hợp ở một số loại xe STT Loại xe Model xe Kiểu dẫn động ly hợp Kiểu Kiểu lò xo ép 1 IAMZ 238 Tải trung bình Thủy lực Khí nén Trụ 2 GAZ M20 Sedan 4 chỗ Cơ khí – đĩa 3 ZIL 130,131 Tải trung bình Cơ khí – Trụ 4 Volga, Gaz 24 Sedan 4 chỗ Thủy lực – đĩa 5 GZCA -3711 Chuyên dùng bưu chính Cơ khí Chân không Trụ 6 Jeep KI, TI, XK Đa dụng Thủy lực – đĩa 7 Ford Tarus Sedan 4 chỗ Cơ khí – đĩa Mercury Sable 8 Ford Fiesta 1986 Sedan 4 chỗ Cơ khí – đĩa 9 UAZ Patriot Đa dụng Thủy lực – đĩa 10 ZIL 133, 133G. 133 Tải trung bình Thủy lực Khí nén Trụ GYA, BYA 11 Toyota Landcruiser Đa dụng Thủy lực Chân không đĩa 12 Nissan Blue bird Sedan 4 chỗ Thủy lực không đĩa Sylphy 13 Thaco Ollin 500B Tải 5 tấn Thủy lực Khí nén đĩa 14 Thaco TB82S Bus 29 chỗ Thủy lực Chân không Trụ 15 Thaco TB 120L Bus 45 chỗ Thủy lực Khí nén đĩa