Giáo trình kết cấu ô tô

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH
Nguyễn Bá Thiện

GIÁO TRÌNH

KẾT CẤU Ơ TƠ
(LƯU HÀNH NỘI BỘ)

Quảng Ninh- 2017


LỜI NĨI ĐẦU
Ơ tơ là phương tiện giao thơng đường bộ quan trọng trong mạng lưới
giao thông quốc gia, đặc biệt trong các quốc gia phát triển. Nhu cầu giao thông
không ngừng gia tăng cùng với khả năng vận chuyển hàng hóa, con người một
cách linh hoạt đa dạng, kể cả ở thành phố và nông thôn.
Trong điều kiện hiện nay, khi sản phẩm chế tạo ô tô đã mang tính chất
tồn cầu, cấu trúc ơ tơ đã thực hiện theo hướng tiêu chuẩn hóa, nhưng lại rất đa
dạng hóa, q trình thiết kế chế tạo trở nên nhanh chóng và hiệu quả, việc chế
tạo lắp ráp ơ tơ có thể không nhất thiết đi theo hướng chế tạo từ chi tiết mà có
thể lắp ráp các cụm tổng thành theo tiêu chuẩn. Do đó trong thiết kế, khai thác
ơ tơ địi hỏi chúng ta phải có khả năng hiểu biết hệ thống và cụ thể về cấu trúc.
Để đáp ứng kịp thời yêu cầu của nhiệm vụ đào tạo, Trường Đại Học
Công Nghiệp Quảng Ninh tổ chức biên soạn cuốn giáo trình Kết cấu Ơ tơ. Sách
được dùng làm tài liệu giảng dạy và học tập cho sinh viên chun ngành Cơng
nghệ Kỹ thuật Ơ tơ trong nhà trường và làm tài liệu tham khảo cho những
người làm công tác kỹ thuật trong ngành ô tô, kỹ thuật viên thiết kế.
Kết cấu ô tô trang bị cho cử nhân Ô tô tương lai những kiến thức sâu sắc
về mặt kết cấu, về động lực học và về độ bền của máy áp dụng cho từng cơ cấu
của ô tô. Trên cơ sở đó khai thác sử dụng ơ tơ một cách có hiệu quả và hợp lý

nhất, đánh giá được nguyên nhân và mức độ hư hỏng của máy, cụm tổng thành
và ơ tơ. Mặt khác họ có thể vận dụng vốn kiến thức đó để phân tích, tìm hiểu
những phương án kết cấu mới sẽ xuất hiện trên các mác xe mới.
Các tư liệu của cuốn sách được tổng hợp từ các tài liệu trong và ngoài
nước mới xuất bản, đặc biệt là tổng hợp từ các giáo trình kỹ thuật của các
trường Cao đẳng và Đại học
Trong qúa trình biên soạn chúng tơi đã rất cố gắng để cuốn sách đảm
bảo được tính khoa học, hiện đại và gắn liền với thực tế về sự phát triển của
ngành công nghiệp sản xuất ô tô. Song do khả năng có hạn và những hạn chế
về thời gian và những điều kiện khách quan khác, cuốn giáo trình chắc chắn
sẽ không tránh khỏi những khiếm khuyết.
Chúng tôi mong nhận được ý kiến đóng góp của các bạn đọc và đồng
nghiệp để lần tái bản sau được hoàn chỉnh hơn.
Tác giả


Chƣơng 1
KHÁI QUÁT CHUNG VỀ ÔTÔ
1.1. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI ƠTƠ

1.1.1. Khái niệm
Ơtơ là phương tiện vận tải đường bộ chủ yếu. Nó có tính cơ động cao và
phạm vi hoạt động rộng. Do vậy, trên toàn thế giới ôtô hiện đang được dùng để
vận chuyển hành khách hoặc hàng hoá phục vụ cho nhu cầu phát triển kinh tế
quốc dân và quốc phịng.
1.1.2. Phân loại ơtơ
1.1.2.1. Dựa vào tải trọng và số chỗ ngồi
Dựa vào tải trọng và số chỗ ngồi, ơtơ được chia thành các loại:
- Ơtơ có trọng tải nhỏ (hạng nhẹ): trọng tải chuyên chở nhỏ hơn hoặc bằng 1,5
tấn và ơtơ có số chỗ ngồi ít hơn hoặc bằng 9 chỗ ngồi.

- Ơtơ có trọng tải trung bình (hạng vừa): trọng tải chuyên chở lớn hơn 1,5 tấn và
nhỏ hơn 3,5 tấn hoặc có số chỗ ngồi lớn hơn 9 và nhỏ hơn 30 chỗ.
- Ơtơ có trọng tải lớn (hạng lớn): trọng tải chuyển chở lớn hơn hoặc bằng 3,5 tấn
hoặc số chỗ ngồi lớn hơn hoặc bằng 30 chỗ ngồi.
- Ơtơ có trọng tải rất lớn (hạng nặng): tải trọng chuyên chở lớn hơn 20 tấn,
thường được sử dụng ở các vùng mỏ.
1.1.2.2. Dựa vào nhiên liệu sử dụng
Dựa vào nhiên liệu sử dụng, ơtơ được chia thành các loại:
- Ơtơ chạy xăng;
- Ơtơ chạy dầu diezel;
- Ơtơ chạy khí ga;
- Ơtơ đa nhiên liệu (xăng, diezel, ga);
- Ơtơ chạy điện.
1.1.2.3. Dùa vào công dụng của ôtô
Da vo cụng dng, ụtụ chia thành các loại:
- Ơtơ vận tải;
- Ơtơ chở hành khách, ôtô chuyên chở hành khách bao gồm các loại: ôtô
buýt, ôtô tắc xi, ôtô du lịch, ôtô chở khách liên tỉnh, ơtơ chở khách đường dài;
- Ơtơ chun dùng như: ôtô cứu thương, cứu hoả, ôtô phun nước, ôtô cẩu
và ôtô vận tải chuyên dùng (ôtô xi téc, ôtô thùng kín, ơtơ tự đổ, ...).
1.1.2.4. Dựa theo phân loại ISO

* Ôtô du lịch

1


STT
1.
2.

3.

Tên gọi
Sedan, Salon
Kombi Limousine
Pullman

Đặc điểm
V cng, 2-4 ca, 4.5
ch ngi
V cứng, 2-4 cửa, 4.6
chỗ ngồi
Vỏ cứng, 4.6 cửa, 4.6
chỗ ngồi

H×nh d¸ng

4.

Coupé

Vỏ cứng 2 ghế, 2 cửa

5.

Cabriolet
Ơtơ mui trần

Mui dạng xếp, rời, 2
ghế, 2 cửa

Vỏ cứng khoang sau
rộng, 4 cửa bên, 1 cửa
sau
Vỏ cứng khoang sau
rộng, 2-4 cửa bên, 1 cửa
sau
Khoang sau chuyên
dùng, 2 cửa bên
Chở người, chở hàng, đi
được ở nhiều địa hình

6.

Kombi
7.

8.
9.

Ơtơ chở khách nhỏ (mini
bt)
Ơtơ bán tải (pick-up)
Ơtơ a nng

* Ôtô chở ng-ời (buýt)
STT

Tên gọi
ễtụ khỏch loi nh (mini
bus)

Đặc điểm

2.

ễtụ khỏch ng di (bus)

2 ca bờn ln

3.

ễtụ khỏch thành phố (city
bus)

2-3 cửa bên lớn

4.

Ơtơ khách liên tỉnh (bus)

2 cửa bên

5.

Ơtơ khách thành phố loại
hai thân

6.

Ơtơ điện chở khách

7.

Ơtơ khách du lịch chun
dụng

1.

9-16 chỗ ngồi

Xe kéo, rơ mc
dính liền, nhiều cửa
bên
Chạy điện trong
thành phố
Có đầy đủ tiện nghi
sinh hoạt

2

H×nh d¸ng


* Ôtô tải
STT

Tên gọi

1.

ễtụ ti a dng

2.

ễtụ ti chuyờn dng

3.

ễtụ ti t

4.

ễtụ kộo

Đặc điểm
Cú bung lỏi v
thựng cha hng
Cú buồng lái và
khoang chứa hàng
chuyên dùng
Có buồng lái và
thùng tự
Cú bung lỏi v
mõm xoay liờn kt

* Đoàn xe
STT

Tên gọi

1.

on xe chở khách

2.

Đồn xe vận tải

3.

Đồn xe kéo bán mc một
trục

4.

Đồn xe kéo bán mc vận
tải

5.

Đồn xe kéo nhiều mc

6.

Đồn xe kộo thõn di

Đặc điểm
Gm xe kộo v
rmoúc
Gm xe kộo v

rmoúc
Gm ụtụ kộo v
bỏn moúc mt
trc

Hình dáng

Hình dáng

Gm xe kộo và
bán moóc hai trục
Gồm xe kéo và
nhiều moóc nối
tiếp
Gồm xe kéo và
bán mc thân
dài

1.2. CẤU TẠO CHUNG CỦA ƠTƠ
1.2.1. Lịch sử và xu hƣớng phát triển ôtô
Từ những năm 1860 chiếc ôtô đầu tiên sử dụng động cơ đốt trong đã ra
đời. Những ôtô này sử dụng động cơ 2 mã lực tốc độ cực đại khoảng 20 km/h.
Sự ra đời của ôtô dùng động cơ đốt trong đã thách thức các phương tiện vận tải
bộ thô sơ thời bấy giờ và ngày càng thúc đẩy ngành vận tải đường bộ phát triển.
Đến nay, công nghiệp chế tạo ôtô trên thế giới đã phát triển rất mạnh và đã chế
tạo được nhiều loại ôtô hiện đại với tốc độ lớn nhất đạt hàng trăm km/h. Các
gam tải trọng cũng rất đa dạng, phổ biến từ 0,5 - 10 tấn. Đặc biệt có những loại
ơtơ tải nặng có trọng tải đến 60 tấn. Đấy là chưa kể đến phương thức vận tải
chun dụng và bằng đồn xe.
Xu hướng phát triển ơtơ trên thế giới hiện nay là: tăng tải trọng, tăng tốc

độ, tăng tính kinh tế nhiên liệu, tăng tính tiện nghi và giảm ô nhiễm môi trường.
Để phục vụ cho xu hướng phát triển nêu trên các thành tựu khoa học kỹ thuật
mới như: tin học, tự động điều khiển, điện tử, vật liệu mới, ... đều đã được ngành
chế tạo ôtô ứng dụng.
3


1.2.2. Cấu tạo chung
Ơtơ bao gồm năm phần chính: động cơ, gầm, hệ thống điện, cabin (vỏ xe)
và hệ thống các thiết bị phụ khác (radio, điều hoà, tời kéo, …).
- Động cơ ôtô: động cơ là nguồn động lực chủ yếu của ôtô. Hiện nay, trên ôtô
sử dụng phổ biến nhất là động cơ đốt trong kiểu pittông 4 kỳ.
- Gầm ôtô: gầm ôtô bao gồm hàng loạt các hệ thống:
+ Hệ thống truyền lực có nhiệm vụ nhận và truyền động lực từ động cơ đến
bánh xe chủ động.
+ Hệ thống chuyển động gồm khung vỏ, các vỏ cầu, bánh xe, hệ thống treo.
+ Hệ thống điều khiển gồm hệ thống lái và hệ thống phanh.
- Điện ôtô: gồm điện động cơ và điện thân xe với hệ thống cung cấp điện, hệ
thống đánh lửa, hệ thống khởi động, hệ thống tín hiệu và chiếu sáng, hệ thống
thơng tin, chẩn đốn, ....
1.3. BỐ TRÍ CHUNG TRÊN ƠTƠ
1.3.1. Bố trí chung trên ơtơ chủ yếu phụ thuộc phụ vào sự bố trí của động
cơ và hệ thống truyền lực.
Hệ thống truyền lực (HTTL) có thể tập hợp các cụm chức năng khác
nhau. Thơng thường bao gồm:

Hình 1.1.a Bố trí chung động cơ và hệ thống truyền lực trên ôtô
4

- Ly hợp, hộp số chính, cầu chủ động, trục các đăng, bánh xe;
- Ly hợp, hộp số chính, hộp phân phối, cầu chủ động, trục các đăng, khớp nối,
bánh xe;
- Hoặc hộp số cơ khí thuỷ lực (hộp số thuỷ cơ), hộp phân phối, cầu chủ động,
trục các đăng, khớp nối, bánh xe, v.v..
Số lượng cụm có thể khác nhau tuỳ thuộc vào tính năng kỹ thuật của ơtơ.
Trên hình 1.1.a và 1.1.b giới thiệu các sơ đồ bố trí chung thường gặp trên ơtơ.
- Sơ đồ a: động cơ, ly hợp, hộp số đặt hàng dọc phía trước đầu ôtô, cầu chủ động
đặt sau ôtô, trục các đăng nối giữa hộp số và cầu chủ động. Chiều dài từ hộp số
đến cầu chủ động sau khá lớn nên giữa trục phải đặt ổ treo. Sơ đồ này thông
dụng và quen thuộc trên nhiều ôtô đã gặp.
- Sơ đồ b: động cơ, ly hợp, hộp số chính, cầu ơtơ nằm dọc và ở phía trước, tạo
nên cầu trước chủ động. Toàn bộ các cụm liên kết với nhau thành một khối lớn,
gọn. Nhờ cấu trúc này trọng tâm xe nằm lệch hẳn về phía đầu ơtơ, kết hợp với
cấu tạo vỏ ôtô tạo khả năng ổn định cao khi có lực bên tác động, đồng thời giảm
độ nhạy cảm với gió bên. Song khơng gian đầu ơtơ rất chật hẹp.
- Sơ đồ c: động cơ, ly hợp, hộp số, nằm ngang đặt trước ơtơ, cầu trước chủ động.
Tồn bộ cụm truyền lực làm liền khối, trọng lượng khối động lực nằm lệch hẳn
về phía trước đầu ơtơ giảm đáng kể độ nhạy cảm của ôtô với lực bên nhằm nâng
cao khả năng ổn định ở tốc độ cao. Trong cầu chủ động: bộ truyền bánh răng trụ
thay thế cho bộ truyền bánh răng côn.
- Sơ đồ b, c ngày nay thông dụng, đặt trên các ôtô con một cầu chủ động, có tốc
độ cao nhằm đảm bảo trọng lượng phân bố về phía trước lớn (kể cả khi ơtơ đầy
tải) điều này có lợi cho khả năng điều khiển ôtô và giảm nhẹ công việc lắp ráp
trong sản xuất.
- Sơ đồ d: động cơ, ly hợp, hộp số, cầu chủ động làm thành một khối gọn ở phía
sau ơtơ, cầu sau chủ động. Cụm động cơ nằm sau cầu chủ động. Cấu trúc này hiện
nay ít gặp trên ơtơ loại 4, 5 chỗ ngồi, tuy vậy vẫn tồn tại vì lý do cơng nghệ truyền
thống của các hãng sản xuất hoặc thực hiện trên các loại ôtô mini buýt.
- Sơ đồ e: giống như sơ đồ d nhưng cụm động cơ nằm quay ngược lại, đặt trước

cầu sau.
Hai dạng cấu trúc này rất phù hợp cho việc tăng lực kéo của xe, tức là
đảm bảo khả năng tăng tốc của ôtô tốt, hạ thấp chiều cao đầu ôtô, phù hợp với
việc tạo dáng khí động học cho ơtơ cao tốc.
- Sơ đồ g: động cơ, ly hợp đặt trước xe, hộp số chính, cầu xe đặt sau ơtơ và cũng
tạo nên một khối lớn, trục các đăng nối giữa ly hợp và hộp số chính. Trục các
đăng đặt kín trong vỏ bọc làm tốt việc bảo vệ che bụi cho hệ thống. Trọng lượng
san đều cho cả hai cầu.
- Sơ đồ h: động cơ, ly hợp đặt trước, hộp số chính, hộp phân phối đặt dọc phía
đầu ơtơ, cầu trước và cầu sau chủ động. Nối giữa hộp phân phối và các cầu là

5


các trục các đăng. Sơ đồ này thường gặp ở ôtô có khả năng việt dã cao, ôtô chạy
trên đường xấu.
- Sơ đồ i: động cơ, hộp số, ly hợp, cầu trước thành một khối nằm phía đầu ơtơ,
đáp ứng nhu cầu tăng trọng lượng lên cầu trước. Cầu sau chủ động nối với hộp
số chính thơng qua khớp ma sát, khơng có hộp phân phối. Kết cấu đơn giản và
ơtơ có tính năng việt dã tốt, nhất là khi ơtơ hoạt động trên mặt đường trơn.

Hình 1.1.b Bố trí chung động cơ và hệ thống truyền lực trên ôtô

1.3.2. u cầu cách bố trí chung trên ơtơ
Bố trí động cơ và các tổng thành trên ôtô phải thỏa mãn các yêu cầu cơ
bản sau:
- Hệ số sử dụng chiều dài  phải lớn:


1

L

Trong đó: l: chiều dài thùng chứa hàng (buồng chứa) (m)
L: chiều dài tồn bộ của ơtơ (m)

6


- Chỗ ngồi của người lái phải đảm bảo an tồn dễ thao tác và vệ sinh cơng
nghiệp, có chỗ để kiểm tra, bảo dưỡng các tổng thành.
- Sự phân bố tải trọng lên các cầu phải hợp lý sao cho bảo đảm yêu cầu về
kéo, bám, hãm, chuyển hướng ổn định.
1.3.3. Bố trí động cơ
Trên hình (1.2a) bố trí động cơ ở phía trước ngồi buồng lái sử dụng
nhiều trên xe tải.
Ưu điểm: Dễ kiểm tra, bảo dưỡng, điều chỉnh, bố trí cơ cấu điều khiển
động cơ, ly hợp, hộp số,....thuận lợi.

Hình 1-2 Bố trí động cơ trên ơtơ

Nhược điểm: Hệ số  nhỏ, tầm nhìn của người lái kém.
- Hình (1.2.b,c) động cơ đặt ở phía trước, trong buồng lái ta thấy tầm nhìn
của lái xe tốt, nâng cao được , song kiểm tra và bảo dưỡng động cơ khó. Khắc
phục nhược điểm này người ta làm buồng lái lật được (1.2.h)
- Hình (1.2.d): động cơ đặt đằng sau thường sử dụng ở xe con, xe khách.
Theo kiểu bố trí này vị trí của người lái ngồi rất tốt, khoang hành khách được
cách nhiệt tốt, kết cấu truyền lực gọn, tăng độ bám. Việc điều khiển động cơ, ly
hợp, hộp số....phức tạp.
- Hình (1.2.e): bố trí động cơ ở dưới sàn, thường sử dụng ở xe khách có
ưu điểm như phương án trên song làm giảm khoảng sáng gầm xe và khó kiểm

7


tra, bảo dưỡng, sửa chữa. Việc điều khiển động cơ, ly hợp, hộp số....từ xa nên
phức tạp.
1.3.4. Bố trí hệ thống truyền lực
Có rất nhiều kiểu bố trí hệ thống truyền lực ở ôtô, tùy theo tổng số bánh xe và số
lượng bánh xe chủ động của một ôtô. Ta ký hiệu 4 x 2; 4 x 4; 6 x 4; 6x 6... là các cơng
thức bánh xe, trong đó số thứ nhất biểu thị tổng số bánh xe của một xe (loại bánh kép
cũng chỉ tính một bánh xe), số thứ hai chỉ số bánh xe chủ động. Kiểu hệ thống truyền
lực có ảnh hưởng rất lớn đến bố trí chung tồn xe.
Ở sơ đồ hình (1.3a) động cơ được đặt ở phía trước xe dẫn động cầu chủ động
phía sau. Sơ đồ này tương đối phù hợp với ôtô vận tải nó tận dụng được lực bám khi xe
đầy tải. Theo sơ đồ này trục truyền các đăng tương đối dài nên người ta lắp ổ đỡ trung
gian cho trục truyền, ta gặp trên các ôtô Gaz 53, zil 130, MAZ, giải phóng...
Ở sơ đồ hình (1.3b) động cơ và cầu chủ động đều được bố trí ở phía trước, nên
kết cấu hệ thống truyền lực khá gọn (có thể động cơ và cầu chủ động cùng đặt ở phía
sau). Thơng thường loại bố trí này sử dụng ở hệ thống treo độc lập. Trong trường hợp
này toàn bộ các cụm động cơ, ly hợp, hộp số, truyền lực chính, vi sai được lắp lên
khung xe qua gối đỡ cao su đàn hồi. Như vậy cả cụm tổng thành này khơng có chuyển
động tương đối so với khung xe trong quá trình hoạt động. Sự dịch chuyển tương đối
của bánh xe chủ động so với khung xe nhờ bán trục có hai khớp các đăng đơn. Với
loại xe 4 x 4 hoặc 6 x 6 như hình (1.3c, d...k) có thêm hộp phân phối (8) để phân phối
mơmen xoắn đến các cầu hoặc có thêm hộp trích cơng suất (7) để truyền mơmen xoắn
đến tang tời (10). Có thể truyền động các đăng đến cầu giữa rồi ra cầu sau hoặc từ hộp
phân phối ra cầu giữa và cu sau riờng (k).

Hình 1.3. Sơ đồ bố trí hệ thèng truyÒn lùc
8

Chƣơng 2

TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÁC CƠ CẤU
VÀ CHI TIẾT CỦA ƠTƠ
Ơtơ là một hệ động lực học phức tạp, chuyển động với tốc độ cao trên các
loại đường khác nhau, cho nên tình trạng chịu tải khơng đơn giản. Khi nghiên cứu
độ bền của các kết cấu, chi tiết ơtơ ngồi tải trọng tĩnh cần xét đến tải trọng động.
Thông qua sự tổng hợp giữa tải trọng tĩnh, hệ số an toàn, thống kê xác suất tải trọng
động, chúng ta có một chế độ tải trọng tính tốn và thiết kế.
Trên mỗi loại ôtô, giá trị lớn nhất của mômen xoắn M emax của động cơ đã
được xác định, ta coi Memax là tải trọng tĩnh. Tùy theo điều kiện sử dụng (khi xe
chạy) có lúc các cơ cấu và chi tiết của ôtô chịu những tải trọng động rất lớn
nhưng thời gian tác dụng ngắn. Chúng ta có thể sử dụng hệ số tải trọng động.
Tải trọng động
Kđ =
Tải trọng tĩnh
Để biểu thị mức độ ảnh hưởng lúc có tải trọng động, ta sẽ xét một số
trường hợp thường gặp phát sinh tải trọng động.
2.1. CÁC TRƢỜNG HỢP SINH RA TẢI TRỌNG ĐỘNG
2.1.1. Đóng ly hợp đột ngột
Khi khởi hành ơtơ việc đóng ly hợp đột ngột sẽ sinh ra tải trọng động rất
lớn, vì tốc độ góc của phần bị động tăng lên rất nhanh trong một thời gian ngắn
do đó dẫn đến sự xuất hiện gia tốc góc và mơmen qn tính. Ta thấy xe bị giật
mạnh hoặc động cơ chết máy.
Hiện nay chưa có phương pháp giải tích để tính tốn tải trọng động sinh ra
trong trường hợp này. Thường sử dụng công thức kinh nghiệm có khái niệm về
định tính:
Kd   .

i 8
i

(2-1)

- : hệ số dự trữ mômen của ly hợp
- i: tỉ số truyền chung cho cả hệ thống truyền lực ứng với tay số đang
nghiên cứu
Kết quả thí nghiệm đóng ly hợp đột ngột của xe A3-51
Khởi hành tại chỗ với các
tay số
2
3
4

Hệ số Kđ khi nối bộ ly hợp
đột ngột
3
3,35
3,66

Tỉ lệ giữa mômen động và
tĩnh của bộ ly hợp
1,67
1,82
2,03

2.1.2. Phanh mà khơng cắt ly hợp
2.1.2.1. Trong q trình phanh
Những trường hợp khẩn cấp người ta phanh ôtô không cắt bộ ly hợp, lúc

này tải trọng động gây ra dưới dạng mơmen qn tính. Đặc trưng của trường
hợp này được biểu diễn bằng sơ đồ sau (hình 2.2):
9


Khi phanh do tác dụng của cơ cấu phanh nên xe chuyển động chậm dần
với gia tốc âm Jp: lúc này bộ ly hợp không bị cắt nên thông qua hệ thống truyền
lực được chuyển thành gia tốc góc âm  ở trục khuỷu động cơ - chủ yếu là ở
bánh đà chuyển động với gia tốc góc âm  nên xuất hiện mơmen qn tính.
(2-2)
M J  J BĐ .
Trong đó:
- JBĐ: mơmen qn tính của bánh đà (kg.m2)
-  : gia tốc góc (1/s2)
- Mj: tải trọng động (N.m)

Hình 2.2. Sơ đồ tính tốn tải trọng động khi phanh không cắt ly hợp

Quan hệ giữa  và Jp như sau;


i0 .ih
rbx .J p

(2-3)

Trong đó:
- i0: tỉ số truyền của truyền lực chính
- ih: tỉ số truyền của hộp số ứng với tay số đang sử dụng
- rbx: bán kính bánh xe (m)

- Jp: gia tốc phanh (m.s-2)
Điều kiện phanh tốt nhất là Ppmax = P = Gb. thì có gia tốc phanh lớn nhất
J P max 

 .g


Trong đó:
- : hệ số bám
- g: gia tốc trọng trường (m.s-2)
- : hệ số kể đến ảnh hưởng của các chi tiết chuyển động quay trong lý
thuyết ôtô  được tính:
n

  1

g. J bx
i 1

G.rbx2



g.J BD .i02 .ih2 .
G.rbx2
10


Trong đó:
- G: trọng lượng của ơtơ (N)

- Jbx: mơmen quán tính của một bánh xe (kg.m2)
- n: số lượng bánh xe ôtô
- : hiệu suất truyền lực và mômen lực quán tính lớn nhất là:
M J max  J BD .

i0 .ih .g
.
rbx 

(2-4)

Từ đây ta có nhận xét:
- Nếu .Mms < MJmax thì ly hợp bị trượt, khơng truyền MJmax xuống hệ thống
truyền lực tránh được tải trọng động này.
- Nếu MJmax < Mms. ly hợp không bị trượt, MJmax sẽ tác động lên hệ thống truyền lực
2.1.2.2. Sau khi các bánh xe đã bị hãm
Mặc dù các bánh xe đã hãm chặt, xe dừng, do không cắt bộ ly hợp nên
qn tính bánh đà cịn quay một góc BĐ rồi mới dừng hẳn, Mjmax vẫn tác dụng
lên hệ thống truyền lực làm cho nó bị xoắn (xét trường hợp ly hợp không trượt).
Trước khi động cơ dừng bánh đà chuyển động chậm dần với gia tốc góc
làm xuất hiện lực quán tính
M J  J BD .

dBD
dt

dBD
dt

(2-5)

Cùng với góc quay BĐ, MJ này sẽ truyền qua ly hợp, gây xoắn hệ thống truyền
lực, quan hệ góc xoắn được tính theo:
 BD  c .ih  n .i0 .ih
(2-6)
Trong đó:
- c: góc xoắn của trục các đăng (rad)
- n: góc xoắn của nửa trục trái (rad) các góc xoắn tính theo "sức bền vật
liệu"
c 

M j .ih .ic

n 

(2-7)

J c .G

M j .i0 .ih .i
2.J c .G

Trong đó:
- lc, ln: chiều dài của trục các đăng và nửa trục (m)
- Jc, Jn: mơmen qn tính độc cực của tiết diện trục các đăng và nửa trục (m4)
- G: mô đun trượt của vật liệu (N.m-2)
Thay các giá trị C, n vào (2.6) ta có
 ih2 .ic
i02 .ih2 .in 



 BD  M J 

(2-8)
2
.
.
.
J
G
J
G
c

 c
Nếu gọi:

C

1
i .i
i 2 .i 2 .i
 0 h n
J c .G 2.J c .G
2
h c

(N.m.rad-1)

11

(2-9)


là độ cứng chống xoắn của hệ thống truyền lực khi các bánh xe cùng bị hãm lúc
đó mơmen qn tính có thể viết:
(2-10)
M J  C. BD
từ (2.5) và (2.10) ta có:
J BD 

dBD
 C. BD
dt

(2-11)

Giải phương trình vi phân (2.11) bằng phương pháp tách biến và điều kiện ban
đầu (BDO) (tốc độ góc của bánh đà lúc bắt đầu chuyển động chậm dần) ta có:
J BD
C
 BDO . J BDO .C

 BD max  bDO .

(2-12)

(2-13)
Giá trị MJ có trị số cực đại khi đang sử dụng ở số truyền thẳng i h = 1 hoặc
số truyền tăng ih < 1.

2.2. TẢI TRỌNG TÍNH TỐN DÙNG TRONG THIẾT KẾ ƠTƠ
2.2.1 Tải trọng tính tốn dùng cho hệ thống truyền lực
Tính tốn ơtơ theo tải trọng động rất phức tạp vì nó thay đổi tùy từng điều
kiện sử dụng và đường xá. Hiện nay người ta chủ trương tính tốn ơtơ theo tải
trọng tĩnh và có xét đến điều kiện động bằng cách chọn hệ số an tồn thích hợp
đưa vào hệ số tải trọng động bằng thực nghiệm.
Phương pháp xác định tải trọng tính tốn: tính mơmen từ động cơ và
mômen theo sự bám giữa bánh xe và mặt đường truyền đến chi tiết đang nghiên
cứu (trong lý thuyết ôtô đã đề cập đến điều kiện tốt nhất là mômen kéo tại bánh
xe chủ động bằng mômen bám Mk = M, nếu MK > M (chỉ dùng phần MK =
M) còn phần MK thừa sẽ làm cho bánh xe quay trượt. Nếu M > MK sẽ không
sử dụng hết lực bám và chi tiết chỉ chịu tải MK).
- Mơmen truyền từ động cơ đến chi tiết tính tốn được tính:
MK = Memax.i.
(2-14)
Trong đó:
- Memax: mơmen xoắn lớn nhất của động cơ (N.m)
- i: tỉ số truyền động cơ đến chi tiết cần tính tốn
- : hiệu suất truyền lực từ động cơ đến chi tiết tính tốn
- Mơmen tính theo điều kiện bám
M J max

M 

X .Pbx ..rbx
i .

(2-15)

Trong đó:

- X: số lượng bánh xe chủ động
- Pbx: tải trọng thẳng đứng tác dụng lên 1 bánh xe chủ động (N)
- : hệ số bám (0,7  0,8)
- rbx: bán kính bánh xe (m)
- i: tỉ số truyền từ chi tiết đang tính tốn đến bánh xe chủ động
- : hiệu suất truyền lực từ chi tiết tính tốn đến bánh xe chủ động
2.2.2. Tải trọng tính tốn dùng trong hệ thống khác
2.2.2.1.Chế độ tải trọng tác dụng lên cơ cấu phanh
12


Ta chọn chế độ tính tốn cho cơ cấu phanh khi phanh đạt hiệu suất cực
đại là Mp = M (hoặc Pp = P) sử dụng toàn bộ lực bám của xe khi phanh đến khi
bánh xe sắp (hoặc gần) trượt lê ta có
Mp = M = Zbx .rbx ..
Đối với ơtơ hai cầu mơmen phanh phía trước và phía sau được xác định.
m0

M P1   .rbx . 2.L .g b  .hg 

M   .r . m0 .g .a  .h 
bx
g
 P 2
2.L

(2-16)

Trong đó:
- Zbx: phản lực thẳng đứng tác dụng lên các bánh xe (N)

- L, hg, a, b: chiều dài cơ sở, chiều cao trọng tâm xe, khoảng cách từ trọng
tâm xe đến cầu trước, cầu sau (m)
- g: gia tốc trọng trường (m.s-2)
- m0: hệ số phân bố tải trọng
Thông thường chọn trb = 0,4  0,55 khi phanh với cường độ cực đại trên
đường có  < tb bánh trước bị khóa cứng và trượt lê, mất tính dẫn hướng
cịn  > tb thì bánh sau bị khóa cứng trước.
2.2.2.2. Tải trọng tác dụng lên hệ thống lái
- Mômen cực đại tác dụng lên vành tay lái
M  Pmax .R (N.m)
(2-17)
R: bán kính vành tay lái (m)
Pmax: lực cực đại tác dụng lên vành tay lái, với xe tải chọn khoảng (400 
500) N, với xe con chọn khoảng (150  200)N.
Ngoài ra với các chi tiết của hệ thống treo và cầu khi tính tốn sức bền
ngồi việc dựa vào tải trọng cực đại tác dụng thông qua tải trọng tĩnh còn phải
kể đến hệ số tải trọng động.
Thực nghiệm đã chỉ rõ hệ số tải trọng động tăng khi độ cứng của hệ thống
treo và tốc độ chuyển động tăng và tải trọng của ơtơ giảm. Vì vậy khi tính người
ta lựa chọn sao cho thật phù hợp.

13


Chƣơng 3

LY HỢP
3.1. CƠNG DỤNG, PHÂN LOẠI, U CẦU
3.1.1. Cơng dụng
Trong hệ thống truyền lực của ôtô, ly hợp là một trong những cụm chính,

nó có cơng dụng là:
- Nối động cơ với hệ thống truyền lực khi ôtô di chuyển.
- Ngắt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong trường hợp ôtô khởi
hành hoặc chuyển số.
- Đảm bảo là cơ cấu an toàn cho các chi tiết của hệ thống truyền lực khi
gặp quá tải như trong trường hợp phanh đột ngột mà không nhả ly hợp.
3.1.2. Phân loại
3.1.2.1. Theo phương pháp truyền mômen
Theo phương pháp truyền mômen từ trục khuỷu của động cơ đến hệ thống
truyền lực người ta chia ly hợp thành các loại sau:
- Ly hợp ma sát: mômen truyền động nhờ các bề mặt ma sát.
- Ly hợp thuỷ lực: mômen truyền động nhờ năng lượng của chất lỏng.
- Ly hợp điện từ: mômen truyền động nhờ tác dụng của từ trường nam
châm điện.
- Ly hợp liên hợp: mômen truyền động bằng cách kết hợp hai trong các
loại kể trên.
3.1.2.2. Theo trạng thái làm việc của ly hợp
Theo trạng thái làm việc của ly hợp người ta chia ly hợp ra thành 2 loại sau:
- Ly hợp thường đóng.
- Ly hợp thường mở.
3.1.2.3. Theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép
Theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép người ta chia ra các loại ly
hợp sau:
- Loại lò xo (lò xo đặt xung quanh, lò xo trung tâm, lò xo đĩa);
- Loại nửa ly tâm: lực ép sinh ra ngoài lực ép của lị xo cịn có lực ly tâm
của trọng khối phụ ép thêm vào;
- Loại ly tâm: ly hợp ly tâm sử dụng lực ly tâm để tạo lực ép đóng và mở ly hợp.
3.1.2.4. Theo phương pháp dẫn động ly hợp
Theo phương pháp dẫn động ly hợp người ta chia ly hợp ra thành các loại sau:
- Ly hợp dẫn động cơ khí;

- Ly hợp dẫn động thuỷ lực;
- Ly hợp dẫn động có cường hố:
- Ly hợp dẫn động cơ khí cường hố khí nén;
- Ly hợp dẫn động thuỷ lực cường hố khí nén.
3.1.3. u cầu
- Ly hợp phải có khả năng truyền được mơmen lớn nhất của động cơ mà
không bị trượt ở bất kỳ điều kiện sử dụng nào, muốn vậy mômen ma sát sinh ra
trong ly hợp phải lớn hơn mômen xoắn của động cơ.
14


- Khi đóng ly hợp phải êm dịu để giảm tải trọng va đập sinh ra trong các
răng của bánh răng trong hộp số khi khởi hành ôtô và khi sang số lúc ôtô đang
chuyển động.
- Khi mở ly hợp phải dứt khốt và nhanh chóng, tách động cơ ra khỏi hệ
thống truyền lực trong thời gian ngắn.
- Mômen quán tính phần bị động của ly 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 ly hợp phải đơn giản, dễ điều chỉnh chăm sóc.
3.2. BỘ LY HỢP MA SÁT
Đối với hệ thống ly hợp, về mặt cấu tạo người ta chia thành 2 bộ phận chính:
- Cơ cấu ly hợp: là bộ phận thực hiện việc nối và ngắt truyền động từ
động cơ đến hệ thống truyền lực.
- Dẫn động ly hợp: là bộ phận thực hiện việc điều khiển đóng mở ly hợp.
3.2.1. Ly hợp ma sát khơ một đĩa bị động lị xo ép hình trụ bố trí xung quanh

Hình 3.1.a. Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khơ một đĩa lị xo trụ bố trí xung quanh
1 - bánh đà; 2 - đĩa ma sát;3 - đĩa ép; 4 - lò xo ép; 5 - vỏ ly hợp; 6 - bạc mở; 7 - bàn

đạp; 8 - lò xo hồi vị bàn đạp;9 - đòn kéo; 10 - càng mở; 11 - bi "T"; 12 - đòn mở;
13 - bộ giảm chấn.

15


Nhìn theo B

Hình 3.1.b. Cấu tạo của ly hợp 1 đĩa bị động lị xo trụ bố trí xung quanh
1- trục khuỷu; 2,3 - bulông; 4 - bánh đà; 5 - đĩa ép; 6 - tấm thép truyền lực; 7 - tấm
đệm; 8 - bulông; 9 - vỏ ly hợp; 10 - đệm cách nhiệt; 11 - lò xo ép; 12 - vỏ trong ly
hợp; 13 - bi "T"; 14 - bạc mở; 15 - lò xo hồi vị bạc mở; 16 - ống trượt; 17 - càng mở;
18 - đòn mở; 19 - đai ốc điều chỉnh; 20 - bulông điều chỉnh; 21 - tấm hãm; 22 - quang
treo; 23 - cácte ly hợp; 24 - bulông; 25 - chốt; 26 - bi kim; 27 - bulông; 28 - đĩa bị
động; 29 - vú mỡ; 31 - bulông; 32 - tấm thép; 33 - trục ly hợp; 34 - ngõng trục ly hợp.

3.2.1.1. Cấu tạo
Cấu tạo chung của ly hợp được chỉ ra trên hình 3.1.a và 3.1.b. hình 3.1.a
thể hiện cấu tạo của ly hợp dưới dạng sơ đồ đơn giản. hình 3.1.b thể hiện kết cấu
thực của nó. Cấu tạo của ly hợp có thể chia thành 2 nhóm chính sau:
- Nhóm các chi tiết chủ động gồm bánh đà, vỏ ly hợp, đĩa ép, đòn mở và
các lị xo ép. Khi ly hợp mở hồn tồn thì các chi tiết thuộc nhóm chủ động sẽ
quay cùng với bánh đà.
- Nhóm các chi tiết bị động gồm đĩa bị động (đĩa ma sát), trục ly hợp. Khi
ly hợp mở hồn tồn các chi tiết thuộc nhóm bị động sẽ đứng yên.
Theo sơ đồ cấu tạo ở hình 3.1.a, vỏ ly hợp 5 được bắt cố định với bánh đà
1 bằng các bulơng, đĩa ép 3 có thể dịch chuyển tịnh tiến trong vỏ và có bộ phận
truyền mômen từ vỏ 5 vào đĩa ép. Các chi tiết 1, 3, 4, 5 được gọi là phần chủ
động của ly hợp, chi tiết 2 được gọi là phần bị động của ly hợp. Các chi tiết còn
lại thuộc bộ phận dẫn động ly hợp.

Cấu tạo thực tế của ly hợp ma sát khơ một đĩa bị động, lị xo trụ bố trí
xung quanh được thể hiện trên hình 3.1.b. Cũng như ở sơ đồ nguyên lý, cấu tạo
của ly hợp khơ một đĩa ma sát lị xo trụ bố trí xung quanh gồm các bộ phận
chính sau:
Bộ phận chủ động bao gồm: bánh đà 4, đĩa ép 5 và vỏ 12;

16


Bộ phận bị động bao gồm: đĩa ma sát 28, trục ly hợp 33 (và các chi tiết
quay cùng trục ly hợp)
Kết cấu của một số bộ phận chính trong ly hợp:
+ Lị xo ép có dạng hình trụ được bố trí xung quanh với số lượng 9,12, ... với
cách bố trí này kết cấu nhỏ gọn khoảng khơng gian chiếm chỗ ít vì lực ép lên đĩa ép
qua nhiều lị xo cùng một lúc. Tuy nhiên nó cũng có nhược điểm là các lị xo khơng
đảm bảo được các thơng số giống nhau hồn tồn, do đó phải lựa chọn thật kỹ nếu
không lực ép trên đĩa ép sẽ khơng đều làm tấm ma sát mịn khơng đều.
+ Đĩa ma sát (đĩa bị động) của ly hợp là một trong những chi tiết đảm bảo
yêu cầu của ly hợp là đóng phải êm dịu.

Hình 3.2 Cấu tạo đĩa ma sát
1,13:tấm ma sát, 2: lỗ đinh tán, 3:xương đĩa tấm, 4: đinh tán, 5: vành đĩa, 6,9:
vành đệm, 10,11: lò xo, 8,12: khung giảm chấn

Kết cấu các chi tiết của đĩa ma sát được thể hiện trên hình 3.2. Để tăng
tính êm dịu người ta sử dụng đĩa bị động loại đàn hồi, độ đàn hồi của đĩa bị động
được giải quyết bằng cách kết cấu có những hình dạng đặc biệt và có thể dùng
thêm những chi tiết có khả năng làm giảm độ cứng của đĩa. Trong kết cấu của
xương đĩa bị động gồm nhiều chi tiết lắp ghép với nhau để giảm độ cứng của
xương đĩa. như trên hình 3.2 xương đĩa được ghép từ vành đĩa 5 với các tấm 3

bằng các đinh tán 4. Có xẻ những rãnh hướng tâm hoặc ghép bằng nhiều tấm,
các đường xẻ này chia đĩa bị động ra làm nhiều phần.
Xương đĩa được tán với các tấm ma sát 1 tạo thành đĩa ma sát. Trong quá
trình làm việc của ly hợp do có trượt nên sinh cơng ma sát và sinh nhiệt nên tấm
ma sát phải có những yêu cầu đảm bảo hệ số ma sát cần thiết, có khả năng chống
mài mịn ở nhiệt độ cao, có độ bền cơ học cao.
Giữa xương đĩa và moayơ của đĩa bị động có bố trí bộ giảm chấn, để tránh
cho hệ thống truyền lực của ôtô khỏi những dao động cộng hưởng sinh ra khi có
sự trùng hợp một trong những tần số dao động riêng của hệ thống truyền lực với
tần số dao động của lực gây nên bởi sự thay đổi mômen quay của động cơ. Chi
tiết đàn hồi của giảm chấn là các lò xo 11 dùng để giảm độ cứng của hệ thống
truyền lực do đó giảm được tần số dao động riêng và khắc phục khả năng xuất
17


hiện ở tần số cao. Do độ cứng tối thiểu của các chi tiết đàn hồi của giảm chấn bị
giới hạn bởi điều kiện kết cấu của ly hợp, cho nên hệ thống truyền lực của ôtô
không thể tránh khỏi cộng hưởng ở tần số thấp. Bởi vậy ngoài chi tiết đàn hồi ra
trong bộ giảm chấn cịn có chi tiết ma sát 6 và 9 nhằm thu năng lượng của các
dao động cộng hưởng ở tần số thấp.
+ Các địn mở ly hợp (thường là 3 hoặc 4) có dạng đòn bẩy dùng để kéo
đĩa ép khi mở ly hợp. Một đầu đòn mở được tựa trên vỏ ly hợp cịn đầu kia nối
với đĩa ép.

a.

b.

Hình 3.3 Địn mở ly hợp
1 - đĩa ép; 2 - đòn mở; 3 - ổ bi kim; 4 - bulơng treo địn mở; 5 - lò xo; 6 - tấm chặn đầu

đòn mở; 7 - vỏ ly hợp; 10, 11 - chốt tự lựa; 12 - quang treo đòn mở.

Về mặt kết cấu địn mở phải có độ cứng vững tốt, nhất là trong mặt phẳng
tác dụng lực. Khi mở ly hợp đĩa ép dịch chuyển tịnh tiến còn khớp bản lề trên
đòn mở lại quay quanh điểm nối đòn mở với tai đĩa ép nên để tránh cưỡng bức
cho địn mở thì chi tiết nối đòn mở với vỏ ly hợp phải có kết cấu tự lựa.
+ Khi mở ly hợp đĩa ép phải dịch chuyển tịnh tiến cịn khi đóng ly hợp đĩa
ép cùng với bánh đà truyền mômen cho đĩa bị động của ly hợp nên bất kỳ ở một
ly hợp nào cũng phải có kết cấu hoặc chi tiết truyền mômen từ vỏ ly hợp (hoặc
bánh đà) sang đĩa ép. Như trên hình 3.1.b chi tiết số 4 là thanh đàn hồi để truyền
mômen từ vỏ ly hợp sang đĩa ép. Trên hình 3.4.b sự truyền mơmen từ vỏ vào đĩa
ép được thực hiện bởi lỗ trên vỏ và vấu trên bánh đà.
3.2.1.2. Nguyên lý hoạt động
Trạng thái đóng ly hợp: theo Hình 3.1.a ở trạng thái này lị xo 4 một đầu
tựa vào vỏ 5, đầu còn lại tì vào đĩa ép 3 tạo lực ép để ép chặt đĩa bị động 2 với
bánh đà 1 làm cho phần chủ động và phần bị động tạo thành một khối cứng. Khi
này mômen từ động cơ được truyền từ phần chủ động sang phần bị động của ly
hợp thông qua các bề mặt ma sát của đĩa bị động 2 với đĩa ép 3 và bánh đà 4.
Tiếp đó mômen được truyền vào xương đĩa bị động qua bộ giảm chấn 13 đến
moayơ rồi truyền vào trục ly hợp (trục sơ cấp hộp số). Lúc này giữa bi "T" 11 và
đầu địn mở 12 có một khe hở từ 3-4 mm tương ứng với hành trình tự do của bàn
đạp ly hợp từ 30-40 mm.
18


Trạng thái mở ly hợp: khi cần ngắt truyền động từ động cơ tới trục sơ cấp
của hộp số người ta tác dụng một lực vào bàn đạp 7 thông qua đòn kéo 9 và
càng mở 10, bạc mở 6 mang bi "T" 11 sẽ dịch chuyển sang trái. Sau khi khắc
phục hết khe hở bi "T" 11 sẽ tì vào đầu địn mở 12. Nhờ có khớp bản lề của đòn
mở liên kết với vỏ 5 nên đầu kia của đòn mở 12 sẽ kéo đĩa ép 3 nén lò xo 4 lại

để dịch chuyển sang phải. Khi này các bề mặt ma sát giữa bộ phận chủ động và
bị động của ly hợp được tách ra và ngắt sự truyền động từ động cơ tới trục sơ
cấp của hộp số.
3.2.2. Ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động lị xo ép hình trụ bố trí xung quanh
Đối với một số ôtô vận tải khi cần phải truyền mômen lớn người ta sử
dụng ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động. So với ly hợp ma sát khô một đĩa bị
động, ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động có những ưu nhược điểm sau:
+ Nếu cùng một kích thước đĩa bị động và cùng một lực ép như nhau thì
ly hợp hai đĩa truyền được mômen lớn hơn ly hợp một đĩa.
+ Nếu phải truyền một mơmen như nhau thì ly hợp hai đĩa có kích thước
nhỏ gọn hơn ly hợp một đĩa.
+ Ly hợp hai đĩa khi đóng êm dịu hơn nhưng khi mở lại kém dứt khoát
hơn ly hợp một đĩa.
+ Ly hợp hai đĩa có kết cấu phức tạp hơn ly hợp một đĩa.
3.2.2.1. Cấu tạo
Cấu tạo của ly hợp hai đĩa bị động được thể hiện trên hình 3.5.
1

17

2 3 4 5 6 7

9

1615

10

11

14 13

12

Hình 2.5: Sơ đồ cấu tạo ly hợp hai đĩa
1 - bánh đà; 2 - lò xo ®Üa bÞ ®éng; 3 - ®Üa Ðp trung gian; 4 - đĩa bị động; 5 - đĩa ép; 6 - bulông
hạn chế; 7 - lò xo ép; 8 - vỏ ly hợp; 9 - bạc mở; 10 - trục ly hợp; 11 - bàn đạp ly hợp; 12 - lò
xo hồi vị bàn đạp ly hợp; 13 - thanh kéo; 14 - cµng më; 15 - bi "T"; 16 - đòn mở;
17 - lò xo giảm chấn.

Nhỡn chung cu to của ly hợp hai đĩa cũng bao gồm các bộ phận và các
chi tiết cơ bản như đối với ly hợp một đĩa. Điểm khác biệt là ở ly hợp hai đĩa có
hai đĩa bị động 4 cùng liên kết then hoa với trục ly hợp 10. Vì có hai đĩa bị động
nên ngồi đĩa ép 5 cịn có thêm đĩa ép trung gian 3. Ở ly hợp hai đĩa phải bố trí
cơ cấu truyền mơmen từ vỏ hoặc bánh đà sang đĩa ép và cả đĩa trung gian.
19


Vì nhược điểm của ly hợp hai đĩa là mở khơng dứt khốt nên ở những loại
ly hợp này người ta phải bố trí cơ cấu để tạo điều kiện cho ly hợp khi mở được
dứt khốt. Như trên Hình 3.5 thì cơ cấu này được thực hiện bởi lị xo 2 và bu
lông điều chỉnh 6. Khi mở ly hợp đĩa lò xo 2 sẽ đẩy đĩa trung gian tách khỏi đĩa
bị động bên trong và khi đĩa trung gian 3 chạm vào đầu bulơng điều chỉnh 6 thì
dừng lại nên đĩa bị động bên ngoài (đĩa bị động số 4) cũng được tự do.

Hình 3.5 Cấu tạo của ly hợp hai đĩa ma sát
1,22: đĩa bị động; 2: đĩa ép trung gian;3: ống ; 4: đĩa ép chính; 5:ống kẹp chặt
càng nối; 6: đòn mở ly hợp; 7: lị xo lá; 8: ống dẫn mỡ bơi trơn; 9: lò xo; 10: ổ bi của bạc
mở; 11: lò xo hồi vị bạc mở; 13: càng mở; 14: vòng đẩy ; 15: trục quay đòn mở; 16: lo xo
ép; 17: vỏ ly hợp; 18: đệm cách nhiệt; 19: bulông kẹp vỏ ;20: các te ly hợp; 21: bánh đà;

23: trục; 24: moay ơ; 25: lò xo giảm chấn; 26: các đĩa phụ; 27:cơ cấu tự động điều chỉnh

3.2.2.2. Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý làm việc của ly hợp hai đĩa cũng tương tự như ly hợp một
đĩa.Trạng thái đóng: ở trạng thái đóng các lị xo ép 7 một đầu tựa vào vỏ ly
hợp 8 đầu kia tì vào đĩa ép 5 ép chặt toàn bộ các đĩa ma sát 4 và đĩa trung
gian 3 với bánh đà tạo thành một khối cứng giữa các chi tiết chủ động và bị
động của ly hợp, mômen được truyền từ động cơ tới bộ phận chủ động, bị
động và tới trục ly hợp.
Trạng thái mở: khi cần mở ly hợp người ta tác dụng một lực vào bàn
đạp 11 thơng qua địn kéo 13 kéo càng mở 14 đẩy bạc mở 9 dịch chuyển
sang trái. Khi khe hở  giữa bi "T" 15 và đầu địn mở 16 được khắc phục
thì bi "T" 15 sẽ ép lên đầu đòn mở để kéo đĩa ép 5 nén lò xo 7 làm đĩa ép
20


dịch chuyển sang phải tạo khe hở giữa các đĩa bị động với các đĩa ép, đĩa
trung gian và bánh đà. Do đó trục ly hợp được quay tự do ngắt đường
truyền mômen từ động cơ tới trục ly hợp.
3.2.2.3. Kết cấu cụ thể của ly hợp hai đĩa ma sát
3.2.3. Ly hợp ma sát khô một đĩa bị động lị xo ép hình đĩa
3.2.3.1. Cấu tạo

a. Trạng thái đóng

b. Trạng thái mở

Hình 3.7: Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khơ một đĩa lị xo ép hình đĩa
1 - đĩa bị động; 2 - đĩa ép; 3 - vỏ ly hợp; 5 - bạc mở; 6 - trục ly hợp; 7 - càng mở; 8 - lò
xo ép dạng đĩa; 9 - tấm ma sát; 10 - bánh đà; 11 - trục khuỷu động cơ.

Về mặt cấu tạo, ly hợp ma sát khơ một đĩa lị xo ép hình đĩa cũng gồm các
bộ phận và chi tiết tương tự như ở ly hợp ma sát khô một đĩa lị xo trụ bố trí
xung quanh. Điểm khác biệt ở đây là thay vì những lị xo trụ bố trí xung quanh
người ta sử dụng một lò xo dạng đĩa hình cơn với góc cơn là rất lớn (khoảng
176o), với việc sử dụng lị xo dạng đĩa hình cơn người ta có thể tận dụng kết cấu
này để đóng mở ly hợp mà khơng cần phải có địn mở riêng. Mặt đáy của đĩa ép
hình cơn được tì trực tiếp vào đĩa ép, phần giữa của đĩa ép được liên kết với vỏ
3. Mặt đỉnh của đĩa ép sẽ được sử dụng để mở ly hợp khi bạc mở 5 ép lên nó.
Nguyên lý làm việc của ly hợp ma sát khơ một đĩa lị xo ép hình đĩa được
thể hiện ở hình 3.7. a và 3.7.b.
3.2.3.2. Nguyên lý làm việc
Theo sơ đồ cấu tạo trên Hình 3.7, nguyên lý làm việc của ly hợp ma sát
khơ một đĩa lị xo ép hình đĩa được mơ tả như sau:
Trạng thái đóng: do phần giữa của đĩa ép tì vào vỏ 3 của ly hợp nên mặt
đáy của nó tì vào đĩa ép 2 ép chặt đĩa bị động 1 với bánh đà làm cho phần chủ
động và bị động của ly hợp trở thành một khối cứng và mômen được truyền từ
động cơ tới trục ly hợp.
Trạng thái mở: khi cần mở ly hợp người ta tác dụng một lực vào cơ cấu
dẫn động ly hợp kết quả là một đầu của càng mở 7 sẽ tì vào bạc mở 5 dịch
chuyển sang bên trái ép vào mặt đỉnh của lị xo đĩa hình cơn. Do phần giữa của
đĩa ép được liên kết với vỏ 3 nên mặt đáy của đĩa ép sẽ dịch chuyển sang phải

21


kéo đĩa ép tách khỏi đĩa bị động 1 làm đĩa bị động 1 quay tự do. Lúc này ly hợp
ngắt sự truyền mômen từ động cơ tới trục ly hợp.
Ưu điểm cơ bản của ly hợp sử dụng lò xo đĩa hình cơn khơng những có
kết cấu đơn giản, kích thước nhỏ gọn, lực ép lên đĩa ép đều, khơng cần sử dụng

chi tiết địn mở mà cịn có đặc tính làm việc tốt hơn ly hợp sử dụng lị xo trụ:

Hình 3.8: So sánh đặc tính làm việc của ly hợp lò xo đĩa và lò xo trụ

Điều đó được thể hiện trên hình 3.8. Ở đồ thị này chỉ ra quan hệ giữa lực
ép trên đĩa ép với sự dịch chuyển của đĩa ép. Đường nét liền là đặc tính của ly
hợp lị xo đĩa và đường nét đứt là đường đặc tính của ly hợp lị xo trụ. Khi áp lực
Po của đĩa ép tại vị trí bình thường (tức là vị trí khi đĩa ma sát còn mới) là bằng
nhau ở cả hai kiểu lò xo, áp lực đĩa ép tại vị trí mở ly hợp lớn nhất (đạt được khi
bàn đạp đạp ly hợp được đạp hết) đối với kiểu lò xo trụ là P' 2, còn đối với kiểu
lò xo đĩa là P2, P2 < P'2. Điều này có nghĩa là đối với kiểu lò xo đĩa, lực cần thiết
lên bàn đạp ly hợp nhỏ hơn kiểu lò xo trụ một lượng "a" như trên hình vẽ. Khi
bề mặt đĩa ma sát mịn tới giá trị tới hạn, áp lực đĩa ép của kiểu lò xo trụ giảm
xuống tới P'1, còn áp lực đĩa ép của kiểu lò xo đĩa là P1, P1 gần bằng giá trị Po.
Vì vậy khả năng truyền mơmen của ly hợp kiểu lị xo đĩa khơng giảm, trong khi
đó áp lực đĩa ép của ly hợp lị xo trụ trong cùng một điều kiện giống với kiểu lò
xo đĩa giảm xuống tới P'1 rất nhỏ, nên ly hợp có xu hướng trượt ở chế độ này.
3.2.3.3. Kết cấu cụ thể của ly hợp lò xo đĩa
Kết cấu của ly hợp lị xo đĩa được chỉ ra trên hình 3.9. Những chi tiết cơ
bản của nó đã được phân tích ở mục 3.2.3.1 trên cơ sở hình vẽ 3.7 nên khơng
nhắc lại ở đây nữa.
Ở đây ta phân tích thêm về kết cấu của cơ cấu truyền mômen từ vỏ ly hợp
sang đĩa ép. Ta thường gặp ba kiểu truyền sau:

22


Hình 3.9. Kết cấu ly hợp một đĩa lị xo hình đĩa

* Kiểu truyền động vấu:

Hình 3.10. Kiểu truyền động vấu

Ở kiểu truyền động này mômen xoắn được truyền từ nắp ly hợp (vỏ ly
hợp) sang đĩa ép thông qua các lỗ trên vỏ và các vấu trên đĩa ép. Ở vỏ của ly hợp
người ta khoét một số lỗ được gọi là vùng tiếp vấu, còn ở trên đĩa ép lại bố trí
một số vấu tương ứng. Trong quá trình làm việc vấu trên đĩa ép ln nằm lọt
trong vùng tiếp vấu ở vỏ ly hợp nên đĩa ép vẫn có thể dịch chuyển tịnh tiến và
nhận mơmen truyền từ vỏ ly hợp sang vấu đĩa ép. Trong quá trình làm việc lỗ
của vùng tiếp vấu và vấu có thể bị mịn nên khe hở tăng do đó gây ồn khi ly hợp
làm việc.
* Kiểu truyền động bản giằng hướng tâm:
Ở kiểu này nắp ly hợp (vỏ ly hợp) được nối vào đĩa ép theo hướng tâm
bằng các bản giằng (tấm thép) thay cho vấu. Khác với kiểu truyền động vấu, cơ
cấu bản giằng khơng bị mịn theo thời gian làm việc của ly hợp nên không gây
ồn khi ly hợp làm việc.

23