Thiết kế hệ thống ly hợp trên cơ sở xe toyota fortuner 2018

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

MỤC LỤC
MỤC LỤC.................................................................................................................... 1
LỜI NÓI ĐẦU.............................................................................................................. 4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LY HỢP.................................................................5
1.1. Công dụng phân loại và yêu cầu:.........................................................................5
1.1.1. Công dụng:.................................................................................................5
1.1.2. Phân loại:...................................................................................................5
1.1.3. Yêu cầu:......................................................................................................6
1.2. Một số loại ly hợp điển hình trên ơ tơ:................................................................6
1.2.1 Ly hợp ma sát một đĩa dẫn động cơ khí :.................................................6
1.2.2. Ly hợp ma sát 2 đĩa:..................................................................................7
1.2.3. Ly hợp ma sát một đĩa lò xo đĩa...............................................................7
1.3. Kết cấu một số loại dẫn động ly hợp...................................................................8
1.3.1. Dẫn động cơ khí.........................................................................................8
1.3.2. Dẫn động cơ khí có trợ lực khí nén..........................................................9
1.3.3. Dẫn động thuỷ lực.....................................................................................9
1.3.4. Dẫn động thuỷ lực có trợ lực chân khơng..............................................10
CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP TRÊN CƠ SỞ XE
TOYOTA FORTUNER 2018....................................................................................11
2.1. Giới thiệu chung về xe Fortuner 2018..............................................................11
2.2. Các thông số kỹ thuật của ô tô Fortuner 2018...................................................12
2.3. Lựa chọn phương án thiết kế cơ cấu ly hợp.....................................................13
2.3.1 .Lựa chọn phương án...............................................................................13
2.3.1.1.Phương án 1: Ly hợp ma sát khô.........................................................13
2.3.1.2. Phương án 2: Ly hợp thủy lực.............................................................16
2.3.1.3. Phương án 3: Ly hợp điện từ...............................................................17
2.3.1.4. Phương án lựa chọn lò xo ép................................................................18
2.3.2. Lựa chọn phương án dẫn động.......................................................................21
2.3.2.1. Phương án 1: Dẫn động ly hợp bằng cơ khí.......................................21

2.3.2.2. Phương án 2: Dẫn động ly hợp bằng thủy lực....................................23
2.3.2.3. Phương án 3: Dẫn động thủy lực có trợ lực chân không:..................25

2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

2.3.2.4. Phương án 4 : Dẫn động ly hợp bằng thủy lực có trợ lực khí nén....27
2.3.3 Kết cấu ly hợp xe Toyota Fortuner 2018........................................................29
2.3.3.1. Sơ đồ nguyên lý chung.........................................................................29
2.3.3.2. Kết cấu cụm ly hợp:.............................................................................30
2.3.3.3. Phân tích kết cấu:.................................................................................30
2.3.4. Dẫn động ly hợp.......................................................................................33
2.4. Tính tốn thiết kế ly hợp trên cơ sở xe Toyota Fortuner 2018..........................35
2.4.1. Xác định các thông số của ly hợp..................................................................35
2.4.1.1. Xác định mô men ma sát của ly hợp...................................................35
2.4.1.2 Xác định kích thước cơ bản của ly hợp................................................36
2.4.1.3. Chọn số lượng đĩa bị động...................................................................37
2.4.2. Tính kiểm tra điều kiện làm việc của ly hợp..................................................38
2.4.2.1. Xác định công trượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp.................38
2.4.2.2 Kiểm tra theo nhiệt độ chi tiết..............................................................40
2.4.3. Tính tốn sức bền một số chi tiết chủ yếu của ly hợp....................................40
2.4.3.1 Tính sức bền đĩa bị động:.....................................................................40
2.4.3.1 Moayơ đĩa bị động.................................................................................44
2.4.3.3. Tính bền lị xo đĩa.................................................................................46
2.4.3.4 Lị xo giảm chấn.....................................................................................49
2.4.4. Tính tốn thiết kế dẫn động ly hợp................................................................53
2.4.4.1. Tỉ số truyền và lực tác động lên bàn đạp ly hợp.................................53
2.4.4.2. Tính tốn và thiết kế xy lanh dẫn động...............................................55

CHƯƠNG 3: SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG CỤM LY HỢP.....................................60
3.1. Những hư hỏng thường gặp , bảo dưỡng sửa chữa...........................................60
3.1.1. Ly hợp bị trượt:.......................................................................................60
3.1.2. Ly hợp ngắt khơng hồn tồn:...............................................................61
3.1.3. Ly hợp đóng đột ngột:.............................................................................61
3.1.4. Ly hợp phát ra tiếng kêu:.......................................................................62
3.1.5. Bàn đạp ly hợp bị rung:..........................................................................62
3.1.6. Đĩa ép bị mòn nhanh:..............................................................................62
3.1.7. Bàn đạp ly hợp nặng:..............................................................................63
3.1.8. Hỏng hệ thống dẫn động thuỷ lực:.........................................................63
2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

3.2. Kiểm tra sửa chữa đĩa ma sát............................................................................66
3.3. Kiểm tra sửa chữa cụm đĩa ép, lõ xo ép và vỏ ly hợp.......................................66
3.4. Lắp bộ ly hợp và điều chỉnh độ đồng đều của các đòn mở...............................67
3.5. Kiểm tra khớp trượt và vòng bi nhả ly hợp.......................................................67
3.6. Lắp cơ cấu điều khiển và điều chỉnh hành trình tự do bàn đạp ly hợp..............68
KẾT LUẬN................................................................................................................70
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................71

LỜI NÓI ĐẦU

2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Cùng với sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật nói chung và ngành
cơng nghiệp chế tạo ơ tơ nói riêng, trong những thập kỷ gần đây đã có những bước
phát triển nhanh chóng vượt bậc với nhiều loại ô tô hiện đại ra đời, với nhiều cụm,
nhiều bộ phận, chi tiết của ô tô đã được cải tiến, thay thế bằng những vật liệu mới nhẹ,
bền hơn và dần được hoàn thiện để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người
cũng như của các ngành kinh tế khác.
Đặc biệt tại Việt Nam nền công nghiệp ô tô trong những năm gần đây đang có những
phát triển mạnh mẽ. Điều đó dẫn đến một đòi hỏi cho những kỹ sư của chúng ta phải
không ngừng nâng cao hiểu biết và sự sáng tạo trong thực tế để có thể theo kịp tiến độ
phát triển trên thế giới nhằm đóng góp cơng sức của mình cho sự phát triển của ngành
ơ tơ nói riêng và của nền kinh tế nói chung. Sau một quá trình tìm hiểu và nghiên cứu
cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Th.S Vũ Thế Truyền, em đã được giao
và thực hiện đề tài tốt nghiệp mang tên “Thiết kế hệ thống ly hợp trên cơ sở xe
Toyota Fortuner 2018”.
Trong quá trình làm đồ án, mặc dù bản thân đã hết sức cố gắng và được sự hướng dẫn
giúp đỡ tận tình của Thầy hướng dẫn Th.S Vũ Thế Trùn và các thầy trong bộ mơn
Cơ khí ô tô Trường ĐH Công Nghệ Giao Thông Vận Tải .
Do khả năng và trình độ cịn nhiều hạn chế nên đề tài khơng tránh khỏi được những sai
sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy trong bộ mơn Cơ khí ơ tơ
và các bạn đồng nghiệp để đề tài của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Th.S Vũ Thế Truyền
cũng như các thầy trong bộ mơn Cơ khí ơ tơ - Khoa Cơ khí và các bạn đồng nghiệp đã
giúp đỡ em hoàn thành đề tài đồ án tốt nghiệp!
Sinh viên thực hiện
Lưu Quang Long

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LY HỢP.

2

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1.1. Công dụng phân loại và yêu cầu:
1.1.1. Công dụng:
+ Ly hợp dùng để nối ngắt động cơ với hệ thống truyền lực trong thời gian ngắn,
chẳng hạn khi phanh hoặc chuyển số
+ Là bộ phận an toàn để bảo vệ cho chi tiết trong hệ thống truyền lực khi bị quá tải.
+ Dập tắt dao động cộng hưởng và nâng cao chất lượng của hệ thống truyền lực.
1.1.2. Phân loại:
a) Theo phương pháp truyền mô men chia ra:
+ Ly hợp ma sát: Mô men truyền động nhờ các mặt ma sát.
+ Ly hợp thủy lực: Mô men truyền nhờ chất lỏng.
+ Ly hợp nam châm điện: Mô men truyền nhờ tác dụng của trường nam châm điện.
+ Loại liên hợp: Mô men truyền nhờ các loại trên kết hợp.
b) Tùy theo hình dạng của chi tiết ma sát chia ra:
+ Ly hợp đĩa: Phần bị động gồm một, hai hoặc nhiều đĩa.
+ Ly hợp nón: Đĩa bị động có dạng hình nón.
+ Ly hợp hình trống: Phần bị động làm theo kiểu má phanh và tang trống.
Loại ly hợp hình nón và tang trống ngày nay khơng dùng trên ơ tơ nữa vì mơ men qn
tính của chi tiết bị động của chúng lớn gây nên tải trọng va đập lên hệ thống truyền lực
khi đóng ly hợp.
Đối với ô tô loại ly hợp ma sát được dùng nhiều nhất.
c) Theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa chia ra:
+ Loại lò xo (lò xo đặt xung quanh, lò xo trung tâm, lò xo đĩa): lực ép sinh ra do lò xo
+ Loại nửa ly tâm: lực ép sinh ra ngồi lực ép của lị xo cịn có lực ly tâm của trọng
khối ép thêm vào.
+ Loại ly tâm: ly hợp ly tâm thường sử dụng khi điều khiển tự động. Ở ly hợp này lực
ly tâm sử dụng để đóng và mở ly hợp, còn áp lực ở trên đĩa ép được tạo ra bởi lị xo. Ít
khi lực ly tâm sử dụng để tạo ra áp lực trên đĩa ép.

d) Theo kết cấu cơ cấu đĩa ép chia ra:
+ Ly hợp thường đóng.
+ Ly hợp khơng thường đóng.
1.1.3. u cầu:

2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

+ Truyền được mô men quay lớn nhất của động cơ mà không bị trượt ở bất kỳ điều
kiện sử dụng nào.
+ Đóng ly hợp phải êm dịu để giảm tải trọng va đập sinh ra trong các răng của hộp số
khi khởi động ô tô và khi sang số lúc ô tô chuyển động.
+ Mở dứt khoát và nhanh, tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong thời gian
ngắn. Vì mở khơng dứt khốt và nhanh sẽ làm cho khó gài số được êm dịu
1.2. Một số loại ly hợp điển hình trên ô tô:
1.2.1 Ly hợp ma sát một đĩa dẫn động cơ khí :
1

2

3
4
5

7
6

13

11

10

9

8

12

Hình 1.1 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát một đĩa dẫn động cơ khí.
- Ưu điểm: Kết cấu đơn giản rẻ tiền, mơ men qn tính phần bị động nhỏ,
thoát nhiệt nhanh và mở dứt khoát, thuận tiện cho việc bảo dưỡng và sửa chữa.

-

Nhược điểm: Áp lực sinh ra ở các bề mặt ma sát không đều
- Phạm vi sử dụng: Loại này sử dụng phổ biến trên xe tải, xe con.

1.2.2. Ly hợp ma sát 2 đĩa:

2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1

2

3

4
5

7
6

13
11

10

9

8

12

Hình 1.2. Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát hai đĩa.
1. Bánh đà. 2. Đĩa bị động. 3. Đĩa ép. 4. Vỏ ly hợp. 5. Lò xo ép. 6. Bạc mở.
7. Bàn đạp li hợp. 8. Lò xo hồi vị. 9. Đòn kéo. 10. Càng mở. 11. Bi ‘T’.
12. Đòn mở.

13. Lò xo giảm chấn.

Ưu điểm:Ly hợp loại hai đĩa này đảm bảo truyền được mômen xoắn lớn hơn và ly
hợp đóng êm dịu hơn so với loại ly hợp ma sát một đĩa.
Nhược điểm: Giá thành cao, kết cấu phức tạp.
Phạm vi ứng dụng: Dùng trên xe có tải trọng lớn.
1.2.3. Ly hợp ma sát một đĩa lị xo đĩa

Hình 1.3: Cấu tạo ly hợp có lị xo ép loại đĩa.
- Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, rẻ tiền mơmen qn tính phần động nhỏ thốt
nhiệt nhanh và mở dứt khốt, có độ tin cậy cao và thuận tiện cho việc bảo dưỡng và
sửa chữa.

2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- Nhược điểm: Áp lực sinh ra ở các bề mặt ma sát không đều.
- Phạm vi sử dụng: Được dùng chủ yếu trên xe tải, máy kéo, xe con.
1.3. Kết cấu một số loại dẫn động ly hợp
1.3.1. Dẫn động cơ khí.
1

2

3

4

5

6
7
8


9

Hình 1.4.Sơ đồ dẫn động ly hợp bằng cơ khí.
Ưu nhược điểm của hệ thống dẫn động cơ khí:Ưu nhược điểm của hệ thống dẫn động cơ khí:
+ Ưu điểm:
- Kết cấu đơn giản.
- Dễ sử dụng, điều chỉnh và sửa chữa.
- Mở ly hợp nhanh, dứt khoát.
+ Nhược điểm:
- Lực cần thiết để mở ly hợp lớn.
- Đóng ly hợp khơng êm dịu.

1.3.2. Dẫn động cơ khí có trợ lực khí nén.

2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
7

8

9

10

11

12

6

5
4
3
2



1

Hình 1.5: Dẫn động cơ khí có trợ lực khí nén.
Ưu nhược điểm của hệ thống dẫn động cơ khí có trợ lực khí nén.
+ Ưu điểm:
- Lực tác dụng lên bàn đạp nhẹ.
- Nếu trợ lực hỏng thì hệ thống vẫn làm việc.
+ Nhược điểm:
- Cần phải có máy nén khí và bình chứa khí nén nên khó bố trí.
- Khi mất trợ lực thì lực tác dụng lên bàn đạp rất lớn.
1.3.3. Dẫn động thuỷ lực.
1

2

3

4

5

6

7

8

9
10



11

Hình 1.6: Dẫn động thuỷ lực
Ưu nhược điểm của hệ thống dẫn động thuỷ lực.
+ Ưu điểm:
- Kết cấu gọn.
- Dẫn động êm.
+ Nhược điểm:

2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- Lực bàn đạp tương đối lớn.
- Hiệu suất dẫn động không cao.
1.3.4. Dẫn động thuỷ lực có trợ lực chân khơng.
7

8

9

6
5
4


3
2

13

1

12

11

10

Hình 1.7. Dẫn động thuỷ lực có trợ lực chân khơng.
Ưu nhược điểm của hệ thống dẫn động thuỷ lực trợ lực chân không.
+ Ưu điểm:
- Lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ.
- Khi có hư hỏng ở bộ phận trợ lực thì hệ thống vẫn làm việc được.
+ Nhược điểm:
- Phải tăng kích thước màng sinh lực dẫn tới kết cấu cồng kềnh, khó bố trí trên xe.

CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP
TRÊN CƠ SỞ XE TOYOTA FORTUNER 2018

2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

2.1. Giới thiệu chung về xe Fortuner 2018
Xe Toyota Fortuner 2018 là một mẫu xe thể thao, sở hữu một ca bin khá rộng 7
chỗ và 5 cửa. Kiểu dáng xe đẹp, thiết kế hiện đại, khung sườn chắc chắn. Là đối thủ
cạnh tranh đáng gờm của các dịng xe tương đương. Thiết kế bên ngồi của xe Toyota
Fortuner được xây dựng bởi đội ngũ thiết kế là những người trực tiếp sử dụng xe,
chính vì vậy xe Toyota Fortuner mới đã trở thành 1 tác phẩm liên kết đến cảm súc của
khách hàng đó là sự hài hào giữa nét hiện đại tinh tế và mạnh mẽ quyết đốn.Toyota
Fortuner bắt nguồn từ chữ “fortunate” có nghĩa là sự may mắn. Xe Fortuner mới đáp
ứng một cách hoàn hảo mong muốn sở hữu một chiếc xe mà bạn luôn mơ ước. Là sản
phẩm chất lượng cao mang tính tồn cầu, xe Toyota Fortuner mang đến cho khách
hàng không chỉ với thương hiệu Toyota nổi tiếng về chất lượng, độ bền và độ tin cậy
(QDR) mà còn với ngoại thất mạnh mẽ và hiện đại, nội thất trang trọng và lịch lãm,
khả năng vận hành mạnh mẽ, ổn định và sự an toàn cao. Tất cả các yếu tố đó làm cho
Toyota Fortuner xứng đáng là mẫu xe đứng đầu trong phân khúc xe thể thao đa dụng
(SUV) hạng trung, đúng như khẩu hiệu dành cho nó là “Riêng một vị thế” sứng đáng
với danh hiệu là chiếc xe SUV tốt nhất. Xe Fortuner 2008 được trang bị động cơ xăng
khơng chì V6 2.7, cam kép. Dung tích xy lanh 2694 cc. Mơ men xoắn có thể đạt tới
245 (N.m), ngoài ra xe được trang bị hộp số 4 số tự động đảm bảo tính năng vận hành
êm ái và dễ dàng. Xe Fortuner 2008 được trang bị hệ thống chống bó cứng phanh
(ABS), hệ thống phân bố lực phanh điện tử (EDB) được tích hợp trong bộ ABS với 4
cảm biến, 4 dịng cơng suất. Hệ thống van phối khí thơng minh VVT-i là một tiến bộ
bậc nhất trong việc tiết kiệm nhiên liệu và khả năng nhanh chóng đạt tốc độ cao và an
tồn ngay khi xuất phát. Xe Fortuner 2018 ấn tượng cá tính mạnh mẽ. Cảm nhận
phong cách sang trọng. Xe Toyota Fortuner mới tiếp tục củng cố vị trí dẫn đầu của

mình, ln sẵn sàng cùng bạn chinh phục mọi đỉnh cao mới, vươn tới trân trới mới.

2.2. Các thông số kỹ thuật của ơ tơ Fortuner 2018
Dung tích xylanh (cc)
Đường kính xy lanh và hành trình piston

2,694
86,7 x 75,0

2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Tỉ số nén
Công suất cực đại (hp/rpm)
Momen xoắn cực đại (kg.m/rpm)
Tỉ số truyền lực chính và tay số 1 (i0, iht, if)
Hệ thống treo phía trước
Hệ thống treo phía sau
Giảm xóc
Trước
Sau
Tỉ số truyền tổng thể
Bán kính vịng quay nhỏ nhất
Dài x rộng x cao
Chiều dài cơ sở (mm)
Số chỗ ngồi
Vệt trước x sau
Trọng lượng không tải (kg)

Trọng lượng tồn tải (kg)
Ký hiệu lốp

10,4
158/5,200
24,5/3,800
4,6.5,3.1
Độc lập,tay địn kéo,lị xo
cuộn,thanh cân bằng
Liên kết 4 điểm
Dạng ống 2 chiều tác dụng
Hoạt động kép
16,5
5,9
4,695 x 1,840 x 1,850
2,750
7
1,615 x 1,620
1,840-1,850
2,450
265/65R17

2.3. Lựa chọn phương án thiết kế cơ cấu ly hợp
2.3.1 .Lựa chọn phương án
2.3.1.1.Phương án 1: Ly hợp ma sát khô.
Cấu tạo chung của ly hợp được chia thành các phần cơ bản:
- Chủ dộng
- Bị động
- Dẫn động điều khiển
a. Sơ đồ cấu tạo của ly hợp loại đĩa ma sát khô 1 đĩa.

2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hình 2.1: Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô một đĩa.
1. Bánh đà; 2. Đĩa ma sát;
6. Bạc mở;

7. Bi "T";

3. Đĩa ép; 4. Lò xo ép; 5. Vỏ ly hợp

8. Đòn mở ;

10. Càng mở

9. Lò xo giảm chấn

11. Trục ly hợp

Phần chủ động.
Bao gồm vỏ ly hợp (5) được bắt cố định với bánh đà (1) bằng các bu lông, đĩa ép
(3) cùng các chi tiết trên vỏ ly hợp (lò xo ép, đòn mở ) đĩa ép (3) nối với vỏ ly hợp
bằng thanh mỏng đàn hồi, đảm bảo truyền được mômen từ vỏ lên đĩa ép và dịch
chuyển dọc trục khi đóng, ngắt ly hợp. Lực ép lị xo ép truyền tới đĩa ép có tác dụng
kẹp chặt đĩa bị động với bánh đà.
Phần bị động.
Đĩa bị động (2) gồm cả chi tiết xương đĩa bị động, các tấm ma sát, may ơ, bộ phận

giảm chấn (9) và trục ly hợp (11).
Nguyên lý hoạt động.
Sự làm việc của ly hợp được chia thành hai trạng thái cơ bản là : Đóng và Mở .
Trạng thái đóng.
Bàn đạp ly hợp ở trạng thái ban đầu. Dưới tác dụng của các lò xo (4) bố trí trên ly
hợp, đĩa bị động (2) được ép giữa bánh đà (1) và đĩa ép (3) bằng lực của lị xo (4).
Mơmen ma sát được tạo lên giữa chúng. Mômen xoắn truyền từ phần chủ động tới
phần bị động qua bề mặt tiếp xúc giữa đĩa bị động (2) với bánh đà và đĩa ép tới trục bị
động của ly hợp sang hộp số.

2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Khi làm việc, do một số nguyên nhân nào đó, mơmen hệ thống truyền lực lớn hơn giá
trị mômen ma sát ly hợp, ly hợp sẽ trượt và đóng vai trị là cơ cấu an tồn trành quá tải
cho hệ thông truyền lực.
Trạng thái mở ly hợp.
Khi tác dụng lực điều khiển lên bàn đạp, bàn đạp dịch chuyển→đòn kéo dịch
chuyển→ càng mở (10) tác động lên bi ‘T’ (7) dịch sang trái khắc phục khe hở ‘δ’’
→tác động đòn mở (8) ép lò xo (4) kéo đĩa ép (3) dịch chuyển sang phải tách các bề
mặt ma sát của đĩa bị động ra khỏi bánh đà và đĩa ép. Mômen ma sát giảm dần và triệt
tiêu. Ly hợp được mở thực hiện ngắt mômen truyền từ động cơ tới hệ thống truyền lực.
b. Sơ đồ cấu tạo của ly hợp loại ma sát khô 2 đĩa.
Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp 2 đĩa ma sát khô tương tự như ly hợp ma
sát khô một đĩa. Điểm khác biệt của ly hợp ma sát 2 đĩa là có 2 đĩa bị động và đĩa ép
trung gian.

Cấu tạo theo sơ đồ hình 2.2

Hình 2.2: Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô hai đĩa.
1 - bánh đà; 2 - lò xo đĩa ép trung gian; 3 - đĩa ép trung gian; 4 - đĩa ma sát;
5 - đĩa ép ngồi; 6 - bulơng hạn chế; 7 - lò xo ép; 8 - vỏ ly hợp; 9 - bạc mở
10- trục ly hợp; 11- càng mở ; 12- bi "T "; 13- đòn mở ; 14- lò xo giảm chấn
Phần chủ động.
Bao gồm bánh đà (1), đĩa ép trung gian (3), đĩa ép ngoài (5) và vỏ ly hợp (8). Bánh
đà có dạng cốc trụ bên trong chứa các đĩa ép và đĩa bị động của cụm ly hợp. Mômen từ
động cơ được truyền từ trục khuỷa tới bánh đà sang đĩa ép trung gian và đĩa ép ngoài
nhờ các rãnh trên bánh đà và các vấu của đĩa (3) và (5). Như vậy các đĩa (3) và (5) có
thể di chuyển dọc trục so với bánh đà và các vấu có thể trượt dọc theo các rãnh để hạn
chế dịch chuyển của đĩa trung gian (3), kết cấu sử dụng bu lông hạn chế (6). Các chi

2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

tiết đòn mở (13), các lò xo ép (7) (một dãy, hai dãy , hoặc lò xo đĩa ) bố trí liên kết với
đĩa ép ngồi nằm trong vỏ ly hợp (8)
Phần bị động.
Gồm có hai đĩa ma sát bị động (4) cùng với bộ giảm chấn (14) dập tắt dao động
xoắn. Đĩa bị động bên trong nằm giữa bánh đà và đĩa ép trung gian. Đĩa bị động bên
ngoài nằm giữa đĩa ép trung gian và đĩa ngoài. Các đĩa bị động (4) liên kết với các trục
bị động của ly hợp bằng mối ghép then hoa di trượt trên moay ơ
Nguyên lý hoạt động.
Trạng thái đóng ly hợp.
Lực ép của các lị xo (7) ép chặt các đĩa ép ngoài, đĩa bị động ngoài ,đĩa ép trung gian,
đĩa bị động trong, trên bánh đà thành một khối. mômen xoắn được truyền từ động cơ
qua phần chủ động, các đĩa bị động, bộ phận giảm chấn, mayer tới trục bị động ly hợp.

Trạng thái ly hợp mở.
Khi tác động lực điều khiển lên bàn đạp thông qua các thanh kéo, bạc mở (9) dịch
sang trái khắc phục khe hở ở giữa ô bi ‘T’ (12) và đầu đòn mở (13). ổ bị ‘T’ tiếp tục ép
lên đầu địn mở, đầy đầu trong sang trái, đầu ngồi địn mở dịch chuyển sang phải.
Kéo đĩ ép ngồi (5) tách khỏi đĩa bị động ngồi, lị xo định vị (2) đẩy đĩa ép trong tiến
sát đến đầu bu lông hạn chế (6), tách đĩa bị động trong ra khỏi bánh đà. Lực ép của lị
xo ép khơng truyền tới đĩa bị động phần bị động và phần chủ động được tách ra.
Mômen từ động cơ được truyền sang hệ thống truyền lực bị ngắt.
So sánh ly hợp ma sát 1 đĩa và ly hợp ma sát 2 đĩa.
Nếu cùng một kích thước bao ngồi và lực ép như nhau. Ly hợp 2 đĩa (với 2 đôi bề
mặt ma sát) truyền được mômen lớn hơn, do vậy được dùng trên xe ơ tơ có tải trọng
lớn hoặc ơ tơ kéo rơmoc hay bán rơmoc nặng.
Nếu cùng truyền mô men như nhau dẫn tới kích thước của ly hợp 2 đĩa nhỏ hơn .
Ly hợp ma sát khơ 2 đĩa đóng êm dịu hơn ly hợp ma sát khô 1 đĩa
Nhược điểm của ly hợp ma sát 2 đĩa so với 1 đĩa đó là ly hợp 2 đĩa có kết cấu phức
tạp, q trình mở kém dứt khốt.
2.3.1.2. Phương án 2: Ly hợp thủy lực
Cấu tạo theo sơ đồ hình 2.3
Ly hợp thủy lực truyền mô men thông qua chất lỏng.
Cấu tạo của ly hợp gồm 2 phần:
2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

-Phần chủ động : là phần bánh bơm, bánh đà.
-Phần bị động : là phần bánh tuabin nối với trục sơ cấp của hộp giảm tốc.
Nguyên lý hoạt động
Ly hợp thủy lực gồm có 2 bánh cơng tác. Bánh bơm ly tâm và bánh tuabin hướng
tâm, tất cả được đặt trong hộp kín điền đầy chất lỏng công tác. Trục của bánh bơm

được nối với động cớ và trục của bánh tuabin được nối với hộp số.
Khi động cơ làm việc, bánh bơm quay, dưới tác dụng của lực ly tâm chất lỏng công
tác bị dồn từ trong ra ngoài dọc theo các khoang giữa các cánh bơm. Khi ra khỏi cánh
bơm, chất lỏng có vận tốc lớn và đập vào các bánh tuabin quay theo. Nhờ đó năng
lượng được truyền từ bánh bơm sang bánh tuabin nhờ dịng chảy chất lỏng.
Ly hợp thủy lực khơng có khả năng biến đổi mơmen, nó chỉ làm việc như một khớp
nối thuần túy nên nó cịn gọi là khớp ni thy lc.
Bánh Tuabin
Bánh bơm

Vỏ

Hỡnh 2.3 S nguyờn lý ly hợp thủy lực.
Ưu điểm.
Có thể thay đổi tỷ số truyền một cách liên tục, có khả năng truyền tải mômen lớn,
cấu tạo đơn giản, giá thành sản xuất thấp.
Nhược điểm.
Khơng có khả năng biến đổi mơmen nên đã hạn chế phạm vi sử dụng của nó trên ơ
tơ, hiệu suất thấp ở vùng làm việc có tỷ số truyền nhỏ. độ nhạy cao làm ảnh hưởng xấu
đến đặc tính làm việc kết hợp với động cơ đốt trong.

2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

2.3.1.3. Phương án 3: Ly hợp điện từ.
Ly hợp điện từ hình thành với 2 dạng kết cấu:
- Ly hợp ma sát sử dụng lực ép điện từ
- Ly hợp điện tử làm việc theo nguyên lý nam châm điện bột.

Cả hai loại này đều sử dụng ngun tắc đóng mở ly hợp thơng qua cơng tắc đóng mở
mạch điện bố trí tại cần gài số. Như vậy khơng cần bố trí bàn đạp ly hợp và thực hiện
điều khiển theo hệ thống ‘điều khiển hai pedal’.
Sau đây ta xét sơ đồ ly hợp điện nam châm bột. Có ba dạng kết cấu :
- Cuộn dây bố trí tĩnh tại trên phần cố định của vỏ.
- Cuộn dây quay cùng bánh đà.
- Cuộn dây quay cùng đĩa bị động.
Xét ly hợp bố trí cuộn dây quay cùng bánh đà
Cấu tạo theo sơ đồ hình 2.4
Cấu tạo của chúng gồm ba phần :
Phần chủ động: bao gồm bánh đà (1), vỏ ly hợp, cuộn dây( 3), khung từ (2).
Phần bị động: bao gồm lõi thép bị động (5), nối với trục chủ động của hộp số(6).
Nguyên lý hoạt động.
Khi có dịng điện qua cuộn dây (3). Xung quanh nó sẽ xuất hiện từ thơng có dạng
vịng trịn khép kín đi qua khơng gian khe hở từ (4) có chứa bột kim loại đặc biệt. Từ
thông đi qua bột kim loại này sẽ tập trung dọc theo chiều lực nam châm, tạo thành
những sợi cứng. Nối phần chủ động và phần bị động với nhau truyền mômen từ động
cơ tới hệ thống truyền lực.
Khi ngắt điện của cuộn dây, bột thép lại trở lên di động ly hợp được ngắt.
Sử dụng ly hợp nam châm điện loại này cần có nguồn điện đủ mạnh và ổn định vì vậy
có xu hướng được bố trí trên hệ thơng truyền lực của ô tô hybird hiện nay.

2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

3
4

1

5

2

6

Hình 2.4: Sơ đồ nguyên lý ly hợp điện từ
1.bánh đà,

2.khung từ,

3.cuộn dây,

4.Bột kim loại,

5.lõi thép bị động nối với hộp sô

6.trục ly hợp

Ưu điểm.
Khả năng chống quá tải tốt, bố trí dẫn động dễ dàng .
Nhược điểm.
Chế tạo phức tạp, bảo dưỡng và sửa chữa khó khăn, giá thành đắt.
Kết luận: Như vậy đối với xe Toyota Fortuner khơng địi hỏi cơng suất và mơ men lớn
ta chọn ly hợp là ly hợp ma sát khô 1 đĩa với những ưu điểm nổi bật:
Đơn giản trong chế tạo
Có khả năng mở dứt khốt, thốt nhiệt tốt
Khối lượng nhỏ

Thuận lợi trong bảo dưỡng và sửa chữa
Giá thành thấp.
2.3.1.4. Phương án lựa chọn lò xo ép.
Lò xo ép trong ly hợp ma sát là chi tiết quan trọng nhất có tác dụng tạo lên lực ép
của ly hợp. Lị xo ép làm việc trong trạng thái ln ln bị nén để tạo lực ép truyền lên
đĩa ép. Khi mở ly hợp các lị xo ép có thể làm việc ở trạng thái tăng tải (lò xo trụ, lò xo
cơn) hoặc được giảm tải (lị xo đĩa ).
Lị xo ép được chế tạo từ các loại thép có độ cứng cao và được nhiệt luyện, nhằm ổn
đinh lâu dài độ cứng trong mơi trường nhiệt độ cao.
Kết cấu, kích thước và đặc tính của cụm ly hợp được xác định theo loại lò xo ép.

2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Trong ly hợp ô tô thường được xử dụng lị xo trụ, lị xo cơn và lị xo đĩa, kết cấu ở
trạng thái tự do đặc tính biến dạng (quan hệ lực F và biến dạng l) của các loại lị xo
được thể hiện hình 2.5.
F

a

b
c

l

l

Hình 2.5: Đặc tính các loại lị xo ép ly hợp.
a. Lị xo cơn.
F : Lực ép

b. Lị xo trụ.

c. Lị xo đĩa.

l: Biến dạng của lò xo.

a. Lò xo trụ
Lò xo trụ có đường đặc tính làm việc là đường b trên hình 2.5.
Lị xo trụ thường được bố trí theo vòng tròn trên đĩa ép.
Để định vị các lò xo và giảm độ biến dạng của chúng dưới tác dụng của
Lực ly tâm, thường sử dụng các cốc, vấu lồi trên đĩa ép hoặc trên vỏ ly hợp.
Ưu điểm
Kết cấu nhỏ gọn, khoảng khơng gian chiếm chỗ ít vì lực ép tác dụng lên đĩa ép lớn.
Đảm bảo được lực ép đều lên các bề mặt ma sát bằng cách bố trí các lị xo đối xứng
với nhau và với các địn mở.
Ln giữ được đặc tính tuyến tính trong toàn bộ vùng làm việc.
Giá thành rẻ, chế tạo đơn giản.
Nhược điểm
Các lị xo thường khơng đảm bảo được các thơng số giống nhau hồn tồn, đặc biệt là
sau một thời gian làm việc lực ép của các lò xo sẽ khơng đều nhau. Do đó phải chế tạo
lị xo thật chính xác nều khơng thì lực ép khơng đều sẽ làm cho đĩa ma sát mịn khơng
đều và dễ bị cong vênh.
b. Lị xo cơn xoắn.
Lị xo cơng xoắn có đường đặc tính làm việc là đường a trên hình 2.5.
Ưu điểm

2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Lực ép lên lò xo lớn, nên thường được dùng trên ơtơ có mơmen của động cơ trên 50
KGm.
Có thể giảm được khơng gian của kết cấu do lị xo có thể ép đến khi lị xo nằm trên
một mặt phẳng.
Nhược điểm
Khoảng không gian ở gần trục ly hợp chật và khó bố trí bạc mở ly hợp.
Dùng lị xo cơn thì áp suất lị xo tác dụng lên đĩa ép phải qua các đòn ép do đó việc
điều chỉnh ly hợp sẽ phức tạp.
Lị xo cơn có dạng tuyến tính ở vùng làm việc nhỏ, sau đó khi các vịng lị xo bắt đầu
trùng nhau thì độ cứng của lò xo tăng lên rất nhanh, do đó nó địi hỏi phải tạo được lực
lớn để ngắt ly hợp và khi đĩa ma sát mịn thì lực ép của lò xo sẽ giảm rất nhanh.
c. Lò xo đĩa.
Lị xo đĩa có đường đặc tính làm việc là đường c trên hình 2.5.
Ưu điểm
Lị xo đĩa làm ln nhiệm vụ của đòn mở nên kết cấu đơn giản và kích thước nhỏ
gọn.
Lực ép lên đĩa ép đều giúp đĩa ma sát lâu mịn hơn.
Lị xo đĩa có đặc tính làm việc hợp lý vì trong vùng làm việc lực ép thay đổi không
dáng kể theo biến dạng. Do vậy lực ngắt ly hợp địi hỏi khơng lớn và khi đĩa ma sát bị
mịn thì lực ép thay đổi khơng đáng kể.
Nhược điểm:
Việc chế tạo khó khăn.
Chỉ tạo được lực ép nhỏ nên không phù hợp với các loại xe tải trọng lớn,chủ yếu
dùng trên xe con.
Kết luận: Qua việc tham khảo các loại lò xo ép trên ly hợp xe con, với các ưu điểm

nổi trội ta chọn loại lò xo ép là lò xo dạng đĩa.
2.3.2. Lựa chọn phương án dẫn động
Dẫn động điều khiển ly hợp có nhiệm vụ truyền lực của người lài từ bàn đạp ly
hợp tới đòn mở để thực hiện ngắt ly hợp. Dẫn động điều khiển cần phải đảm bảo kết
cấu đơn giản, dễ sử dụng, điều khiển nhẹ nhàng bằng lực bàn đạp của người lái,
Dẫn động ly hợp thường có các loại sau:

2