ĐATN: Tính toán thiết kế ly hợp dựa trên xe Chevrolet Colorado

ĐATN: Tính tốn thiết kế ly hợp dựa trên xe Chevrolet Colorado

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU.................................................................................................................. 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÀ PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT
KẾ VỀ LY HỢP TRÊN XE ƠTƠ
1.1 Cơng dụng, phân loại và u cầu của ly hợp............................................................4

1.1.1 Công dụng ly hợp..............................................................................................4
1.1.2 Yêu cầu ly hợp..................................................................................................4
1.1.3 Phân loại ly hợp.................................................................................................4
1.2 Lựa chọn phương án thiết kế cơ cấu ly hợp.............................................................9
1.2.1 Ly hợp ma sát khô.............................................................................................9
1.2.2 Các bộ phận cơ bản trong ly hợp ma sát..........................................................15
1.3 Lựa chọn phương án dẫn động...............................................................................21
1.3.1 Dẫn động ly hợp bằng cơ khí...........................................................................21
1.3.2 Dẫn động ly hợp bằng thủy lực.......................................................................23
1.3.3 Dẫn động ly hợp bằng cơ khí có trợ lực khí nén..............................................25
1.3.4 Dẫn động ly hợp bằng thủy lực có trợ lực khí nén...........................................26
1.3.5 Dẫn động thủy lực có trợ lực chân không........................................................28
1.4 Giới thiệu xe Chevrolet - Colorado........................................................................30
CHƯƠNG 2 : TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP................................32
2.1 Các thơng số của xe tham khảo Codorado.............................................................32
2.2 Tính tốn thiết kế cơ cấu ly hợp.............................................................................33
2.2.1 Xác định mômen ma sát của ly hợp.................................................................33
2.2.2 Xác định kích thước cơ bản của ly hợp...........................................................33
2.2.3 Xác định công trượt sinh ra trong q trình đóng ly hợp.................................35
2.2.4 Tính tốn sức bền một số chi tiết chủ yếu.......................................................38
2.3 Tính tốn thiết kế dẫn động ly hợp.........................................................................56
2.3.1 Xác định lực và hành trình bàn đạp.................................................................56

2.3.2 Thiết kế dẫn động thủy lực..............................................................................57
2.3.3 Thiết kế bộ trợ lực chân khơng........................................................................60
CHƯƠNG 3: CHẨN ĐỐN, BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA LY HỢP TRÊN XE
CHEVROLET - COLORADO......................................................................................64
3.1 Kiểm tra các hư hỏng ly hợp..................................................................................64

SVTH: PHẠM VĂN NAM 1 GVHD: THIỀU SỸ NAM

ĐATN: Tính tốn thiết kế ly hợp dựa trên xe Chevrolet Colorado

3.1.1 Bị trượt khi đóng ly hợp...................................................................................64
3.1.2 Bị rung giật, làm việc không êm khi đóng ly hợp..............................................65
3.1.3 Ly hợp khơng ngắt được hoàn toàn..................................................................65
3.1.4 Ly hợp phát ra tiếng kêu..................................................................................66
3.1.5 Bàn đạp ly hợp rung.........................................................................................67
3.1.6 Đĩa ly hợp chóng mịn.....................................................................................67
3.1.7 Bàn đạp ly hợp nặng........................................................................................67
3.1.8 Hẫng bàn đạp ly hợp........................................................................................68
3.2 Quy trình chẩn đoán, sửa chữa ly hợp...................................................................68
3.2.1 Hiện tượng trượt ly hợp...................................................................................68
3.2.2 Hiện tượng rung ly hợp khi khởi hành.............................................................69
3.2.3 Hiện tượng ly hợp bị kêu.................................................................................69
3.2.4 Hiện tượng khó sang số hoặc khơng sang được số..........................................70
3.3 Tháo lắp, kiểm tra sửa chữa ly hợp........................................................................71
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN.............................................................................................81
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................82

SVTH: PHẠM VĂN NAM 2 GVHD: THIỀU SỸ NAM

ĐATN: Tính tốn thiết kế ly hợp dựa trên xe Chevrolet Colorado

LỜI NÓI ĐẦU

Ơtơ là phương tiện vận tải chủ yếu hiện nay và cả trong tương lai. Nó đóng vai trò
hết sức quan trọng đối với đời sống con người và đối với sự phát triển của mỗi quốc gia.
Ơtơ khơng chỉ là phương tiện chủ yếu để chun chở hành khách, hàng hóa mà ngày nay
ơtơ cịn là những tác phẩm nghệ thuật, thể hiện vẻ đẹp sang trọng và sự hồn mỹ. Ơtơ là
phương tiện chủ chốt trong ngành giao thông vận tải đang không ngừng phát triển cả về
quy mô và chất lượng để tạo điều kiện cho một nền kinh tế phát triển. Vì vậy ở nước ta
hiện nay Đảng và nhà nước đang rất chú trọng phát triển ngành công nghiệp ôtô.

Trong quá trình phát triển kinh tế xã hội của nước ta hiện nay với chủ trương “Cơng
nghiệp hố-hiện đại hố ” đã có nhiều loại ơtơ được nhập khẩu và lắp ráp tại Việt Nam.
Dòng xe con du lịch ngày càng được sử dụng rộng rãi bởi chúng có nhiều tính năng ưu
việt: Điều khiển dễ dàng, an tồn, độ bền tốt và kích thước nhỏ gọn nên đi lại nhẹ nhàng,
dễ dàng trong các đường hẹp, đặc biệt là trong thành phố với rất nhiều phương tiện giao
thông lưu thông trên đường. Với mục tiêu là nghiên cứu thiết kế hệ thống ly hợp theo
hướng giảm nhẹ lao động cho người lái, giảm hành trình bàn đạp, song kết cấu phải đơn
giản nên em được giao nhiệm vụ: “Tính tốn thiết kế ly hợp dựa trên xe Chevrolet
Colorado”.

Với nội dung như vậy em đã tập trung nghiên cứu tính tốn kiểm nghiệm trên xe cơ
sở Clorado, tính tốn thiết kế bộ trợ lực chân khơng. Phần cịn lại của đồ án là tính tốn
thiết kế hệ dẫn động và xây dựng quy trình bảo dưỡng ly hợp. Ly hợp này sẽ có kết cấu
đơn giản, lực điều khiển của người lái sẽ nhẹ hơn và đảm bảo hành trình bàn đạp hợp lý.
Các bộ phận thiết kế có thể sản xuất được trong nước.

Trong quá trình làm đồ án, mặc dù bản thân đã hết sức cố gắng và được sự giúp đỡ
của các thầy trong bộ môn ôtô, Trường Đại học Cơng nghệ GTVT. Xong do khả năng và
thời gian có hạn nên bản đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong sự góp ý, phê

bình của các thầy và các bạn trong lớp.

Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn
thầy Thiều Sỹ Nam và các thầy trong Bộ môn ôtô Trường Đại học Cơng nghệ GTVT đã
tạo điều kiện cho em hồn thành bản đồ án này.

Sinh viên

Phạm Văn Nam

SVTH: PHẠM VĂN NAM 3 GVHD: THIỀU SỸ NAM

ĐATN: Tính tốn thiết kế ly hợp dựa trên xe Chevrolet Colorado

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÀ PHÂN TÍCH LỰA CHỌN
PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VỀ LY HỢP TRÊN XE ÔTÔ

1 Công dụng, phân loại và yêu cầu của ly hợp

1.1.1 Công dụng ly hợp

Trong hệ thống truyền lực của ô tô, ly hợp là một trong những cụm chính, nó có
cơng dụng là:

- Nối động cơ với hệ thống truyền lực khi ô tô 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 không bị quá
tải như trong trường hợp phanh đột ngột và không nhả ly hợp. Ở hệ thống truyền lực
bằng cơ khí với hộp số có cấp, thì việc dùng ly hợp để tách tức thời động cơ ra khỏi hệ

thống truyền lực sẽ làm giảm va đập giữa các đầu răng, hoặc của khớp gài, làm cho quá
trình đổi số được dễ dàng. Khi nối êm dịu động cơ đang làm việc với hệ thống truyền lực
(lúc này ly hợp có sự trượt) làm cho mơmen ở các bánh xe chủ động tăng lên từ từ. Do
đó, xe khởi hành và tăng tốc êm.

1.1.2 Yêu cầu ly hợp

Ly hợp là một trong những hệ thống chủ yếu của ôtô, khi làm việc ly hợp phải đảm
bảo được các yêu cầu sau:

- Truyền hết mômen của động cơ mà không bị trượt ở bất kỳ điều kiện sử dụng
nào. Khi đó, mơmen ma sát của ly hợp phải lớn hơn mômen cực đại của động cơ (có
nghĩa là hệ số dự trữ mơmen  của ly hợp phải lớn hơn 1).

- Đóng ly hợp phải êm dịu, khi sang số lúc ô tô đang chuyển động. Mở ly hợp phải
dứt khốt và nhanh chóng, tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong thời gian ngắn.

- Khối lượng các chi tiết, mơmen qn 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. Hạn chế tối đa ảnh hưởng của nhiệt độ tới
hệ số ma sát, độ bền của các chi tiết đàn hồi.
- Kết cấu ly hợp phải đơn giản, dễ điều khiển và thuận tiện trong bảo dưỡng và
tháo lắp, đảm bảo độ bền cao, làm việc tin cậy. Giá thành thấp.

1.1.3 Phân loại ly hợp

Ly hợp trên ô tô thường được phân loại theo 4 cách:

- Phân loại theo phương pháp truyền mômen.

SVTH: PHẠM VĂN NAM 4 GVHD: THIỀU SỸ NAM

ĐATN: Tính tốn thiết kế ly hợp dựa trên xe Chevrolet Colorado

- Phân loại theo trạng thái làm việc của ly hợp.
- Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép.
- Phân loại theo phương pháp dẫn động ly hợp.
1.1.3.1 Phân loại theo phương pháp truyền mômen
Theo phương pháp truyền mômen từ trục khuỷu của động cơ đến hệ thống truyền
lực thì người ta chia ly hợp ra thành 4 loại sau:
Loại 1: Ly hợp ma sát: Là ly hợp truyền mơmen xoắn bằng các bề mặt ma sát, nó
gồm các loại sau:
Theo hình dáng bề mặt ma sát gồm có:
- Ly hợp ma sát loại đĩa: Một đĩa (hình 1.1), hai đĩa (hình 1.2), nhiều đĩa.
- Ly hợp ma sát loại hình cơn: Phần đĩa bị động có hình cơn.
- Ly hợp ma sát loại hình trống: Phần đĩa bị động làm theo dạng má phanh tang
trống.
ly hợp ma sát loại hình cơn và hình trống ít được sử dụng. Vì phần bị động của ly
hợp có trọng lượng lớn sẽ gây ra tải trọng động lớn tác dụng lên các cụm và các chi tiết
của hệ thống truyền lực.
Theo vật liệu chế tạo bề mặt ma sát gồm có:
- Thép với gang.
- Thép với thép.
- Thép với phêrađô hoặc phêrađô đồng.
- Gang với phêrađô.
- Thép với phêrađô cao su.
Theo đặc điểm của mơi trường ma sát gồm có:
- Ma sát khô.

- Ma sát ướt (các bề mặt ma sát được ngâm trong dầu).
Ưu điểm
Ly hợp ma sát là kết cấu đơn giản, dễ chế tạo.
Nhược điểm
Ly hợp ma sát là các bề mặt ma sát nhanh mòn do hiện tượng trượt tương đối với
nhau trong q trình đóng ly hợp. Các chi tiết trong ly hợp bị nung nóng do nhiệt tạo bởi
một phần công ma sát. Tuy nhiên ly hợp ma sát vẫn được sử dụng phổ biến ở các ô tô
hiện nay do những ưu điểm của nó.

SVTH: PHẠM VĂN NAM 5 GVHD: THIỀU SỸ NAM

ĐATN: Tính tốn thiết kế ly hợp dựa trên xe Chevrolet Colorado

Hình 1.1. Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô một đĩa

1. Bánh đà; 2. Đĩa bị động; 3. Đĩa ép;
4. Vỏ ly hợp; 5. Vỏ lò xo ép; 6. Vỏ ly hợp;
7. Lò xo giảm chấn; 8. Ổ bi tì; 9. Càng gạt; 10. Đòn mở; 11. Nạng gạt và đai ốc;

12. Các te; 13. Ổ con lăn; 14. Ổ bi kim.

Hình 1.2. Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô hai đĩa

SVTH: PHẠM VĂN NAM 6 GVHD: THIỀU SỸ NAM

ĐATN: Tính tốn thiết kế ly hợp dựa trên xe Chevrolet Colorado

1. Bánh đà 6. Bu long hạn chế 14. Càng gạt

2. Lò xo định vị 7. Lò xo ép 15. Ổ bi tỳ

3. Đĩa ép trung 8. Vỏ ly hợp 16. Đòn mở
gian 9. Ống trượt 17. Lò xo giảm
4. Đĩa bị động 10. Trục bị động chấn
5. Đĩa ép ngoài

Loại 2: Ly hợp thủy lực: Là ly hợp truyền mômen xoắn bằng năng lượng của chất lỏng
(thường là dầu).

Sơ đồ ly hợp thủy lực được biểu diễn như hình 1.3.

Ưu điểm

Ly hợp thủy lực là làm việc bền lâu, giảm được tải trọng động tác dụng lên hệ thống
truyền lực và dễ tự động hóa q trình điều khiển xe.

Nhược điểm

Ly hợp thủy lực là chế tạo khó, giá thành cao, hiệu suất truyền lực nhỏ do hiện
tượng trượt. Loại ly hợp thủy lực ít được sử dụng trên ô tô, hiện tại mới được sử dụng ở
một số loại xe ô tô du lịch, ô tô vận tải hạng nặng và một vài ô tô quân sự.

B¸nh Tuabin

Bánh bơm

Vá

Hình 1.3. Sơ đồ ly hợp thủy lực

Loại 3: Ly hợp điện từ: Là ly hợp truyền mômen xoắn nhờ tác dụng của từ trường
nam châm điện. Loại này ít được sử dụng trên xe ơtơ.

Sơ đồ ly hợp điện từ được biểu diễn như hình 1.4.

SVTH: PHẠM VĂN NAM 7 GVHD: THIỀU SỸ NAM

ĐATN: Tính tốn thiết kế ly hợp dựa trên xe Chevrolet Colorado

Loại 4: Ly hợp liên hợp: Là ly hợp truyền mômen xoắn bằng cách kết hợp hai trong
các loại kể trên (ví dụ như ly hợp thủy cơ). Loại này ít được sử dụng trên xe ôtô.

3

1 4

5
2

6

Hình 1.4. Sơ đồ nguyên lý ly hợp điện từ
1. Bánh đà 2. Khung từ 3. Cuộn dây

4. Mạt sắt 5. Lõi thép bị động nối với hộp số 6. Trục ly hợp

1.1.3.2 Phân loại theo trạng thái làm việc của ly hợp
Theo trạng thái làm việc của ly hợp thì người ta chia ly hợp ra thành 2 loại:
Ly hợp thường đóng: Loại này được sử dụng hầu hết trên các ôtô hiện nay.
Ly hợp thường mở: Loại này được sử dụng ở một số máy kéo bánh hơi như

C - 100, MTZ2.

1.1.3.3 Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép
Theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép ngồi thì người ta chia ra các loại ly

hợp sau:
Loại 1: Ly hợp lò xo: Là ly hợp dùng lực lò xo tạo lực nén lên đĩa ép, nó gồm các

loại sau:
Lò xo trụ: Các lò xo được bố trí đều trên một vịng trịn và có thể đặt một hoặc hai

hang .
Lị xo cơn.
Lò xo đĩa ( lò xo màng )
Trong các loại trên thì ly hợp dùng lò xo trụ và lò xo đĩa được áp dụng khá phổ

biến trên các ơ tơ hiện nay. Vì nó có ưu điểm kết cấu gọn nhẹ, tạo được lực ép lớn theo
yêu cầu và làm việc tin cậy.

SVTH: PHẠM VĂN NAM 8 GVHD: THIỀU SỸ NAM

ĐATN: Tính tốn thiết kế ly hợp dựa trên xe Chevrolet Colorado

Loại 2: Ly hợp điện từ: Lực ép là lực điện từ.
Loại 3: Ly hợp ly tâm: Là loại ly hợp sử dụng lực ly tâm để tạo lực ép đóng và mở
ly hợp. Loại này ít được sử dụng, thường dùng trên các ôtô quân sự.
Loại 4: Ly hợp nửa ly tâm: Là loại ly hợp dùng lực ép sinh ra ngồi lực ép của lị
xo cịn có lực ly tâm của trọng khối phụ ép thêm vào. Loại này có kết cấu phức tạp nên ít
được sử dụng.
1.1.3.4 Phân loại theo phương pháp dẫn động ly hợp

Theo phương pháp dẫn động ly hợp thì người ta chia ly hợp ra thành 2 loại sau:
Loại 1: Ly hợp điều khiển tự động
Loại 2: Ly hợp điều khiển cưỡng bức
Để điều khiển ly hợp thì người lái phải tác động một lực cần thiết lên hệ thống dẫn
động ly hợp. Loại này được sử dụng hầu hết trên các ôtô dùng ly hợp loại đĩa ma sát ở
trạng thái ln đóng.
Theo đặc điểm kết cấu, nguyên lý làm việc của hệ thống dẫn động ly hợp thì người
ta lại chia ra thành 3 loại sau:
Dẫn động bằng cơ khí: Là dẫn động điều khiển từ bàn đạp tới cụm đòn nối.
Loại này được dùng trên xe con với yêu cầu lực ép nhỏ.
Dẫn động bằng thủy lực: Là dẫn động thông qua các khâu khớp đòn nối và đường
ống cùng với các cụm truyền chất lỏng.
Dẫn động có trợ lực: Là tổ hợp của các phương pháp dẫn động cơ khí hoặc thủy lực
với các bộ phận trợ lực bàn đạp: Cơ khí, thủy lực áp suất cao, chân khơng, khí nén...trợ
lực điều khiển ly hợp thường gặp trên ôtô ngày nay.
2 Lựa chọn phương án thiết kế cơ cấu ly hợp
2.1.1 Ly hợp ma sát khô
Cấu tạo chung của ly hợp được chia thành các phần cơ bản:

- Chủ động.
- Bị động.
- Dẫn động điều khiển.
2.1.1.1 Sơ đồ cấu tạo của ly hợp loại đĩa ma sát khô 1 đĩa
Sơ đồ cấu tạo như hình 1.5.
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

SVTH: PHẠM VĂN NAM 9 GVHD: THIỀU SỸ NAM

ĐATN: Tính tốn thiết kế ly hợp dựa trên xe Chevrolet Colorado

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, moay ơ, bộ
phận giảm chấn (9) và trục ly hợp).

Hình 1.5. Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô một đĩa

1. Bánh đà 5. Vỏ ly hợp 9. Lò xo giảm chấn

2. Đĩa ma sát 6. Bạc mở 10. Càng mở

3. Đĩa ép 7. Bi "T"

4. Lò xo ép 8. Đòn mở

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 lị 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 chuyền 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.

Khi làm việc, do một số ngun 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 tránh quá
tải cho hệ thống truyền lực.

SVTH: PHẠM VĂN NAM 10 GVHD: THIỀU SỸ NAM

ĐATN: Tính tốn thiết kế ly hợp dựa trên xe Chevrolet Colorado

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’ → 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.
2.1.1.2 Sơ đồ cấu tạo của ly 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 1.6.
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). 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 tiết đòn mở (13), các
lò xo ép (7) (một dãy, hai dãy, hoặc lị xo đĩa) bố trí liên kết với đĩa ép ngồi nằm trong
vỏ ly hợp (8).

Hình 1.6. Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô hai đĩa

SVTH: PHẠM VĂN NAM 11 GVHD: THIỀU SỸ NAM

ĐATN: Tính tốn thiết kế ly hợp dựa trên xe Chevrolet Colorado

1. Bánh đà 5. Đĩa ép ngoài 10. Trục ly hợp

2. Lò xo 6. Bulông hạn chế 11. Càng mở

đĩa ép trung gian 7. Lò xo ép 12. Bi "T"
3.Đĩa ép trung gian 8. Vỏ ly hợp 13. Đòn mở
4. Đĩa ma sát 9. Bạc mở 14. Lò xo

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 moayơ.

Nguyên lý hoạt động.

Trạng thái đóng ly hợp.

Lực ép của các lị xo (7) ép chặt các đĩa ép ngồi, 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, moayơ 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 bi ‘T’ tiếp tục ép
lên đầu địn mở, đẩy đầu trong sang trái, đầu ngồi địn mở dịch chuyển sang phải. Kéo
đĩa 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 ôtô có tải trọng
lớn hoặc ô tô 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
phúc tạp, q trình mở kém dứt khoát.

SVTH: PHẠM VĂN NAM 12 GVHD: THIỀU SỸ NAM

ĐATN: Tính tốn thiết kế ly hợp dựa trên xe Chevrolet Colorado

2.1.1.3 Ly hợp thủy lực
Cấu tạo theo sơ đồ hình 1.7.
Ly hợp thủy lực truyền mô men thông qua chất lỏng.
Cấu tạo của ly hợp gồm 2 phần:

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 cơng 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 dòng 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 nối thủy lực.

Ưu điểm
Có thể thay đổi tỷ số truyền một cách liên tục, có khả năng truyền tải mơmen lớn,
cấu tạo đơn giản, giá thành sản xuất thấp.
Nhược điểm : Khơng có khả năng biến đổi mômen nên đã hạn chế phạm vi sử dụng
của nó trên ơtơ, 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.

B¸nh Tuabin
Bánh bơm

Vá

Hình 1.7. Sơ đồ nguyên lý ly hợp thủy lực

SVTH: PHẠM VĂN NAM 13 GVHD: THIỀU SỸ NAM

ĐATN: Tính tốn thiết kế ly hợp dựa trên xe Chevrolet Colorado

2.1.1.4 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 1.8.
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
thơng 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 và ly hợp được ngắt.

3

1 4

5
2

6

Hình 1.8. 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 số 6. Trục ly hợp.

SVTH: PHẠM VĂN NAM 14 GVHD: THIỀU SỸ NAM

ĐATN: Tính tốn thiết kế ly hợp dựa trên xe Chevrolet Colorado

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 con 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.

2.1.2 Các bộ phận cơ bản trong ly hợp ma sát

2.1.2.1 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. Lò xo ép làm việc trong trạng thái luôn luôn 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 (lị xo trụ, lị xo
cơn) hoặc được giảm tải (lò xo đĩa).

Lò 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 môi trường nhiệt độ cao.

Kết cấu, kích thước và đặc tính của cụm ly hợp được xác định theo loại lị xo ép.
Trong ly hợp ơtơ 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 1.9.

Fl ab

c

Hình 1.9. Đặc tính các loại lị xo ép ly hợp

a. Lị xo cơn b. Lò xo trụ c. Lò xo đĩa
Fl. Lực ép
l. Biến dạng của lò xo

SVTH: PHẠM VĂN NAM 15 GVHD: THIỀU SỸ NAM

ĐATN: Tính tốn thiết kế ly hợp dựa trên xe Chevrolet Colorado

+ Lò xo trụ
Lị xo trụ có đường đặc tính làm việc là đường b trên hình 1.9.
Lò xo trụ thường được bố trí theo vịng trịn 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 không 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 đòn mở.

- Ln giữ được đặc tính tuyến tính trong tồn 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 lị xo sẽ khơng đều nhau. Do đó phải chế tạo
lị xo thật chính xác nếu khơng thì lực ép khơng đều sẽ làm cho đĩa ma sát mịn không

đều và dễ bị cong vênh.
+ Lị xo cơn xoắn
Lị xo cơn xoắn có đường đặc tính làm việc là đường a trên hình 1.9.
Ưu điểm
- 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.
- Lò 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 lị 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.

SVTH: PHẠM VĂN NAM 16 GVHD: THIỀU SỸ NAM

ĐATN: Tính tốn thiết kế ly hợp dựa trên xe Chevrolet Colorado

+ Lò xo đĩa
Lị xo đĩa có đường đặc tính làm việc là đường c trên hình 1.9.
Ưu điểm

-Lò xo đĩa cấu đơn giản và kích thước nhỏ, lực ép đều giúp đĩa ma sát lâu mòn.
- Lò xo đĩa lực ngắt ly hợp đòi 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 không phù hợp xe tải trọng lớn, chủ yếu 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 lị xo đĩa, dạng thường đóng.
2.1.2.2 Đĩa ép và đĩa trung gian

Hình 1.10. Cấu tạo truyền mô men giữa động cơ tới đĩa ép

Đĩa ép và đĩa trung gian đảm nhận nhiệm vụ tạo mặt phẳng ép với đĩa bị động.
Truyền mômen xoắn của động cơ tới đĩa bị động. Kết cấu truyền mômen này được thực
hiện bằng các vấu, chốt, thanh nối đàn hồi, được thể hiện qua hình 1.10. Đồng thời trong
điều kiện ln chịu nhiệt sinh ra ở bề mặt ma sát. Đĩa ép và đĩa trung gian còn đảm bảo
việc hấp thụ và truyền nhiệt ra môi trường. Các đĩa được chế tạo từ gang đặc cịn có các
gân hoặc rãnh hướng tâm thốt nhiệt ra ngồi. Tăng độ cứng đĩa ép các vấu (a,c) của đĩa
ép nằm trong rãnh của vỏ ly hợp đảm bảo liên kết chắc chắn. Do xuất hiện ma sát ở liên

SVTH: PHẠM VĂN NAM 17 GVHD: THIỀU SỸ NAM

ĐATN: Tính tốn thiết kế ly hợp dựa trên xe Chevrolet Colorado

kết, làm tăng điều khiển mở ly hợp. Liên kết bằng thanh nối mỏng đàn hồi (b) đảm bảo di
chuyển đĩa ép khơng có ma sát. Một đầu thanh nối được tán với vỏ ly hợp, đầu còn lại
được bắt vào đĩa ép.

Phương pháp này được sử dụng rộng rãi ở ly hợp xe con và xe tải. Ở ly hợp hai đĩa
liên kết có thể thực hiện nhờ chốt cố định trên bánh đà (d,e) đĩa trung gian có thể liên kết
với bánh đà nhờ vấu hoặc chốt hướng tâm, chốt dọc trục (c,d,e).
2.1.2.3 Đĩa bị động

Sơ đồ đĩa bị động như hình 1.11
Đĩa bị động được lắp trên then hoa trục bị động gồm: Xương đĩa (5) bằng thép

mỏng, tấm ma sát (1) và bộ phận dập tắt dao động (6,10).
Xương đĩa được tán chặt với các cánh hình chữ ‘T’ làm bằng thép lò xo. Các cánh
được bẻ vênh về các hướng khác nhau và tán với các tấm ma sát (1). Cấu trúc như vậy
đảm bảo cho các bề mặt ma sát được tiếp xúc tốt, đóng êm dịu, ngăn ngừa sự cong vênh
khi bị nung nóng dẫn đến làm giảm độ cứng dọc trục của đĩa bị động.
Các tấm ma sát (1) được cố định vào các cánh chữ ‘T’ theo phương pháp tán độc
lập. Bề mặt của tấm ma sát có rãnh thơng gió và để thốt sản phẩm mài mịn. Vật liệu
tấm ma sát được làm từ nguồn gốc amiang. Tấm ma sát có hệ số ma sát cố định, chịu mài
mịn cao với khả năng làm việc nhiệt độ lâu dài đến 200 OC và tức thời đến 350 OC . Tấm
ma sát có thể sử dụng phụ da thiếc (ổn định hệ số ma sát), đồng (nâng cao khả năng
truyền nhiệt), chì (giảm tốc độ mài mịn, chống xước). Tuổi thọ làm việc của tấm ma sát
quyết định tuổi thọ của ly hợp do vậy vật liệu của nó ngày được hồn thiện.

1, 13. Tấm ma sát Hình 1.11. Sơ đồ đĩa bị động 14, 15. Đinh tán
5. Xương đĩa 2, 3. Các cánh xương đĩa 7. Chốt truyền lực
6, 9. Vòng ma sát giảm chấn

SVTH: PHẠM VĂN NAM 18 GVHD: THIỀU SỸ NAM

ĐATN: Tính tốn thiết kế ly hợp dựa trên xe Chevrolet Colorado

8. Moayơ 10. Đệm điều chỉnh

11. Lò xo giảm chấn 12. Tấm ốp giữ bộ giảm chấn

2.1.2.4 Bộ giảm chấn

Sơ đồ bộ giảm chấn như hình 1.12.

Dập tắt dao động xoắn ở đĩa bị động bao gồm hai nhóm chi tiết cơ bản.

Nhóm chi tiết đàn hồi

Dùng để giảm dao động có tần số cao xuất hiện trong hệ thống truyền lực do có sự
kích động cưỡng bức theo chu kì từ động cơ hoặc mặt đường.

Nhóm chi tiết hấp thụ năng lượng dao động.

Sử dụng các tấm ma sát bằng pherado hay kim loại chịu mòn.

Cấu tạo bộ giảm chấn.

Đa dạng, nhưng đều được bố trí nối giữa xương đĩa bị động với moayơ và hoạt
động theo nguyên tắc hấp thụ và phân tán năng lượng.

Xương đĩa bị động được nối với đĩa trong bằng đinh tán. Trên đĩa trong có các cửa
sổ chứa lị xị một đầu lò xo tựa trên đĩa trong của xương đĩa, đầu kia tựa vào đĩa moayơ.

Trạng thái (a) chưa chịu tải lò xo bị nén đẩy các tấm đệm lò xo khắc phục hết khe
hở cửa sổ.

Trạng thái (b): Khi xuất hiện tải hay bị dao động cộng hưởng, xương đĩa và moayơ
dịch chuyển với nhau 1 góc α chiều dài lị xo bị thu ngắn.

Nhờ bố trí lị xo nằm trên chu vi truyền lực do đó, độ cứng của hệ thống truyền lực
giảm. Giúp nâng cao khả năng truyền êm mômen xoắn và hạn chế tải trọng động do dao
động cộng hưởng gây ra.

SVTH: PHẠM VĂN NAM 19 GVHD: THIỀU SỸ NAM

ĐATN: Tính tốn thiết kế ly hợp dựa trên xe Chevrolet Colorado

Hình 1.12. Sơ đồ bộ giảm chấn

2.1.2.5 Đòn mở ly hợp

Đòn mở ly hợp là khâu nối giữa phần dẫn động điều khiển và phần chủ động đĩa ép
ly hợp. Đòn mở đảm nhận truyền lực điều khiển để mở đĩa ép trong cụm ly hợp. Khi mở
ly hợp lực điều khiển cần ép lò xo ép lại. Kéo đĩa ép tách các bề mặt ma sát. Lực điều
khiển tác dụng lên đòn mở lớn. Nên đòn mở thường có từ 3 chiếc trở lên, bố trí đều theo
chu vi. Đòn mở được liên kết với đĩa chủ động và cùng quay với vỏ ly hợp. Đòn mở được
chế tạo từ thép hợp kim có trọng lượng và kích thước nhỏ. Tiết diện của địn mở phụ
thuộc vào khơng gian và phương pháp chế tạo, đúc hoặc dập. Phần lớn các ly hợp lò xo
đĩa xử dụng lò xo ép xẻ rãnh để tạo thành đòn mở.

Cấu trúc liên kết lựa được trình bày theohình 1.13.

SVTH: PHẠM VĂN NAM 20 GVHD: THIỀU SỸ NAM