Thiết kế hệ thống ly hợp xe 5 chỗ

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống ly hợp xe 5 chỗ


- 1 -
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU…………………………………………………………… 4
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CỤM LY HỢP TRÊN ÔTÔ…………. 6
1.1.Công dụng, yêu cầu, phân loại ………………………………… 6
1.1.1.Công dụng 6
1.1.2.Phân loại 6
1.1.3.Yêu cầu 7
1.1.4. Sơ đồ vị trí ly hợp 8
1.2.Ảnh hƣởng của ly hợp khi gài số và khi phanh 8
1.2.1.Khi gài số 9
1.2.2.Khi phanh 9
1.3.Ly hợp ma sát 9
1.3.1.Ly hợp ma sát một đĩa 10
1.3.2.Ly hợp ma sát hai đĩa 11
1.4.Ly hợp thuỷ lực 12
1.5.Ly hợp điện từ 13
CHƢƠNG 2. LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ 15
2.1.Lựa chọn loại ly hợp 15
2.2.Phƣơng án chọn loại lò xo ép 15
2.2.1.Lò xo trụ 15
2.2.2.Lò xo côn xoắn 16
2.2.3.Lò xo đĩa 17
2.3.Đĩa bị động ly hợp 18
2.4.Lựa chọn phƣơng án dẫn động 18
2.4.1.Dẫn động cơ khí 19
2.4.2.Dẫn động cơ khí có trợ lực khí nén 21
2.4.3.Dẫn động thủy lực 23

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống ly hợp xe 5 chỗ


- 2 -
2.4.4.Dẫn động thủy lực trợ lực chân không 24
2.4.5 Lựa chọn xe tham khảo Mazda 6 27
CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỤM LY HỢP 29
3.1.Tính chọn các thông số và kích thƣớc cơ bản 28
3.1.1.Xác định mômen ma sát ly hợp cần truyền 28
3.1.2.Xác định các thông số và kích thước cơ bản 28
3.2.Tính kiểm tra điều kiện làm việc của ly hợp 32
3.2.1.Tính công trượt 31
3.2.2.Kiểm tra công trượt riêng 34
3.2.3.Kiểm tra nhiệt độ các chi tiết 36
3.3.Tính bền các chi tiết của ly hợp 37
3.3.1.Lò xo ép 36
3.3.2.Đòn mở 39
3.3.3.Đĩa bị động 41
3.3.4.Tính lò xo giảm chấn 46
3.3.5.Tính truc ly hợp 48
3.4.Tính hệ thống dẫn động ly hợp 56
3.4.1.Xác định lực và hành trình bàn đạp 56
3.4.2.Thiết kế hệ thống dẫn động thủy lực 58
3.5. Thiết kế bộ trợ lực chân không 61
CHƢƠNG 4. PHƢƠNG ÁN CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT 65
4.1.Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết 65
4.2.Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết 66
4.3.Xác đinh phƣơng pháp chế tạo phôi và thiết kế bản vẽ
chi tiết lông phôi 66
4.3.1.Xác định phương pháp chế tạo phôi 67

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống ly hợp xe 5 chỗ


- 3 -
4.4.Xác định thứ tự các nguyên công 63
4.5.Xác định chế độ cắt cho các nguyên công 64
4.5.1.Nguyên công 1 64
4.5.2.Nguyên công 2 65
4.5.3.Nguyên công 3 66
4.5.4.Nguyên công 4 67
4.5.5.Nguyên công 5 68
4.5.6.Nguyên công 6 69
CHƢƠNG 5. SỬA CHỮA, BẢO DƢỠNG VÀ ĐIỀU CHỈNH LY
HỢP 74
5.1.Kiểm tra sửa chữa đĩa ma sát 74
5.2.Kiểm tra sửa chữa cụm đĩa ép, lò xo ép và vỏ ly hợp 75
5.3.Lắp bộ ly hợp và điều chỉnh độ đồng đều của các đòn mở 76
5.4.Kiểm tra khớp trƣợt và vòng bi nhả ly hợp 77
5.5.Lắp cơ cấu điều khiển và điều chỉnh hành trình tự do
của bàn đạp 77
5.6.Những hƣ hỏng thƣờng gặp và bảo dƣỡng sửa chữa 78
5.6.1.Ly hợp bị trượt 78
5.6.2.Ly hợp ngắt không hoàn toàn 79
5.6.3.Ly hợp đóng đột ngột 80
5.6.4.Ly hợp phát ra tiếng kêu 81
5.6.5.Bàn đạp ly hợp bị rung 82
5.6.6.Đĩa ép bị mòn nhanh 82
5.6.7.Bàn đạp ly hợp nặng 83
5.6.8.Hỏng hệ thống dẫn động thủy lực 83
KẾT LUẬN 83

TÀI LIỆU THAM KHẢO 84
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống ly hợp xe 5 chỗ


- 4 -
LỜI NÓI ĐẦU
Đất nước ta đang ngày càng phát triển và có sự thay đổi từng ngày, cùng
với sự phát triển về kinh tế thì khoa học kỹ thuật cũng có bước phát triển vượt
bậc và thu được những thành tựu quan trọng. Khoa học kỹ thuật đã được áp
dụng phổ biến trong đời sống và góp phần thúc đẩy sự phát triển của nền kinh
tế quốc dân.
Ngành công nghiệp ôtô là một ngành quan trọng trong sự phát triển kinh
tế của một quốc gia đặc biệt là một quốc gia đang phát triển như Việt Nam.
Ôtô phục vụ cho việc vận chuyển hàng hoá, phục vụ mục đích đi lại của con
người. Ngoài ra ôtô còn phục vụ trong rất nhiều lĩnh vực khác như : Y tế, cứu
hoả, cứu hộ….Do vậy phát triển ngành công nghiệp ôtô Việt Nam là một
trong những mục tiêu chiến lược trong sự phát triển của đất nước. Thực tế
nhà nước ta cũng đã chú trọng phát triển ngành công nghiệp ôtô với những đề
án chiến lược dài hạn đến năm 2015, 2020. Cùng với việc chuyển giao công
nghệ giữa Việt Nam và các nước phát triển trên thế giới, chúng ta ngày càng
được tiếp cận nhiều hơn với các công nghệ tiên tiến trên thế giới trong đó có
công nghệ về ôtô. Công nghệ ôtô mặc dù là một công nghệ xuất hiện đã lâu
nhưng trong những năm gần đây đã có nhiều bước phát triển mạnh mẽ, liên
tục các công nghệ mới đã được phát minh nhằm hoàn thiện hơn nữa ôtô
truyền thống. Ngoài ra người ta còn phát minh ra những công nghệ mới nhằm
thay đổi ôtô truyền thống như nghiên cứu ôtô dùng động cơ Hybryd, động cơ
dùng nhiên liệu Hydro, ôtô có hệ thống lái tự động…. Tuy nhiên trong điều
kiện của nước ta, chúng ta chỉ cần tiếp thu và hoàn thiện những công nghệ về
ôtô truyền thống.
Trên ôtô, người ta chia ra thành các phần và các cụm khác nhau. Trong

đó ly hợp là một trong những cụm chính và có vai trò quan trọng trong hệ
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống ly hợp xe 5 chỗ


- 5 -
thống truyền lực của ôtô. Hệ thống ly hợp có ảnh hưởng lớn đến tính êm dịu
của ôtô, tính năng điều khiển của ôtô, đảm bảo an toàn cho động cơ và hệ
thống truyền lực trên ôtô. Nên để chế tạo được một chiếc ôtô đạt yêu cầu chất
lượng thì việc thiết kế chế tạo một bộ ly hợp tốt là rất quan trọng. Do đó em
đã được giao đề tài “ Thiết kế hệ thống ly hợp xe ôtô con 5 chỗ” để nghiên
cứu tìm hiểu cụ thể về hệ thống ly hợp trên ôtô và quy trình thiết kế chế tạo hệ
thống ly hợp cho ôtô. Với đề tài được giao, em đã chọn xe MAZDA 6 làm xe
cơ sở để tham khảo các thông số ban đầu. Hiện nay loại xe này đang được sản
xuất lắp ráp tại nước ta và vẫn được sử dụng khá phổ biến trên các tuyến
đường Việt Nam.
Trong thời gian được cho phép, với sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình, của
Thầy giáo Nguyễn Trọng Hoan cùng các thầy giáo trong bộ môn Ôtô và xe
chuyên dụng, em đã hoàn thành đồ án của mình. Mặc dù bản thân đã có cố
gắng và được sự quan tâm giúp đỡ của các thầy giáo nhưng do kiến thức, kinh
nghiệm và thời gian hạn chế nên đồ án của em không thể tránh khỏi những
thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, phê bình của các thầy trong bộ
môn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Nguyễn Trọng Hoan và
các thầy giáo trong bộ môn Ôtô và xe chuyên dụng, Viện Cơ khí động lực,
Trường ĐHBK Hà Nội đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt bản
đồ án này.

Hà Nội, ngày tháng năm 201
Sinh viên:

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống ly hợp xe 5 chỗ


- 6 -
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CỤM LY HỢP TRÊN XE ÔTÔ
1.1.CÔNG DỤNG , PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU:
1.1.1.Công dụng:
Ly hợp là một trong những cụm chính trong hệ thống truyền lực của ôtô.
Ly hợp trên ôtô là bộ phận liên kết giữa động cơ và hệ thống truyền lực. Do
đó nó có nhiệm vụ tách và nối hai bộ phận này với nhau trong trường hợp cần
thiết như: Khi xe bắt đầu chuyển bánh, khi chuyển số . Ngoài ra, trong quá
trình ôtô hoạt động sẽ xuất hiện những mômen quán tính tác động lên hệ
thống truyền lực nên ly hợp còn đóng vai trò là bộ phận an toàn bảo vệ cho
các chi tiết của hệ thống truyền lực khỏi bị quá tải.
1.1.2.Phân loại:
Có nhiều cách phân loại:
- Theo cách truyền mômen:
+ Ly hợp ma sát: Truyền mô men thông qua các bề mặt ma sát.
F
ms
= .P
lx

M
LH
= F
ms
.R
tb

Ly hợp ma sát có hai loại là ly hợp ma sát khô và ly hợp ma sát ướt:
Ly hợp ma sát khô: Không có dung môi, các đĩa ma sát thường được làm
từ Ferado đồng.
Ly hợp ma sát ướt: Được nhúng trong dầu.
+ Ly hợp thuỷ lực: Truyền mômen thông qua chất lỏng.
+ Ly hợp điện từ: Truyền mômen nhờ lực điện từ.
+ Ly hợp liên hợp: Mô men được truyền bằng cách kết hợp các phương
pháp trên. Thông thường là bằng ma sát cộng với thủy lực.
Hiện nay, trên ôtô dùng chủ yếu là ly hợp ma sát và ly hợp thủy lực.

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống ly hợp xe 5 chỗ


- 7 -
- Theo trạng thái làm việc:
+ Loại ly hợp thường đóng: Khi không có lực điều khiển, ly hợp luôn ở
trạng thái đóng, khi đạp ly hợp các bề mặt làm việc tách ra. Đại đa số các ly
hợp trên ôtô dùng loại này.
+ Loại ly hợp thường mở: Khi không có lực điều khiển, ly hợp luôn ở
trạng thái mở.
- Theo dạng lò xo của đĩa ép:
+ Ly hợp sử dụng lò xo trụ bố trí theo vòng tròn.
+ Ly hợp sử dụng lò xo dạng côn xuắn.
+ Ly hợp sử dụng lò xo dạng đĩa.
- Theo hệ thống dẫn động ly hợp:
+ Ly hợp dẫn động cơ khí.
+ Ly hợp dẫn động thuỷ lực.
+ Ly hợp dẫn động kết hợp cơ khí và thủy lực
- Theo trợ lực dẫn động:

+ Trợ lực cơ khí.
+ Trợ lực thủy lực.
+ Trợ lực khí nén.
+ Trợ lực chân không.
1.1.3.Yêu cầu:
Ly hợp trên ôtô phải đảm bảo các yêu cầu:
- Phải truyền hết được mômen của động cơ xuống hệ thống truyền lực
mà không bi trượt.
- Phải ngắt dứt khoát, đóng êm dịu để giảm tải trọng động tác động lên
hệ thống truyền lực.
- Mômen quán tính của phần bị động của ly hợp phải nhỏ để giảm tải
trọng động tác dụng lên các bánh răng và bộ đồng tốc khi sang số.
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống ly hợp xe 5 chỗ


- 8 -
- Mô men ma sát không đổi khi ly hợp ở trạng thái đóng.
- Có khả năng trượt khi bị quá tải.
- Có khả năng thoát nhiệt tốt để tránh làm nóng các chi tiết khi ly hợp bị
trượt trong quá trình làm việc.
- Điều khiển ly hợp nhẹ nhàng tránh gây mệt mỏi cho người lái xe.
- Giá thành của bộ ly hợp rẻ, tuổi thọ cao, kết cấu đơn giản kích thước
nhỏ gọn, dễ tháo lắp và sửa chữa bảo dưỡng.
1.1.4 Sơ đồ vị trí của ly hợp trên xe con



1.2.ẢNH HƢỞNG CỦA LY HỢP KHI GÀI SỐ VÀ KHI PHANH
1.2.1.Khi gài số:
Khi gài số các chi tiết có chuyển động tương đối, do vậy sinh ra mômen

xung lượng va đập và tải trọng động tác dụng lên các chi tiết khác. Muốn
giảm lực xung kích tác dụng lên hệ thống truyền lực cần mở ly hợp rồi mới
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống ly hợp xe 5 chỗ


- 9 -
gài số để giảm mômen quán tính phần bị động và các chi tiết của hộp số có
liên quan động học đến phần bị động của ly hợp. Như vậy việc ngắt ly hợp
khi sang số không những làm cho việc sang số được thực hiện êm dịu mà còn
làm giảm tải trọng động tác dụng lên các chi tiết của hệ thống truyền lực giúp
làm tăng tuổi thọ cho các chi tiết này.
1.2.2.Khi phanh ôtô:
Khi phanh ôtô toàn bộ hệ thống truyền lực chịu tải trọng động rất lớn
dưới tác dụng của mômen quán tính của động cơ M
jmax
.
Mômen M
jmax
có thể truyền qua ly hợp khi mômen ma sát của ly hợp lớn
hơn M
jmax
. Trong trường hợp này mômen quán tính sẽ tác dụng lên hệ thống
truyền lực.
Nếu mômen M
jmax
lớn hơn mômen ma sát của ly hợp thì ly hợp bị trượt
và hệ thống truyền lực sẽ chịu tải trọng lớn nhất chỉ bằng mômen ma sát của
ly hợp.
Nếu khi thiết kế ly hợp lấy hệ số dự trữ của ly hợp  lớn hơn hệ số dự trữ
của độ bền của trục các đăng thì có thể trục các đăng bị gãy do quá tải.

1.3. LY HỢP MA SÁT:
Trên các loại ôtô hiện nay sử dụng phổ biến nhất là loại ly hợp ma sát. Các bộ
phận chính của ly hợp bao gồm phần chủ động và phần bị động:
- Phần chủ động: Gồm có bánh đà, đĩa ép, vỏ ly hợp, các lò xo ép.
- Phần bị động : Gồm đĩa bị động, các bộ phận giảm chấn và trục ly hợp.
Việc điều khiển đóng ngắt ly hợp thông qua các đòn mở và các hệ thống dẫn
động, hệ thống dẫn động của ly hợp có thể là dẫn động bằng cơ khí , dẫn động
bằng thuỷ lực. Ngoài ra còn có thể sử dụng bộ phận trợ lực để giảm lực bàn
đạp của người lái.
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống ly hợp xe 5 chỗ


- 10 -
1.3.1.Ly hợp ma sát một đĩa:
1 2 3
4
5
6
13
12
11 9 8
7
10

Hình 1.1. Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát một đĩa dẫn động cơ khí.
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.

Nguyên lý hoạt động:
- Khi ly hợp ở trạng thái đóng:
Dưới tác dụng của lò xo ép 5 làm đĩa ép 3 ép đĩa bị động với bánh đà,
nhờ vậy tạo được sự ma sát giữa đĩa ép và bánh đà với đĩa bị động và làm cho
chúng ép sát vào nhau. Do đó khi động cơ quay thì mô men của động cơ được
truyền từ bánh đà và đĩa ép qua đĩa bị động tới trục ly hợp và đến các hệ
thống truyền động.
- Khi ngắt ly hợp:

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống ly hợp xe 5 chỗ


- 11 -
Dưới tác dụng của lực bàn đạp kéo đòn kéo 9 thông qua càng mở 10 đẩy
bạc mở 6 làm bi T dịch chuyển sang trái khắc phục hết khe hở  và ép vào
đầu trên của đòn mở 12, đầu dưới của các đòn mở đi sang phải và tách đĩa ép
3 khỏi đĩa bị động làm cho đĩa bị động tách rời khỏi bánh đà và đĩa ép ngắt
dòng công suất từ động cơ sang hệ thống truyền lực.
Trong quá trình sử dụng, do sự giảm lực ép của các lò xo ép và đĩa bị
động bị mòn nên khe hở  bị giảm xuống làm ảnh hưởng đến hành trình tự do
của bàn đạp. Do đó khe hở  phải được đảm bảo nằm trong phạm vi nhất định
bằng cách điều chỉnh thường xuyên.
Ƣu nhƣợc điểm:
- Ưu điểm:
+ Kết cấu gọn, dễ điều chỉnh và sữa chữa.
+ Mở dứt khoát.
+ Thoát nhiệt tốt nên đảm bảo tuổi thọ cao cho bộ ly hợp.
- Nhược điểm:

+ Đóng không êm dịu.
+ Chỉ truyền được mô men không lớn lắm. Nếu truyền mômen trên 70 
80 KGm thì cần đường kính đĩa ma sát lớn kéo theo các kết cấu khác đều lớn
làm cho ly hợp cồng kềnh.
1.3.2.Ly hợp ma sát hai đĩa:
Nguyên lý cấu tạo và hoạt động của ly hợp ma sát hai đĩa cũng tương tự
như ly hợp ma sát một đĩa chỉ khác là có hai đĩa bị động nên có hai maoy ở
đĩa bị động.
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống ly hợp xe 5 chỗ


- 12 -
1
13
2 3
4
5
6
12
11 9 8
7
10

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.
Ƣu nhƣợc điểm:

- Ưu điểm:
+ Đóng êm dịu (do có nhiều bề mặt ma sát).
+ Giảm được đường kính chung của đĩa ma sát, bánh đà … mà vẫn đảm
bảo truyền đủ mômen cần thiết của động cơ.
- Nhược điểm: Mở không dứt khoát, nhiệt lớn, kết cấu phức tạp nên khó bảo
dưỡng và sữa chữa.
1.4. LY HỢP THỦY LỰC
Ly hợp thuỷ lực truyền mômen thông qua chất lỏng.

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống ly hợp xe 5 chỗ


- 12 -


Hình 1.3.Sơ đồ nguyên lý ly hợp thuỷ lực.
Cấu tạo của ly hợp thuỷ lực gồm 2 phần:
- Phần chủ động là phần bánh bơm, bánh đà.
- Phần bị động là bánh tuốc bin nối với trục sơ cấp của hộp giảm tốc.
Nguyên lý hoạt động :
Ly hợp thủy lực gồm có 2 bánh công tác: Bánh bơm ly tâm và bánh tua
bin hướng tâm, tất cả được đặt trong hộp kín điền đầy chất lỏng công tác.
Trục của bánh bơm được nối với động cơ và trục của bánh tua bin 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 cánh của
bánh tua bin làm bánh này quay theo, nhờ đó năng lượng được truyền từ bánh
bánh bơm sang bánh tua bin nhờ dòng chảy chất lỏng.
Ly hợp thủy lực không có khả năng biến đổi mômen, nó chỉ làm việc

như
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống ly hợp xe 5 chỗ


- 13 -

một khớp nối thuần túy nên còn gọi là khớp nối thủy lực.
Ƣu nhƣợc điểm:
- Ưu điểm :
+ Có thể thay đổi tỉ số truyền một cách liên tục.
+ Có khả năng truyền tải mô men lớn.
+ Cấu tạo đơn giản, giá thành sản xuất thấp, dễ bảo dưỡng sữa chữa.
- Nhược điểm :
+ Không có khả năng biến đổi mômen nên đã hạn chế phạm vi sử dụng
của nó trên các hộp số thủy cơ ôtô.
+ Hiệu suất thấp ở vùng làm việc có tỉ số truyền nhỏ.
+ Độ nhạy quá cao làm ảnh hưởng xấu đến đặc tính làm việc kết hợp với
động cơ đốt trong.
1.5. LY HỢP ĐIỆN TỪ
Truyền mômen thông qua lực điện từ.
1
2
3
4
5
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.
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống ly hợp xe 5 chỗ


- 14 -

Nguyên lý hoạt động:
- Khi mở ly hợp : Khi không cấp điện cho cuộn dây 3 nên không có lực
từ trong cuộn dây, nên phần chủ động 1 là bánh đà và phần bị động 5 là lõi
thép không hút nhau nên khi động cơ không quay mômen không truyền ra
trục ly hợp.
- Khi đóng ly hợp : Khi cấp điện cho cuộn dây 3 làm xuất hiện lực điện
từ trong cuộn dây nên xuất hiện lực hút giữa bánh đà 1 và lõi thép bị động 5.
Như vậy khi bánh đà quay làm cho lõi thép quay theo. Do đó mômen được
truyền từ động cơ sang trục ly hợp. Tuy vậy lực hút giữa bánh đà và lõi thép
không đủ lớn nên giữa khe hở bánh đà và lõi thép người ta đưa vào những
mạt sắt. Khi có từ trường, chúng tạo thành những đường sức tạo thành dây sắt
cứng nối bánh đà và lõi thép với nhau làm tăng ma sát nên việc truyền mômen
giữa bánh đà và lõi thép được tăng lên.
Ƣu nhƣợc điểm :
- 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.
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống ly hợp xe 5 chỗ

- 15 -

CHƢƠNG 2
LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ
2.1.LỰA CHỌN LOẠI LY HỢP.
Ly hợp trên ôtô thường dùng là loại ly hợp ma sát dạng thường đóng, có
một hoặc hai đĩa bị động.
Với đề tài thiết kế ly hợp cho xe ôtô con, với yêu cầu cơ bản là phải có độ bền
và độ tin cậy cao, mặt khác phải sữa chữa và bảo dưỡng dễ dàng nên ta chọn
loại ly hợp là ly hợp ma sát. Do mômen của động cơ nhỏ nên ta chọn loại ly
hợp là ly hợp ma sát một đĩa bị động dạng thường đóng.
2.2.PHƢƠNG ÁN CHỌN LOẠI LÒ XO ÉP.

a
b
c


Hình 2.1.Đặc tính các loại lò xo ép ly hợp.
a - Lò xo côn xoắn.
b - Lò xo trụ.
c - Lò xo đĩa.
F
l
: Lực ép,

l
: Biến dạng của lò xo.
2.2.1.Lò xo trụ:
Lò xo trụ có đường đặc tính làm việc là đường b trên hình 2.1.

Lò 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
F
l

l
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống ly hợp xe 5 chỗ


- 16 -

lực ly tâm, thường sử dụng các cốc, vấu lồi trên đĩa ép hoặc trên vỏ ly hợp.
Ƣu 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 lò
xo đối xứng với nhau và với các đòn mở.
- Luôn giứ được đặc tính tuyến tính trong toàn bộ vùng làm việc.
- Giá thành rẻ, chế tạo đơn giản.
Nhƣợc điểm:
- Các lò xo thường không đảm bảo được các thông số giống nhau hoàn
toàn, đặc biệt là sau một thời gian làm việc lực ép của các lò xo sẽ không đều
nhau. Do đó phải chế tạo lò xo thật chính xác nều không thì lực ép không đều
sẽ làm cho đĩa ma sát mòn không đều và dễ bị cong vênh.
2.2.2.Lò xo côn xoắn:


Lò xo công xoắn có đường đặc tính làm việc là đường a trên hình 2.1.
Ƣu điểm:
-Lò xo côn cho phep chồng lên nhau nên độ cứng tăng lên đáng kể khi

chiều cao và kích thước của lò xo hầu như không thay đổi.
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống ly hợp xe 5 chỗ


- 17 -

- Lực ép lên lò xo lớn, nên thường được dùng trên ôtô có mômen của
động cơ trên 50 KGm.
- Có thể giảm được không gian của kết cấu do lò xo có thể ép đến khi lò
xo nằm trên một mặt phẳng.
-Lò xo côn hoạt động ổn định hơn và ít bị gãy hỏng hơn các lò xo chịu
nén bình thường.
Nhƣợc điểm:
- Khoảng không gian ở gần trục ly hợp sẽ chật và khó bố trí bạc mở ly
hợp.
- Dùng lò xo côn thì áp suất lò xo tác dụng lên đĩa ép phải qua các đòn
ép do đó việc điều chỉnh ly hợp sẽ phức tạp.
- Lò xo côn có dạng tuyến tính ở vùng làm việc nhỏ, sau đó khi các vòng
lò xo bắt đầu trùng nhau thì độ cứng của lò xo tăng lên rất nhanh, do đó nó
đòi hỏi phải tạo được lực lớn để ngắt ly hợp và khi đĩa ma sát mòn thì lực ép
của
lò xo sẽ giảm rất nhanh.
2.2.3.Lò xo đĩa:

Một lò xo đĩa loại DST
Lò xo đĩa có đường đặc tính làm việc là đường c trên hình 2.1.
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống ly hợp xe 5 chỗ


- 18 -

Lò xo đĩa được chế tạo bằng thép lò xo và được bắt chặt vào bàn ép ly hợp
bằng đinh tán hoặc bằng bulông . Ở mỗi phía của lò xo đĩa bố trí các vòng trụ
xoay hoạt động như một trục xoay khi lò xo đĩa quay . Đối với loại bàn ép ly
hợp thông thường có các lò xo chịu kéo đẻ nối đĩa ép ly hợp với lò xo đĩa.
Ƣu điểm:
- Lò xo đĩa làm luôn nhiệm vụ của đòn mở nên kết cấu đơn giản và nhỏ
gọn.
- Lò 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 đòi hỏi không
lớn và khi đĩa ma sát bị mòn thì lực ép thay đổi không đáng kể.
Nhƣợc điểm:
- Việc chế tạo khó khăn.
Kết luận: Qua việc tham khảo các loại lò xo ép em quyết định chọn loại lò xo
ép là lò xo đĩa vì tất cả những đăc tính tối ưu của nó.
2.3.ĐĨA BỊ ĐỘNG CỦA LY HỢP.
Đĩa bị động của ly hợp có cấu tạo gồm hai tấm ma sát được gắn với nhau
bằng đinh tán thông qua xương đĩa. Xương đĩa lại được tán với moay ơ đĩa bị
động.
Một trong những yêu cầu của ly hợp là phải đóng êm dịu, yêu cầu này
liên quan đến cấu tạo của đĩa bị động của ly hợp.
Để tăng tính êm dịu cho ly hợp ta dùng đĩa bị động loại đàn hồi. Độ đàn
hồi của đĩa được giải quyết bằng cách thiết kế kết cấu có những hình thù nhất
định hoặc dùng thêm những chi tiết đặc biệt có khả năng làm giảm độ cứng
của đĩa. Ở đây để giảm độ cứng của đĩa bị động ta xẻ các rãnh hướng tâm.
Các đường xẻ rãnh này chia đĩa bị động ra nhiều phần. Số lượng các rãnh tuỳ
theo đường kính đĩa. Các đường xẻ rãnh cũng làm cho đĩa bị động đỡ cong
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống ly hợp xe 5 chỗ

- 19 -

vênh khi bị nung nóng khi làm việc và làm tăng khả năng thoát các bụi sinh ra
trong quá trình ly hợp làm việc do các tấm ma sát bị mòn.
2.4.LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN DẪN ĐỘNG.
Hệ thống dẫn động ly hợp có tác dụng truyền lực bàn đạp của người lái
tác động vào bàn đạp đến ly hợp để thực hiện việc đóng ngắt ly hợp.
Dẫn động ly hợp thường là dẫn động cơ khí hoặc thủy lực. Dẫn động cơ
khí có ưu điểm chung là kết cấu đơn giản. dễ chế tạo tuy nhiên chúng cũng có
nhược điểm là lực bàn đạp thường phải lớn và khó bố trí với những ôtô có
động cơ đặt xa người lái. Dẫn động cơ khí được thường được sử dụng trên
một số ôtô con và ôtô tải do ôtô con có yêu cầu lực bàn đạp nhỏ và ôtô tải
thường có bình khí nén nên việc bố trí trợ lực thuận lợi, dẫn động thủy lực
hiện nay được sử dụng trên hầu hết các loại ôtô con và ôtô chở khách do có
ưu điểm rất lớn là nhỏ gọn, tạo được lực bàn đạp lớn, dế bố trí trên ôtô và thời
gian tác động nhanh.
Để giảm lực của người lái tác dụng lên bàn đạp, trong hệ thống dẫn động
có thể có bố trí bộ phận trợ lực bằng cơ khí, thủy lực, khí nén hoặc chân
không. Hiện nay, được sử dụng phổ biến hơn cả trên các loại ôtô là dẫn động
thủy lực kết hợp với bộ trợ lực. Trợ lực trên ôtô con có thể là trợ lực chân
không, còn các ôtô tải thì thường sử dụng hệ thống trợ lực bằng khí nén do có
sẵn bình khí nén.
Mục đích của việc thiết kế hệ dẫn động ly hợp là dễ bố trí, điều khiển dễ
dàng, đảm bảo độ tin cậy đồng thời đảm bảo tính kinh tế. Do đó phương án
dẫn động phải đáp ứng được các yêu cầu của hệ thống dẫn động đã nêu ở trên.
Các phương án dẫn động thường dùng là:
- Dẫn động cơ khí.
- Dẫn động cơ khí trợ lực khí nén
- Dẫn động cơ khí trợ lực chân không.
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống ly hợp xe 5 chỗ

- 20 -

- Dẫn động thuỷ lực.
- Dẫn động thuỷ lực trợ lực khí nén.
- Dẫn động thủy lực trợ lực chân không.
2.4.1.Dẫn động cơ khí :
Sử dụng các cơ cấu truyền lực bằng cơ khí để truyền lực đóng hoặc ngắt ly
hợp.
Sơ đồ kết cấu:

9
8
7
6
21
54
3

Hình 2.2.Sơ đồ dẫn động ly hợp bằng cơ khí.
1.Đĩa bị động. 2.Đĩa ép. 3.Đòn mở.
4.Bi T. 5.Lò xo hồi vị bi T. 6.Càng mở.
7.Bàn đạp. 8.Lò xo hồi vị bàn đạp. 9.Đòn dẫn động.
Nguyên lý làm việc:
- Khi ngắt ly hợp :
Người lái tác dụng lực vào bàn đạp, lực bàn đạp thông qua đòn dẫn động
9 và càng mở 6 làm cho bi T 4 dịch chuyển sang trái tỳ vào đầu đòn mở, đòn
mở kéo đĩa ép và đĩa bị động tách khỏi các bề mặt làm việc làm mở ly hợp.
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống ly hợp xe 5 chỗ

- 21 -

- Khi đóng ly hợp : Người lái thôi không tác dụng lực vào bàn đạp, lò xo hồi
vị bàn đạp kéo bàn đạp trở về vị trí ban đầu. Đồng thời lò xo hồi vị bi T kéo bi
T dịch chuyển sang phải và thôi không ép vào đòn mở nữa. Khi đó lò xo ép
lại ép đĩa ép và đĩa bị động trở lại trạng thái làm việc ban đầu.
Ƣu nhƣợc điểm :
- Ưu điểm: Kết cấu đơn giản nên dễ chế tạo và bảo dưỡng, sửa chữa.
Mở nhanh và dứt khoát.
Giá thành rẻ.
- Nhược điểm: Lực ma sát giữa các cơ cấu lớn nên dẫn đến nặng khi đạp.
Có thể khắc phục bằng cách sử dụng trợ lực. Đóng không êm dịu.
2.4.2.Dẫn động cơ khí có trợ lực khí nén :

5
1
3
2

4
6
12111098
7


Hình 2.3.Sơ đồ dẫn động ly hợp bằng cơ khí có trơ lực khí nén.
1.Ống dẫn khí. 2.Xy lanh công tác. 3.Càng mở.
4.Đòn mở. 5.Đĩa ép. 6.Đĩa bị động.

7.Bi T. 8.Lò xo hồi vị bi T. 9.Bình khí nén.
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống ly hợp xe 5 chỗ


- 22 -

10.Xy lanh phân phối. 11.Bàn đạp. 12.Lò xo hồi vị bàn
đạp.
Nguyên lý hoạt động :
- Khi ngắt ly hợp: Người lái tác dụng một lực lên bàn đạp 11 làm cho xy lanh
phân phối 10 cùng pittông của nó chuyển động sang trái làm cho càng mở 3
đẩy bi T 7 dịch chuyển sang trái và ép vào đòn mở 4. Đòn mở kéo đĩa ép cùng
đĩa bị động tách ra khỏi bề mặt làm việc và ly hợp được ngắt. Đồng thời sự
chuyển động tương đối giữa pittông và xy lanh của xy lanh phân phối 10 làm
mở van khí nén. Khí nén từ bình khí đi qua xy lanh phân phối, qua ồng dẫn 1
vào xy lanh công tác 2 đẩy pittông của xy lanh này dịch chuyển sang phải đẩy
vào càng mở 3 làm giảm bớt một phần lực cho người lái.
- Khi đóng ly hợp :
Khi người lái thôi tác dụng lực vào bàn đạp, lò xo hồi vị bàn đạp kéo bàn
đạp trở về vị trí ban đầu. Đồng thời kéo xy lanh phân phối 10 sang phải làm
kéo càng mở 3 thôi không ép vào bi T nữa. Khi đó bi T thôi không ép vào đầu
đòn mở nữa và các lò xo ép lại ép ly hợp đĩa ép và đĩa bị động trở về trạng
thái làm việc ban đầu. Khi xy lanh phân phối 10 được kéo về vị trí ban đầu thì
đồng thời làm van khí nén đóng lại. Lúc này khoang trong xy lanh 10 thông
với khí trời và do đó không còn áp suất khí nén tác dụng lên xy lanh công tác
nữa và xy lanh công tác cũng thôi không tác dụng lực lên càng mở 3 nữa.
- Khi giữ bàn đạp ở một vị trí nào đó :
Khi người lái giữ nguyên bàn đạp ở một vị trí nào đó thì xy lanh phân
phối 10 cũng dừng tại một vị trí nhất định. Lúc này van khí nén vẫn mở và khí
nén vẫn vào xy lanh công tác tuy nhiên lượng khí nén vào trong xy lanh công

tác là không đổi cho nên ly hợp được mở ở một vị trí nhất định.
Ƣu nhƣợc điểm :
- Ưu điểm :
Khí nén
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống ly hợp xe 5 chỗ


- 23 -

+ Giảm được lực của người lái tác dụng lên bàn đạp.
+ Vẫn đảm bảo an toàn vì nếu trợ lực hỏng thì ly hợp vẫn làm việc được.
- Nhược điểm :
+ Phải cần máy nén khí.
+ Khi mất trợ lực thì lực điều khiển của người lái rất lớn.

2.4.3.Dẫn động thủy lực :
10
11

9
321
7
6
54
8


Hình 2.4.Sơ đồ dẫn động ly hợp bằng thủy lực.
1.Đĩa bị động. 2.Đĩa ép. 3.Đòn mở.
4.Bi T. 5.Lò xo hồi vị bi T. 6.Xy lanh chính.

7.Bàn đạp. 8.Lò xo hồi vị bàn đạp. 9.Càng mở.
10.Xy lanh công tác. 11.Ống dẫn dầu.
Nguyên lý làm việc:
- Khi ngắt ly hợp :
Khi người lái tác dụng một lực lên bàn đạp, dầu từ xy lanh chính 6 qua
ống dẫn 11 vào xy lanh công tác 10 đẩy pittông của xy lanh này đi sang phải
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống ly hợp xe 5 chỗ


- 24 -

thông qua càng mở đẩy bi T 4 ép vào đòn mở 3 làm cho đòn mở kéo đĩa ép và
đĩa bị động tách ra làm mở ly hợp.
- Khi đóng ly hợp :
Khi người lái thôi không tác dụng lực vào bàn đạp, nhờ lò xo hồi vị bi T
5 và lò xo hồi vị bàn đạp 8 đẩy pittông của xy lanh công tác 10 sang trái làm
đẩy dầu qua ống 11 trở về xy lanh chính 6 đẩy trả bàn đạp vể vị trí ban đầu.
Đồng thời nhờ lò xo hồi vị nên bi T cũng được đẩy tách ra khỏi đòn mở làm
mở ly hợp.
Ƣu nhƣợc điểm :
- Ưu điểm:
+ Kết cấu đơn giản, dễ bố trí trên xe.
+ Dẫn động êm, có thể tạo được lực bàn đạp lớn.
- Nhược điểm:
+ Các chi tiết cần độ kín khít tốt nên khó khăn trong việc chế tạo và
chăm sóc, bảo dưỡng.
2.4.4.Dẫn động thủy lực có trợ lực chân không:


3

1
2
4
5
6
13
12 11 10
7
8 9