Thiết kế hệ thống ly hợp cho xe ôtô tải 8 tấn (Link bản vẽ: https://bit.ly/3rzUuaV)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
BỘ MÔN ÔTÔ

THUYẾT MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đề tài : THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP
Giáo viên hướng dẫn

: Lưu Văn Tuấn

Sinh viên thực hiện
Lớp ô tô

: Nguyễn Văn A
:

Hà Nội - 2009

K49


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP CHO XE TẢI 8 TẤN

Trang
MỤC LỤC
Lời nói đầu
Chương 1 : Tổng quan về hệ thống ly hợp trên ôtô
1. Công dụng, phân loại và yêu cầu của ly hợp
2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp loại đĩa ma sát khô

Chương 2 : Lựa chọn phương án thiết kế
1. Các thông số tham khảo của xe ôtô tải 8 tấn
2. Lựa chọn kết cấu cụm ly hợp lắp trên một số xe ôtô
3. Lựa chọn phương án dẫn động điều khiển ly hợp loại đĩa ma sát
Chương 3 : Nội dung thiết kế tính toán
1. Xác định mômen ma sát của ly hợp
2. Xác định kích thước cơ bản của ly hợp
2.1. Xác định bán kính ma sát trung bình của đĩa bị động
2.2. Xác định số lượng đĩa bị động
3. Xác định công trượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp
3.1. Xác định công trượt của ly hợp khi khởi động tại chỗ
3.2. Xác định công trượt riêng
3.3. Kiểm tra theo nhiệt độ các chi tiết
4. Tính toán sức bền một số chi tiết chủ yếu của ly hợp
4.1. Tính sức bền đĩa bị động
4.2. Tính sức bền moayơ đĩa bị động
4.3. Tính sức bền lò xo ép của ly hợp
4.4. Tính sức bền lò xo giảm chấn của ly hợp
4.5. Tính sức bền các chi tiết truyền lực tới đĩa chủ động
4.6. Tính sức bền trục ly hợp
4.7. Tính sức bền các đòn dẫn động
5. Tính toán hệ thống dẫn động của ly hợp
5.1. Tính cụm sinh lực
5.2. Xác định hành trình của bàn đạp
5.3. Tính van phân phối
Chương 4 : Quy trình công nghệ gia công chi tiết
Tài liệu tham khảo

2
LA VIỆT HÙNG-LỚP OTO K49

3
7
7
11
15
15
18
22
32
32
32
32
32
35
35
36
37
39
39
43
44
48
52
52
56
65
70
77
79

84
95


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP CHO XE TẢI 8 TẤN

LỜI NÓI ĐẦU
Trên thế giới cũng như ở nước ta, nền kinh tế quốc dân luôn đòi hỏi chuyên chở
một khối lượng hàng hóa, hành khách rất lớn và cùng với sự phát triển của nền kinh tế
thì lượng hàng hóa, hành khách yêu cầu được chuyên chở ngày càng lớn. Vì thế, để tạo
điều kiện cho kinh tế phát triển đòi hỏi ngành giao thông vận tải phải không ngừng
phát triển cả về quy mô và chất lượng. Ở Việt Nam việc phát triển ngành ôtô đã được
Đảng và Nhà nước hết sức quan tâm.
Về quan điểm phát triển :

3
LA VIỆT HÙNG-LỚP OTO K49


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP CHO XE TẢI 8 TẤN

- Công nghiệp ôtô là ngành Công nghiệp rất quan trọng cần được ưu tiên phát
triển để góp phần phục vụ có hiệu quả quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa và xây
dựng tiềm lực an ninh, quốc phòng của đất nước.
- Phát triển nhanh ngành Công nghiệp ôtô trên cơ sở thị trường và hội nhập với
nền kinh tế thế giới ; lựa chọn các bước phát triển thích hợp, khuyến khích chuyên môn
hóa - hợp tác hóa nhằm phát huy lợi thế, tiềm năng của đất nước ; đồng thời tích cực
tham gia quá trình phân công lao động và hợp tác quốc tế trong ngành Công nghiệp

ôtô.
- Phát triển ngành Công nghiệp ôtô phải gắn kết với tổng thể phát triển công
nghiệp chung cả nước và các chiến lược phát triển các ngành liên quan đã được phê
duyệt, nhằm huy động và phát huy tối đa các nguồn lực của mọi thành phần kinh tế,
trong đó doanh nghiệp nhà nước giữ vai trò then chốt.
- Phát triển ngành Công nghiệp ôtô trên cơ sở tiếp thu công nghệ tiên tiến của
thế giới, kết hợp với việc đẩy mạnh hoạt động nghiên cứu - phát triển trong nước và tận
dụng có hiệu quả cơ sở vật chất, trang thiết bị hiện có, nhằm nhanh chóng đáp ứng nhu
cầu trong nước về các loại xe thông dụng với giá cả cạnh tranh, tạo động lực thúc đẩy
các ngành công nghiệp hỗ trợ trong nước phát triển nhằm đẩy nhanh quá trình sản xuất
linh kiện, phụ tùng trong nước.
- Phát triển ngành Công nghiệp ôtô phải phù hợp với chính sách tiêu dùng của
đất nước và phải bảo đảm đồng bộ với việc phát triển hệ thống hạ tầng giao thông ; các
yêu cầu về bảo vệ và cải thiện môi trường.
- Xây dựng và phát triển ngành Công nghiệp ôtô Việt Nam để đến năm 2020 trở
thành một ngành Công nghiệp quan trọng của đất nước, có khả năng đáp ứng ở mức
cao nhất nhu cầu thị trường trong nước và tham gia vào thị trường khu vực và thế giới.
Căn cứ vào mục tiêu, định hướng phát triển của ngành ôtô chúng ta thấy tương
lai phát triển của loại xe tải 7 tấn đến 20 tấn được đặt ra chiếm một tỷ trọng từ 13% đến
15% trong tổng số ôtô và chiếm khoảng 30% đến 35% trong tổng số xe tải. Vì thế

4
LA VIỆT HÙNG-LỚP OTO K49


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP CHO XE TẢI 8 TẤN

nghiên cứu đề tài phục vụ cho sản xuất, cải tiến những cụm chi tiết cho xe tải trên 7 tấn
là nhiệm vụ đặt ra phù hợp với sự phát triển ngành Công nghiệp ôtô của nước ta trong

giai đoạn hiện nay.
Mục tiêu đề tài tốt nghiệp là tính toán thiết kế hệ thống ly hợp cho xe ôtô tải 8
tấn.
Hệ thống ly hợp trên xe ôtô là một trong những cụm chi tiết chịu ảnh hưởng lớn
của điều kiện địa hình, môi trường khí hậu và nhiệt độ. Cụm ly hợp lắp trên xe là loại
ly hợp ma sát khô hai đĩa thường đóng. Các lò xo ép được bố trí xung quanh, có hệ
thống dẫn động cơ khí và có cường hóa khí nén.
Việc nắm vững phương pháp tính toán thiết kế, quy trình vận hành, tháo lắp
điều chỉnh, bảo dưỡng các cấp và sửa chữa lớn ly hợp là một việc cần thiết. Từ đó ta có
thể nâng cao khả năng vận chuyển, giảm giá thành vận chuyển, tăng tuổi thọ của xe,
đồng thời giảm cường độ lao động cho người lái.
Trong quá trình làm đồ án, em hết sức cảm ơn sự giúp đỡ của thầy giáo Lưu
Văn Tuấn, của các thầy cô giáo trong bộ môn Ôtô, cùng sự giúp đỡ của các bạn.
Với sự nỗ lực của bản thân, bản đồ án của em đã hoàn thành. Tuy nhiên do trình
độ và thời gian có hạn, kinh nghiệm thực tế còn thiếu, nên bản đồ án của em chắc chắn
sẽ còn nhiều thiếu sót. Em rất mong các thầy cô giáo cùng các bạn đóng góp ý kiến, để
bản đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Lưu Văn Tuấn, các thầy cô trong bộ môn
Ôtô, cùng toàn thể các bạn, đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.
Hà Nội, ngày 19 tháng 5 năm 2005
Sinh viên thiết kế
LA-VIỆT-HÙNG
LỚP ÔTÔ-K49

5
LA VIỆT HÙNG-LỚP OTO K49


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP CHO XE TẢI 8 TẤN

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LY HỢP TRÊN ÔTÔ
1. CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU CỦA LY HỢP
1.1. Công dụng ly hợp
Trong hệ thống truyền lực của ôtô, ly hợp là một trong những cụm chính, nó có
công 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.

6
LA VIỆT HÙNG-LỚP OTO K49


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP CHO XE TẢI 8 TẤN

- 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 mômen
ở các bánh xe chủ động tăng lên từ từ. Do đó, xe khởi hành và tăng tốc êm.
Còn khi phanh xe đồng thời với việc tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực,
sẽ làm cho động cơ hoạt động liên tục (không bị chết máy). Do đó, không phải khởi
động động cơ nhiều lần.
1.2. Phân loại ly hợp
Ly hợp trên ôtô thường được phân loại theo 4 cách :

+ Phân loại theo phương pháp truyền mômen.
+ 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.
1.2.1. 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 mômen 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, hai đĩa hoặc nhiều đĩa).
+ Ly hợp ma sát loại hình nón.
+ Ly hợp ma sát loại hình trống.
Hiện nay, ly hợp ma sát loại đĩa được sử dụng rất rộng rãi, vì nó có kết cấu đơn
giản, dễ chế tạo và khối lượng phần bị động của ly hợp tương đối nhỏ. Còn ly hợp ma

7
LA VIỆT HÙNG-LỚP OTO K49


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP CHO XE TẢI 8 TẤN

sát loại hình nón 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 môi trường ma sát gồm có :
+ Ma sát khô.
+ Ma sát ướt (các bề mặt ma sát được ngâm trong dầu).
Ưu điểm của ly hợp ma sát là : kết cấu đơn giản, dễ chế tạo.
Nhược điểm của ly hợp ma sát là : các bề mặt ma sát nhanh mòn do hiện tượng
trượt tương đối với nhau trong quá 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 ôtô hiện nay do
những ưu điểm của nó.
Loại 2 : Ly hợp thủy lực : là ly hợp truyền mômen xoắn bằng năng lượng của
chất lỏng (thường là dầu).
Ưu điểm của 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 quá trình điều khiển xe.
Nhược điểm của 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 ôtô, hiện tại mới được sử dụng ở một
số loại xe ôtô du lịch, ôtô vận tải hạng nặng và một vài ôtô quân sự.

8
LA VIỆT HÙNG-LỚP OTO K49


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP CHO XE TẢI 8 TẤN

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 ôtô.
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.
1.2.2. 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 sau :
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 , C - 80 , MTZ2 ...
1.2.3. Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép
Theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép ngoài 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 đặt xung quanh : các lò xo được bố trí đều trên một vòng tròn và có thể
đặt một hoặc hai hàng.
- Lò xo trung tâm (dùng lò xo côn).
Theo đặc điểm kết cấu của lò xo có thể dùng lò xo trụ, lò xo đĩa, lò xo côn.
Trong các loại trên thì ly hợp dùng lò xo trụ bố trí xung quanh được áp dụng
khá phổ biến trên các ôtô hiện nay, vì nó có ưu điểm kết cấu gọn nhẹ, tạo được lực ép
lớn theo yêu cầu và làm việc tin cậy.
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 trên các ôtô quân sự.
Loại 4 : Ly hợp nửa ly tâm : là loại ly hợp dùng lực ép sinh ra ngoài lực ép của
lò xo còn có lực ly tâm của trọng khối phụ ép thêm vào. Loại này có kết cấu phức tạp
nên chỉ sử dụng ở một số ôtô du lịch như ZIN-110, POBEDA...

9
LA VIỆT HÙNG-LỚP OTO K49


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP CHO XE TẢI 8 TẤN

1.2.4. 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 luôn 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.
- Dẫn động bằng thủy lực và cơ khí kết hợp.
- Dẫn động bằng trợ lực : có thể bằng trợ lực cơ khí (dùng lò xo), trợ lực bằng
khí nén hoặc trợ lực bằng thủy lực. Nhờ có trợ lực mà người lái điều khiển ly hợp dễ
dàng, nhẹ nhàng hơn.
1.3. 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. Muốn vậy thì mômen ma sát của ly hợp phải lớn hơn mômen cực đại của động cơ
(có nghĩa là hệ số dự trữ mômen β của ly hợp phải lớn hơn 1).
- Đóng ly hợp phải êm dịu, để giảm tải trọng va đập sinh ra trong các răng của
hộp số khi khởi hành ôtô và khi sang số lúc ôtô đang chuyển động.
- Mở ly hợp phải dứt khoát và nhanh chóng, tách động cơ ra khỏi hệ thống
truyền lực trong thời gian ngắn (vì mở không dứt khoát sẽ làm cho khó gài số được êm
dịu).
- 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.

10

LA VIỆT HÙNG-LỚP OTO K49


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP CHO XE TẢI 8 TẤN

- 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 và chăm sóc, tuổi thọ cao.
Ly hợp làm nhiệm vụ bộ phận an toàn để tránh quá tải cho hệ thống truyền lực.
Tất cả những yêu cầu trên, đều được đề cập đến trong quá trình chọn vật liệu,
thiết kế và tính toán các chi tiết của ly hợp.

2. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA LY HỢP LOẠI ĐĨA MA SÁT
KHÔ
2.1. Sơ đồ cấu tạo của ly hợp loại 2 đĩa ma sát khô

1

2

3

4

6
5
7
8
9

11
LA VIỆT HÙNG-LỚP OTO K49

10

11


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP CHO XE TẢI 8 TẤN

17
16

15

14

13

12

uh

Hình 1.1.b. 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 ngoài

6 - bulông hạn chế

;

7 - lò xo ép

;

8 - vỏ ly hợp

10 - trục ly hợp

;

11 - bàn đạp

12 - lò xo hồi vị bàn đạp ly hợp

;

13 - thanh kéo

14 - càng mở

;

16 - đòn mở

9 - bạc mở

;
;

15 - bi "T"

17 - lò xo giảm chấn.
2.2. Cấu tạo chung của ly hợp loại 2 đĩa ma sát khô
Đối với hệ thống ly hợp, về mặt cấu tạo thì người ta chia thành 2 bộ phận :
- 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.
Trong phần này, ta xét cấu tạo của cơ cấu ly hợp, nó gồm 3 phần chính : bánh
đà, đĩa ma sát và đĩa ép.
- Nhóm các chi tiết chủ động gồm bánh đà, vỏ ly hợp, đĩa ép, đòn mở và các lò
xo ép. Khi ly hợp mở hoàn toàn thì các chi tiết thuộc nhóm chủ động sẽ quay cùng
bánh đà.
- Nhóm các chi tiết bị động gồm đĩa ma sát, trục ly hợp. Khi ly hợp mở hoàn
toàn các chi tiết thuộc nhóm bị động sẽ đứng yên.

12

LA VIỆT HÙNG-LỚP OTO K49


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP CHO XE TẢI 8 TẤN

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 thì 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 mômen 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.
Ly hợp hai đĩa có hai đĩa ma sát 4 cùng liên kết then hoa với trục ly hợp 10. Vì có hai
đĩa ma sát nên ngoài đĩa ép 5 còn có thêm đĩa ép trung gian 3. Ở ly hợp hai đĩa phải bố
trí cơ cấu truyền mômen từ vỏ hoặc bánh đà sang đĩa ép và cả đĩa ép trung gian. Vì
nhược điểm của ly hợp hai đĩa là mở không dứt khoát nên ở những loại ly hợp này thì
người ta phải bố trí cơ cấu để tạo điều kiện cho ly hợp khi mở được dứt khoát. Trên
hình 1.1. thì cơ cấu này được thực hiện bởi lò xo đĩa ép trung gian 2 và bu lông điều
chỉnh 6. Khi mở ly hợp thì lò xo 2 sẽ đẩy đĩa ép trung gian 3 tách khỏi đĩa ma sát bên
trong và khi đĩa ép trung gian chạm vào đầu bu lông điều chỉnh 6 thì dừng lại nên đĩa
ma sát bên ngoài cũng được tự do.
- Bộ phận dẫn động điều khiển ly hợp gồm : bàn đạp ly hợp, đòn dẫn động, càng
mở ly hợp, đòn mở ly hợp và bạc mở ly hợp. Ngoài ra, tùy theo từng loại ly hợp mà có
thể thêm các bộ phận dẫn động bằng thủy lực, bằng khí nén như các xilanh chính và
xilanh công tác.
2.3. Nguyên lý làm việc của ly hợp loại đĩa ma sát khô 2 đĩa

Trạng thái đóng ly hợp : ở trạng thái này các lò xo ép 7 một đầu tựa vào vỏ ly
hợp 8, đầu còn lại tì vào đĩa ép 5 tạo lực ép để ép chặt toàn bộ các đĩa ma sát 4 và đĩa

13
LA VIỆT HÙNG-LỚP OTO K49


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP CHO XE TẢI 8 TẤN

ép trung gian 3 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 các đĩa ma sát 4 và đĩa ép trung gian
3 với đĩa ép 5 và lò xo ép 7. Tiếp đó mômen được truyền vào xương đĩa bị động qua bộ
giảm chấn 17 đến moayơ rồi truyền vào trục ly hợp. Lúc này giữa bi "T" 15 và đầu đòn
mở 16 có một khe hở từ 3-4 mm tương ứng với hành trình tự do của bàn đạp ly hợp từ
30-40 mm.
Trạng thái mở ly hợp : khi cần ngắt truyền động từ động cơ tới trục sơ cấp của
hộp số thì người lái tác dụng một lực vào bàn đạp 11 thông qua đòn kéo 13 và kéo càng
mở 14, bạc mở 9 mang bi "T" 15 sẽ dịch chuyển sang trái. Sau khi khắc phục hết khe
hở bi "T" 15 sẽ tì vào đầu đòn mở 16. Nhờ có khớp bản lề của đòn mở liên kết với vỏ 8
nên đầu kia của đòn mở 16 sẽ kéo đĩa ép 5 nén lò xo 7 lại để dịch chuyển sang phải tạo
khe hở giữa các đĩa ma sát với các đĩa ép, đĩa ép trung gian và bánh đà. 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.
Ngoài các trạng thái làm việc trên, thì ly hợp còn xuất hiện trạng thái trượt
tương đối giữa các bề mặt ma sát của ly hợp. Hiện tượng này thường xuất hiện khi
đóng ly hợp (xảy ra trong thời gian ngắn) hoặc khi gặp quá tải (phanh đột ngột mà
không nhả ly hợp).
Chương II

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

1. CÁC THÔNG SỐ THAM KHẢO CỦA XE ÔTÔ TẢI 8 TẤN
1.1. Công dụng của xe:
Xe tải 8 tấn là một trong những loại ôtô vận tải được dùng nhiều trong việc vận
chuyển hàng hóa bằng đường bộ ở nước ta. Nó là loại xe có thể hoạt động trên mọi

14
LA VIỆT HÙNG-LỚP OTO K49


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP CHO XE TẢI 8 TẤN

đường sá. Sức chở của ôtô là 8 tấn. Loại xe này được nhà máy chế tạo ôtô mang tên
MINXCƠ sản xuất. Xe có một cabin là loại cabin lật, trên cabin có 2 chỗ ngồi và 1 chỗ
ngủ. Vỏ cabin bằng kim loại và bố trí động cơ ở phía dưới. Thùng xe được chế tạo
bằng sắt và có 3 thành mở lật ra được. Động cơ lắp trên xe là loại động cơ Diezel 4 kỳ,
có ký hiệu kiểu : òMZ-236 và gồm 6 xilanh, bố trí hình chữ V. Công suất cực đại của
động cơ là 135kw ở 2100 vòng/phút. Mômen cực đại của động cơ là 680 N.m ở 1500
vòng/phút. Hệ thống truyền lực của xe ở dạng cơ nhiều cấp. Trong đó, ly hợp lắp trên
xe là loại ly hợp hai đĩa ma sát khô thường đóng, được dẫn động điều khiển bằng cơ
khí và có cường hóa khí nén. Hộp số lắp trên xe là loại hộp số cơ khí có 5 cấp số tiến,
một cấp số lùi và có đồng tốc cho số 2-3, 4-5. Cầu chủ động của xe có hai cấp, cặp
bánh răng trụ và cặp bánh răng côn xoắn. Hệ thống lái lắp trên xe là loại trục vít đai ốc,
có bi cầu, thanh răng-vành răng và có cường hóa bằng thủy lực.
Hệ thống treo của xe là loại hệ thống treo phụ thuộc và được bố trí trên các nhíp
dọc hình nửa elíp. Hệ thống treo trước có giảm chấn thủy lực ống lồng nhằm nâng cao
độ êm dịu khi xe di chuyển trên đường không bằng phẳng với tốc độ cao. Hệ thống treo
sau có nhíp phụ.

35%. Xe vận hành phù hợp trong điều kiện khí hậu và nhiệt độ không khí
từ + 50 oC ÷ - 40 oC.
1.2. Các thông số kỹ thuật của xe ôtô tải 8tấn
Thông số
- Kích thước bao [dài x rộng x cao] (mm)
- Chiều rộng cơ sở [trước và sau] (mm)
- Chiều dài cơ sở (mm)
- Trọng lượng (N)
- Trọng lượng bản thân (N)
Phân cho cầu trước
Phân cho cầu sau

7250 x 2500 x 2720
1970 x 1865
3950
80000
67250
34250
33000

15
LA VIỆT HÙNG-LỚP OTO K49


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP CHO XE TẢI 8 TẤN

- Trọng lượng toàn bộ xe (N)
Phân cho cầu trước
Phân cho cầu sau

- Tốc độ cực đại (km/h)
- Động cơ
- Đường kính xilanh (mm)
- Hành trình pittông (mm)
- Dung tích công tác (lít)
- Tỉ số nén
- Thứ tự làm việc của các xilanh
- Công suất cực đại, ở 2100 vg/ph (KW)
- Mômen xoắn cực đại, ở 1500 vg/ph (N.m)
- Ly hợp
- Tỉ số truyền của hộp số
- Tỉ số truyền của truyền lực chính
- Kích thước lốp

16
LA VIỆT HÙNG-LỚP OTO K49

149500
49500
100000
85
òMZ-236 động cơ Điêzen
4 kì, 6 xilanh, bố trí hình
chữ V
130
140
11,15
16,5
1-4-2-5-3-6
135

680
2 đĩa, ma sát khô, dẫn động cơ
khí có cường hóa khí nén
I : 5,26 ; II : 2,9 ;
III : 1,52 ; IV : 1 ;
V : 0,66 ; lùi : 5,48
7,73
12 - 20 (300 - 508)


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP CHO XE TẢI 8 TẤN

17
LA VIỆT HÙNG-LỚP OTO K49


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP CHO XE TẢI 8 TẤN

Hình 2.2. Các thông số kỹ thuật của xe

2. LỰA CHỌN KẾT CẤU CỤM LY HỢP LẮP TRÊN MỘT SỐ XE ÔTÔ
2.1. Kết cấu ly hợp lắp trên xe tải 8 tấn
Ly hợp lắp trên xe là ly hợp hai đĩa ma sát khô (hình 2.5).
- Bộ phận chủ động của ly hợp : gồm bánh đà 24 bắt với vỏ trong ly hợp 19
bằng các bu lông. Để thực hiện mở ly hợp một cách nhanh chóng và dứt khoát thì giữa
đĩa ép trung gian 26 và bánh đà 24 có đặt lò xo đẩy 1. Lò xo đẩy có tác dụng đẩy đĩa ép
trung gian ra khỏi bề mặt tiếp xúc với đĩa bị động 25 khi mở ly hợp. Để đảm bảo khe
hở cần thiết giữa các bề mặt ma sát của ly hợp khi mở ly hợp, đồng thời đảm bảo cho

đĩa ép trung gian, đĩa ép ngoài và bánh đà thành một khối mà vẫn đảm bảo đĩa ép trung
gian và đĩa ép ngoài có thể di trượt được thì người ta dùng một cơ cấu gồm có đai ốc
điều chỉnh 4 được kẹp chặt vào đĩa ép trung gian. Khi các bề mặt ma sát của tấm ma
sát của đĩa bị động bị mòn nhiều, nhờ có cơ cấu đó sẽ làm cho đĩa ép trung gian di
chuyển đến gần bánh đà hơn. Đai ốc 4 có vòng cách tỳ lên vỏ ly hợp, đẩy cho bulông
hạn chế di chuyển dọc trục của nó, nên duy trì được khe hở cần thiết giữa các bề mặt
ma sát khi mở ly hợp. Các lò xo ép 20 được bố trí xung quanh theo hai vòng tròn (vòng
trong và vòng ngoài). Tổng số lò xo ép là 24, các lò xo ép được đặt trong phần lõm của
vỏ ly hợp và đầu còn lại được đặt vào phần lồi của đĩa ép.
- Bộ phận bị động của ly hợp : gồm có hai đĩa bị động 25, mỗi đĩa bị động gồm
2 tấm ma sát được ghép với xương đĩa bằng các đinh tán bằng đồng. Xương đĩa được
chế tạo bằng thép, trên có các xẻ rãnh nhằm giảm độ cứng, tăng độ đàn hồi và giúp ly
hợp đóng êm dịu. Xương đĩa được ghép với moayơ đĩa bị động bằng các đinh tán, trên
moayơ có các lỗ hình chữ nhật để đặt 6 lò xo giảm chấn. Moayơ được chế tạo bằng
thép, số lượng là 2 moayơ và có thể di trượt trên rãnh then hoa của trục ly hợp.

18
LA VIỆT HÙNG-LỚP OTO K49


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP CHO XE TẢI 8 TẤN

Hình 2.5. Ly hợp lắp trên xe MA3-5335
1. Lò xo đẩy đĩa ép trung gian ; 2. Bulông hạn chế ; 3. Vỏ trong ly hợp ; 4. Đai ốc điều
chỉnh ; 5. Đòn mở ly hợp ; 6. Càng nối đòn mở ly hợp ; 7. Đai ốc điều chỉnh đòn mở ;
8. Tấm hãm ; 9. Quang treo ; 10. Lò xo đỡ tấm chặn ; 11. Bi “T” ; 12. ống bơm mỡ ;
13. Càng mở ly hợp ; 14. Tấm chặn đầu đòn mở ; 15. Trục của càng mở ly hợp ; 16.
Tay đòn ; 18. Nắp của cácte ly hợp ; 19. Vỏ trong ly hợp ; 20. Lò xo ép ; 21. Đệm cách
nhiệt ; 22. Đĩa ép ngoài ; 23. Nút xả mạt ; 24. Bánh đà ; 25. Đĩa ma sát ; 26. Đĩa ép

19
LA VIỆT HÙNG-LỚP OTO K49


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP CHO XE TẢI 8 TẤN

trung gian ; 27. Thanh tựa ; 28. Moayơ ; 29. Bulông bắt chặt các tấm đĩa ; 30. Lò xo
giảm chấn.
- Hệ thống dẫn động ly hợp thuộc loại dẫn động bằng cơ khí có cường hóa bằng
khí nén. Đòn mở ly hợp 5 được chế tạo bằng thép và có số lượng là 4 đòn. Mỗi đòn mở
thì đầu trên liên kết khớp bản lề với đĩa ép ngoài qua các ổ bi kim. Phần giữa đòn liên
kết bản lề với càng nối 6 thông qua ổ bi kim. Đòn mở ly hợp được điều chỉnh tương tự
như ly hợp trên xe ZIN-130.
2.2.Kết cấu ly hợp lắp trên xe KAMAZ-5511
Ly hợp lắp trên xe KAMAZ-5511 là ly hợp hai đĩa ma sát khô (hình 2.6).
- Bộ phận chủ động của ly hợp : gồm có bánh đà 21 lắp ghép với vỏ trong ly
hợp 17 bằng các bu lông. Đĩa ép trung gian 2 và đĩa ép ngoài 4 được chế tạo bằng
gang. Các đĩa ép chủ động liên kết với bánh đà bằng ngõng (đòn tách). Ngõng được bắt
vào đĩa ép trung gian bằng các bulông 27 và lắp với rãnh của mặt trụ bánh đà. Mặt
ngoài của đĩa ép ngoài có phần lồi để lắp các lò xo ép 16. Lò xo ép được chế tạo bằng
thép 60C2 , gồm có 12 lò xo được bố trí xung quanh, giữa lò xo và đĩa ép có đệm cách
nhiệt.
- Bộ phận bị động của ly hợp : gồm có hai đĩa ma sát 22, mỗi đĩa bị động gồm
hai tấm ma sát được ghép với nhau qua xương đĩa bằng các đinh tán. Xương đĩa được
chế tạo bằng thép, trên có các xẻ rãnh và được ghép với moayơ bằng các đinh tán.
Moayơ được chế tạo bằng thép 40X và số lượng là 2 moayơ. Trong lòng moayơ có
then hoa và có thể di trượt trên trục ly hợp. Bộ phận giảm chấn gồm 8 lò xo giảm chấn
25 được đặt trong các rãnh hình chữ nhật trên xương đĩa và moayơ. Trục ly hợp 23

được chế tạo bằng thép 40X và có bánh răng liền trục.
- Hệ thống dẫn động ly hợp thuộc loại dẫn động bằng thủy lực, cơ khí kết hợp
với cường hóa bằng khí nén. Đòn mở ly hợp 6 được chế tạo bằng thép và có số lượng

20
LA VIỆT HÙNG-LỚP OTO K49


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP CHO XE TẢI 8 TẤN

là 4 đòn. Mỗi đòn mở thì đầu trên liên kết khớp bản lề với đĩa ép ngoài qua các ổ bi
kim. Phần giữa đòn liên kết bản lề với càng nối thông qua ổ bi kim. Đòn mở ly hợp
được điều chỉnh tương tự như ly hợp trên xe ZIN-130.

Hình 2.6. Ly hợp lắp trên xe KAMAZ-5511
1. Xương đĩa ; 2. Đĩa ép trung gian ; 3. Bulông hạn chế ; 4. Đĩa ép ngoài ; 5. Càng nối ;
6. Đòn mở ly hợp ; 7. Lò xo đỡ tấm chặn ; 8. ống bơm mỡ ; 9. Vòng bắt lò xo với tấm
chặn ; 10. Bi “T” ; 11. Lò xo hồi vị khớp nối ; 12. Khớp nối ; 13. Càng mở ly hợp ; 14.

21
LA VIỆT HÙNG-LỚP OTO K49


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP CHO XE TẢI 8 TẤN

Tấm chặn đầu đòn mở ; 15. Trục của càng mở ly hợp ; 16. Lò xo ép ; 17. Vỏ trong ly
hợp ; 18. Đệm cách nhiệt ; 19. Bulông bắt chặt vỏ ly hợp với bánh đà ; 20. Nắp của
cácte ly hợp ; 21. Bánh đà ; 22. Đĩa ma sát ; 23. Trục ly hợp ; 24. Moayơ ; 25. Lò xo

giảm chấn ; 26. Tấm đĩa ; 27. Bulông bắt đòn tách đĩa ép trung gian.
3. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN DẪN ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN LY HỢP LOẠI ĐĨA
MA SÁT
3.1. Phương án 1 : Dẫn động ly hợp bằng cơ khí.
Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng các đòn, khớp nối và được lắp
theo nguyên lý đòn bẩy. Loại dẫn động điều khiển ly hợp đơn thuần này có kết cấu đơn
giản, dễ chế tạo và có độ tin cậy làm việc cao. Hệ thống dẫn động này được sử dụng
phổ biến ở các ôtô quân sự như xe ZIN-130, ZIN-131, ...
Nhược điểm cơ bản của hệ thống dẫn động này là : yêu cầu lực tác động của
người lái nên bàn đạp ly hợp phải lớn, nhất là đối với loại xe ôtô hạng nặng.
∆

1

Qbđ

δ

6
O2

O1
3

5
4

22
LA VIỆT HÙNG-LỚP OTO K49

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP CHO XE TẢI 8 TẤN

Hình 2.7. Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp bằng cơ khí
1. Bạc mở

;

2. Càng mở ly hợp

3. Cần ngắt ly hợp

;

4. Cần của trục bàn đạp ly hợp

5. Thanh kéo của ly hợp

;

6. Lò xo hồi vị

8. Bàn đạp ly hợp
Nguyên lý làm việc :
Khi người lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly hợp 8 sẽ làm cho cần của trục
bàn đạp ly hợp 4 quay quanh tâm O 1 kéo thanh kéo của ly hợp 5 dịch chuyển sang phải
(theo chiều mũi tên). Làm cho cần ngắt ly hợp 3 và càng mở ly hợp 2 quay quanh O 2 .
Càng mở gạt bạc mở 1 sang trái (theo chiều mũi tên) tác động vào đầu đòn mở của ly
hợp, kéo đĩa ép tách ra khỏi đĩa ma sát.

Khi người lái nhả bàn đạp 8 thì dưới tác dụng của lò xo hồi vị 6, bàn đạp trở về
vị trí ban đầu duy trì khe hở δ giữa bạc mở với đầu đòn mở. Nhờ có các lò xo ép để ép
đĩa ép tiếp xúc với đĩa ma sát, ly hợp được đóng lại.
Hành trình toàn bộ của bàn đạp ly hợp thường từ 130 ÷ 150 mm. Trong quá
trình làm việc, do hiện tượng trượt tương đối giữa các bề mặt ma sát, nên đĩa ma sát
thường bị mòn, do đó hành trình tự do của bàn đạp ly hợp bị giảm xuống. Khi các bề
mặt ma sát mòn tới mức nào đó thì hành trình tự do của ly hợp giảm tới mức tối đa, sẽ
không tạo được cảm giác cho người lái nữa, đồng thời gây hiện tượng tự ngắt ly hợp.
Trong trường hợp khác, khi hành trình tự do của bàn đạp ly hợp quá lớn, làm cho
người lái đạp bàn đạp hết hành trình toàn bộ mà ly hợp vẫn chưa mở hoàn toàn, cũng
tạo hiện tượng trượt tương đối giữa các bề mặt ma sát, sẽ gây mòn các bề mặt ma sát
một cách nhanh chóng.
Trong cả hai trường hợp nêu trên đều không có lợi, vì vậy phải điều chỉnh hành
trình tự do của bàn đạp ly hợp trong một miền cho phép.

23
LA VIỆT HÙNG-LỚP OTO K49


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP CHO XE TẢI 8 TẤN

Ưu điểm : Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, có độ tin cậy làm việc cao, dễ tháo lắp
và sửa chữa.
Nhược điểm : Kết cấu phụ thuộc vào vị trí đặt ly hợp. Yêu cầu lực của người lái
tác dụng lên bàn đạp lớn. Hiệu suất truyền lực không cao.
3.2. Phương án 2 : Dẫn động ly hợp bằng thủy lực.
Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng cách dùng áp lực của chất
lỏng (dầu) trong các xilanh chính và xilanh công tác.
∆

3

4

2

Qbđ
8

1

δ

6

O
5

Hình 2.8. Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp bằng thủy lực
1. Bàn đạp ly hợp

;

2. Lò xo hồi vị

3. Xilanh chính

;

4. Piston xilanh chính

5. Đường ống dẫn dầu

;

6. Xilanh công tác

24
LA VIỆT HÙNG-LỚP OTO K49


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP CHO XE TẢI 8 TẤN

2

3

4

1
a
C
b

5
E
6

D

12

11

10

9

8

7

Hình 2.9. Sơ đồ cấu tạo xilanh chính của dẫn động ly hợp bằng thủy lực
1. Xilanh

;

2. Bình chứa dầu

;

3. Nút đổ dầu vào

4. Tấm chắn dầu

;

5. Piston

;

6. Cần piston

7. Lá thép mỏng hình sao

;

8. Phớt làm kín

9. Lò xo hồi vị piston

;

10. Van một chiều

11. Lò xo van một chiều

;

12. Van hồi dầu

a. Lỗ cung cấp dầu

b. Lỗ điều hòa

25
LA VIỆT HÙNG-LỚP OTO K49