Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ Corrola (Link bản vẽ: https://bit.ly/lyhopxe4cho)

Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phát triển nhanh chóng của Khoa học kỹ thuật nói chung, ngành
công nghiệp chế tạo ôtô nói riêng trong vài thập kỷ gần đây đã có những bước phát
triển nhanh chóng vượt bậc với nhiều loại ôtô hiện đại ra đời, nhờ thành tựu các lĩnh
vực điện tử, tin học, cơ khí, vật liệu mới và dần được hoàn thiện để đáp ứng nhu cầu
ngày càng cao của con người cũng như của các ngành kinh tế khác.
Trong quá trình phát triển kinh tế xã hội của nước ta hiện nay với chủ trương
“Công nghiệp hoá - hiện đại hoá” đã có nhiều loại ôtô được nhập 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 toàn, độ bền tốt và có kích thước nhỏ gọn nên
đi lại dễ dàng trong các đường hẹp đặc biệt trong các đường giao thông đô thị ở
thành phố lớn nước ta hiện nay. Với mục tiêu nghiên cứu thiết kế hệ thống ly hợp
theo hướng giảm nhẹ lao động người lái, giảm hành trình bàn đạp, song kết cấu phải
đơn giản em được giao nhiệm vụ thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ.
Với nội dung, yêu cầu của đề tài được giao, em đã tập trung nghiên cứu tính
toán kiểm nghiệm xe cơ sở, tính toán thiết kế bộ trợ lực chân không. Phần còn lại
của đồ án là tính toán thiết kế hệ dẫn động và xây dựng quy trình công nghệ gia
công chi tiết điển hình. Ly hợp này sẽ có kết cấu đơn giản, lực điều khiển 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.
Qua quá trình làm đồ án em đã tập sự làm công việc của người kỹ sư, cũng
như tác phong làm việc và học hỏi thêm nhiều kiến thức. Điều đó rất bổ ích cho sự
nghiệp của một kỹ sư cơ khí ôtô tương lai.
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, Khoa Cơ khí trường Đại học Bách Khoa Hà
Nội song do khả năng và thời gian có hạn nên bản đồ án không tránh khỏi thiếu sót.
Em rất mong sự hướng dẫn, phê bình của các thầy, các bạn.

Sinh viên: Nguyễn Minh Đức

1

Lớp: Ôtô - K49


Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của thầy giáo
hướng dẫn Phạm Huy Hường và các thầy trong Bộ môn ôtô, Khoa Cơ khí Trường
Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tạo điều kiện cho em hoàn thành bản đồ án này.
Sinh viên

Sinh viên: Nguyễn Minh Đức

2

Lớp: Ôtô - K49


Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Chương 1

TỔNG QUAN LY HỢP
Ly hợp là một phần tử không thể thiếu trong hệ thống truyền lực (HTTL) của
ô tô. Nếu không có nó thì các bánh răng hộp số , HTTL sẽ phải chịu lớn lực xung
kích, mô men xung lượng của lực xung kích, mô men lực quán tính trong những
thời điểm khác nhau khi vận hành ô tô. Ví dụ: Khi sang số, khi phanh.

§

L H

C§

C§

C

§

CL H

§ C LH

§ C
H

§

C§

L

§

H C

L H

P

C

C

Sơ đồ bố trí HTTL thông thường trên ô tô
Đ. Động cơ
P. Hộp phân phối

L. Ly hợp
C. Cầu chủ động

H. Hộp số chính
CĐ. Trục các đăng

I. CÔNG DỤNG
Nối động cơ với HTTL một cách êm dịu và phải truyền hết mô men quay từ
động cơ đến HTTL.
- Tách động cơ ra khỏi HTTL một cách dứt khoát.

Sinh viên: Nguyễn Minh Đức

3

Lớp: Ôtô - K49


Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- Đảm bảo an toàn cho các chi tiết của HTTL. Ví dụ khi phanh mà không nhả
ly hợp và hỗ trợ cho việc sang số dễ dàng.
II. PHÂN LOẠI
Phân loại ly hợp có thể dựa trên các tiêu chí sau đây.
1. Theo cách truyền mô men.
a. Ly hợp ma sát
Truyền mômen từ động cơ sang trục sơ cấp hộp số thông qua bề mặt ma sát.
- Sơ đồ cấu tạo.
1

2

3

4

5

7

6

13

12

11

10

9

8

Ly hợp ma sát khô 1 đĩa
1. Bánh đà; 2. Đĩa bị động; 3. Đĩa ép; 4. lò xo ép ;5. Vỏ ly hợp ;6. Bạc mở; 7. Bàn
đạp;8. Lò xo hồi vị;9. Đòn kéo;10. Càng mở;11. Ổ bi;12. Đòn mở;13. Giảm chấn
- Nguyên lý làm việc.
+ Đóng ly hợp: Khi người lái không đạp chân vào bàn đạp ly hợp, không còn
lực tác dụng lên đầu đòn mở. Lò xo ép sẽ ép đĩa ép (3) vào đĩa bị động ép chặt đĩ bị
động vào bánh đà thông qua bề mặt ma sát mômen được truyền từ bánh đà sang trục

Sinh viên: Nguyễn Minh Đức

4

Lớp: Ôtô - K49


Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

của ly hợp theo hai đường. Đường thứ nhất từ bánh đà qua bề mặt ma sát phía bên
trái của đĩa bị động Đường thứ hai mômen từ bánh đà truyền qua vỏ trong ly hợp
qua đòn mở đến đĩa ép thông qua bề mặt ma sát phía bên phai của đĩa bị động
mômen được truyền từ đĩa ép sang đĩa bị động. Đĩa bị động được nối với trục ly
hợp nhờ khớp nối then hoa nên mômen đường truyền từ đĩa bị động sang trục ly
hợp.
+ Khi mở ly hợp: Người lái đạp chân vào bàn đạp qua hệ thống dẫn động lực
người lái tác động vào đòn mở ly hợp làm đĩa ép chuyển động sang bên phải ép lò
xo (11) tách khỏi bề mặt của đĩa ma sát nên đĩa ma sát tách khỏi bề mặt của bánh
đà, do đó mômen động cơ không truyền được sang trục ly hợp.
* Ưu nhược điểm.
+ Ưu điểm.

- Kết cấu đơn giản,từ đó việc sửa chữa bảo dưỡng dễ dàng.
-

Hiệu suất cao.

-

Mở dứt khoát

-

Giá thành hạ.

+ Nhược điểm.
- Khả năng giảm quá tải không cao.

- Đóng ly hợp không êm dịu
- Khi phanh xe ở tốc độ cao gây quá tải cho HTTL (có thể làm chết máy, gãy
trục cơ…) ảnh hưởng đến việc điều khiển vận hành xe.
b. Ly hợp thuỷ lực
Truyền mômen thông qua chất lỏng
- Sơ đồ cấu tạo: Gồm hai phần.
+ Phần chủ động là phần bánh bơm, bánh đà.
+ Phần bị động là bánh tua bin nối với trục sơ cấp của hộp giảm tốc.

Sinh viên: Nguyễn Minh Đức

5

Lớp: Ôtô - K49


Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Trong không gian của bánh bơm và bánh tua bin là dầu thuỷ lực
Sơ đồ cấu tạo của ly hợp thuỷ lực.

3
1
4

2

5

6
7
8
10
9
11

12
Ly hợp thủy lực.
1. Bánh tuabin; 2. Nắp; 3. Bánh bơm; 4; 5. Tấm ngăn ngoài; 6. Tấm ngăn
trong
Nguyên lý làm việc.
+ Khi động cơ quay bánh bơm (3) quay theo, dẫn đến chất lỏng trượt theo
rãnh của bánh bơm (theo hướng từ trong ra ngoài). Khi tới khe hở giữa bánh bơm
và bánh tua bin chất lỏng đập vào cánh tua bin làm cánh tua bin quay nên trục sơ
cấp của hộp số quay. Khi tới đầu vào của cánh tua bin chất lỏng lại quay trở lại
bánh bơm tạo ra chu kỳ kín. Khi tốc độ động cơ lớn nên vận tốc chất lỏng lớn, do
vậy động năng truyền cho bánh tua bin lớn.
+ Trạng thái ngắt: Khi số vòng quay động cơ nhỏ không đủ cho bánh tua bin
quay nên mômen không truyền từ động cơ ra trục ly hợp được.
+ Trạng thái đóng. Số vòng quay động cơ tăng làm cánh tua bin quay
mômen được truyền từ động cơ sang trục ly hợp. Khi chủ động ngắt nhanh ly hợp

Sinh viên: Nguyễn Minh Đức

6

Lớp: Ôtô - K49

Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

xả van (12) dầu thoát ra ngoài bình chứa, ly hợp ngắt momen không truyền từ động
cơ sang trục ly hợp.
* Ưu nhược điểm:
+ Ưu điểm:
- Đóng ly hợp êm dịu không giật.
- Bảo vệ được HTTL.
- Khi xuống dốc giảm ga bánh tua bin thành bánh chủ động bánh bơm thành
bánh bị động, động cơ tạo thành máy nén hí đóng vai trò như phanh làm bánh xe
xuống dốc từ từ.
+ Nhược điểm:
- Chế tạo phức tạp đòi hỏi độ chính xác cao.
- Giá thành đắt.
c. Ly hợp điện từ
Truyền mô men thông qua lực điện từ.
Sơ đồ cầu tạo.
2

1

3

1. Bánh đà
2. Khung từ

6
4

3. Cuộn dây

5

4. Lõi sắt bị động
5. Trục ly hợp
6. Mặt cắt

* Nguyên lý làm việc.

Sinh viên: Nguyễn Minh Đức

7

Lớp: Ôtô - K49


Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

+ Mở ly hợp: Khi không cấp điện cho cuộn dây (3) không có lực từ trường
trong cuộn dây nên phần chủ động (1) và phần bị động (4) không hút nhau nên khi
động cơ quay mômen không truyền ra trục ly hợp (5).
+ Đóng ly hợp: khi cấp điện cho cuộn dây (3) xuất hiện lực điện từ trong
cuộn dây nên xuất hiện lực hút giữa bánh đà (1) và lõi sắt bị động (4). Như vậy khi
bánh đà (1) quay làm (4) quay theo. Do đó mômen được truyền từ động cơ sang
trục ly hợp. Tuy vậy lực hút giữa (1) và (4) không đủ lớn nên ở khi hở giữa (1) và
(4) người ta đưa vào những mạt sắt khi có đường sức từ đi qua chúng sắp xếp

thành đường theo hướng của đường sức tạo thành dây sắt cứng nối (1) và (4) với
nhau làm tăng ma sát nên việc truyền mômen giữa (1) sang (4) được tăng lên.
* Ưu nhược điểm.
+ Ưu điểm.
- Khả năng chống quá tải tốt.
- Bố trí, dẫn động mềm dẻo dễ dàng.
+ Nhược điểm.
- Truyền mô men không tốt do lục từ tạo ra yếu.
- Chế tạo phức tạo.
- Bảo dưỡng sửa chữa khó khăn.
- Giá thành đắt.
d. Ly hợp liên hợp
Là loại ly hợp kết hợp hai trong số các loại trên như thuỷ cơ, cơ điện…
Trong ôtô hiện nay ly hợp ma sát được dùng rất phổ biến vì giá thành rẻ, chế
tạo đơn giản hiệu suất truyền cao. Nhưng ly hợp thuỷ lực ngày càng được sử dụng
trên các xe hiện đại có sử dụng hộp số tự động vì giảm được tải trọng động trên
HTTL.
2. Theo hình dạng của các chi tiết ma sát
- Ly hợp dạng đĩa

Sinh viên: Nguyễn Minh Đức

8

Lớp: Ôtô - K49


Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

+ Một đĩa.
+ Hai đĩa.
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

14
13

12

11

Ly hợp ma sát khô 2 đĩa
1. Bánh đà; 2. Đĩa bị động; 3. Đĩa ép trung gian; 4. Đĩa ép ngoài; 5. Bu lông hạn
chế;6. Lò xo ép; 7. Vỏ ly hợp; 8. Ổ bi T; 9. Bạc mở; 10. Bàn đạp; 11. Lò xo hồi vị;
12. Thanh kéo; 13. Đòn mở; 14. Giảm chấn.
3. Theo phương pháp phát sinh lực ép
- Loại lò xo: Lò xo đặt xung quanh, lò xo đặt trung tâm (côn), lò xo đĩa.
- Loại lực ép nửa ly tâm; Lực ép sinh ra ngoài lực của lò xo côn còn có lực
phụ thêm là lò do lực ly tâm của trọng khối phụ sinh ra.
- Loại ly tâm: Ly hợp ly tâm thường được sử dụng khi điều khiển tự động, ở
ly hợp này lực ly tâm dùng để đóng và mở ly hợp còn áp lực trên đĩa được tạo bởi
lực lò xo ít khi lực ly tâm được dùng để tạo lực ép trên đĩa.
4. Theo kết cấu ép chia ra
- Ly hợp thường đóng được sử dụng phổ biến trên ô tô.
- Ly hợp thưóng mở được sử dụng trên máy kéo.

Sinh viên: Nguyễn Minh Đức

9

Lớp: Ôtô - K49


Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

III. YÊU CẦU
- Truyền được mômen quay lớn nhất của động cơ mà khong bị trượt ở bất kỳ
điều kiện sử dụng nào.
- Đóng êm dịu để tăng từ từ mômen quay lên trục của HTTL để tránh lực va

đập lên HTTL và cũng để cho gia tốc ô tô ổn định,
- Mở dứt khoát và nhanh giúp việc gài số hoàn hảo hơn vì lúc đó mômen
động cơ truyền tới trục thứ cấp tạm dừng. Hơn nữa không xuất hiện tải trọng động.
- Mômen quán tính phần bị động của ly hợp phải nhỏ để giảm lực va đập lên
bánh răng khi khởi động và sang số
- Ly hợp còn đáp ứng nhu cầu là cơ cấu an toàn để tránh các lực quá lớn tác
dụng lên HTTL khi gặp quá lớn tác dụng lên HTTL khi gặp quá tải.
- Điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ.
- Các bề mặt ma sát thoát nhiệt tốt, đảm bảo sự làm việc bình thường.
- Kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, tuổi thọ cao, điều chỉnh và chăm sóc dễ dàng
(và phải đáp ứng yêu cầu của chi tiết cơ khí nói chung).
IV. PHÂN TÍCH KẾT CẤU - CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ LY HỢP Ô
TÔ
Các ly hợp của ô tô là loại thường đóng. Ở ô tô thường dùng loại ly hợp một,
hai loại hay nhiều đĩa bị động.
- Ly hợp một đĩa có ưu điểm là:
+ Kết cấu đơn giản, rẻ tiền.
+ Thoát nhiết tốt.
+ Mở dứt khoát.
Nhưng có nhược điểm là đóng không êm dịu.
- Ly hợp nhiều đĩa bị động.

Sinh viên: Nguyễn Minh Đức

10

Lớp: Ôtô - K49


Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Nếu ly hợp phải truyền mômen lớn (lớn hơn 70 ÷ 80 KGm) thì đường kính
của đĩa ly hợp một đĩa quá lớn. Trường hợp như vậy người ta dùng ly hợp hai hay
nhiều đĩa, sẽ giảm được đường kính của đĩa và kích thước chung của ly hợp. Tuy
nhiên ly hợp hai đĩa có kết cấu phức tạp hơn nhiều so với ly hợp một đĩa.
Ưu điểm của ly hợp là đóng êm dịu.
Nhược điểm là mở không dứt khoát.
Ở ly hợp thường đóng, lực đóng nhờ các lò xo ép.
+ Đối với ly hợp xe thiết kế do có mômen quay của động cơ không lớn
(mômen χ = 17KGm) nên ta chọn 1 đĩa. Trong kết cấu ly hợp chi tiết mòn, nhiều
nhất là vành ma sát của đĩa bị động hay bị hỏng nhất. Vì vậy nhiệm vụ quan trọng là
tăng tuổi thọ cho vành ma sát.
1. Phương án chọn lò xo ép
1.1. Lò xo trụ
Thường đặt xung quanh theo vành đĩa ép.
- Ưu điểm:
Kết cấu nhỏ gọn, khoảng không gian chiếm chỗ ít vì lực ép lên đĩa ép quá
nhiều lò xo tác dụng cùng 1 lúc và chia đều.
- Nhược điểm.
Các lò xo thường không đảm bảo được các thông số cơ bản giống nhau hoàn
toàn . Do đó phải chọn thật kỹ nếu không thì lực ép trên đĩa sẽ không đều làm tấm
ma sát mòn không đều. Các lò xo trụ khi ép phải để khoảng cách tối thiểu giữa các
vòng so sánh xo là 1mm do vậy khong gian theo chiều trục là rất lớn.
1.2. Lò xo hình côn
- Ưu điểm:
+ Lực tác dụng lên đĩa đều vì có 1 lò xo đặt trung tâm. Thường dùng trên ô
tô có mômen quay cần truyền lớn trên 50KG.

Sinh viên: Nguyễn Minh Đức

11

Lớp: Ôtô - K49


Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

+ Có thể rút gọn được chiều dài của ly hợp, vì lò xo ép hình côn có thể ép
cho đến khi lò xo nằm trên một mặt phẳng.
- Nhược điểm.
+ Dùng lò xo hình côn ở ly hợp thì khoảng không gian ở gần trục ly hợp sẽ
chật chội, khó bố trí bạc mở ly hợp
+ Dùng lò xo hình 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.
1.3. Ly hợp dùng lò xo màng
Ở loại ly hợp này, một lò xo màng hình nón cụt (H) được thay thế cho các lò
xo xoắn để ấn mâm ép (D) và đĩa ma sát bám vào mặt bánh đà. Kết cấu của lò xo
(H) là một chóp cụt dập bằng thép lò xo tấm, dày 0,9mm. Các phần tử đàn hồi bố trí
hướng tâm là các cần đẩy ra, thay thế các cần bẩy.

A.

Vòng bi đuôi trục khuỷu

G,J. Vòng hướng dẫn trong và ngoài

B.

Tấm ma sát

H . Lò xo màng (đĩa mặt trời)

C.

Sườn thép và moayơ

K,L Buloong giữ

D.

Mâm ép

M. Vỏ bộ ly hợp

E.

F. lò xo và vít trả về

N. Gắp điều khiển.

Sinh viên: Nguyễn Minh Đức

12

Lớp: Ôtô - K49

Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

P. Vòng bitê

Q,R,S. Chốt hình cầu và lò xo tựa

* Nguyên lý hoạt động của lò xo màng:
Khi ấn lên bàn đạp ly hợp, vòng bi T (6) ấn lên lỗ tâm của đĩa lò xo màng (3)
làm cho vòng ngoài của nó bật lên mâm ép (2) nhả đĩa ma sát (4). Khi buông bàn
đạp, vòng bi buýt tê trở lui lại vị trí cũ, lò xo màng bung trở lại hình dạng ban đầu
nên nó đè mạnh mâm ép và đĩa ma sát vào mặt bánh đà.
Với loại lò xo màng, khi biến đổi sức ép lên nó, lúc đầu lực tăng lên cho đến
một trị số xác định thì lực bắt đầu giảm. Độ mòn của các tấm ma sát không ảnh
hưởng đến sức ép do lò xo màng tạo nên, do dó tránh được tình trạng bộ ly hợp
quay trượt. Việc áp dụng lò xo màng còn đạt thêm được một số ưu điểm sau:
- Giảm được kích thước, khối lượng và đơn giản hoá rất nhiều trong kết cấu
của bộ ly hợp.
- Do không có các chi tiết lắp ở vòng ngoài bộ ly hợp nên việc cân bằng
tương đối dễ hơn.
- Loại trừ được cách lực ly tâm làm giảm sức ép đĩa ma sát ở vận tốc cao (vì
không có các chi tiết vòng ngoài).
- Lực tác động lên đĩa ma sát thường xuyên đều đặn ở mọi chế độ làm việc.
Vậy qua việc phân tích kết cấu, nguyên lý hoạt động trên cùng với yêu cầu
cụ thể của phương án thiết kế ta chọn bộ ly hợp dùng lò xo màng.
2. Đĩa bị động của ly hợp
2.1. Xương đĩa
Một trong những yêu cầu của ly hợp là đóng phải êm dịu. Để giải quyết vấn

đề này người ta dùng đĩa bị động loại đàn hồi. Người ta xẻ các rãnh hướng tâm chia
đĩa ra nhiều phần. Các phần này được uốn về các phía khác nhau. Nhờ cách xẻ rãnh
đĩa bị động đỡ vênh khi bị nung nóng lúc làm việc.

Sinh viên: Nguyễn Minh Đức

13

Lớp: Ôtô - K49


Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

A. Sườn thép gợn song; B,C. Đinh tán,
1. Mặt phía bánh đà ; 2. Mặt phía mâm ép.
Xương đĩa thường được chế tạo bằng thép cacbon 45,65P và 70… sau khi
thực hiện nhiều nguyên công chế tạo cần tôi, thường trong dầu, ram trong khuôn,
để đạt độ cứng 35 ÷ 65HRC. Quá trình chế tạo phôi được kết thúc bằng phôi phát
hoá và kiểm tra các thông số cơ bản. Ví dụ độ không phẳng không vượt quá 0,4 ÷
0,5mm dưới tải trọng 20 ÷ 50N

1. Lò xo giảm xoắn; 2. Moyơ rãnh then; 3. Đinh tán. 4. Mặt bố ma sát

2.2. Vòng ma sát
Trong quá trình ô tô làm việc khi khởi động, sang số hoặc khi phanh có hiện
tượng trượt ly hợp do đó sinh ra nhiệt làm cho vòng ma sát bị mòn và có khi bị cháy
nếu vòng ma sát kém chất lượng. Vì vậy vòng ma sát có những đặc tính sau:

Sinh viên: Nguyễn Minh Đức

14

Lớp: Ôtô - K49


Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- Đảm bảo có hệ số ma sát cần thiết và ổn định khi có sự thay đổi về nhiệt
độ, tốc độ trượt và áp suất.
- Trở lại khả năng ma sát ban đầu được nhanh chóng sau khi bị nung nóng
hay bị làm lạnh.
- Làm việc tốt ở nhiệt độ cao.
- Có tính chất cơ học cao.
Trên bề mặt ma sát người ta thường xẻ các rãnh có chiều sâu không lớn hơn
25% và có chiều rộng từ 3 ÷ 5 mm.
Chiều dày của tấm ma sát nằm trong khoảng 3 ÷ 5mm.
Các này có tác dụng làm thoát khỏi bề mặt ma sát các sản phẩm mài mòn và
thông gió bề mặt ma sát.
Vật liệu thường dùng là phêrađô, phêrađôraibet hoặc raibet đồng.
Đinh tán: Đây là chi tiết liên kết giữa tấm ma sát với xương đĩa bị động.
Đường kính được chọn theo chiều dày tấm ma sát theo hãng “Pherodo” (Pháp) thì
giữa chiều dày tấm ma sát H và đường kính D của đinh tián cơ quan hệ sau đây: Khi
H’ = 3mm → D = 2,5 ÷ 3mm khi H = 4mm → D = 3 ÷ 3,75; Khi H = 5mm → D =
4 ÷ 4,5mm.
2.3. Moayơ
Moayơ của đĩa bị động được lắp với trục ly hợp nhờ then hoa có dạng thân

khai chữ nhật. Tất cả được tiêu chuẩn hoá.
Moayơ thường được chế tạo từ thép 35,40 sau khi thấm nitơ cacbon, tôi đến
độ cứng 70HRC.

Sinh viên: Nguyễn Minh Đức

15

Lớp: Ôtô - K49


Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1

2
3
4
5

1,2. Xương đĩa bị động
3. Đinh tán
4. Vòng ma sát giảm chấn
5. Moay ơ đĩa bị động

6

6. Lò xo giảm chấn

2.4. Giảm chấn
Khi mômen động cơ thay đổi thì rất có thể có sự dao động này trùng với tần
số dao động riêng của chi tiết nào đó trong hệ thống truyền lực, dẫn đến những dao
động cộng hưởng cho hệ thống này, kéo theo có thể phá huỷ chi tiết hoặc động học
của chúng. Do vậy phải làm lò xo giảm chấn (hình vẽ trên) để giảm độ cứng của hệ
thống truyền lực, do đó giảm tần số riêng của hệ thống truyền lực và khắc phục
cộng hưởng ở tần số cao. Còn tránh được cộng hưởng ở tần số thấp người ta làm
chi tiết ma sát để thu năng lượng của các dao động ở tần số này.
3. Đĩa ép
Phần làm việc đĩa ép phải phẳng, có hệ số ma sát và chống mài mòn tốt. Đĩa
ép có trọng lượng tương đối lớn để thoát nhiệt tốt chiều dày đĩa khoảng 17mm.

Sinh viên: Nguyễn Minh Đức

16

Lớp: Ôtô - K49


Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

4. Lò xo ép
Lò xo ép dạng màng vừa đảm nhận chức năng đòn mở và chức năng lò xo
ép. Vành trong có thể tựa vào ổ bi mở, vành ngoài nối với đĩa ép, điểm giữa của lò
xo tựa cố định trên vỏ ly hợp. Như vậy lò xo vừa là đòn mở vừa là lò xo ép.
5. Đòn mở
Đòn mở dùng để mở ly hợp. Đầu trong của đòn mở có thể tựa vào ổ bi mở,
đầu ngoài nối với ty đẩy của xylanh công tác, điểm tựa giữa đặt trên vỏ ly hợp tạo

nên cơ cấu đòn bẩy yêu cầu của đòn mở là có độ cứng tốt, nhất là trong mặt phẳng
tác dụng lực.
V. LỰA CHỌN KẾT CẤU CỤM LY HỢP
V.1. Kết cấu ly hợp lắp trên xe ZIN-130
Ly hợp lắp trên xe ZIN-130 là ly hợp một đĩa ma sát khô (hình 2.1).
- Đĩa ép 3 bị ép bởi lò xo ép 8 bố trí xung quanh vỏ ly hợp 9. Vỏ ly hợp được
lắp ghép với bánh đà 2 nhờ các bulông 23. Đĩa ép 3 và vỏ ly hợp 9 liên kết với nhau
bằng lò xo lá 4, mỗi lò xo lá có một đầu được tán cố định với vỏ ly hợp bằng các
đinh tán và đầu còn lại được lắp cố định với đĩa ép 3 bằng các bulông. Do đó, đã tạo
nên sự liên kết cứng giữa đĩa ép với vỏ ly hợp (vỏ trong) theo phương pháp tuyến
để đảm bảo truyền được mômen xoắn, đồng thời đảm bảo được sự di chuyển dọc
trục của đĩa ép khi mở và đóng ly hợp.
- Đĩa bị động của ly hợp trên xe ZIN-130:
Xương đĩa bị động được chế tạo bằng thép và có xẻ rãnh. Đĩa ma sát được
lắp ghép với xương đĩa bằng các đinh tán. Bộ giảm chấn gồm 8 lò xo giảm chấn đặt
xung quanh cách đều nhau cùng tấm ma sát. Xương đĩa được ghép chặt với moayơ
đĩa bị động bằng các đinh tán. Đinh tán được chế tạo bằng thép.
- Đòn mở ly hợp 16 (hình 2.1): gồm có 4 chiếc và được chế tạo bằng thép.
Mỗi đòn mở thì đầu ngoài liên kết khớp bản lề với đĩa ép 3 qua các ổ bi kim. Phần
giữa đòn liên kết bản lề với càng nối qua ổ bi kim. Càng nối gối tựa lên vỏ ly hợp
bằng đai ốc hình chỏm cầu. Các đai ốc này bị ép vào vỏ ly hợp bằng đệm đàn hồi,

Sinh viên: Nguyễn Minh Đức

17

Lớp: Ôtô - K49


Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

mỗi đệm đàn hồi này được cố định vào vỏ ly hợp bằng hai bu lông nhỏ. Nhờ có mối
liên kết như vậy mà càng nối có thể chuyển động xoay để tạo ra tâm quay thay đổi ở
giữa đòn mở ly hợp, cần thiết cho sự di chuyển của đĩa ép khi mở và đóng ly hợp.
Đai ốc chỏm cầu còn có tác dụng điều chỉnh đầu đòn mở để các đòn mở cùng nằm
trong mặt phẳng song song với mặt phẳng của đĩa ép.

Hình 2: Ly hợp lắp trên xe ZIN-130
1. Trục khuỷu ; 2. Bánh đà ; 3. Đĩa ép ; 4. Tấm thép truyền lực ; 5. Bao của lò xo 6.
Bulông bắt chặt lò xo ; 7. Cácte bộ ly hợp ; 8. Lò xo ép ; 9. Vỏ trong ly hợp ; 10.
Đệm cách nhiệt ; 11. Bi “T” ; 12. Khớp nối ; 13. Lò xo trả về khớp nối ; 14. Bạc
dẫn hướng của khớp nối ; 15. Càng mở ly hợp ; 16. Đòn mở ; 18. Êcu điều chỉnh ;
19. Đế tựa của bulông điều chỉnh ; 20. Chốt ; 21. Nắp của cácte ly hợp ; 23.
Bulông bắt chặt vỏ ly hợp ; 24. Chốt chẻ ; 25. Vành răng bánh đà ; 26. Đĩa ma sát ;
27. Vú mỡ ; 28. Nút ; 29. Trục ly hợp ; 30. Ổ bi trước của trục ly hợp.

Sinh viên: Nguyễn Minh Đức

18

Lớp: Ôtô - K49


Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- Bạc mở ly hợp gồm có ổ bi tỳ 11 và bạc trượt (hình 2.1). Trong ổ bi tỳ có

đủ lượng mỡ dự trữ để bôi trơn trong suốt quá trình sử dụng mà không cần bổ xung
thêm (chỉ thay thế và bổ xung khi ly hợp được tháo để sửa chữa lớn).
- Lò xo hồi vị bạc mở ly hợp 13 dùng để giữ bạc mở luôn có khe hở với đầu
đòn mở, đảm bảo cho ly hợp luôn đóng hoàn toàn và khi đóng ly hợp thì bạc mở
nhanh chóng tách khỏi đầu đòn mở.
V.1.2. Kết cấu ly hợp lắp trên xe ΓAZ-53
Ly hợp lắp trên xe ΓAZ-53 là ly hợp một đĩa ma sát khô (hình 2.2).
- Bộ phận chủ động của ly hợp: Bánh đà 1 bắt với vỏ trong ly hợp 13, vỏ
trong quay cùng với bánh đà. Vỏ 13 có khoang để giữ các lò xo ép 14 hình trụ đặt
xung quanh. Đĩa ép được chế tạo bằng gang, mặt ngoài có các vấu lồi để giữ các lò
xo ép.
- Bộ phận bị động của ly hợp: Đĩa ma sát 3 có hai tấm ma sát làm bằng vật
liệu có hệ số ma sát cao, được ghép với nhau qua xương đĩa bằng các đinh tán.
Xương đĩa được chế tạo bằng thép và trên có các xẻ rãnh. Đĩa ma sát được ghép với
moayơ đĩa bị động bằng các đinh tán bằng thép. Moayơ đĩa bị động được chế tạo
bằng thép và có thể di trượt trên trục ly hợp 10 nhờ các then hoa. Bộ phận giảm
chấn gồm có 6 lò xo giảm chấn 18, đặt xung quanh và cách đều nhau. Tấm ma sát
được ghép với xương đĩa bằng các đinh tán. Lò xo giảm chấn được đặt trong các lỗ
của đĩa bị động và tấm đỡ.
- Hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp: Ly hợp được dẫn động điều khiển
bằng cơ khí. Đòn mở ly hợp 5 được chế tạo bằng thép, đầu trên đòn mở liên kết bản
lề với đĩa ép qua các ổ bi kim, giữa đòn liên kết bản lề với càng nối 8 thông qua ổ bi
kim. Khe hở giữa đầu đòn mở và bạc mở là δ = 4 mm. Điều chỉnh đòn mở ta dùng
đai ốc 7. Bạc mở ly hợp gồm có ổ bi tỳ và bạc trượt 9. Trên bạc trượt có lắp ống
bơm mỡ 6.

Sinh viên: Nguyễn Minh Đức

19

Lớp: Ôtô - K49


Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hình 2.2 : Ly hợp lắp trên xe ΓAZ-53
1. Bánh đà ; 2. Vỏ ngoài ly hợp ; 3. Đĩa ma sát ; 4. Đĩa ép ; 5. Đòn mở ly hợp ; 6.
Ống bơm mỡ ; 7. Đai ốc điều chỉnh ; 8. Càng nối ; 9. Bạc trượt ; 10. Trục ly hợp ;
11. Càng mở ly hợp ; 12. Đinh tán nối các tấm đĩa ; 13. Vỏ trong ly hợp ; 14. Lò xo
ép ; 15. Đai ốc điều chỉnh ; 16. Thanh kéo ; 17. Lò xo hồi vị càng mở ly hợp ; 18.
Lò xo giảm chấn ; 19. Xương đĩa ; 20. Đế cách nhiệt lò xo ép.

Sinh viên: Nguyễn Minh Đức

20

Lớp: Ôtô - K49


Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

VI. CÁC PHƯƠNG ÁN DẪN ĐỘNG LY HỢP
A. 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.

2
3

1

4

5
6
7
8

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;7. Bàn đạp; 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 O2 . 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.

Sinh viên: Nguyễn Minh Đức

21

Lớp: Ôtô - K49


Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

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.
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.
B. 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.

Sinh viên: Nguyễn Minh Đức

22

Lớp: Ôtô - K49


Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

4
3
2

5
6
7

1

8
9
10

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; 7. Càng mở ly hợp; 8. Bạc mở l
Nguyên lý làm việc:
Khi người lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly hợp 1, nhờ thanh đẩy, đẩy
piston 4 của xilanh chính 3 sang trái, bịt lỗ bù dầu b, làm dầu trong khoang D bị nén

lại. Khi áp lực dầu trong khoang D thắng lực ép của lò xo van một chiều 11 ở van
một chiều 10 thì van một chiều mở ra. Lúc này dầu từ khoang D theo đường ống
dẫn dầu 5 vào xilanh công tác 6 đẩy piston sang phải, làm cho càng mở ly hợp 7
quay quanh O, đồng thời đẩy bạc mở 8 sang trái (theo chiều mũi tên). Bạc mở tác
động nên đầu dưới của đòn mở ly hợp tách đĩa ép ra khỏi bề mặt ma sát. Ly hợp
được mở.
Khi người thả bàn đạp ly hợp 1 thì dưới tác dụng của lò xo hồi vị 2 và lò xo
ép làm các piston của xilanh chính và xilanh công tác từ từ trở về vị trí ban đầu. Lúc
này dầu từ xilanh công tác 6 theo đường ống dẫn dầu 5 qua van hồi dầu 12 vào
khoang D.
Khi người lái nhả nhanh bàn đạp ly hợp 1, thì do sức cản của đường ống và
sức cản của van hồi dầu 12 làm cho dầu từ xilanh công tác 6 không kịp về điền đầy

Sinh viên: Nguyễn Minh Đức

23

Lớp: Ôtô - K49


Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

vào khoang D. Vì thế tạo ra độ chân không ở khoang D, nên dầu từ khoang C qua lỗ
cung cấp dầu a vào khoang E, rồi sau đó dầu qua lỗ nhỏ ở mặt đầu piston ép phớt
cao su 8 để lọt sang bổ sung dầu cho khoang D (tránh hiện tượng lọt khí vào khoang
D, khi khoang D có độ chân không). Khi dầu đã khắc phục được sức cản của đường
ống và van hồi dầu 12 để trở về khoang D, thì lượng dầu dư từ khoang D theo lỗ bù
dầu b trở về khoang C, đảm bảo cho ly hợp đóng hoàn toàn.

Lỗ bù dầu b còn có tác dụng điều hòa dầu khi nhiệt độ cao. Lúc nhiệt độ cao
dầu trong khoang D nở ra, làm áp suất dầu tăng lên, dầu qua lỗ bù dầu b về khoang
C. Vì thế khắc phục được hiện tượng tự mở ly hợp.
Ưu điểm: Kết cấu gọn, việc bố trí hệ thống dẫn động thủy lực đơn giản và
thuận tiện. Có thể đảm bảo việc đóng ly hợp êm dịu hơn so với hệ thống dẫn động
ly hợp bằng cơ khí. Ống dẫn dầu không có biến dạng lớn, nên hệ thống dẫn động
thủy lực có độ cứng cao. Đồng thời hệ thống dẫn động bằng thủy lực có thể dùng
đóng mở hai ly hợp.
Nhược điểm: Loại hệ thống dẫn động bằng thủy lực không phù hợp với
những xe có máy nén khí. Yêu cầu hệ thống dẫn động ly hợp bằng thủy lực cần có
độ chính xác cao.
C. Phương án 3: Dẫn động ly hợp bằng cơ khí có cường hóa khí nén.
Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng các thanh đòn, khớp nối.
Đồng thời kết hợp với lực đẩy của khí nén.

Sinh viên: Nguyễn Minh Đức

24

Lớp: Ôtô - K49


Thiết kế ly hợp xe ôtô con 4 chỗ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

5
4

6

3

7
8

2

11
10

9

1

Sơ đồ dẫn động ly hợp cơ khí,có cường hóa khí nén
1. Ống dẫn dầu; 2. Đĩa bị động; 3. Lò xo màng(đòn mở); 4. Đĩa ép; 5. Đĩa bị động;
6. Bi T; 7. Bình nén khí; 8. Càng mở; 9. Van phân phối; 10. lò xo hồi vị; 11. Bàn
đạp
Nguyên lý làm việc:
Khi người lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly hợp 1, làm cho đòn dẫn
động 2 quay quanh O1 , thông qua thanh kéo 3 làm đòn 4 quay quanh O 2 và qua
thanh kéo 5 làm đòn dẫn động 7 quay quanh O 3 . Nhờ có đòn dẫn động 8 cùng với
mặt bích của xilanh phân phối 9 và đẩy thân van phân phối 10 sang phải (theo chiều
mũi tên). Khi mặt phải của thân van phân phối chạm vào đai ốc hạn chế hành trình
nắp trên cần piston 15 thì làm cho càng mở ly hợp 16 quay quanh O 4 và đẩy bạc mở
ly hợp 19 sang trái (theo chiều mũi tên). Ly hợp được mở.
Đồng thời với việc khi nắp bên phải của thân van phân phối tỳ vào đai ốc
hạn chế hành trình của cần piston 15 thì đầu piston van phân phối 14 cũng tỳ vào
phớt van 12 và làm van 12 mở ra. Khí nén lúc này từ khoang A qua van 12 vào

khoang B, rồi theo đường dẫn khí nén 13 vào xilanh 17 và đẩy xilanh lực dịch
chuyển làm đòn dẫn động 18 quay quanh O 4 . Kết hợp với càng mở ly hợp 16 quay
và đẩy bạc mở ly hợp 19 sang trái. Ly hợp được mở.

Sinh viên: Nguyễn Minh Đức

25

Lớp: Ôtô - K49