Đồ án tính toán thiết kế cụm ly hợp

LỜI NÓI ĐẦU
Với cơ chế mở cửa nền kinh tế đất nước để hội nhập và phát triển, trong những
năm gần đây đất nước ta đã đạt được rất nhiều thành tựu về mọi mặt trong đời sống xã
hội. Một trong các thành tựu quan trọng nhất đó chính là quá trình công nghiệp hoá, hiện
đại hoá đất nước. Ngành giao thông vận tải, trong đó đặc biệt là Ôtô, là một trong những
phương tiện phục vụ rất hiệu quả cho quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá, thúc đẩy
sự phát triển nền kinh tế.
Ngành công nghiệp Ôtô, tuy vẫn còn là một ngành mới song với nhận thức đúng đắn
về tầm quan trọng của ngành công nghiệp này trong những năm gần đây Đảng và Nhà
nước ta đã có những chính sánh phù hợp thúc đẩy sự phát triển ngành công nghiệp Ôtô
trong nước, từng bước phát triển và tiến tới sẽ sản xuất được Ôtô tại chính nước ta mà
không cần nhập khẩu.
Sau khi học xong môn ‘ Tính toán và thiết kế ôtô’ em đã được nhà trường giao cho đề
tài: “Thiết kế tính toán Ly hợp cho xe tải”. Em nhận thấy đây là đề tài có tầm quan trọng
và đòi hỏi yêu cầu cao. Bởi vì với ngành công nghiệp Ôtô của nước ta để tiến tới sẽ sản
xuất được thì việc tính toán thiết kế các cụm chi tiết trong ôtô phải là những yêu cầu được
xây dựng ngay từ trong những bước đi đầu tiên.
Quá trình làm đồ án môn học, mặc dù bản thân đã hết sức cố gắng, được sự giúp đỡ tận
tình của thầy và các bạn song do khả năng có hạn và thời gian làm đồ án bị hạn chế nên
bản đồ án không tránh khỏi những sai sót. Vì vậy em rất mong sự chỉ bảo của của các
thầy cô và các bạn để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Qua đây em cũng xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo tận tình của thầy đã giúp đỡ tạo
điều kiện để em hoàn thành tốt đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn!


Nhận xét của giáo viên hướng dẫn

………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………


Phần 1: TỔNG QUAN VỀ LY HỢP
1.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu:
1.1.1. Công dụng:
Trong hệ thống truyền lực ôtô, ly hợp là một thành phần rất quan trọng, nó có chức
năng chính 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 khi ôtô khởi hành
hoặc sang số.

- Đảm bảo là cơ cấu an toàn cho các chi tiết của hệ thống truyền lực khi gặp quá
tải hư trong trường hợp phanh đột ngột mà không nhả ly hợp.
1.1.2. Phân loại:
a. Theo phương pháp truyền mômen:
Theo phương pháp truyền mô men từ trục khuỷu của động cơ đến hệ thống
truyền lực người ta chia ly hợp thành các loại sau:

- Ly hợp ma sát: mô men truyền động nhờ các bề mặt ma sát.
- Ly hợp thuỷ lực: mô men truyền động nhờ năng lượng của chất lỏng.
- Ly hợp điện từ: mô men truyền động nhờ tác dụng của trường nam châm điện.
- Ly hợp liên hợp: mô men truyền động bằng cách kết hợp hai trong các loại kể
trên.
b. Theo trạng thái làm việc của ly hợp:
Theo trạng thái làm việc của ly hợp người ta chia ly hợp thành các loại sau:

- Ly hợp thường đóng.
- Ly hợp thường mở.
c. Theo phương pháp sinh lực ép trên đĩa ép:
Theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép người ta chia ra thành các loại ly hợp
sau:
-

Loại lò xo (lò xo đặt xung quanh, lò xo trung tâm, lò xo đĩa).


- Loại nửa ly tâm: lực ép sinh ra ngoài lực ép của lò xo còn có lực ly tâm của trọng khối
phụ ép thêm vào.

-

Loại ly tâm: ly hợp ly tâm sử dụng lực ly tâm để tạo lực ép đóng và mở ly hợp.
d. Theo phương pháp dẫn động ly hợp:
Theo phương pháp dẫn động ly hợp người ta chia ly hợp thành các loại sau:

- Ly hợp dẫn động cơ khí.
- Ly hợp dẫn động thuỷ lực.
- Ly hợp dẫn động có cường hoá:
+ Ly hợp dẫn động cơ khí cường hoá khí nén.
+ Ly hợp dẫn động thuỷ lực cường hoá khí nén.
1.1.3. Yêu cầu:

-

Ly hợp phải có khả năng truyền hết mô men của động cơ mà không bị trượt ở bất kỳ
điều kiện sử dụng nào.

-

Khi đóng ly hợp phải êm dịu, mômen quán tính phần bị động phải nhỏ để giảm
hết tải trọng va đập lên các bánh răng của hộp số khi sang số.

-

Khi mở ly hợp phải dứt khoát và nhanh chóng để việc gài số êm dịu, tách động
cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong thời gian ngắn.

- Đảm bảo cho hệ thống truyền lực khi bị quá tải.
-

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 chăm sóc và bảo dưỡng.
1.2. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của ly hợp:
- Đối với hệ thống ly hợp, về mặt cấu tạo người ta chia thành các bộ phận chính:
- 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.

1.2.1. Ly hợp ma sát khô một đĩa bị động lò xo ép hình trụ bố trí xung quanh:
a. Sơ đồ cấu tạo chung:

Hình 1.1: Ly hợp ma sát khô một đĩa bị động.

1. bánh đà;

7. bàn đạp ;

2. đĩa ma sát;

8. lò xo hồi vị bàn đạp ;

3. đĩa ép;

9. đòn kéo;

4. lò xo ép;

10. càng mở;


5. vỏ ly hợp;

11. bi tỳ;

6. bạc mở ;

12. đòn mở;
13. bộ giảm chấn.

-

Nhóm các chi tiết chủ động bao 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 với bánh
đà.

-

Nhóm các chi tiết bị động gồm đĩa bị động (đĩa ma sát), trục ly hợp. Khi ly hợp
mở hoàn toàn thì các chi tiết thuộc nhóm bị động sẽ đứng yên.

-

Theo sơ đồ cấu tạo ở hình vẽ thì vỏ ly hợp 5 được bắt cố định với bánh đà 1 bằng các
bu lông, đĩa ép 3 có thể dịch chuyển tịnh tiến trong vỏ và có bộ phận truyền mô men từ
vỏ 5 vào đĩa ép. Các chi tiết 1, 3, 4, 5 được gọi là phần chủ động của ly hợp. Chi tiết số 2

được gọi là phần bị động của ly hợp, các bộ phận còn lại thuộc bộ phận dẫn động ly hơp.
b. Nguyên lý hoạt động:

-

Trạng thái đóng ly hợp: ở trạng thái này lò xo 4 một đầu tựa vào vỏ 5, đầu còn lại tì vào
đĩa ép số 3 tạo lực ép để ép chặt đĩa bị động 2 với bánh đà số 1 cho phần chủ động và
phần bị động tạo thành 1 khối cứng. Khi này mô men từ động cơ được truyền từ phần chủ
động sang phần bị động của ly hợp thông qua các bề mặt ma sát của đĩa bị động 2 với đĩa
ép 3 và bánh đà 4. Tiếp đó mô men truyền vào xương đĩa bị động qua bộ giảm chấn 13
đến moay ơ rồi truyền vào trục ly hợp (trục sơ cấp hộp số). Lúc này giữa bi tỳ 11 và đầu
mở 12 có khe hở từ 3 ÷ 4 mm, tương ứng với hành trình tự do của bàn đạp ly hợp.

-

Trạng thái mở ly hợp: Khi cần ngắt truyền động từ động cơ tới trục sơ cấp của hộp số
người ta cần tác dụng một lực vào bàn đạp 7 thông qua đòn kéo 9 và càng mở 10, bạc mở
6 mang bi tỳ 11 sẽ dịch chuyển sang trái. Sau khi khắc phục hết khe hở, bi tỳ 11 sẽ tì vào
đầu đòn mở 12. Nhờ có khớp bản lề của bản lề liên kết với vỏ 5 nên đầu kia của đòn mở
12 sẽ kéo đĩa ép 3 nén lò xo 4 lại để dịch chuyển sang phải. Khi này các bề mặt ma sát


giữa bộ phận chủ động và bị động của ly hợp được tách ra và ngắt truyền động từ trục cơ
tới trục sơ cấp của hộp số.
c. Ưu nhược 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.
1.2.2. Ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động lò xo ép hình trụ bố trí xung quanh :
a. Sơ đồ cấu tạo chung:

Hình 1.2. Ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động


1. Bánh đà;

7. Lò xo ép;

13. Thanh kéo;

2. Lò xo đĩa bị động;

8. Vỏ ly hợp;

14. Càng mở;

3. Đĩa ép trung gian;

9. Bạc mở;

15. Bi tỳ;

4. Đĩa bị động;

10. Trục ly hợp;

16. Đòn mở;

5. Đĩa ép;

11. Bàn đạp ly hợp;

17. Lò xo giảm chấn.

6. Bu lông hạn chế;

12. Lò xo hồi vị bàn đạp ly hợp;

a. Cấu tạo:
Nhìn chung cấu tạo của ly hợp hai đĩa cũng bao gồm các bộ phận và các chi tiết cơ
bản như đối với ly hợp một đĩa. Điểm khác biệt là ở ly hợp hai đĩa có hai đĩa bị động số 4
cùng liên kết then hoa với trục ly hợp 10. Vì có hai đĩa bị động nên ngoài đĩa ép 5 còn có
thêm đĩa ép trung gian 3. ở ly hợp hai đĩa phải bố trí thêm cơ cấu truyền mô men từ vỏ
hoặc bánh đà sang đĩa ép và cả đĩa trung gian.
b. Nguyên lý hoạt động:
Nguyên lý làm việc của ly hợp hai đĩa bị động cũng tương tự như ly hợp một đĩa.
c. Ưu nhược 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.

1.2.3. Ly hợp thuỷ lực:

a. Sơ đồ cấu tạo chung:
Cấu tạo của ly hợp thủy lực được trình bày như hình vẽ bao gồm:

2

3
4

5
1

1.

Bánh đà

2.

Bánh tuabin

3.

Bánh bơm

4.

Trục sơ cấp

5.

Vỏ ly hợp

Hình 1.3. Ly hợp thủy lực.
Các chi tiết chính của ly hợp gồm có bánh bơm, bánh tuabin. Các bánh công tác
này có dạng nửa hình vòng xuyến, được bố trí rất nhiều cánh dẫn theo chiều hướng tâm.


Bánh bơm được hàn chặt với vỏ ly hợp và được bắt chặt với vỏ trục khuỷu động cơ
(quay cùng với trục khuỷu). Nó có tác dụng quạt dòng chất lỏng sang bánh tuabin thông
qua đó truyền mômen.
Bánh tuabin được đặt trong vỏ ly hợp có thể quay tự do, được nối với trục sơ cấp
hộp số bằng khớp nối then hoa, nó chịu sự tác động của dòng chất lỏng từ bánh bơm
truyền sang, khi đó nó sẽ quay và truyền chuyển độngcho trục sơ cấp hộp số.

b. Nguyên lý hoạt động:
Ly hợp thuỷ lực làm việc dựa trên nguyên tắc truỷ động. Khi bánh bơm được trục
khuỷu động cơ dẫn động quay làm chất lỏng chứa trong khoang công tác của bánh bơm
sẽ quay theo. Chất lỏng tham gia vào hai chuyển động: một chuyển động quay theo bánh
bơm và một chuyển động tịnh tiến theo các máng của cánh dẫn từ phía trong ra phía
ngoài. Động năng của chất lỏng cũng tăng từ trong ra ngoài. Khi ra khỏi bánh bơm chất
lỏng sẽ chuyển tiếp sang bánh tuốc bin và động năng của dòng chất lỏng sẽ làm cho bánh
tuốc bin quay theo. ở bánh tuốc bin chất lỏng chuyển động từ ngoài vào trong và động
năng giảm dần. Sau khi ra khỏi bánh tuốc bin chất lỏng tiếp tục đi vào bánh bơm để nhận
năng lượng và thực hiện các chu trình tiếp theo.
c. Ưu nhược điểm:
- Ưu điểm :
+ Khi đóng ly hợp rất êm dịu
+ Làm việc êm dịu, hạn chế va đập khi truyền mô men từ động cơ xuống hệ thống

truyền lực.
+ Có khả năng trượt lâu dài mà không gây hao mòn như ở ly hợp ma sát.
- 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.


1.2.4. Ly hợp điện từ
Ly hợp điện từ là loại không những chỉ bố trí trên ôtô mà còn bố trí trong nhiều
lĩnh vực khác.
Ưu điểm là truyền động êm cho phép trượt lâu dài mà không ảnh hưởng tới hao
mòn các chi tiết của ly hợp.

a. Sơ đồ cấu tạo chung:

Hình 1.4. Ly hợp điện từ

1. Bánh đà
2. Khung từ
3. Cuộn dây
4. Lõi sắt bị động
5. Trục ly hợp
6. Mặt cắt

Các bộ phận chính của ly hợp điện từ bao gồm: phần cố định 2 trên đó có cuộn dây
điện từ 3. Bộ phận chủ động 1 được nối với trục khuỷu động cơ, bộ phận bị động 4 được

nối với trục ly hợp (trục sơ cấp của hộp số). Các bộ phận chủ động, bị động và bộ phận
cố định có thể quay trơn với nhau thông qua các khe hở A, B, C, D. Để hiệu suất truyền
động cao các khe hở này phải nhỏ. Ngoài ra để tăng khả năng truyền mô men từ phần chủ
động sang phần bị động người ta bỏ bột sắt vào khoang kín giữa phần chủ động và phần
bị động.
b. Nguyên lý hoạt động:

-

Nguyên lý làm việc dựa vào lực điện từ tương tác giữa phần chủ động và bị
động nhờ nam châm điện do cuộn dây 3 sinh ra.

-

Trạng thái đóng ly hợp: Khi này cuộn dây 3 được cấp một dòng điện một chiều
và nó sẽ trở thành nam châm điện. Điện trường của nam châm sẽ khép kín mạch, từ qua
các bộ phận cố định 2, phần chủ động 1, phần bị động 4 theo đường mũi tên như hình vẽ.
Khi này dưới sự tương tác của lực điện từ phần chủ động 1 sẽ kéo phần bị động 4 quay
theo, mô men được truyền từ động cơ sang trục ly hợp.

-

Trạng thái mở ly hợp: Khi cần mở ly hợp người ta ngắt dòng điện cấp cho cuộn
dây 15. Lực điện từ sẽ mất, các chi tiết được quay tự do, ngắt đường truyền mô men từ
động cơ tới trục ly hợp.
c. Ưu nhược điểm :
-

-

1.3.

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.

LỰA CHỌN PHƯƠNG 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.
- Dẫn động thuỷ lực.
- Dẫn động thuỷ lực trợ lực khí nén.
- Dẫn động thủy lực trợ lực chân không.

1.3.1.Dẫn động cơ khí :
Sử dụng các cơ cấu truyền lực bằng cơ khí để truyền lực đóng hoặc ngắt ly hợp.
a. Sơ đồ kết cấu:


1

2

3

4

5

6
7
8

δ

9

Hình 2.1.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.

b. 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.
- 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.
c. Ưu nhược 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.

1.3.2. Dẫn động cơ khí có trợ lực khí nén :
a. Sơ đồ cấu tạo.
7

8

9

10

11

12

6
5
4

3

δ

2
1

Hình 2.2.Sơ đồ dẫn động ly hợp bằng cơ khí có trơ lực khí nén.
1.Ống dẫn khí.
4.Đòn mở.
7.Bi T.
10.Xy lanh phân phối.
b. Nguyên lý hoạt động :

2.Xy lanh công tác.
5.Đĩa ép.
8.Lò xo hồi vị bi T.
11.Bàn đạp.

3.Càng mở.
6.Đĩa bị động.
9.Bình khí nén.
12.Lò xo hồi vị bàn đạp.

- 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.
Khí nén

c. Ưu nhược điểm :
- Ưu điểm :
+ 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.

1.3.3.Dẫn động thủy lực :
a. Sơ đồ cấu tạo.
1

9
10
11

2

3

δ

4

5

6

7

8


Hình 2.3.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.
b. 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 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.
c. Ưu nhược 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.

1.3.4. Dẫn động thủy lực có trợ lực chân không:
a. Sơ đồ cấu tạo.


8

9

7

δ

6
5
4
3
2

13

1

12

11

10

Hình 2.4.Sơ đồ dẫn động thủy lực có trợ lực chân không.
1.Ống dẫn dầu.

2.Xy lanh công tác.

3.Càng mở.

4.Bi T.

5.Đòn mở.

6.Đĩa ép.

7.Đĩa bị động.

8.Lò xo hồi vị bi T.

9.Họng hút.

10.Bàn đạp.

11.Lò xo hồi vị bàn đạp.

12.Bộ trợ lực.

13.Xy lanh chính.
b. Nguyên lý hoạt động của bộ trợ lực:
Khi mở ly hợp: Khi người lái đạp bàn đạp làm đẩy van khí 4 mở ra đồng thời van
điều khiển 1 (bằng cao su) đóng van chân không 2 lại. Lúc này khoang B được nối với
khoang khí trời C và khoang B không thông với khoang chân không A, tạo ra sự chênh
lệch áp suất giữa hai khoang A và B, làm van chân không chuyển động sang trái đẩy
pittông của xy lanh chính 13 sang trái làm dầu trong xy lanh chính theo ống 1 sang xy
lanh công tác 2 đẩy pittông của xy lanh công tác sang phải qua càng mở 3 đẩy bi T 4 ép
vào đòn mở 5 làm mở ly hợp.


2
A

1

B
C

6

5

4

3

Hình 2.5.Sơ đồ bộ trợ lực chân không.
1. Van điều khiển.

2. Van chân không

3, 6. Lò xo hồi vị.

4. Van khí

5. Màng cao su
Khi đóng ly hợp: Khi người lái thôi tác dụng vào bàn đạp, nhờ các lò xo hồi vị làm
van khí 4 trở về vị trí ban đầu, lúc này van khí 4 ép chặt làm mở van chân không 2 ra. Kết
quả là khoang A thông với khoang B và khoang B không thông với khoang C nữa. Hai
khoang A và B không có sự chênh lệch áp suất nên không sinh ra trợ lực nữa và các chi
tiết cũng trở về vị trí ban đầu.
Khi người lái dừng chân ở một vị trí nào đó thì van khí 4 dừng lại. Nhưng
màng cao su 5 vẫn dịch chuyển một chút và kéo van chân không 2 đi theo nên đẩy van
điều khiển 1 ép chặt vào van khí 4 làm đóng van khí. Lúc này cả van khí và van chân
không đều được đóng lại và không khí trong khoang B không đổi, sự chênh lệch áp suất

giữa hai khoang A và B là ổn định. Như vậy đĩa ép vẫn được giữ ở một vị trí nhất định,
tức là ly hợp vẫn được mở ở một vị trí nhất định.
c. Ưu nhược điểm:
- Ưu điểm:
+ Lực bàn đạp nhỏ nên điều khiển dễ dàng.
+ Không tốn công suất cũng như nhiên liệu cho bộ trợ lực.


+ Khi hệ thống trợ lực hỏng thì ly hợp vẫn làm việc được.
- Nhược điểm:
+ Kết cấu phức tạp nên khó chế tạo, bảo dưỡng và sữa chữa.
+ Cần độ kín khít cao để tránh rò rỉ dầu và khí.
+ Do độ chân không không lớn nên muốn có lực trợ lực lớn thì phải tăng kích
thước màng sinh lực dẫn đến kết cấu cồng kềnh.
1.3.5. Kết luận:
Với ly hợp xe ôtô tải cần lực bàn đạp lớn đồng thời cần phải có kết cấu gọn nhẹ,
không gian bố trí hợp lý. Qua việc tham khảo sơ bộ các phương án, ta thấy phương án
dẫn động cơ khí có trợ lực khí nén là phương án có nhiều ưu điểm nổi bật. Do đó em
chọn phương án dẫn động là dẫn động cơ khí có trợ lực khí nén .
Như vậy loại ly hợp mà em chọn thiết kế là ly hợp ma sát khô dạng thường đóng
dẫn động cơ khí có trợ lực khí nén .
1.4.

PHƯƠNG ÁN CHỌN LOẠI LÒ XO ÉP.
Fl

a
b
c

∆l
Hình 3.1.Đặc tính các loại lò xo ép ly hợp.
a - Lò xo côn xoắn.
b - Lò xo trụ.
c - Lò xo đĩa.
Fl : Lực ép, ∆l: Biến dạng của lò xo.

1.4.1.Lò xo trụ:


Lò xo trụ có đường đặc tính làm việc là đường b trên hình 3.1.
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
lực ly tâm, thường sử dụng các cốc, vấu lồi trên đĩa ép hoặc trên vỏ ly hợp.
a. 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 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.
b. Nhược 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.

1.4.2. Lò xo côn xoắn:

Lò xo công xoắn có đường đặc tính làm việc là đường a trên hình 2.1.

a. Ưu 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.
- 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.
b. Nhược 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.

1.4.3. 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.
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.
a.Ưu 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.
b. Nhược điểm:
- Việc chế tạo khó khăn.
1.4.4. Kết luận: Qua việc tham khảo các loại lò xo ép em quyết định chọn loại lò xo ép là
lò xo trụ vì tất cả những đăc tính tối ưu của nó.
1.5.

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 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.



CHUƠNG II
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỤM LY HỢP
Các thông số ban đầu:
- Momen xoắn của động cơ
- Hiệu suất truyền lực

- Tỉ số truyền lực chính
- Tỉ số truyền của 1 hộp sô
- Khối lượng toàn bộ ô tô khi đầy tải
- Kích thước lốp

: 181N.m/4000v/ph
:ήt=0,93
: i0= 4,2
: ih1= 4,1
: 1705kg
: 235/60HR15

I. XÁC ĐỊNH MÔMEN MA SÁT CỦA LY HỢP

Mômen ma sát của ly hợp được tính theo công thức sau:
Ml = β.Memax.
Trong đó:
Ml: Mômen ma sát của ly hợp
Memax: Mômen xoắn cực đại của động cơ.
β: Hệ số dự trữ ly hợp.
Hệ số β phải lớn hơn 1để đảm bảo truyền hết mômen của động cơ trong mọi
trường hợp. Tuy nhiên β không được quá lớn để tránh tăng kích thước đĩa bị động
hoặc tăng số lượng đĩa ma sát (dẫn đến tăng kích thước, khối lượng ly hợp) và
tránh đòi hỏi lực tác dụng lên đĩa ma sát lớn và để tránh cho hệ thống truyền lực bị
quá tải khi chế độ làm việc bất thường.
Dựa theo tiêu trí trên và dựa theo kinh nghiệm ta chọn.
Với ôtô du lịch: β = 1,35÷ 1,75: chọn β = 1,4
Memax = 181N.m
Vậy mômen ly hợp Ml = 181x 1,4 = 253,4 (Nm)
II. XÁC ĐỊNH KHÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA LY HỢP.

1. Xác định đường kính trong và ngoài đĩa ma sát.
Khi thiết kế người ta chọn sơ bộ đường kính ngoài theo kinh nghiệm như
sau:
M e max
3,16
C
D2 = 2R2 =
Loại xe

Hệ Số C