Khai thác kỹ thuật ly hợp xe toyota altis 2 0

Đồ án tốt nghiệp

Khai thác kỹ thuật ly hợp xe Toyota Altis
2.0
MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU ..........................................................................................................................................1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CỤM LY HỢP TRÊN XE ÔTÔ.......................................................................2
1.1. Công dụng, phân loại và yêu cầu.................................................................................................2
1.1.1. Công dụng.............................................................................................................................2
1.1.3. Yêu cầu.................................................................................................................................3
1.1.4. Sơ đồ vị trí của ly hợp trên xe con........................................................................................3
1.2. Ảnh hưởng của ly hợp khi gài số và khi phanh.............................................................................4

1.2.1.Khi gài số................................................................................................................................4
1.2.2.Khi phanh ôtô........................................................................................................................4
1.3. Ly hợp ma sát..............................................................................................................................4
1.3.1. Ly hợp ma sát một đĩa.........................................................................................................5
1.3.2.Ly hợp ma sát hai đĩa.............................................................................................................9
1.4. Ly hợp thủy lực..........................................................................................................................10
1.5. Ly hợp điện từ ...........................................................................................................................12
CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ CƠ CẤU LY HỢP CHO XE TOYOTA ALTIS 2.0.........................................................9
2.1. Thông số kỹ thuật xe toyota altis 2.0.........................................................................................9
2.2. Phương án chọn loại lò xo ép......................................................................................................9
2.2.1. Lò xo trụ..............................................................................................................................10
2.2.2. Lò xo côn xoắn....................................................................................................................11

2.2.3. Lò xo đĩa..............................................................................................................................11
2.3. Đĩa bị động của ly hợp...............................................................................................................12
2.4. Tính chọn các thông số và các kích thước cơ bản......................................................................13
2.4.1. Xác định mômen ma sát mà ly hợp cần truyền...................................................................13
2.4.2.Xác định các thông số và kích thước cơ bản của ly hợp.......................................................13
2.5. Tính kiểm tra điều kiện làm việc của ly hợp...............................................................................15
2.5.1. Tính công trượt...................................................................................................................16
2.5.2. Kiểm tra công trượt riêng...................................................................................................19
2.5.3. Kiểm tra nhiệt độ các chi tiết..............................................................................................19
2.6. Tính bền các chi tiết của ly hợp.................................................................................................20
2.6.1. Lò xo ép...............................................................................................................................20
2.6.2. Đĩa bị động..........................................................................................................................23

GVHD: Lương Quý Hiệp

SVTH: Trần Thanh Hiếu


Đồ án tốt nghiệp

Khai thác kỹ thuật ly hợp xe Toyota Altis
2.0

2.6.3. Tính trục ly hợp...................................................................................................................30

CHƯƠNG 3. Khai thác kỹ thuật ly hợp trên xe Toyota Altis 2.0............................................................38
3.1 Những nguyên nhân và hư hỏng thường gặp:............................................................................38
3.2 Quy trình tháo lắp kiểm tra và sửa chữa bộ ly hơp:....................................................................41
3.2.1 Quy trình tháo lắp bộ ly hợp:...............................................................................................41
3.2.2 Tháo dẫn động điều khiển ly hợp: .......................................................................................41
3.2.3 Tháo trục các đăng :.............................................................................................................41
3.2.4 Tháo hạ hộp số: hình 3.2......................................................................................................42
3.2.5 Tháo bộ ly hợp ra khỏi động cơ: .........................................................................................43
3.3 Sửa chữa các chi tiết của bộ ly hợp:...........................................................................................44
3.3.1.Đĩa bị động:..........................................................................................................................44
3.3.2 Đĩa chủ động ( đĩa ép ):

...................................................................................................46

3.3.3 Lò xo đĩa:..............................................................................................................................47
3.3.4 Vòng bi tì:.............................................................................................................................48
3.3.5 Cơ cấu dẫn động điều khiển:...............................................................................................49
3.4 Lắp giáp và điều chỉnh bộ ly hợp:...............................................................................................50
3.4.1 Lắp vong bi đỡ trục sơ cấp vào bánh đà:.............................................................................50
3.4.2 Lắp cụm đĩa ép và đĩa ma sát:..............................................................................................51
3.4.3 Lắp vòng bi tì và càng mở:...................................................................................................52
3.4.4 Lắp hộp số:...........................................................................................................................53
3.4.5 Lắp trục các đăng:................................................................................................................54
3.4.6 Lắp cụm xi lanh chính xi lanh chấp hành:.............................................................................54

3.5 Điều chỉnh bộ ly hợp:..................................................................................................................55
3.5.1 Điều chỉnh hành trình tự do của bàn đạp ly hợp: hình 3.21.................................................55
3.5.2 Xả khí cơ cấu điều khiển: hình 3.22.....................................................................................55
3.6 Kiểm nghiệm sau khi sủa chữa:...................................................................................................56
3.6.1Kiểm tra lực tác dụng lên bàn đạp ly hợp:............................................................................56
3.6.2 Kiểm tra sự trượt của ly hợp:...............................................................................................56
3.6.3 Kiểm tra hiện tượng dính khi mở ly hợp:.............................................................................57
3.6.4 Kiểm tra lại khả năng đạt vận tốc lớn nhất của xe:..............................................................57
3.6.5 Kiểm nghiệm ly hợp qua âm thanh phát ra khi đóng ly hợp:...............................................57
KẾT LUẬN..............................................................................................................................................58
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................................................59

GVHD: Lương Quý Hiệp

SVTH: Trần Thanh Hiếu


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Lương Quý Hiệp

Khai thác kỹ thuật ly hợp xe Toyota Altis
2.0

SVTH: Trần Thanh Hiếu


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Lương Quý Hiệp

Khai thác kỹ thuật ly hợp xe Toyota Altis
2.0

SVTH: Trần Thanh Hiếu

Đồ án tốt nghiệp

Khai thác kỹ thuật ly hợp xe Toyota Altis
2.0
LỜI NÓI ĐẦU

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.
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 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 Mazda 6” 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. 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 Lương Quý Hiệp cùng các thầy giáo trong bộ môn Ôtô, 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 Lương Quý Hiệp và các thầy
giáo trong bộ môn Ôtô - Khoa Cơ khí - Trường Công nghệ GTVT đã giúp đỡ, tạo điều
kiện cho em hoàn thành tốt bản đồ án này.
Hà Nội, ngày tháng năm 2016
Sinh viên

Trần Thanh Hiếu

GVHD: Lương Quý Hiệp

1

SVTH: Trần Thanh Hiếu


Đồ án tốt nghiệp

Khai thác kỹ thuật ly hợp xe Toyota Altis
2.0

CHƯƠNG 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. 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.
- 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 hệ thống dẫn động ly hợp:

+ Ly hợp dẫn động cơ khí.
+ Ly hợp dẫn động thuỷ lực.
GVHD: Lương Quý Hiệp

2

SVTH: Trần Thanh Hiếu


Đồ án tốt nghiệp

Khai thác kỹ thuật ly hợp xe Toyota Altis

2.0

+ 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.
- 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

GVHD: Lương Quý Hiệp

3

SVTH: Trần Thanh Hiếu


Đồ án tốt nghiệp

Khai thác kỹ thuật ly hợp xe Toyota Altis
2.0

Hình 1.1. Sơ đồ bố trí ly hợp trên ô tô
1.2. Ảnh hưởng 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 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 Mjmax.
Mômen Mjmax có thể truyền qua ly hợp khi mômen ma sát của ly hợp lớn hơn
Mjmax. Trong trường hợp này mômen quán tính sẽ tác dụng lên hệ thống truyền lực.
Nếu mômen Mjmax 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 β 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:
GVHD: Lương Quý Hiệp

4

SVTH: Trần Thanh Hiếu


Đồ án tốt nghiệp

Khai thác kỹ thuật ly hợp xe Toyota Altis
2.0

- 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.
1.3.1. Ly hợp ma sát một đĩa
a. Cấu tạo
Kết cấu của li hợp có thể chia làm 2

phần: Cơ cấu li hợp và hệ thống dẫn động
điều khiển li hợp.
*) Cơ cấu ly hợp có cấu tạo gồm: Phần chủ động, phần bị động và cơ cấu điều khiển.
- Phần chủ động: Gồm các chi tiết bắt trực tiếp hoặc gián tiếp với bánh đà của động
cơ. Bề mặt bánh đà 11, đĩa ép 2, lò xo ép 3 và vỏ trong li hợp 4 (vỏ li hợp).
Hình 1.2. Kết cấu li hợp ma sát một đĩa
1. Đĩa bị động;

2. Đĩa ép;

3. Lò xo ép;

4. Vỏ trong li hợp;

5. Bộ giảm chấn; 6. Ổ bi tỳ(ổ bi T);
7. Lò xo hồi vị ổ bi tỳ;
8. Càng mở;

9. Đòn mở;

10. Xương đĩa bị động;
11. Bu lông;

12. Bánh đà;

13. Trục li hợp;

14. Lò xo lá;

Vỏ li hợp bắt với bánh đà bằng vít hoặc bu lông. Để tránh hiện tượng đĩa ép bị xoay
với vỏ li hợp, đĩa ép được nối với vỏ li hợp bằng lò xo lá hoặc chốt định vị. Chúng vừa
có tác dụng định vị đĩa ép vừa có tác dụng truyền mô men từ vỏ li hợp tới đĩa ép. Giữa
đĩa ép và vỏ li hợp đặt các lò xo ép, lò xo ép có thể là lò xo trụ đ ược phân bố đều đối
GVHD: Lương Quý Hiệp

5

SVTH: Trần Thanh Hiếu


Đồ án tốt nghiệp

Khai thác kỹ thuật ly hợp xe Toyota Altis
2.0

xứng qua tâm(số lượng lò xo có thể là: 3, 6, 9 hoặc 12…) hoặc lò xo đĩa. Với li hợp
sử dụng lò xo trụ cần có vấu định tâm trên đĩa ép và vỏ li hợp để cố định lò xo khi có
lực quán tính. Giữa lò xo và đĩa ép có đệm cách nhiệt. ở trạng thái ban đầu, các lò xo

ép bị nén nhằm tạo ra lực ép, ép đĩa ép, đĩa ma sát và bánh đà thành một khối.

Hình 1.3. Kết cấu phần chủ động của li hợp
- Phần bị động gồm các chi tiết: Đĩa bị động(đĩa ma sát) và trục li hợp. Đĩa ma
sát đặt giữa bánh đà và đĩa ép. Đĩa ma sát lắp với trục li hợp bằng then hoa của moayơ.
Kết cấu của đĩa ma sát gồm có: Xương đĩa bị động 5, các tấm ma sát 1 và 13, lò xo
giảm chấn 11 và một số chi tiết khác. Ở ôtô trục li hợp thường là trục chủ động của
hộp số(trục sơ cấp). Một đầu trục li hợp gối lên vòng bi đặt trong hốc ở đuôi trục
khuỷu.

GVHD: Lương Quý Hiệp

6

SVTH: Trần Thanh Hiếu


Đồ án tốt nghiệp

Khai thác kỹ thuật ly hợp xe Toyota Altis
2.0

Hình 1.4. Cấu tạo đĩa ma sát
- Cơ cấu điều khiển li hợp gồm: Các đòn mở, vòng bi tỳ(ổ bi T), bạc trượt, càng mở.

Đòn mở được lắp trên vỏ li hợp bởi các khớp bản lề, tại khớp này có đai ốc điều chỉnh
khe hở giữa đòn mở và ổ bi T(khe hở ọ). Số lượng đòn mở thường có 3 chiếc hoặc
nhiều hơn. Vị trí các đầu đòn mở tỳ vào ổ bi T cần phải lắp đồng phẳng để mở đều đĩa
ép tránh gây dính li hợp. Với li hợp sử dụng lò xo đĩa thì khi đó lò xo đĩa đóng vai trò
là đòn mở.

b.Nguyên lý hoạt động
Ly hợp trên ô tô đảm nhận truyền mô men xoắn khi ô tô hoạt động. Sự làm việc
của li hợp được chia thành hai trạng thái cơ bản: đóng và mở. Trong quá trình khởi
hành, chuyển số và phanh, người lái tác dụng lực điều khiển trên bàn đạp ly hợp ở
buồng lái, bàn đạp dịch chuyển, dẫn động đòn mở làm dịch chuyển đĩa ép sang phải
thực hiện mở li hợp, ngắt dòng mô men từ động cơ tới hệ thống truyền lực.

Hình 1.5. Cấu tạo đòn mở
1. Đĩa ép;
2. ổ bi kim;
3. Vỏ li hợp;
4. Đai ốc điều chỉnh;
5. ổ bi T;

GVHD: Lương Quý Hiệp

7

SVTH: Trần Thanh Hiếu


Đồ án tốt nghiệp

Khai thác kỹ thuật ly hợp xe Toyota Altis
2.0

Hình 1.6. Sơ đồ nguyên lý ly hợp một đĩa ma sát khô thường đóng
Trạng thái đóng ly hợp: Khi xe đang chuyển động và người lái chưa tác dụng lực
vào bàn đạp ly hợp, dưới tác dụng của lò xo ép, đĩa ép ép chặt đĩa ma sát vào bề mặt
làm việc của bánh đà. Ly hợp ở trạng thái truyền động lực. Khi đó đường truyền mô

men là: Mômen quay của trục khuỷu qua bánh đà và đĩa ép truyền cho đĩa ma sát qua
bộ phận giảm chấn, moay ơ tới trục ly hợp từ đó truyền mômen quay cho bộ phận
truyền lực phía sau. Mô men ma sát của ly hợp có thể tính theo công thức:
Mlh = N.R.i (Nm)
Trong đó: N- Lực ma sát sinh ra tổng cộng N = Plx. µ .
+ Plx - Lực ép tổng cộng của lò xo.
+ µ - Hệ số ma sát của đĩa bị động với đĩa ép và bánh đà.
R- Bán kính điểm đặt của lực ma sát tổng cộng trên đĩa bị động.
i - Số bề mặt ma sát (ly hợp một đĩa có 2 bề mặt ma sát).
Khi làm việc, do một nguyên nhân nào đó, mô men truyền trong hệ thống truyền
lực lớn hơn giá trị mô men ma sát li hợp, ly hợp sẽ tự trượt và đóng vai trò là cơ cấu an
toàn, tránh quá tải cho hệ thống truyền lực.

Trạng thái mở ly hợp: Khi đạp bàn đạp ly hợp, pittông của xi lanh chính dịch
chuyển qua trái đẩy dầu chạy trong đường dầu tới xi lanh công tác (xi lanh chấp hành),
làm pittông của xi lanh công tác dịch chuyển qua phải; đẩy càng mở làm vòng bi tỳ
dịch chuyển sang trái ép vào lò xo đĩa, kéo đĩa ép sang phía bên phải. Đĩa ma sát dịch
chuyển trên trục ly hợp để tách khỏi bề mặt của đĩa ép và bánh đà. Mô men ma sát
giảm và triệt tiêu. Ly hợp ở trạng thái mở, cắt truyền động giữa động cơ và hệ thống
truyền lực. Ở trạng thái mở lực điều khiển cần phải thắng lực ép của lò xo để dịch
chuyển đĩa ép sang phải.
Để đảm bảo tách hoàn toàn các bề mặt ma sát, khoảng cách tối thiểu giữa một
cặp của bề mặt ma sát là 0,5mm. Với ly hợp sử dụng nhiều lò xo trụ tạo lực ép, các lò
xo trụ này cần có chiều dài tự do và độ cứng như nhau để tránh gây vênh bề mặt của
đĩa bị động và đĩa ép khi làm việc.

Khi nhả bàn đạp ly hợp: Do tác dụng của các lò xo hồi vị bàn đạp và lò xo hồi vị
càng mở kéo hệ thống dẫn động về vị trí ban đầu. Các lò xo ép đĩa ép, đĩa ma sát và
bánh đà thành một khối và ly hợp lại truyền động lực. Như vậy ly hợp có tác dụng cắt
tạm thời truyền động giữa động cơ và hệ thống truyền lực để mỗi khi cần ra vào số.

GVHD: Lương Quý Hiệp

8

SVTH: Trần Thanh Hiếu

Đồ án tốt nghiệp

Khai thác kỹ thuật ly hợp xe Toyota Altis
2.0

Sự đóng và mở ly hợp trong các quá trình quá độ trên thường xuyên xảy ra.
Trong các giai đoạn này, giá trị lực ép và mô men ma sát thay đổi và tạo nên sự trượt
của đĩa bị động trên bề mặt tiếp xúc của bánh đà và đĩa ép, sinh nhiệt, làm nóng các
chi tiết của ly hợp. Mặt khác, khi nhả bàn đạp quá nhanh có thể làm gia tăng đột ngột
mô men truyền và tải trọng động xuất hiện trong hệ thống truyền lực sẽ lớn, ảnh hưởng
tới tuổi thọ của các chi tiết và chuyển động ổn định của ô tô.
Quá trình trượt của ly hợp thường dẫn tới mài mòn tấm ma sát của đĩa bị động

làm giảm chiều dày, giảm lực ép của lò xo thu hẹp khe hở δ. Do vậy, trong phần dẫn
động bố trí khe hở ban đầu giữa ổ bi và đòn mở ọ đủ lớn, tránh hiện tượng tự mở ly
hợp khi tấm ma sát của đĩa bị động bị mòn.
Khe hở δ ban đầu trên ly hợp thường nằm trong giá trị 1- 3mm phụ thuộc vào kết
cấu, vật liệu tấm ma sát. Khi mở ly hợp, bàn đạp cần di chuyển một hành trình để khắc
phục khe hở này(gọi là hành trình tự do của bàn đạp). Hành trình tự do trên ô tô
thường bằng 10 - 30mm. Để thực hiện mở ly hợp hoàn toàn, hành trình dịch chuyển
của đĩa ép có giá trị: 1,2 - 2mm, tương ứng với hành trình của bàn đạp ly hợp là 60 130mm (được gọi là hành trình làm việc của bàn đạp ly hợp).
Hành trình toàn bộ của bàn đạp ly hợp là tổng hành trình tự do và hành trình làm
việc(70 - 160 mm). Hành trình toàn bộ của ly hợp phụ thuộc vào không gian bố trí bàn
đạp ly hợp trên buồng lái.
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.
1.3.2.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.

GVHD: Lương Quý Hiệp

9

SVTH: Trần Thanh Hiếu


Đồ án tốt nghiệp

Khai thác kỹ thuật ly hợp xe Toyota Altis
2.0

1

2

3
4
5

7
6

δ

13
11

10

9

8

12

Hình 1.7. Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát hai đĩa.
1. Bánh đà.

2. Đĩa bị động.

4. Vỏ ly hợp.
7. Bàn đạp li hợp.

5. Lò xo ép.
8. Lò xo hồi vị.

10. Càng mở.

11. Bi ‘T’.

3. Đĩa ép.
6. Bạc mở.
9. Đòn kéo.
12. Đòn mở.

13. Lò xo giảm chấn.
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.
1.4. Ly hợp thủy lực
Ly hợp thuỷ lực truyền mômen thông qua chất lỏng.

GVHD: Lương Quý Hiệp

10

SVTH: Trần Thanh Hiếu

Đồ án tốt nghiệp

Khai thác kỹ thuật ly hợp xe Toyota Altis
2.0

Hình 1.8. 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
một khớp nối thuần túy nên còn gọi là khớp nối thủy lực.
Ưu nhược 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.
GVHD: Lương Quý Hiệp

11

SVTH: Trần Thanh Hiếu

Đồ án tốt nghiệp

Khai thác kỹ thuật ly hợp xe Toyota Altis
2.0

+ 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.

3
4

1

5

2

6

Hình 1.9. 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.

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.
Ưu nhược điểm :

- Ưu điểm :
GVHD: Lương Quý Hiệp

12

SVTH: Trần Thanh Hiếu


Đồ án tốt nghiệp

Khai thác kỹ thuật ly hợp xe Toyota Altis
2.0

+ 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.

GVHD: Lương Quý Hiệp

13

SVTH: Trần Thanh Hiếu


Đồ án tốt nghiệp

Khai thác kỹ thuật ly hợp xe Toyota Altis
2.0

CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ CƠ CẤU LY HỢP CHO XE TOYOTA ALTIS 2.0
2.1. Thông số kỹ thuật xe toyota altis 2.0

Hình 2.1. Hình ảnh mẫu xe Toyota Altis 2.0

Bảng thông số kỹ thuật của xe toyota altis 2.0
STT

Thống số

Giá trị

Kích thước bao (mm)
- Chiều dài toàn bộ

4670

- Chiều rộng toàn bộ

1780

- Chiều cao toàn bộ

1435

2

Chiều dài cơ sở (mm)

2675

3

Tốc độ cực đại (km/h)

160

4

Động cơ

5

Dung tích công tác (l)

2,261

6

Tỉ số nén

10,8

7

Công suất cực đại (Kw)

100 ở 6000 vòng/ phút

8

Mômen xoắn cực đại (N.m)

170 ở 4500 vg/ phút

9

Tỉ số truyền lực chính

10

Kích thước Lốp

205/55 R1691V

11

Ly hợp

Ma sát khô,1 đĩa

1

Động cơ xăng 4 kỳ,4 xy lanh

4,510

2.2. Phương án chọn loại lò xo ép.
GVHD: Lương Quý Hiệp

9

SVTH: Trần Thanh Hiếu


Đồ án tốt nghiệp

Khai thác kỹ thuật ly hợp xe Toyota Altis
2.0
a

Fl

b
c

∆l

Hình 2.2. 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.

2.2.1. Lò xo trụ
Lò xo trụ có đường đặc tính làm việc là đường b trên hình 2.2.
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.
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.

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.

GVHD: Lương Quý Hiệp

10

SVTH: Trần Thanh Hiếu

Đồ án tốt nghiệp

Khai thác kỹ thuật ly hợp xe Toyota Altis
2.0

2.2.2. Lò xo côn xoắn

Hình 2.3. Lò xo côn xoắn
Lò xo công xoắn có đường đặc tính làm việc là đường a trên hình 2.2.
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.
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.
2.2.3. Lò xo đĩa

GVHD: Lương Quý Hiệp

11

SVTH: Trần Thanh Hiếu

Đồ án tốt nghiệp

Khai thác kỹ thuật ly hợp xe Toyota Altis
2.0

Hình 2.4. Một lò xo đĩa loại DST
Lò xo đĩa có đường đặc tính làm việc là đường c trên hình 2.2.
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.
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.
Nhược 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
GVHD: Lương Quý Hiệp

12

SVTH: Trần Thanh Hiếu


Đồ án tốt nghiệp

Khai thác kỹ thuật ly hợp xe Toyota Altis
2.0

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.
2.4. Tính chọn các thông số và các kích thước cơ bản
2.4.1. Xác định mômen ma sát mà ly hợp cần truyền
Ly hợp phải được thiết kế với các kích thước có thể truyền mômen lớn hơn
mômen động cơ. Nhờ đó ly hợp có thể truyền hết mômen động cơ đến hệ thống truyền

lực mà không bị trượt trong các trường hợp như dầu dính vào tấm ma sát hay tấm ma
sát bị mòn hoặc tính chất đàn hồi của lò xo giảm.
Mômen ma sát của ly hợp được xác định theo công thức:
MLH = β.Memax
Trong đó:
+ β: Là hệ số dự trữ của ly hợp.
+ Memax : Mômen cực đại của động cơ, Memax = 170 Nm.
Hệ số β có ý nghĩa rất quan trọng trong quá trình thiết kế ly hợp. Vì trong quá
trình sử dụng lực ép của lò xo giảm dần làm giảm mômen ma sát của ly hợp, như vậy
nếu chọn β nhỏ quá thì sẽ không đảm bảo truyền hết mômen trong các trường hợp
giảm lực ép này. Ngược lại, nếu chọn β lớn quá thì ly hợp không đảm bảo chức năng
của cơ cấu an toàn đó là tránh cho hệ thống truyền lực khỏi bị quá tải. Hơn nữa, để có

hệ số β lớn cần phải tăng kích thước của các đĩa ma sát, tăng số đĩa ma sát, hoặc tăng
lực ép của các lò xo dẫn đến tăng kích thước ly hợp.
Đối với ôtô con ta chọn β = 1,5.
Vậy: MLH = 1,5.170 = 255 (Nm).
2.4.2.Xác định các thông số và kích thước cơ bản của ly hợp
- Tính đường kính đĩa ma sát:
Do Me max < 465 (Nm) nên ta chọn ly hợp 1 đĩa theo kinh nghiệm, và chọn bề
dày của tấm ma sát δ = 4 (mm).
Tính sơ bộ đường kính ngoài D của tấm ma sát theo công thức kinh nghiệm:

GVHD: Lương Quý Hiệp

13

SVTH: Trần Thanh Hiếu


Đồ án tốt nghiệp

D = 2.R = 3,16.

Khai thác kỹ thuật ly hợp xe Toyota Altis
2.0
M e max

C

Trong đó C là hệ số kinh nghiệm, lấy C = 4,7 đối với xe con.
Suy ra :

D = 2.R = 3,16.

M e max
= 3,16.
C

255

= 20 (cm)
4,7

Chọn đường kính ngoài của tấm ma sát D = 22cm.
D nhỏ hơn đường kính của bánh đà.
- Đường kính trong của tấm ma sát:
d = (0,53 ÷ 0,75).D =13 ÷ 19 (cm).
Do động cơ quay với vận tốc cao nên trong quá trình sử dụng phần mép tấm ma sát sẽ
bị mòn lớn hơn phần trong của tấm ma sát nên ảnh hưởng đến việc truyền mô men của
đĩa bị động . Chọn d = 14 (cm).
- Bán kính ma sát trung bình của tấm ma sát:
Rtb =

2 12,53 − 7, 03
2 R3 − r 3
.
=
≈ 10 (cm).
. 2
3 12,52 − 7, 0 2
3 R − r2

- Xác định số đôi bề mặt ma sát:
Số đôi bề mặt ma sát i được chọn sơ bộ theo công thức:

i=

16.M LH
π.µ.[q].( D − d).(D + d) 2

Trong đó:
- MLH : Mô men ma sát của ly hợp, MLH = 255 Nm.
- µ : Hệ số ma sát của cặp vật liệu, chọn µ = 0,28.
- [q] : Áp suất cho phép tác dụng lên bề mặt ma sát, chọn [q] = 0,2 MPa.
- D và d là đường kính trong và ngoài của tấm ma sát.
Thay số vào ta có :
i=

16.255
= 1,45.
3,14.0,28.0,2.(25 − 15).(25 + 15) 2

Từ đây ta xác định được số đĩa bị động của ly hợp:
zi =

i 1,45
=
= 0,72.
2

2

GVHD: Lương Quý Hiệp

14

SVTH: Trần Thanh Hiếu


Đồ án tốt nghiệp

Khai thác kỹ thuật ly hợp xe Toyota Altis

2.0

Ta làm tròn zi = 1.
- Xác định áp suất tác dụng lên bề mặt ma sát:
Mô men ma sát trong ly hợp được xác định theo công thức:
MLH = kz.µ.FN.Rtb.i
Trong đó:
- kz : hệ số kể đến sự giảm lực ép lên các bề mặt làm việc do ma sát trong các
bộ phận dẫn hướng và các then hoa trên các đĩa chủ động và đĩa bị động, đối với ly
hợp ôtô lấy kz = 1.
- µ : Hệ số ma sát đối với cặp vật liệu thường dùng trong ôtô, µ = 0,28.
- FN : Lực ép tổng thể lên bề mặt ma sát.

- Rtb : Bán kính ma sát trung bình , Rtb = 10 cm.
- i : Số đôi bề mặt ma sát, với ly hợp một đĩa ma sát ta có i = 2.
Từ công thức trên suy ra lực ép tổng thể:
FN =

M LH
β.M e max
=
k z .µ.R tb .i k z .µ.R tb .i

Ta có áp suất q tác dụng lên bề mặt ma sát:
q=

FN
A

Trong đó A là diện tích làm việc của một bề mặt ma sát, A =
Suy ra:

q=

π.( D 2 − d 2 )
.
4

4 FN
FN
=
.
π.(D 2 − d 2 )
A

Thay số vào ta có:
FN =
q=

1,5.170
= 4554 (N).
1.0,28.0,1.2

4.4554
= 145032 (N/m2) ≈ 0,145 (MPa).
2
2
3,14.( 0,25 − 0,15 )

Ta thấy q = 0,145 (MPa) < [q] = 0,2 MPa (thoả mãn).
2.5. Tính kiểm tra điều kiện làm việc của ly hợp

GVHD: Lương Quý Hiệp

15

SVTH: Trần Thanh Hiếu


Đồ án tốt nghiệp

Khai thác kỹ thuật ly hợp xe Toyota Altis
2.0

Các thông số thể hiện chế độ tải của ly hợp là công trượt riêng l 0 được xác định
khi ôtô khởi động tại chỗ và mức gia tăng nhiệt độ ∆t của đĩa chủ động sau một lần
đóng ly hợp.
2.5.1. Tính công trượt
Khi khởi động hoặc khi sang số, người lái thường đóng mở ly hợp nên sinh ra
sự chênh lệch về tốc độ giữa đĩa bị động và đĩa chủ động. Điều này bao giờ cũng sinh
ra trượt. Hiện tượng trượt này sinh ra công ma sát và công này biến thành nhiệt làm
nung nóng các chi tiết của ly hợp nên lò xo có thể bị ủ ở nhiệt độ cao và như vậy có
thể làm mất khả năng ép của lò xo, dẫn đến gây hao mòn nhanh các chi tiết như đĩa ép,
đĩa ma sát. Trong điều kiện vận hành bình thường, công trượt sinh ra lớn nhất khi xe
khởi hành tại chỗ.

Công của động cơ ở giai đoạn đầu xảy ra trong thời gian t1 tiêu tốn cho sự trượt
tính như sau:
L1 = M a .

ω m − ωa
.t 1
2

Công của động cơ ở giai đoạn thứ hai xảy ra trong khoảng thời gian t 2 tiêu tốn
để tăng tốc độ của trục bị động ly hợp. Công này dùng để thắng sức cản chuyển động
của ôtô, công trượt ở thời gian nay được tính như sau:
L2 =

1
2
.J a .(ω m − ω a ) 2 + .M a .(ω m + ω a ).t 2
2
3

Trong đó:
- Ma : Mômen cản chuyển động quy về trục ly hợp và được tính như sau:
Ma = (G.ψ + KFV2).

rb

i h1 .i f0 .i o .ηtl

Với :
+ G : Trọng lượng toàn bộ xe, G = 18750 N.
+ ψ : Hệ số cản tổng cộng của đường
ψ = f ± tgα
f : Hệ số cản lăn của đường, f = 0,03.
α : Góc dốc của đường, giả thiết α = 00.
Vậy ψ = 0,03 + tg00 = 0,03.
GVHD: Lương Quý Hiệp

16

SVTH: Trần Thanh Hiếu