Đồ án thiết kế ly hợp xe tải 3 đến 5 tấn

Mục Lục

Lời nói đầu
Đất nước ta đang ngày càng phát triển và có sự thay đổi từng ngày, cùng với sự
phát triển về kinh tế thì khoa học kỹ thuật cũng có bước phát triển vượt bậc và thu
được những thành tựu quan trọng. Khoa học kỹ thuật đã được áp dụng phổ biến
trong đời sống và góp phần thúc đẩy sự phát triển của nền kinh tế quốc dân.
Ngành công nghiệp ôtô là một ngành quan trọng trong sự phát triển kinh tế của
một quốc gia đặc biệt là một quốc gia đang phát triển như Việt Nam. Ôtô phục vụ
cho việc vận chuyển hàng hoá, phục vụ mục đích đi lại của con người. Ngoài ra ôtô
còn phục vụ trong rất nhiều lĩnh vực khác như : Y tế, cứu hoả, cứu hộ….Do vậy
phát triển ngành công nghiệp ôtô Việt Nam là một trong những mục tiêu chiến lược
trong sự phát triển của đất nước. Thực tế nhà nước ta cũng đã chú trọng phát triển
ngành công nghiệp ôtô với những đề án chiến lược dài hạn đến năm 2015, 2020.

1


Cùng với việc chuyển giao công nghệ giữa Việt Nam và các nước phát triển trên thế
giới, chúng ta ngày càng được tiếp cận nhiều hơn với các công nghệ tiên tiến trên
thế giới trong đó có công nghệ về ôtô. Công nghệ ôtô mặc dù là một công nghệ xuất
hiện đã lâu nhưng trong những năm gần đây đã có nhiều bước phát triển mạnh mẽ,
liên tục các công nghệ mới đã được phát minh nhằm hoàn thiện hơn nữa ôtô truyền
thống. Ngoài ra người ta còn phát minh ra những công nghệ mới nhằm thay đổi ôtô
truyền thống như nghiên cứu ôtô dùng động cơ Hybryd, động cơ dung nhiên liệu
Hydro, ôtô có hệ thống lái tự động…. Tuy nhiên trong điều kiện của nước ta, chúng
ta chỉ cần tiếp thu và hoàn thiện những công nghệ về ôtô truyền thống.
Trên ôtô, người ta chia ra thành các phần và các cụm khác nhau. Trong đó ly
hợp là một trong những cụm chính và có vai trò quan trọng trong hệ 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 cụm ly
hợp xe tải 3-5T” để nghiên cứu tìm hiểu cụ thể về hệ thống ly hợp trên ôtô và quy
trình thiết kế chế tạo hệ thống ly hợp cho ôtô. Với đề tài được giao, em đã chọn xe
Thaco forland 3,5T làm xe cơ sở để tham khảo các thông số ban đầu. Hiện nay loại
xe này đang được sử dụng khá phổ biến tại Việt Nam.
Trong thời gian được cho phép, với sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình, của Thầy
giáo Trương Đặng Việt Thắng cùng các thầy giáo trong bộ môn Ôtô và xe chuyên
dụng, em đã hoàn thành đồ án của mình. Mặc dù bản thân đã có cố gắng và được sự
quan tâm giúp đỡ của các thầy giáo nhưng do kiến thức, kinh nghiệm và thời gian
hạn chế nên đồ án của em không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận
được sự chỉ bảo, phê bình của các thầy trong bộ môn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Trương Đặng Việt Thắng và các
thầy giáo trong bộ môn Ôtô và xe chuyên dụng, Viện Cơ khí động lực,Trường
ĐHBK Hà Nội đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt bản đồ án này.
Sinh viên thực hiện
Đoàn Văn Việt

2


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

3


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.
Fms = µ.Plx
MLH = Fms.Rtb
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 dạng lò xo của đĩa ép:
+ Ly hợp sử dụng lò xo trụ bố trí theo vòng tròn.
+ Ly hợp sử dụng lò xo dạng côn xuắn.
+ Ly hợp sử dụng lò xo dạng đĩa.

- Theo hệ thống dẫn động ly hợp:
+ Ly hợp dẫn động cơ khí.
+ Ly hợp dẫn động thuỷ lực.

4


+ 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.

5

1.1.4 Sơ đồ vị trí của ly hợp trên xe con

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

6


1.2.1.Ly hợp ma sát một đĩa:
1
2

3
4
5

7
6

δ

13

11

10

9

8

12

Hình 1.1. Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát một đĩa dẫn động cơ khí.
1. Bánh đà.
3. Đĩa ép.

2. Đĩa bị động.
4. Vỏ ly hợp.

5. Lò xo ép.

6. Bạc mở.

7. Bàn đạp li hợp.

8. Lò xo hồi vị.

9. Đòn kéo.
11. Bi ‘T’.

10. Càng mở.
12. Đòn mở.

13. Lò xo giảm chấn.
Nguyên lý hoạt động:
- Khi ly hợp ở trạng thái đóng:
Dưới tác dụng của lò xo ép 5 làm đĩa ép 3 ép đĩa bị động với bánh đà, nhờ
vậy tạo được sự ma sát giữa đĩa ép và bánh đà với đĩa bị động và làm cho chúng ép
sát vào nhau. Do đó khi động cơ quay thì mô men của động cơ được truyền từ bánh
đà và đĩa ép qua đĩa bị động tới trục ly hợp và đến các hệ thống truyền động.
- Khi ngắt ly hợp:
Dưới tác dụng của lực bàn đạp kéo đòn kéo 9 thông qua càng mở 10 đẩy bạc
mở 6 làm bi T dịch chuyển sang trái khắc phục hết khe hở δ và ép vào đầu trên của
đòn mở 12, đầu dưới của các đòn mở đi sang phải và tách đĩa ép 3 khỏi đĩa bị động

7


làm cho đĩa bị động tách rời khỏi bánh đà và đĩa ép ngắt dòng công suất từ động cơ
sang hệ thống truyền lực.
Trong quá trình sử dụng, do sự giảm lực ép của các lò xo ép và đĩa bị động bị
mòn nên khe hở δ bị giảm xuống làm ảnh hưởng đến hành trình tự do của bàn đạp.
Do đó khe hở δ phải được đảm bảo nằm trong phạm vi nhất định bằng cách điều
chỉnh thường xuyên.
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 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.
1

2

3
4
5

7
6

δ

13
11
12

8

10

9

8


Hình 1.2. 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.
1.3 LY HỢP THỦY LỰC
Ly hợp thuỷ lực truyền mômen thông qua chất lỏng.

Hình 1.3.Sơ đồ nguyên lý ly hợp thuỷ lực.
Cấu tạo của ly hợp thuỷ lực gồm 2 phần:

9


- 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.
+ 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.

10


1.4. LY HỢP ĐIỆN TỪ
Truyền mômen thông qua lực điện từ.

3
4

1

5

2

6

Hình 1.4.Sơ đồ nguyên lý ly hợp điện từ.
1.Bánh đà.

2.Khung từ.

3.Cuộn dây.

4.Mạt sắt.

5.Lõi thép bị động nối với hộp số.

6.Trục ly hợp.

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

11


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 :
+ 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.
2.LƯẠ CHỌN XE THAM KHẢO
Giới thiệu xe tham khảo: Xe Tải THACO Foland 3,5 Tấn - FLC345A

12


BẢNG THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA XE THAM KHẢO - FLC345A
STT

Thống số

Giá trị

Kích thước bao (mm)
1

2
3

- Chiều dài toàn bộ

7680

- Chiều rộng toàn bộ

2210

- Chiều cao toàn bộ

2435

Chiều dài cơ sở (mm)

Trọng lượng (KG)

4200

- Không tải

3690

4

- Toàn tải
Tốc độ cực đại (km/h)

5

Động cơ

6
7
8
9

Dung tích công tác (l)
Tỉ số nén
Công suất cực đại (Kw)
Mômen xoắn cực đại (N.m)
Tỉ số truyền của hộp số:

10

11
12
13

7335
87
Động cơ Diezel 4 kỳ,
4 xy lanh
3,857
81/2800 vòng/phút
323 N.m/1800 vòng/phút

- ở tay số 1

5.465

- ở tay số 2

2.778

- ở tay số 3

1.597

- ở tay số 4

1.000

-ở tay số 5
Tỉ số truyền lực chính

Kích thước Lốp
Ly hợp

0.747
6.25
8.25-16/Dual 8.25-16
Ma sát khô,1 đĩa

13


CHƯƠNG 3:TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỤM LY HỢP
3.1.TÍNH CHỌN CÁC THÔNG SỐ VÀ CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN:
3.1.1.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 = 323 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 = 1,8.(theo BG tính toán thiết kế ô tô)
Vậy: MLH = 1,8.323 = 581 (Nm).
3.1.2.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:

14


D = 2.R = 3,16.

M emax
C

Trong đó C là hệ số kinh nghiệm, lấy C = 3,6 đối với xe tải.

Suy ra :

D = 2.R = 3,16.

M emax
C

323
3,6

= 3,16.

= 29,9 (cm)

Chọn đường kính ngoài của tấm ma sát D = 32cm.
D nhỏ hơn đường kính của bánh đà.
- Đường kính trong của tấm ma sát:
÷

d = (0,53 0,75).D =16,9 : 24 (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 = 18(cm).
- Bán kính ma sát trung bình của tấm ma sát:

Rtb =

2 R 3 − r3
.
3 R 2 − r2

=

2 163 − 93
.
3 16 2 − 92

≈ 12,8 (cm).

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

16.M LH
π.µ.[q].(D − d).(D + d)2
i=
Trong đó:
- MLH : Mô men ma sát của ly hợp, MLH = 581 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 :

15


i=

16.581
3,14.0, 28.0, 2.(32 − 18).(32 + 18) 2

= 1.92.

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

i
2

zi =

=

1,93

2

= 0,965.

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 = 12.8 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 emax
=
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 =

16

π.(D2 − d2 )
4

.


Suy ra:

FN
A

q=

=

4FN
π.(D2 − d2 )

.

Thay số vào ta có:
1,8.323
1.0, 28.0,128.2

FN =

q=

= 8105 (N).

4.8105
3,14.(0,322 − 0,182 )

= 146497 (N/m2) ≈ 0,147 (MPa).

Ta thấy q = 0,147 (MPa) < [q] = 0,2 MPa (thoả mãn).
3.2 Tính công trượt và công trượt riêng
3.2.1. Công trượt

1 Ia .ω02 .M emax
Wµ = .
2 (M emaxψ− M )

ωd
Công thức này được xây dựng trên giả thiết vận tốc góc của động cơ

M d = M emax

Md ,Mc , Mψ
men

và các mô

không đổi trong quá trình trượt ly hợp, trong đó

.

Ia
: Mô men quán tính tương đương với khối lượng chuyển động tịnh của ô tô cùng
với các chi tiết trong hệ thống truyền lực và bánh xe quy về trục sơ cấp của hộp số

G  rb
I a = a .
g  i0 .i h .if





2

G: Trọng lượng toàn bộ của xe, G = 7335(Kg) = 73350 (N)
g: Gia tốc trọng trường, g = 9,81 (m/s2)
Rb: Bán kính làm việc trung bình của bánh xe.
d

B+ ÷
2


ro=
.25,4
rb = 0,93().25,4=0.384(m)

17


Trong đó

λ

là hệ số kể đến sự biến dạng của lốp

i0
: Tỉ số truyền của truyền lực chính, io=6.25

ih

if

: Tỉ số truyền của hộp số,

ih1=5.465

if = 1
: Tỉ số truyền của hộp số phụ,

G  rb
I a = a .
g  i0 .i h .if





2

= 0.88(N.m.s2)

M emax
: Mô men cực đại của động cơ,

M emax

=323(N.m)

ω0
: Vận tốc góc ban đầu, với động diesel chọn :

ω0 = 0, 75ωN

ωN
: vận tốc góc của động cơ tại thời điểm đạt vận tốc cực đại

ωN =

2800.3.14
= 293,1(rad / s)
30

ω0 = 0, 75ωN = 219(rad / s)
=>

Mψ

:Mô men cản chuyển động ô tô quy về trục ly hợp

Mψ = ( G.ψ + K.F.v 2 )

rb
i h1.i 0 .ηtl

(Nm)

ψ

ψ

: Hệ số cản tổng cộng của mặt đường, chọn

18

=0,02


K.F.v 2 = 0

. Do khi khởi động tại chỗ

v=0

η tl

η tl = 0,9
: hiệu suất truyền lực của hệ thống => chọn

Suy ra:

Mψ = ( G.ψ + K.F.v 2 )

rb
i h1.i 0 .η tl

=73350.0,02.=17,7(Nm)
Vậy công trượt :

1 Ia .w 02 .M e max
1 0.88.219 2.323
Wµ = .
= .
= 22,3(kJ)
2 (M e max − Mψ ) 2 ( 323 − 17, 7 )

3.2.2. Tính công trượt riêng

ωµ =

Wµ
A.i

=

4.Wµ

π .(D − d ).z µ

2

2

=

4.22300
2
=
20,3(J
/
cm
)
π . ( 322 − 182 ) .2

Trong đó:
Wµ
: Công trượt ly hợp.
A: Diện tích bề mặt ma sát.

zµ
i,
: Số đôi bề mặt ma sát.
D, d: Đường kính trong và ngoài đĩa ma sát.
c. Kiểm tra nhiệt độ các chi tiết
Công trượt sinh nhiệt làm nung nóng các chi tiết như đĩa ép, đĩa ép trung gian ở ly hợp 2
đĩa, x xxlò xo.
Do đó phải kiểm tra nhiệt độ của các chi tiết, bằng cách xác định độ tăng nhiệt độ theo
công thức:

19


∆t =

γ .Wµ
≤ [ ∆t ]
c.m d

Wµ

: Công trượt ly hợp.

c

:

Tỉ nhiệt của chi tiết bị nung nóng.
C = 481,5J/kgoC (đối với vật liệu gang và thép).
md: khối lượng các chi tiết bị nung nóng md=5Kg( sách hướng dẫn thiết kế
hệ thống ly hợp của ô tô)
δ =4
Với:
(mm) = 0,4 (cm), độ dày tấm ma sát

ρ = 7800

γ

7,8.10−3

(Kg/m3) =

(Kg/cm3), khối lượng riêng của thép

: Hệ số xác định phần nhiệt truyền để nung nóng bánh đà hoặc đĩa
ép

γ
Với li hợp 1 đĩa bị động:

= 0,5
O

[∆t] : độ tăng nhiệt độ cho phép của chi tiết (

).

[∆t] = 10 oC

Với ô tô con

∆t =

K

0,5.22300
= 4, 6
481,5.5

Vậy có :

Suy ra: mức gia tăng nhiệt đảm bảo điều kiện.
3.2.3 Bề dày tối thiểu của đĩa ép theo chế độ nhiệt
δ
Bề dày tối thiểu của đĩa ép (mm) được xác định theo khối lượng tính toán chế độ
nhiệt, được xác định theo công thức (1-24) [hướng dẫn thiết kế ô tô.phần truyền lực]
δ

≥

m
π. ( R 22 − R 12 ) .ρ

Trong đó :
ρ

: khối lượng riêng của đĩa ép, với vật liệu làm bằng gang
m: khối lượng đĩa ép tối thiểu
m = 5 (kg)

20

⇒ρ

=7800 ( kg/m3 )


R2: bán kính ngoài đĩa ép
R1: bán kính trong đĩa ép
δ

R2 = 160 (mm) =0,16 (m)
R1 = 90 (mm) = 0,09(m)

6
3,14. ( 0,16 − 0, 09 2 ) .7800
2

≥

Vậy bề dầy tối thiểu của đĩa ép

δ

=0.014 (m) =14 (mm)

≥ 14 (mm)

3.2.4Tính toán sức bền một số chi tiết chủ yếu của ly hợp
a. Tính sức bền đĩa bị động
Để giảm kích thước của ly hợp, khi ly hợp làm việc trong điều kiện ma sát khô thì chọn
vật liệu có hệ số ma sát cao. Vật liệu của tấm ma sát thường chọn là loại phêrađô. Đĩa bị
động gồm các tấm ma sát và xương đĩa. Xương đĩa bị động được chế tạo từ thép C50.
Chiều dày xương đĩa thường chọn từ 1,5÷2,0 (mm)
Ta chọn δx=2 (mm)
Chiều dày tấm ma sát δ=4 (mm)
Tấm ma sát được gắn với xương đĩa bị động bằng đinh tán. Vật liệu của đinh tán được
chế tạo bằng đồng, có đường kính d = 4 (mm). Đinh tán được bố trí trên đĩa theo hai dãy
tương ứng với các bán kính như sau:

r1 = 100

Vòng trong:

(mm)

r2 = 145
Vòng ngoài:

(mm)

Lực tác dụng lên mỗi dãy đinh tán được xác định theo công thức :

M emax ×r1
323.103.100
=
= 520(N)
2 ×( r12 + r22 ) 2. 1452 + 1002

(

)

F1 =

M emax ×r2
323.103.145
=
2 ×( r12 + r22 )
2. 1452 + 1002

(

)

= 755(N)

F2 =
Đinh tán được kiểm tra theo ứng suất cắt và ứng suất chèn dập.

σc =

4.F
≤ [σc ]
n.π .d

21


σ cd =

4.F
≤ [ σ cd ]
n.l.d

σc
Trong đó:

: Ứng suất cắt của đinh tán ở từng dãy.

σ cd
: Ứng suất chèn dập của đinh tán ở từng dãy.

F: Lực tác dụng lên đinh tán ở từng dãy.
n: Số lượng đinh tán ở mỗi dãy.
Vòng trong n1 = 18 (đinh)
Vòng ngoài n2 = 18 (đinh)
d: Đường kính đinh tán, d = 4(mm)
l: Chiều dài bị chèn dập của đinh tán.

1
1
l = .δ = .4 = 2(mm)
2
2

[σc ]

[σc ]
: Ứng suất cắt cho phép của đinh tán.

[ σ cd ]

≤ 40 (MPa)

[ σ cd ]

: Ứng suất chèn dập cho phép của đinh tán.
≤ 25 (MPa)
Ứng suất cắt và ứng suất chèn dập đối với đinh tán ở vòng trong:

σ c1 =

4.520
= 2, 9( MPa )
18.π .42

σ cd 1 =

4.520
= 14, 4( MPa )
18.2.4

Vậy các đinh tán đảm bảo độ bền cho phép.
Ứng suất cắt và ứng suất chèn dập đối với đinh tán ở vòng ngoài:

σ c1 =

4.755
= 3,33( MPa )
18.π .42

22


σ cd 2 =

4.755
= 21( MPa )
18.2.4

Vậy các đinh tán đảm bảo độ bền cho phép.

b

D

d

b. Tính sức bền moayơ đĩa bị động
Moayơ thường được thiết kế với độ dài đủ lớn để đĩa bị động đỡ bị đảo, với ly hợp làm
việc trong điều kiện bình thường chiều dài của moay ơ thường được chọn bằng đường
kính then hoa trên trục ly hợp L = D.

L

Hình 3.1: Moayơ đĩa bị động
Then hoa của moayơ được tính theo chèn dập và cắt:

σc =

4.M e max
≤ [σc ]
z1.z2 .L.b.( D + d )

σ cd =

8.M e max
≤ [ σ cd ]
z1.z2 .L.( D 2 − d 2 )

Trong đó:
Memax : Mômen lớn nhất của động cơ

.
z1 :
Số moayơ, với ly hợp ma sát một đĩa
z2 :
L:

Số then hoa của moayơ.
Chiều dài của moayơ.

D:

Đường kính ngoài của then hoa.

.

Memax = 323 (Nm)
z1 = 1

z 2 = 10

L = 40 (mm)

23

D = 45 (mm)


D:

Đường kính trong của then hoa.

b:

Bề rộng một then hoa.

d = 36 (mm)
b= 5 (mm)

Thay số vào ta được:

σc =

4.323
1.10.0, 04.0, 005.(0, 045 + 0, 036)

σ cd =

= 7,8.106 (N/m2)

8.323
1.10.0, 04.(0, 0452 − 0, 0362 )

=8,7.106 (N/m2)
Chọn vật liệu chế tạo moayơ là thép 40X có các ứng suất giới hạn là:
[τc] = 100.105 (N/m2)
;[σcd] = 200.105 (N/m2)
σc < [σc]
σcd < [σcd

Như vậy ta thấy:

Vậy then hoa đủ bền.

c. Tính lò xo ép
Cơ cấu ép được dùng để tạo lực ép cho đĩa ép của ly hợp thường đóng xe con là lò xo
đĩa kiểu nón cụt nhờ nó có nhiều ưu điểm nổi bật hơn hẳn kiểu lò xo trụ.
Lò xo ly hợp được chế tạo bằng thép măng gan 65 có ứng suất tiếp cho phép
[τ] = 650 ÷ 850(MN/m2)

[σ ]

=1000(MN/m2)
Lò xo được tính toán nhằm xác định các thông số hình học cơ bản nhằm thỏa mãn lực F
cần thiết cho ly hợp. Kích thước của lò xo đĩa nón cụt còn phải bảo đảm điều kiện bền
với chức năng là đòn mở.
Ta dùng lò xo ép là loại lò xo nón cụt xẻ rãnh.
Lực ép cần thiết của lò xo ép đĩa nón cụt được xác định theo công thức

Flx =k 0 .PΣ
k0 : Hệ số tính đến sự giãn, sự nới lỏng lò xo. Chọn k0 = 1,05

PΣ

Lực ép cần thiết của ly hợp,
β.M e max
1,8.323
PΣ µ.R tb .i
0, 28.128.2.10−3
=
=
=8111,1

24


Flx = F∑ .k 0 = 8111,1.1, 05 = 8516.6 ( N )
=>
Sơ đồ để tính lò xo đĩa nón cụt có xẻ rãnh hướng tâm thể hiện như hình 3.2.

Hình 3.2: Sơ đồ lò xo đĩa

FN
: lực ép của lò xo tác dụng lên đĩa ép (tương đương với

F∑

).

Fn
: lực cần tác dụng lên đĩa để ngắt ly hợp.
Có :

FN = Fn

D c - Di
De - Dc

1
ln  ÷
2 π .E δ .l1
 k1  . δ 2 +  h − l ( 1 − k1 )

FN = .
.
.


1
3 1 − µp2 De2 ( 1 − k 2 ) 2 
( 1− k2 )

Trong đó :

25


l1 ( 1 − k1 )
.
h
−
÷

÷
2 ( 1− k2 )



÷
÷
 