Thiết kế hệ thống ly hợp xe toyota 2018

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN CƠ KHÍ Ô TÔ

Tên đề tài: Thiết kế hệ thống ly hợp ô tô dựa trên cơ sở xe Toyota
Corolla Altis 1.8E 2020

Sinh viên: Phạm Hồng Quân
Chuyên ngành: Cơ khí

Lớp: Cơ khí ô tô 2

Hệ: Chính quy

Khóa: K57

GVHD : TS. Phạm Tất Thắng

Hà Nội, 2020




MỤC LỤC

4


LỜI NÓI ĐẦU
Ngành công nghiệp ô tô 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. Ô tô

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… Sự ra đời của thương hiệu xe hơi VINFAST là minh chứng rõ ràng cho việc
phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam là một trong những mục tiêu chiến
lược trong sự phát triển của đất nước.
Trên ô tô, 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 ô tô. Ly hợp có ảnh hưởng lớn đến tính êm dịu của ô tô, tính năng
điều khiển của ô tô, đảm bảo an toàn cho động cơ và hệ thống truyền lực trên ôtô.
Nên để chế tạo được một chiếc ô tô 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 ô tô dựa trên cơ sở xe Corolla Altis 1.8E 2020” để nghiên cứu tìm
hiểu cụ thể về hệ thống ly hợp trên ô tô và quy trình thiết kế chế tạo hệ thống ly
hợp cho ô tô.
Trong thời gian được cho phép, với sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình, cụ thể
của thầy giáo TS. Phạm Tất Thắng cùng các thầy giáo trong bộ môn Cơ khí Ô tô,
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 cô giáo nhưng do kiến thức, kinh nghiệm và thời
gian hạn chế nên đồ án của em không thể tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong nhận
được sự chỉ bảo, phê bình của các thầy trong bộ môn.
Em xin chân thành cảm ơn giáo viên hướng dẫn thầy: TS. Phạm Tất Thắng
và các thầy giáo trong bộ môn Cơ khí Ô tô, Trường Đại học Giao Thông Vận Tải
đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt bản đồ án này.
Hà Nội, ngày 12 tháng 5 năm 2020.
Sinh viên thực hiện

Phạm Hồng Quân
5

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LY HỢP Ô TÔ
1.1. Những vấn đề chung về ly hợp
1.1.1. Công dụng
Ly hợp là một cụm quan trọng trong hệ thống truyền lực, là bộ phận liên kết
giữa động cơ và hệ thống tuyền lực, thực hiên nhiệm vụ:
Nối mô men truyền từ bánh đà động cơ tới hệ thống truyền lực. Khi gài số
hoặc chuyển số, ly hợp ngắt tạm thời dòng truyền, sau đó nối lại để ô tô khởi
hành và chuyển số êm dịu.
Đóng vai trò là cơ cấu an toàn bảo vệ toàn bộ hệ thống truyền lực trước tác
động của sự thay đổi tải trọng (tải trọng động) xuất hiện ở các chế độ quá độ, khi
chuyển động trên các loại đường phức tạp, hoặc khi phanh đột ngột mà ly hợp
đang được nối.
1.1.2. Phân loại
a) Theo phương pháp truyền mô men: Mô men truyền từ trục khuỷu động cơ đến
hệ thống truyền lực, ly hợp được chia thành các loại sau:
+ Ly hợp ma sát.
+ Ly hợp thủy lực.
+ Ly hợp điện từ.
+ Ly hợp liên hợp.
b) Theo trạng thái làm việc:
+ Ly hợp thường đóng.
+ Ly hợp thường mở.
c) Theo hệ thống dẫn động ly hợp:
+ Dẫn động cơ khí.
+ Dẫn động thủy lực.
+ Dẫn động có trợ lực (trợ lực khí nén, trợ lực thủy lực và trợ lực chân không).
d) Theo dạng lò xo ép:

6

+ Lò xo trụ bố trí theo vòng tròn.
+ Lò xo côn xoắn.
+ Lò xo côn đĩa.
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, muốn vậy momen ma sát sinh ra trong ly hợp phải
lớn hơn momen xoắn của động cơ.
(1.1)
trong đó:
: Momen ma sát sinh ra trong ly hợp (N.m);
: Momen xoắn lớn nhất của động cơ (N.m);
: Hệ số dự trữ của ly hợp (phải lớn hơn 1).
Khi nối (đóng) li hợp phải êm dịu để tăng từ từ momen xoắn lên trục của hệ
thống truyền lực, không gây va đập và các bánh răng khi vào số, lúc ô tô khởi
hành không bị giật, người lái, hành khách đỡ mệt, hàng hóa không bị xô, đổ vỡ…
Li hợp tách (mở) phải dứt khoát và nhanh chóng sẽ cắt truyền lực từ động cơ
xuống hệ thống truyền lực, giúp cho việc gài số được dễ dàng. Momen quán tính
của phần bị động phải nhỏ (có khối lượng bé) để nhanh chóng dừng lại khi mở li
hợp.
Đảm bảo cho hệ thống truyền lực không chịu những lực quá tải lớn, đột ngột
nó làm nhiệm vụ của bộ phận an toàn (li hợp trượt) nên hệ số phải nằm trong giới
hạn phù hợp.
Đảm bảo các bề mặt ma sát phải thoát nhiệt tốt, để li hợp tách dứt khoát. Kết
cấu ly hợp đơn giản, dễ điều chỉnh chăm sóc và bảo dưỡng, giảm giá thành khi
bảo dưỡng và sửa chữa li hợp.
1.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp thường gặp
1.2.1. Cấu tạo chung
Ly hợp ma sát làm việc trên cơ sở truyền momen xoắn thông qua các bề mặt
ma sát. Muốn tạo nên lực ma sát, cấu tạo bộ ly hợp phải có bộ phận tạo lực ép (áp

7


lực thẳng đứng) lên các bề mặt ma sát. Momen ma sát được truyền từ phần chủ
động sang phần bị động thông qua chi tiết ma sát.
Các bộ phận chính của ly hợp bao gồm:
+ Phần chủ động: bánh đà, đĩa ép, vỏ ly hợp, các lò xo ép.
+ Phần bị động: Đĩa bị động cùng với bộ phận giảm chấn và trục ly hợp.
Việc điều khiển đóng ngắt ly hợp được thực hiện nhờ các đòn mở và hệ thống
dẫn động: ổ bi và bạc mở, các đòn dẫn động và bàn đạp. Trong trường hợp cần
thiết, dẫn động ly hợp được lắp thêm bộ phận trợ lực nhằm giảm lực của người lái
tác dụng trên bàn đạp.
1.2.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các cụm ly hợp thường gặp
1.2.2.1. Ly hợp ma sát khô một đĩa lò xo đĩa

Hình 1.1. Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô một đĩa lò xo đĩa
1. Bánh đà; 2. Đĩa bị động; 3. Đĩa ép; 4. Lò xo màng; 5. Vỏ ly hợp; 6. Bạc mở;
7.
Bàn đạp; 8. Lò xo hồi vị bàn đạp; 9. Đòn kéo; 10. Càng mở; 11. Bi T; 12. Lò xo giảm
chấn.

8


- Đặc điểm: Lò xo ép dạng đĩa có vành trong tựa vào vỏ ly hợp, vành ngoài nối
với đĩa ép. Việc đóng mở được thực hiện nhờ đòn mở, đầu trong của đòn mở có
thể tựa vào ổ bi mở, đầu ngoài nối với đĩa ép, điểm tựa giữa đặt trên vỏ ly hợp tạo
nên cơ cấu đòn bẩy.
- Nguyên lý làm việc :

+ Trạng thái đóng ly hợp: Bàn đạp ly hợp ở vị trí ban đầu, dưới tác dụng của các
lò xo hồi vị bố trí trên ly hợp, đĩa bị động được ép giữa bánh đà và đĩa ép bằng
lực của lò xo đĩa, mô men ma sát được tạo nên giữa chúng. Mô men xoắn truyền
từ phần chủ động sang phần bị động, qua bề mặt tiếp xúc giữa đĩa bị động với
bánh đà và đĩa ép tới trục bị động của ly hợp, sang hộp số.
+ Trạng thái mở ly hợp: Khi tác dụng lực điều khiển lên bàn đạp, bàn đạp dịch
chuyển, đầu trong càng gạt và ổ bi tỳ dịch chuyển sang trái, khắc phục khe hở, ép
lò xo ép, kéo đĩa ép dịch chuyển sang phải, tách các bề mặt ma sát của đĩa bị
động ra khỏi bánh đà và đĩa ép. Mô men ma sát giảm và triệt tiêu, ly hợp được
mở, thực hiện ngắt mô men truyền từ động cơ tới hộp số. Ở trạng thái mở, lực
điều khiển cần thắng lực ép của lò xo ép để dịch chuyển đĩa ép sang phải.
- Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, kích thước nhỏ gọn, lực ép lên đĩa ép đều, không
cần sử dụng chi tiết đòn mở, đặc tính làm việc tốt. Do không có các chi tiết lắp ở
vòng ngoài bộ ly hợp nên việc cân bằng tương đối dễ hơn.
- Nhược điểm: Mô men truyền được không lớn, đóng ngắt kém êm dịu
- Đường truyền công suất:
+ Bánh đã được liên kết với vỏ ly hợp qua các bulong, vậy nên khi bánh đà dẫn
đến vỏ ly hợp quay, vỏ ly hợp truyền momen đến đĩa ép thông qua các thanh
truyền lực, nhờ đó đĩa ép được ép vào đĩa bị động, momen được truyền đến trục
ly hợp.
+ Khi ly hợp ở trạng thái đóng, lò xo đĩa đẩy đĩa ép và làm cho đĩa bị động bị ép
chặt vào bánh đà, nhờ vậy tạo được momen ma sát giữa đĩa ép và bánh đà cho đĩa
bị động. Chính nhờ có momen ma sát này mà momen của động cơ được truyền từ
bánh đà và đĩa ép qua đĩa bị động tới trục ly hợp.
- Sơ đồ đường truyền công suất:

9


Hình 1.2. Sơ đồ đường truyền công suất qua cụm ly hợp

- Phạm vi ứng dụng: Hiện nay ly hợp ma sát khô một đĩa lò xo màng thường được
sử dụng phổ biến trên xe con, xe du lịch và các ô tô khách.
1.2.2.2. Ly hợp ma sát khô một đĩa lò xo trụ nén biên

Hình 1.3. Ly hợp ma sát khô một đĩa lò xo trụ nén biên
1. Bánh đà; 2. Đĩa bị động; 3. Đĩa ép; 4. Lò xo màng; 5. Vỏ ly hợp; 6. Bạc mở;
7. Bàn đạp; 8. Lò xo hồi vị bàn đạp; 9. Đòn kéo; 10. Càng mở; 11. Bi T;
12. Đòn mở; 13. Lò xo giảm chấn; 14. Trục ly hợp

- Đặc điểm: Ly hợp thuộc loại thường đóng, ở trạng thái làm việc, đĩa ép (3) dưới
tác dụng của lực đàn hồi lò xo ép (5) ép đĩa ma sát (2) vào bề mặt trong của bánh

10


đà. Đĩa ma sát nằm giữa bánh đà và đĩa ép đồng thời nhờ bộ phận liên kết đĩa ép
với vỏ ly hợp tạo thành một khối quay cùng với bánh đà (1). Mô men xoắn được
truyền từ bánh đà thông qua đĩa ma sát truyền tới trục sơ cấp của hộp số.
- Nguyên lý làm việc :
+ Khi ly hợp đóng: Các lò xo ép được tựa vào vỏ ly hợp và ép chặt đĩa ép , đĩa bị
động vào bề mặt bánh đà . Mô men xoắn truyền từ bánh đà, đĩa ép tới đĩa bị động
và trục ly hợp.
+ Khi mở ly hợp: Bàn đạp được điều khiển đẩy ổ bi tỳ sang trái khắc phục khe
hở, sau đó đẩy tiếp đòn mở sang trái. Đầu ngoài đòm mở dịch chuyển sang phải,
kéo đĩa ép và nén cá lò xo ép, tách các bề mặt ma sát ra khỏi nhau. Mô men xoắn
không truyền được từ động cơ sang trục bị động.
- Ưu điểm:
+ Kết cấu nhỏ gọn, dễ điều chỉnh và sửa chữa.
+ Mở dứt khoát

+ Thoát nhiệt tốt nên đảm bảo tuổi thọ cao cho bộ ly hợp.
- Nhược điểm:
+ Đóng không êm dịu.
+ Truyền được mô men không lớn.
- Đường truyền công suất:
+ Bánh đã được liên kết với vỏ ly hợp qua các bulong, vậy nên khi bánh đà dẫn
đến vỏ ly hợp quay, vỏ ly hợp truyền momen đến đĩa ép thông qua các thanh
truyền lực, nhờ đó đĩa ép được ép vào đĩa bị động, momen được truyền đến trục
ly hợp.
+ Khi ly hợp ở trạng thái đóng, lò xo ép đẩy đĩa ép và làm cho đĩa bị động bị ép
chặt vào bánh đà, nhờ vậy tạo được momen ma sát giữa đĩa ép và bánh đà cho đĩa
bị động. Chính nhờ có momen ma sát này mà momen của động cơ được truyền từ
bánh đà và đĩa ép qua đĩa bị động tới trục ly hợp.
- Sơ đồ đường truyền công suất:

11


Hình 1.4. Sơ đồ đường truyền công suất qua cụm ly hợp

1.2.2.3. Ly hợp ma sát khô 2 đĩa lò xo trụ nén biên

Hình 1.5. Ly hợp ma sát khô 2 đĩa lò xo trụ nén biên
1. Bánh đà; 2. Lò xo đĩa ép trung gian; 3. Đĩa ép trung gian; 4 .Đĩa ma sát; 5. Đĩa ép
ngoài; 6.Bulông hạn chế; 7.Lò xo ép; 8. Vỏ ly hợp; 9.Bạc mở; 10.Trục ly hợp
11.
Càng mở; 12. Bi “T”; 13.Đòn mở; 14.Lò xo giảm chấn

- Đặc điểm: 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 3 cùng liên kết then hoa với trục ly hợp. 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 vít truyền lực để truyền mô men từ vỏ hoặc bánh đà sang đĩa ép và cả đĩa
trung gian.

12


- Nguyên lý làm việc :
+ Trạng thái đóng ly hợp: Lực ép của các lò xo ép chặt các đĩa ép ngoài, đĩa bị
động ngoài, đĩa ép trung gian, đĩa bị động trong, bánh đà thành một khối, mô men
xoắn được truyền từ động cơ qua phần chủ động, các đĩa bị động, bộ phận giảm
chấn, moay ơ, tới trục chủ động của hộp số.
+ Trạng thái mở ly hợp: Khi tác dụng lực điều khiển lên bàn đạp thông qua thanh
kéo , càng mở đẩy ống trượt dịch chuyển sang trái, khắc phục khe hở giữa ổ bi tỳ
và đầu trong đòn mở . Ổ bi tỳ tiếp tục ép lên đầu trong đòn mở, đẩy đầu trong
sang trái, đầu ngoài đòn mở dịch sang phải, kéo đĩa ép ngoài tách khỏi đĩa bị
động ngoài, lò xo định vị đẩy đĩa ép trong tiến sát đến đầu bu lông hạn chế, tách
đĩa bị động trong khỏi bánh đà. Lực ép của lò xo ép không truyền tới các đĩa bị
động, mô men từ động cơ bị ngắt.
- Ưu điểm:
+ Đóng êm dịu.
+ Truyền được mô men lớn hơn ly hợp 1 đĩa.
- Nhược điểm: Mở không dứt khoát, nhiệt lớn, kết cấu phức tạp nên khó bảo
dưỡng sửa chữa.
- Sơ đồ đường truyền công suất:

Hình 1.6. Sơ đồ đường truyền công suất qua cụm ly hợp

13

- Phạm vi ứng dụng: thường được sử dụng trên các loại ô tô tải trọng lớn, hoặc ô
tô có kéo rơ mooc hay bán rơ mooc.
1.2.3. Dẫn động ly hợp
1.2.3.1. Dẫn động cơ khí

Hình 1.7. Sơ đồ dẫn động 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.

- Nguyên lý làm việc:
+ Khi mở ly hợp người lái phanh xe, tác động lực điều khiển lên bàn đạp 7, đẩy
đòn dẫn động 9 sang phải , kéo càng mở 6 sang trái ép ổ bi T 4 lên đòn mở 3 và
mở ly hợp.
+ Khi thôi tác dụng lực điều khiển, bên trong ly hợp: lò xo ép đẩy đĩa ép về vị trí
đóng, đòn mở trở lại vị trí ban đầu, nạng gạt có lò xo hồi vị kéo về vị trí tự do.
Bên ngoài , bàn đạp dưới tác dụng của lò xo hồi vị dịch chuyển về vị trí ban đầu.
- Ưu điểm:
+ Độ tin cậy cao, hệ số an toàn cao.
+ Kết cấu đơn giản nên dễ chế tạo và bảo dưỡng, sửa chữa.
+ Mở nhanh và dứt khoát.

14


+ 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, hiệu suất không cao.
1.2.3.2.Dẫn động thủy lực

Hình 1.8. Sơ đồ dẫn động 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.

- Nguyên lý làm việc:
+ Khi mở ly hợp người lái phanh xe, tác động lực điều khiển lên bàn đạp 8, đẩy
xy lanh 6 sang trái , dầu theo đường ống dẫn dầu 11 đến xy lanh 10 đẩy xy lanh
10 sang phải, đẩy càng mở 9 sang trái ép ổ bi T 4 lên đòn mở 3 và mở ly hợp.
+ Khi thôi tác dụng lực điều khiển, bên trong ly hợp: lò xo ép đẩy đĩa ép về vị trí
đóng, đòn mở trở lại vị trí ban đầu, nạng gạt có lò xo hồi vị kéo về vị trí tự do.
Bên ngoài , bàn đạp dưới tác dụng của lò xo hồi vị dịch chuyển về vị trí ban đầu.
- Ưu điểm: Thời gian chậm tác dụng ngắn, đạt hiệu quả cao, có thể bố trí các xy
lanh xa nhau, kết cấu gọn, việc bố trí dẫn động thủy lực đơn giản và thuận tiện.
Có thể đảm bảo việc đóng ly hợp êm hơn so với đẫn động ly hợp bằng cơ khí.
Ống dẫn dầu không có biến dạng lớn, nên hệ thống dẫn động có độ cứng cao.

15


- Nhược điểm: Giảm hiệu quả tác dụng nếu như thất thoát dầu, lực tác dụng lên
bàn đạp vẫn lớn, dẫn động này không phù hợp với những xe có máy nén khí.Yêu
cầu dẫn động cần độ chính xác cao
1.2.3.3. Dẫn động thủy lực có trợ lực khí nén
19
18
17

10

16
1

15

2

14
13
12

8

9

7

6

5

4

3

11

Hình 1.9. Sơ đồ dẫn động thủy lực có trợ lực khí nén
1, Bàn đạp ; 2, Lò xo hồi vị ; 3, Đòn dẫn động ; 4, Xy lanh chính ; 5, Lò xo hồi vị van ;
6, Van ; 7, Lò xo hồi vị piston ; 8, Piston ; 9, Thanh đẩy ; 10, Bình chứa khí nén ; 11,

Đường ống dẫn ; 12, Xy lanh công tác ; 13, Lò xo hồi vị ; 14, Cần đẩy ; 15, Càng mở ;
16, Bi mở ; 17, Lò xo ép ; 18, Đĩa ép ; 19, Đĩa ma sát.

- Nguyên lý làm việc :
+ Khi đạp bàn đạp 1, vỏ xy lanh chính dịch chuyển sang trái, 2 khoang của xy
lanh chính nối thông với nhau khí nén dẫn tới xy lanh công tác 12 tác động lực
ngắt ly hợp.
+ Khi nhả bàn đạp , dưới tác dụng của lò xo ép , lò xo hồi vị , các đòn và thanh
kéo trở về vị trí ban đầu, van 6 đóng lại, xy lanh chính và xy lanh công tác xả khí
nén ra khí quyển, đảm bảo ly hợp đóng hoàn toàn
- 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.
- Nhược điểm: Phải cần máy nén khí; khi mất trợ lực thì lực điều khiển ly hợp của
người lái sẽ lớn.
1.2.3.4.Dẫn động thủy lực có trợ lực chân không
- Nguyên lý làm việc:
16


+ Khi mở ly hợp người lái phanh xe, tác động lực điều khiển lên bàn đạp 10, đẩy

xy lanh 2 sang phải , kéo càng mở 3 sang trái ép ổ bi T 4 lên đòn mở 7 và mở ly
hợp.
+ Khi thôi tác dụng lực điều khiển, bên trong ly hợp: lò xo ép đẩy đĩa ép về vị trí
đóng, đòn mở trở lại vị trí ban đầu, nạng gạt có lò xo hồi vị kéo về vị trí tự do.
Bên ngoài , bàn đạp dưới tác dụng của lò xo hồi vị dịch chuyển về vị trí ban đầu.
- 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 sửa chữa; cần độ

kín khít cao để tránh rò rỉ dầu và khí; do độ chân không không lớn nên muốn có
trợ lực lớn thì phải tăng kích thước màng sinh lực dẫn đến kết cấu cồng kềnh.

Hình 1.10. 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.Đĩa ép; 6.Đĩa bị động; 7.Lò
xo ép; 8.Lò xo hồi vị bi T; 9.Họng hút; 10.Bàn đạp; 11.Lò xo hồi vị bàn đạp;
12.Bộ trợ lực.

1.3. Giới thiệu về ô tô Corolla Altis 1.8E 2020
Toyota là thương hiệu xe nổi tiếng trên toàn thế giới và phổ biến tại thị
trường Việt Nam, dòng xe được ưu chuộng bởi động cơ bền bỉ, tiết kiệm nhiên
liệu.Toyota Corolla Altis là mẫu xe sedan hạng C của hãng xe Toyota, Nhật Bản.
Ra mắt lần đầu tiên vào cuối những năm 60, cho đến nay Toyota Corolla Altis

17


2020 đã bước sang thế hệ thứ 12. Tại thị trường Việt Nam, Corolla Altis là đối thủ
của những cái tên: Mazda 3, Kia Cerato, Hyundai Elantra, Honda Civic,...
Tuy nhiên Corolla Altis 1.8E 2020 lấy lòng người tiêu dùng Việt Nam nhờ giá
bán chỉ thấp ngang các mẫu xe sedan hạng B như xe Chevrolet Cruze hay xe
Honda City… bên cạnh đó là chính sách dịch vụ sau bán hàng khá tốt của các đại
lý Toyota tại Việt Nam. Dưới đây là xe Toyota Corolla Altis 1.8E 2020:

Hình 1.11. Xe Toyota Corolla Altis 1.8E 2020

Dưới đây là tuyến hình xe Toyota Corolla Altis 1.8E 2020

Hình 1.12. Tuyến hình xe ô tô Toyota Corolla Altis 1.8E 2020

18


Bảng các thông số kĩ thuật xe Toyota Corolla Altis 1.8E 2020:
Bảng 1. Các thông số kỹ thuật chính của ô tô Toyota Corolla Altis 1.8E 2020
STT

Thông số

Giá trị

Đơn vị

4260 x 1775 x 1460

mm

2700

mm

1520/1520

mm

I

Thông số kích thước

1.1

Kích thước tổng thể
(DxRxC)

1.2

Chiều dài cơ sở

1.3

Chiều rộng cơ sở (trước/sau)

1.4

Khoảng sáng gầm xe

130

mm

1.5

Bán kính quay vòng tối thiểu

5,4

m

II

Thông số trọng lượng

2.1

Trọng lượng toàn bộ (G)

- Trọng lượng phân bố
-

lên cầu trước
Trọng lượng phân bố

16250
9750

Ghi chú

N
N

6500

N

12500

N

lên cầu sau
2.2

Trọng lượng bản thân

III

Động cơ

3.1

Loại động cơ

3.2

Công suất cực đại

3.3
3.4

Xăng

2ZR-FE

138/6400

kW/vg/p

Momen xoắn cực đại

173

N.m

Vận tốc tối đa

180

Km/h

IV

Ly hợp

4.1

Loại ly hợp

4.2

Loại dẫn động ly hợp

Ly hợp ma sát 1 đĩa lò xo đĩa
Dẫn động ly hợp thủy lực, trợ lực chân
không

1.4. Lựa chọn phương án thiết kế
1.4.1. Lựa chọn phương án thiết kế cụm ly hợp
19


Dựa vào việc phân tích các đặc điểm cấu tạo, ưu điểm, nhược điểm và dựa

vào các xe cơ sở nên em lựa chọn phương án thiết kế hệ thống ly hợp như sau:
“Thiết kế ly hợp ô tô con 5 chỗ dựa trên cơ sở xe Toyota Corolla Altis 1.8E
2020”. Do ly hợp ma sát có kết cấu đơn giản, không có các chi tiết lắp ở vòng
ngoài bộ ly hợp nên việc cân bằng tương đối dễ hơn, hiệu suất cao nên được sử
dụng rộng rãi trong các dòng ô tô. Do xe thiết kế có mô men không quá lớn (Mô
men xoắn cực đại = 173 Nm) nên ta chọn ly hợp có 01 đĩa ma sát, loại lò xo đĩa.
1.4.2. Lựa chon phương án thiết kế dẫn động ly hợp
Dựa vào việc phân tích các đặc điểm cấu tạo, ưu điểm, nhược điểm và dựa
vào các xe cơ sở cùng với những ưu điểm ly hợp sử dụng dẫn động thủy lực có
trợ lực chân không có 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 nên ta chọn bộ trợ lực chân không cho thiết kế ly hợp ô tô con 5
chỗ dựa trên cơ sở xe Toyota Corolla Altis 1.8E 2020.

CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC
HỆ THỐNG LY HỢP THIẾT KẾ
2.1. Bố trí ly hợp trong hệ thống truyền lực của xe Toyota Corolla Altis 1.8E

20


Hình 2.1. Sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực
1.Động cơ ; 2.Ly hợp ; 3.Hộp số; 4.Vi sai ; 5.Trục truyền lực

Áp dụng kiểu dẫn động cầu trước đồng nghĩa với việc các nhà sản xuất có thể
giảm bớt các chi tiết cấu thành, giúp hạ thấp chi phí sản xuất, khối lượng xe cũng
giảm đi khiến cho chiếc xe "uống" ít xăng hơn. Do thiết kế của kiểu dẫn động cầu
trước này không cần phải có trục truyền động và cầu trục sau nên toàn bộ cơ cấu
truyền động và hệ thống vi sai có thể được bố trí trong cùng một khối gọn gàng
và đơn giản. Cấu trúc này giúp nhà sản xuất dễ bố trí các hệ thống phụ trợ như hệ

thống treo, hệ thống phanh, đường dẫn nhiên liệu, hệ thống xả thải.v.v..
Một lợi thế khác của loại FWD chính là không gian nội thất có thiết kế rộng rãi
hơn. Vì không cần phải có những hốc lớn trên khung xe để bố trí các kết cấu cơ
khí truyền động nên nhà sản xuất có thể dễ dàng bố trí không gian nội thất. Ví dụ
như nội thất bên trong mẫu sedan Corolla Altis 1.8E, chúng ta có thể thấy hàng
ghế ngồi phía sau khá thoải mái nhờ sàn xe bằng phẳng và không hề có chỗ gồ
ghề, cho dù nó chỉ là một chiếc xe nhỏ.
Thêm vào đó, một chiếc xe FWD chắc chắn sẽ không có vi sai cầu sau nên thể
tích khoang hành lý sẽ được tăng lên đáng kể. Chúng ta có thể thấy rằng những
loại xe thường được trang bị hệ thống dẫn động cầu trước là các loại sedan cỡ
nhỏ, cỡ trung, các loại xe mini, xe điện... thậm chí là cả những chiếc sedan cỡ lớn,
Crossover và SUV. Do yêu cầu tiết kiệm nhiên và giảm giá thành nên hầu hết các
phân khúc xe ngày nay đều có phiên bản dẫn động cầu trước để đáp ứng nhu cầu
của mọi đối tượng khách hàng.
2.2. Kết cấu cụm ly hợp thiết kế
2.2.1. Kết cấu tổng thể của ly hợp thiết kế
Cụm ly hợp thiết kế là ly hợp ma sát khô một đĩa lò xo đĩa.
Kết cấu cụm ly hợp được trình bày trên hình 2.2:

21


Hình 2.2. Ly hợp ma sát một đĩa lò xo đĩa
1.Vỏ ngoài ly hợp; 2.Bánh đà; 3.Vỏ trong ly hợp; 4.Đĩa ma sát; 5.Ổ bi; 6.Trục khuỷu;
7.Trục sơ cấp; 8. Bu lông; 9.Đinh tán moay ơ; 10.Xương đĩa; 11.Tấm ma sát; 12.Đĩa
ép; 13.Bu lông; 14.Vỏ ngoài ly hợp; 15.Đinh tán; 16.Lò xo đĩa; 17.Moay ơ; 18.Ổ bi T;
19.Bạc lót; 20.Ống gài; 21.Lò xo giảm chấn.

- Phần chủ động gồm: Vỏ ly hợp (1) được liên kết với bánh đà động cơ (2) bằng
bulong (8), đĩa ép cùng các chi tiết gắn trên vỏ ly hợp (lò xo màng và đòn mở).

Đĩa ép nối với vỏ (1) bằng các thanh ngang đảm bảo truyền được mô men xoắn từ
vỏ lên đĩa ép, và có khả năng đàn hồi. Mô men từ động cơ được truyền từ trục
khuỷu tới bánh đà sang đĩa ép nhờ các rãnh trên bánh đà và các vấu của đĩa ép.
Như vậy đĩa ép có thể dịch chuyển dọc trục so với bánh đà và các vấu có thể trượt
dọc theo các rãnh. Lực ép từ lò xo dạng đĩa (16) truyền tới đĩa ép có tác dụng kẹp
chặt đĩa ma sát (4) với bánh đà (2) và hạn chế sự dịch chuyển của đĩa ép.
- Phần bị động gồm: Đĩa ma sát (4) (với các chi tiết như: Xương đĩa, moay ơ, các
tấm ma sát, bộ phận giảm chấn) và trục ly hợp.
2.2.2. Kết cấu các bộ phận cơ bản của cụm ly hợp thiết kế
2.2.2.1. Đĩa bị động
22


Hình 2.3. Đĩa bị động ở trạng thái lắp

- Đĩa bị động được lắp trên then hoa trục bị động, bao gồm moay ơ, xương đĩa
bằng thép mỏng có độ dày từ 2÷3 mm, tấm ma sát và bộ phận dập tắt dao động
xoắn.
- Moay ơ nằm trong cùng có then hoa di trượt trên trục bị động. Phần ngoài của
moay ơ có dạng hình hoa thị. Trên các phần trống có chỗ để lắp lò xo trụ giảm
chấn. Ôm ngoài là hai vành thép lá, 2 vành này được tán chặt trên xương đĩa nhờ
các đinh tán bằng thép, nhưng cho phép dịch chuyển nhỏ đối với moay ơ. Giữa
các vành thép có các ô cửa sổ nhỏ, lồng vào đó là các lò xo giảm chấn. Một đầu
của lò xo giảm chấn tỳ vào moay ơ, đầu kia tỳ vào cửa sổ. Sự dịch chuyển nhỏ
giữa moay ở và các vành thép chỉ được thực hiện khi các lò xo bị biến dạng tiếp,
và đủ lớn để thắng lực ma sát giữa các tấm ma sát và vành thép.

Hình 2.4. Đĩa bị động ở trạng thái tháo dời
1. Tấm ma sát; 2. Cánh lò xo; 3. Xương đĩa; 4. Lò xo giảm chấn; 5. Đĩa Moay ơ;

- Xương đĩa được làm bằng thép mỏng có những rãnh hướng kính chia xương đĩa
thành những hình rẻ quạt đều nhau, các cánh được uốn vênh về các hướng khác
nhau và tán với tấm ma sát 1. Cấu trúc như vậy đảm bảo cho các bề mặt ma sát
23


tiếp xúc tốt, đóng êm dịu, ngăn ngừa sự cong vênh khi bị nung nóng dẫn đến làm
giảm độ cứng dọc trục của đĩa bị động.

Hình 2.5. Xương đĩa
A. Sườn thép gợn song; B,C. Đinh tán,1. Mặt phía bánh đà ; 2. Mặt phía mâm ép.

- Các tấm ma sát 1 được cố định vào các cánh chữ T theo phương pháp tán độc
lập: Tấm ma sát 1 với các mặt 2 cánh chữ T vênh trái và ngược lại. Khi mở ly
hợp, xương đĩa và các miếng thép đàn hồi nằm ở trạng thái tự do. Khi đóng ly
hợp, các miếng thép này được ép phẳng, nhờ đó lực ép bề mặt ma sát tăng lên đều
đặn.
- Bề mặt tấm ma sát có xẻ rãnh thông gió để thoát nhiệt và thoát hạt mài. Tuổi thọ
làm việc của tấm ma sát quyết định chất lượng của ly hơp. Tấm ma sát đồi hỏi có
hệ số ma sát ổn định, chịu mài mòn cao, làm việc lâu dài ở nhiệt độ 200oC.
- Bộ phận giảm chấn:

Hình 2.6. Kết cấu bộ phận giảm chấn

24


Bộ phận dập tắt dao động xoắn ở đĩa bị động bao gồm: các lò xo trụ (hoặc
cao su chống xoắn) đặt trong các ô cửa sổ với lực ép ban đầu nhất định, các tấm
ma sát ở vành trong bị ép giữa hai mặt của moay ơ và các vành thép nhờ đinh tán

thép. Như vậy moay ơ và xương đĩa được nối đàn hồi và có thể xoay tương đối
với nhau.
Khi có sự xoay tương đối các lò xo trụ (hoặc cao su chống xoắn) bị nén lại,
so với việc nối cứng moay ở và xương đĩa thì độ cứng của hệ thống truyền lực ở
đây nhỏ hơn, tần số dao động riêng của hệ thống giảm đi, hạn chế được khả năng
xuất hiên cộng hưởng ở tần số cao. Vì giới hạn của kích thước ô cửa sổ và đảm
bảo truyền hết mô men xoắn nên không thể giảm thấp độ cứng của các lò xo giảm
chấn, hiện tượng cộng hưởng ở tần số thấp được giảm nhiều nhờ các tấm ma sát ở
vành trong moay ở, các tấm ma sát dịch chuyển tương đối đối với moay ơ và biến
động năng thành nhiệt năng thoát nhanh ra môi trường qua các rãnh thoát nhiệt
được xẻ trên tấm ma sát.
2.2.2.2. Bánh đà
Bánh đà của động cơ vừa là chi tiết của động cơ vừa là chi tiết của bộ phận
chủ động. Bánh đà được bắt chặt vào trục khuỷu nhờ các bu lông định tâm, trên
bề mặt của nó được gia công nhẵn làm bề mặt tựa của ly hợp.

Hình 2.7. Bánh đà ly hợp

25