THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP TRÊN CƠ SỞ Ô TÔ TOYOTA VIOS 1.5E MT 2020.

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

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Tên đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP TRÊN CƠ SỞ Ô TÔ
TOYOTA VIOS 1.5E MT 2020.

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Ngọc Tú .
MSV: 160301382.
Lớp: Cơ khí ô tô 2 – K57.
Giảng viên hướng dẫn: TS. Phạm Tất Thắng.
Đơn vị: Bộ môn Cơ khí ô tô, Khoa Cơ khí, Trường ĐH Giao
thông Vận tải.
Hệ: Chính quy.

HÀ NỘI 2020
1


2


3


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.
Là một sinh viên ngành cơ khí ôtô, việc tìm hiểu, nghiên cứu, tính toán và
thiết kế các bộ phận, cụm máy, chi tiết các bộ phận trong cơ cấu trong ô tô là rất
cần thiết. Trong khuôn khổ giới hạn của một đồ án tốt nghiệp, em được giao
nhiệm vụ thiết kế, tính toán ly hợp dựa trên cơ sở xe Toyota vios 1.5 MT 2020.
Việc này đã giúp cho em bước đầu làm quen với công việc thiết kế và mô phỏng
mà em đã được học, đồng thời cũng đã giúp em củng cố các kiến thức mà em đã
được học.
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 19 tháng 7 năm 2020.
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Ngọc Tú

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 hiện 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:

+ Lò xo trụ bố trí theo vòng tròn.

6


+ 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.

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

7


ép (áp 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 màng

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. Vỏ ly hợp; 5. Lò xo màng; 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.;14. Trục bị động ly hợp.

- 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 :

8


+ 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
- 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.
- Sơ đồ truyền lực:

Hình 1.2 Sơ đồ truyền lực ly hợp ma sát khô 1 đĩa lò xo màng

9


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.

-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 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.
10


+ 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 tháo 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 truyền lực :

Hình 1.4 Sơ đồ truyền lực ly hợp ma sát khô một đĩa lò xo trụ nén biên

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

11


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.
- 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,

12


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.
- 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.
- Sơ đồ truyền lực:

Hình 1.6. Sơ đồ truyền lực ly hợp ma sát khô 2 đĩa lò xo trụ nén biên

1.2.3. Dẫn động ly hợp
1.2.3.1. Dẫn động cơ khí

13

1

2

3

4

5

6
7
8
9

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 tác dụng lên bàn đạp ly hợp một lực, đòn bàn đạp

quay quanh chốt tựa kéo đòn dẫn động 9 sang phải. Đòn dẫn động 9 kéo đầu
dưới càng mở 6 sang bên phải, đầu trên càng mở 6 sẽ dịch chuyển về bên trái
đẩy bi T 4 lấp đầy khoảng cách tỳ vào đầu lò xo ép. Khi đó đầu còn lại của lò
xo ép ko tác dụng lực lên đĩa ép làm đĩa ép tách khỏi đĩa bị động khỏi các bề
mặt làm việc làm mở ly hợp.
+ Khi đóng ly hợp, người lái ngừng tác dụng lực lên bàn đạp ly hợp, lò xo
hồi vị bàn đạp 8 trở về vị trí ban đầu. Đồng thời lò xo hồi vị bi T kéo bi T dịch

chuyển sang phải và ngừng ép vào đầu lò xo ép nữa. Khi đó đầu kia lò xo ép lại
ép đĩa ép vào đĩa bị động trở lại trạng thái làm việc 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.
+ 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.
14


1.2.3.2. Dẫn động thủy lực
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10
11

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 tác dụng lên bàn đạp ly hợp một lực, làm thanh
đẩy đẩy piston 6 dịch chuyển về bên trái bắt đầu đẩy dầu nén piston 10 sang
phải. Piston 10 đẩy đầu dưới càng mở 9 sang bên phải, đầu trên càng mở 9 sẽ
dịch chuyển về bên trái đẩy bi T 4 lấp đầy khoảng cách tỳ vào đầu lò xo ép.
Khi đó đầu còn lại của lò xo ép ko tác dụng lực lên đĩa ép làm đĩa ép tách khỏi
đĩa bị động khỏi các bề mặt làm việc làm mở ly hợp.
+ Khi đóng ly hợp, người lái ngừng tác dụng lực lên bàn đạp ly hợp, lò xo hồi
vị bàn đạp 7 trở về vị trí ban đầu. Đồng thời các lò xo hồi vị khác tại các vị trí
của cơ cấu sẽ đẩy cơ cấu về vị trí cũ, dầu sẽ hồi về giống vị trí trung gian. Khi
đó đầu kia lò xo ép lại ép đĩa ép vào đĩa bị động trở lại trạng thái làm việc 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

16


7

9

8

6
5
4
3
2
1

13

12

11

10

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. 13 lò xo hồi vị.
- Nguyên lý làm việc:
+ 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.
1.3. Giới thiệu về ô tô TOYOTA VIOS 1,5MT 2020
Toyota đã thay đổi thiết kế cho hốc hút gió, kiểu dáng hình thang với kích
thước lớn gia tăng sự tự tin mỗi khi xe lăn bánh. Cụm đèn với thiết kế vuốt dài
sang hai hướng, gia tăng độ năng động và bế thế cho xe. Xe được sử dụng cộng

17


nghệ halogen dạng bóng chiếu cho hệ thống đèn, mạ bên ngoài là lớp kim loại
ấn tượng
Về nội thất: Bảng đồng hồ của xe được thiết kế 3D nổi bật và chia làm 3
khu vực riêng biệt rõ ràng, giúp cho thông tin hiện thị được rõ ràng. Vòng đồng
hồ trung tâm còn được mạ viền Crôm ,tích hợp màn hình hiển thị đa thông tin
giúp người lái có được sự thuận tiện và dễ dàng khi quan sát thông tin.
Xe được trang bị đầu CD 1 đĩa, tích hợp AM/FM , có thể phát nhạc dưới
các định dạng MP3/WMA/AAC. Ngoài ra, xe còn có khả năng kết nối với các
thiết bị ngoại vi qua cổng AUX/USB Blue tooth việc nghe những bài hát yêu
thích..Toyota Vios 2020 được trang bị khối động cơ 2NR-FE mới dung tích
1.5L 4 xy lanh thẳng hàng, 16 van DOHC, với hệ thống điều phối van biến thiên
thông minh kép Dual VVT-i. Động cơ có công suất cực đại 107 mã lực/6000
vòng/phút và mômen xoắn cực đại 140 Nm/4200 vòng/phút.

Hình 1.11. Ảnh thực tế xe Toyota Vios 1.5E MT 2020.
Một số công nghệ an toàn nổi bật gồm có hệ thống phanh ABS, Hỗ trợ lực
phanh khẩn cấp EBA và Hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD. Cấu trúc
thân xe có thể hấp thụ lực và khung xe có độ bền cao. Thân xe được thiết kế
giúp làm giảm chấn thương cho khách bộ hành. Xe trang bị túi khí cho cả người
lái và hành khách phía trước cho tất cả các phiên bản. Tuyến hình của xe được
giới thiệu và thông số kĩ thuật được giới thiệu trong bảng dưới đây.

18


Hình 1.12. Tuyến hình ôtô Toyota Vios 2020
Bảng các thông số kĩ thuật xe Toyota Vios 1,5E MT 2020:
Bảng 1.1 Các thông số kỹ thuật chính của ô tô Toyota Vios 2020.
ST
T
I

Thông số

Giá trị

Đơn vị

4410x1700x1475

mm

2550

mm

1475/1460

mm

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

133

mm

1.5

Bán kính quay vòng tối
thiểu

5,1

m

1.6

Ký hiệu lốp

II

Thông số trọng lượng :

2.1

Trọng lượng toàn bộ G

185/60R15
15000

N

- Trọng lượng phân

9000

N

bố lên cầu trước
Trọng lượng phân

6000

-

bố lên cầu sau

19

N

Ghi chú


2.2

Trọng lượng bản thân

11000

N

III

Động cơ :

3.1

Loại động cơ

3.2

Công suất cực đại

79

kW

3.3

Momen xoắn cực đại

140

N.m

3.4

Vận tốc tối đa

170

Km/h

3.5

Số vòng quay lớn nhất

6000

Vg/p

IV

Ly hợp :

4.1

Loại ly hợp

4.2

Loại dẫn động ly hợp

Xăng

2NR-FE

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
Dựa vào việc 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 và 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 Vios 1.5E MT 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 = 140
Nm) nên ta chọn ly hợp có 01 đĩa ma sát, loại lò xo đĩa.
Ta chọn 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 Vios
2020.

CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC
HỆ THỐNG LY HỢP THIẾT KẾ
2.1. Bố trí cụm ly hợp thiết kế

20


Hình 2.1. Bố trí cụm ly hợp thiết kế
1. Động cơ ; 2. Ly hợp ; 3. Hộp số; 4. Vi sai; 5. Bán trục; 6. Bánh xe.

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..
Thêm vào đó, do 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 cụm ly hợp thiết kế
Cụm ly hợp thiết kế là ly hợp ma sát khô một đĩa loại lò xo đĩa.
Mặt cắt dọc 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
22


2.2.2.1. Đĩa bị động

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.
- Khi bàn đạp li hợp ở vị trí ban đầu, dưới tác dụng của lò xo hồi vị bố trí trên li
hợp, đĩa bị động được ép giữa bánh đà và đĩa ép bằng lực lò xo đĩa, mô men ma
sát được tạo ra giữa chúng và được truyền qua các chi tiết truyền lực ( thanh
hoặc chốt ). Mô men xoắn được truyền từ phần chủ động tới phần bị động, qua
bề mặt tiếp xúc giữa đĩa bị động với bánh đà và đĩa ép tới trục bị động của li
hợp sang hộp số.
- Khi ly hợp đóng, đĩa ép sẽ ép chặt đĩa bị động với bánh đà đang quay, lò xo bị
nén và giảm cấn khi đĩa bắt đầu quay sẽ quay cùng bánh đà. Giữa hai bề mặt ma
sát còn có các lò xo đệm bề mặt bằng phẳng, lò xo này cho phép tấm vật liệu sát
uống cong về phí trong và yếu đi trong khi li hợp bắt đầu đóng, gọi là đóng êm
dịu.

23


- Khi mở ly hợp, tác dụng lực điều khiển lên bàn đạp, đầu càng gạt và ổ bi tỳ
dịch chuyển theo, ép lò xo ép, 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 tách , thực
hiện ngắt mô men truyền từ động cơ tới hộp số. Kết cấu đơn giản , quá trình
tách dứt khoát nhanh chóng ngắt mô men truyền từ động cơ tới HTTL.

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 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

2000C.
24


- Bộ phận giảm chấn:

Hình 2.6. Kết cấu bộ phận giảm chấn

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 Vỏ ly hợp
Vỏ ly hợp được làm bằng thép dập có các lỗ để bắt và định tâm với bánh
đà. Trên vỏ có các gờ lồi để liên kết với đĩa ép, nhưng vẫn cho phép đĩa ép di
chuyển dọc trục. Lỗ trong của vỏ có gờ nhỏ giữ vòng lò xo khóa nhằm cố định
lò xo ép dạng đĩa.
25