Đồ án: Thiết kế tính toán mô phỏng hệ thống ly hợp xe ôtô dựa trên xe ôtô cơ sở TOYOTA VIOS 2007

Đồ án tốt nghiệp
GVHD: ThS Nguyễn Thành Cơng
1
LỜI NĨI ĐẦU:……………………………………………………………..…3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN……………………………………………….....4
1.1 Những vấn đề chung về hệ thống truyền lực và ly hợp củôtô:………….....4
1.2 Giới thiệu chung về cụm ly hợp của ôtô:……………………………..…....5
1.2.1 Công dụng của ly hợp:…………………………………………………...5
1.2.2 Phân loại ly hợp:…………...…………..………...…………...……….….5
1.2.3 Yêu cầu:…………...…………...……...…………...……………...…...…7
1.3 Kết cấu một số loại ly hợp điển hình:…………...…………...………......…7
1.3.1 Ly hợp ma sát khơ:…………...…………...……...………….....…………7
1.3.2 Ly hợp thuỷ lực:…………...…………...……...…………........……...…11
1.4 Kết cấu một số chi tiết điển hình của ly hợp............................................... 13
1.4.1 Đĩa bị động của ly hợp..............................................................................13
1.4.2 Giảm chấn.................................................................................................14
1.4.3 Tấm ma sát................................................................................................15
1.5 Một số loại dẫn động ly hợp điển hình:…………...…………...….…..…..16
1.5.1 Yêu cầu:…………...…………...……...…………...……………......…..16
1.5.2 Đặc điểm của một số phương án dẫn động thường sử dụng:……….…..17
1.6 Lựa chọn phương án thiết kế…...…………...………………………….....25
1.7 Giới thiệu về xe TOYOTA VIOS 2007.………...…………...…………....26
CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ LY HỢP ....……..………………..27
2.1 Xác định các thông số cơ bản của ly hợp:…...…………...……..….……...27
2.1.1.Xác định mô men ma sát của ly hợp.……….…………...……….….......27
2.1.2. Xác định kích thước cơ bản của đĩa bị động.……...……….…..............28
2.2 Xác định cơng trượt sinh ra trong q trình đóng ly hợp.………………...30
2.2.1 Xác định công trượt của ly hợp:……………..…………...……………...31
2.2.2 Xác định công trượt riêng:………….………...…………...…….………31
2.3 Kiểm tra theo nhiệt độ các chi tiết:…………..………...…………..…...…32
2.4. Tính tốn sức bền một số chi tiết chủ yếu của ly hợp ……………………35

2.4.1 Tính sức bền đĩa bị động.…………...……...…………...…..….…….....36
2.4.2 Moay-ơ đĩa bị động.………….………...…………...………….……….38
SVTH: Trần Hồng Phúc

Lớp: Cơ Khí ôtô B-K46


Đồ án tốt nghiệp
GVHD: ThS Nguyễn Thành Cơng
2
2.4.3 Tính tốn và kiểm tra điều kiện làm việc lò xo giảm chấn của ly hợ.…..38
2.4.4 Thiết kế lò xo đĩa của ly hợp: ……...…………...…………...………..…41
CHƯƠNG 3: MƠ HÌNH HĨA CƠ CẤU LY HỢP…….....……….…….....47
3.1 Giới thiệu về phần mềm solid works:...........…………...……………........47
3.2 Mơ hình hóa một số chi tiết:......................…………...………….……..…50
KẾT LUẬN:…………...…………...………….....……...……………………51
TÀI LIỆU THAM KHẢO:……...…………...…………...…………….....…52

SVTH: Trần Hồng Phúc

Lớp: Cơ Khí ơtơ B-K46


Đồ án tốt nghiệp

3

GVHD: ThS Nguyễn Thành Cơng

LỜI NĨI ĐẦU

Cùng với sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật nói chung và
ngành cơng nghiệp chế tạo ơ tơ nói riêng trong những thập kỷ gần đây, ngành
cơng nghiệp chế tạo ơ tơ đã có những bước phát triển nhanh chóng vượt bậc với
nhiều loại ơ tơ hiện đại ra đời với nhiều cụm, nhiều bộ phận, chi tiết của ô tô đã
được cải tiến, thay thế bằng những vật liệu mới nhẹ, bền hơn và dần được hoàn
thiện để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người cũng như của các ngành
kinh tế khác.
Đặc biệt tại Việt Nam nền công nghiệp ô tô trong những năm gần đây
đang có những phát triển mạnh mẽ. Điều đó dẫn đến một đòi hỏi cho những kỹ
sư của chúng ta phải không ngừng nâng cao hiểu biết và sự sáng tạo trong thực
tế để có thể theo kịp tiến độ phát triển trên thế giới nhằm đóng góp cơng sức
của mình cho sự phát triển của ngành ơ tơ nói riêng và của nền kinh tế nói
chung. Sau một quá trình tìm hiểu và nghiên cứu cùng với sự hướng dẫn tận
tình của Thầy Th.S Nguyễn Thành Cơng em đã được giao và thực hiện đề tài
tốt nghiệp mang tên “Thiết kế tính tốn mơ phỏng hệ thống ly hợp xe ôtô dựa
trên xe ôtô cơ sở TOYOTA VIOS 2007”.
Trong quá trình làm đồ án, mặc dù bản thân đã hết sức cố gắng và được
sự hướng dẫn giúp đỡ tận tình của Thầy hướng dẫn Th.S Nguyễn Thành Cơng
và các thầy trong bộ mơn Cơ khí Ơtơ Trường ĐH Giao Thông Vận Tải Hà Nội.
Do khả năng và trình độ cịn nhiều hạn chế nên đề tài khơng tránh khỏi được
những sai sót. Em rất mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy trong bộ mơ
Cơ khí Ơtơ và các bạn đồng nghiệp để đề tài của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cám ơn sự hướng dẫn tận tình của Thầy Th.S Nguyễn
Thành Công cũng như các thầy cô trong bộ môn Cơ khí ơ tơ - Khoa cơ khí và
các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ cho em hoàn thành đề tài đồ án tốt nghiệp!
Sinh viên thực hiện:
Trần Hồng Phúc

SVTH: Trần Hồng Phúc

Lớp: Cơ Khí ơtơ B-K46


Đồ án tốt nghiệp

4

GVHD: ThS Nguyễn Thành Công

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Những vấn đề chung về hệ thống truyền lực và ly hợp của ôtô:
Hệ thống truyền lực trên ôtô bao gồm tập hợp các cơ cấu, các cụm nối từ
động cơ đến bánh xe chủ động có nhiệm vụ:
-Truyền và biến đổi mơ men quay và số vịng quay từ động cơ đến bánh
xe chủ động đảm bảo phù hợp giữa chế độ làm việc của động cơ với mơ men
cản sinh ra trong q trình ơtơ chuyển động.
-Cắt đường truyền mô men trong thời gian dài khi động cơ vẫn hoạt
động.
-Đổi chiều chuyển động của ôtô.
-Hệ thống truyền lực thơng thường được chia theo hình thức truyền năng
lượng:
+Loại cơ khí.
+Loại thuỷ lực.
+Loại điện từ.
+Loại hỗn hợp: Cơ khí-thuỷ lực, cơ khí-thuỷ lực-điện từ.
Hiện nay có hai loại hệ thống truyền lực được sử dụng phổ biến trên các
ôtô là: Truyền lực cơ khí, truyền lực thuỷ cơ.

Hình 1.1: Sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực.
1. Cụm ly hợp - hộp số; 2. Truyền lực các đăng; 3. Ổ bi đỡ giữa; 4. Truyền lực

chính vi sai; 5. Bán trục; 6. Bánh xe chủ động; 7. Khung xe; 8. Bánh xe bị
động.
SVTH: Trần Hồng Phúc

Lớp: Cơ Khí ơtơ B-K46


Đồ án tốt nghiệp
GVHD: ThS Nguyễn Thành Công
5
1.2 Giới thiệu chung về cụm ly hợp của ôtô:
Ly hợp là một trong những cụm chủ yếu của ôtô, là một khớp nối dùng
để truyền mô men xoắn từ trục khuỷu của động cơ đến các cụm tiếp theo của hệ
thống truyền lực, dùng để tách, nối giữa động cơ với hệ thống truyền lực khi
khởi hành, dừng xe, chuyển số và cả khi phanh xe.
1.2.1 Công dụng của ly hợp:
Với hệ thống truyền lực cơ khí hộp số có cấp ly hợp giúp giảm va đập
của các đầu răng, khớp gài số trong quá trình chuyển các tay số khác nhau.
Ly hợp giúp cho q trình truyền mơ men giữa động cơ và hệ thống
truyền lực từ từ và êm dịu. Cắt truyền động đến hệ thống truyền lực được nhanh
chóng và dứt khoát.
Khi phanh xe ly hợp giúp cho việc tách động cơ và hệ thống đảm bảo
động cơ làm việc ổn định liên tục và không bị chết máy.
Ly hợp được dùng như một cơ cấu an toàn bảo đảm động cơ và hệ thống
truyền lực không bị quá tải dưới tác dụng của tải trọng động và mô men quán
tính.
1.2.2 Phân loại ly hợp:
Ly hợp đang được sử dụng hiện nay trên các loại ôtô thường được chia
làm 4 loại theo các cách sau:
-Theo phương pháp truyền mô men xoắn.

-Theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ma sát.
-Theo trạng thái làm việc.
-Theo phương pháp dẫn động điều khiển ly hợp.
a. Theo phương pháp truyền mô men xoắn:
-Ly hợp ma sát: Là loại ly hợp truyền mô men xoắn nhờ bề mặt ma sát.
-Ly hợp thuỷ lực: Là loại ly hợp truyền mô men xoắn bằng năng lượng
của dòng chất lỏng (thường là dầu).
-Ly hợp điện từ: Là loại ly hợp truyền mô men xoắn nhờ tác dụng từ
trường của nam châm điện.

SVTH: Trần Hồng Phúc

Lớp: Cơ Khí ơtơ B-K46


Đồ án tốt nghiệp
GVHD: ThS Nguyễn Thành Công
6
-Ly hợp loại liên hợp: Là loại ly hợp truyền mô men xoắn bằng cách kết
hợp các loại trên.
Hiện nay ly hợp ma sát hình đĩa được sử dụng rộng rãi vì có kết cấu đơn
giản, khối lượng phần bị động của ly hợp tương đối nhỏ.
Ly hợp ma sát có ưu điểm là kết cấu đơn giản, dễ chế tạo. Tuy nhiên nó
cũng có nhược điểm cơ bản là bề mặt ma sát nhanh mòn do hiện tượng trượt
tương đối giữa chúng với nhau trong q trình đóng mở ly hợp và thực hiện
chức năng cơ cấu an toàn. Các chi tiết trong ly hợp bị nung nóng do nhiệt tạo ra
bởi một phần công ma sát. Tuy vậy ly hợp ma sát hiện nay vẫn được sử dụng
rộng rãi vì nó vẫn đảm bảo được những điều kiện làm việc.
Hiện nay trên ôtô sử dụng rộng rãi nhất là loại ly hợp đĩa ma sát khô
(một hoặc hai đĩa).

b. Theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ma sát:
-Loại lò xo (lò xo đặt xung quanh, lò xo trung tâm, lò xo đĩa): Lực ép
sinh ra do các lò xo.
-Loại nửa ly tâm: Lực ép sinh ra ngoài lực ép của lị xo cịn có lực ly tâm
của trọng khối phụ ép thêm vào. Loại này được sử dụng trên ôtô du lịch và ôtô
vận tải nhỏ vì ở đây mô men cực đại của động cơ tương ứng với số vòng quay
tương đối cao.
-Loại ly tâm: Ly hợp ly tâm thường sử dụng khi điều khiển tự động, ở ly
hợp loại này lực ly tâm dùng để đóng và mở ly hợp, còn áp lực trên đĩa ép sinh
ra bởi lị xo, ít khi lực ly tâm sử dụng để tạo ra áp lực trên đĩa ép.
c. Theo trạng thái làm việc:
-Ly hợp thường đóng: loại này được sử dụng ở hầu hết các ôtô hiện nay.
-Ly hợp thường mở: Loại này thường được sử dụng trên các máy kéo.
d. Theo phương pháp dẫn động điều khiển ly hợp:
Theo phương pháp này ly hợp được chia làm 2 loại:
-Ly hợp điều khiển tự động.
-Ly hợp điều khiển cưỡng bức: Loại này để điều khiển người ta phải tác
dụng một lực cần thiết lên hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp. Loại này được
SVTH: Trần Hồng Phúc

Lớp: Cơ Khí ôtô B-K46


Đồ án tốt nghiệp
GVHD: ThS Nguyễn Thành Công
7
sử dụng hầu hết trên các ôtô hiện nay dùng ly hợp ở trạng thái ln đóng. Theo
đặc điểm kết cấu và ngun lý làm việc của hệ thống dẫn động điều khiển có
các loại dẫn động.
+Dẫn động điều khiển bằng cơ khí.

+Dẫn động điều khiển bằng thuỷ lực.
+Dẫn động điều khiển bằng trợ lực.
1.2.3 Yêu cầu:
-Truyền được mô men xoắn lớn nhất của động cơ mà khơng bị trượt
trong bất kì điều kiện nào.
-Đóng êm dịu để tăng từ từ mơ men quay liên tục của hệ thống truyền
lực, không gây ra tải trọng va đập các bánh răng, giúp khởi hành khơng bị giật
làm cho người lái có cảm giác dễ chịu khi điều khiển.
-Mở dứt khốt và nhanh chóng để dễ dàng gài số.
-Mơ men qn tính của phần bị động phải nhỏ để giảm các lực va đập
gây ra trên các bánh răng.
-Do được dùng như một cơ cấu an tồn nên hệ số dự trữ mơ men ma sát
phải nằm trong giới hạn cho phép.
-Điều khiển dễ dàng, lực đạp bàn đạp phải nhỏ.
-Thốt nhiệt nhanh chóng đảm bảo làm việc bình thường trong những
điều kiện khó khăn.
-Kết cấu đơn giản, đảm bảo cho quá trình bảo dưỡng được thuận lợi và
nhanh chóng nhất.
1.3 Kết cấu một số loại ly hợp điển hình:
1.3.1 Ly hợp ma sát khơ:
Phổ biến nhất là loại ly hợp ma sát khô thường đóng một hoặc hai đĩa bị
động.
Ly hợp một đĩa bị động được dùng rộng rãi trên tất cả các loại ôtô.
-Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, rẻ tiền, mô men qn tính phần bị động nhỏ,
thốt nhiệt nhanh và mở dứt khoát, thuân tiện cho việc bảo dưỡng và sửa chữa.
-Nhược điểm: Đóng khơng êm dịu bằng ly hợp nhiều đĩa.
SVTH: Trần Hồng Phúc

Lớp: Cơ Khí ơtơ B-K46

Đồ án tốt nghiệp

8

GVHD: ThS Nguyễn Thành Cơng

1

6

2
3
4

A

5

7
8
9
Hình 1.2: Kết cấu ly hợp ma sát một đĩa lò xo trụ.

1-Vỏ ly hợp

2-Bánh đà

3-Đĩa ma sát

4-Trục ly hợp

5-Xương đĩa

6-Lò xo trụ

7-Đòn m

8-Đĩa ép

9-Đĩa bị động.
Ly hợp loại này được chia làm ba phần:
-Phần chủ động: Là phần được lắp ghép trực tiếp hoặc gián tiếp với bánh
đà động cơ bao gồm bánh đà, đĩa ép, vỏ ly hợp và các lò xo ép.
-Phần bị động: Bao gồm những chi tiết luôn có chuyển động quay cùng
với trục của ly hợp khi ly hợp mở bao gồm trục ly hợp (trục sơ cấp hộp số), đĩa
ma sát.
-Cơ cấu mở: Gồm có địn mở, bạc mở, lị xo hồi vị.
Khi cần truyền mơ men quay lớn mà kích thước bố trí cần nhỏ người ta thường
dùng ly hợp nhiều đĩa bị động. Ở ôtô thường gặp ly hợp hai đĩa bị động.
Ưu điểm: Ly hợp nhiều đĩa bị động là đóng êm dịu.
Khuyết điểm: Mở khơng dứt khốt và kết cấu phức tạp.
SVTH: Trần Hồng Phúc

Lớp: Cơ Khí ơtơ B-K46


Đồ án tốt nghiệp

9

GVHD: ThS Nguyễn Thành Cơng

Hình 1.3: Kết cấu ly hợp ma sát hai đĩa.
1-Trục khuỷu động cơ

2-Bánh đà

3-Đĩa ép trung gian;

4-Đĩa ma sát;

5-Đĩa ép ngoài

6-Càng mở

7-Cáp bơm mỡ

8-Trục ly hợp

9-Lò xo ép

10-Vỏ ly hợp.

Ly hợp ma sát hai đĩa khơ có kết cấu bao gồm:
-Phần chủ động: Bao gồm bánh đà, đĩa ép, lò xo nén biên và vỏ ly hợp.
-Phần bị động: Bao gồm trục bị động và hai đĩa bị động.
Hai đĩa bị động hoàn toàn giống nhau, các đĩa bị động này tương đối
cứng, các tấm ma sát của đĩa bị động được lắp trực tiếp lên xương đĩa bằng các
đinh tán nhờ vậy mà giảm được hành trình di chuyển của đĩa ép so với trường

SVTH: Trần Hồng Phúc

Lớp: Cơ Khí ơtơ B-K46


Đồ án tốt nghiệp
10 GVHD: ThS Nguyễn Thành Cơng
hợp có lắp tấm gợn sóng. Ly hợp loại hai đĩa này bảo đảm truyền được mô men
xoắn lớn hơn và ly hợp đóng êm dịu hơn so với loại ly hợp ma sát một đĩa.
-Cơ cấu mở bao gồm, đòn mở và bạc mở.
Trên đây là loại ly hợp ma sát một đĩa lị xo trụ. Ngồi ra trên các xe hiện
nay có một loại ly hợp cũng được sử dụng khá phổ biến đó là loại ly hợp ma sát
một đĩa nhưng sử dụng lò xo đĩa (lò xo màng).

87

65 4
3
2
1

9

10
11
12
13

17

16
15
14

Hình 1.4: Kết cấu ly hợp một đĩa ma sát lò xo đĩa.
1-Vỏ

2- Trục ly hợp

3-Vòng bi mở

4-Lò xo giảm chấn

5-Lò xo đĩa

6-Đinh tán

7-Đĩa ép

8-Bánh đà

9-Trục khuỷu động cơ

10-Ổ bi

11-Xương đĩa ma sát

12-Đĩa ma sát

13-Cơ cấu dẫn động ly hợp

14-Lò xo hồi vị

15-Đinh tán

16-May ơ đĩa ma sát

17-Càng mở.
Ly hợp một đĩa ma sát khơ lị xo ép kiểu đĩa có cấu tạo bao gồm:
-Phần chủ động: Bánh đà động cơ, vỏ ly hợp, đĩa ép, lò xo đĩa.
-Phần bị động: Đĩa bị động, trục ly hợp.
SVTH: Trần Hồng Phúc

Lớp: Cơ Khí ơtơ B-K46


Đồ án tốt nghiệp
11 GVHD: ThS Nguyễn Thành Cơng
-Phần cịn lại là các cơ cấu mở và cơ cấu truyền lực.
Quan hệ giữa lực ép và độ mở của ly hợp ma sát khơ.
N
2
d'
1

c
d

O

§ ãng

f0

Më

f

Hình 1.5 Đường đặc tính của lị xo ép trong ly hợp ma sát khơ.
1-Lị xo đĩa; 2-Lị xo trụ.
Qua đồ thị đường đặc tính khi làm việc của hai loại lò xo trụ và lò xo đĩa
ta thấy. Điểm c tương ứng với vị trí đóng ly hợp, điểm d (lị xo đĩa) và điểm d’
(lị xo trụ) khi ly hợp mở hồn tồn ta thấy điểm d’ cao hơn điểm d có nghĩa là
ứng với một lực ép khi ly hợp đóng (điểm c) thì lực mở của lị xo đĩa nhỏ hơn
lực mở của lò xo trụ, khi tấm ma sát bị mòn thì lực ép của ly hợp dùng lị xo trụ
giảm còn lò xo đĩa lại tăng lên, ly hợp vẫn làm việc bình thường.
Tuy có ưu điểm nổi bật so với lò xo trụ song lò xo đĩa mới chỉ sử dụng
rộng rãi trên ôtô con và xe tải nhỏ vì khó đảm bảo được độ cứng đều trên tồn
bộ đĩa.
Qua phân tích kết cấu của một số ly hợp đĩa ma sát, chúng ta có thể có
một số kết luận chung sau:
-Các tấm ma sát được gắn lên đĩa bị động bằng đinh tán, trên đĩa bị động
có xẻ rãnh hướng tâm và chia thành nhiều phần vênh so với nhau để tăng độ
đàn hồi, tăng độ êm dịu khi đóng mở ly hợp. Kết cấu của đĩa bị động mỏng, nhẹ
để khi cắt ly hợp được dứt khoát và qn tính nhỏ. Có hàng lỗ để gắn đối trọng
nhằm tạo cân bằng đĩa khi cần thiết.
-Đĩa ép quay cùng bánh đà, có nhiệm vụ truyền cơng suất vào mặt ma sát
của đĩa bị động, cho nên nó phải nối với bánh đà thông qua cơ cấu nối càng
SVTH: Trần Hồng Phúc

Lớp: Cơ Khí ơtơ B-K46


Đồ án tốt nghiệp
12 GVHD: ThS Nguyễn Thành Công
tách hoặc chốt ngang hoặc bu lơng. Đĩa ép dày, có trọng lượng lớn để truyền
nhiệt độ từ các bề mặt ma sát truyền nhanh vào đĩa ép và thốt ra ngồi khơng
khí. Trên đĩa ép có các gờ định vị lị xo ép và giữ cho lị xo ép khơng bị văng ra
khi quay, giữa lò xo ép và đĩa ép có tấm đệm vật liệu phi kim để cách và hạn
chế nhiệt truyền từ đĩa ép vào lò xo để khơng làm ảnh hưởng tính năng đàn hồi
của lị xo và tuổi thọ của nó.
-Trong q trình đóng ngắt ly hợp, các tấm ma sát bị mài mòn, làm cho
khoảng cách giữa vịng bi tì và đầu càng mở giảm đi, hành trình tự do của ly
hợp giảm xuống quá trình động lực học của ly hợp xấu đi, nên trong ly hợp
phải có co cấu điều chỉnh để duy trì khoảng cách nói trên hợp lý.
1.3.2 Ly hợp thuỷ lực:
-Có hai loại:
+Loại thuỷ tĩnh.
+Loại thuỷ động: Được sử dụng nhiều trong các loại ôtô hiện đại. Trong
loại ly hợp này đĩa bơm gắn với trục khuỷu động cơ, đĩa tuốc bin gắn với trục
hộp số. Cả hai cánh có các rãnh hướng kính, chất lỏng tuần hồn theo rãnh giữa
các cánh.

Hình 1.6: Sơ đồ ly hợp thuỷ lực.
1-Đĩa bơm; 2-Tuốc bin.

SVTH: Trần Hồng Phúc

Lớp: Cơ Khí ơtơ B-K46

Đồ án tốt nghiệp
13 GVHD: ThS Nguyễn Thành Công
Khi động cơ làm việc, đĩa bơm quay do lực ly tâm chất lỏng chuyển
động từ tâm với vận tốc tuyệt đối V1 theo các cánh bơm ra ngồi rìa với tốc độ
tuyệt đối V2 (V2>V1) bắn vào cánh tuốc bin, buộc đĩa này phải quay theo. Chất
lỏng tiếp tục di chuyển từ rìa vào tâm đĩa tuốc bin và sang đĩa bơm, chu kì tuần
hồn được lặp đi lặp lại.
-Ưu điểm so với ly hợp ma sát:
+Cho phép khởi động động cơ và dừng ôtô khi đang gài số.
+Khi tăng sức cản của ơtơ thậm chí cho đến lúc dừng lại động cơ vẫn
không bị tắt.
+Giảm khá nhiều tải trọng động tác dụng lên động cơ và hệ thống truyền
lực khi thay đổi đột ngột chế độ làm việc của ôtô. Do đó tăng được thời gian
phục vụ.
+Đảm bảo tăng tốc cho ơtơ nhanh chóng và êm dịu.
+Điều khiển đơn giản.
+Tạo điều kiện để tự động hố việc điều khiển.
+Khơng cần điều chỉnh trong khi sử dụng.
-Nhược điểm của ly hợp thuỷ lực:
+Trong điều kiện làm việc rất thuận lợi ly hợp vẫn bị trượt do đó gây tiêu
hao nhiên liệu.
+Cần phải dùng dầu đặc biệt có độ nhớt ít và nhiệt độ đông đặc thấp.
+Không thể phanh ôtô bằng phương pháp gài số khi dừng tại chỗ.
1.4. Kết cấu một số chi tiết điển hình của ly hợp:
1.4.1. Đĩa bị động của ly hợp:
Một trong những yêu cầu của ly hợp là đóng phải êm dịu. Để tăng tính êm
dịu cho ly hợp thì người ta dùng đĩa bị động loại đàn hồi . Độ đàn hồi của đĩa bị
động được giải quyết bằng cách kết cấu có những hình thù nhất định hoặc dùng
những chi tiết đặc biệt có khả năng làm giảm độ cứng của đĩa . Để giảm độ

cứng trên đĩa bị động có sẻ rãnh hướng tâm , các đường xẻ rãnh này chia đĩa bị
động ra nhiều phần , các phần này uốn về các phía khác nhau . Số lượng đường

SVTH: Trần Hồng Phúc

Lớp: Cơ Khí ơtơ B-K46


Đồ án tốt nghiệp
14 GVHD: ThS Nguyễn Thành Công
sẻ rãnh từ 4÷ 12 tuỳ theo đường kính đĩa. Các đường sẻ rãnh này còn làm cho
đĩa bị động đỡ vênh khi bị nung nóng lúc làm việc .
Để tăng độ đàn hồi thì ở chỗ nối tiếp của đường xẻ rãnh hướng tâm có sẻ
thêm rãnh ngang tạo thành hình chữ T . Đĩa bị động đàn hồi làm tăng độ êm dịu
khi đóng ly hợp nhưng lại kéo dài thời gian đóng ly hợp . Nhược điểm của loại
đĩa có các phần uốn về các phía khác nhau là khó mà nhận được độ cứng như
nhau ở các phần đã uốn.
Để tăng độ êm dịu khi đóng ly hợp người ta cịn làm đĩa bị động khơng
phẳng mà làm cong. Đĩa bị động được nối với trục ly hợp nhờ moay-ơ, moay-ơ
nối với đĩa bị động nhờ đinh tán . Đĩa bị động có thể làm với bộ phận giảm
chấn hoặc khơng có giảm chấn.

Hình 1.7: Đĩa ma sát của ly hợp
1.4.2. Giảm chấn:
Giảm chấn dùng trong ly hợp để tránh cho hệ thống truyền lực của ô tô
khỏi những dao động cộng hưởng sinh ra khi có sự trùng hợp một trong số
những tần số dao động riêng của hệ thống truyền lực với tần số dao động của
lực gây nên bởi sự thay đổi mô men quay của động cơ. Chi tiết đàn hồi của
SVTH: Trần Hồng Phúc

Lớp: Cơ Khí ơtơ B-K46


Đồ án tốt nghiệp
15 GVHD: ThS Nguyễn Thành Công
giảm chấn dùng để giảm độ cứng của hệ thống truyền lực do đó giảm được tần
số dao động riêng của hệ thống truyền lực và khắc phục khả năng xuất hiện
cộng hưởng ở tần
số cao.

Hình 1.8: Kết cấu giảm chấn của ly hợp
1.Đĩa chủ động ;

2. Đĩa chủ động ;

3. Lò xo giảm chấn

4. Tấm ma sát

5. Moay- ơ

6. Đinh tán

Do độ cứng tối thiểu của các chi tiết đàn hồi của giảm chấn bị giới hạn
bởi điều kiện kết cấu cuả ly hợp cho nên hệ thống truyền lực của ô tô máy kéo
không thể tránh khỏi cộng hưởng ở tần số thấp. Bởi vậy ngoài chi tiết đàn hồi
ra cần phải có chi tiết thu năng lượng của các dao động cộng hưởng ở tần số
thấp bằng phương pháp ma sát gọi là chi tiết ma sát .
SVTH: Trần Hồng Phúc

Lớp: Cơ Khí ơtơ B-K46


Đồ án tốt nghiệp
16 GVHD: ThS Nguyễn Thành Cơng
Hình 1.6 trình bày sơ đồ của giảm chấn được sử dụng phổ biến nhất . Chi
tiết đàn hồi là lò xo 3 được đặt vào các lỗ xung quanh đĩa. Muốn có các lỗ đặt
lị xo thì trên đĩa chủ động 1 và 2 và mặt bích của moay-ơ bị động 5 người ta
đục lỗ . Đĩa 1 và đĩa 2 nối với nhau bằng đinh tán 6 . Các tấm 4 chế tạo bằng
thép hoặc vật liệu ma sát , số lượng và chiều dày tấm 5 người ta chọn như thế
nào để đảm bảo có mơ men ma sát cần thiết giữa các chi tiết chủ động và bị
động của giảm chấn để thu năng lượng của các dao động cộng hưởng ở tần số
thấp.
Để tăng hiệu quả của giảm chấn có khi giảm chấn được thiết kế với độ
cứng thay đổi, ban đầu cứng ít hơn sau đó tăng dần lên. Mô men giới hạn cực
đại Mmax xoắn giảm chấn đến chỗ tỳ và đến giới hạn độ cứng tối thiểu của nó thì
người ta chọn bằng mơ men được xác định bởi trọng lượng bám của ô tô G 2 với
hệ số bám ϕ =0,8 nghĩa là:

G2. ϕ.rbx
Mmax= i0 .i1
Ở đây :
rbx: Bán kính lăn của bánh xe .
i0 : Tỷ số truyền của truyền lực chính .
i1 : Tỷ số truyền của hộp số ở số truyền 1.
1.4.3. Tấm ma sát :
Trong q trình ơtơ làm việc khi khởi động sang số hoặc khi phanh
thường có hiện tượng trượt ly hợp. Do có trượt nên sinh cơng ma sát và sinh
nhiệt làm cho vịng ma sát dễ bị cháy và mòn nếu như vòng ma sát khơng có
chất lượng tốt . Vì vậy vịng ma sát phải có những đặc tính sau :

+ Đảm bảo có hệ số ma sát cần thiết và hệ số ma sát này ít bị ảnh hưởng
khi có sự thay đổi về nhiệt độ , tốc độ trượt và áp suất.
+ Có khả năng chống mịn ở nhiệt độ cao .

SVTH: Trần Hồng Phúc

Lớp: Cơ Khí ơtơ B-K46


Đồ án tốt nghiệp
17 GVHD: ThS Nguyễn Thành Công
+ Trở lại khả năng ma sát ban đầu được nhanh chóng sau khi bị nung
nóng hay bị làm lạnh .
+ Làm việc tốt ở nhiệt độ cao ít bị sùi các chất dính, khơng bị khét ,
khơng bị sùi bề mặt .
+ Có tính chất cơ học cao.
Ngun liệu hiện nay thường dùng là phê ra đô, phê ra đô đồng rai bét hoặc át
bét đồng và trong một số

1.5. Một số loại dẫn động ly hợp điển hình:
1.5.1 Yêu cầu:
Hệ dẫn động phải điều khiển dễ dàng, gọn nhẹ, đơn giản.
Mục đích của việc thiết kế dẫn động ly hợp là làm sao giảm lực bàn đạp
của người lái đồng thời đảm bảo tính kinh tế và hiệu quả cao trong quá trình sử
dụng.
Dẫn động ly hợp được phân thành các loại sau:
- Dẫn động cơ khí.
- Dẫn động cơ khí – trợ lực (lị xo hoặc khí nén).
- Dẫn động thuỷ lực.
- Dẫn động cơ khí – cường hố khí nén.

Đánh giá hệ thống dẫn động bởi các chỉ tiêu sau:
+ Lực bàn đạp:
Pbđ ≤ 15 KG với xe du lịch.
Pbđ ≤ 20 KG với xe tải.
+ Hành trình bàn đạp:
Sbđ≤ 150 mm với xe du lịch.
Sbđ≤ 200 mm với xe tải.
+ Công mở ly hợp:
Am≤ 2,3 KG.m với xe du lịch.
SVTH: Trần Hồng Phúc

Lớp: Cơ Khí ơtơ B-K46


Đồ án tốt nghiệp
18
Am≤ 3 KG.m với xe tải.

GVHD: ThS Nguyễn Thành Công

Để giảm lực bàn đạp và công mở ly hợp thì các chi tiết chịu lực phải có
độ cứng thích hợp và lực ma sát ở các khâu khớp phải nhỏ.

1.5.2 Đặc điểm của một số phương án dẫn động thường sử dụng:
a. Dẫn động cơ khí:

Hình 1.9: Sơ đồ dẫn động cơ khí.
1- Bàn đạp ly hợp

2-Lị xo hồi vị

3-Thanh kéo

4-Nạng mở

5-Bi mở;

6-Lò xo đĩa

7-Đĩa ép

8-Đĩa ma sát.

* Nguyên lí làm việc:
+ Khi mở ly hợp:
Khi người lái tác dụng lực vào bàn đạp ly hợp (1) làm bàn đạp dịch
chuyển sang trái, thông qua gối đỡ sẽ làm thanh kéo số (3) dịch chuyển sang
SVTH: Trần Hồng Phúc

Lớp: Cơ Khí ơtơ B-K46


Đồ án tốt nghiệp
19 GVHD: ThS Nguyễn Thành Công
phải. Do thanh kéo số 3 được bắt chặt vào đầu dưới của nạng mở (4) sẽ làm đầu
dưới nạng mở dịch chuyển sang phải còn đầu trên sẽ dịch chuyển sang trái đẩy
bi mở (5) dịch chuyển sang trái và tì lên đầu nhỏ của lò xo đĩa (6) và làm đầu
nhỏ của lò xo đĩa dịch chuyển sang trái. Khi đó đầu to của lị xo đĩa (6) sẽ dịch
chuyển sang phải và kéo theo đĩa ép (7) dịch chuyển sang phải (do lò xo đĩa
được bắt vào đĩa ép). Khi đĩa ép (7) dịch chuyển sang phải sẽ tách khỏi đĩa ma

sát (8), lúc này ly hợp được mở cắt mô men xoắn từ động cơ đến trục sơ cấp
hộp số.
+ Khi đóng ly hợp:
Người lái nhả từ từ bàn đạp đồng thời cùng với lò xo hồi vị (2) kéo bàn
đạp dịch chuyển sang phải và thanh kéo (3) dịch chuyển sang trái cùng với lò
xo gắn ở đầu dưới nạng mở (4) sẽ làm đầu dưới nạng mở dịch chuyển sang trái
cịn đầu trên nạng mở thì dịch chuyển sang phải. Đồng thời vòng bi mở (5) có
lị xo hồi vị lên kéo bi mở dịch chuyển sang phải. Lúc này khơng cịn lực tác
dụng lên đầu nhỏ của lò xo đĩa (6) nên lò xo đĩa trở về trạng thái lắp ghép và
đẩy đĩa ép dịch chuyển sang trái ép đĩa ma sát vào tiếp xúc với bánh đà, khi đó
mơ men xoắn lại được truyền từ động cơ đến trục sơ cấp hộp số qua đĩa ma sát
kết thúc q trình đóng ly hợp.
* Ưu nhược điểm của hệ thống dẫn động cơ khí:
-Ưu điểm:
+ Kết cấu đơn giản.
+ Dễ sử dụng, điều chỉnh và sửa chữa.
+ Mở ly hợp nhanh, dứt khoát.
+Giá thành thấp.
- Nhược điểm:
- Lực cần thiết để mở ly hợp lớn, tiêu hao sức lao động của người lái.
- Đóng ly hợp không êm dịu nên phải đưa vào một số cơ cấu khác để
khắc phục.

SVTH: Trần Hồng Phúc

Lớp: Cơ Khí ôtô B-K46


Đồ án tốt nghiệp

20

GVHD: ThS Nguyễn Thành Công

b. Dẫn động cơ khí có cường hố khí nén:
19
18
17

10

16
1

15

2

14
13
12

9

8

7

6

5

4

3

11

Hình 1.10: Sơ đồ dẫn động cơ khí có cường hố khí nén.
1-Bàn đạp ly hợp

2-Lò xo hồi vị

3-Đòn dẫn động

4-Xylanh phân phối

5-Lò xo hồi vị van

6-Van

7-Lị xo hồi vị piston

8-Piston

9-Thanh đẩy

10-Bình chứa khí nén

11-Đường ống dẫn

12-Xylanh cơng tác

13-Lị xo hồi vị

14-Cần đẩy

15-Nạng mở

16-Bi mở

17-Lò xo đĩa

18-Đĩa ép

19-Đĩa ma sát.
* Nguyên lý làm việc:
SVTH: Trần Hồng Phúc

Lớp: Cơ Khí ơtơ B-K46


Đồ án tốt nghiệp
+ Khi mở ly hợp:

21

GVHD: ThS Nguyễn Thành Công

Khi người lái tác dụng một lực lên bàn đạp (1) sẽ làm đòn (3) và xylanh

(4) chuyển động sang phải, chuyển động hết hành trình tự do của bạc mở thì
dừng lại. Người lái vẫn đạp ly hợp thì xylanh (4) chuyển động tiếp cịn cần (9)
thì đứng yên, xylanh chuyển động làm cho đầu piston (8) đẩy van (6) mở, khí
từ bình chứa khí nén (10) đi vào khoang A qua van (6) sang khoang B và theo
đường ống dẫn (11) tới xylanh công tác (12) và đẩy piston của xilanh công tác
chuyển động đẩy cần đẩy (14) làm đầu trên của nạng mở (15) dịch chuyển sang
trái đẩy bi mở ly hợp (16) chuyển động sang trái tì lên đầu nhỏ của lị xo đĩa
(17), cịn đầu to của lò xo đĩa sẽ dịch chuyển sang phải kéo đĩa ép (18) sang
phải tách khỏi đĩa ma sát (19). Lúc này ly hợp đã được mở.
+ Khi đóng ly hợp:
Khi người lái nhả bàn đạp thì dưới tác dụng của lò xo định vị (2) làm cho
đòn dẫn động (3) và xylanh (4) trở về vị trí ban đầu. Dưới tác dụng của lò xo
hồi vị (5) van (6) đóng lại, lị xo (7) đẩy piston (8) dịch chuyển sang phải làm
khoang B và C thông với nhau và thơng với khí trời. Khi đó khí nén từ xylanh
công tác (12) theo đường ống dẫn (11) về khoang B theo lỗ trên piston (8) sang
khoang C và thơng ra khí trời. Lúc này nạng mở (15) trở về vị trí ban đầu cịn
bi mở (16) sẽ dịch chuyển sang phải nhờ lò xo hồi vị và tach khỏi lò xo đĩa
(17).
Lò xo đĩa trở về trạng thái ép ban đầu và ép đĩa ép (18) tiến sang trái ép
đĩa ma sát (19) và tiếp xúc với bánh đà. Khi đó ly hợp đã được đóng và truyền
mơ men xoắn từ động cơ đến hệ thống truyền lực.
+ Khi giữ bàn đạp ở một vị trí nào đó:
Khi người lái dừng chân ở một vị trí nào đó, cửa van phân phối vẫn mở
ra cho khí nén từ khoang A sang khoang B và đến xylanh công tác (12). Tại thời
điểm này xylanh phân phối (4) dừng lại khơng chuyển động nữa, song khí nén
từ khoang A sang khoang B tới xylanh (12) tạo thành lực khí thể tiếp tục đẩy
nạng mở (15) quay đẩy vịng bi tì (16) sang trái tiếp tục mở ly hợp. Đồng thời
cũng kéo thanh đẩy số (9) và piston (8) chuyển động sang phải, cịn van (6)
SVTH: Trần Hồng Phúc

Lớp: Cơ Khí ôtô B-K46


Đồ án tốt nghiệp
22 GVHD: ThS Nguyễn Thành Công
cũng dịch chuyển sang phải do lò xo hồi vị van (5) và áp suất khí nén tác dụng
lên van. Do xylanh phân phối đứng yên nên van (6) được đóng lại. Nhưng
piston (8) vẫn ln tì vào đế van (6) làm cho khí nén trong khoang B khơng
thơng với khoang C và thơng ra khí trời. Vì vậy lượng khí nén trong xylanh
(12) khơng tăng nữa và piston cường hố cũng dừng lại ở vị trí mở ly hợp
tương ứng với người lái đạp bàn đạp được một hành trình nhất định rồi dừng
lại. Nếu tiếp tục nhấn bàn đạp tiếp thì quá trình lại lặp lại như cũ.
Đối với phương án dẫn động này nó vẫn đảm bảo tính chép hình tức là
khi bộ cường hố bị hỏng ta vẫn có thể cắt được ly hợp tuy nhiên khi đó lực tác
dụng lên bàn đạp để ngắt ly hợp sẽ lớn hơn bởi lẽ khi người lái đạp bàn đạp (1)
làm đòn dẫn động (3) và xylanh phân phối (4) đi sang phải và cũng đi hết hành
trình tự do và tì vào ê cu điều chỉnh trên thanh (9). Do khơng có cường hố nên
xylanh phân khối tiếp tục dịch chuyển sang phải và đẩy thanh (9) dịch chuyển
sang phải làm đầu dưới nạng mở (15) dịch chuyển sang phải còn đầu trên của
nạng mở dịch chuyển sang trái tì vào bi mở và tiến hành mở ly hợp.
*Ưu nhược điểm của hệ thống dẫn động cơ khí có cường hố khí nén.
+ Ưu điểm:
- Lực tác dụng lên bàn đạp của người lái nhẹ.
- Chăm sóc, sửa chữa được dễ dàng.
- An tồn khi làm việc vì nếu trợ lực hỏng thì hệ thống vẫn làm việc bình
thường.
+ Nhược điểm:
- Cần phải có máy nén khí và bình chứa khí nén nên khó bố trí trên các
xe con u cầu nhỏ gọn.
- Khi mất cường hố thì lực tác dụng lên bàn đạp rất lớn.

SVTH: Trần Hồng Phúc

Lớp: Cơ Khí ơtơ B-K46


Đồ án tốt nghiệp

23

GVHD: ThS Nguyễn Thành Công

c. Dẫn động thuỷ lực có cường hố chân khơng:

Hình 1.11: Sơ đồ dẫn động lực có cường hố chân khơng.
1-Bàn đạp

2-Lị xo hồi vị

3-Địn đẩy điều khiển

4-Xylanh cường hố;

5-Van chân khơng

6-Đế van

7-Màng cao su

8-Lị xo hồi vị màng cao su;

9-Xylanh chính

10-Lị xo hồi vị

11-Đường ống dẫn dầu

12-Xylanh lực

13-Nạng mở

14-Bi mở

15-Lò xo đĩa

16: Đĩa ép

17-Đĩa ma sát.
III * Nguyên lí làm việc:
+ Khi mở ly hợp:
Khi người lái tác dụng lên bàn đạp (1) làm đòn đẩy điều khiển (3) dịch
chuyển sang trái đẩy van chân không (5) dịch chuyển sang trái. Đồng thời van
cao su trong xylanh cường hoá (4) cũng dịch chuyển sang trái tì vào đế van (6)
tiến hành đóng van khí trời và mở van chân khơng. Lúc này khoang A được
SVTH: Trần Hồng Phúc

Lớp: Cơ Khí ơtơ B-K46


Đồ án tốt nghiệp

24 GVHD: ThS Nguyễn Thành Công
thông với khí trời do đó có sự chênh áp giữa 2 khoang A và B và đẩy màng cao
su (7) dịch chuyển sang trái, thông qua cần đẩy làm piston của xylanh chính (9)
dịch chuyển sang trái ép dầu theo đường ống dẫn (11) tới xylanh lực (12) và
đẩy piston của xylanh lực sang phải. Lúc này đầu dưới của nạng mở (13) dịch
chuyển sang phải còn đầu trên của nạng mở dịch chuyển sang trái đẩy bi mở
(14) dịch chuyển sang trái tì vào lị xo đĩa (15). Đầu nhỏ của lò xo đĩa dịch
chuyển sang trái còn đầu to dịch chuyển sang phải kéo đĩa ép (16) dịch chuyển
sang phải tách khỏi đĩa ma sát tiến hành mở ly hợp.
+ Khi đóng ly hợp:
Khi người lái thơi tác dụng vào bàn đạp thì nhờ có hệ thống lị xo định vị
(2), (8) làm bàn đạp ly hợp (1) trở về vị trí ban đầu và van chân khơng (5) sẽ di
chuyển sang phải tì vào van cao su và tiến hành đóng van chân khơng. Lúc này
khoang A và khoang B sẽ thông với nhau và thông với họng hút động cơ do đó
khơng có sự chênh áp giữa hai khoang. Lò xo định vị (8) sẽ đẩy màng cao su
(7) trở về vị trí ban đầu, đồng thời nhờ lò xo hồi vị (10) sẽ làm piston của
xylanh chính dịch chuyển sang phải và dầu theo đường ống dẫn (11) từ xylanh
lực trở về xylanh chính (9). Đầu trên của nạng mở (13) và bi tì (14) dịch chuyển
sang phải khơng tì lên lị xo đĩa. Lị xo đĩa trở về trạng thái ép ban đầu và đĩa ép
dịch chuyển sang trái tiến hành ép đĩa ma sát vào với bánh đà hồn tất q trình
đóng ly hợp.
Đối với bộ cường hố chân khơng này thì nó vẫn đảm bảo tính chép hình
của phương pháp dẫn động khi khơng có cường hố tức là nó vẫn đảm bảo sự
làm việc của dẫn động khi cường hố khơng có tác dụng và người lái dừng
chân ở một vị trí nào đó.
+ Khi người lái dừng chân ở một vị trí nào đó:
Khi người lái đạp bàn đạp để mở ly hợp rồi dừng chân ở một vị trí nào đó
thì do ban đầu khi người lái đạp bàn đạp sẽ tiến hành mở van chân khơng và
đóng van khí trời làm màng cao su số (7) dịch chuyển sang trái và tiến hành mở
ly hợp nhưng khi người lái dừng chân ở một vị trí nào đó thì van chân không

(5) sẽ dừng lại nhưng màng cao su (7) vẫn dịch chuyển và kéo cụm đế van (6)
SVTH: Trần Hồng Phúc

Lớp: Cơ Khí ơtơ B-K46


Đồ án tốt nghiệp
25 GVHD: ThS Nguyễn Thành Công
dịch chuyển sang trái tới khi van cao su tì vào van chân khơng (5) và tiến hành
đóng van chân khơng. Lúc này khoang A khơng cịn thơng với khí trời nữa do
đó độ chênh áp giữa 2 khoang A và B ổn định và màng cao su (7) không dịch
chuyển sang trái nữa.
+ Khi cường hố bị hỏng:
Vì một lí do nào đó mà bộ cường hố khơng có tác dụng nữa thì khi
người lái tác dụng vào bàn đạp ly hợp sẽ đẩy đòn đẩy (3) dịch chuyển sang trái
và đẩy trực tiếp van chân không (5) dịch chuyển sang trái đi hết hành trình tự
do của van và tì vào cần đẩy piston của xylanh chính dịch chuyển sang trái ép
dầu theo đường ống dẫn tới xylanh lực và tiến hành mở ly hợp. Tuy nhiên, lực
tác dụng của người lái sẽ lớn hơn do còn phải đẩy cả cụm đế van cường hoá.
* Ưu nhược điểm của hệ thống dẫn động thuỷ lực trợ lực chân không.
+ Ưu điểm:
- Lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ.
- Không tốn cơng suất của xe cho bộ cường hố.
- Khi có hư hỏng ở bộ phận cường hố thì hệ thống vẫn làm việc được.
+ Nhược điểm:
-Do sự chênh áp không lớn muốn có lực cường hố lớn thì phải tăng kích
thước màng sinh lực dẫn tới kết cấu cồng kềnh, khó bố trí trên xe.

SVTH: Trần Hồng Phúc

Lớp: Cơ Khí ôtô B-K46