THUYẾT MINH ĐAMH TÍNH TOÁN LY HỢP

MụC LụC
LờI NóI ĐầU

2

Nhận xét của giáo viên hớng dẫn

3

Phần I: TổNG QUAN Về LY HợP 4
1.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu: 4
1.1.1. Công dụng:................................................................................4
1.1.2. Phân loại:..................................................................................4
1.1.3. Yêu cầu:.....................................................................................5
1.2. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp: 5
1.2.1. Ly hợp ma sát khô một đĩa bị động lò xo ép hình trụ bố trí
xung quanh:.........................................................................................6
1.2.2. Ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động lò xo ép hình trụ bố trí
xung quanh :........................................................................................7
1.2.3. Ly hợp thuỷ lực:..........................................................................9
1.2.4. Ly hợp điện từ:........................................................................11
1.3. Dẫn động ly hợp:
12
1.3.1. Dẫn động điều khiển ly hợp bằng cơ khí:.............................13
1.3.2. Dẫn ®éng ®iỊu khiĨn ly hỵp b»ng thủ lùc:..........................14
1.3.3. DÉn ®éng cơ khí cờng hoá khí nén:.....................................15
1.3.4. Dẫn động thuỷ lực cờng hoá khí nén:...................................17
PHầN II: TíNH TOáN THIếT Kế CụM LY HợP 20
2.1. Tính chọn các thông số cơ bản của cụm ly hợp: 20
2.1.1. Các thông số ban đầu:...........................................................20
2.1.2. Tính toán thiết kế cụm ly hợp:................................................20

2.1.2.1. Xác định mô men ma sát mà ly hợp cần truyền:............20
2.1.2.2. Xác định kích thớc cơ bản của ly hợp:..............................21
2.1.2.3. Chọn số lợng đĩa bị động (số đôi bề mặt ma sát):......22
2.2. Kiểm tra ly hợp theo công trợt riêng và nhiệt độ: 23
2.2.1. Tính kiểm tra điều kiện làm việc của ly hợp theo công trợt: 23
2.2.1.1. Xác định công trợt:..........................................................23
2.2.1.2. Xác định công trợt riêng:...................................................26
2.2.1. Kiểm tra theo nhiệt độ các chi tiÕt:.......................................26
2.3. TÝnh to¸n søc bỊn mét sè chi tiÕt chủ yếu của ly hợp: 27
2.3.1. Tính sức bền đinh tán đĩa bị động:...................................27
2.3.2. Moay ơ đĩa bị động:...........................................................28
2.3.3 Tính toán bền lò xo ép của ly hợp :........................................30
2.3.4. Tính bền các đòn dẫn động ly hợp:.....................................33
2.3.5. Tính bền trục ly
hợp....35
KếT LUậN 42
Tài liệu tham khảo
43

1


LờI NóI ĐầU
Với cơ chế mở cửa nền kinh tế đất nớc để hội nhập và phát
triển, trong những năm gần đây đất nớc ta đà đạt đợc rất nhiều
thành tựu về mọi mặt trong đời sống xà hội. Một trong các thành tựu
quan trọng nhất đó chính là quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá
đất nớc. Ngành giao thông vận tải, trong đó đặc biệt là Ôtô, là một
trong những phơng tiện phục vụ rất hiệu quả cho quá trình công
nghiệp hoá, hiện đại hoá, thúc đẩy sự phát triển nền kinh tế.

Ngành công nghiệp Ôtô, tuy vẫn còn là một ngành mới song với nhận
thức đúng đắn về tầm quan trọng của ngành công nghiệp này trong
những năm gần đây Đảng và Nhà nớc ta đà có những chính sánh phù
hợp thúc đẩy sự phát triển ngành công nghiệp Ôtô trong nớc, từng bớc
phát triển và tiến tới sẽ sản xuất đợc Ôtô tại chính nớc ta mà không cần
nhập khẩu.
Sau khi học xong môn Tính toán và thiết kế ôtô em đà đợc nhà trờng giao cho đề tài: Thiết kế cụm ly hợp cho ô tô tải trung bình.
Em nhận thấy đây là đề tài có tầm quan trọng và đòi hỏi yêu cầu
cao. Bởi vì với ngành công nghiệp Ôtô của nớc ta để tiến tới sẽ sản
xuất đợc thì việc tính toán thiết kế các cụm chi tiết trong ôtô phải là
những yêu cầu đợc xây dựng ngay từ trong những bớc đi đầu tiên.
Quá trình làm đồ án môn học, mặc dù bản thân đà hết sức cố
gắng, đợc sự giúp đỡ tận tình của các thầy và các bạn song do khả
năng có hạn và thời gian làm đồ án bị hạn chế nên bản đồ án không
tránh khỏi những sai sót. Vì vậy em rất mong sự chỉ bảo của của các
thầy cô và các bạn để đồ án của em đợc hoàn thiện hơn.
Qua đây em cũng xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, chỉ bảo
tận tình của

thầy

Hng dn đà giúp đỡ tạo điều kiện để em hoàn thành tốt đồ án này.
Em xin chân thành
cảm ơn!
2


3

Nhận xét của giáo viên hớng dẫn

























4


Phần I: TổNG QUAN Về LY HợP

1.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu:
1.1.1. Công dụng:
Trong hệ thống truyền lực ôtô, ly hợp là một trong những cụm
chính, nó có công dụng là:
- Nối động cơ với hệ thống truyền lực khi ôtô di chuyển.
- Ngắt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong trờng hợp khi
ôtô khởi hành hoặc sang số.
- Đảm bảo là cơ cấu an toàn cho các chi tiết của hệ thống
truyền

lực

khi gặp quá tải h trong trờng hợp phanh đột ngột mà

không nhả ly hợp.

1.1.2. Phân loại:
a. Theo phơng pháp truyền mômen:
Theo phơng pháp truyền mô men từ trục khuỷu của động cơ
đến hệ thống truyền lực ngời ta chia ly hợp thành các loại sau:
-

Ly hợp ma sát: mô men truyền động nhờ các bề mặt ma sát.

-

Ly hợp thuỷ lực: mô men truyền động nhờ năng lợng của chất
lỏng.

-

Ly hợp điện từ: mô men truyền động nhờ tác dụng của trờng
nam châm điện.

-

Ly hợp liên hợp: mô men truyền động bằng cách kết hợp hai
trong các loại kể trên.

b. Theo trạng thái làm việc của ly hợp:
Theo trạng thái làm việc của ly hợp ngời ta chia ly hợp thành các loại
sau:
-

Ly hợp thờng đóng.

-

Ly hợp thờng mở.

c. Theo phơng pháp sinh lực ép trên đĩa ép:

5


Theo phơng pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép ngời ta chia ra
thành các loại ly hợp sau:
- Loại lò xo (lò xo đặt xung quanh, lò xo trung tâm, lò xo đĩa).
-

Loại nửa ly tâm: lực ép sinh ra ngoài lực ép của lò xo còn có lực

ly tâm của trọng khối phụ ép thêm vào.
-

Loại ly tâm: ly hợp ly tâm sử dụng lực ly tâm để tạo lực ép

đóng và mở ly hợp.

d. Theo phơng pháp dẫn động ly hợp:
Theo phơng pháp dẫn động ly hợp ngời ta chia ly hợp thành các loại
sau:
-

Ly hợp dẫn động cơ khí.

-

Ly hợp dẫn động thuỷ lực.

-

Ly hợp dẫn động có cờng hoá:
+ Ly hợp dẫn động cơ khí cờng hoá khí nén.
+ Ly hợp dẫn động thuỷ lực cờng hoá khí nén.

1.1.3. Yêu cầu:
Ly hợp phải có khả năng truyền hết mô men của động cơ mà

-

không bị trợt ở bất kỳ điều kiện sử dụng nào.
-

Khi đóng ly hợp phải êm dịu, mômen quán tính phần bị động

phải nhỏ để giảm hết tải trọng va đập lên các bánh răng của hộp số
khi sang số.
-

Khi mở ly hợp phải dứt khoát và nhanh chóng để việc gài số êm

dịu, tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong thời gian ngắn.
-

Đảm bảo cho hệ thống truyền lực khi bị quá tải.

-

Điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ.

-

Các bề mặt ma sát phải thoát nhiệt tốt.

-

Kết cấu ly hợp phải đơn giản, dễ điều chỉnh chăm sóc và

bảo dỡng.

6


1.2. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp:
- Đối với hệ thống ly hợp, về mặt cấu tạo ngời ta chia thành các bộ
phận chính:
- Cơ cấu ly hợp: là bộ phận thực hiện việc nối và ngắt truyền
động từ động cơ đến hệ thống truyền lực.
- Dẫn động ly hợp: là bộ phận thực hiện việc điều khiển đóng
mở ly hợp.

1.2.1. Ly hợp ma sát khô một đĩa bị động lò xo ép hình
trụ bố trí xung quanh:
a. Sơ đồ cấu tạo:

Hình 1.1. Ly hợp ma sát khô một đĩa bị động
1. bánh đà;

7. bàn đạp ;

2. đĩa ma sát;

8. lò xo hồi vị bàn đạp ;

3. đĩa ép;

9. đòn kéo;

4. lò xo ép;

10. cµng më;
7


5. vỏ ly hợp;

11. bi tỳ;

6. bạc mở ;

12. đòn mở;
13. bộ giảm chấn.

-

Nhóm các chi tiết chủ động bao gồm: bánh đà, vỏ ly hợp, đĩa

ép, đòn mở và các lò xo ép. Khi ly hợp mở hoàn toàn thì các chi tiết
thuộc nhóm chủ động sẽ quay cùng với bánh đà.
-

Nhóm các chi tiết bị động gồm đĩa bị động (đĩa ma sát),

trục ly hợp. Khi ly hợp mở hoàn toàn thì các chi tiết thuộc nhóm bị
động sẽ đứng yên.
-

Theo sơ đồ cấu tạo ở hình vẽ thì vỏ ly hợp 5 đợc bắt cố

định với bánh đà 1 bằng các bu lông, đĩa ép 3 có thể dịch chuyển

tịnh tiến trong vỏ và có bộ phận truyền mô men từ vỏ 5 vào đĩa ép.
Các chi tiết 1, 3, 4, 5 đợc gọi là phần chủ động của ly hợp. Chi tiết số 2
đợc gọi là phần bị động của ly hợp, các bộ phận còn lại thuộc bộ phận
dẫn động ly hơp.

b. Nguyên lý hoạt động:
-

Trạng thái đóng ly hợp: ở trạng thái này lò xo 4 một đầu tựa

vào vỏ 5, đầu còn lại tì vào đĩa ép số 3 tạo lực ép để ép chặt đĩa
bị động 2 với bánh đà số 1 cho phần chủ động và phần bị động tạo
thành 1 khối cứng. Khi này mô men từ động cơ đợc truyền từ phần
chủ động sang phần bị động của ly hợp thông qua các bề mặt ma sát
của đĩa bị động 2 với đĩa ép 3 và bánh đà 4. Tiếp đó mô men
truyền vào xơng đĩa bị động qua bộ giảm chấn 13 đến moay ơ rồi
truyền vào trục ly hợp (trục sơ cấp hộp số). Lúc này giữa bi tỳ 11 và
đầu mở 12 có khe hở từ 3 4 mm, tơng ứng với hành trình tự do của
bàn đạp ly hợp.
-

Trạng thái mở ly hợp: Khi cần ngắt truyền động từ động cơ tới

trục sơ cấp của hộp số ngời ta cần tác dụng một lực vào bàn đạp 7
thông qua đòn kéo 9 và càng më 10, b¹c më 6 mang bi tú 11 sÏ dÞch
8


chuyển sang trái. Sau khi khắc phục hết khe hở, bi tỳ 11 sẽ tì vào
đầu đòn mở 12. Nhờ có khớp bản lề của bản lề liên kết với vỏ 5 nên

đầu kia của đòn mở 12 sẽ kéo đĩa ép 3 nén lò xo 4 lại để dịch
chuyển sang phải. Khi này

các bề mặt ma sát giữa bộ phận chủ

động và bị động của ly hợp đợc tách ra và ngắt truyền động từ trục
cơ tới trục sơ cấp của hộp số.

1.2.2. Ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động lò xo ép hình
trụ bố trí xung quanh :
Đối với một số ôtô vận tải cần phải truyền mô men lớn ngời ta sử
dụng ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động. So với ly hợp ma sát khô một
đĩa bị động, ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động có những u nhợc
điểm sau:
-

Nếu cùng một kích thớc đĩa bị động và cùng một lực ép nh

nhau thì ly hợp hai đĩa truyền đợc mô men lớn hơn ly hợp một đĩa.
-

Nếu phải truyền một mô men nh nhau thì ly hợp hai đĩa có

kích thớc nhỏ gọn hơn ly hợp một đĩa.
-

Ly hợp hai đĩa đóng êm dịu hơn nhng khi mở lại kém dứt

khoát hơn ly hợp một đĩa.
-

Ly hợp hai đĩa có kết cấu phức tạp hơn ly hợp một đĩa.

a. CÊu t¹o:

9


Hình 1.2. Ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động
1. Bánh đà;

7. Lò xo ép;

13. Thanh

8. Vỏ ly hợp;

14.

kéo;
2. Lò xo đĩa bị động;

Càng

mở;
3. Đĩa ép trung gian;

9. Bạc mở;

15. Bi tỳ;

4. Đĩa bị động;

10. Trục ly hợp;

16. Đòn mở;

5. Đĩa ép;

11. Bàn đạp ly hợp;

17.

Lò xo

giảm chấn.
6. Bu lông hạn chế;

12. Lò xo hồi vị bàn đạp ly hợp;

Nhìn chung cấu tạo của ly hợp hai đĩa cũng bao gồm các bộ phận
và các chi tiết cơ bản nh đối với ly hợp một đĩa. Điểm khác biệt là ở ly
hợp hai đĩa có hai đĩa bị động số 4 cùng liên kết then hoa với trục ly
hợp 10. 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 cơ cấu truyền mô
men từ vỏ hoặc bánh đà sang đĩa ép và cả đĩa trung gian.
10


Vì nhợc điểm của ly hợp hai đĩa là không mở dứt khoát nên ở

những loại ly hợp này ngời ta phải bố trí cơ cấu để tạo điều kiện cho
ly hợp mở đợc dứt khoát. Nh trên hình vẽ thì cơ cấu này đợc thực hiện
bởi lò xo số 2 và bu lông điều chỉnh 6. Khi mở ly hợp thì lò xo 2 sẽ
đẩy đĩa trung gian tách khỏi đĩa bị động bên trong và khi đĩa
trung gian 3 chạm vào đầu bu lông điều chỉnh 6 thì dừng lại nên
đĩa bị động bên ngoài (đĩa bị động số 4) cũng đợc tự do.

b. Nguyên lý hoạt động:
Nguyên lý làm việc của ly hợp hai đĩa bị động cũng tơng tự nh ly
hợp một đĩa:
-

Trạng thái đóng: ở trạng thái đóng các lò xo ép 7 một đầu tựa

vào vỏ ly hợp 8, đầu kia tì vào đĩa ép 5 ép chặt toàn bộ các đĩa
ma sát 4 và đĩa trung gian 3 với bánh đà tạo thành một khối cứng
giữa các chi tiết

chủ động và bị động của ly hợp, mô men đợc

truyền từ động cơ tới bộ phận chủ động, bị động và tới trục ly hợp.
-

Trạng thái mở: Khi cần mở ly hợp ngời ta tác dụng một lực vào

bàn đạp 11 thông qua đòn kéo 13 càng mở 14 đẩy bạc mở 9 dịch
chuyển sang trái. Khi khe hở giữa bi tỳ 15 và đầu đòn mở 16 đợc
khắc phục thì bi tỳ 15 sẽ ép lên đầu đòn mở để kéo đĩa ép 5 nén
lò xo 7 làm đĩa ép dịch chuyển sang phải để tạo khe hở giữa các
đĩa bị động với các đĩa ép, đĩa trung gian và bánh đà. Do đó trục

ly hợp đợc quay tự do ngắt đờng truyền mô men từ động cơ tới .

1.2.3. Ly hợp thuỷ lực:
Ngoài ly hợp ma sát trên ôtô còn sử dụng loại ly hợp thuỷ lực. So với
ly hợp ma sát, ly hợp thuỷ lực có những u điểm sau:
-

Làm việc êm dịu, hạn chế va đập khi truyền mô men từ

động cơ xuống hệ thống truyền lực.
11


Có khả năng trợt lâu dài mà không gây hao mòn nh ở ly hợp

ma sát.
-

Khi đóng ly hợp rất êm dịu

a. Sơ đồ cấu tạo:
Cấu tạo của ly hợp thủy lực đợc
trình bày nh hình vẽ bao gồm:
2

3

1. Bánh đà
2. Bánh tuabin

4

3. Bánh bơm
4. Trục sơ cấp

5

5. Vỏ ly hợp
Các

1

chi

tiết

chính của ly hợp gồm có
bánh bơm, bánh tuabin.
Hình 1.3. Ly hp thy lc

Các bánh công tác này

có dạng nửa hình vòng xuyến, đợc bố trí rất nhiều cánh
dẫn theo chiều hớng tâm.
Bánh bơm đợc hàn chặt với vỏ ly hợp và đợc bắt chặt với vỏ trục
khuỷu động cơ (quay cùng với trục khuỷu). Nó có tác dụng quạt dòng
chất lỏng sang bánh tuabin thông qua đó truyền mômen.
Bánh tuabin đợc đặt trong vỏ ly hợp có thể quay tự do, đợc nối
với trục sơ cấp hộp số bằng khớp nối then hoa, nó chịu sự tác động của
dòng chất lỏng từ bánh bơm truyền sang, khi đó nó sẽ quay và truyền

chuyển độngcho trục sơ cấp hộp số.

b. Nguyên lý làm việc:
Ly hợp thuỷ lực làm việc dựa trên nguyên tắc truỷ động. Khi bánh
bơm đợc trục khuỷu động cơ dẫn động quay làm chất lỏng chứa
12


trong khoang công tác của bánh bơm sẽ quay theo. Chất lỏng tham gia
vào hai chuyển động: một chuyển động quay theo bánh bơm và một
chuyển động tịnh tiến theo các máng của cánh dẫn từ phía trong ra
phía ngoài. Động năng của chất lỏng cũng tăng từ trong ra ngoài. Khi ra
khỏi bánh bơm chất lỏng sẽ chuyển tiếp sang bánh tuốc bin và động
năng của dòng chất lỏng sẽ làm cho bánh tuốc bin quay theo. ở bánh
tuốc bin chất lỏng chuyển động từ ngoài vào trong và động năng
giảm dần. Sau khi ra khỏi bánh tuốc bin chất lỏng tiếp tục đi vào bánh
bơm để nhận năng lợng và thực hiện các chu trình tiếp theo.

1.2.4. Ly hợp điện từ:
Ly hợp điện từ là loại không những chỉ bố trí trên ôtô mà còn bố
trí trong nhiều lĩnh vực khác.
Ưu điểm là truyền động êm cho phép trợt lâu dài mà không ảnh
hởng tới hao mòn các chi tiết của ly hợp.

a. Cấu tạo:

1. Bánh đà
2. Khung từ
3. Cuộn dây
4. Lõi

sắt

động
5. Trục ly hợp
6. Mặt cắt

13

bị


Hình 1.4. Ly hợp điện từ
Các bộ phận chính của ly hợp điện từ bao gồm: phần cố định 2
trên ®ã cã cn d©y ®iƯn tõ 3. Bé phËn chđ động 1 đợc nối với trục
khuỷu động cơ, bộ phận bị động 4 đợc nối với trục ly hợp (trục sơ cấp
của hộp số). Các bộ phận chủ động, bị động và bộ phận cố định có
thể quay trơn với nhau thông qua các khe hở A, B, C, D. Để hiệu suất
truyền động cao các khe hở này phải nhỏ. Ngoài ra để tăng khả năng
truyền mô men từ phần chủ động sang phần bị động ngời ta bỏ bột
sắt vào khoang kín giữa phần chủ động và phần bị động.

b. Nguyên lý làm việc:
-

Nguyên lý làm việc dựa vào lực điện từ tơng tác giữa phần

chủ động và bị động nhờ nam châm điện do cuộn dây 3 sinh ra.
-

Trạng thái đóng ly hợp: Khi này cuộn dây 3 đợc cấp một dòng

điện một chiều và nó sẽ trở thành nam châm điện. Điện trờng của
nam châm sẽ khép kín mạch, từ qua các bộ phận cố định 2, phần chủ
động 1, phần bị động 4 theo đờng mũi tên nh hình vẽ. Khi này dới sự
tơng tác của lực điện từ phần chủ động 1 sẽ kéo phần bị động 4
quay theo, mô men đợc truyền từ động cơ sang trục ly hợp.
-

Trạng thái mở ly hợp: Khi cần mở ly hợp ngời ta ngắt dòng điện

cấp cho cuộn dây 15. Lực điện từ sẽ mất, các chi tiết đợc quay tự do,
ngắt đờng truyền mô men từ động cơ tới trục ly hợp.

1.3. Dẫn động ly hợp:
Dẫn động ly hợp có nhiệm vụ truyền lực của ngời lái xe từ bàn đạp
ly hợp đến các đòn mở để thực hiện việc đóng mở ly hợp. Dẫn động
ly hợp cần phải thoả mÃn các yêu cầu sau:

14


-

Có tỉ số truyền phù hợp để vừa bảo đảm điều khiển nhẹ

nhàng và bảo đảm hành trình dịch chuyển cuả đĩa ép khi mở ly
hợp.
-

Hiệu suất truyền động cao.

-

Kết cấu đơn giản, dễ chăm sóc, điều chỉnh.

-

Nếu là dẫn động có cờng hoá thì phải bảo đảm tính chép

hình của cơ cấu.
Dẫn động ly hợp đợc chia theo các loại sau:
-

Dẫn động cơ khí.

-

Dẫn động thuỷ lực

-

Dẫn động cơ khí cờng hoá khí nén.

-

Dẫn động thuỷ lực cờng hoá khí nén hoặc chân không.

1.3.1. Dẫn động điều khiển ly hợp bằng cơ khí:
Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng các thanh đòn,

khớp nối và đợc lắp đặt theo nguyên lý đòn bẩy.
Loại dẫn động điều khiển ly hợp đơn thuần này có kết cấu đơn
giản, dễ chế tạo và có độ tin cậy làm việc cao.
Nhợc điểm cơ bản của kiểu dẫn động này là yêu cầu lực tác
động của ngời lái lớn khi tác động lên bàn đạp ly hợp, nhất là đối với
loại xe ôtô hạng nặng.

a. Sơ đồ :

1. Bàn đạp
2. Lò xo hồi vị
3. Tay đòn số 3
4. Thanh kéo
5. Càng më sè 5
15


6. Ly hợp

Hình 1.5. Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp bằng cơ khí

b. Nguyên lý hoạt động:
- Khi ngời lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp 1 sẽ làm cho đòn 3
quay quanh tâm O1, kéo thanh kéo 4 dịch chuyển sang phải theo
chiều mũi tên nh hình vẽ, làm cho càng mở số 5 quay quanh O 2, càng
mở gạt bi tỳ sang trái (theo chiều mũi tên) tác động vào đầu đòn mở
ly hợp, kéo đĩa ép tách khỏi đĩa ma sát.
- Khi ngời lái nhả bàn đạp thì dới tác dụng của lò xo hồi vị 2, bàn
đạp trở về vị trí ban đầu, duy trì khe hở giữa bi tỳ và đầu đòn
mở. Nhờ có các lò xo ép, ép đĩa ép tiếp xúc với đĩa ma sát, ly hợp đợc đóng lại. Khi các bề mặt ma sát mòn tới mức nào đó thì hành

trình tự do của ly hợp giảm tới mức tối đa, sẽ không tạo đợc cảm giác
cho ngời lái nữa đồng thời gây ra hiện tợng tự ngắt ly hợp. Trong trờng hợp khác, khi hành trình tự do quá lớn làm cho ngời lái đạp hết
hành trình mà ly hợp vẫn cha mở hoàn toàn cũng tạo nên hiện tợng trợt
tơng đối giữa các bề mặt ma sát một cách nhanh chóng
- Trong cả hai trờng hợp nêu trên đều không có lợi vì vậy phải
điều chỉnh hành trình tự do của bàn đạp ly hợp trong một miền cho
phép. Ngời ta có thể điều chỉnh bằng cách thay đổi chiều dài của
thanh kéo số 3.

1.3.2. Dẫn động điều khiển ly hợp bằng thuỷ lực:
Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng cách dùng áp
lực của chất lỏng (của dầu) trong các xi lanh chính và xi lanh công tác.

16


a. Sơ đồ nguyên lý:
1. Bàn đạp
2. Lò xo hồi
vị1
3. Xylanh1
4. Piston
5. Đờng ống
dầu
6. Xylanh2
7. Lò xo hồi
vị2
8. Càng mở
9. Ly hợp.

Hình 1.6. Sơ đồ hệ dẫn động điều khiển ly hợp bằng thủy lực

b. Nguyên lý hoạt động:
Khi đạp bàn đạp 1 với lực Q, nhờ thanh đẩy, đẩy pistông 4 của xi
lanh chính 3 sang trái. Khi đó dầu từ xi lanh chính 3 theo đờng ống
số 5 tới tác động vào pistông của xi lanh công tác 6, làm cho cần
pistông di chuyển sang trái thắng lực lò xo 7, làm cho càng mở 8 quay
quanh khớp bản lề đẩy bạc mở 9 sang phải tác dụng vào các đầu đòn
mở, kéo đĩa ép tách khỏi đĩa ma sát thực hiện việc mở ly hợp.
17


Khi thôi tác dụng lên bàn đạp ly hợp, dới tác dụng của các lò xo ép
đẩy càng mở số 8 dịch chuyển sang trái làm pistông xi lanh công tác
6 dịch chuyển sang phải đẩy dầu trở lại khoang bên trái của xi lanh
chính 3. Do đó pistông 4 của xi lanh chính 3 bị đẩy sang phải làm
cho bàn đạp hồi vị về vị trí ban đầu.
Dẫn động ly hợp bằng thuỷ lực có u điểm là việc bố trí các chi
tiết của hệ thống dẫn động khá linh hoạt thuận tiện, ít bị ràng buộc
bởi không gian bố trí chung, đặc biệt thích hợp ở những ôtô mà ly
hợp đặt cách xa ngờiđiều khiển. Tuy nhiên cũng nh dẫn động cơ khí
tỉ số truyền của dẫn động truỷ lực cũng bị giới hạn nên không thể
giảm nhỏ lực điều khiển. Vì vậy hệ dẫn động thuỷ lực cũng chỉ
thích hợp với các ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ.

1.3.3. Dẫn động cơ khí cờng hoá khí nén:
Dẫn động cơ khí cờng hoá khí nén là sự kết hợp giữa dẫn động
cơ khí và dẫn động khí nén, ở đây dẫn động cơ khí nhằm thực
hiện việc điều khiĨn van ph©n phèi cÊp khÝ nÐn cho xi lanh lực thực
hiện dẫn động khí nén để mở ly hợp. Vì vậy lực mở ly hợp chủ yếu

do dẫn động khí nén thực hiện. Ưu điểm cơ bản của kiểu dẫn động
này là có thể tăng đợc lực mở ly hợp theo mong muốn. Vì vậy kiểu
dẫn động này thờng đợc áp dụng trên các ôtô khách hoặc ô tô tải cỡ lớn
cần lực mở ly hợp lớn.

a. Sơ đồ nguyªn lý:

18


Hình 1.7. Sơ đồ hệ dẫn động ly hợp cơ khí có trợ lực bằng khí
nén
1. Bàn đạp;
2. Thanh đẩy;

8. Thanh đẩy;
9,10. Càng mở;

3. Van phân phối;

11. Bạc mở;

4. Lò xo nắp van;

12. Xi lanh lực;

5. Nắp van;

13. Pistông;

6. Lò xo thân van;

14. ống dẫn khí.

7. Thân van;

b. Nguyên lý làm việc:
Khi ly hợp đóng, trạng thái của van phân phối và xi lanh lực nh
hình vẽ. Lúc này nắp van 5 của van phân phối dới tác dụng của lò xo
4 đóng sự lu thông của khí nén từ cưa C tíi cưa B nªn xi lanh lùc 12
cịng ở trạng thái cha làm việc.
Khi mở ly hợp ngời lái tác dụng một lực vào bàn đạp 1 làm thanh
đẩy 2 dịch chuyển sang phải do thanh đẩy 2 g¾n víi vá cđa van
19


phân phối 3 nên làm van phân phối 3 cũng dịch chuyển sang phải
làm các thanh đẩy 8 và càng mở 9 tác dụng nên bạc mở làm bạc mở
dịch chuyển để khắc phục khe hở giữa bạc mở và đòn mở. Khi bạc
mở đà chạm vào đòn mở lực cản sẽ truyền tới thanh 8 làm piston 7
của van phân phối tạm thời dừng lại. Trong khi đó ngời lái tiếp tục tác
dụng vào bàn đạp làm vỏ van 3 tiếp tục dịch chuyển sang phải. Khi
khe hở giữa thân van 7 và nắp van 5 đợc khắc phục thì nắp van 5
sẽ mở và khí nén từ cửa C th«ng qua cưa van sang khoang B theo èng
dÉn 14 đến xi lanh lực 12. Dới tác dụng của khí nén piston 13 dịch
chuyển tác dụng vào càng mở 10 ép bạc mở dịch chuyển sang trái tì
vào các đầu đòn mở tách đĩa ép ra khỏi đĩa ma sát, ly hợp đợc mở.
Khi thôi tác dụng lên bàn đạp ly hợp, dới tác dụng của lò xo ép và các lò
xo hồi vị, toàn hệ thống dẫn động sẽ trở về trạng thái ban đầu.
Khi

nắp van 5 của van phân phối đợc đóng lại thì khí nén

ngừng cung cÊp cho xi lanh 12, cßn khÝ nÐn ë khoang díi cđa xi lanh
12 sÏ theo ®êng èng 14 trë về khoang 13 và thông qua lỗ thoát để xả
ra ngoài, kết thúc quá trình mở ly hợp.
Khi cờng hoá khí nén bị hỏng hệ thống vẫn làm việc đợc nhờ tác
dụng cơ khí từ bàn đạp qua vỏ van 3 đến tấm chặn 14 làm càng mở
9 và 10 tác dụng để mở ly hợp. Tuy nhiên lúc này lực trên bàn đạp ly
hợp sẽ rất lớn vì không còn trợ lực của khí nén.

1.3.4. Dẫn động thuỷ lực cờng hoá khí nén.
Dẫn động thuỷ lực cờng hoá khí nén là sự kết hợp giữa dẫn động
thuỷ lực và dÉn ®éng khÝ nÐn. Trong ®ã dÉn ®éng thủ lùc chủ yếu
là điều khiển van phân phối của dẫn động khí nén (khi hệ thống
làn việc bình thờng). Dẫn động khí nén sẽ tạo ra nguồn lực chính
để thực hiện mở ly hợp. Vì vậy ngời ta cũng có thể tạo ra lực mở ly
hợp lớn theo mong muốn. Chính vì lý do đó mà dẫn động thuỷ lực cờng hoá khí nén cũng đợc áp dụng nhiều trên các xe khách và xe tải
lớn.
20


a. Sơ đồ cấu tạo:

Hình 1.8. Sơ đồ hệ dẫn động thủy lực cờng hóa khí nén
1. Bàn đạp ly hợp;

8. Xy lanh thuỷ lực;

15.

Cốc

16.

Màng

10. Cần piston xy lanh thuỷ lực; 17.

Van

van phân phối;
2. Lò xo hồi vị bàn đạp; 9. Piston xy lanh thuỷ lực;
ngăn;
3. Xy lanh chính;
xả;
4. ống dẫn dầu;

11. Càng mở ly hợp;
21

18. Van nạp;


5. Xy lanh công tác;

12. Bạc mở ly hợp;

19.

ống

13. ống dẫn dầu;

20,

21.

dẫn khí nén;
6. Piston xy lanh;
Các lò xo.
7. Cần piston;
CÊu t¹o chung cđa

14. Piston xy lanh më van;
hƯ thèng gåm c¸c bé phËn chÝnh: xy lanh

chÝnh 3, xy lanh công tác 8 (nh dẫn động thuỷ lực đơn thuần), cụm
van phân phối khí nén và xy lanh lực 5.
b. Nguyên lý làm việc của hệ thống:
trạng thái bình thờng (ly hợp đang đóng), van nạp 18 đóng
ngăn không cho khÝ nÐn tõ èng dÉn 19 vµo khoang C của xy lanh lực
5 nên hệ thống cha hoạt động.
Khi cần mở ly hợp ngời lái tác dụng một lực Q vào bàn đạp ly hợp
thông qua các khâu khớp, ty đẩy tác dụng vào piston của xy lanh công
tác 3 dồn ép dầu theo đờng ống 4 tới khoang công tác của xy lanh 8
làm piston 9 dịch chuyển sang phải, ty đẩy 10 tác dụng vào càng mở
11 ép bạc mở 12 dịch chuyển sang trái khắc phục khe hở giữa bạc mở
và các đầu đòn mở. Khi bạc mở chạm vào đầu đòn mở lực cản sẽ
truyền đến piston 9 làm nó tạm thời dừng lại. Khi ngời lái tiếp tục tác

dụng lực vào bàn đạp áp suất dầu ở khoang xy lanh công tác tiếp tục
tăng dẫn đến piston 14 của van phân phối dịch chuyển sang trái làm
cốc 15 dịch chuyển sang trái theo. Sau khi cốc 15 tì vào van xả 17 và
tiếp tục dịch chuyển sang trái làm van nạp 18 mở, khí nén từ ống dẫn
19 đi qua cửa nạp đà mở để vào khoang C của xy lanh lực. Nhờ áp lực
của khí nén, piston 6 dịch chuyển sang phải đẩy càng mở 11 tiếp
tục ép bạc mở 12 lên các đòn mở để tách đĩa ép của ly hợp khỏi đĩa
ma sát và ly hợp đợc mở.

22


Khi thôi tác dụng lực lên bàn đạp dới tác dụng của lò xo ép càng mở
11 bị đẩy trở lại làm piston 9 dịch chuyển sang trái. Do không tác
dụng lực nên bàn đạp nên áp suất dầu trong khoang C cũng giảm.
Do đó piston 14 cốc 15 và cụm van nạp xả cũng dịch chuyển
sang phải. Khi van nạp 18 đà đóng cửa nạp thì cụm van nạp xả dừng
lại còn cốc 15 và piston 4 tiếp tục dịch chuyển sang phải làm cửa

xả

mở ra, khí nén từ khoang B cđa xy lanh lùc qua cưa tho¸t ra ngoài kết
thúc quá trình mở ly hợp.

23


PHầN II: TíNH TOáN THIếT Kế CụM LY HợP
2.1. Tính chọn các thông số cơ bản của cụm ly hợp:
2.1.1. Các thông số ban đầu:

- Mômen xoắn cực đại của ®éng c¬

:

170

N.m/4500

- HiƯu st trun lùc

:

 t = 0,93

- Tû sè trun cđa trun lùc chÝnh

:

io = 4,510

- Tû sè truyền của số 1 hộp số

:

ih1= 3,454

- Khối lợng toàn bộ ôtô khi đầy tải

:

G = 1870 kg

v/ph

- Kích thớc lốp

:

205/15

2.1.2. Tính toán thiết kế cụm ly hợp:
2.1.2.1. Xác định mô men ma sát mà ly hợp cần truyền:
Ly hợp cần đợc thiết kế sao cho nó phải truyền hết đợc mô men
của động
cơ và đồng thời bảo vệ đợc cho hệ thống truyền lực không bị quá
tải. Với yêu cầu nh vậy mô men ma sát của ly hợp ®ỵc tÝnh nh sau:
Me =  .Memax
Trong ®ã:
β : hƯ số dự trữ của ly hợp ( > 1)
Memax: Mômen xoắn cực đại của động cơ
Với Memax = 162 (N.m) = 170/9,81 (KG.m) = 17,55
(KG.m)
Lùa chän hÖ sè β mét cách hợp lý có ý nghĩa rất quan trọng trong
quá trình tính toán thiết kế ly hợp. Nếu chọn quá nhỏ thì không
đảm bảo truyền hết mô men vì trong quá trình làm việc lực ép của
là xo giảm dần xuống làm giảm mô men ma sát của ly hợp. Phải chọn
lớn hơn 1 để đảm bảo truyền hết mô men của động cơ trong mọi trờng hợp. Tuy nhiên cũng không đợc chọn quá lớn để tránh tăng kích
24

thớc của đĩa bị động và tránh cho hệ thống truyền lực khỏi bị quá
tải. Đối với xe du lịch 4 chỗ thì =1,2 1,75. Ta chọn: = 1,4
Vậy: Mômen ma sát của ly hợp là: Me = 1,3 .170 = 221 (Nm)

2.1.2.2. Xác định kích thớc cơ bản của ly hợp:
Đờng kính ngoài của tấm ma sát đợc chọn theo công thức kinh
nghiệm sau:
D2 = 2R2 = 3,16.

(cm)

M e max
C

R1, R2 : Bán kính trong và bán kính ngoài của đĩa ma sát
C là hệ số kinh nghiệm
Bảng hệ số C cho các loại xe:
Loại xe

Hệ số

Ôtô du lịch
Ô tô vận tải trong điều kiện

C
4,7
3,6

bình thờng
Ô tô vận tải trong điều kiện

1,9

nặng
Đối với ôtô du lịch ta nên chọn: C = 4,7
Do đó:
D2 = 3,16.

162
= 18,55 cm = 185,5 mm
4, 7

D2 không đợc lớn hơn đờng kính của bánh đà, đồng thời phải gọn,
trọng lợng nhẹ. Do đó ta sẽ giảm kích thớc đĩa ma sát và tăng số đĩa
bị động.
(Tra trong bảng 1.4: kích thớc tấm ma sát )
Nên ta Chọn: D2 = 200 (mm), suy ra R2 =

D2
200
=
= 100 (mm)
2
2

Ta sÏ thiÕt kÕ ly hợp 1 đĩa bị động:
Đờng kính trong của đĩa ma sát đợc chọn theo công thức;
D1 = 2R1 = (0,530,75)D2 = (106 150) (mm)
25