MỤC LỤC
Trang
Lời nói đầu
3
Chương 1 : Tổng quan về hệ thống ly hợp trên ôtô
1. Công dụng, phân loại và yêu cầu của ly hợp
1.1. Công dụng ly hợp
1.2. Phân loại ly hợp
1.3. Yêu cầu ly hợp
5
5
5
9
2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp ma sát khô
2.1. Sơ đồ cấu tạo của ly hợp loại đĩa ma sát khô
2.2. Cấu tạo chung của ly hợp loại đĩa ma sát khô
2.3. Nguyên lý làm việc của ly hợp loại đĩa ma sát khô
10
10
11
12
Chương 2 : Lựa chọn phương án thiết kế
1. Phân tích, lựa chọn kết cấu cụm ly hợp
14
1.1. Ly hợp ma sát một đĩa 14
1.2. Ly hợp ma sát hai đĩa
2. Phân tích, lựa chọn hệ dẫn động điều khiển ly hợp
2.1. Dẫn động điều khiển ly hợp bằng cơ khí
2.2. Dẫn động điều khiển ly hợp bằng thủy lực
2.3. Dẫn động điều khiển ly hợp bằng cơ khí có trợ lực khí nén
2.4. Dẫn động điều khiển ly hợp bằng thủy lực, trợ lực khí nén
Tài liệu tham khảo
90
Lời nói đầu
2
Đất nước ta đang ngày càng phát triển và thay đổi từng ngày, cùng với sự phát
triển về kinh tế thì khoa học kỹ thuật cũng có bước phát triển vượt bậc và thu được
những thành tựu quan trọng. Khoa học kỹ thuật đã và đang được áp dụng một cách rất
phổ biến trong đời sống và góp phần thúc đẩy sự phát triển của nền kinh tế quốc dân.
Giao thông vận tải chiếm vị trí rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân ấy, đặc biệt là
đối với các nước có nền kinh tế đang phát triển. Có thể nói rằng mạng lưới giao thông
vận tải là mạch máu của một quốc gia, một quốc gia muốn phát triển nhất thiết phải
phát triển mạng lưới giao thông vận tải. Trong hệ thống giao thông vận tải của chúng ta
ngành giao thông đường bộ đóng vai trò chủ đạo và phần lớn lượng hàng và người
được vận chuyển trong nội địa bằng ôtô.
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, ngành ôtô cũng đang ngày càng
phát triển. Khởi đầu từ những chiếc ôtô thô sơ, hiện nay nghành công nghiệp ôtô đã có
sự thay đổi vượt bậc nhằm đáp ứng nhu cầu của con người. Những chiếc ôtô ngày càng
trở nên đẹp hơn, nhanh hơn, an toàn hơn, tiện nghi hơn…để theo kịp với xu thế của
thời đại.
3
Trên ôtô gồm rất nhiều thành các thành phần, các cụm, các chi tiết khác nhau.
Trong đó ly hợp là một trong những cụm chính và có vai trò quan trọng trong hệ thống
truyền lực của ôtô. Hệ thống ly hợp có ảnh hưởng lớn đến tính êm dịu của ôtô, tính
năng điều khiển của ôtô, đảm bảo an toàn cho động cơ và hệ thống truyền lực trên ôtô.
Nên để chế tạo được một chiếc ôtô đạt yêu cầu chất lượng thì việc thiết kế chế tạo một
bộ ly hợp tốt là rất quan trọng. Em đã được giao đề tài “ Thiết kế hệ thống ly hợp cho
xe tải 8 tấn” để nghiên cứu tìm hiểu cụ thể về hệ thống ly hợp trên ôtô và quy trình
thiết kế chế tạo hệ thống ly hợp cho ôtô. Với đề tài được giao, em đã chọn xe MAZ-
5335 làm xe cơ sở để tham khảo các thông số ban đầu. Đây là loại xe được sử dụng
khá phổ biến trong lĩnh vực chuyên trở hành hóa có trọng tải lớn, trong xây dựng, công
tải (như trong trường hợp phanh đột ngột và không nhả ly hợp).
Ở hệ thống truyền lực bằng cơ khí với hộp số có cấp, thì việc dùng ly hợp để tách
tức thời động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực sẽ làm giảm va đập giữa các đầu răng,
hoặc của khớp gài, làm cho quá trình đổi số được dễ dàng. Khi nối êm dịu động cơ
5
đang làm việc với hệ thống truyền lực (lúc này ly hợp có sự trượt) làm cho mômen ở
các bánh xe chủ động tăng lên từ từ. Do đó, xe khởi hành và tăng tốc êm.
Còn khi phanh xe đồng thời với việc tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực, sẽ
làm cho động cơ hoạt động liên tục (không bị chết máy). Do đó, không phải khởi động
động cơ nhiều lần.
1.2. Phân loại ly hợp
Ly hợp trên ôtô thường được phân loại theo 4 cách:
+ Phân loại theo phương pháp truyền mômen.
+ Phân loại theo trạng thái làm việc của ly hợp.
+ Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép.
+ Phân loại theo phương pháp dẫn động ly hợp.
1.2.1. Phân loại theo phương pháp truyền mômen
Theo phương pháp truyền mômen từ trục khuỷu của động cơ đến hệ thống truyền
lực thì người ta chia ly hợp ra thành 4 loại sau :
* Loại 1: Ly hợp ma sát - là ly hợp truyền mômen xoắn bằng các bề mặt ma sát, nó
gồm các loại sau :
+ Theo hình dáng bề mặt ma sát gồm có :
- Ly hợp ma sát loại đĩa (một đĩa, hai đĩa hoặc nhiều đĩa).
- Ly hợp ma sát loại hình nón.
- Ly hợp ma sát loại hình trống.
Hiện nay, ly hợp ma sát loại đĩa được sử dụng rất rộng rãi, vì nó có kết cấu đơn
giản, dễ chế tạo và khối lượng phần bị động của ly hợp tương đối nhỏ. Còn ly hợp
ma sát loại hình nón và hình trống ít được sử dụng, vì phần bị động của ly hợp có
trọng lượng lớn sẽ gây ra tải trọng động lớn tác dụng lên các cụm và các chi tiết
của hệ thống truyền lực.
+ Ly hợp thường đóng : loại này được sử dụng hầu hết trên các ôtô hiện nay.
7
+ Ly hợp thường mở: loại này được sử dụng ở một số máy kéo bánh hơi như C-80,
C-100, MTZ2
1.2.3. Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép
Theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép ngoài thì người ta chia ra các loại ly
hợp sau :
Loại 1 : Ly hợp lò xo - là ly hợp dùng lực lò xo tạo lực nén lên đĩa ép, nó gồm các
loại sau :
+ Lò xo đặt xung quanh : các lò xo được bố trí đều trên một vòng tròn và có thể
đặt một hoặc hai hàng.
+ Lò xo trung tâm (dùng lò xo côn).
Theo đặc điểm kết cấu của lò xo có thể dùng lò xo trụ, lò xo đĩa, lò xo côn.
Trong các loại trên thì ly hợp dùng lò xo trụ bố trí xung quanh được áp dụng khá
phổ biến trên các ôtô hiện nay, vì nó có ưu điểm kết cấu gọn nhẹ, tạo được lực ép lớn
theo yêu cầu và làm việc tin cậy.
Loại 2 : Ly hợp điện từ - lực ép là lực điện từ.
Loại 3 : Ly hợp ly tâm - là loại ly hợp sử dụng lực ly tâm để tạo lực ép đóng và mở
ly hợp. Loại này ít được sử dụng trên các ôtô quân sự.
Loại 4 : Ly hợp nửa ly tâm - là loại ly hợp dùng lực ép sinh ra ngoài lực ép của lò
xo còn có lực ly tâm của trọng khối phụ ép thêm vào. Loại này có kết cấu phức tạp nên
chỉ sử dụng ở một số ôtô du lịch như ZIN-110, POBEDA
1.2.4. Phân loại theo phương pháp dẫn động ly hợp
Theo phương pháp dẫn động ly hợp thì người ta chia ly hợp ra thành 2 loại sau :
+ Loại 1 : Ly hợp điều khiển tự động.
+ Loại 2 : Ly hợp điều khiển cưỡng bức.
8
Để điều khiển ly hợp thì người lái phải tác động một lực cần thiết lên hệ dẫn động ly
hợp. Loại này được sử dụng hầu hết trên các ôtô dùng ly hợp loại đĩa ma sát ở trạng
thái luôn đóng.
Tất cả những yêu cầu trên, đều được đề cập đến trong quá trình chọn vật liệu, thiết
kế và tính toán các chi tiết của ly hợp.
2. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA LY HỢP MA SÁT KHÔ
2.1. Sơ đồ cấu tạo của ly hợp loại đĩa ma sát khô
2.1.1. Ly hợp ma sát khô một đĩa
1 - bánh đà
2 - đĩa ma sát
3 - đĩa ép ; 4 - lò xo ép
5 - vỏ ly hợp
6 - bạc mở
7 - bàn đạp
8 - lò xo hồi vị bàn đạp
9 - đòn kéo
10 - càng mở Hình 1.1. Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô một đĩa
11 - bi "T" ; 12 - đòn mở ; 13 - lò xo giảm chấn.
2.1.2. Ly hợp ma sát khô hai đĩa
10
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 - bàn đạp Hình 1.2. Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô hai đĩa
12 - lò xo hồi vị bàn đạp ly hợp ; 13 - thanh kéo ; 14 - càng mở ;
15 - bi "T" ; 16 - đòn mở ; 17 - lò xo giảm chấn.
ép trung gian 3. ở ly hợp hai đĩa phải bố trí cơ cấu truyền mômen từ vỏ hoặc bánh đà
sang đĩa ép và cả đĩa ép trung gian. Vì nhược điểm của ly hợp hai đĩa là mở không dứt
khoát nên ở những loại ly hợp này thì người ta phải bố trí cơ cấu để tạo điều kiện cho
ly hợp khi mở được dứt khoát. Trên hình 1.1.b thì cơ cấu này được thực hiện bởi lò xo
đĩa ép trung gian 2 và bu lông điều chỉnh 6. Khi mở ly hợp thì lò xo 2 sẽ đẩy đĩa ép
trung gian 3 tách khỏi đĩa ma sát bên trong và khi đĩa ép trung gian chạm vào đầu bu
lông điều chỉnh 6 thì dừng lại nên đĩa ma sát bên ngoài cũng được tự do.
Bộ phận dẫn động điều khiển ly hợp gồm : bàn đạp ly hợp, đòn dẫn động, càng mở
ly hợp, đòn mở ly hợp và bạc mở ly hợp. Ngoài ra, tùy theo từng loại ly hợp mà có thể
thêm các bộ phận dẫn động bằng thủy lực, bằng khí nén như các xy lanh chính và xy
lanh công tác.
12
2.3. Nguyên lý làm việc của ly hợp loại đĩa ma sát khô
2.3.1. Ly hợp ma sát khô một đĩa – theo Hình 1.1
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 3 tạo lực ép để ép chặt đĩa bị động 2 với bánh đà 1 làm cho phần chủ
động và phần bị động tạo thành một khối cứng. Khi này mômen từ động cơ được
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 lò xo ép 4. Tiếp đó mômen được truyền vào xương
đĩa bị động qua bộ giảm chấn 13 đến moayơ rồi truyền vào trục ly hợp. Lúc này giữa
bi "T" 11 và đầu đòn mở 12 có một khe hở từ 3-4 mm tương ứng với hành trình tự do
của bàn đạp ly hợp từ 30-40 mm.
Trạng thái mở ly hợp : khi cần ngắt truyền động từ động cơ tới trục sơ cấp của hộp
số người lái tác dụng một lực vào bàn đạp 7 thông qua đòn kéo 9 và càng mở 10, bạc
mở 6 mang bi "T" 11 sẽ dịch chuyển sang trái. Sau khi khắc phục hết khe hở bi "T" 11
sẽ tì vào đầu đòn mở 12. Nhờ có khớp bản lề của đòn mở 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 được tách ra và ngắt sự truyền
động từ động cơ tới trục sơ cấp của hộp số.
2.3.2. Ly hợp ma sát khô hai đĩa – theo Hình 1.2
6. Bulông bắt chặt lò xo ;7.
Cácte bộ ly hợp ; 8. Lò xo
ép ; 9. Vỏ trong ly hợp ; 10.
Đệm cách nhiệt ; 11. Bi “T”
; 12. Khớp nối ; 13. Lò xo
trả về khớp nối ; 14. Bạc
dẫn hướng của khớp nối ;
15. Càng mở ly hợp ; 16.
Đòn mở ; 18. Êcu điều
chỉnh ; 19. Đế tựa của
bulông điều chỉnh ; 20.
Chốt ; 21. Nắp của cácte ly
hợp ; 23. Bulông bắt chặt
vỏ ly hợp ; 24. Chốt chẻ ;
25. Vành răng bánh đà;
26. Đĩa ma sát; 27. Vú mỡ;
28. Nút
Hình 2.1. Ly hợp lắp trên xe ZIN-130
29. Trục ly hợp ; 30.ổ bi trước của trục ly hợp.
+ Đĩa ép 3 bị ép bởi lò xo ép 8 bố trí xung quanh vỏ ly hợp 9. Vỏ ly hợp được lắp
ghép với bánh đà 2 nhờ các bulông 23. Đĩa ép 3 và vỏ ly hợp 9 liên kết với nhau bằng
lò xo lá 4, mỗi lò xo lá có một đầu được tán cố định với vỏ ly hợp bằng các đinh tán và
đầu còn lại được lắp cố định với đĩa ép 3 bằng các bulông. Do đó, đã tạo nên sự liên
kết cứng giữa đĩa ép với vỏ ly hợp (vỏ trong) theo phương pháp tuyến để đảm bảo
truyền được mômen xoắn, đồng thời đảm bảo được sự di chuyển dọc trục của đĩa ép
khi mở và đóng ly hợp.
15
+ Đĩa bị động của ly hợp trên xe ZIN-130 : Xương đĩa bị động được chế tạo bằng
thép và có xẻ rãnh. Đĩa ma sát được lắp ghép với xương đĩa bằng các đinh tán. Bộ
15. Đai ốc điều chỉnh ; 16.
Thanh kéo ; 17. Lò xo hồi vị
càng mở ly hợp ; 18. Lò xo
giảm chấn ; 19. Xương đĩa ;
20. Đế cách nhiệt lò xo ép.
+ Bộ phận chủ động của
ly hợp : Bánh đà 1 bắt với vỏ
trong ly hợp 13, vỏ trong
quay cùng với bánh đà. Vỏ
13 có khoang để giữ các lò
xo ép 14 hình trụ đặt xung
quanh. Đĩa ép được chế tạo
bằng gang, mặt ngoài có các
vấu lồi để giữ các lò xo ép.
Hình 2.2. Ly hợp lắp trên xe
Γ
AZ-53
+ Bộ phận bị động của ly hợp : Đĩa ma sát 3 có hai tấm ma sát làm bằng vật liệu có
hệ số ma sát cao, được ghép với nhau qua xương đĩa bằng các đinh tán. Xương đĩa
được chế tạo bằng thép và trên có các xẻ rãnh. Đĩa ma sát được ghép với moayơ đĩa bị
17
động bằng các đinh tán bằng thép. Moayơ đĩa bị động được chế tạo bằng thép và có thể
di trượt trên trục ly hợp 10 nhờ các then hoa. Bộ phận giảm chấn gồm có 6 lò xo giảm
chấn 18, đặt xung quanh và cách đều nhau. Tấm ma sát được ghép với xương đĩa bằng
các đinh tán. Lò xo giảm chấn được đặt trong các lỗ của đĩa bị động và tấm đỡ.
+ Hệ dẫn động điều khiển ly hợp : Ly hợp được dẫn động điều khiển bằng cơ khí.
Đòn mở ly hợp 5 được chế tạo bằng thép, đầu trên đòn mở liên kết bản lề với đĩa ép
qua các ổ bi kim, giữa đòn liên kết bản lề với càng nối 8 thông qua ổ bi kim. Khe hở
giữa đầu đòn mở và bạc mở là δ = 4 mm. Điều chỉnh đòn mở ta dùng đai ốc 7. Bạc mở
ly hợp gồm có ổ bi tỳ và bạc trượt 9. Trên bạc trượt có lắp ống bơm mỡ 6.
đòn ; 18. Nắp của cácte ly
hợp ; 19. Vỏ trong ly hợp ;
20. Lò xo ép ; 21. Đệm cách
nhiệt ; 22. Đĩa ép ngoài ; 23.
Nút xả mạt ; 24. Bánh đà ; 25.
Đĩa ma sát ; 26. Đĩa ép trung
gian ; 27. Thanh tựa ; 28.
Moayơ; 29. Bulông bắt chặt
Hình 2.3. Ly hợp lắp trên xe MAZ-5335
các tấm đĩa ; 30. Lò xo giảm chấn.
+ Bộ phận bị động của ly hợp : gồm có hai đĩa bị động 25, mỗi đĩa bị động gồm 2
tấm ma sát được ghép với xương đĩa bằng các đinh tán bằng đồng. Xương đĩa được chế
tạo bằng thép, trên có các xẻ rãnh nhằm giảm độ cứng, tăng độ đàn hồi và giúp ly hợp
đóng êm dịu. Xương đĩa được ghép với moayơ đĩa bị động bằng các đinh tán, trên
moayơ có các lỗ hình chữ nhật để đặt 6 lò xo giảm chấn. Moayơ được chế tạo bằng
thép, số lượng là 2 moayơ và có thể di trượt trên rãnh then hoa của trục ly hợp.
19
+ Hệ dẫn động ly hợp thuộc loại dẫn động bằng cơ khí có cường hóa bằng khí nén.
Đòn mở ly hợp 5 được chế tạo bằng thép và có số lượng là 3 đòn. Mỗi đòn mở thì đầu
trên liên kết khớp bản lề với đĩa ép ngoài qua các ổ bi kim. Phần giữa đòn liên kết bản
lề với càng nối 6 thông qua ổ bi kim. Đòn mở ly hợp được điều chỉnh tương tự như ly
hợp trên xe ZIN-130.
1.2.2. Kết cấu ly hợp lắp trên xe KAMAZ-5511
Ly hợp lắp trên xe
KAMAZ-5511 là ly hợp hai
đĩa ma sát khô.
1. Xương đĩa ; 2. Đĩa ép trung
gian ; 3. Bulông hạn chế ; 4.
Đĩa ép ngoài ; 5. Càng nối ; 6.
Đòn mở ly hợp ; 7. Lò xo đỡ
bằng thép 40X và có bánh răng liền trục.
+ Hệ dẫn động ly hợp thuộc loại dẫn động bằng thủy lực, cơ khí kết hợp với cường
hóa bằng khí nén. Đòn mở ly hợp 6 được chế tạo bằng thép và có số lượng là 4 đòn.
Mỗi đòn mở thì đầu trên liên kết khớp bản lề với đĩa ép ngoài qua các ổ bi kim. Phần
giữa đòn liên kết bản lề với càng nối thông qua ổ bi kim. Đòn mở ly hợp được điều
chỉnh tương tự như ly hợp trên xe ZIN-130.
* NHẬN XÉT : Qua phân tích, tìm hiểu kết cấu, nguyên lý hoạt động của từng
phương án thiết kế cụm ly hợp, ta thấy phương án thiết kế cụm ly hợp của xe MAZ-
5335 (ly hợp hai đĩa ma sát khô) phù hợp để áp dụng cho việc thiết kế hệ thống ly hợp
cho xe tải 8 tấn.
2. PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN HỆ DẪN ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN LY HỢP
Hiện nay, trên thực tế đã tồn tại các phương án dẫn động điều khiển ly hợp phổ biến
như sau:
21
2.1. Dẫn động điều khiển ly hợp bằng cơ khí (Phương án 1 )
1. Bạc mở.
2. Càng mở ly hợp.
3. Cần ngắt ly hợp.
4. Cần của trục bàn
đạp ly hợp.
5. Thanh kéo của
hệ dẫn động ly
hợp.
6. Lò xo hồi vị.
7. Bàn đạp ly hợp.
Hình 2.5. Sơ đồ hệ dẫn động ly hợp bằng cơ khí
Đây là hệ dẫn động điều khiển ly hợp bằng các đòn, khớp nối và được lắp 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. Hệ dẫn động này được sử dụng phổ biến
ở các ôtô quân sự như xe ZIN-130, ZIN-131, Nhược điểm cơ bản của hệ dẫn động
tác dụng lên bàn đạp lớn. Hiệu suất truyền lực không cao.
2.2. Dẫn động điều khiển ly hợp bằng thủy lực ( Phương án 2 )
Đây là hệ dẫn động điều khiển ly hợp bằng cách dùng áp lực của chất lỏng (dầu)
trong các xy lanh chính và xy lanh công tác.
Nguyên lý làm việc :
+ Khi người lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly hợp 1, nhờ thanh đẩy, đẩy piston
4 của xy lanh chính 3 sang trái, bịt lỗ bù dầu b, làm dầu trong khoang D bị nén lại. Khi
áp lực dầu trong khoang D thắng lực ép của lò xo van một chiều 11 ở van một chiều 10
thì van một chiều mở ra. Lúc này dầu từ khoang D theo đường ống dẫn dầu 5 vào xy
lanh công tác 6 đẩy piston sang phải, làm cho càng mở ly hợp 7 quay quanh O, đồng
thời đẩy bạc mở 8 sang trái (theo chiều mũi tên). Bạc mở tác động nên đầu dưới của
đòn mở ly hợp tách đĩa ép ra khỏi bề mặt ma sát. Ly hợp được mở.
23
1. Bàn đạp ly hợp
2. Lò xo hồi vị
3. Xy lanh chính
4. Piston xy lanh
chính
5. Đường ống dẫn
dầu
6. Xy lanh công
tác
7. Càng mở ly hợp
8. Bạc mở ly hợp
Hình 2.6. Sơ đồ hệ dẫn động ly hợp bằng thủy lực
+ Khi người thả bàn đạp ly hợp 1 thì dưới tác dụng của lò xo hồi vị 2 và lò xo ép
làm các piston của xy lanh chính và xy lanh công tác từ từ trở về vị trí ban đầu. Lúc
này dầu từ xy lanh công tác 6 theo đường ống dẫn dầu 5 qua van hồi dầu 12 vào
khoang D.
+ Khi người lái nhả nhanh bàn đạp ly hợp 1, thì do sức cản của đường ống và sức
+ Nhược điểm : Loại hệ dẫn động bằng thủy lực không phù hợp với những xe có
máy nén khí. Yêu cầu hệ dẫn động ly hợp bằng thủy lực cần có độ chính xác cao.
2.3. Dẫn động điều khiển ly hợp bằng cơ khí có trợ lực khí nén (Phương án 3 )
Đây là hệ dẫn động điều khiển ly hợp bằng các thanh đòn, khớp nối. Đồng thời kết
hợp với lực đẩy của khí nén.
Nguyên lý làm việc :
25
Copyright: Tài liệu đại học ©