MỤC LỤC
Trang

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LY HỢP
TRÊN Ô TÔ
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.

Công dụng, phân loại và yêu cầu của ly hợp
Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp ma sát khô
Các thông số của xe ôtô MA3 - 5335
Phân tích, lựa chọn kết cấu cụm ly hợp

2
6
11
13

CHƯƠNG II : NỘI DUNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ
THỐNG, TỔNG THÀNH
2.1. Xác định mômen ma sát của ly hợp

17

2.1.

Xác định kích thước cơ bản của ly hợp

21

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
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.

1.1.2. 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.

2


1.1.2.1. 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

loại xe ôtô du lịch, ôtô vận tải hạng nặng và một vài ôtô quân sự.
* Loại 3 : Ly hợp điện từ - là ly hợp truyền mômen xoắn nhờ tác dụng của từ
trường nam châm điện. Loại này ít được sử dụng trên xe ôtô.
* Loại 4 : Ly hợp liên hợp - là ly hợp truyền mômen xoắn bằng cách kết hợp hai
trong các loại kể trên (ví dụ như ly hợp thủy cơ). Loại này ít được sử dụng trên xe ôtô.
1.1.2.2. Phân loại theo trạng thái làm việc của ly hợp
Theo trạng thái làm việc của ly hợp thì người ta chia ly hợp ra thành 2 loại sau :
+ Ly hợp thường đóng : loại này được sử dụng hầu hết trên các ôtô hiện nay.
+ Ly hợp thường mở: loại này được sử dụng ở một số máy kéo bánh hơi như C-80,
C-100, MTZ2 ...

1.1.2.3. 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 :

4


+ 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.

lực trong thời gian ngắn (vì mở không dứt khoát sẽ làm cho khó gài số được êm dịu).
+ Mômen quán tính của phần bị động của ly hợp phải nhỏ để: giảm tải trọng động
tác dụng lên các bánh răng và bộ đồng tốc khi sang số ; nhanh chóng có sự đồng tốc
giữa bánh răng chủ động và bánh răng bị động của hộp số và gài số được êm dịu, giảm
các va đập lên bánh răng.
+ Mô men ma sát không đổi khi ly hợp ở trạng thái đóng.
+ Điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ tránh gây mệt mỏi cho người
lái xe.
+ Các bề mặt ma sát phải thoát nhiệt tốt.
+ Giá thành của bộ ly hợp rẻ, tuổi thọ cao, kết cấu đơn giản kích thước nhỏ gọn, dễ
tháo lắp và sửa chữa bảo dưỡng.
+ Ly hợp làm nhiệm vụ bộ phận an toàn để tránh quá tải cho hệ thống truyền lực.
Ly hợp có khả năng trượt khi bị quá tải.
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.
1.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp ma sát khô

6


1.2.1. Sơ đồ cấu tạo của ly hợp loại đĩa ma sát khô
1.2.1.1. Ly hợp ma sát khô một đĩa

1 - bánh đà
2 - đĩa ma
3 - đĩa ép
4 - lò xo ép
5 - vỏ ly hợp
6 - bạc mở
7 - bàn đạp


;

; 17 - lò xo giảm chấn.

1.2.2. Cấu tạo chung của ly hợp loại đĩa ma sát khô
Đối với hệ thống ly hợp, về mặt cấu tạo thì người ta chia thành 2 bộ phận :
+ 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.
Trong phần này, ta xét cấu tạo của cơ cấu ly hợp, nó gồm 3 phần chính : bánh đà, đĩa
ma sát và đĩa ép.
+ Nhóm các chi tiết chủ động 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 bánh đà.
+ Nhóm các chi tiết bị động gồm đĩa ma sát, trục ly hợp. Khi ly hợp mở hoàn toàn
các chi tiết thuộc nhóm bị động sẽ đứng yên.
Theo sơ đồ cấu tạo Hình 1.1 - vỏ ly hợp 5 được bắt cố định với bánh đà 1 bằng các
bulông, đĩa ép 3 có thể dịch chuyển tịnh tiến trong vỏ và có bộ phận truyền mômen từ
vỏ 5 vào đĩa ép. Các chi tiết bánh đà 1, đĩa ép 3, lò xo ép 4, vỏ ly hợp 5 được gọi là

8


phần chủ động của ly hợp và chi tiết đĩa ma sát 2 được gọi là phần bị động của ly hợp.
Các chi tiết còn lại thuộc bộ phận dẫn động ly hợp.
Đối với một số ôtô vận tải khi cần phải truyền mômen lớn người ta sử dụng ly hợp
ma sát khô hai đĩa bị động. So với ly hợp ma sát khô một đĩa bị động thì ly hợp ma sát
khô hai đĩa bị động có những ưu nhược điểm sau :
+ Nếu cùng một kích thước đĩa bị động và cùng một lực ép như nhau thì ly hợp hai
đĩa truyền được mômen lớn hơn ly hợp một đĩa.

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.
1.2.3.2. Ly hợp ma sát khô hai đĩa – theo Hình 1.2
Trạng thái đóng ly hợp : ở trạng thái này các lò xo ép 7 một đầu tựa vào vỏ ly hợp 8,
đầu còn lại tì vào đĩa ép 5 tạo lực ép để ép chặt toàn bộ các đĩa ma sát 4 và đĩa ép trung
gian 3 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 các đĩa ma sát 4 và đĩa ép trung gian 3 với đĩa ép 5 và lò
xo ép 7. Tiếp đó mômen được truyền vào xương đĩa bị động qua bộ giảm chấn 17 đến
moayơ rồi truyền vào trục ly hợp. Lúc này giữa bi "T" 15 và đầu đòn mở 16 có một khe
hở từ 3-4 mm tương ứng với hành trình tự do của bàn đạp ly hợp từ 30-40 mm.

 10 


Trạng thái mở ly hợp : khi cần ngắt truyền động từ động cơ tới trục sơ cấp của hộp
số thì người lái tác dụng một lực vào bàn đạp 11 thông qua đòn kéo 13 và kéo càng mở
14, bạc mở 9 mang bi "T" 15 sẽ dịch chuyển sang trái. Sau khi khắc phục hết khe hở bi
"T" 15 sẽ tì vào đầu đòn mở 16. Nhờ có khớp bản lề của đòn mở liên kết với vỏ 8 nên
đầu kia của đòn mở 16 sẽ kéo đĩa ép 5 nén lò xo 7 lại để dịch chuyển sang phải tạo khe
hở giữa các đĩa ma sát với các đĩa ép, đĩa ép trung gian và bánh đà. 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

phù hợp trong điều kiện khí hậu và nhiệt độ không khí từ -40 oC ÷ +50 oC.

 12 


1.3. Các thông số kỹ thuật của xe ôtô MA3-5335
Thông số
- Kích thước bao [dài x rộng x cao] (mm)
- Chiều rộng cơ sở [trước và sau] (mm)
- Khoảng sáng gầm xe (mm)
- Chiều dài cơ sở (mm)
- Tải trọng (N)
- Trọng lượng bản thân (N)
Phân cho cầu trước
Phân cho cầu sau
- Trọng lượng toàn bộ xe khi đầy tải (N)
Phân cho cầu trước
Phân cho cầu sau
- Tốc độ cực đại khi đầy tải (km/h)
- Động cơ
- Đường kính xy lanh (mm)
- Hành trình pittông (mm)
- Dung tích buồng đốt (cm3)
- Tỉ số nén

 13 

MA3-5335
7250 x 3000 x 2720
1970 x 1865


1-4-2-5-3-6
134
667
I : 5,26 ; II : 2,9 ;
III : 1,52 ; IV : 1 ;
V : 0,66 ; lùi : 5,48
Dbđ = 0,41
2 đĩa, ma sát khô, dẫn động cơ
khí có cường hóa khí nén
5 số tiến, 1 số lùi
7,73
12 - 20 (300 - 508) (đơn)
12 - 20 (300 - 508) (đôi)

 14 


 15 


Hình 2.1. Các thông số kỹ thuật của xe MA3-3553
1.4. Ly hợp hai đĩa ma sát
1.4.1. Kết cấu ly hợp lắp trên xe MA3 -5335
Ly hợp lắp trên xe MA3-5335 là ly hợp hai đĩa ma sát khô (Hình 1.4)
+ Bộ phận chủ động của ly hợp : gồm bánh đà 24 bắt với vỏ trong ly hợp 19 bằng
các bu lông. Để thực hiện mở ly hợp một cách nhanh chóng và dứt khoát thì giữa đĩa ép
trung gian 26 và bánh đà 24 có đặt lò xo đẩy 1. Lò xo đẩy có tác dụng đẩy đĩa ép trung
gian ra khỏi bề mặt tiếp xúc với đĩa bị động 25 khi mở ly hợp. Để đảm bảo khe hở cần
thiết giữa các bề mặt ma sát của ly hợp khi mở ly hợp, đồng thời đảm bảo cho đĩa ép

Đĩa ma sát ; 26. Đĩa ép trung
gian ; 27. Thanh tựa ; 28.
Moayơ; 29. Bulông bắt chặt

Hình 2.4. Ly hợp lắp trên xe MA3-5335

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.

 17 


+ 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 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 6 thông qua ổ bi kim. Đòn mở ly hợp được điều chỉnh tương tự như ly
hợp trên xe ZIN-130.

 18 


CHƯƠNG 2
NỘI DUNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
2.1. Xác định mômen ma sát của ly hợp
+ Ly hợp cần được thiết kế sao cho nó phải truyền được hết mômen của động cơ và

D2 = 2 R2 = 3,16
+ Trong đó :

M emax
C

Me max - mômen cực đại của động cơ, tính theo Nm.
D2 - đường kính ngoài của đĩa ma sát, tính theo cm.
C - hệ số kinh nghiệm, với ôtô tải → C = 3,6.

→ D2 = 2 R2 = 3,16

667
M emax
= 3,16
~ 43 (cm) = 0,43 m.
3,6
C

+ So sánh đường kính ngoài của đĩa ma sát với đường kính bánh đà động cơ lấy theo
xe tham khảo : Dbđ = 0,41 m (đường kính trong lòng) thì ta thấy rằng :
D2 = 0,43 m > Dbđ = 0,41 m.
+ Như vậy có hai phương án :
- Nếu ta giữ nguyên đường kính ngoài của đĩa ma sát D 2 = 0,43 m và tăng đường
kính bánh đà thì phương án này không thực hiện được. Vì bánh đà thiết kế theo động
cơ, không thể tuỳ tiện thay đổi, ngoài ra còn liên quan đến cân bằng động của động cơ.
- Nếu ta giảm đường kính ngoài từ D 2 = 0,43 m xuống D2 = 0,4 m và tăng số đôi
bề mặt ma sát thì phương án này là phù hợp. Vậy ta chọn phương án này.
+ Ta có D2 = 0,4 m → Bán kính ngoài của đĩa ma sát : R2 = 0,2 m.
+ Bán kính trong của đĩa ma sát được tính theo bán kính ngoài :

b = R2 - R1 = 0,2 – 0,115 = 0,085 (m).
[q] - áp lực riêng cho phép trên bề mặt ma sát.
+ Tra bảng 3, sách hướng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp của ôtô", với nguyên liệu
làm các bề mặt là gang với phêrađô → ta chọn hệ số ma sát : µ = 0,2.
+ Tra bảng 3, sách hướng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp của ôtô", ta xác định áp lực
riêng cho phép : [q] = (100 ÷ 250) (kN/m2).
→ Ta chọn: [q] = 200 kN/m2 .
→ i=

Mc
1334
=
= 2,40.
2
2
2.3,14.0,161 .0,085.0,2.200.10 3
2πR tb bµ[q]

+ Số đôi bề mặt ma sát phải là số chẵn ⇒ ta lấy i = 4.
+ Vậy số lượng đĩa ma sát của ly hợp là : n = 2.
+ Kiểm tra áp suất trên bề mặt ma sát theo công thức :
q=

Mc
1334
=
= 119970,87 (N/m2) = 119,97 (kN/m2).
2
2.3,14.0,1612.0,085.0,2.4
2πR tb bµi

io ih i f (0,95M e max it − Grbψ )

Trong đó :
L - công trượt của ly hợp khi khởi động tại chỗ (Nm).
G - trọng lượng toàn bộ của ôtô. G = 146500 N.
Me max - mômen xoắn cực đại của động cơ. Me max = 667 Nm.
no - số vòng quay của động cơ khi khởi động ôtô tại chỗ. Chọn n o = 0,75 ne max
no = 0,75. 2100 = 1575 (vg/ph) với ne max là số vòng quay cực đại của động cơ.
rb - bán kính làm việc trung bình của bánh xe (m) : rb = λ1 ro với ro : bán kính
thiết kế của bánh xe. Ta có kích thước lốp là : 12 - 20 inch (300 - 508) ; H/B = 1 →
ro = 300 + 254 = 554 (mm) = 0,554 m. Và λ1 là hệ số kể đến sự biến dạng của lốp. Vì
lốp áp suất thấp nên λ1 = 0,935 → rb = λ1 ro

= 0,935 . 0,554 = 0,518 (m).

it - tỉ số truyền của hệ thống truyền lực. it = io . ih . if = 40,66.
io - tỉ số truyền của truyền lực chính.

io = 7,73.

ih - tỉ số truyền của hộp số chính.

ih = ih1 = 5,26.

if - tỉ số truyền của hộp số phụ.

if = 1.

Ψ - hệ số cản tổng cộng của đường. Ψ = f + tgα với f - hệ số cản lăn; α - góc
dốc của đường, khi tính toán ta có thể chọn Ψ = 0,16.


[lo] - công trượt riêng cho phép. Tra bảng 4 Sách hướng dẫn "Thiết kế hệ
thống ly hợp của ôtô", ta xác định công trượt riêng cho phép: với ôtô tải có trọng
tải > 5 tấn → [lo] = (39,24.104 ÷ 58,86.104) Nm/m2.
L
65,76.10 3
⇒ lo = π ( R 2 − R 2 ) i =
= 25,37.104 (Nm/m2) < [lo].
2
2
3
,
14
(
0
,
175
−
0
,
10
)
4
2
1

+ Vậy công trượt riêng thỏa mãn điều kiện cho phép.
2.3.3. Kiểm tra theo nhiệt độ các chi tiết
+ Công trượt sinh nhiệt làm nung nóng các chi tiết như đĩa ép, đĩa ép trung gian ở ly
hợp 2 đĩa, lò xo, ...

2n
4
n
2

[∆T] - độ tăng nhiệt độ cho phép của chi tiết. Với ôtô không có kéo rơmoóc :
[∆T] = 8 oC ÷ 10 oC.
+ Nhận xét :
- Đối với đĩa ép trung gian khi bị trượt thì cả hai bề mặt đều tham gia.
- Đối với đĩa ép ngoài và bánh đà khi bị trượt thì chỉ có 1 bề mặt tham gia.
Như vậy đĩa ép trung gian và đĩa ép ngoài có khối lượng tương đương nhau, bánh
đà có khối lượng lớn hơn. Nhưng khi bị trượt thì đĩa ép trung gian có độ tăng nhiệt độ
gấp hai lần so với đĩa ép ngoài và bánh đà. Do đó ta chỉ cần kiểm tra độ tăng nhiệt độ
của đĩa ép trung gian nên đảm bảo điều kiện cho phép là được. Tra bảng 5 Sách hướng
dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp của ôtô", ta xác định trọng lượng của đĩa ép trung gian :
Gt = 12 kg.
⇒ ∆T =

γ L
γ L
0,5.6,71.10 3
=
=
= 5,69 oC < [∆T].
cmt 427cGt
427.0,115.12

Vậy đĩa ép trung gian thỏa mãn độ tăng nhiệt độ cho phép.
+ Khi đĩa ép ngoài bị nung nóng (với độ tăng nhiệt độ ∆T chỉ bằng 1/2 độ tăng nhiệt
độ của đĩa ép trung gian), thì lò xo ép cũng có độ tăng nhiệt độ còn nhỏ hơn độ tăng

Hình 3.1. Cấu tạo đĩa ma sát của xe MA3-5335

F1 =

M emax r1
667.0,135
=
= 889,33 (N).
2
2
2(r1 + r2 )
2(0,135 2 + 0,18 2 )

F2 =

M emax r2
667.0,18
=
= 1185,78 (N).
2
2
2(r1 + r2 )
2(0,135 2 + 0,18 2 )

+ Đinh tán được kiểm tra theo ứng suất cắt và ứng suất chèn dập.

 25 