Kết cấu và tính toán ô tô - Ly hợp ô tô 
Kết cấu và tính toán ôtô: (Phần truyền lực trên ôtô) - Ngành Công nghệ Ôtô

GVC. Ths. Lê Văn Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN
1



J
lh

J
a

e


b

a

1
3
2
4
Kết cấu và tính toán ôtô: (Phần truyền lực trên ôtô) - Ngành Công nghệ Ôtô

GVC. Ths. Lê Văn Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN
2b
: Tốc độ góc trục ly hợp, [rad/s];

a
: Tốc độ góc trục thứ cấp hộp số, [rad/s];
J

g
G
J
a
a
=
(2-1)
Thay = (
a
.i
p
.i
o
).r
bx
(2-2)
Suy ra :
2








=
op
bx
a

chúng). áp dụng phơng trình mô men xung lợng trong thời gian t[s] đối với chuyển
động của hệ trục về phía bánh răng (4) :
P
4
.r
4
.t = J
a
.(
a
' -
a
) (2-4)
Trong đó :
P
4
: Lực tác dụng lên răng bánh răng (4) trong thời gian gài số t, [N];
r
4
: Bán kính vòng lăn của bánh răng (4), [m];

a
: Tốc độ góc của trục thứ cấp hộp số trớc khi gài số, [rad/s];

a
' : Tốc độ góc của trục thứ cấp hộp số sau khi gài số, [rad/s];
Tơng tự, ta có phơng trình mô men xung lợng trong thời gian t[s] đối với
chuyển động của hệ trục về phía bánh răng (3) :
P
3

: Lực tác dụng lên răng bánh răng (3) trong thời gian gài số t, [N];
r
3
: Bán kính vòng lăn của bánh răng (3), [m];

b
: Tốc độ góc của trục ly hợp trớc khi gài số, [rad/s];
i
12
: Tỷ số truyền của cặp bánh răng (1) và (2) : i
12
= r
2
/r
1
;
i
34
: Tỷ số truyền của cặp bánh răng (3) và (4) : i
34
= r
4
/r
3
;
Vì P
3
= P
4
, nên từ hai phơng trình (2-4) và (2-5) ta rút ra đợc tốc độ góc của trục

bánh răng (4) trong thời gian t khi ngắt ly hợp. Lúc này mô men quán tính J
e
không còn
tham gia trong các biểu thức (2-5) và (2-6); nghĩa là :
Kết cấu và tính toán ôtô: (Phần truyền lực trên ôtô) - Ngành Công nghệ Ôtô

GVC. Ths. Lê Văn Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN
4ahlh
habhlha
JiJ
iiJJ
trP
+

=
2
4
'
4
.
)..(..
..

(2-7)
So sánh (2-7) với (2-6), ta có :

()

a
h
e
lh
lh
J
J
JiJ
J
J
i
J
J
J
P
P
1..
.1
2
2
4
'
4
(2-8)
Nếu J
lh
<< J
e
thì (2-8) có thể viết gần đúng lại nh sau :


i
P
P
2
2
4
'
4
(2-9)
Vì J
lh
<< J
e
, nên








+<<








a
=
10[kg.m
2
]; J
lh
= 0,02 [kg.m
2
] thì
02,0
4
'
4
=
P
P
; nghĩa là lực tác dụng lên răng của bánh răng
khi gài số có ngắt ly hợp giảm đợc 50 lần.
Từ phơng trình (2-7) ta cũng thấy rằng : dù có ngắt ly hợp khi gài số, vẫn tồn tại
xung lực do sự chênh lệch tốc độ góc giữa hai số truyền (
b
-
a
.i
h
). Xung lực này vẫn
phụ thuộc vào mô men quán tính của ly hợp (J
lh
). Vì vậy để tránh sự va đạp các răng khi
gài số, trớc hết cần phải làm đồng đều tốc độ góc trớc khi gài số. Muốn thế, trong hộp


Hình H2-2 : Sơ đồ mô hình hệ thống truyền lực khi phanh
Chú thích :

1 : Bánh đà động cơ; 2: Ly hợp; 3 : Hộp số; 4: Truyền động các đăng;
5 : Truyền lực chính và vi sai; 6: Cơ cấu phanh bánh xe;
e
: Tốc độ góc trục
khuỷu động cơ, [rad/s];
b
: Tốc độ góc trục bánh xe, [rad/s];

Khi phanh xe bằng cơ cấu phanh bánh xe (6), xe sẽ chuyển động chậm dần với gia
tốc tịnh tiến chậm dần là j
p
=
dt
d

(

là tốc độ tịnh tiến của xe trong quá trình phanh, tính
bằng [m/s]) và các chi tiết quay trong hệ thống truyền lực cũng quay chậm dần. Nếu ly
hợp đang đóng thì trục khuỷu động cơ cũng quay chậm dần với gia tốc góc là :

dt
d
r
ii
dt

Kết cấu và tính toán ôtô: (Phần truyền lực trên ôtô) - Ngành Công nghệ Ôtô

GVC. Ths. Lê Văn Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN
6

ở đây :
i
p
: Tỷ số truyền của hộp số;
i
o
: Tỷ số truyền của truyền lực chính;
r
bx
: Bán kính lăn bánh xe chủ động, [m];
Các thông số khác đã chú thích ở trên.
Vì vậy xuất hiện mô men lực quán tính (tính bằng[Nm]) của bánh đà bằng:
M
j
= J
e

e
= J
e
.
dt
d
r
ii

Trong đó :
: Hệ số bám giữa lốp với mặt đờng khi phanh;
: Hệ số xét đến ảnh hởng của các khối lợng quay trong hệ thống truyền
lực; có thể tính gần đúng bằng : = 1+(0,04ữ0,06).
2
h
i
; với i
h
là tỷ số truyền
của hộp số.
g : Gia tốc trọng trờng, g = 9,81 [m/s
2
];
Khi đó mô men lực quán tính cực đại có thể truyền qua ly hợp là :
M
jmax
=


g
r
iiJ
bx
ohe
.1
(2-14)
Thực nghiệm chứng tỏ rằng M
jmax
có giá trị lớn hơn mô men xoắn cực đại của

Với yêu cầu nêu trên, hiện nay trên ôtô máy kéo sử dụng nhiều loại ly hợp. Và tuỳ
theo tính chất truyền mô men, đặc điểm kết cấu..v.v có thể có các cách phân loại sau :
+ Dựa theo tính chất truyền mô men, ngời ta phân ra các loại ly hợp ma sát cơ
khí, ly hợp thủy lực, ly hợp điện từ.
+ Dựa theo hình dạng của bộ phận ma sát cơ khí, có thể chia ra : Ly hợp ma sát
đĩa (đĩa phẳng), ly hợp ma sát đĩa côn (đĩa bị động có dạng hình côn), ly hợp ma sát hình
trống (kiểu tang trống và guốc ma sát ép vào tang trống).
+ Theo đặc điểm làm việc, có thể chia ra : loại thờng đóng và không thờng đóng
Kết cấu và tính toán ôtô: (Phần truyền lực trên ôtô) - Ngành Công nghệ Ôtô

GVC. Ths. Lê Văn Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN
8

2. Phân tích đặc điểm kết cấu và xác định các thông số cơ bản
của ly hợp :
2.1 Phân tích đặc điểm kết cấu các loại ly hợp:
2.1.1 Ly hợp ma sát cơ khí : Đây là loại ly hợp mà mô men ma sát hình thành ở ly hợp
nhờ sự ma sát của các bề mặt ma sát cơ khí. Loại này đợc sử dụng phổ biến trên hầu hết
các ôtô nhờ kết cấu đơn giản, dễ bảo dỡng sữa chữa thay thế (hình H2-3).
Tuỳ theo hình dạng và đặc điểm kết cấu, có thể chia chúng ra làm các kiểu sau :
) Theo hình dạng của bộ phận ma sát, có thể chia ra : Ly hợp ma sát đĩa (đĩa
phẳng), ly hợp ma sát đĩa côn (đĩa bị động có dạng hình côn), ly hợp ma sát hình trống
(kiểu tang trống và guốc ma sát ép vào tang trống).
Ly hợp ma sát đĩa có dạng hình côn và hình trống ngày nay không dùng nữa vì mô
men quán tính của phần bị động khá lớn, ảnh hởng không tốt đến việc gài số.
Ly hợp ma sát đĩa phẳng dùng phổ
biến. Tuỳ theo cấu tạo có thể có kiểu một
đĩa, kiểu hai đĩa hoặc có thể nhiều đĩa.
Ly hợp ma sát một đĩa bị động
đợc sử dụng phổ biến ở hầu hết các loại

nhiên do giới hạn bởi độ cứng tối thiểu của lò xo nên hệ thống truyền lực không thể tránh
khỏi sự dao động cộng hởng ở tần số thấp. Bởi vậy cần phải có các vành ma sát (5) hoặc
(9) để tiêu hao năng lợng dao động cộng hởng ở tần số thấp. Tổ hợp các lò xo đàn hồi
(3) cùng các vành ma sát gọi chung là bộ giảm chấn. Khi có bộ giảm chấn, thì khối lợng
và do đó mô men quán tính của cụm đĩa bị động tăng lên, ảnh hởng không tốt đến quá
trình gài số cho hộp số. Do vậy đĩa bị động có thể có hoặc không có bộ giảm chấn.
Kiểu ly hợp ma sát hai đĩa chỉ đợc dùng trên xe tải lớn (vì cần truyền mô men
quay lớn). Nhợc điểm của kiểu này là kết cấu phức tạp, việc mở ly hợp khó dứt khoát
(khó cách ly các đĩa bị động khỏi phần chủ động); tuy nhiên việc đóng ly hợp là êm dịu
hơn loại một đĩa (nhờ sự tiếp xúc của các bề mặt ma sát đợc tiến hành từ từ hơn).

Hình H2-4 : Ly hợp ma sát hai đĩa bị động.
Kết cấu và tính toán ôtô: (Phần truyền lực trên ôtô) - Ngành Công nghệ Ôtô

GVC. Ths. Lê Văn Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN
10

) Theo đặc điểm kết cấu của lò xo ép, có thể chia ly hợp ma sát cơ khí ra :
+ Ly hợp ma sát cơ khí kiểu nhiều lò xo ép hình trụ bố trí xung quanh (xem
các hình H2-3 và H2-4) : Kiểu này có kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, có độ tin cậy cao (nếu
một lò xo bị gẫy ly hợp vần làm việc đợc). Nhợc điểm là áp lực sinh ra ở các bề mặt ma
sát dễ không đều. Loại này đợc sử dụng phổ biến trên xe tải, máy kéo và một số xe con.
+ Ly hợp ma sát cơ khí kiểu lò xo ép trung tâm: chỉ gồm duy nhất một lò xo
hình côn (hoặc có thể một hoặc hai lò xo trụ) bố trí ở giữa. Nhờ vậy áp suất sinh ra ở các
bề mặt ma sát là đồng đều. Tuy nhiên độ tin cậy thấp (nếu lò xo gẫy thì ly hợp mất tác
dụng), kết cấu đòn mở phức tạp và điều chỉnh rất khó khăn nên ít sử dụng.
+ Ly hợp ma sát cơ khí kiểu lò xo ép đĩa nón cụt (xem hình H2-5) chỉ có một lò

7000
0.0000 0.0005 0.0010 0.0015 0.0020 0.0025 0.0030 0.0035 0.0040

[m]
F
lx
[N]

Hình H2-6 : Đặc tính phi tuyến của lò xo ép đĩa côn.

) Theo đặc điểm làm việc, có thể chia ra : Loại ly hợp thờng đóng và ly hợp
không thờng đóng.
+ Ly hợp thờng đóng là loại ly hợp kiểu lò xo ép thờng xuyên đóng trong quá
trình làm việc nh các loại đã nêu ra ở trên. Ly hợp chỉ đợc mở thông qua hệ thống dẫn
động dới tác dụng của lực đạp ở bàn đạp ly hợp.
+ Ly hợp không thờng đóng là loại ly hợp không có lò xo ép. Đĩa bi động và chủ
động đợc ép vào nhau thông qua một hệ thống đòn đặc biệt. Việc đóng hoặc mở ly hợp
đều phải thông qua hệ thông đòn này dới tác động lực điều khiển của ngời lái.
Đối với máy kéo xích trong nông nghiệp hoặc các máy kéo xích chuyên dùng
trong ngành xây dựng, chúng thờng có hệ thống điều khiển riêng biệt nhờ các ly hợp
chuyển hớng và phanh. Mặc khác, trong quá trình làm việc, chúng không những làm
việc nhiều với các số tiến mà cả với số lùi thậm chí cả số Mo nh khi điều khiển các
liên hợp máy đào hố xúc đất hay những công việc trồng cây chăm bón cây trong nông
nghiệp. Loại ly hợp không thờng đóng có mô men quán tính của phần bị động ly hợp
Kết cấu và tính toán ôtô: (Phần truyền lực trên ôtô) - Ngành Công nghệ Ôtô

GVC. Ths. Lê Văn Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN
12

khá lớn nên thờng phải có phanh con riêng để hãm trục ly hợp trớc khi gài số nhằm

GVC. Ths. Lê Văn Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN
13

2.2 Xác định các thông số cơ bản của ly hợp :
Việc xác định các thông số cơ bản của ly hợp chính là xác định số lợng và kích
thớc bề mặt ma sát nhằm bảo đảm yêu cầu truyền hết mô men quay của động cơ trong
mọi điều kiện làm việc.
2.2.1 Mô men ma sát yêu cầu của ly hợp :
Để bảo đảm yêu cầu truyền hết mô men quay của động cơ trong mọi điều kiện
làm việc, thì ly hợp phải có khả năng truyền đợc mô men quay lớn hơn mô men xoắn
lớn nhất của động cơ M
emax
. Nghĩa là ta phải có :
M
ms
= M
emax
. (2-15)
Trong đó :
M
ms
: Mô men ma sát cần thiết ly hợp, [N.m];
M
max
: Mô men xoắn lớn nhất của động cơ, [N.m]. Đối với máy kéo mô men này
lấy bằng mô men danh nghĩa M
n
của động cơ;
: Hệ số dự trữ của ly hợp.
Hệ số dự trữ ly hợp phải đủ lớn (>1) để bảo đảm cho ly hợp truyền hết mô men

Nh vậy, căn cứ vào chủng loại xe và điều kiện làm việc thờng xuyên của nó mà
ta chọn hệ số thích hợp; từ đó xác định đợc mô men ma sát cần thiết của ly hợp theo
công thức (2-15). Thực tế, để tạo ra mô men ma sát này, ly hợp phải nhờ một cơ cấu ép;
với ly hợp thờng đóng thì đó là lò xo ép, còn với ly hợp không thờng đóng, phải thông
qua một hệ thống đòn đặc biệt nh đã chỉ ra trên hình H2-7.
Nếu gọi lực ép tổng cộng do cơ cấu ép tạo ra là P [N], đặt tại bán kính trung bình
R
tb
[m] của đĩa ép, thì mô men ma sát của ly hợp M
ms
[N.m] do cơ cấu ép tạo ra là :
M
ms
= à.P.R
tb
.z
ms
(2-16)
Trong đó :
à : Hệ số ma sát trợt giữa tấm ma sát và đĩa ép hoặc bánh đà;
z
ms
: Số đôi bề mặt ma sát; phụ thuộc vào số đĩa bị động của ly hợp:
+ Ly hợp một đĩa bị động : z
ms
= 2
+ Ly hợp hai đĩa bị động : z
ms
= 4
Mặc khác, nếu gọi p [N/m

R
tb
=
2
1
2
2
3
1
3
2
3
2
RR
RR


(2-17)
Kết cấu và tính toán ôtô: (Phần truyền lực trên ôtô) - Ngành Công nghệ Ôtô

GVC. Ths. Lê Văn Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN
15

ở đây : R
1
,R
2
là bán kính trong và bán kính ngoài bề mặt ma sát [m];
Nh vậy, nếu kích thớc của bề mặt ma sát đã xác định, từ (2-15,16 và 17) ta suy
ra lực ép cần thiết P [N] mà cơ cấu ép phải tạo ra để bảo đảm cho ly hợp có đợc mô

ms
= 2) thì lực ép F và do đó kích thớc của đĩa ép (R
2
) phải tăng khi mô men xoắn của
động cơ tăng.
2.2.2 Bán kính bề mặt ma sát của ly hợp : Các bán kính trong R
1
và bán kính ngoài R
2

của bề mặt ma sát ly hợp đợc xác định trớc hết bảo đảm sao cho áp suất làm việc của
các bề mặt ma sát (nh đã nêu ra ở trên) không vợt quá giới hạn cho phép. Từ (2-15) và
(2-17) suy ra :
R
2
=
()
3
3
Rms
maxe
k1.p...z.2
M..3
à

(2-19)
Trong đó :
p : áp suất làm việc cho phép của các bề mặt ma sát, [N/m
2
];

Giá trị giới hạn trên đợc áp dụng cho ôtô có động cơ nhiều xy lanh (lớn hơn 4),
đặc tính động lực của xe tốt và làm việc trong điều kiện đờng sá tốt (ít phải sang số) và
ngợc lại ôtô có động cơ ít xy lanh, đặc tính động lực của xe không tốt và làm việc trong
điều kiện đờng sá xấu.
Hệ số tỷ lệ k
R
có thể chọn theo kinh nghiệm bằng k
R
= 0,53 ữ 0,75. Giá trị nhỏ chỉ
dùng cho xe có động cơ tốc độ trung bình và thấp và đặc tính động lực xe tốt (ít phải
sang số). Với động cơ cao tốc, nếu chọn hệ số k
R
bé (tức R
1
và R
2
khác nhau lớn) thì
chênh lệch tốc độ trợt tiếp tuyến ở mép trong và mép ngoài của tấm ma sát sẽ lớn, gây
ra sự mòn không đều từ trong ra ngoài tấm ma sát, thời hạn phục vụ của tấm ma sát sẽ
giảm. Vì vậy đối với động cơ cao tốc nên chọn hệ số tỷ lệ k
R
về phía giới hạn trên.
Hệ số ma sát à phụ thuộc vào nhiều yếu tố : vật liệu và tình trạng của đôi bề mặt
ma sát, tốc độ trợt tơng đối, nhiệt độ và áp suất trên bề mặt ma sát. Đối với ly hợp ma
sát cơ khí ôtô máy kéo, hệ số ma sát giữ phê-ra-đô đồng với gang (hoặc thép) thì hệ số
ma sát à có thể đạt đến 0,35. Tuy vậy, do ảnh hởng của các yếu tố nhiệt độ, tốc độ trợt
.v.v.. nên khi tính toán chỉ chọn trong khoảng à = 0,22 ữ 0,30.
Số đôi bề mặt ma sát z
ms
thông thờng bằng 2 (tức ly hợp một đĩa bị động, vì nh

2
ở trên; nghĩa là R
1
= k
R
R
2
. Kết cấu và tính toán ôtô: (Phần truyền lực trên ôtô) - Ngành Công nghệ Ôtô

GVC. Ths. Lê Văn Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN
17

2.2.3 Công trợt riêng của ly hợp :
Việc xác định kích thớc của bề mặt ma sát theo điều kiện áp suất làm việc không
vợt quá giá trị cho phép nh trên cha đủ để đánh giá khả năng chống mòn của ly hợp.
Khi các ly hợp khác nhau có cùng áp suất làm việc nhng với ôtô máy kéo có trọng
lợng khác nhau thì sự hao mòn của ly hợp sẽ khác nhau.
Ta biết rằng, quá trình đóng êm dịu ly hợp bao giờ cũng kèm theo sự trợt ly hợp
giữa các đôi bề mặt ma sát. Sự trợt của ly hợp sẽ làm cho các bề mặt ma sát mòn, đồng
thời sinh nhiệt nung nóng các chi tiết tiếp xúc trực tiếp với các bề mặt trựơt. Nếu cờng
độ trợt quá mạnh sẽ làm mòn nhanh các bề mặt ma sát và nhiệt sinh ra sẽ rất lớn, có thể
làm cháy cục bộ các tấm ma sát, làm nung nóng lò xo ép từ đó có thể làm giảm khả năng
ép của chúng.
Vì vậy, việc nghiên cứu xác định công trợt, công trợt riêng để hạn chế sự mòn
khống chế nhiệt độ cực đại nhằm bảo đảm tuổi thọ cho ly hợp là hết sức cần thiết.
a) Công trợt riêng: Để đánh giá tuổi thọ của ly hợp theo điều kiện trợt, ngời
ta dùng chỉ tiêu công trợt riêng; đợc xác định bằng công trợt trên một đơn vị diện tích

: Bán kính trong của bề mặt ma sát, [m].
Sự trợt của ly hợp diễn ra ngay sau khi gài số và thực hiện đóng ly hợp. Điều đó
có thể xẫy ra lúc xe đang chạy hoặc khi bắt đầu khởi hành xe; trong đó trờng hợp xe bắt
đầu khởi hành sẽ có công trợt lớn nhất vì lúc này sự chênh lệch tốc độ giữa bánh đà
động cơ và tốc độ trục ly hợp (xe đang đứng yên) là lớn nhất.

Kết cấu và tính toán ôtô: (Phần truyền lực trên ôtô) - Ngành Công nghệ Ôtô

GVC. Ths. Lê Văn Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN
18

b) Công trợt ly hợp: Sự trợt ly hợp khi khởi hành xe cũng có thể có hai trờng
hợp : sự trợt ly hợp do đóng ly hợp đột ngột hoặc sự trợt ly hợp do đóng ly hợp từ từ.
- Khi đóng ly hợp đột ngột (lái xe thả nhanh bàn đạp ly hợp) làm cho đĩa ép lao nhanh
vào đĩa bị động, thời gian trợt ngắn nhng lực ép tăng lên nhanh làm cho xe bị giật
mạnh, gây tải trọng động lớn đối với hệ thống truyền lực (do quán tính lao vào của
đĩa ép, nên làm tăng thêm lực ép tác dụng lên đĩa bị động, mô men ma sát của ly hợp
lúc tăng lên và do vậy ly hợp có thể truyền qua nó một mô men quán tính lớn hơn mô
men ma sát tính toán theo 2-15).
- Khi đóng ly hợp từ từ : Việc đóng ly hợp hợp từ từ tạo đợc sự êm dịu cần thiết cho
ly hợp và hệ thống truyền lực. Đó là một trong những yêu cầu quan trọng của ly hợp
nhằm bảo đảm tính êm dịu và không sinh ra va đập cho hệ thống truyền lực. Tuy
nhiên sự đóng từ từ ly hợp làm cho thời gian trợt kéo dài và do vậy công trợt sẽ
tăng lên.
Để khảo sát công trợt ly hợp trong trờng hợp đóng từ từ, ta xét mô hình tính
toán nh trên hình H2-9 :




e

J
a

a

M,

O
M
ms
(t)
A

a
(t)

e
(t)
M
a
t
1
t
2

t

g
GG
J








+
=
(2-20')
Trong đó :
G
a
: Trọng lợng toàn bộ của ôtô, [N];
G
m
: Trọng lợng toàn bộ của rơ mooc hoặc đoàn xe kéo theo, [N];
g : Gia tốc trọng trờng, g = 9,81 [m/s
2
];
r
bx
: Bán kính làm việc của bánh xe chủ động, [m];
i
h
,i

: Hiệu suất thận của hệ thống truyền lực;
Các thông số khác đã đợc chú thích.
Chúng ta có thể chia quá trình trợt ly hợp làm hai giai đoạn :
Giai đoạn I : Tính từ lúc các bề mặt ma sát bắt đầu chạm vào nhau cho đến lúc
tốc độ góc trục ly hợp bắt đầu tăng (khi mô-men ma sát ly hợp M
ms
vẫn còn nhỏ hơn hoặc
bằng mô-men cản qui dẫn M
a
).
Kết cấu và tính toán ôtô: (Phần truyền lực trên ôtô) - Ngành Công nghệ Ôtô

GVC. Ths. Lê Văn Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN
20

Diễn biến giai đoạn này có thể đặc trng bởi các thông số sau :
- Mô men ma sát ly hợp tăng từ 0 đến M
a
(0 M
ms
(t) M
a
);
- Tốc độ góc trục ly hợp cha tăng (
a
= const);
- Tốc độ góc trục khuỷu động cơ giảm.
- Thời gian trợt giai đoạn I là t
1
;

Trong giai đoạn II, mô men ma sát hình thành ở ly hợp đã lớn hơn mô men cản
chuyển động qui dẫn của ôtô (M
ms
(t) > M
a
) làm gia tốc trục ly hợp và do đó gia tốc
chuyển động của xe mặc dầu tốc độ góc
a
(t) của chúng vẫn còn nhỏ hơn tốc độ góc của
trục khuỷu động cơ
e
(nghĩa là vẫn còn trợt).
Ta có phơng trình xác định công trợt của ly hợp trong trờng hợp tổng quát là :

()
dttttML
t
aems

=
0
0
.)()().(

(2-21)
Trong đó :
M
ms
(t) Mô-men ma sát ly hợp; biến thiên theo t trong khi đóng ly hợp, [N.m];
t


mà còn phụ thuộc vào trình độ chủ quan
của lái xe khi đóng ly hợp (đóng đột ngột hay từ từ). Để có thể xác định đợc công trợt
ly hợp theo phơng trình (2-21), chúng ta cần thiết phải đa ra một số giả thiết trớc theo
một số điều kiện nhất định có thể chấp nhận đợc.
Với mục đích đó, Giáo s N.A. Bukharin đa ra một số giả thiết cho quá trình
đóng ly hợp êm dịu nh sau:
- Tốc độ góc trục khuỷu động cơ không đổi (

e
= const);
- Mo men ma sát ly hợp biến thiên tuyến tính;
- Tốc độ góc trục ly hợp trong giai đoạn đầu (khi M
ms
(t)

M
a
) là không đổi; tức
là
a
= const (xem hình H2-10).
- Ly hợp kết thúc trợt tại một thời điểm nào đó khi mà mômen ma sát M
ms
lớn
hơn hoặc bằng mô-men cực đại của động cơ (M
ms
= k
d
.M

t
a
ae

==

(2-21')
M,

O
M
ms
(t)
k
d
M
emax

a
= c
st

a
(t)

e
= c
st
M
a


+

=
=
a
aed
ms
a
aams
Mtt
t
MMk
tM
dt
td
JMtM
)(
).(
)(
)(
)(
1
2
max

(2-22)
Từ (2-22) suy ra biến thiên tốc độ góc của trục ly hợp trong giai đoạn này là :



a
aed
a
MMk
J
t
tttt
tt
tJ
MMk
t


(2-22')
Khi đó công trợt trong giai đoạn II đợc xác định theo phơng trình :

()
2
2
)(
2
).(
2
1
)..(
3
2
.)().(
21
1

Jt
t
MLLL

+






+=+=
(2-23')
Trong đó :
t
2
: Thời gian trợt của giai đoạn II, đợc xác định từ (2-22');
t
1
: Thời gian trợt của giai đoạn I, đợc xác định theo giả thiết ban đầu :

K
tt
Mk
t
MMk
t
M
edaeda
=



=
).(
1
).(
.
max
2
max
max
21
aed
a
aed
ed
MMk
M
t
MMk
Mk
tt
(2-25)
Từ đó, thời gian trợt toàn bộ t
0
= t
1
+ t
2
trong quá trình đóng ly hợp êm dịu là :









=
=
K
J
t
K
M
t
aea
a
)(2
2
1

(2-25")
Nh vậy, từ biểu thức xác định công trợt ly hợp (2-23') cùng với các biểu thức
tính thời gian đã nêu, ta có những nhận xét sau :
c Khi đóng ly hợp êm dịu, công trợt L phụ thuộc rất lớn vào trọng lợng của xe.
Khi tăng trọng lợng (hoặc kéo thêm đoàn xe) thì công trợt tăng nhanh (vì L tỷ lệ với
M
a
, J

men cực đại (
e
=
M
) và tính toán kiểm tra công trợt riêng ứng với chế độ khởi hành xe
tại chỗ với thời gian trợt tổng cộng nằm trong khoảng t
0
= 1,1 ữ 2,5 [s]. Giá trị công
trợt riêng tính theo công thức (2-20) phải nằm trong giới hạn cho phép (tính cho số
truyền thấp i
hI
với hệ số cản tổng cộng của đờng

= 0,16).
Xe con : l
r
1000 [kJ/m
2
]
Xe khác tải và khách : l
r
800 [kJ/m
2
]
Ngoài ra, để có thể đơn giản hơn trong tính toán, Giáo s A.I Gri-skê-vich đề nghị
sử dụng công thức tính công trợt L (tính bằng [J]) nh sau:
Kết cấu và tính toán ôtô: (Phần truyền lực trên ôtô) - Ngành Công nghệ Ôtô

GVC. Ths. Lê Văn Tụy - Khoa Cơ khí Giao thông - Trờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN
24

: Tốc độ góc của trục khuỷu động cơ khi đóng ly hợp êm dịu, [rad/s].
Tốc độ góc
e
đợc xác định theo chủng loại động cơ :
- Đối với động cơ xăng :
e
=
M
/3 + 50
- Đối với động cơ diêzel :
e
= 0,75
N

Với
M
,
N
là tốc độ góc trục khuỷu động cơ ứng với mô men cực đại, công suất cực đại.
Công trợt riêng trong trờng hợp này cũng kiểm tra theo công thức (2-20) và kết
quả tính công trợt, công trợt riêng của một số xe đợc cho trên bảng phụ lục B2-4.
Đối với máy kéo, kiểm tra công trợt riêng cũng theo công thức (2-20), còn công
trợt L [J] đợc tính theo công thức của Giáo s Lơ-vốp :








Đối với máy kéo, mô men quán tính khối lợng qui dẫn về trục khuỷu động cơ J
e

đợc xác định gần đúng theo mô men quán tính của bánh đà J
bd
nh sau :
J
e
= 1,2.J
bd
(2-28)
Mô men quán tính khối luợng của bánh đà J
bd
[kg.m
2
] bằng :
J
bd
=
( )

=

)3(
)1(
4
)(1
4
)(2)(
4