BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM
VIỆN CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN MƠN HỌC THIẾT KẾ Ơ TÔ
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP

Giảng viên hướng dẫn: Phạm Văn Thức
Sinh viên thực hiện: Mai Tiến Mạnh
Lớp: CO18CLCB – MSSV:18H1080083

Thành Phố Hồ Chí Minh, 2021
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT TPHCM

VIỆN CƠ KHÍ

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc Lập- Tự Do- Hạnh Phúc


BỘ MƠN CƠ KHÍ Ơ TƠ

----***----

--------------------------------

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MƠN HỌC THIẾT KẾ Ô TÔ
HỌ VÀ TÊN: Mai Tiến Mạnh
NGÀNH: Cơ khí ơ tơ

MSSV: 18H1080083
LỚP: CO18CLCB

THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP
1/. Số liệu ban đầu:
- Loại xe: tải

Công thức bánh xe: 4x2

Khối lượng xe đầy tải (kg): 6000

- Khối lượng xe đầy tải phân bố lên cầu chủ động (kg): 3900;
- Cỡ lốp trước/sau: 7.00-16/7.00-16.
- Vị trí lắp động cơ (cầu trước/sau): cầu trước;
- Loại hộp số: cơ khí; Số cấp: 5
- Tỷ số truyền hộp số (Số I=5,315;II=3,053;III=1,655;IV=1,000;V=0,721; số lùi
=5,068)
- Tỷ số truyền cầu chủ động: i0 = 5,125
- Loại động cơ: diesel;
Cơng suất cực đại (Nemax)/ vịng quay (nN): 91/2600 kW/v/ph
- Mô men xoắn cực đại (Memax)/ ở vịng quay (nM): 354/1500 Nm/v/ph
2/. Tham khảo: Các ơ tơ cùng cỡ loại
2


3/. Nội dung thuyết minh:
- Tính tốn thiết kế ly hợp
- Tính tốn thiết kế dẫn động điều khiển ly hợp
4/. Yêu cầu sơ đồ, bản vẽ:
- Sơ đồ nguyên lý ly hợp thiết kế (khổ tự chọn)

- Bản vẽ lắp ly hợp (khổ A1;A2)
- Bản vẽ cụm, chi tiết (theo hướng dẫn)
Ngày giao nhiệm vụ:
Ngày hoàn thành:
Ngày

tháng

năm 2021

Cán bộ hướng dẫn
Th.S Phạm Văn Thức

3


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN
................................................................................................................................
.........
................................................................................................................................
.........
................................................................................................................................
.........
................................................................................................................................
.........
................................................................................................................................
.........
................................................................................................................................
.........
................................................................................................................................

.........
................................................................................................................................
.........
................................................................................................................................
.........
................................................................................................................................
.........
................................................................................................................................
.........
................................................................................................................................
.........
................................................................................................................................
.........
................................................................................................................................
.........
................................................................................................................................
.........
................................................................................................................................
.........
................................................................................................................................
.........
................................................................................................................................
.........
................................................................................................................................
.........
................................................................................................................................
.........

4



................................................................................................................................
.........
................................................................................................................................
.........
................................................................................................................................
.........
................................................................................................................................
.........
................................................................................................................................
.........
................................................................................................................................
.........
................................................................................................................................
.........
................................................................................................................................
.........
................................................................................................................................
.........
................................................................................................................................
.........

5


................................................................................................................................
.........LỜI NĨI ĐẦU

Kết cấu và tính tốn thiết kế ơ tô là một kiến thức không thể thiếu
đối với một kỹ sư

cơ khí chun ngành ơ tơ, nhằm cung cấp các kiến thức cơ sở về ô tô
và kết cấu ô tô.
Thông qua đồ án thiết kế ô tô, mỗi sinh viên được hệ thống lại các
kiến thức đã học
nhằm tính tốn thiết kế các chi tiết của ơ tơ theo các chỉ tiêu chủ yếu
về khả năng làm việc, thiết kế kết cấu các chi tiết ô tô, ly hợp, hộp số,
cầu chủ động... chọn cấp chính xác, lắp ghép và phương pháp trình bà
y bản vẽ, trong đó cung cấp nhiều số liệu mới về phương pháp tính, về
dung sai lắp ghép và các số liệu tra cứu khác. Do đó khi thực hiện đồ
án thiết kế ơ tơ phải tham khảo các giáo trình như: Chi tiết máy, Sổ ta
y cơng nghệ chế tạo máy, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động cơ khí, Dung
sai và lắp ghép, Nguyên lý máy, Sức bền vật liệu, Vật liệu kĩ thuật, lý t
huyết ơ tơ, thiết kế và tính tốn ơ tơ... giúp sinh viên củng cố lại kiến t
hức đã học cũng như từng bước làm quen với công việc thiết kế và ng
hề nghiệp sau này của mình.
Dù đã trải qua đồ án thiết kế chi tiết máy nhưng đây là lần đầu tiên
làm quen với công việc thiết kế một bộ phận của ô tô, với một khối lượ
ng kiến thức tổng hợp khá lớn,
và có nhiều phần em chưa nắm vững, dù đã tham khảo các tài liệu so
ng khi thực hiện đồ
6


án, trong q trình tính tốn khơng thể tránh được những thiếu sót. E
m mong được sự góp ý và giúp đỡ của các thầy.
Em xin chân thành cảm ơn.
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2021
Sinh viên thực hiện

Mai Tiến Mạnh


Mục lục

7


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:
Trong hệ thống truyền lực của ôtô, ly hợp là một trong những cụm chính, nó có
cơng dụng là :
- Nối động cơ với hệ thống truyền lực khi ôtô di chuyển.
- Ngắt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong trường hợp ôtô khởi hành hoặc
chuyển số.
- Đảm bảo là cơ cấu an toàn cho các chi tiết của hệ thống truyền lực không bị quá
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, khơng 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.
8



+ 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. Cịn 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.
- Theo vật liệu chế tạo bề mặt ma sát gồm có :
+ Thép với gang.
+ Thép với thép.
+ Thép với phêrađô hoặc phêrađô đồng.
+ Gang với phêrađô.
+ Thép với phêrađô cao su.
- Theo đặc điểm của mơi trường ma sát gồm có :
+ Ma sát khơ.
9


+ Ma sát ướt (các bề mặt ma sát được ngâm trong dầu).


Ly hợp một đĩa ma sát

Ly hợp hai đĩa ma sát

Ưu điểm của ly hợp ma sát là : kết cấu đơn giản, dễ chế tạo.
Nhược điểm của ly hợp ma sát là : các bề mặt ma sát nhanh mòn do hiện tượng
trượt tương đối với nhau trong q trình đóng ly hợp, các chi tiết trong ly hợp bị nung
nóng do nhiệt tạo bởi một phần công ma sát.
Tuy nhiên ly hợp ma sát vẫn được sử dụng phổ biến ở các ôtô hiện nay do những
ưu điểm của nó.
Loại 2 : Ly hợp thủy lực : là ly hợp truyền mômen xoắn bằng năng lượng của chất
lỏng (thường là dầu).
Ưu điểm của ly hợp thủy lực là : làm việc bền lâu, giảm được tải trọng động tác
dụng lên hệ thống truyền lực và dễ tự động hóa q trình điều khiển xe.

10


Nhược điểm của ly hợp thủy lực là : chế tạo khó, giá thành cao, hiệu suất truyền
lực nhỏ do hiện tượng trượt.
Loại ly hợp thủy lực ít được sử dụng trên ôtô, hiện tại mới được sử dụng ở một số
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.
1.2.2. 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 100 , C - 80 , 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 ngồi 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 vịng trịn và có thể
đặt một hoặc hai hàng.
- Lị xo trung tâm (dùng lị xo cơn).
Theo đặc điểm kết cấu của lị xo có thể dùng lị xo trụ, lị xo đĩa, lị xo cơn.
Trong các loại trên thì ly hợp dùng lị xo trụ bố trí xung quanh được áp dụng khá
phổ biến trên các ơtơ hiện nay, vì nó có ưu điểm kết cấu gọn nhẹ, tạo được lực ép lớn
theo yêu cầu và làm việc tin cậy.
11


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 lị
xo cịn 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.
Để điều khiển ly hợp thì người lái phải tác động một lực cần thiết lên hệ thống
dẫn động ly hợp. Loại này được sử dụng hầu hết trên các ôtô dùng ly hợp loại đĩa ma sát
ở trạng thái ln đóng.
Theo đặc điểm kết cấu, nguyên lý làm việc của hệ thống dẫn động ly hợp thì

người ta lại chia ra thành 3 loại sau :
- Dẫn động bằng cơ khí.
- Dẫn động bằng thủy lực và cơ khí kết hợp.
- Dẫn động bằng trợ lực : có thể bằng trợ lực cơ khí (dùng lị xo), trợ lực bằng khí
nén hoặc trợ lực bằng thủy lực. Nhờ có trợ lực mà người lái điều khiển ly hợp dễ dàng,
nhẹ nhàng hơn.
1.3. Yêu cầu ly hợp
Ly hợp là một trong những hệ thống chủ yếu của ôtô, khi làm việc ly hợp phải
đảm bảo được các yêu cầu sau :

12


- Truyền hết mômen của động cơ mà không bị trượt ở bất kỳ điều kiện sử dụng
nào. Muốn vậy thì mơmen ma sát của ly hợp phải lớn hơn mơmen cực đại của động cơ
(có nghĩa là hệ số dự trữ mômen β của ly hợp phải lớn hơn 1).
- Đóng ly hợp phải êm dịu, để giảm tải trọng va đập sinh ra trong các răng của
hộp số khi khởi hành ôtô và khi sang số lúc ôtô đang chuyển động.
- Mở ly hợp phải dứt khoát và nhanh chóng, tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền
lực trong thời gian ngắn (vì mở khơng dứt khốt sẽ làm cho khó gài số được êm dịu).
- Khi đóng ly hợp, yêu cầu phải êm dịu. Tức là, mô men ma sát hình thành ở ly
hợp phải tăng từ từ khi đóng ly hợp; có vậy mới tránh được hiện tượng giật xe và gây
dập răng của các bánh răng trong hộp số cũng như các cơ cấu truyền động khác trong hệ
thống truyền lực.
- Do ly hợp còn là cơ cấu an toàn nên yêu cầu phải tự trượt khi q tải. Nếu
khơmg làm nhiệm vụ an tồn, khi phanh xe đột ngột xe sẽ chuyển động chậm dần với
gia tốc tịnh tiến chậm dần là j p =

dυ
dt


(υ là tốc độ tịnh tiến của xe trong quá trình phanh),

và các chi tiết quay trong hệ thống truyền lực cũng quay chậm dần tương ứng. Nếu ly
hợp đang đóng thì trục khuỷu động cơ cũng quay chậm dần với gia tốc góc là :
εe =

dω e
dω b
1 dυ
= ihio
= ihio
dt
dt
rbx dt

Trong đó :
ip: Tỷ số truyền của hộp số;
io: Tỷ số truyền của truyền lực chính;
rbx: Bán kính lăn bánh xe chủ động;
13


ωe: Tốc độ góc trục khuỷu động cơ;
ωb: Tốc độ góc trục bánh xe;
Vì vậy xuất hiện mơ men lực quán tính của bánh đà bằng theo [2]:
Mj = Jbdεe = Jbd.

ihio


1 dυ
rbx dt

Mô men này sẽ truyền qua ly hợp để tác dụng lên hệ thống truyền lực .Do khi
dυ
dt

phanh xe đột ngột vận tốc v giảm nhanh làm cho
tăng đột ngột, điều này khiến cho
Mj truyền xuống hệ thống truyền lực tăng. Cũng theo lý thuyết ôtô, giá trị lớn nhất của
Mj đạt được khi gia tốc phanh jp đạt giá trị cực đại Jmax.
ϕ .g
 dυ 
J max = 
 =
δ
 dt  max

Trong đó :
φ: Hệ số bám giữa lốp với mặt đường khi phanh;
δ: Hệ số xét đến ảnh hưởng của các khối lượng quay trong hệ thống truyền lực; có
2

thể tính gần đúng bằng : δ = 1+(0,04÷0,06). ih ; với ih là tỷ số truyền của hộp số.
g: Gia tốc trọng trường;
Khi đó mơ men lực qn tính cực đại có thể truyền qua ly hợp theo [2]:
Mjmax =

J bd ih io


1 ϕ .g
rbx δ

Thực nghiệm chứng tỏ rằng M jmax có giá trị lớn hơn mô men xoắn cực đại của
động cơ rất nhiều lần và có thể làm cho hệ thống truyền lực phía dưới bị q tải. Do đó
để tránh hiện tượng trên ly hợp phải tự trượt . Điều đó có nghĩa là ly hợp cịn có tác

14


dụng như một cơ cấu an toàn, bảo vệ cho hệ thống truyền lực không bị quá tải khi phanh
đột ngột mà khơng kịp mở ly hợp.
- Mơmen qn tính phần bị động của ly hợp phải nhỏ để giảm lực va đập lên bánh
răng khi khởi hành và sang số.
- 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 và chăm sóc, tuổi thọ cao.
Ly hợp làm nhiệm vụ bộ phận an toàn để tránh quá tải cho hệ thống truyền lực.
Tất cả những yêu cầu trên, đều được đề cập đến trong quá trình chọn vật liệu, thiết
kế và tính tốn các chi tiết của ly hợp.
1.4. Điều khiển dẫn động ly hợp
Đối với ly hợp thường đóng (dùng lị xo ép), muốn mở ly hợp người ta phải dùng
hệ thống điều khiển để truyền lực từ bàn đạp ly hợp đến đĩa ép nhằm thắng lực ép lò xo,
tách đĩa ép khỏi đĩa ma sát bị động.Điều khiển ly hợp có thển là điều khiển cơ khí, điều
khiển thủy lực.Điều khiển ly hợp có trợ lực được áp dụng rộng rãi nhằm giảm lực điều
khiển cho người lái xe nhất là xe tải và xe khách có tải trọng lớn.Việc trợ lực cho ly hợp
có thể là khí nén, trợ lực chân khơng hoặc lị xo.
1.4.1.Điều khiển cơ khí:
11


•

10 9 8

7

1 12

2

13

3
6
4

5

Hình 1.5 : Sơ đồ ly hợp dẫn động kiểu cơ khí

15


1. Bàn đạp; 2.Thanh kéo; 3.Đòn trung gian; 4.Thanh đẩy; 5.Càng mở (bên ngồi);

6.Càng mở(bên trong); 7.Lị xo hồi vị; 8.Ổ bi tỳ; 9. Giá tùy động; 10. Nạng mở;
11.Đĩa ép; 12.Bánh đà; 13.Tấm ma sát.
2. Nguyên lý làm việc: Lực tác dụng từ bàn đạp 1 sẽ thông qua đòn bẩy để kéo thanh

kéo 2,đẩy thanh 4 qua phải làm quay càng mở 5-6 để ép vào ổ bi tỳ 8, tác dụng lực

để mở ly hợp.
Ưu điểm: Đơn giản, rẻ tiền, làm việc tin cậy.
Nhược điểm:
• Mịn các khớp sau thời gian làm việc, tăng hành trình tự do của bàn đạp dẫn

đến mở khơng hết ly hợp.
• Bố trí phức tạp, khó khăn nhất là khi ly hợp ở xa vị trí người lái xe (động cỏ

bố trí sau).
• Hiệu suất thấp khi mịn và cũ.

1.4.2.Điều khiển thủy lực
3

4

5

6

7

8

1
2
9

12


11

10

Hình 1.6 : Sơ đồ ly hợp dẫn động kiểu thuỷ lực

1: Bánh đà. 2: Đĩa bị động. 3: Đòn mở. 4: Giá tùy động. 5: Bạc mở và ổ bi tỳ. ;
16


6: Lò xo hồi vị và ổ bi tỳ; 7: Bàn đạp; 8: Xilanh chính. 9: Xi lanh cơng tác:
10: Nạng mở. 11: Ống trượt. 12: Đĩa ép.
Nguyên lý làm việc:Dưới tác dụng của lái xe từ bàn đạp, dầu trong xilanh chính 8
sẽ theo đường ống để đến xylanh công tác 9.Dầu cao áp sẽ đẩy piston và do đó đẩy cần
piston quay càng mở 10 tiến hành mở ly hợp.
Ưu điểm:
• Khắc phục được hiện tượng mịn rơ các khớp.
• Có tính khuyếch đại cao.
• Hiệu suất cao, độ cứng vững cao.
• Giảm tải trọng động , có khả năng hạn chế tốc độ dịch chuyển của đĩa ép khi

đóng ly hợp.
• Dể lắp đặt.

Nhược điểm:
• Kết cấu phức tạp,u cầu độ kín khít cao.
• Làm việc kém tin cậy khi có rị rỉ.

● Giá thành cao.
• Bảo dưỡng sửa chữa phức tạp.


1.4.3.Điều khiển ly hợp có trợ lực
Điều khiển ly hợp có trợ lực cho phép giảm nhẹ lực điều khiểncủ lái xe trong quá
trình mở ly hợp. Vì vậy được sử dụng phổ biến trên hầu hết các loại ơtơ.
1.4.3.1.Trợ lực lị xo

17


Điều khiển ly hợp có trợ lực lị xo (hoặc trợ lực chân không) với khả năng trợ lực
không lớn nên sử dụng hạn chế trên một số xe con hoặc xe tải nhỏ.

F1
F1

F3

F2

.
Nguyên lý trợ lực:Khi không mở ly hợp lị xo có tác dụng như một lị xo hồi vị để
kéo bàn đạp về vị trí ban đầu. Khi mở ly hợp, vị trí bàn đạp di chuyển quanh tâm cố
định làm cho đầu di động của lò xo di chuyển theo và vì vậy phương của lực kéo lị xo
chuyển dần về phía bên kia của tâm quay bàn đạp. Tại vị trí bàn đạp ứng với lúc mở ly
hợp hồn tồn, lực của lị xo có tác dụng hỗ trợ lực cho bàn đạp của người lái, làm giảm
lực tác dụng của người lái xe trong q trình mở ly hợp.
1.4.3.2.Trợ lực khí nén
a. Điều khiển ly hợp cơ khí có trợ lực khí nén

18



Pbd

7
6

5

4
1

2

3

Hình 1.8 : Sơ đồ dẫn đơng cơ khí trợ lực khí nén
1.Thanh đẩy; 2.Van; 3.Cần đẩy; 4.Piston trọ lực; 5.Cần piston trợ lực; 6.Ổ bi tỳ; 7.Bình
khí nén.
Ngun lý trợ lực: Dưới tác dụng của lực bàn đạp để mở ly hợp, cần đẩy với van
sẽ dịch chuyển tương đối với thanh đẩy làm mở van cấp khí nén.Khí nén từ bình chứa
qua van theo đường ống đến xilanh trợ lực khí nén. Lực do áp suất khí nén tạo trong
xylanh sẽ đẩy cần piston cùng với lực đẩy trên cần đẩy tiến hành mở ly hợp. Khi thôi tác
dụng lên bàn đạp, dưới tác dụng của các lò xo hồi vị các chi tiết trở về vị trí ban đầu,
cịn khí nén từ xylanh trợ lực trở về van rồi qua các đường thơng ra ngồi khí quyển.
b. Điều khiển thủy lực trợ lực khí nén

19



14

3 4

5

6

16

15

1
2
7

20

19

8

18

9

10

11


12 13

17

Hình 1.9 : Sơ đồ dẫn động thủy lực trợ lực khí nén
1: Bánh đà. 2: Đĩa bị động. 3: Đòn mở. 4: Giá tùy động. 5: Bạc mở và ổ bi tỳ. ;
6: Lò xo hồi vị và ổ bi tỳ; 7: Bàn đạp; 8: Xilanh chính. 9: Xi lanh công tác:
10: Nạng mở. 11: Ống trượt. 12: Đĩa ép.
Nguyên lý trợ lực: Dưới tác dụng lực lái xe từ bàn đạp 1, dầu trong xilanh chính
sẽ theo đường ống để đến xylanh công tác. Dầu cao áp sẽ đẩy piston để tiến hành mở ly
hợp. Đồng thời áp suất dầu cũng tác dụng lên piston của xilanh13 điều khiển mở van
cấp khí nén cho hệ thống trợ lực. Khí nén từ bình chứa qua van rồi đến xylanh trọ lực
khí nén hỗ trợ thêm lực mở ly hợp.Khi thôi tác dụng lên bàn đạp, dưới tác dụng của các
lò xo hồi vị, dầu trong các xylanh sẽ trở về, cịn khí nén từ xylanh trợ lực trở về van rồi
qua các đường thơng ra ngồi khí quyển.

20


CHƯƠNG 2
NỘI DUNG THIẾT KẾ TÍNH TỐN
Số liệu ban đầu
- Loại xe: tải

Công thức bánh xe: 4x2

Khối lượng xe đầy tải (kg): 6000

- Khối lượng xe đầy tải phân bố lên cầu chủ động (kg): 3900;
- Cỡ lốp trước/sau: 7.00-16/7.00-16.

- Vị trí lắp động cơ (cầu trước/sau): cầu trước;
- Loại hộp số: cơ khí; Số cấp: 5
- Tỷ số truyền hộp số (Số I=5,315;II=3,053;III=1,655;IV=1,000;V=0,721; số lùi
=5,068)
- Tỷ số truyền cầu chủ động: i0 = 5,125
- Loại động cơ: diesel;
- Công suất cực đại (Nemax)/ vịng quay (nN): 91/2600 kW/v/ph
- Mơ men xoắn cực đại (Memax)/ ở vòng quay (nM): 354/1500 Nm/v/ph
1. Tính tốn các thơng số cơ bản của ơ tơ
1.1 Trọng lượng tồn bộ của ơ tơ:
Trọng lượng tồn bộ của ô tô được xác định theo công thức sau:
G = Ga = 6000 (kg)
1.2 Xác định mô men ma sát của ly hợp:
Ly hợp cần được thiết kế sao cho truyền được hết moomen của động cơ và đồng
thời bảo vệ được cho hệ thống truyền lực khỏi bị quá tải. Với hai yêu cầu như vậy
moomen ma sát của ly hợp được tính theo cơng thức:
Ml = .Memax
Trong đó: Memax – mơ men xoắn cực đại của động cơ.
21


– hệ số dự trữ của ly hợp
Hệ số phải lớn hơn 1 để đảm bảo truyền hết mômen của động cơ trong mọi trường
hợp. Tuy nhiên hệ số cũng khơng được chọn q lớn để tránh tăng kích thước đĩa bị
động và tránh cho hệ số truyền lực bị quá tải. Hệ số được chọn theo thực nghiệm.
Với ô tơ tải : =1,65 ÷ 2,25
Ta chọn: = 2
Vậy mơmen ma sát của ly hợp:
Ml = .Memax = 2 .354 = 708 (Nm)
2. Xác định kích thước cơ bản của ly hợp:

2.1 Xác định bán kính ma sát trung bình của đĩa bị động
Moomen ma sát của ly hợp được xác định theo công thức:
Mms = . Memax = .P.Rtb .i
Trong đó: – hệ số ma sát.
P- tổng lực ép lên các đĩa ma sát (kG)
i – số đôi bề mặt ma sát
Rtb – bán kính ma sát trung bình (cm)
2.2 Bán kính hình vành khăn của bề mặt ma sát đĩa bị động :
Bán kính ngồi của tấm ma sát ly hợp được xác định :

3

R2 =

3β .M e max
2.Z ms .µ .π . p. 1 − K R3

(

)

(1-4)

Trong đó :

µ : Thường ở ơtơ máy kéo hay dùng các bề mặt ma sát thép với phêrađơ
đồng có hệ số ma sát khơ lớn nhất là 0,35; nhưng tính đến những điều kiện nhiệt độ, tốc
độ trượt tương đối làm giảm hệ số đó đi, cho nên hệ số ma sát khi tính tốn theo kinh
nghiệm là:. µ = 0,22 ÷ 0,3.
22



Ta chọn µ = 0,25
Zmz : Số đơi bề mặt ma sát ưu tiên chọn một đĩa bị động nên chọn Zmz =2
P : Áp suất pháp tuyến của các bề mặt ma sát .Để đảm bảo tuổi thọ cho các tấm
ma sát giá trị p cho phép là [p] =1,4.105÷2,5.105 [N/m2 ].Vì ly hợp làm việc trong điều
kiện nhẹ nên có thể chộn áp suất theo giới hạn trên: p=2,2.10 5 [N/m2 ]
KR : Hệ số tỷ lệ giữa bán kính trong và ngồi bề mặt ma sát ,
R1
KR = R2 =0,53÷0,75

.Chọn KR =0,55
Thay vào (1-2) ta có :
3

R2 =

3β .M e max
2.Z ms .µ .π . p. 1 − K R3

(

)

= = 0,154 (m)

R2=154(mm).
Suy ra bán kính trong R1 của tấm ma sát là : R1 =R2.0,55=154.0,55=84.7 (mm)



Khi chọn số đơi bề mặt ma sát bằng 2 thì phải kiểm tra áp suất trên bề mặt ma sát
bằng công thức sau :

q=

β .M e max
≤ [ q]
2
2π .Rtb .b.µ .i

Trong đó :
Memax :Mơmen cực đại của động cơ .Memax=354[N.m]
23


β : Hệ số dự trữ của ly hợp .β=2

Rtb :Bán kính trung bình của tấm ma sát .Rtb

2 R23 − R13 2 1543 − 84, 73
. 2
= .
2
3
R
−
R
3 1542 − 84, 7 2 =0.122
2
1

=

[m];

b : Bề rộng của hình vành khăn tấm ma sát.b=154-84.7=69.3[mm]
µ: hệ số ma sát .Vật liệu tấm masát là pherado đồng có µ=0,25
[q]=250 KN/m2 .áp lực riêng cho phép trên tấm bề mặt ma sát
i:Số đôi bề mặt ma sát.i=2 (Một đĩa bị động)
Thay vào cơng thức ta có:

q = = 218.49[KN/m2 ]
q<[q] nên với một đĩa ma sát thì ly hợp vẫn đảm bảo bền khi làm việc
2.3. Diện tích và bán kính trung bình của hình vành khăn tấm ma sát:
Diện tích hình vành khăn tấm ma sát S[m2 ] được xác định theo công thức :
S=π.(R22 –R12)=3,14.(0.154 2 -0.08472 )=0,052 [m2 ]

2.4 Lực ép của cơ cấu ép :
Sau khi đã xác định được các thơng số kích thước của vành ma sát ,ta dễ dàng tính
được lực ép cần thiết của cơ cấu ép phải tạo ra mà theo đó đảm bảo được áp suất làm
việc đã chọn và thoả mãn mômen ma sát yêu cầu :

β .M e max
F = µ .Rtb .Z ms

(1-5)

F= = 11606,56[N]
24



2.5 Tính cơng trượt riêng của ly hợp :
Việc xác định kích thước của bề mặt ma sát theo diều kiện áp suất làm việc không
vượt quá giá trị cho phép như trên chưa đủ để đánh giá khả năng chống mòn của ly
hợp .Khi các ly hợp khác nhau có cùng áp suất làm việc nhưng với ơtơ máy kéo khác
nhau có trọng lượng khác nhau thì thì sự hao mịn của ly hợp cũng khác nhau.
Q trình đóng êm dịu ly hợp bao giờ cũng kèm theo sự trượt của ly hợp giữa các
đôi bề mặt ma sát. Sự trượt của ly hợp làm cho các đôi bè mặt ma sát mịn đồng thời
sinh nhiệt làm nóng các chi tiết tiếp xúc với bề mặt trượt .Nếu cường độ trượt 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 nong lị xo ép ,từ đó có thể làm giảm tính đàn hồi của lị xo.
Vì vậy việc xác định công trượt ,công trượt riêng của ly hợp để hạn chế sự
mòn ,khống chế nhiệt độ cực đại nhằm đảm bảo tuổi thọ cho ly hợp là hết sức cần thiết .
2.6. Mơ men qn tính quy dẫn Ja [kg.m.s2 ]:
Mơ men qn tính khối lượng quy dẫn J a được xác định từ điều kiện cân bằng
động năng khi ôtô đang chuyển động xác định theo công thức sau:

 Ga + Gm  rbx2

.
.δ t
g
i
.
i
.
i
 h1 p o
Ja = 
[kg.m.s2 ]


(1-6)

Trong đó :
Ga : Trọng lượng tồn bộ của ơtơ .Ga=6000 [KG]
Gm : Trọng lượng tồn bộ của rơmóc. Gm =0
g : Gia tốc trọng trường .g=9,81 [m/s2 ]
rbx :Bánh kính làm việc của bánh xe chủ động
25