<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>THIẾT KẾ TÍNH TỐN CỤM LY HỢP</b>

<b>TRÊN XE HYUNDAI HD170</b>

<b> CBHD: Th.s Nguyễn Thế AnhSinh viên: Trần Gia ThơMã số sinh viên: 2020604466</b>

Hà Nội – 2024

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b>MỤC LỤC</b>

MỤC LỤC...i

DANH MỤC HÌNH ẢNH...ii

LỜI NĨI ĐẦU...1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LY HỢP TRÊN ƠTƠ...2

1.1: Cơng dụng, phân loại, yêu cầu của ly hợp...2

1.2: Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp...5

CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ...13

2.1: Các thông số tham khảo của xe Hyundai HD170...13

2.2: Lựa chọn cụm ly hợp...15

2.3: Lựa chọn phương án dẫn động ly hợp...17

CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CỤM LY HỢP...25

3.1: Xác định các thông số cơ bản của ly hợp...25

3.2: Xác định công trượt sinh ra trong q trình đóng ly hợp...29

3.3: Thiết kế kĩ thuật của các chi tiết ly hợp...36

3.4: Tính tốn hệ thống dẫn động ly hợp...51

CHƯƠNG 4: BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA VÀ ĐIỀU CHỈNH LY HỢP...55

4.1: Tháo lắp và kiểm tra chất lượng bộ ly hợp...55

4.2: Một số hư hỏng thường gặp và cách khắc phục...59

KẾT LUẬN...67

Tài liệu tham khảo...68

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

<b>LỜI NĨI ĐẦU</b>

Trong q trình phát triển của nền kinh tế xã hội của nước ta hiện nayvới chủ trương “Cơng nghiệp hóa –Hiện đại hóa”, nền cơng nghiệp ơ tô làmột nền kinh tế mũi nhọn đang được nhà nước quan tâm, và tạo điều kiệnphát triển. Ơ tơ ngày càng trở thành một phương tiện đi lại, vận chuyển hànghóa và hành khách phổ biến kéo theo nó là yêu cầu làm chủ phương tiện, biếtcách vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa. Ngồi ra địi hỏi các tính năng củachúng ngày càng cao như an tồn, nhanh, bền, tiện lợi, không ảnh hưởng đếnmôi trường…là rất cần thiết.

Hệ thống ly hợp trên ô tô là một trong những cụm chi tiết quan trọng,chịu ảnh hưởng lớn của điều kiện địa hình, mơi trường, khí hậu và nhiệt độ,do vậy việc nắm vững kết cấu, bảo dưỡng, sửa chữa, điều chỉnh và sử dụnghiệu quả là yêu cầu quan trọng với sinh viên ngành Máy. Trên cơ sở đó đề tàiđã đi sâu tìm hiểu một số hệ thống ly hợp trên xe tải, phân tích cơng dụng ưuvà nhược điểm của từng loại, từ đó lựa chọn được kết cấu và thiết kế ly hợpcho xe tải 8 tấn.

Với sự nỗ lực của bản thân bản đồ án của em đã hồn thành. Tuy nhiêndo trình độ và thời gian có hạn, kinh nghiệm thực tế cịn thiếu, nên bản đồ áncủa em chắc chắn sẽ còn rất nhiều thiếu sót. Em rất mong các thầy cơ giáo vàcác bạn đóng góp ý kiến, để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn.

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

- Nối động cơ với hệ thống truyền lực khi ô tô di chuyển.

- Ngắt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong trường hợp ô tô khởihành hoặc sang số.

- Đảm bảo là cơ cấu an toàn cho các chi tiết của hệ thống truyền lựckhông bị quá tải như trong trường hợp phanh đột ngột mà không nhả lyhợp.

- Ở hệ thống truyền lực bằng cơ khí với hộp số có cấp, thì việc dùng lyhợp để tách tức thời động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực sẽ làm giảm vađập giữa các đầu răng, hoặc khớp gài làm cho quá trình đổi sang sốđược dễ dàng.

- Còn khi phanh xe đồng thời với việc tách động cơ ra khỏi hệ thốngtruyền lực, sẽ làm cho động cơ hoạt động liên tục (khơng chết máy). Dođó không phải khởi động động cơ nhiều lần.

<i><b>1.1.2:</b></i> <b> Phân loại ly hợp </b>

<b>1.1.2.1: Theo phương pháp truyền mô men</b>

Ly hợp ma sát: mô men truyền động nhờ các mặt ma sát. Ở ly hợp masát, sự truyền mômen xoắn từ phần chủ động đến phần bị động, nhờ vào masát tiếp xúc giữa các bề mặt làm việc của phần chủ động và bị động của lyhợp. Để tăng cường lực ma sát tiếp xúc này, người ta dùng cơ cấu ép bằng lòxo, tay đòn hay hỗn hợp (lo xo –tay đòn) v.v…

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

Ly hợp thủy lực: mô men truyền nhờ chất lỏng. Ở ly hợp thuỷ lực, sựtruyền mômen xoắn, từ phần chủ động đến phần bị động, được thực hiện nhờnăng lượng của dòng chất lỏng do bơm đặt trên trục khuỷu của động cơ cungcấp.

Ly hợp nam châm điện: mô men truyền nhờ tác dụng của trường namchâm điện.

Loại liên hợp: mô men truyền nhờ các loại trên.

Ở ô tô hiện nay loại ly hợp ma sát được dùng nhiều nhất. Loại ly hợpthủy lực ngày càng được dùng nhiều vì nó giảm được tải trọng động lên hệthống truyền lực.

<b>1.1.2.2: Theo hình dạng của các chi tiết ma sát </b>

- Ly hợp đĩa (một, hai, hay nhiều đĩa).- Ly hợp hình nón.

- Ly hợp hình trống.

Ly hợp hình nón và hình trống ít dùng vì mơ men qn tính phần bịđộng q lớn.

<b>1.1.2.3: Theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa </b>

- Loại lò xo (lò xo đặt xung quanh, lò xo trung tâm, lò xo đĩa).

- Loại nửa ly tâm: Lực ép sinh ra ngồi lực của lị xo cơn cịn có lực phụthêm và do lực ly tâm của trọng khối phụ sinh ra.

- Loại ly tâm: ly hợp ly tâm thường được sử dụng khi điều khiển tự động.Ở ly hợp này lực ly tâm dùng để đóng và mở ly hợp còn áp lực ở trênđĩa được tạo ra bởi lị xo. Ít khi lực ly tâm dùng để tạo ra áp lực trên đĩaép.

<i><b>1.1.2.4: Theo kết cấu cơ cấu ép </b></i>

- Ly hợp thường đóng: sử dụng nhiều trên ô tô.

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

- Ly hợp thường mở: sử dụng trên máy kéo .

<b>1.1.2.5: Theo phương pháp dẫn động ly hợp</b>

- Ly hợp dẫn động cơ khí- Ly hợp dẫn động thuỷ lực- Ly hợp dẫn động có cường hố

- Ly hợp dẫn động cơ khí cường hố khí nén- Ly hợp dẫn động thuỷ lực cường hố khí nén

- Mơmen qn tính phần bị động của ly hợp phải nhỏ (gồm đĩa bị động,trục ly hợp…) để giảm lực va đập lên bánh răng khi sang số và khởiđộng.

- Làm nhiệm vụ bộ phận an toàn để tránh quá tải cho hệ thống truyềnlực.

- Các bề mặt ma sát thoát nhiệt tốt, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ, điềukhiển dễ dàng.

- Kết cấu đơn giản, trọng lượng nhỏ, tuổi thọ cao, điều chỉnh và chămsóc dễ dàng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

Hình 1. 1: Ly hợp ma sát với lò xo ép hình trụ

<i>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; 9 – Đòn kéo; 10 – Càng</i>

<i>mở; 11 – Bi T; 12 – Đòn mở; 13 – Bộ giảm chấn</i>

Hoạt động: Khi người lái tác động vào bàn đạp ly hợp, thông qua tyđẩy làm piston dịch chuyển sang trái nén dầu trong xilanh tạo thành dầu áp

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

suất cao. Dầu có áp suất cao được đưa đến xilanh cắt ly hợp làm piston dịchchuyển thông qua ty đẩy tác động vào đầu càng mở, thông qua chốt tỳ làmđầu kia của càng mở dịch chuyển đẩy bi T tác động vào đầu của đòn bẩy làmđầu kia dịch chuyển kéo đĩa ép tách khỏi đĩa ma sát, làm đĩa ma sát tách khỏibánh đà thực hiện việc mở ly hợp.

Khi người lái thôi tác động vào bàn đạp ly hợp dưới tác dụng của lò xohồi vị bàn đạp được kéo về vị trí ban đầu. Khơng cịn lực tác dụng vào piston,dầu trong xilanh bị mất áp suất. Dưới tác dụng của lị xo ép thơng qua đĩa épđẩy đĩa ma sát ép vào bánh đà, tạo ra lực ma sát giữa các bề mặt bánh đà, đĩama sát và đĩa ép. Khi đó bánh đà quay thông qua các bề mặt ma sát làm đĩama sát quay theo, thực hiện việc truyền momen từ bánh đà sang trục ly hợp.

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

ở mỗi phía của lò xo đĩa làm việc như một trụ xoay trong khi lò xo đĩa đangquay. Hầu hết bánh đà và đĩa ép có dấu cân bằng động. Sau khi cân bằngđộng, chúng được làm dấu để khi bảo dưỡng hộp số hay ly hợp, lắp lại đúngvị trí đã cân bằng [8].

Hình 1. 3: Ly hợp ma sát lị xo đĩa

Khi đạp bàn đạp ly hợp, lực từ bàn đạp sẽ được truyền đến càng cắt lyhợp tác động vòng bi cắt ly hợp dịch chuyển sang trái và ép mạnh vào lò xođĩa làm đĩa ép chuyển động sang phải (hình vẽ). Sự chuyển động của đĩa ép sẽlàm đĩa ly hợp tách khỏi bánh đà và quay tự do. Do đĩa ly hợp được kết nốivới trục sơ cấp của hộp số bằng then hoa, vì vậy khi đĩa ép được tách ra thìchuyển động từ bánh đà không được truyền tới hộp số.

Khi nhả ly hợp lực đàn hồi của lò xo đĩa sẽ đẩy vòng bi chuyển độngngược lại và đĩa ép sẽ ép chặt đĩa ly hợp vào bánh đà. Do vậy, khi bánh đàquay thì mơ men từ bánh đà sẽ truyền qua đĩa ly hợp làm trục sơ cấp cùngđộng cơ quay [8].

<b>1.2.2: Ly hợp thuỷ lực </b>

Là ly hợp truyền mômen xoắn bằng năng lượng của chất lỏng .

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

<b>1.2.2.1: Ly hợp thủy lực dạng nối trục</b>

<i>Cấu tạo: Các bộ phận chính của ly hợp thủy lực là bơm 1 và tuabin 3</i>

đặt đối diện nhau. Bên trong bơm và tuabin đều có các cánh dẫn hướng chấtlỏng (cánh xoắn chạy từ trong ra ngoài). Bơm 1 và vỏ của ly hợp tạo thành 1khối cứng moayơ của khối này lắp chặt trên đầu trục khủy của động cơ 2.Tuabin 3 lắp chặt trên đầu của trục thụ động (trục ra) 4. Toàn bộ cấu trúcđược ngâm trong dầu thủy lực ngay cả khi ly hợp khơng làm việc thì dầu vẫnđiền đầy trong ly hợp thủy lực. Khi động cơ hoạt động dầu được bơm từ bơmdầu với áp suất khoảng 25bar, qua van một chiều trong ly hợp thủy lực, bơmquay đẩy dầu áp suất cao từ trong ra ngoài théo các cánh bơm (theo chiều mũitên 5). Động năng của chất lỏng chuyển từ bánh bơm sang tuabin, làm quaytuabin, thực hiện quay trục hộp số

Hình 1. 4: Ly hợp thủy lực

<i>1-bơm; 2 - động cơ; 3- tuabin; 4-trục ra; 5- hướng dịng chảy</i>

Loại ly hợp thủy lực ít được sử dụng trên ôtô, hiện tại mới được sử dụng ởmột số loại xe ôtô du lịch, ôtô vận tải hạng nặng và một vài ôtô quân sự.

<i><b>1.2.2.2: Biến mô thuỷ lực</b></i>

Biến mơ thủy lực cũng có những bộ phận giống như ly hợp thủy lực:bánh bơm nối với động cơ, bánh tuabin nối với trục hộp số (giống ly hợp

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

thủy lực), nhưng có thêm bánh phản lực (có từ 1 đến 2 bánh – còn gọi là bánhdẫn hướng). Các bánh dẫn hướng được đặt trên vỏ nhờ các khớp một chiều.Các bánh đều có cánh. Tất cả các bánh đều đặt kín trong dầu (khơng cho phépkhơng khí xâm nhập vào trong kể cả lúc động cơ khơng làm việc). Dịng chấtlỏng được bơm từ bơm dầu (nối với động cơ) vào với áp suất khoảng 20 barvà được bánh bơm đẩy theo lực quán tính ly tâm chảy từ trong ra ngoài tớiđập mạnh vào bánh tuabin, truyền động năng sang bánh tuabin và làm quaytrục hộp số. Quá trình xảy ra với hai bánh sẽ giống như ly hợp thủy lực nếukhơng có mặt của bánh phản lực. Sự có mặt của bánh phản lực giúp cho việcdẫn hướng dòng chất lỏng chảy từ bánh tuabin trở về bánh bơm, và tạo nênhai trạng thái làm việc cơ bản của bánh phản lực thông qua khớp một chiều.Khi hai bánh cùng quay, dòng chất lỏng chảy trong bánh luồn qua mặt congcủa cánh như hình c. Nhưng khi bánh 3 dừng lại, dòng chất lỏng, chảy từbánh 3 vào bánh 8, đẩy bánh 8 quay theo chiều ngược lại. Khớp một chiều 9không cho phép bánh 8 quay, tạo nên phản lực rất lớn tác dụng ngược trở lạibánh tuabin 3. Nhờ tác dụng này mô men trên bánh 3 được tăng lên đáng kể(có thể lên tới 2,5 lần so với mô men truyền vào bánh bơm). Điều này lại xảyra khi bánh tuabin đứng yên, có nghĩa là tương ứng với khi khởi hành ô tô, dovậy hiệu quả của biến mơ thủy lực là thích hợp với điều kiện làm việc nặng nềvà cho phép tăng được mô men truyền. Ưu việt này trên ly hợp thủy lực hồntồn khơng có. Để tránh hiện tượng tổn thất dòng chảy lớn khi tốc độ hai bánhnhư nhau, biến mơ thủy lực cịn có thêm một ly hợp ma sát làm việc trong dầu(gồm các chi tiết 6, 7). Ly hợp ma sát nối liền dịng truyền mơ men từ bánh 1sang 3, hạn chế tổn thất năng lượng. Trong thực tế gọi đó là ly hợp của biếnmơ thủy lực.

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

Hình 1. 5:Biến mơ thủy lực

<i>1-bơm; 2- động cơ; 3- tuabin; 4- trục hộp số; 5- chiều dòng chảy;6,7- ly hợp ma sát làm việc trong dầu; 8 bánh dẫn hướng; 9- khớp 1</i>

Qua phần trên có thể thấy rõ: biến mơ thủy lực là một bộ truyền thủyđộng có khả năng thích ứng làm việc cao hơn so với ly hợp thủy lực và trên ôtô ngày nay sử dụng phổ biến cùng với hộp số cơ khí, cịn ly hợp thủy lựckhơng dùng cho các loại ô tô con, ô tô tải, ô tơ bt. Tuy vậy cịn có thể gặply hợp thủy lực trên một số máy chuyên dụng làm việc ở tốc độ thấp, khoảngthay đổi momen truyền chỉ trong giới hạn nhỏ.

<b>1.2.3: Một số ly hợp khác </b>

Hiện nay ngoài ly hợp ma sát và thuỷ lực, loại điều khiển thơng thườngtrên một số ơ tơ kiểu mới cịn dùng ly hợp tự động, loại ly hợp chân không,loại điện tử và loại bột từ.

<b>1.2.3.1: Ly hợp loại ly tâm chân không</b>

Ly hợp loại ly tâm chân không gồm có hai bộ ly hợp ma sát một đĩa: bộly hợp ma sát thường mở chỉ đóng lại khi xe chuyển động, nhờ lực ly tâm củacác quả văng dạng con lăn, di chuyển xa trục quay, đẩy đĩa ép làm cho đĩa ma

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

sát được ép chặt vào mặt bánh đà. Bộ ly hợp ma sát thường đóng với đĩa haygiá quay cùng với đĩa ma sát đĩa ma sát và đĩa ép. Bộ ly hợp này chỉ mở rakhi sang số và được điều khiển nhờ độ chân không cưỡng bức, sau khi sangsố xong ly hợp dược đóng lại một cách tự động.

<b>1.2.3.2: Ly hợp loại điện từ</b>

Ly hợp loại điện từ cũng có cấu tạo tương tự ly hợp ma sát thơngthường, chỉ có khác là trong ly hợp này người ta dùng lực điện từ để đẩy đĩaép thay cho lực lị xo. Ly hợp điện từ gồm có: đĩa ép được nối cố định với nắpcủa ly hợp .Khi đóng ly hợp ta cùng cấp dòng điện qua chổi than, cho lõi từ bịhút vê phía đĩa ép ép đĩa ma sát vào bánh đà. Muốn tách ly hợp, cắt dịng điệnvà dưới tác dụng của lị xo màng

Hình 1. 6: Ly hợp loại điện từ

Lõi từ cùng với đĩa ép lại dịch chuyển về phía vị trí ban đầu. Khớp nốicứng, do người lái điều khiển trực tiếp, khi dừng động cơ điều khiển hãm hayphanh xe hoặc khởi động động cơ bằng cách dùng xe khác kéo hayđẩy .Trong trường hợp này, trục động cơ và trục hộp số được cố định vớinhau.

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

<b>Kết luận chương 1</b>

Thông qua những kiến thức từ chương 1, chúng ta nắm vững, hiểu rõhơn về công dụng và những yêu cầu về ly hợp. Bên cạnh đó ta cũng biết thêmchi tiết về từng chi tiết về ly hợp và các loại ly hợp phổ biến hiện tại.

Qua đây chúng ta nắm rõ kiến thức cơ bản về ly hợp để thiết kế được lyhợp phù hợp với các chi tiết, thông số kết cấu của xe, đảm bảo an toàn cho xe.

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

<b>CHƯƠNG 1: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ</b>

<b>1.3: Các thông số tham khảo của xe Hyundai HD1701.3.1: Tổng quan về xe</b>

Hình 2. 1:Xe tải Hyundai HD170

Xe Hyundai HD170 là dòng xe thương mại của tập đồn Hyundai HànQuốc. Đây là một trong những loại ơtơ vận tải được dùng nhiều trong việcvận chuyển hàng hóa bằng đường bộ ở nước ta. Nó là loại xe có thể hoạt độngtrên mọi đường sá. Đặc điểm nổi bật của xe Hyundai HD170 là ngoại thấtđược thiết kế hiện đại năng động, kiểu dáng khí động học giúp tăng khả năngtiết kiệm khi vận hành.

<b>1.3.2: Các thông số kỹ thuật của xe ôtô Hyundai HD170</b>

Bảng 2. 1: Bảng thông số xe Hyundai HD170ST

1 Tổng thể DxRxC (mm) 7.850 x 2.495 x 2.910

3 ^{Chiều rộng cơ sở trước/sau}_(mm) 2.040/1.8504 Khoảng sáng gầm xe (mm) 285

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

Có các ưu điểm như làm việc bền vững, tin cậy, có hiệu suất cao,mơmen qn tính các chi tiết thụ động nhỏ, kích thước nhỏ gọn, giá thành rẻvà bảo dưỡng sửa chữa, dễ dàng.

- Ưu nhược điểm của các ma sát cơ khí:

Ly hợp ma sát hình cơn và hình trống mơmen qn tính của phần bịđộng q lớn, ảnh hưởng không tốt đến việc gài số nên ngày nay người takhông dùng nữa.

Ly hợp ma sát đĩa phẳng dùng phổ biến. Tùy theo cấu tạo có thể cókiểu 1 đĩa, kiểu 2 đĩa hoặc có thể nhiều đĩa [2].

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

Hình 2. 2:ly hợp ma sát 2 dĩa bị động

Ly hợp ma sát một đĩa bị động được sử dụng phổ biến hầu hết ở cácloại ô tô máy kéo nhờ kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, việc mở ly hợp dễ dứt khốtvà mơmen qn tính của phần bị động nhỏ ít ảnh hưởng tới việc gài số.

Kiểu ly hợp ma sát hai đĩa bị động chỉ dùng trên xe tải lớn. Nhượcđiểm của loại ly hợp này là ly hợp kết cấu phức tạp, việc mở ly hợp khó dứtkhốt, tuy nhiên việc đóng mở ly hợp là êm dịu hơn loại 1 đĩa (nhờ tiếp xúccác bề mặt ma sát được tiến hành từ từ hơn).

- Ưu nhược điểm của các loại lò xo ép của ly hợp ma sát cơ khí:

Ly hợp ma sát cơ khí theo kiểu nhiều lị xo ép hình trụ bố trí xungquanh kiểu này có kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, độ tin cậy cao (nếu một lò xo bịgẫy ly hợp vẫn làm việc được). Nhược điểm là áp lực sinh ra ở các bề mặt masát dễ không đều, loại này sử dụng phổ biến trên xe tải, máy kéo một số xecon.

Ly hợp ma sát kiểu lò xo ép trung tâm: Chỉ gồm duy nhất một lị xohình cơn (hoặc có thể một hoặc hai lị xo hình trụ) bố trí ở giữa. Nhờ áp suấtsinh ra ở các bề mặt ma sát là khơng đồng đều. Tuy nhiên độ tin cậy thấp (nếulị xo bị gẫy thì ly hợp mất tác dụng), kết cấu địn mở phức tạp và điều chỉnhkhó khăn nên rất ít sử dụng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

Ly hợp ma sát cơ khí kiểu lị xo ép đĩa nón cụt: Chỉ là lị xo kiểu đãinón cụt bố trí ở giữa nên áp lực phân bố đều lên bề mặt ma sát. Ly hợp lị xokiểu này có nhiều ưu điểm nổi bật: lò xo làm nhiệm vụ đòn mở nên kết cấu rấtgọn nhẹ. Đặc tính lị xo là phi tuyến nên lực để mở ly hợp hầu như khơng tăngthêm như loại lị xo hình trụ, vì vậy điều khiển nhẹ hơn. Nhược điểm cơ bảnlà không thể điều chỉnh được khe hở giữa đòn mở và bạc mở khi tâm ma sátbị mòn nên ly hợp kiểu này chỉ sử dụng trên xe du lịch, xe khách cỡ nhỏ cóđặc tính động lực học tốt sử dụng trong điều kiện đường tốt (ít phải sang số).

- Ưu nhược điểm của các đặc điểm làm việc của ly hợp ma sát cơ khí:Ly hợp thường đóng là loại kiểu lị xo ép thường xun đóng trong qtrình làm việc. Ly hợp chỉ được mở thông qua hệ thống dẫn động dưới tácdụng của lực bàn đạp ở bàn đạp ly hợp.

Ly hợp khơng thường đóng là loại khơng có lị xo ép. Đĩa bị động vàchủ động được ép vào nhau thông qua một hệ thanh địn đặc biệt. Việc đóngmở ly hợp đều phải thơng qua hệ thống đòn này dưới lực điều khiển củangười lái. Loại này có mơmen qn tính của phần bị động ly hợp khá lớn nênphải có phanh con riêng để hãm trục ly hợp trước khi gài số nhằm tránh sự vachạm giữa các răng gài số.

<i><b>1.4.2: Ly hợp ma sát thủy lực </b></i>

Đây là loại ly hợp mà mơ men ma sát hình thành ở ly hợp nhờ ma sátthủy lực là ly hợp làm việc rất êm dịu (nhờ tính chất dễ trượt của chất lỏng) vìvậy giảm tải trọng động của hệ thống truyền lực cũng như cho động cơ.

Tuy vậy ly hợp thủy lực lại mở khơng dứt khốt vì có mơmen dư (dù sốvòng quay của động cơ rất thấp) làm ảnh hưởng tới việc gài số. Ngồi ra lyhợp thủy lực ln có sự trượt (ít nhất 2-3 %) do vậy gây ra tổn hao cơng suấtđộng cơ và do đó tăng tiêu hao nhiên liệu của xe. Mặt khác ly hợp thuỷ lựcđịi hỏi cao về độ chính xác và kín khít đối với các mối ghép, yêu cầu các loạidầu đặc biệt riêng và giá thành ơ tơ nói chung là cao hơn ly hợp ma sát không

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

<small></small> Ly hợp động cơ thiết kế được dùng trên xe tải 8 tấn. Qua phân tích vàtham khảo động cơ mẫu ta chọn cụm ly hợp thiết kế là ly hợp thường đóng, lyhợp ma sát cơ khí loại hai đĩa dẫn động, sử dụng cơ cấu lò xo ép hình trụ.

<b>1.5: Lựa chọn phương án dẫn động ly hợp1.5.1: Dẫn động ly hợp bằng cơ khí</b>

Đây là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng cóc địn, khớp nối vàđược lắp theo ngun lý địn bẩy. Loại dẫn động điều khiển ly hợp đơn thuầnnày có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo và có độ tin cậy làm việc cao. Hệ thốngdẫn động này được sử dụng phổ biến ở các ôtô quân sự như xe ZIN-130, ZIN-131,…

Hình 2. 3:Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp bằng cơ khí

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

<i>1.Bạc mở; 2.Càng mở ly hợp; 3.Cần ngắt ly hợp4.Cần của trục bàn đạp ly hợp; 5.Thanh kéo của ly hợp</i>

<i>6 Lò xo hồi vị; 8 Bàn đạp ly hợp</i>

<i>Nguyên lý làm việc: Khi người lái tác dụng một lực Q lên bàn đạp ly</i>

hợp sẽ làm cho cần của trục bàn đạp ly hợp quay quanh tâm O<small>1</small> kéo thanh kéocủa ly hợp dịch chuyển sang phải (theo chiều mũi tên). Làm cho cần ngắt lyhợp và càng mở ly hợp quay quanh O<small>2</small>. Càng mở gạt bạc mở sang trái (theochiều mũi tên) tác động vào đầu đòn mở của ly hợp, kéo đĩa ép tách ra khỏiđĩa ma sát.

Khi người lái nhả bàn đạp thì dưới tác dụng của lị xo hồi vị, bàn đạptrở về vị trí ban đầu duy trì khe hở  giữa bạc mở với đầu địn mở. Nhờ có cáclị xo ép để ép đĩa ép tiếp xúc với đĩa ma sát ly hợp được đóng lại.

Hành trình tồn bộ của bàn đạp ly hợp thường từ 130  150 mm.Trong quá trình làm việc, do hiện tượng trượt tương đối giữa các bề mặt masát, nên đĩa ma sát thường bị mịn, do đó hành trình tự do của bàn đạp ly hợpbị giảm xuống. Khi các bề mặt ma sát mịn tới mức nào đó thì hành trình tựdo của ly hợp giảm tới mức tối đa, sẽ không tạo được cảm giác cho người láinữa, đồng thời gây hiện tượng tự ngắt ly hợp. Trong trường hợp khác, khihành trình tự do của bàn đạp ly hợp quá lớn, làm cho người lái đạp bàn đạphết hành trình toàn bộ mà ly hợp vẫn chưa mở hoàn toàn, cũng tạo hiện tượngtrượt tương đối giữa các bề mặt ma sát, sẽ gây mòn các bề mặt ma sát mộtcách nhanh chóng.

Trong cả hai trường hợp nêu trên đều khơng có lợi, vì vậy phải điềuchỉnh hành trình tự do của bàn đạp ly hợp trong một miền cho phép.

Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, có độ tin cậy làm việc cao, dễtháo lắp và sửa chữa, rẻ tiền.

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

Nhược điểm: Kết cấu phụ thuộc vào vị trí đặt ly hợp. Yêu cầu lực củangười lái tác dụng lên bàn đạp lớn. Hiệu suất truyền lực không cao. Độ cứngcủa dẫn động thấp hơn so với dẫn động thủy lực do nhiều khe hở trong cáckhâu khớp. Khó lắp đặt nhất là khi cabin kiểu lật.

Khi người thả bàn đạp ly hợp thì dưới tác dụng của lò xo hồi vị và lò xp làm các piston của xilanh chính và xilanh cơng tác từ từ trở về vị trí ban

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

<i> Nhược điểm: Kết cấu phức tạp đòi hỏi độ kín khít cao, lực dẫn động</i>

lớn hiệu suất giảm nhiều ở nhiệt độ thấp, sự dao dộng của chất lỏng làm việccó thể làm cho các đường ống bị rung động, giá thành cao. Làm kém việc tincậy khi có rị rỉ, bảo dưỡng, sửa chữa phức tạp.

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

Nguyên lý làm việc: Khi người lái tác dụng một lực lên bàn đạp ly hợp,làm cho tay đòn bàn đạp quay quanh O<small>1 </small>và đẩy cần piston của xilanh chính đixuống (theo chiều mũi tên). Dầu từ xilanh chính được piston nén lại và theođường ống dẫn dầu vào xilanh thủy lực. Áp lực dầu tác dụng vào mặt pistonxilanh thủy lực và đẩy nó cùng cần piston sang phải. Làm cho càng mở ly hợpquay quanh O<small>2</small> và đẩy bạc mở ly hợp sang trái (theo chiều mũi tên). Ly hợpđược mở.

Đồng thời dầu có áp suất theo đường ống dẫn dầu tác dụng lên pistonxilanh mở van thì đẩy piston cùng cốc van phân phối và màng ngăn sang trái.Đóng van xả lại và van nạp được mở ra. Khí nén từ máy nén khí theo đườngống dẫn khí nén qua van nạp vào khoang A, rồi theo lỗ thông xuống khoang Bvà đẩy piston xilanh cùng cần piston sang phải. Kết hợp với lực đẩy của áplực dầu, đẩy piston xilanh thủy lực cùng cần piston làm cho càng mở ly hợpquay quanh O<small>2</small> và đẩy bạc mở ly hợp sang trái. Ly hợp được mở.

Khi người lái thôi tác dụng vào bàn đạp ly hợp thì dưới tác dụng của lịxo hồi vị kéo bàn đạp trở về vị trí ban đầu. Piston của xilanh chính dịchchuyển lên phía trên và dầu từ xilanh cơng tác trở về xilanh chính. Đồng thờivan xả mở, van nạp đóng lại. Khí nén từ khoang B qua lỗ thông sang khoangA và qua van xả rồi theo lỗ trên cốc van phân phối thơng với khí trời ra ngồi.Ly hợp đóng hồn tồn.

Ưu điểm: Hệ thống dẫn động làm việc tin cậy, khi cường hóa khí nénhỏng thì hệ thống dẫn động bằng thủy lực vẫn hoạt động bình thường. Lựccủa người lái tác dụng vào bàn đạp ly hợp nhỏ. Hành trình tồn bộ của bànđạp khơng lớn. Loại hệ thống dẫn động này thì đảm bảo được yêu cầu đóng lyhợp êm dịu, mở dứt khốt và dùng phù hợp với những xe có máy nén khí.

Nhược điểm: Kết cấu phức tạp, bảo dưỡng, điều chỉnh, sửa chữa khókhăn u cầu về độ chính xác của hệ thống dẫn động cao.

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

<b>1.5.4: Dẫn động cơ khí trợ lực khí nén</b>

Hình 2. 6: Sơ đồ hệ thống dẫn động cơ khí trợ lực khí nén

<i>1. Bàn đạp ly hợp; 3, 5. Thanh kéo2; 4; 7; 8; 18 Đòn dẫn động; 6. Lò xo hồi vị9. Mặt bích xi lanh phân phối; 10. Thân van phân phối</i>

<i>11. Đường dẫn khí nén vào; 12. Phớt van phân phối</i>

<i>13. Đường dẫn khí nén; 14. Piston van phân phối; 15. Cần piston 16. Càng mở ly hợp; 17. Xilanh công tác; 19. Bạc mở ly hợp</i>

Nguyên lý làm việc: Khi người lái tác dụng một lực lên bàn đạp ly hợplàm cho đòn dẫn động 2 quay quanh O<small>1</small>, thơng qua thanh kéo dọc làm địn dẫnđộng 4 quay quanh O<small>2</small> và qua thanh kéo ngang làm địn dẫn động 7 quayquanh O<small>3</small>. Nhờ có địn dẫn động 8 cùng với mặt bích của xilanh phân phối vàđẩy thân van phân phối sang phải (theo chiều mũi tên). Khi mặt phải của thânvan phân phối chạm vào đai ốc hạn chế hành trình nắp trên cần piston thì làmcho càng mở ly hợp quay quanh O<small>4</small> và đẩy bạc mở ly hợp sang trái. Ly hợpđược mở.

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

Đồng thời với việc khi nắp bên phải của thân van phân phối tỳ vào đaiốc hạn chế hành trình của cần piston thì đầu piston van phân phối cũng tỳ vàophớt van và làm phớt van mở ra. Khí nén lúc này từ khoang A qua phớt vanvào khoang B, rồi theo đường dẫn khí nén vào xilanh cơng tác và đẩy xilanhlực dịch chuyển làm đòn dẫn động 18 quay quanh O<small>4</small>. Kết hợp với càng mở lyhợp quay và đẩy bạc mở ly hợp sang trái. Ly hợp được mở.

Khi người lái thơi tác dụng vào bàn đạp ly hợp thì dưới tác dụng của lòxo hồi vị kéo bàn đạp trở về vị trí ban đầu. Đồng thời thơng qua địn dẫn động8 kéo thân van phân phối sang trái, khi mặt đầu bên phải của piston van phânphối chạm vào mặt bích bên phải của thân van thì piston được đẩy sang trái,làm càng mở ly hợp quay và đẩy bạc mở ly hợp sang phải. Cùng lúc đó, dướitác dụng của lò xo hồi vị phớt van phân phối và đẩy van này đóng kín cửavan. Khí nén từ xilanh cơng tác theo đường dẫn khí nén vào khoang B và quađường thơng với khí trời A ở thân piston van phân phối ra ngoài. Lúc này lyhợp ở trạng thái đóng hồn tồn.

Ưu điểm: Hệ thống dẫn động làm việc tin cậy, khi cường háo khí nénhỏng thì hệ thống dẫn động cơ khí vẫn có thể điều khiển được ly hợp được.

Nhược điểm: Khi cường hóa hỏng thì lực bàn đạp lớn. Loại hệ thốngnày phù hợp loại xe có máy nén khí.

<small></small> Qua phân tích, tìm hiểu kết cấu, ngun lý hoạt động, xem xét ưu điểmvà nhược điểm của từng phương pháp dẫn động ly hợp ta thấy dẫn động cơkhí trợ lực khí nén phù hợp để áp dụng cho việc thiết kế ly hợp xe tải 8 tấntrên cơ sở xe Hyundai HD170.

Phương án này đảm bảo nguyên tắc:+ Hệ thống dẫn động làm việc tin cậy

+ Lực bàn đạp phải đủ lớn để có cảm giác mở ly hợp.+ Sử dụng phải chắc chắn nhẹ nhàng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

<b>CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CỤM LY HỢP</b>

Số liệu xe tham khảo:

<b>- Khối lượng xe: 8500(kg)- Tải bánh trước: 3720(kg)- Tải bánh sau: 4280(kg)- Toàn tải: 17100(kg)</b>

<b>- Toàn tải bánh trước: 4330(kg)</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

<b>- Tồn tải bánh sau:12670(kg)- Cơng suất tối đa: 290ps/2000rpm</b>

<b>- Mômen xoắn cực đại: M</b><small>emax</small> = 110 (Kg.m)

<b>- Chiều rộng vành xe: B = 11 (inch) = 279,4 (mm) - Đường kính lắp vành: d = 20 (inch) = 508 (mm)2.1: Xác định các thông số cơ bản của ly hợp</b>

<b>2.1.1: Xác định momen ma sát của ly hợp </b>

Ly hợp phải có khả năng truyền hết momen lớn nhất của động cơ M<small>emax</small>

để đảm bảo điều kiện này, momen ma sát (M<small>ms</small>) của ly hợp xác định theo côngthức [1]:

M<small>ms</small> = M<small>emax </small>. Trong đó:

M<small>ms</small>: Mơ-men ma sát cần thiết của ly hợp (Nm)M<small>emax</small>: Mô-men xoắn lớn nhất của động cơ (Nm): Hệ số dự trữ của ly hợp.

Hệ số  phải đủ lớn (> 1) để đảm bảo truyền hết mômen xoắn củađộng cơ trong mọi trường hợp. Tuy nhiên  cũng khơng được chọn q lớn,vì như thế ly hợp không làm tốt chức năng bảo vệ an toàn cho hệ thống truyềnlực khi quá tải.

Hệ số  được chọn như sau [1]:β= 1,3 4-1,75 đối với ôtô con β = 1,5 4- 2,25 đối với ôtô tải

β = 1,8 4- 3,0 đối với các ơtơ có tính việt dã cao β = 2,0 4- 3,0 đối với ơtơ có kéo rơ moóc

 Ta chọn  = 2

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

<b>+ Ơ tơ con: c=4,7</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

Nếu ta giữ nguyên đường kính ngồi của đĩa ma sát D<small>2</small> = 547 mm vàtăng đường kính của bánh đà thì phương án này khơng thực hiện được. Vì nóliên quan đến cân bằng động cơ.

Nếu ta giảm đường kính ngồi từ D<small>2</small> = 547 mm xuống D<small>2</small> = 350 mm(lấy theo xe tham khảo) và tăng số đôi bề mặt ma sát thì phương án này là phùhợp. Vậy ta chọn phương án này.

Ta có D<small>2</small> = 350 mm bán kính của đĩa ma sát: R<small>2</small> = 175 mmBán kính trong của đĩa ma sát được tính theo bán kính ngồi [1]:

R<small>1</small> = (0,53 0,75)R<small>2</small> = (0,53  0,75).175 = (92,75 131,25) mm Với động cơ lăp trên xe Hyundai là loại động cơ diezen nên tachọn R<small>1</small> = 100 mm

Đường kính ngồi D=350(mm) nên bề dày tấm ma sát sẽ là [1]:

<i><small>δ</small></i> = 4,5(mm)

<b>2.1.3: Kiểm tra áp suất trên bề mặt ma sát.</b>

- Vì số đĩa bị động là hai nên số đôi bề mặt ma sát: i=4

</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">

R<small>tb</small>: bán kính ma sát trung bình (cm)Thay số vào ta được:

</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">

Ta chọn [q] = 200 (KN/m<small>2</small>)

Vậy q = 192 (KN/m<small>2</small>)< [q] = (200KN/m<small>2</small>)Bề mặt ma sát bảo đảm đủ độ bền cho phép.

<b>2.2: Xác định công trượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp</b>

Khi đóng ly hợp có thể xảy ra hai trường hợp:

- Đóng ly hợp đột ngột tức là để động cơ làm việc ở số vòng quay caorồi đột ngột thả bàn đạp ly hợp. Trường này khơng tốt nên phải tránh.Vì khiđóng đột ngột như vậy làm cho đĩa ép lao nhanh vào đĩa bị động,thời giantrượt ngắn nhưng lực ép tăng nhanh lên làm cho xe bị giật mạnh,gây tải trọngđộng lớn với hệ truyền lực.

- Đóng ly hợp một cách êm dịu. Người lái thả từ từ bàn đạp ly hợp khixe khởi động tại chỗ sẽ làm tăng thời gian đóng ly hợp và do đó sẽ tăng cơngtrượt sinh ra trong q trình đóng ly hợp. Trong sử dụng thường dùng phươngpháp này nên ta tính cơng trượt sinh ra trong trường hợp này.

Tuổi thọ của ly hợp phụ thuộc vào khả năng chống mài mòn của đĩa lyhợp. Tuy nhiên nó lại phụ thuộc vào cơng trượt và nhiệt độ bề mặt ma sáttrong qua trình đóng ly hợp. Công trượt ly hợp và nhiệt độ đạt cực đại khi xabắt đầu xuất phát từ điểm dừng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 34</span><div class="page_container" data-page="34">

<b>2.2.1: Xác định cơng trượt tồn thời gian.</b>

Hình 3. 2: Sơ đồ tính tốnCơng trượt được xác định theo cơng thức:

<b>2.2.1.1: Momen qn tính khối lượng quy dẫn về trục ly hợp </b>

Được xác định theo cơng thức:

</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35">

G<small>m</small>: trọng lượng tồn bộ của rơ móc hay dồn kéo theo. G<small>m</small> = 0 r<small>b</small>: bán kính bánh xe (m)

i<small>0</small>: tỷ số truyền lực chínhi<small>h1</small>: tỷ số truyền ở tay số 1

i<small>hn</small> – tỷ số truyền ở số truyền cao của hộp số. Vì truyền thẳng nên i<small>hn</small> = 1Trong các tính tốn thực tế, thường dùng bán kính bánh xe có tính đếnsự biến dạng của lốp do ảnh hưởng của các thông số động lực học của xe. Bánkính này, so với bán kính thực tế sai lệch khơng lớn lắm và được gọi là bánkính làm việc trung bình của bánh xe r<small>b</small>:

r<small>b</small> = .r = 0,935. 0,5334 = 0,5 (m) Trong đó :

 - hệ số tính đến sự biến dạng của lốp ,  = 0,935 (với lốp có áp suấthơi thấp )

r- bán kính của xe r<small>0</small> =(B +<i>^d</i>₂) (mm)r<small>o</small>=279,4 + ⁵⁰⁸₂ = 533.4 (mm)

</div><span class="text_page_counter">Trang 36</span><div class="page_container" data-page="36">

B – Chiều rộng vành xe = 11(inch) = 279,4 (mm) d - Đường kính lắp vành = 20 inch = 508 (mm)Thay số vào công thức ta được:

Xe tải: <small>max</small>=0,3-0,4, chọn <small>max</small>=0,3

- Momen quán tính khối lượng quy dẫn J<small>a</small>:

</div><span class="text_page_counter">Trang 37</span><div class="page_container" data-page="37">

<i><b>2.2.1.2: Momen cản chuyển động quy dẫn </b></i>

Momen cản chuyển động quy dẫn công thức:M<small>a </small>= [(G<small>a</small>+G<small>m</small>). <i><small>φ</small></i> +P<small>w</small>].<i>_i^r^b</i>

<i><b>2.2.1.3: Tính thời gian trượt trong các giai đoạn.</b></i>

Giai đoạn 1: từ lúc các bề mặt ma sát chạm vào nhau cho đến lúc tốc độgóc trục ly hợp tăng.

Giai đoạn 2: từ lúc tốc độ góc trục ly hợp tăng cho đến lúc bằng tốc độgóc trục khuỷu động cơ.

</div>