Tính toán thiết kế cải tiến
hệ thống dẫn động ly hợp
I. Yêu cầu của hệ thống dẫn động ly hợp.
Để giảm nhẹ sức lao động của ngời lái xe ta sử dụng có cờng hóa. Vậy
yêu cầu dẫn động có cờng hóa phải :
+ Mở ly hợp phải dứt khoát.
+ Đóng ly hợp phải hoàn toàn êm dịu
+ Đảm bảo làm việc an toàn độ nhạy cao
+ Có thể đóng mở ly hợp khi cờng hóa không làm việc
+ Lực tác dụng lên bàn đạp ly hợp nhỏ
+ Dễ điều chỉnh, dễ chăm sóc, dễ sửa chữa.
+ Kết cấu đơn giản dễ chế tạo
+ Không ảnh hởng tới các hệ thống khác trên xe
+ Vật liệu chế tạo thông dụng sẵn có trong nớc rẻ tiền.
II. Lực bàn đạp ly hợp khi dẫn động ch a có c ờng hóa.
1. Tỷ số truyền của hệ thống dẫn động cơ khí
a c e
Công thức : i
c
= i
1
. i
2
. i
3
= ì ì -
b d f
Trong đó :
i
c
: Là tỷ số truyền

i
1
: Là tỷ số truyền bàn đạp
i
2
: Là tỷ số truyền càng mở
i
3
: Là tỷ số truyền đòn mở
a,b,c,d,f : Là các kích thớc tơng ứng với các đòn dẫn động và đòn mở.
Theo xe tham khảo:
a = 350 mm, c = 132 mm, e = 85 mm
b = 87 mm, d = 69 mm, f = 18 mm
Thay vào số ta có :
350 132 85
i
c
= ì - ì - = 35,7
87 69 18
2. Lực bàn đạp ly hợp.
Theo công thức :
Q
bd
=
P'

i
c
.
k

Trong đó:
P': Là tổng lực ép của lò xo khi mở ly hợp, P' = 750 KG
i
c
: Là tỷ số truyền chung của hệ thống dẫn động cơ khí, i
c
= 35,7

k
: Hiệu suất của hệ thống dẫn động cơ khí chọn,
k
= 0,85
Thay vào công thức ta đợc:
Q
bd
=
750

35,7 . 0,85
= 25 KG
3. Tỷ số truyền dẫn động thủy lực.
i
tl
=
D
XL

D
CT
Trong đó:

D
XL
:

là đờng kính xi lanh chính chọn : D
XL
= 32 mm
D
CT
: là đờngkính xi lanh công tác chọn: D
CT
= 32 mm
Suy ra: i
tl
= 1, vậy tỷ số truyền dẫn động thủy lực i
tl
= 1
III. Chọn ph ơng án dẫn động và c ờng hóa.
1. Nhận xét :
- Do lực bàn đạp để mở ly hợp đã tính toán ở trên là tơng đối lớn (Q
bđ
= 25 KG), nên dẫn đến ngời lái xe điều khiển vất vả. Cần phải thiết kế cải tiến
hệ thống dẫn động có cờng hóa sao cho lực bàn đạp giảm xuống, nhng cũng
không đợc quá nhỏ để đảm bảo cảm giác cho ngời lái xe tránh hiện tợng mở ly
hợp theo thói quen.
- So sánh u nhợc điểm của các hệ thống dẫn động đã nêu ở phần tổng
quan, xét điều kiện cụ thể của xe phải thiết kế. Dựa trên cơ sở xe 3CA - 3711
dùng cho vận chuyển bu điện. Ta thấy phơng án dẫn động ly hợp thủy lực c-
ờng hóa chân không là phù hợp.
2. Sơ đồ và nguyên lý làm việc của hệ thống dẫn động ly hợp thủy lực

có c ờng hóa chân không.
a. Cấu tạo.
1. Vỏ bầu cờng hóa 12. Van bi một chiều
2. Màng cờng hóa 13. Ty đẩy van bi
3. Lò xo hồi vị cờng hóa 14. Xi lanh lực
4. Ty đẩy cờng hóa 15. Piston xi lanh lực
5. Lò xo hồi vị van 16. Ty đẩy
6. Van 17. Càng mở
7. Để van chân không 18. Van một chiều
8. Màng tùy động 19. Họng hút động cơ
9. Piston điều khiển 20. Xi lanh chính
10. Xi lanh trợ lực 21. Bàn đạp
11. Piston trợ lực 22. Đế van không khí
b. Nguyên lý làm việc.
Khi cha đạp bàn đạp, do tác động của lò xo 3 làm cho ty đẩy 4 kéo theo
piston 11 sang trái. Ty đẩy van 13 tỳ vào đáy của xi lanh 10 và dừng lại nên
van bi 12 mở ra dầu sẽ lu thông từ khoang trớc và khoang sau piston 11.
Khi bắt đầu đạp: Do ngời lái tác động vào bàn đạp ly hợp 21 tạo ra áp
suất ở xi lanh 20 dầu sẽ đi vào xi lanh cờng hóa 10, qua van bi một chiều 12
tới xi lanh lực 14 và đẩy piston 15 qua ty đẩy 16 tác động càng mở 17.
Khi lực đạp tăng lên, thì áp suất phía trái piston 11 tăng lên nhanh đẩy
piston 11 sang phải khi đó ty đẩy van 13 tách khỏi đáy xi lanh 10 làm van bi
số 12 đóng lại ngăn cách khoang trớc và khoang sau piston 11. Do áp lực dầu
ở phía trái piston 11 tăng, đẩy piston 11 sang phải nên áp suất dầu đợc tăng
lên sẽ đẩy piston 15 qua cần đẩy 16 tới càng mở 17 tác động một lực lên bi tê.
Sự làm việc này hoàn toàn độc lập. Đây chính là dẫn động thủy lực.
Đồng thời khi đó áp suất dần sẽ tác động vào phía dới piston 9 đẩy piston
và màng số 8 cùng với đế van 7 đi lên. Đế van 7 tiếp xúc với van 6 ngăn cách
giữa khoang C và khoang D. Nhng khoang C lại thông với khoang B, khoang
D thông với khoang A nên khoang A và khoang B ngăn cách với nhau. Piston

9 tiếp tục đi lên sẽ mở van không khí 6 để cho không khí qua bầu lọc qua van
không khí tới khoanh A. Nh vậy giữa khoang A và khoang B có sự chênh áp:
Khoang A có áp suất khí trời bằng 1 KG/cm
2
còn khoang B thông với họng
hút động cơ có áp suất trung bình bằng 0,5 KG/cm
2
. Điều này sẽ tạo ra lực đẩy
lên màng cờng hóa sang phải nén lò xo hồi vị 3 qua ty đẩy 4 đẩy piston 11
sang phải. Nh vậy ở phía phải của piston sinh ra 1 áp suất do cờng hóa tạo lên.
Ap suất đó cộng với áp suất do ngời lái tác động cùng lên piston 15 qua ty đẩy
16 tới càng mở 17 vào bi tê. Điều này làm cho lực bàn đạp giảm đi.
Khi ngời lái dừng bàn đạp (nguyên tắc tùy động) tại một vị trí xác định,
lúc này van không khí 6 vẫn mở nên không khí vẫn tiếp tục vào khoang A và
tiếp tục đẩy cờng hóa qua ty đẩy 4 làm cho piston 11 tiếp tục chuyển động
sang phải. Thể tích ở phía trái piston 11 khi đó tăng lên, làm cho áp suất ở đó
giảm đi. Bởi vậy piston điều khiển 9 dới tác dụng của lò xo hồi vị màng tùy
động sẽ đi xuống và làm đóng van không khí lại. Không khí không tiếp tục
vào khoang A nữa và piston 9 dừng lại nên van chân không (giữa đế van 7 và
van 6) vẫn đóng. Do đó không khí ở khoang A không thoát ra đợc mà cũng
không đợc bổ sung nên vẫn giữ cho piston 11 ở một vị trí xác định. Nghĩa là
áp suất do cờng hóa sinh ra ở bên phải piston 11 là không đổi nên ly hợp cũng
đợc mở ở mức độ nhất định (trạng thái vê côn).
Khi nhả bàn đạp thì áp suất ở sau piston 11 giảm. Dới tác dụng của lò xo
hồi vị 3 và áp suất ở phía phải piston 11 làm cho piston 11 chuyển động sang
trái. Đồng thời piston 9 chuyển động xuống dới làm đóng van không khí 6 và
mở van chân không 7 để cho khoang A và khoang B thông nhau cùng thông
với họng hút của động cơ.
Do piston 11 chuyển động qua trái nên kéo theo ty đẩy 13 tỳ vào đáy xi
lanh 10 và dừng lại. Nhng piston 11 vẫn bị kéo sang trái nên van bi 12 mở.

Dầu từ xi lanh lực 14 sẽ thoát qua van 12 và về xi lanh chính 20, về bình chứa
làm cho ly hợp đóng lại.
3. Xác định tỷ số truyền của hệ thống khi cải tiến và khi c ờng hóa
ch a làm việc.
i = i
tl
. i
c
Trong đó :
i
tl
: Là tỷ số truyền thủy lực, i
tl
= 1
i
c
: Là tỷ số truyền cơ khí, i
c
= 35,7
Vậy : i =1. 35,7 = 35,7
IV. Xây dựng đặc tính c ờng hóa.
1. Lực bởi c ờng hóa sinh ra qui dẫn lên bàn đạp ly hợp.
P
bđCH
= Q
bđ
- P
bđmax
Trong đó :
P

bđCH
: Là lực cờng hóa sinh ra qui dẫn lên bàn đạp ly hợp
Q
bđ
: Là lực tác dụng lên bàn đạp khi cha có cờng hóa, Q
bđ
= 25KG
P
bđmax
: Là lực bàn đạp lớn nhất khi có cờng hóa (theo HDTKHTLH)
ta chọn P
bđmax
= 10 KG
Vậy : P
bđCH
= 25 - 10 = 15 KG
2. Tính áp mất cực đại do ng ời lái tác động lên piston xi lanh trợ lực
khi có c ờng hóa
Theo công thức.
p
lmax
=
P
bđmax
. i
1
. i
tl

.D

2
tl
/4
Trong đó :
p
lmax

x
: Là áp suất lớn nhất do ngời lái sinh ra phía trớc piston trợ lực
P
bđmax
: Là lực tác dụng lên bàn đạp khi có cờng hóa, P
bđmax
=10 KG
i
1
: Là tỷ số truyền bàn đạp, i
1
= 4
i
tl
: Là tỷ số truyền thủy lực , i
tl
= 1
D
tl
: Là đờng kính xi lanh trợ lực chọn, D
tl
= 32 mm = 3,2 cm
Thay vào công thức ta có :

p
lmax
=
4. 10. 4. 1

= 5 KG/cm
2
3,14. 3,2
2
3. á p suất toàn bộ tác động lên piston xi lanh trợ lực.
p
max
=
4.Q
bđ
.i
1
.i
tl

. D
2
tl
Trong đó :
p
max
: Là áp suất toàn bộ.
Q
bđ
: Là lực bàn đạp mở ly hợp khi cha có cờng hóa

Thay vào ta có :
p
max
=
4. 25. 4. 1

3,14 . 3,2
2
= 12,4 KG/cm
2
4. á p suất do c ờng hóa sinh ra.
p
CHmax
= p
max
- p
lmax
p
CHmax
= 12,4 - 5 = 7,4 KG/cm
2
5. Đặc tính c ờng hóa.
+ Khi lực bàn đạp bằng 0 thì áp suất trong hệ thống dẫn động băng 0 ta
có điểm O gốc tọa độ.
+ Khi áp suất toàn bộ tác động lên piston xi lanh trợ lực là: p
max
= 12,4
KG/cm
2
thì lực bàn đạp Q

bđ
= 25 KG ta có điểm B (12,4; 25). Lực bàn đạp tỷ
lệ thuận với áp suất trong hệ thống nên ta có đờng thẳng OB là đờng đặc tính
khi không có cờng hóa.
+ Khi có cờng hóa do đã chọn điểm bắt đầu cờng hóa ứng với lực bàn
đạp là P
m
= 2 KG và áp suất trong lúc này là :
p
o
=
4 . P
m
. i
1
. i
tl

.D
2
tl
=
4 . 2 . 4 . 1

3,14 .3,2
2
= 0,99 KG/cm
2
Ta có điểm A (0,99; 2)
+ Khi áp suất lớn nhất p

max
= 12,4 KG/cm
2
thì lực bàn đạp tơng ứng đã
chọn khi có cờng hóa P
bđmax
=10 KG ta có tọa độ điểm C (12,4; 10).
Vậy đờng đặc tính khi có cờng hóa là đờng OAC
P
bđ

25 KG B

7,4

10 KG A C
2KG 5
0
0,99KG/cm
2
12,4 KG/cm
2
Trục hoành là trục áp suất của dầu khi mở ly hợp
Trục tung là lực bàn đạp khi mở ly hợp
6. Xác định lực do c ờng hóa sinh ra.
Theo công thức :
P
CH
= P
LX3

+ p
CHmax
D
2
tl

4
Trong đó :
P
LX3
: Là lực lò xo hồi vị, chọn P
LX3
= 5 KG
p
CHmax
: Là áp suất do cờng hóa sinh ra, p
CHmax
= 7,4 KG/cm
2
D
tl
: Là đờng kính xi lanh trợ lực, D
tl
= 3,2 cm
Vậy :
P
CH
= 5 + 7,4
3,14 . 3,2
2


4
= 64 KG
Để khắc phục mất mát do ma sát sinh ra ở các khâu khớp, xi lanh, lực
nén của lò xo Ta tính lực cờng hóa lớn lên 20%.
Do đó : P
CHtt
= P
CH
. 1,2 = 64 . 1,2 = 76,8 KG
V. Tính toán 1 số chi tiết của bộ c ờng hóa.
1. Đ ờng kính, hành trình của màng c ờng hóa.
a. Đ ờng kính màng c ờng hóa.
Từ công thức :
P
CH
=
D
2
m
.
p

4
Trong đó :

p
: Độ chênh áp giữa khoang A và khoang B, chọn
p
= 0,5 KG/cm

2
D
mh
: Đờng kính màng cờng hóa hiệu dụng.
Suy ra:
Đờng kính màng thực tế bao gồm đờng kính màng hiệu dụng và phần
làm kín (
Dm
= 2 cm), vậy đờng kính màng thực tế là:
D
mtt
= D
mh
+
Dm
= 14 + 2 = 16 cm
b. Hành trình của màng c ờng hóa.
- Hành trình của màng cờng hóa bằng hành trình của piston cờng hóa.
Hành trình của piston cờng hóa là :
S
p
= 2 . . i
1
. i
2
+ . i
2
Trong đó :
: Là khe hở giữa đĩa bị động và đĩa ép, = 0, 75 mm
: Là khe hở giữa bi tê và càng mở, = 3 mm

Vậy : S
p
= 2. 0,75 . 4 . 1,9 + 3 . 1,9 = 17,1 mm
2. Tính lò xo hồi vị màng.
+ Lò xo hồi vị màng là loại lò xo côn tiết diện dây tròn.
Theo công thức :
=
lv
+
0

Trong đó :
: Là biến dạng toàn bộ của lò xo khi làm việc
14cm
0,53,14
76,84

4.P
D
p
CH
mh
=
ì
ì
==


lv
: Là hành trình nén của lò xo khi làm việc đúng bằng hành trình của

măng,
lv
= 17,1mm

0
: Là biến dạng ban đầu giữ cho ty đẩy Piston trợ lực ổn định, chọn

0
= 30 mm
Vậy : = 17,1 + 30 = 47,1 mm
Đối với lò xo côn tiết diện dây tròn có công thức.
Suy ra:
Trong đó :
n
0
: Là số vòng lò xo làm việc
P
LX
: Lực của lò xo khi nén chọn P
LX
= 5 KG
G : Mô đun đàn hồi dịch chuyển, G = 8. 10
5
KG/cm
2
d : Đờng kính dãy lò xo d = 4 mm = 0,4 cm
r
1
: Bán kính trung bình vòng nhỏ lò xo nhỏ, r
1

= 2,5 cm
r
2
: Bán kính trung bình vòng to lò xo , r
2
= 5 cm
Thay vào công thức, ta có:
C =
4,71 . 8 . 10
5
. 0,4
4

16 . 5 (2,5
2
+ 5
2
) (2,5 + 5)
= 5 vòng
+ Số vòng toàn bộ của lò xo màng : (n)
n = n
0
+2 = 5+2 = 7 vòng
+ Chiều dài của lò xo khi các vòng sít vào nhau (H)
H = n . d = 7 . 2 = 14 mm
+ Chiều dài toàn bộ của lò xo (H
0
)
H
0

= H + n
0
. +
Trong đó :
H : Là chiều dài làm việc của lò xo.
4
21
2
2
2
10LX
G.d
)r).(rr(r.n16P
++
=

)r).(rr.(r16.P
.G.d
n
21
2
2
2
1LX
4
0
++
=

n

0
: Số vòng làm việc của lò xo n
0
= 5 vòng
: Là biến dạng của lò xo = 47,1 mm
: Khe hở giữa các vòng lò xo khi làm việc = 15 mm
vậy : H
0
= 14 + 5 ì 15 + 47,1 = 136 mm
+ Độ cứng của lò xo : (C)
Công thức tính
C =
G.d
4

16.n
0
(r
2
1
+ r
2
2
) (r
1
+ r
2
)
Trong đó :
G : Là mô đun đàn hồi dịch chuyển G = 8.10

5
d : Đờng kính dây lò xo d = 4 mm =0,4 cm
n
0
: Số vòng lò xo làm việc n
0
= 5
r
1
: Bán kính trung bình vòng lò xo nhỏ r
1
= 2,5 cm
r
2
: Bán kính trung bình vòng lò xo to r
2
= 5 cm
Thay vào công thức :
C =
8 . 10
5
. 0,4
4

16 . 5 (2,5
2
+ 5
2
) (2,5 + 5)
= 1,1 KG/cm

2
+ ứng suất của lò xo : ()
Công thức tính :
=
16. P
LX
. r
2

.d
3
Trong đó :
P
LX
: Là lực lò xo khi nén P
LX
= 5 KG
r
2
: Bán kính trung bình vòng lò xo to r
2
= 5 cm
d : Đờng kính dây lò xo d = 0,4 cm
Thay vào công thức :
=
16. 5 . 5

3,14 . 0,4
3
= 1990 KG/cm

2
Ta có: = 1990 KG/cm
2
< [] = 5000 KG/cm
2
. Vậy lò xo đảm bảo đủ
bền.
3. Tính ty đẩy nâng.
Chọn đờng kính ty đẩy màng d = 15 mm
Lực tác dụng lên ty đẩy P = P
CH
- P
LX
Trong đó :
P
CH
: Là lực cờng hóa : P
CH
= 76,8 KG
P
LX
: Là lực của lò xo màng cờng hóa : P
LX
= 5 KG
Vậy : P = 76,8 - 5 = 71,8 KG
+ Tính lực giới hạn của ty đẩy.
Công thức tính
P
gh
=


2
.E . J
min

(à . l)
2
Trong đó :
E : Mô đun đàn hồi của thép, E = 2 . 10
6
KG/cm
2
J
min
: Mô đun quán tính nhỏ nhất của ty đẩy
J
min
=
. d
4

64
=
3,14 . 1,5
4

64
= 0,25
à: Là hệ số phụ thuộc vào mối liên kết giữa ty đẩy và piston, à = 1
l : Là chiều dài của ty đẩy chọn l = 20 cm

Thay vào công thức :
P
gh
=
3,14
2
. 2. 10
6
. 0,25

(1. 20)
2
= 12325 KG
+ Hệ số an toàn khi nén
n =
P
gh

P
=
12325

71,8
= 171,6 n = 171,6 > [n
gh
] = 1,8 ữ 3
Vậy ty đẩy đảm bảo làm việc khi nén
+ Tính ứng mất nén của ty đẩy (
n
)

Công thức tính :

n
=
P

F
Trong đó : P : Là lực tác động lên ty đẩy, P = 59 KG
F : Tiết diện ty đẩy
Suy ra:

n
=
4P

.d
2
=
4 . 59

3,14 . 1,5
2
= 33,4 KG/cm
2
Vậy :
n
= 33,4 KG/cm
2
< [
n

] = 500 KG/cm
2
. Do đó ty đẩy đảm bảo đủ
bền nén.
4. Tính van điều khiển.
* Chọn đờng kính piston van điều khiển, D = 12 mm = 1,2 cm
* Tính lực tác động lên van điều khiển khi cờng hóa bắt đầu làm việc
Công thức :
P = p
0

D
2

4
p
0
: Là áp suất trong hệ thống khi cờng hóa bắt đầu làm việc,
p
0
= 0,99 KG/cm
2

P = 0,99
3,14 . 1,2
2

4
= 1,1 KG
Khi bắt đầu làm việc thì cả hai lò xo : LX

1
và LX
2
đều bị nén, lực nén đ-
ợc phân cho.
- LX
1
: p
LX1
= 0,4 KG
- LX
2
: P
LX2
=0,7 KG
Sự biến dạng của lò xo :
LX
1
:
LX1
= 1,5 mm
LX
2
:
LX2
= 3 mm
+ Tính lò xo 1 :
Chọn đờng kính dây lò xo : d
1
= 15 mm

Đờng kính trung bình : D
1
= 20 mm
- Ta có công thức tính số vòng làm việc của lò xo :
n
0
=
. G . d
4

8. P
LX
. D
3
Trong đó :
n
0
: Là số vòng làm việc của lò xo
: Là độ nén toàn bộ của lò xo, =
0
+
LV
= 1,5 + 1,5 = 3 mm = 0,3 cm
d : Đờng kính dây lò xo, d = d
1
= 1,5 cm
D : Đờng kính trung bình vòng lò xo, D = D
1
= 2 cm
P

LX
Lực nén lò xo 1: P
LX
= P
LX1
= 0,4 KG
Vậy:
n
0
=
0,3 . 8 . 10
5
, 0,15

8 . 0,4 . 2
3
= 4,7
Chọn lấy n
0
= 5 vòng
- Số vòng toàn bộ của lò xo là:
n = n
0
+ 2
n = 5 + 2 = 7
- Chiều dài toàn bộ của lò xo ở trạng thái tự do
L = (n
0
+ 2)d +
1

(n
0
+ 1) +
l
L = (5 + 2)1,5 + 1(5 +1) + 1,5 = 18mm
- Độ cứng của lò xo
P
lx
0,4
C = = = 1,3KG/cm
0,3
- ứng suất của lò xo đợc tính bằng công thức:
8. P
LX
. D
1
.k
= < [] = 5000 KG/cm
2

.d
1
3
Trong đó:
P
LX
: Lực nén lò xo 1 P
LX
= 0,4 KG
D

1
: Đờng kính trung bình lòng lò xo D
1
= 2cm
d
1
: Đờng kính dày lò xo d
1
= 0,15cm
(Theo HDTKHTLH) Ta có công thức:
4C -1 0,615 4. 1,3 - 1 0,615
k = + = + = 4
4C - 4 C 4. 1,3 - 4 1,3
Thay vào ta có :
8. 0,4 . 2 . 4
= = 2415 KG/cm
2
3,14 . 0,15
3
Vậy = 2415 KG/cm
2
< [] = 5000 KG/cm
2
Do đó lò xo đảm bảo đủ bền
+ Tính lò xo 2:
Chọn đờng kính dày lò xo d
2
= 2mm = 0,2cm
Đờng kính trung bình vòng lò xo, D
2

= 30mm = 3cm
- Tính số vòng làm việc của lò xo
Theo công thức:
. G . d
4
n
0
=
8. P
LX
. D
3
Trong đó :
: Là độ nén toàn bộ của lò xo, =
0
+
LV
= 2 + 3 = 5mm = 0,5 cm
d : Đờng kính dây lò xo d = d
2
= 0,2 cm
D : Đờng kính trung bình vòng lò xo D = D
2
= 3 cm
P
LX
: Lực nén lò xo 2 P
LX
= P
LX2

= 0,7 KG
Vậy:
0,5 . 8 . 10
5
, 0,2
4
n
0
= = 4,7
8 . 0,7 . 3
3
Lấy n
0
= 5 vòng
- Số vòng toàn bộ của lò xo là:
n = n
0
+ 2 = 5 + 2 = 7 vòng
- Chiều dài toàn bộ của lò xo ở trạng thái tự do
L = (n
0
+ 2)d +
1
(n
0
+ 1) +
l
L = (5 + 2)2 + 1(5 +1) + 3 = 23 mm
- Độ cứng của lò xo 2
P

LX2
0,7
C = = = 1,4KG/cm
0,5
- ứng suất của lò xo đợc tính bằng công thức:
8. P
LX
. D.k
=
.d
3
Trong đó:
P
LX
: Lực nén lò xo 2 P
LX
= P
LX2
= 0,7 KG
D : Đờng kính trung bình vòng lò xo, D = D
2
= 3cm
d

: Đờng kính dày lò xo d = d
2
= 0,2cm
k: Hệ số tập chung ứng suất
Công thức:
4C -1 0,615 4.1,4 - 1 0,615

k = + = + = 3,2
4C - 4 C 4.1,4 - 4 1,4
Thay vào ta có :
8. 0,7 . 3 . 3,2
= = 2140 KG/cm
2
3,14 . 0,2
3
Vậy:
= 2140 KG/cm
2
< [] = 5000 KG/cm
2
Do đó lò xo đủ bền
5. Kết cấu bộ c ờng hóa chân không.
+ Phần bầu cờng hóa: Gồm hai nửa là thép dập dày 3mm định hình dạng
chuông. Lắp ghép với nhua bằng hai nửa đai hình chữ V. ở hai đầu bắt chặt
bằng bu lông. ở nắp ngoài có lỗ để bắt đờng ống dẫn không khí từ van điều
khiển tớt, nắp trong có lỗ thông với van chân không và một lỗ thông với họng
hút của động cơ.
Đế tỳ lò xo hồi vị cũng đợc dập bằng thép định hình dây 3mm. Màng c-
ờng hóa đợc lắp giữa đĩa tỳ và đĩa chắn. Ty đẩy màng cờng hóa với piston c-
ờng hoá đợc liên kết với nhau bằng chốt. ở trong Piston có xẻ rãnh để đặt
ty đẩy của van bi (hình chữ u). Sự làm kín giữa piston và xi lanh cờng hóa
bằng xéc măng, làm kín giữa đáy xi lanh và ty đẩy bằng hai phớt cao su. Bỗu
cờng hoá và xi lanh lực đợc nối với nhau bằng bu lông.
+ Phần van điều khiển gồm:
- Thân chính liền với xi lanh cờng hóa trong đó có khoan lỗ để lắp bu
lông xả e dầu.
- Thân giữa bắt với thân chính bằng bu lông ở thân giữa có lỗ bắt đờng

ống với bầu cờng hóa.
- Nắp trên đợc bắt với thân giữa bằng bu lông, trong nắp có u dẫn hớng lò
xo van và có lỗ để bắt đờng ống với bầu lọc không khí.
VI. Tính hành trình bàn đạp khí có c ờng hóa.
1. Hành trình tự do của bàn đạp ly hợp
Vì là xi lanh chính, xi lanh trợ lực, xi lanh lực đều có kích thớc đờng
kính bằng nhau (32mm), nên ta có
S
0
=
0
. i
1
+ i
2
Trong đó:

0
:

Là khe hở giữa ty đẩy và piston xi lanh trợ lực
0
= 0,5mm
: Là khe hở giữa bi tê và đòn mở = 3mm
Vậy:
S
0
= 0,5 . 4 + 3 . 1,9 = 7,7 mm
2. Hành trình làm việc của bàn đạp.
Công thức :

S
LV
= 2 . . i
Trong đó:
: Là khe hở giữa bánh đà và đĩa bị động = 1,5 mm
i : Là tỷ số truyền chung i = 35,7
Vậy : S
LV
= 2 . 1,5 . 35,7 = 107 mm
3. Hành trình toàn bộ của bàn đạp.
S = S
0
+ S
LV
= 7,7 + 107 = 114,7 mm
Phần Iv
Bảo dỡng - sửa chữa - lắp ghép - điều chỉnh
Ly hợp và hệ dẫn động ly hợp
I/ Bảo d ỡng ly hợp và hệ dẫn động ly hợp.
1. Chế độ bảo d ỡng
- Định ngạch bảo dỡng khi xe chạy 1000km là bảo dỡng I
- Với 5400 km thì bảo dỡng II lần 1
- Tiếp tục bảo dỡng II lần 2, lần 3 , lần 4 thì bảo dỡng III.
2. Công việc bảo d ỡng gồm:
- Điều chỉnh độ dơ chân ly hợp.
- Điều chỉnh độ mài mòn ly hợp.
- Xiết chặt các mối ghép quan trọng.
- Thay thế các chi tiết bị mòn yếu quá tiêu chuẩn cho phép.
- Bơm mỡ ổ bi tỳ, bơm mỡ các vú mỡ ở trục bàn đạp, các khớp hệ thống
dẫn động.

- Kiểm tra bổ sung dầu cho xi lanh chính.
II. Những h hỏng và cách sửa chữa.
Trong cơ cấu ly hợp có thể phát sinh những h hỏng:
- Bộ ly hợp đóng không hoàn toàn (Ly hợp trợt)
- Bộ ly hợp ngắt không hết.
- Bộ ly hợp đóng đột ngột.
1. Bộ ly hợp bị tr ợt khi đóng:
- Hiện tợng khi ly hợp bị trợt, mô men xoắn từ trục khuỷu của động cơ sẽ
không truyền hoàn toàn cho các bánh chủ động ( đặc biệt khi ô tô leo lên dốc
hoạc có tải). Kết hợp với việc tăng số vòng quay của trục khuỷu động cơ, khi
nhả bàn đạp ly hợp ô tô hầu nh vẫn không nhúc nhích hoặc tăng tốc chậm, và
có mùi khét của các tấm ma sát đĩa bị động.
* Nguyên nhân và cách khắc phục sửa chữa:
+ Đĩa ly hợp bị dính dầu, h hỏng này do ổ trục khớp nối ly hợp bơm
nhiều mỡ quá hoặc do dầu rò chảy qua ổ trục chính phía sau của trục khuỷu.
Trong trờng hợp đó lực ma sát giảm và các đĩa ly hợp bị trợt. Muốn khắc phục
h hỏng này, phải tháo rời bộ ly hợp dùng xăng rửa sạch các đĩa ma sát dùng
bàn chải sắt hoặc dũa đánh sạch các tấm đệm ma sát.
+ Tấm ma sát đĩa ly hợp bị mòn, nếu bị mòn ít thì khắc phục bằng cách
điều chỉnh lại hành trình tự do của bàn đạp ly hợp hoặc điều chỉnh lại đòn mở.
Nếu mòn nhiều thì phải thay thế tấm ma sát.
+ Đĩa ma sát bị cong vênh thì nắn lại cho phẳng.
+ Các lò xo ép yếu gẫy thì phải thay thế.
+ Hở van không khí của bộ cờng hóa chân không thì phải sửa chữa van
cho kín.
2. Bộ ly hợp ngắt không hoàn toàn.
- Hiện tợng của h hỏng này là khi cài số có kèm theo tiếng kêu của các
bánh răng hộp số, trong đó không loại trừ các bánh răng bị sứt mẻ.
* Nguyên nhân và cách khắc phục:
+ Khe hở lớn giữa ổ chặn của khớp nối và các đầu trong của đòn mở ly

hợp. H hỏng này khắc phục bằng cách điều chỉnh lại hành trình tự do của bàn
đạp. Điều chỉnh lại cơ cấu đòn mở cho đồng phẳng.
+ Các đĩa bị động bị cong vênh nên khe hở giữa các đĩa không đều nhau.
H hỏng này thờng phát sinh khi bộ ly hợp quá nóng sau khi nó bị trợt. Khắc
phục bằng cách thay thế mới các đĩa bị cong vênh.
+ Tấm ma sát ly hợp bị vỡ, những mảnh vỡ kẹt giữa đĩa bị động và đĩa
chủ động khiến cho ly hợp ngắt không hoàn toàn. Khắc phục bằng cách tháo
bộ ly hợp để thay thế tấm ma sát khác.
+ Đĩa ép bị lệch khi ngắt ly hợp. Nh vậy đĩa chủ động vẫn ép từng chỗ
vào đĩa bị động. Ta phải điều chỉnh đồng phẳng cơ cấu đòn mở.
+ Bàn đạp ly hợp bị kẹt do cơ cấu đòn mở thiếu bôi trơn hoặc bàn đạp bị
cong vênh khắc phục bằng cách nắn lại và bôi trơn đòn mở.
3. Bộ ly hợp đóng đột ngột.
- Mặc dù nhả chân bàn đạp chậm và êm nhẹ song ô tô chuyển bánh vẫn
bị giật. H hỏng này có thể do kẹt bạc dẫn hớng. Kẹt một số cơ cấu dẫn động,
kẹt van không khí của bộ cờng hóa song không kẹt hoàn toàn mà chuyển
động không đều. Khi vợt quá điểm bị kẹt thì di chuyển nhanh làm ly hợp đóng
một cách đột ngột, xe ô tô chuyển động bị giật.
- Để khắc phục tình trạng này ta phải tháo ra sửa chữa bảo dỡng, bôi trơn
hoặc thay thế những chi tiết hỏng.
III. Lắp ghép và điều chỉnh bộ ly hợp.
1. Điều kiện kỹ thuật các chi tiết tr ớc khi lắp:
a. Đĩa chủ động.
+ Không đợc phép nứt, mặt đĩa ép phải phẳng nhẵn, độ không phẳng cho
phép 0,02 mm. Nếu bị cào xớc, mòn thành rãnh phải mài phẳng sau khi mài
độ không phẳng 0,05 ữ 0,08mm chiều dày đĩa sau khi mài không giảm quá 2
mm so với ban đầu.
+ Lỗ lắp chốt cần bẩy ly hợp mòn tới 0,05 mm phải hàn đắp gia công lại
tới kích thớc sửa chữa.
+ Rãnh lắp cần bẩy ly hợp mòn 0,12 mm phải hàn đắp gia công sửa chữa

tới kích thớc ban đầu. Cho phép sửa rộng rồi căn lá thép để đẩm bảo khe hở
giữa cần bẩy và rãnh.
+ Các đĩa gang mới chế tạo phải cân bằng tĩnh bằng cách khoan lỗ. Độ
không cân bằng cho phép là 20gcm.
b. Đĩa bị động:
+ Không đợc nứt vỡ ở tấm ma sát hay đĩa thép. Đầu đinh tán tấm ma sát
phải thấp hơn mặt tấm ma sát là 1,5mm.
+ Độ đảo mặt làm việc của đĩa bị động không quá 0,8 mm đo ở điểm
ngoài cùng nếu quá phải nắn sửa lại.
+ Rãnh then hoa moay ơ đĩa bị động mòn quá 0,06 mm phải hàn đắp và
sọc lại tới kích thớc ban đầu.
+ Khi tán tấm ma sát (hoặc gián) phải kiểm tra độ đảo của đĩa thép, độ
đảo cho phép 0,5 mm đo ở điểm ngoài cùng.
c. Lò xo ép.
+ Mặt ngoài của lò xo phải nhẵn không có vết rỗ, vết nứt, gãy.
+ Mặt đầu lò xo phải phẳng và thẳng góc với đờng tâm của lò xo độ
không thẳng cho phép 1,5mm trên chiều dài 100mm.
+ Độ không đều của bớc lò xo không quá 20%.
+ Lực nén của lò xo cho phép giảm so với bình thờng từ 10 ữ12% nếu
quá, cho phép phục hồi bằng phơng pháp lăn ép.
+ Khi lắp lò xo vào ly hợp thờng chia theo nhóm không quá 1ữ2 KG cho
độ chênh lệch của lò xo.
d. Đòn mở ly hợp.
+ Không có vết nứt, vỡ.
+ Mòn lỗ lắp bi kim so với kích thớc lớn nhất ban đầu là 0,05 mm, cho
phép hàn hoặc đóng bạc rồi gia công với kích thớc ban đầu.
+ Mòn mặt cầu của vít điều chỉnh so với giới hạn nhỏ nhất ban đầu là
0,5mm thì phải thay thế vít điều chỉnh, chiều cao vít điều chỉnh cho phép
35mm.
+ Chiều rộng đầu lắp bi kim của đòn mở khi mòn quá 0,07mm cho phép

hàn sửa.
+ Khi cần bẩy bị cong soắn cho phép nắn sửa.
+ Lỗ ren bắt vít điều chỉnh chờn quá 2 ren cho phép hàn, gia công tới
kích thớc ban đầu.
e. Lắp ly hợp và điều chỉnh.
+ Không cho phép có vết nứt ở bất kỳ chỗ nào.
+ Mòn lỗ lắp bu lông bắt giá treo cần bẩy 0,2 ữ0,3mm cho phép hàn sửa.
+ Mòn lỗ hình chữ nhật (lắp cần bẩy) theo chiều rộng và chiều cao 1mm
cho phép hàn sửa.
+ Mòn lỗ lắp bu lông bắt lắp ly hợp với bánh đà 0,2mm hàn sửa tới kích
thớc ban đầu.
+ Các mặt tiếp xúc với bánh đà phải phẳng cùng nằm trong một mặt
phẳng cho phép chênh lệch 0,2mm.
2. Lắp và điều chỉnh.
+ Lắp chốt giá đỡ và con lăn với cần bẩy, lắp chốt chẻ. Chú ý bôi trơn
dầu hộp số vào ổ con lăn.
+ Lắp 3 cần bẩy vào 3 rãnh trên đĩa ép ly hợp mỗi ổ có 19 viên bi kim
muốn lắp dễ dàng dùng một viên bi cao su 8 cho vào lỗ trên cần bẩy giữa
chốt và lỗ , đặt bi kim có bôi dầu hộp số sau đó đẩy chốt qua lỗ rãnh trên đĩa
ép đồng thời đẩy bi cao su xỏ chốt chẻ trục bi kim.
+ Đặt đệm cách nhiệt vào trụ lò xo ép ly hợp. Chú ý để dấu đã đánh ở
trên nắp ly hợp và đĩa ép trùng nhau.
+ Đặt ly hợp lên máy ép, đặt một tấm gỗ dới đĩa ép gang ép nắp ly hợp
xiết bu lông bắt giá đỡ cần đẩy với nắp ly hợp.
+ Điều chỉnh vị trí cần bẩy ly hợp: Dùng 3 đệm dày 9mm (thay cho đĩa
bị động) đặt dới máy ép, dùng máy ép hay giá lắp và điều chỉnh ly hợp ép cho
nắp ly hợp sát với mặt bàn điều chỉnh. Vị trí đầu vít cần bẩy sau khi điều
chỉnh trên cần bẩy và dùng đột để hãm.
* L u ý:
- Thứ tự lắp theo quy ớc là tháo trớc lắp sau (ngợc lại)

- Trớc khi lắp phải lau chùi sạch sẽ.
- Kiểm tra tình trạng kỹ thuật trớc khi lắp.
- Điều chỉnh cho đúng kỹ thuật.
Phần kết luận
Trên đây là toàn bộ qúa trình tính toán thiết kế hệ thống ly hợp cho xe ô
tô tải trung bình trên cơ sở xe 3CA - 3711 dùng cho vận chuyển trong bu
điện. Đây là loại ly hợp một đĩa ma sát khô thờng đóng đợc dẫn động điều
khiển bằng thủy lực có cờng hóa chân không. Bản đồ án đã hoàn thành với
nội dung thuyết minh và tính toán theo yêu cầu:
1. Tổng quan ly hợp.
Đề cập tới yêu cầu, công dụng, phân loại ly hợp, phân loại dẫn động ly
hợp. Trong đó có nêu cấu tạo nguyên lý làm việc, u khuyết điểm của từng loại.
2. Tính toán thiết kế cơ cấu của cụm ly hợp gồm.
- Xác định mô men ly hợp.
- Xác định kích thớc của một số chi tiết cụm ly hợp.
- Xác định công, công trợt riêng, nhiệt độ của ly hợp.
- Tính bền các chi tiết trong cụm ly hợp.
3. Tính toán thiết kế cải tiến hệ thống dẫn động.
- Chọn phơng án dẫn động thủy lực cờng hóa chân không là phù hợp.
- Xác định đặc tính cờng hóa, tính lực cờng hóa.
- Tính toán, kiểm bền các chi tiết bộ cờng hóa.
4. Định ngạch bảo d ỡng và sửa chữa lắp ghép điều chỉnh ly hợp.
- Các công việc cần làm trong bảo dỡng.
- Chuẩn đoán h hỏng cách khắc phục sửa chữa.
- Lắp ghép điều chỉnh ly hợp và bộ cờng hóa.
Để minh họa cho đồ án còn có 07 bản vẽ thiết kế cấu tạo của hệ thống ly
hợp đã cải tiến gồm:
- Bản vẽ sơ đồ bố trí chung.
- Bản vẽ kết cấu cụm ly hợp.
- Bản vẽ kết cấu bộ cờng hóa chân không

- Bản vẽ đặc tính cờng hóa.
- Bản vẽ lắp ghép cụm xi lanh chính.
- Bản vẽ các chi tiết của hệ thống ly hợp cải tiến.
- Bản vẽ các phơng án dẫn động.
Qua các nội dung ở trên hệ thống ly hợp đợc thiết kế cải tiến có u điểm là
lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ, điều khiển dễ dàng giảm sức lao động của ngời
lái đảm bảo an toàn, độ tin cậy cao. Các chi tiết đủ độ bền trong quá trình sử
dụng phù hợp với loại xe ô tô cần thiết kế. Tuy nhiên hệ thống ly hợp này
cũng có một vài nhợc điểm nh kết cấu bộ cờng hóa phức tạp, độ chính xác
cao, chế tạo khó do đó giá thành lớn.
Để đảm bảo đồ án áp dụng đợc vào thực tế cần phải qua thực nghiệm trên
xe một cách cụ thể. Qua đó sẽ rút ra đợc những thiếu sót hạn chế của bản đồ
án và từ đó có thể sửa đổi đợc. Trong khuôn khổ của bản đồ án lý thuyết
không thể đề cập tới toàn bộ vấn đề thực tế đòi hỏi, song xét ở mức độ nào đó
thì bản đồ án đã đợc xem xét khá toàn diện về lý thuyết.
Tài liệu tham khảo
1. Hớng dẫn đồ án môn học
"Thiết kế hệ thống ly hợp của ô tô - máy kéo"
Của : Lê Thị Vàng
2. Giáo trình thiết kế và tính toán ô tô máy kéo