MỤC LỤC
Trang

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

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

2
6
11
13

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

17

2.1.

Xác định kích thước cơ bản của ly hợp

21

2.2.

Xác định công trượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp

24

2.3.

Tính toán sức bền một số chi tiết chủ yếu của ly hợp

27

CHƯƠNG III : KẾT LUẬN

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LY HỢP TRÊN ÔTÔ

1


1.1. Công dụng, phân loại và yêu cầu của ly hợp
1.1.1. Công dụng ly hợp
Ly hợp là một trong những cụm chính trong hệ thống truyền lực của ôtô. Ly hợp là
bộ phận liên kết giữa động cơ và hệ thống truyền lực, ly hợp ôtô được bố trí ngay sau
động cơ, trước hộp số. Nó có công dụng:
+ 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, không phải khởi động
động cơ nhiều lần.

1.1.2. Phân loại ly hợp
Ly hợp trên ôtô thường được phân loại theo 4 cách:
+ Phân loại theo phương pháp truyền mômen.
+ Phân loại theo trạng thái làm việc của ly hợp.
+ Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép.
+ Phân loại theo phương pháp dẫn động ly hợp.

2


1.1.2.1. Phân loại theo phương pháp truyền mômen
Theo phương pháp truyền mômen từ trục khuỷu của động cơ đến hệ thống truyền
lực thì người ta chia ly hợp ra thành 4 loại sau :
* Loại 1: Ly hợp ma sát - là ly hợp truyền mômen xoắn bằng các bề mặt ma sát, nó
gồm các loại sau :
+ Theo hình dáng bề mặt ma sát gồm có :
- Ly hợp ma sát loại đĩa (một đĩa, hai đĩa hoặc nhiều đĩa).
- Ly hợp ma sát loại hình nón.
- Ly hợp ma sát loại hình trống.
Hiện nay, ly hợp ma sát loại đĩa được sử dụng rất rộng rãi, vì nó có kết cấu đơn

giản, dễ chế tạo và khối lượng phần bị động của ly hợp tương đối nhỏ. Còn 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 môi trường ma sát gồm có :
- Ma sát khô.
- Ma sát ướt (các bề mặt ma sát được ngâm trong dầu).
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 quá trình đóng ly hợp, các chi tiết trong ly hợp bị
nung nóng do nhiệt tạo bởi một phần công ma sát.

3


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 quá trình điều khiển xe.
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.
1.1.2.2. Phân loại theo trạng thái làm việc của ly hợp
Theo trạng thái làm việc của ly hợp thì người ta chia ly hợp ra thành 2 loại sau :
+ Ly hợp thường đóng : loại này được sử dụng hầu hết trên các ôtô hiện nay.
+ Ly hợp thường mở: loại này được sử dụng ở một số máy kéo bánh hơi như C-80,
C-100, MTZ2 ...

1.1.2.3. Phân loại theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép
Theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa ép ngoài thì người ta chia ra các loại ly
hợp sau :
Loại 1 : Ly hợp lò xo - là ly hợp dùng lực lò xo tạo lực nén lên đĩa ép, nó gồm các
loại sau :

4


+ Lò xo đặt xung quanh : các lò xo được bố trí đều trên một vòng tròn và có thể
đặt một hoặc hai hàng.
+ Lò xo trung tâm (dùng lò xo côn).
Theo đặc điểm kết cấu của lò xo có thể dùng lò xo trụ, lò xo đĩa, lò xo côn.
Trong các loại trên thì ly hợp dùng lò xo trụ bố trí xung quanh được áp dụng khá
phổ biến trên các ôtô hiện nay, vì nó có ưu điểm kết cấu gọn nhẹ, tạo được lực ép
lớn theo yêu cầu và làm việc tin cậy.
Loại 2 : Ly hợp điện từ - lực ép là lực điện từ.
Loại 3 : Ly hợp ly tâm - là loại ly hợp sử dụng lực ly tâm để tạo lực ép đóng và mở
ly hợp. Loại này ít được sử dụng trên các ôtô quân sự.

Loại 4 : Ly hợp nửa ly tâm - là loại ly hợp dùng lực ép sinh ra ngoài lực ép của lò
xo còn 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...
1.1.2.4. 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 dẫn động
ly hợp. Loại này được sử dụng hầu hết trên các ôtô dùng ly hợp loại đĩa ma sát ở trạng
thái luôn đóng.
Theo đặc điểm kết cấu, nguyên lý làm việc của hệ 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 lò 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.

5


1.1.3. Yêu cầu ly hợp
Ly hợp là một trong những cụm chính của hệ thống truyền lực trên ôtô, khi làm việc
ly hợp phải đảm bảo được các yêu cầu sau :
+ Truyền hết mômen của động cơ xuống hệ thống truyền lực mà không bị trượt ở bất
kỳ điều kiện làm việc nào. Muốn vậy thì mômen ma sát của ly hợp phải lớn hơn mômen
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 không dứt khoát sẽ làm cho khó gài số được êm dịu).
+ Mômen quán tính của phần bị động của ly hợp phải nhỏ để: giảm tải trọng động
tác dụng lên các bánh răng và bộ đồng tốc khi sang số ; nhanh chóng có sự đồng tốc
giữa bánh răng chủ động và bánh răng bị động của hộp số và gài số được êm dịu, giảm
các va đập lên bánh răng.
+ Mô men ma sát không đổi khi ly hợp ở trạng thái đóng.
+ Điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ tránh gây mệt mỏi cho người
lái xe.
+ Các bề mặt ma sát phải thoát nhiệt tốt.
+ Giá thành của bộ ly hợp rẻ, tuổi thọ cao, kết cấu đơn giản kích thước nhỏ gọn, dễ
tháo lắp và sửa chữa bảo dưỡng.
+ Ly hợp làm nhiệm vụ bộ phận an toàn để tránh quá tải cho hệ thống truyền lực.
Ly hợp có khả năng trượt khi bị quá tải.
Tất cả những yêu cầu trên, đều được đề cập đến trong quá trình chọn vật liệu, thiết
kế và tính toán các chi tiết của ly hợp.
1.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của ly hợp ma sát khô

6


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

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

8 - lò xo hồi vị bàn đạp
9 - đòn kéo
10 - càng mở
Hình 1.1. Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô một đĩa
11 - bi "T" ; 12 - đòn mở ; 13 - lò xo giảm chấn.

1.2.1.2. Ly hợp ma sát khô hai đĩa

7


1 - bánh đà
2 - lò xo đĩa ép trung gian
3 - đĩa ép trung gian
4 - đĩa ma sát
5 - đĩa ép ngoài
6 - bulông hạn chế
7 - lò xo ép
8 - vỏ ly hợp
9 - bạc mở
10 - trục ly hợp
11 - bàn đạp
Hình 1.2. Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô hai đĩa
12 - lò xo hồi vị bàn đạp ly hợp ; 13 - thanh kéo
; 14 - càng mở
15 - bi "T"

;

16 - đòn mở


;

; 17 - lò xo giảm chấn.

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

8


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

+ Nếu phải truyền một mômen như nhau thì ly hợp hai đĩa có kích thước nhỏ gọn
hơn ly hợp một đĩa.
+ Ly hợp hai đĩa khi đóng êm dịu hơn nhưng khi mở lại kém dứt khoát hơn ly hợp
một đĩa.
+ Ly hợp hai đĩa có kết cấu phức tạp hơn ly hợp một đĩa.
Theo sơ đồ cấu tạo Hình 1.2 - cũng bao gồm các bộ phận và các chi tiết cơ bản như
đối với ly hợp một đĩa. Điểm khác biệt là ở ly hợp hai đĩa có hai đĩa ma sát 4 cùng liên
kết then hoa với trục ly hợp 10. Vì có hai đĩa ma sát nên ngoài đĩa ép 5 còn có thêm đĩa
ép trung gian 3. ở ly hợp hai đĩa phải bố trí cơ cấu truyền mômen từ vỏ hoặc bánh đà
sang đĩa ép và cả đĩa ép trung gian. Vì nhược điểm của ly hợp hai đĩa là mở không dứt
khoát nên ở những loại ly hợp này thì người ta phải bố trí cơ cấu để tạo điều kiện cho
ly hợp khi mở được dứt khoát. Trên hình 1.1.b thì cơ cấu này được thực hiện bởi lò xo
đĩa ép trung gian 2 và bu lông điều chỉnh 6. Khi mở ly hợp thì lò xo 2 sẽ đẩy đĩa ép
trung gian 3 tách khỏi đĩa ma sát bên trong và khi đĩa ép trung gian chạm vào đầu bu
lông điều chỉnh 6 thì dừng lại nên đĩa ma sát bên ngoài cũng được tự do.
Bộ phận dẫn động điều khiển ly hợp gồm : bàn đạp ly hợp, đòn dẫn động, càng mở
ly hợp, đòn mở ly hợp và bạc mở ly hợp. Ngoài ra, tùy theo từng loại ly hợp mà có thể
thêm các bộ phận dẫn động bằng thủy lực, bằng khí nén như các xy lanh chính và xy
lanh công tác.

9


1.2.3. Nguyên lý làm việc của ly hợp loại đĩa ma sát khô
1.2.3.1. Ly hợp ma sát khô một đĩa – theo Hình 1.1
Trạng thái đóng ly hợp : ở trạng thái này lò xo 4 một đầu tựa vào vỏ 5, đầu còn lại
tì vào đĩa ép 3 tạo lực ép để ép chặt đĩa bị động 2 với bánh đà 1 làm cho phần chủ
động và phần bị động tạo thành một khối cứng. Khi này mômen từ động cơ được
truyền từ phần chủ động sang phần bị động của ly hợp thông qua các bề mặt ma sát
của đĩa bị động 2 với đĩa ép 3 và lò xo ép 4. Tiếp đó mômen được truyền vào xương

đĩa bị động qua bộ giảm chấn 13 đến moayơ rồi truyền vào trục ly hợp. Lúc này giữa
bi "T" 11 và đầu đòn mở 12 có một khe hở từ 3-4 mm tương ứng với hành trình tự do
của bàn đạp ly hợp từ 30-40 mm.
Trạng thái mở ly hợp : khi cần ngắt truyền động từ động cơ tới trục sơ cấp của hộp
số người lái tác dụng một lực vào bàn đạp 7 thông qua đòn kéo 9 và càng mở 10, bạc
mở 6 mang bi "T" 11 sẽ dịch chuyển sang trái. Sau khi khắc phục hết khe hở bi "T" 11
sẽ tì vào đầu đòn mở 12. Nhờ có khớp bản lề của đòn mở liên kết với vỏ 5 nên đầu kia
của đòn mở 12 sẽ kéo đĩa ép 3 nén lò xo 4 lại để dịch chuyển sang phải. Khi này các bề
mặt ma sát giữa bộ phận chủ động và bị động của ly hợp được tách ra và ngắt sự truyền
động từ động cơ tới trục sơ cấp của hộp số.
1.2.3.2. Ly hợp ma sát khô hai đĩa – theo Hình 1.2
Trạng thái đóng ly hợp : ở trạng thái này các lò xo ép 7 một đầu tựa vào vỏ ly hợp 8,
đầu còn lại tì vào đĩa ép 5 tạo lực ép để ép chặt toàn bộ các đĩa ma sát 4 và đĩa ép trung
gian 3 với bánh đà 1 làm cho phần chủ động và phần bị động tạo thành một khối cứng.
Khi này mômen từ động cơ được truyền từ phần chủ động sang phần bị động của ly hợp
thông qua các bề mặt ma sát của các đĩa ma sát 4 và đĩa ép trung gian 3 với đĩa ép 5 và lò
xo ép 7. Tiếp đó mômen được truyền vào xương đĩa bị động qua bộ giảm chấn 17 đến
moayơ rồi truyền vào trục ly hợp. Lúc này giữa bi "T" 15 và đầu đòn mở 16 có một khe
hở từ 3-4 mm tương ứng với hành trình tự do của bàn đạp ly hợp từ 30-40 mm.

 10 


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

động từ động cơ tới trục sơ cấp của hộp số.
Ngoài các trạng thái làm việc trên, thì ly hợp còn xuất hiện trạng thái trượt tương đối
giữa các bề mặt ma sát của ly hợp. Hiện tượng này thường xuất hiện khi đóng ly hợp
(xảy ra trong thời gian ngắn) hoặc khi gặp quá tải (phanh đột ngột mà không nhả ly hợp).

 11 


1.2.4. Công dụng của xe ôtô MA3 - 5335
MA3-5335 là một trong những loại ôtô vận tải được dùng nhiều trong việc vận chuyển
hàng hóa bằng đường bộ ở nước ta. Nó là loại xe có thể hoạt động trên mọi đường sá.
Sức chở của ôtô là 8 tấn. Loại xe này được nhà máy chế tạo ôtô mang tên MINXCƠ sản
xuất. Xe có một cabin là loại cabin lật, trên cabin có 1 ghế lại, 1 ghế phụ và 1 giường
ngủ. Vỏ cabin bằng kim loại và bố trí động cơ ở phía dưới. Thùng xe được chế tạo bằng
sắt và có 3 thành mở lật ra được. Động cơ lắp trên xe ôtô MA3-5335 là loại động cơ
Diesel 4 kỳ, có ký hiệu kiểu : ЯMZ-236 và gồm 6 xy lanh, bố trí hình chữ V. Công suất
cực đại của động cơ là 134 kW ở 2100 vòng/phút (vg/ph). Mômen cực đại của động cơ là
667 Nm ở 1500 vòng/phút. Hệ thống truyền lực của xe ở dạng cơ nhiều cấp. Trong đó, ly
hợp lắp trên xe là loại ly hợp hai đĩa ma sát khô thường đóng, được dẫn động điều khiển
bằng cơ khí và có cường hóa khí nén. Hộp số lắp trên xe là loại hộp số cơ khí có 5 cấp số
tiến, một cấp số lùi và có đồng tốc cho số 2-3, 4-5. Truyền lực chính cầu chủ động là cặp
bánh răng côn xoắn.
Hệ thống lái lắp trên xe là loại trục vít đai ốc, có bi cầu, thanh răng-vành răng và có
cường hóa bằng thủy lực. Hệ thống treo của xe là loại hệ thống treo phụ thuộc và được bố
trí trên các nhíp dọc hình nửa elíp. Hệ thống treo trước có giảm chấn thủy lực ống lồng
nhằm nâng cao độ êm dịu khi xe di chuyển trên đường không bằng phẳng với tốc độ cao.
Hệ thống treo sau có nhíp phụ. Hệ thống phanh của xe là loại phanh tang trống trên
tất cả các bánh xe, có độ an toàn cao, dễ điều khiển và có hệ dẫn động bằng khí nén.
Phanh dừng là loại phanh tang trống ở cơ cấu truyền lực và có dẫn động cơ khí. MA35335 có đặc tính kỹ thuật vận hành cao và xe có thể tăng tốc đạt từ 70 ÷ 85 km/h trong
thời gian không quá 45 giây. Xe có thể tăng sức tải so với thiết kế là 35%. Xe vận hành

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

 12 


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

 13 

MA3-5335
7250 x 3000 x 2720
1970 x 1865

270
3590
78400
65900
33560
32340
146500
48500
98000
85
ЯMZ-236
động cơ Diesel 4 kì, 6 xylanh,
bố trí hình chữ V
130
140
11150
16,5:1


- Thứ tự làm việc của các xy lanh
- Công suất cực đại, ở 2100 vg/ph (kW)
- Mômen xoắn cực đại, ở 1500 vg/ph (Nm)
- Tỉ số truyền của hộp số
- Đường kính bánh đà (m)
- Ly hợp
- Hộp số
- Tỉ số truyền của truyền lực chính
- Bánh xe và lốp
Bánh trước
Bánh sau


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

 14 


 15 


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

trung gian, đĩa ép ngoài và bánh đà thành một khối mà vẫn đảm bảo đĩa ép trung gian
và đĩa ép ngoài có thể di trượt được thì người ta dùng một cơ cấu gồm có đai ốc điều
chỉnh 4 được kẹp chặt vào đĩa ép trung gian. Khi các bề mặt ma sát của tấm ma sát của
đĩa bị động bị mòn nhiều, nhờ có cơ cấu đó sẽ làm cho đĩa ép trung gian di chuyển đến
gần bánh đà hơn. Đai ốc 4 có vòng cách tỳ lên vỏ ly hợp, đẩy cho bulông hạn chế di
chuyển dọc trục của nó, nên duy trì được khe hở cần thiết giữa các bề mặt ma sát khi
mở ly hợp. Các lò xo ép 20 được bố trí xung quanh theo hai vòng tròn (vòng trong và
vòng ngoài). Tổng số lò xo ép là 24, các lò xo ép được đặt trong phần lõm của vỏ ly
hợp và đầu còn lại được đặt vào phần lồi của đĩa ép.

 16 


1. Lò xo đẩy đĩa ép trung gian
2. Bulông hạn chế ; 3. Vỏ
trong ly hợp ; 4. Đai ốc điều
chỉnh ; 5. Đòn mở ly hợp ; 6.
Càng nối đòn mở ly hợp ; 7.
Đai ốc điều chỉnh đòn mở ; 8.
Tấm hãm ; 9. Quang treo ; 10.
Lò xo đỡ tấm chặn ; 11. Bi
“T” ; 12. ống bơm mỡ ; 13.
Càng mở ly hợp ; 14. Tấm
chặn đầu đòn mở ; 15. Trục
của càng mở ly hợp ; 16. Tay
đòn ; 18. Nắp của cácte ly
hợp ; 19. Vỏ trong ly hợp ;
20. Lò xo ép ; 21. Đệm cách
nhiệt ; 22. Đĩa ép ngoài ; 23.
Nút xả mạt ; 24. Bánh đà ; 25.

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

Hình 2.4. Ly hợp lắp trên xe MA3-5335

các tấm đĩa ; 30. Lò xo giảm chấn.
+ Bộ phận bị động của ly hợp : gồm có hai đĩa bị động 25, mỗi đĩa bị động gồm 2
tấm ma sát được ghép với xương đĩa bằng các đinh tán bằng đồng. Xương đĩa được chế
tạo bằng thép, trên có các xẻ rãnh nhằm giảm độ cứng, tăng độ đàn hồi và giúp ly hợp
đóng êm dịu. Xương đĩa được ghép với moayơ đĩa bị động bằng các đinh tán, trên
moayơ có các lỗ hình chữ nhật để đặt 6 lò xo giảm chấn. Moayơ được chế tạo bằng
thép, số lượng là 2 moayơ và có thể di trượt trên rãnh then hoa của trục ly hợp.

 17 


+ Hệ dẫn động ly hợp thuộc loại dẫn động bằng cơ khí có cường hóa bằng khí nén.
Đòn mở ly hợp 5 được chế tạo bằng thép và có số lượng là 4 đòn. Mỗi đòn mở thì đầu
trên liên kết khớp bản lề với đĩa ép ngoài qua các ổ bi kim. Phần giữa đòn liên kết bản
lề với càng nối 6 thông qua ổ bi kim. Đòn mở ly hợp được điều chỉnh tương tự như ly
hợp trên xe ZIN-130.

 18 


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

đồng thời bảo vệ được cho hệ thống truyền lực khỏi bị quá tải. Với hai yêu cầu như vậy
mômen ma sát của ly hợp được tính theo công thức : Mc= βMe max
Trong đó :

Me max - mômen xoắn cực đại của động cơ.
β - hệ số dự trữ của ly hợp.

+ Hệ số β phải lớn hơn 1 để đảm bảo truyền hết mômen của động cơ trong mọi
trường hợp. Tuy nhiên hệ số β cũng không được chọn lớn quá để tránh tăng kích thước
đĩa ma sát và tránh cho hệ thống truyền lực bị quá tải. Hệ số β được chọn theo thực
nghiệm.
+ Tra bảng 1, Sách hướng dẫn "Thiết kế hệ thống ly hợp của ôtô", ta xác định hệ số
dự trữ của ly hợp với ôtô tải làm việc không có kéo rơmoóc: β = (1,6 ÷ 2,25) → ta
chọn : β = 2. Vậy mômen ma sát của ly hợp : Mc = β Me max = 2.667 = 1334 (Nm).
2.2. Xác định kích thước cơ bản của ly hợp
2.2.1. Xác định bán kính trung bình của đĩa ma sát
+Mômen ma sát của ly hợp được xác định theo công thức :
Mc = β Me max = µ P∑ Rtb i
+ Trong đó :

µ - hệ số ma sát.
P∑ - tổng lực ép lên các đĩa ma sát (N).
i - số đôi bề mặt ma sát.
Rtb - bán kính ma sát trung bình (m).

+ Tính sơ bộ đường kính ngoài của đĩa ma sát theo công thức kinh nghiệm :

 19 



D2 = 2 R2 = 3,16
+ Trong đó :

M emax
C

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

→ D2 = 2 R2 = 3,16

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

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

R1 = (0,53 ÷ 0,75) R2 = (0,53 ÷ 0,75)0,2 = (0,106 ÷ 0,15) (m).
+ Vì động cơ lắp trên xe là loại động cơ Diesel nên ta chọn trị số R1 nhỏ, ta lấy:
R1 = 0,115 m.
→ Bán kính ma sát trung bình được tính theo công thức :
Rtb =

2  R 32 − R 13 
2  0,2 3 − 0,1153 
 2


 ~ 0,161 (m).
=
3  0,2 2 − 0,115 2 
3  R 2 − R 12 

2.2.2. Xác định số lượng đĩa ma sát
+ Số đôi bề mặt ma sát được tính theo công thức: i =

 20 

Mc
Mc
=
µPΣ R tb
2πR 2tb bµ[q]


Trong đó : Mc - mômen ma sát của ly hợp, Mc = 1334 Nm.
b - bề rộng tấm ma sát gắn trên đĩa ma sát.

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

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

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

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


+ Vậy q = 119,97 kN/m2 < [q] = 200 kN/m2 → Bề mặt ma sát bảo đảm đủ độ bền
cho phép.
2.2.3. Xác định lực ép lên đĩa ép
+ Tổng lực ép của tất cả các lò xo ép tác dụng lên đĩa ép khi ly hợp làm việc được
Mc

1334

xác định theo công thức : P∑ = µR i =
= 10336,42 (N).
0,2.0,161.4
tb

2.3. Xác định công trượt sinh ra trong quá trình đóng ly hợp
Khi đóng ly hợp có thể xảy ra hai trường hợp :

 21 


+ Đóng ly hợp đột ngột tức là để động cơ làm việc ở số vòng quay cao rồi đột ngột
thả bàn đạp ly hợp. Trường hợp này không tốt nên phải tránh.
+ Đóng ly hợp một cách êm dịu : Người lái thả từ từ bàn đạp ly hợp khi xe khởi
động tại chỗ sẽ làm tăng thời gian đóng ly hợp và do đó sẽ tăng công trượt sinh ra trong
quá trình đóng ly hợp. Trong sử dụng thường sử dụng phương pháp này nên ta tính
công trượt sinh ra trong trường hợp này.
2.3.1. Xác định công trượt của ly hợp khi khởi động tại chỗ
+ Phương pháp này sử dụng công thức tính theo kinh nghiệm của Viện HAHM.
5,6GM e max ( no / 100) 2 rb2
L=

io ih i f (0,95M e max it − Grbψ )

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

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

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

io = 7,73.

ih - tỉ số truyền của hộp số chính.

ih = ih1 = 5,26.

if - tỉ số truyền của hộp số phụ.

if = 1.

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

+ Vậy công trượt của ly hợp khi khởi động tại chỗ :

 22 


5,6GM e max ( no / 100) 2 rb2
5,6.146500.667.(1575 / 100) 2 .0,518 2
L=
=
io ih i f (0,95M e max it − Grbψ )
40,66.(0,95.667.40,66 − 146500.0,518.0,16)

L = 65,76.103 (Nm).
2.3.2. Xác định công trượt riêng
+ Để đánh giá độ hao mòn của đĩa ma sát, ta phải xác định công trượt riêng theo
công thức sau :
lo =

L
≤ [lo]
Fi

(Nm/m2).

Trong đó : lo - công trượt riêng.
L - công trượt của ly hợp (Nm).
F - diện tích bề mặt ma sát của đĩa ma sát (m2).
i - số đôi bề mặt ma sát.

i = 4.


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

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

+ Do đó phải kiểm tra nhiệt độ của các chi tiết, bằng cách xác định độ tăng nhiệt độ
theo công thức :
∆T =

γ L
γ L
=
≤ [∆T].
cmt 427cGt

Trong đó :
L - công trượt sinh ra khi ly hợp bị trượt, L = 65,76.103 (Nm) ~ 6,71.103 kgm.
c - tỉ nhiệt của chi tiết bị nung nóng. Với thép và gang : c = 0,115 kcal/kg oC.

 23 


mt - khối lượng chi tiết bị nung nóng (kg).
Gt - trọng lượng chi tiết bị nung nóng (kg).
γ - hệ số xác định phần công trượt dùng nung nóng chi tiết cần tính. Với đĩa ép
ngoài → γ =

1
1
1
1
1
=
= . Với đĩa ép trung gian ở ly hợp 2 đĩa → γ = = .
2.2

2n
4
n
2

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

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

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

nhiệt độ của đĩa ép ngoài (do có đệm cách nhiệt). Do vậy, ta không cần kiểm tra nhiệt
độ của lò xo ép.
2.4. Tính toán sức bền một số chi tiết chủ yếu của ly hợp
2.4.1. Tính sức bền đĩa ma sát

 24 


+ Để giảm kích thước của ly hợp, khi ly hợp làm việc trong điều kiện ma sát khô thì
chọn vật liệu có hệ số ma sát cao. Vật liệu của tấm ma sát thường chọn là loại phêrađô.
Đĩa ma sát gồm các tấm ma sát và xương đĩa. Xương đĩa thường chế tạo bằng thép
cacbon trung bình và cao → Ta chọn thép 50.
+ Chiều dày xương đĩa thường
chọn từ (1,5 ÷ 2,0) mm. Ta chọn δx
= 2 mm.
+ Chiều dày tấm ma sát thường
chọn từ (3 ÷ 5) mm. Ta chọn δ = 4,5
mm.
+ Tấm ma sát được gắn với
xương đĩa ma sát bằng đinh tán. Vật
liệu của đinh tán được chế tạo bằng
đồng, có đường kính d = 4 mm.
Đinh tán được bố trí trên đĩa theo
hai dãy tương ứng với các bán kính
như sau:
Vòng trong: r1 = 135 mm = 0,135 m.
Vòng ngoài: r2 = 180 mm = 0,18 m.
+ Lực tác dụng lên mỗi dãy đinh
tán được xác định theo công thức :


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

F1 =

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

F2 =

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

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

 25 