CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LY HỢP Ô TÔ Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail. Ly hợp là gì và công dụng? Trong cấu tạo hộp số ô tô, ly hợp (clutch) là bộ phận quan trọng kết nối trục khuỷu của động cơ với các bộ phận khác của hộp số. Công dụng của ly hợp ô tô là dẫn động cho hộp số bằng cách đóng (hợp) và mở (ly) tùy theo điều khiển của người lái, theo đó momen lực sẽ được nối hoặc ngắt, giúp xe chuyển động tiến, lùi hoặc dừng lại. Phân loại của ly hợp Dựa vào tính chất truyền mômen, người ta phân ra các loại: + Ly hợp ma sát cơ khí.
+ Ly hợp thủy lực. + Ly hợp điện từ. - Dựa vào hình dạng của bộ phận ma sát cơ khí có thể chia ra: + Ly hợp ma sát đĩa phẳng. + Ly hợp ma sát đĩa côn (đĩa bị động có dạng hình côn).
+ Ly hợp ma sát hình trống (kiểu tang trống và guốc ma sát ép vào tang trống). - Theo đặc điểm làm việc, có thể chia ra: + Loại thường đóng. + Loại không thường đóng. Yêu cầu của ly hợp - Ly hợp phải truyền được momen xoắn lớn nhất của động cơ mà không bị trượt trong mọi điều kiện, vì vậy ma sát của ly hợp phải lớn hơn momen xoắn của động cơ - Khi kế nối phải êm diệu để không gây ra va đập ở hệ thống truyền lực - Khi tách để nhanh và dứt khoát để dễ gài số và tránh gây tải trọng động cho hộp số - Momen quán tính của phần bị động phải nhỏ - Ly hợp phải làm nhiệm vụ của bộ phận an toàn do đó hệ số dự trữ phải nằm trong giới hạn - Điều khiển dễ dàng - Kết cấu đơn giản và gọn - Đảm bảo thoát nhiệt tốt khi ly hợp trượt Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.
Cấu tạo của ly hợp 1. Ly hợp ma sát loại một đĩa: Cấu tạo: Ly hợp loại này có từ ba đến chín lò xo xoắn hình trụ.1 1 – Vòng bi chà buýttê; 2 – Ống đỡ vòng bi; 3 – Phớt chặn dầu trục sơ cấp; 4 – Gắp điều khiển vòng bi buýttê; 5 – Mâm ép và vỏ; 6 – Đĩa ma sát (Đĩa ly hợp); 7 – Trục sơ cấp hộp số; 8 – Cần bẫy. - Nguyên lý hoạt động: + Khi bánh đà đang quay: Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com) lOMoARcPSD|39108650 Ấn bàn đạp ly hợp, thông qua cơ cấu điều khiển sẽ ấn ba đòn mở ly hợp xuống, các đầu kia của đòn mở sẽ nâng mâm ép lên. Lúc này đĩa ma sát không bị ép vào mặt bánh đà nên tự do và đứng yên cùng với trục sơ cấp của hộp số.
Trong lúc đó bánh đà vẫn quay, nhờ vậy liên hệ giữa động cơ và hộp số tạm gián đoạn. + Sau khi cài số: Buông chân ly hợp, bạc đạn chà trở về vị trí cũ, không còn ép lên ba đòn mở nữa, các lò xo ép lại ấn mâm ép đè đĩa ma sát bám vào bánh đà. Liên kết giữa động cơ và hộp số lúc này được nối trở lại.2 Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail. Ly hợp ma sát loại nhiều đĩa: Cấu tạo: Ly hợp ma sát nhiều đĩa: Hình 1.3 1 – Bàn đạp ly hợp; 2 – Đòn mở; 3 – Đĩa ép phía sau; 4 – Đĩa ép phía trước; 5 – Lò xo; 6 – Bánh đà; 7- Bulong bắt nối giữa vỏ của bộ ly hợp và bánh đà; 8 – Càng mở; 9 – Bạc trượt; 10 – Lò xo ép; 11 – Vòng bi tỳ.
Hình a: Ly hợp ở vị trí đóng. Hình b: Ly hợp ở vị trí mở. Nguyên lý hoạt động của ly hợp nhiều đĩa ma sát: + Ly hợp ma sát loại nhiều đĩa cũng có nguyên lý tương tự như ly hợp ma sát loại một đĩa, chỉ khác là ở loại này có thêm các đĩa ép để lò xo tỳ vào. + Khi ly hợp đóng: Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com) lOMoARcPSD|39108650 Vỏ ly hợp được bắt chặt trên bánh đà bằng bulông nên luôn luôn quay với bánh đà.
Hai đĩa ép số 3 và 4 ép chặt đĩa ma sát vào bánh đà, đĩa ép số 3 ép đĩa ma sát phía sau vào đĩa ép số 4. Đĩa ép số 4 ép chặt đĩa ma sát trước vào bánh đà thành một khối nhờ lò xo ép số 10 (Lò xo này luôn luôn ở trạng thái làm việc). Khi trục khuỷu của động cơ quay làm cho bánh đà quay và làm quay đĩa ma sát. Moayơ của đĩa ma sát được lắp trượt lên trục sơ cấp của hộp số bằng các rãnh then hoa.
Do đó khi đĩa ma sát quay làm cho trục sơ cấp của hộp số quay nên mô men quay của động cơ được truyền qua hộp số. + Khi ly hợp mở, dưới tác dụng của lực bàn đạp theo chiều mũi tên như hình vẽ: Lực này được truyền đến càng mở số 8 qua hệ thống dẫn động (đòn kéo), làm cho càng mở tỳ vào bạc trược số 9 và đẩy bạc trượt dịch chuyển lên phía trước. Trên bạc trượt có gắn vòng bi tỳ số 11, vòng bi này tỳ vào đầu của đòn mở số 2. Đòn mở số 2 kéo đĩa ép số 3 dịch chuyển về phía sau tách khỏi đĩa ép và đĩa ma sát phía sau.
Lúc đó lò xo số 5 sẽ đẩy đĩa ép số 4 tách khỏi đĩa ma sát phía trước. Mô men quay động cơ tách rời với trục sơ cấp của hộp số. * Ưu và nhược điểm của ly hợp nhiều đĩa ma sát so với một đĩa: So sánh Ly hợp một đĩa ma sát Ly hợp nhiều đĩa ma sát Cấu tạo – Đơn giản, rẻ tiền. (Nếu cùng truyền trị – Kích thước vỏ ly hợp số moment quay của động nhỏ hơn do đường kính Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com) lOMoARcPSD|39108650 cơ) ngoài đĩa ma sát nhỏ hơn.
Quá trình đóng mở – Đóng mở dứt khoát, êm. Đóng mở không dứt -Thoát nhiệt tốt. khoát, kém êm hơn do nhiều đĩa phải đóng cùng lúc nên có độ trễ. – Thoát nhiệt không tốt.
Xu hướng – Xu hướng sử dụng cho – Xu hướng dùng cho các nhiều loại ô tô hiện xe đua, xe tải hạng nặng. nay (xe du lịch, xe tải nhẹ) vì kết cấu đơn giản. Ly hợp lò xo hình đĩa Khi tác dụng lực thì áp lực trên đĩa ma sát được phân bố đồng đều. Vì lò xo ép hình đĩa nên sẽ làm luôn nhiệm vụ đòn mở.
Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com) lOMoARcPSD|39108650 - Cấu tạo: Hình 1.4 Nguyên lý hoạt động: Hình 1.5 Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com) lOMoARcPSD|39108650 + Khi chưa tác dụng lực lên bàn đạp: Lò xo đĩa bung ra đẩy đĩa ma sát tỳ chặt vào bánh đà tạo thành khối cứng. Do đó lực truyền động từ trục khuỷu được truyền qua trục ly hợp (ly hợp đóng). + Khi người điều khiển tác dụng lực lên bàn đạp: Thông qua cơ cấu điều khiển lực sẽ tác dụng lên bạc đạn chà và đẩy bạc đạn chà đi vào làm lò xo đĩa ép lại, đĩa ma sát không tỳ vào bánh đà nữa. Do đó lực truyền động quay từ trục khuỷu sẽ không truyền qua trục ly hợp (ly hợp mở).
Ly hợp lò xo trụ Lò xo trụ được sử dụng để cung cấp áp lực tác dụng lên đĩa ép. Số lượng lò xo trụ sử dụng thay đổi tùy thuộc vào nhiệm vụ của đĩa được thiết kế. Các lò xo trụ tác dụng lên nắp ly hợp và đĩa ép. Cần ép ly hợp được thiết kế để kéo đĩa ép ra khỏi đĩa ly hợp.
Một đầu của cần ép ly hợp dính vào đĩa ép, đầu còn lại tự do và được thiết kế để ép vào trong. Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com) lOMoARcPSD|39108650 - Cấu tạo: Hình 1.6 - Nguyên lí hoạt động: Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com) lOMoARcPSD|39108650 Hình 1.7 + Ở trạng thái hợp thì các lò xo trụ ép mạnh vào đĩa ép làm cho đĩa ly hợp được ép chặt vào bánh đà để truyền mô men của động cơ đến trục sơ cấp hộp số. + Khi đạp bàn đạp ly hợp thì vòng bi sẽ ép mạnh vào ba cần ép làm cho đĩa ép thả lỏng đĩa ly hợp, nên mô men từ bánh đà không được truyền đến trục sơ cấp hộp số. Đây chính là trạng thái ngắt của ly hợp.
* So sánh ưu và nhược điểm của ly hợp lò xo đĩa và lò xo trụ: Lò xo đĩa được sử dụng rất phổ biến ở các xe du lịch, xe tải nhỏ và các xe hiện nay nhờ các ưu điểm hơn so với lò xo trụ (thường dùng ở xe tải hạng nặng, xe đua): Lực bàn đạp ly hợp được giữ ở mức thấp nhất. Lực tác dụng của nó lên mâm ép đều hơn lò xo trụ. Đĩa ly hợp có thể mòn rộng hơn mà không làm giảm áp lực vào đĩa ép. Lực lò xo không giảm ở tốc độ cao.
Các lá tản nhiệt có thể được lắp trên đĩa ép. Vì các chi tiết có dạng tròn và không có các chi tiết lắp ở vòng ngoài bộ ly hợp nên cân bằng tốt hơn. Có cấu trúc đơn giản hơn lò xo trụ. Độ mòn của các tấm ma sát không ảnh hưởng đến sức ép do lò xo màng tạo nên, do đó tránh được tình trạng bộ ly hợp quay trượt.
Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail. Ly hợp thủy lực: - Cấu tạo: Hình 1.8 + Ly hợp thủy lực (biến mô thủy lực) thường dùng trong hộp số tự động. Bộ biến mô này vừa truyền vừa khuếch đại mô men từ động cơ bằng cách sử dụng dầu hộp số làm môi trường làm việc. Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com) lOMoARcPSD|39108650 Hình 1.9 + Các bộ phận chính của ly hợp thủy lực là: Stato; Cánh bơm và cánh tua bin đặt đối diện nhau.
Bên trong bơm và tua bin đều có các cánh dẫn hướng chất lỏng. Bơm cùng vỏ của ly hợp thủy lực tạo thành một khối cứng, moayơ của khối này lắp chặt trên đầu trục khủyu của động cơ. Tua bin lắp chặt trên đầu trục sơ cấp của hộp số, vòng đệm bao kín có nhiệm vụ ngăn không cho chất lỏng lọt ra ngoài. Stato được bắt chặt vào vỏ hộp số qua khớp một chiều và trục stato.
Biến mô được đổ đầy dầu thủy lực cung cấp bởi bơm dầu. Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com) lOMoARcPSD|39108650 Hình 1.10 - Nguyên lý hoạt động: Hình 1.11 Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com) lOMoARcPSD|39108650 + Khác với ly hợp ma sát họat động theo nguyên tắt ma sát khô, ly hợp thủy lực được truyền momen bằng chất lỏng.12 + Khi cánh bơm được dẫn động bởi trục khuỷu, dầu trong cánh bơm sẽ quay với cánh bơm theo cùng một hướng.