CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 1. Tổng quan về hệ thống ly hợp trên ô tô 1. Nhiệm vụ của hệ thống ly hợp Ly hợp là một cụm chi tiết của hệ thống truyền lực (HTTL) nằm giữa động cơ và hộp số chính, có các chức năng sau: - Truyền mômen quay từ động cơ tới các phần của HTTL phía sau. - Ngắt và nối mômen quay từ động cơ tới hộp số, đảm bảo sang số được dễ dàng.
- Thực hiện đóng ngắt êm dịu nhằm giảm tải trọng động và thực hiện trong thời gian ngắn. - Khi chịu tải quá lớn, ly hợp đóng vai trò như một cơ cấu an toàn nhằm tránh quá tải cho HTTL và động cơ. - Giảm chấn động do động cơ gây ra trong quá trình làm việc nhằm đảm bảo cho các chi tiết trong HTTL hoạt động an toàn. Các yêu cầu của hệ thống ly hợp Ly hợp trên ô tô phải đảm bảo các yêu cầu sau : - Phải truyền hết được mômen của động cơ xuống hệ thống truyền lực mà không bị trượt.
- Phải ngắt dứt khoát, đóng êm dịu để giảm tải trọng động tác động lên hệ thống truyền lực. - 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. - Mô men ma sát không đổi khi ly hợp ở trạng thái đóng. - Có khả năng trượt khi bị quá tải.
- Có khả năng thoát nhiệt tốt để tránh làm nóng các chi tiết khi ly hợp bị trượt trong quá trình làm việc. - Điều khiển ly hợp nhẹ nhàng tránh gây mệt mỏi cho người lái xe. - 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. Phân loại hệ thống ly hợp Ly hợp trên ô tô thường được phân loại theo 4 cách: - Phân loại theo phương pháp truyền mômen.
2 - 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. 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: a.
Ly hợp ma sát Là ly hợp truyền mômen xoắn bằng các bề mặt ma sát. Theo hình dáng bề mặt ma sát gồm: - Ly hợp ma sát loại đĩa (một đĩa, hai đĩa hoặc nhiều đĩa). Hình Phân tích, lựa chọn phương án thiết kế. Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát hai đĩa dẫn động cơ khí 1, Bánh đà ; 2, Đĩa bị động ; 3, Đĩa ép ; 4, Vỏ ly hợp ; 5, Lò xo ép ; 6, Bạc mở ; 7, Bàn đạp ly hợp ; 8, Lò xo hồi vị ; 9, Đòn kéo ; 10, Càng mở ; 11, Bi tê ; 12, Đòn mở ; 13, Lò xo giảm chấn.
- 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: 3 - Thép với gang. - Thép với thép. - Thép với pherado hoặc pherado đồng. - Gang với pherado.
- Thép với pherado cao su. Theo đặc điểm của môi trường ma sát gồm có: - Ma sát khô. Ưu điểm: Ly hợp ma sát có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo. Nhược điểm: 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.
Tuy nhiên ly hợp ma sát vẫn được sử dụng phổ biến ở các ô tô hiện nay do những ưu điểm của nó. Ly hợp thủy lực Là ly hợp truyền mômen xoắn bằng năng lượng của chất lỏng (thường là dầu). Hình Phân tích, lựa chọn phương án thiết kế. Sơ đồ cấu tạo ly hợp thủy lực 1, Bánh Tuabin ; 2, Bánh bơm ; 3, Vỏ ly hợp Ưu điểm: Ly hợp thủy lực 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: Ly hợp thủy lực 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 ô tô, hiện tại mới được sử dụng ở một số loại xe ô tô du lịch, ôtô vận tải hạng nặng và một vài ô tô quân sự. Ly hợp điện từ 4 Là ly hợp truyền mômen xoắn nhờ tác dụng của từ trường nam châm điện. Loại này ít được sử dụng trên xe ô tô.
3 1 4 5 2 6 Hình Phân tích, lựa chọn phương án thiết kế. Sơ đồ cấu tạo ly hợp điện từ 1, Bánh đà ; 2, Khung từ ; 3, cuộn dây ; 4, Mạt sắt ; 5, Lõi thép bị động ; 6, Trục ly hợp. 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 ô tô.
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: - Ly hợp thường đóng: Loại này được sử dụng hầu hết trên các ôtô hiện nay. - Ly hợp thường mở: Loại này được sử dụng ở một số máy kéo bánh hơi như C-100, MTZ2. 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: a. Ly hợp lò xo Là ly hợp dùng lực lò xo tạo lực nén lên đĩa ép, nó gồm các loại sau: - Lò xo đặt xung quanh: Các lò xo được bố trí đều trên một vòng tròn và có thể đặt một hoặc hai hàng.
- Lò xo trung tâm (dùng lò xo côn). - Lò xo đĩa ( lò xo màng ) 5 Trong các loại trên thì ly hợp dùng lò xo trụ và lò xo đĩa 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. Ly hợp điện từ Là loại ly hợp sử dụng lực ép là lực điện từ. 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. 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 ít được sử dụng phổ biến. Phân loại theo phương pháp dẫn động ly hợp Theo phương pháp dẫn động ly hợp thì người ta chia ly hợp ra thành 2 loại sau: Loại 1 : Ly hợp điều khiển tự động.
Loại 2 : Ly hợp điều khiển cưỡng bức. Để điều khiển ly hợp thì người lái phải tác động một lực cần thiết lên hệ thống dẫn động ly hợp. Loại này được sử dụng hầu hết trên các ôtô dùng ly hợp loại đĩa ma sát ở trạng thái luôn đóng. Theo đặc điểm kết cấu, nguyên lý làm việc của hệ thống dẫn động ly hợp thì người ta lại chia ra thành 3 loại sau: - Dẫn động bằng cơ khí: là dẫn động điều khiển từ bàn đạp tới cụm đòn nối.
Loại này được dùng trên xe con với yêu cầu lực ép nhỏ. - Dẫn động bằng thủy lực: là dẫn động thông qua các khâu khớp đòn nối và đường ống cùng với các cụm truyền chất lỏng. - Dẫn động có trợ lực: là tổ hợp của các phương pháp dẫn động cơ khí hoặc thủy lực với các bộ phận trợ lực bàn đạp: cơ khí, thủy lực áp suất cao, chân không, khí nén.trợ lực điều khiển ly hợp thường gặp trên ôto ngày nay. Kết cấu ly hợp trên ô tô con 1.
Cơ cấu cụm ly hợp Trên các loại ôtô hiện nay sử dụng phổ biến nhất là loại ly hợp ma sát. Các bộ phận chính của ly hợp bao gồm phần chủ động và phần bị động: - Phần chủ động: Gồm có bánh đà, đĩa ép, vỏ ly hợp, các lò xo ép. - Phần bị động : Gồm đĩa bị động, các bộ phận giảm chấn và trục ly hợp. 6 Việc điều khiển đóng ngắt ly hợp thông qua các đòn mở và các hệ thống dẫn động, hệ thống dẫn động của ly hợp có thể là dẫn động bằng cơ khí, dẫn động bằng thuỷ lực.
Ngoài ra còn có thể sử dụng bộ phận trợ lực để giảm lực bàn đạp của người lái. a, Ly hợp ma sát một đĩa Hình Phân tích, lựa chọn phương án thiết kế. Kết cấu ly hợp ma sát khô một đĩa lò xo màng. Đĩa ép, vỏ ly hợp; 4.
Lò xo màng; - Khi ly hợp ở trạng thái đóng: Dưới tác dụng của lò xo ép làm đĩa ép, ép đĩa bị động với bánh đà, nhờ vậy tạo được sự ma sát giữa đĩa ép và bánh đà với đĩa bị động và làm cho chúng ép sát vào nhau. Do đó khi động cơ quay thì mô men của động cơ được truyền từ bánh đà và đĩa ép qua đĩa bị động tới trục ly hợp và đến các hệ thống truyền động. - Khi ngắt ly hợp: Dưới tác dụng của lực bàn đạp kéo đòn kéo thông qua càng mở đẩy bạc mở làm bi T dịch chuyển sang trái khắc phục hết khe hở và ép vào đầu trên của đòn mở, đầu dưới của các đòn mở đi sang phải và tách đĩa ép khỏi đĩa bị động làm cho đĩa bị động tách rời khỏi bánh đà và đĩa ép ngắt dòng công suất từ động cơ sang hệ thống truyền lực. Trong quá trình sử dụng, do sự giảm lực ép của các lò xo ép và đĩa bị động bị mòn nên khe hở bị giảm xuống làm ảnh hưởng đến hành trình tự do của bàn đạp.
Do đó khe hở phải được đảm bảo nằm trong phạm vi nhất định bằng cách điều chỉnh thường xuyên.