CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CỤM LY HỢP TRÊN XE ÔTÔ 1.CÔNG DỤNG , PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU: 1.Công dụng: Ly hợp là một trong những cụm chính trong hệ thống truyền lực của ôtô. Ly hợp trên ôtô là bộ phận liên kết giữa động cơ và hệ thống truyền lực. Do đó nó có nhiệm vụ tách và nối hai bộ phận này với nhau trong trường hợp cần thiết như: Khi xe bắt đầu chuyển bánh, khi chuyển số. Ngoài ra, trong quá trình ôtô hoạt động sẽ xuất hiện những mômen quán tính tác động lên hệ thống truyền lực nên ly hợp còn đóng vai trò là bộ phận an toàn bảo vệ cho các chi tiết của hệ thống truyền lực khỏi bị quá tải.Phân loại: Có nhiều cách phân loại: - Theo cách truyền mômen: + Ly hợp ma sát: Truyền mô men thông qua các bề mặt ma sát.Plx MLH = Fms.Rtb Ly hợp ma sát có hai loại là ly hợp ma sát khô và ly hợp ma sát ướt: Ly hợp ma sát khô: Không có dung môi, các đĩa ma sát thường được làm từ Ferado đồng.
Ly hợp ma sát ướt: Được nhúng trong dầu. + Ly hợp thuỷ lực: Truyền mômen thông qua chất lỏng. + Ly hợp điện từ: Truyền mômen nhờ lực điện từ. + Ly hợp liên hợp: Mô men được truyền bằng cách kết hợp các phương pháp trên.
Thông thường là bằng ma sát cộng với thủy lực. Hiện nay, trên ôtô dùng chủ yếu là ly hợp ma sát và ly hợp thủy lực. - Theo trạng thái làm việc: + Loại ly hợp thường đóng: Khi không có lực điều khiển, ly hợp luôn ở trạng thái đóng, khi đạp ly hợp các bề mặt làm việc tách ra. Đại đa số các ly hợp trên ôtô dùng loại này.
+ Loại ly hợp thường mở: Khi không có lực điều khiển, ly hợp luôn ở trạng thái mở. -3- - Theo dạng lò xo của đĩa ép: + Ly hợp sử dụng lò xo trụ bố trí theo vòng tròn. + Ly hợp sử dụng lò xo dạng côn xuắn. + Ly hợp sử dụng lò xo dạng đĩa.
- Theo hệ thống dẫn động ly hợp: + Ly hợp dẫn động cơ khí. + Ly hợp dẫn động thuỷ lực. + Ly hợp dẫn động kết hợp cơ khí và thủy lực - Theo trợ lực dẫn động: + Trợ lực cơ khí. + Trợ lực thủy lực.
+ Trợ lực khí nén. + Trợ lực chân không.Yêu cầu: Ly hợp trên ôtô phải đảm bảo các yêu cầu: - Phải truyền hết được mômen của động cơ xuống hệ thống truyền lực mà không bi 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.4 Sơ đồ vị trí của ly hợp trên xe con -4- 1.ẢNH HƯỞNG CỦA LY HỢP KHI GÀI SỐ VÀ KHI PHANH 1.Khi gài số: Khi gài số các chi tiết có chuyển động tương đối, do vậy sinh ra mômen xung lượng va đập và tải trọng động tác dụng lên các chi tiết khác. Muốn giảm lực xung kích tác dụng lên hệ thống truyền lực cần mở ly hợp rồi mới gài số để giảm mômen quán tính phần bị động và các chi tiết của hộp số có liên quan động học đến phần bị động của ly hợp. Như vậy việc ngắt ly hợp khi sang số không những làm cho việc sang số được thực hiện êm dịu mà còn làm giảm tải trọng động tác dụng lên các chi tiết của hệ thống truyền lực giúp làm tăng tuổi thọ cho các chi tiết này.Khi phanh ôtô: Khi phanh ôtô toàn bộ hệ thống truyền lực chịu tải trọng động rất lớn dưới tác dụng của mômen quán tính của động cơ Mjmax. Mômen Mjmax có thể truyền qua ly hợp khi mômen ma sát của ly hợp lớn hơn Mjmax.
Trong trường hợp này mômen quán tính sẽ tác dụng lên hệ thống truyền lực. Nếu mômen Mjmax lớn hơn mômen ma sát của ly hợp thì ly hợp bị trượt và hệ thống truyền lực sẽ chịu tải trọng lớn nhất chỉ bằng mômen ma sát của ly hợp. Nếu khi thiết kế ly hợp lấy hệ số dự trữ của ly hợp lớn hơn hệ số dự trữ của độ bền của trục các đăng thì có thể trục các đăng bị gãy do quá tải. LY HỢP MA SÁT: 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. 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.Ly hợp ma sát một đĩa: 1 2 3 4 5 7 6 13 11 10 9 8 12 Hình 1.
Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát một đĩa dẫn động cơ khí. Vỏ ly hợp. Bàn đạp li hợp. Lò xo hồi vị.
Lò xo giảm chấn. Nguyên lý hoạt động: - Khi ly hợp ở trạng thái đóng: Dưới tác dụng của lò xo ép 5 làm đĩa ép 3 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 -6- 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 9 thông qua càng mở 10 đẩy bạc mở 6 làm bi T dịch chuyển sang trái khắc phục hết khe hở và ép vào đầu trên của đòn mở 12, đầu dưới của các đòn mở đi sang phải và tách đĩa ép 3 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. Ưu nhược điểm: - Ưu điểm: + Kết cấu gọn, dễ điều chỉnh và sữa chữa. + Mở dứt khoát.
+ Thoát nhiệt tốt nên đảm bảo tuổi thọ cao cho bộ ly hợp. - Nhược điểm: + Đóng không êm dịu. + Chỉ truyền được mô men không lớn lắm. Nếu truyền mômen trên 70 80 KGm thì cần đường kính đĩa ma sát lớn kéo theo các kết cấu khác đều lớn làm cho ly hợp cồng kềnh.Ly hợp ma sát hai đĩa: Nguyên lý cấu tạo và hoạt động của ly hợp ma sát hai đĩa cũng tương tự như ly hợp ma sát một đĩa chỉ khác là có hai đĩa bị động nên có hai maoy ở đĩa bị động.
Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát hai đĩa. Vỏ ly hợp. Bàn đạp li hợp. Lò xo hồi vị.
Lò xo giảm chấn. Ưu nhược điểm: - Ưu điểm: + Đóng êm dịu (do có nhiều bề mặt ma sát). + Giảm được đường kính chung của đĩa ma sát, bánh đà … mà vẫn đảm bảo truyền đủ mômen cần thiết của động cơ. - Nhược điểm: Mở không dứt khoát, nhiệt lớn, kết cấu phức tạp nên khó bảo dưỡng và sữa chữa.
LY HỢP THỦY LỰC Ly hợp thuỷ lực truyền mômen thông qua chất lỏng.Sơ đồ nguyên lý ly hợp thuỷ lực. Cấu tạo của ly hợp thuỷ lực gồm 2 phần: - Phần chủ động là phần bánh bơm, bánh đà. - Phần bị động là bánh tuốc bin nối với trục sơ cấp của hộp giảm tốc. Nguyên lý hoạt động : Ly hợp thủy lực gồm có 2 bánh công tác: Bánh bơm ly tâm và bánh tua bin hướng tâm, tất cả được đặt trong hộp kín điền đầy chất lỏng công tác.
Trục của bánh bơm được nối với động cơ và trục của bánh tua bin nối với hộp số. Khi động cơ làm việc, bánh bơm quay, dưới tác dụng của lực ly tâm chất lỏng công tác bị dồn từ trong ra ngoài dọc theo các khoang giữa các cánh bơm. Khi ra khỏi cánh bơm, chất lỏng có vận tốc lớn và đập vào các cánh của bánh tua bin làm bánh này quay theo, nhờ đó năng lượng được truyền từ bánh bánh bơm sang bánh tua bin nhờ dòng chảy chất lỏng. Ly hợp thủy lực không có khả năng biến đổi mômen, nó chỉ làm việc như một khớp nối thuần túy nên còn gọi là khớp nối thủy lực.
Ưu nhược điểm: - Ưu điểm : + Có thể thay đổi tỉ số truyền một cách liên tục. + Có khả năng truyền tải mô men lớn. - 12 - + Cấu tạo đơn giản, giá thành sản xuất thấp, dễ bảo dưỡng sữa chữa. - Nhược điểm : + Không có khả năng biến đổi mômen nên đã hạn chế phạm vi sử dụng của nó trên các hộp số thủy cơ ôtô.
+ Hiệu suất thấp ở vùng làm việc có tỉ số truyền nhỏ. + Độ nhạy quá cao làm ảnh hưởng xấu đến đặc tính làm việc kết hợp với động cơ đốt trong. LY HỢP ĐIỆN TỪ Truyền mômen thông qua lực điện từ.Sơ đồ nguyên lý ly hợp điện từ.Lõi thép bị động nối với hộp số.Trục ly hợp. Nguyên lý hoạt động: - Khi mở ly hợp : Khi không cấp điện cho cuộn dây 3 nên không có lực từ trong cuộn dây, nên phần chủ động 1 là bánh đà và phần bị động 5 là lõi thép không hút nhau nên khi động cơ không quay mômen không truyền ra trục ly hợp.
- Khi đóng ly hợp : Khi cấp điện cho cuộn dây 3 làm xuất hiện lực điện từ trong cuộn dây nên xuất hiện lực hút giữa bánh đà 1 và lõi thép bị động 5. Như vậy khi bánh đà quay làm cho lõi thép quay theo.