CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LY HỢP 1. Công dụng, phân loại và yêu cầu của ly hợp 1. Công dụng của ly hợp Bộ ly hợp là một thành phần cực kỳ quan trọng trong hệ thống truyền động của ô tô, chức năng chính của bộ ly hợp là kết nối động cơ với hệ thống truyền lực trong quá trình di chuyển của ô tô. Bộ ly hợp đảm bảo truyền động một cách mượt mà và linh hoạt, đồng thời cung cấp khả năng ngắt kết nối truyền động một cách nhanh chóng và hiệu quả khi cần thiết.
Trong quá trình hoạt động, bộ ly hợp cho phép truyền mô-men xoắn từ động cơ sang hệ thống truyền lực một cách trơn tru và ổn định, đảm bảo sự chuyển đổi hiệu quả của năng lượng từ động cơ đến bánh xe. Đồng thời, khi cần ngắt kết nối truyền động, bộ ly hợp cho phép ngắt một cách nhanh chóng và kịp thời, giúp tránh tình huống nguy hiểm và bảo vệ các thành phần khác trong hệ thống truyền lực. Với vai trò quan trọng và đa nhiệm như vậy, bộ ly hợp đóng góp một phần quan trọng trong hiệu suất và an toàn hoạt động của ô tô. Để đảm bảo hoạt động hiệu quả và đáng tin cậy của hệ thống truyền lực, việc thiết kế và bảo dưỡng bộ ly hợp là một yếu tố không thể thiếu và đòi hỏi sự chuyên môn và quan tâm đặc biệt từ các kỹ sư ô tô.
Phân loại ly hợp a. Theo phương pháp truyền mô men Theo phương pháp truyền momen từ trục khuỷu của động cơ đến hệ thống truyền lực ta có bốn loại ly hợp sau: - Ly hợp ma sát: momen truyền dộng nhờ các bề mặt ma sát. - Ly hợp thủy lực: momen truyền động nhờ năng lượng của chất lỏng. - Ly hợp điện tử: momen truyền động nhờ tác dụng trường nam châm điện.
- Ly hợp liên hợp: momen truyền động bằng cách kết hợp hai trong các loại kể trên. Theo trạng thái làm việc của ly hợp Theo trạng thái làm việc của ly hợp ta có hai loại sau: - Ly hợp thường đóng. - Ly hợp thường mở. Theo phương pháp phát sinh lực trên đĩa ép 1 Theo phương pháp phát sinh lực người ta chia ra các loại sau: - Loại lò xo (lò xo đặt xung quanh, lò xo trung tâm, lò xo đĩa).
- Loại nửa ly tâm: lực ép sinh ra ngoài lực ép của lò xo còn có lực ly tâm của trọng khối phụ ép thêm vào. - Loại ly tâm: ly hợp ly tâm sử dụng lực ly tâm để tạo lực ép đóng và mở ly hợp. Theo phương pháp dẫn động ly hợp Theo phương pháp dẫn động ly hợp người ta chia ly hợp ra thành các loại: - Ly hợp dẫn động cơ khí. - Ly hợp dẫn động thủy lực.
- Ly hợp dẫn động có cường hóa: Ly hợp dẫn động cơ khí cường hóa khí nén Ly hợp dẫn động thủy lực cường hóa khí nén 1. Yêu cầu của bộ ly hợp - Ly hợp phải có khả năng truyền hết momen của động cơ mà không bị trượt ở bất kỳ điều kiện sử dụng nào. - Khi đóng ly hợp phải êm dịu, momen quán tính phần bị động phải nhỏ để giảm hết tải trong va đập lên các bánh răng của hộp số khi sang số. - Khi mở ly hợp phải dứt khoát và nhanh chóng để việc cài số êm dịu, tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong thời gian ngắn.
- Đảm bảo cho hệ thống truyền lực khi bi quá tải. - Điều khiển dể dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ. - Các bề mặt ma sát phải thoát nhiệt tốt. - Kết câu phải đơn giản, dễ điều chỉnh và bảo dưỡng.
Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của ly hợp Đối với hệ thống ly hợp, về mặt cấu tạo người ta chia thành các bộ phận chính như sau: - 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 đóng mở ly hợp. Ly hợp ma sát khô một đĩa bị động lò xo ép hình trụ bố trí xung quanh a. Sơ đồ cấu tạo chung 2 Hình 1.
Ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động 1. Lò xo hồi vị bàn đạp ; 3. Vỏ ly hợp; 11. Bộ giảm chấn.
- Nhóm các chi tiết chủ động bao 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 với bánh đà. - Nhóm các chi tiết bị động gồm đĩa bị động (đĩa ma sát), trục ly hợp. Khi ly hợp mở hoàn toàn thì các chi tiết thuộc nhóm bị động sẽ đứng yên.
- Theo sơ đồ cấu tạo ở hình vẽ thì vỏ ly hợp 5 được bắt cố định với bánh đà 1 bằng các bu lông, đĩa ép 3 có thể dịch chuyển tịnh tiến trong vỏ và có bộ phận truyền mô men từ vỏ 5 vào đĩa ép. Các chi tiết 1, 3, 4, 5 được gọi là phần chủ động của ly hợp. Chi tiết số 2 được gọi là phần bị động của ly hợp, các bộ phận còn lại thuộc bộ phận dẫn động ly hơp. Nguyên lý hoạt động - 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 số 3 tạo lực ép để ép chặt đĩa bị động 2 với bánh đà số 1 cho phần chủ động và phần bị động tạo thành 1 khối cứng.
Khi này mô men 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 bánh đà 4. Tiếp đó mô men truyền vào xương đĩa bị động qua bộ giảm chấn 13 đến moay ơ rồi truyền vào trục ly hợp (trục sơ cấp hộp số). Lúc này giữa bi tỳ 11 và đầu mở 12 có khe hở từ 3 4 mm, tương ứng với hành trình tự do của bàn đạp ly hợp. - Trạng thái mở ly hợp: Khi cần ngắt truyền động từ động cơ tới trục sơ cấp của hộp số người ta cần tác dụng một lực vào bàn đạp 7 thông qua đòn kéo 9 và càng mở 10, bạc mở 6 mang bi tỳ 11 sẽ dịch chuyển sang trái.
Sau khi khắc phục hết khe hở, bi tỳ 11 sẽ tì vào đầu đòn mở 12. Nhờ có khớp bản lề của bản lề 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 truyền động từ trục cơ tới trục sơ cấp của hộp số. Ưu và nhược điểm - Ưu điểm : Kết cấu gọn dễ điều chỉnh và chỉnh sửa.
Mở ly hợp dứt khoát. Thoát nhiệt tốt đảm bảo độ bền cho ly hợp. - Nhược điểm : Đóng không êm dịu momen truyền không được lớn. nếu momen truyền trên 70 ÷ 80 KGm thì cần đường kính của đĩa ma sát lớn kéo theo các chi tiết khác cũng phải được làm lớn hơn làm cho bộ ly hợp cồng kềnh 1.
Ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động lò xo ép hình trụ bố trí xung quanh a. Sơ đồ cấu tạo chung 4 Hình 1. Ly hợp ma sát khô hai đĩa bị động 1. Lò xo đĩa bị động; 8.
Vỏ ly hợp; 14. Đĩa ép trung gian; 9. Trục ly hợp; 16. Bàn đạp ly hợp; 17.
Lò xo giảm chấn; 6. Bu lông hạn chế; 12. Lò xo hồi vị bàn đạp ly hợp; Nhìn chung cấu tạo của ly hợp hai đĩa 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 bị động số 4 cùng liên kết then hoa với trục ly hợp 10.
Vì có hai đĩa bị động nên ngoài đĩa ép 5 còn có thêm đĩa ép trung gian 3 ở ly hợp hai đĩa phải bố trí thêm cơ cấu truyền mô men từ vỏ hoặc bánh đà sang đĩa ép và cả đĩa trung gian. Nguyên lý hoạt động Nguyên lý làm việc của ly hợp hai đĩa bị động cũng tương tự như ly hợp một đĩa. Ưu và nhược điểm - Ưu điểm: Ly hợp đóng êm dịu do có nhiều bề mặt ma sát Giảm được đường kính chung của bánh đà, đĩa ma sát,… mà vẫn đảm bảo truyền đủ momen cho động cơ - Nhược điểm duy nhất là ly hợp mở không dứt khoát, nhiệt độ lớn, kết cấu phức tạp nên khó bảo dưỡng và sửa chữa. Ly hợp thủy lực a.
Sơ đồ cấu tạo chung: 2 3 1. Vỏ ly hợp Hình 1. Ly hợp thủy lực Các chi tiết của ly hợp gồm có bánh bơm, bánh tuabin. Các bánh công tác này có dạng nửa hình tròn vòng xuyến, được bố trí rất nhiều cánh dẫn theo chiều hướng tâm.
Bánh bơm được hàn chặt với vỏ ly hợp và được bắt chặt với vỏ trục khuỷu động cơ (quay cũng với trục khuỷu). Nó có tác dụng quạt dòng chất lỏng sang bánh tuabin thông qua đó truyền momen. Bánh tuabin được đặt trong vỏ ly hợp có thể quay tự do, được nối với trục sơ cấp hộp số bằng khớp nối then hoa, nó chịu sự tác động của dòng chất lỏng từ bánh bơm truyền sang, khi đó nó sẽ quay và truyền chuyển động cho trục sơ cấp hộp số. Nguyên lý hoạt động: 6 Ly hợp thủy lực làm việc theo nguyên tác thủy động.
Khi bánh bơm được trục khuỷu động cơ dẫn động quay làm chất lỏng chứa trong khoang công tác của bánh bơm quay theo. Chất lỏng tham gia vào hai chuyển động: Môt chuyển động quay theo bánh bơm và một chuyển động tịnh tiến theo các máng của cánh dẫn từ phía trong ra phía ngoài. Động năng của chất lỏng cũng tăng từ trong ra ngoài. Khi ra khỏi bánh bơm chất lỏng sẽ chuyển tiếp sang bánh tuabin và động năng của dòng chất lỏng sẽ làm cho bánh tuabin quay theo.
Ở bánh tuabin chất longt tiếp tục đi vào bánh bơm để nhận năng lượng và thực hiện chu trình tiếp theo.