CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LY HỢP 1. Công dụng, phân loại và yêu cầu đối với ly hợp 1. Công dụng Ly hợp có vai trò quan trọng trong hệ thống truyền lực (HTTL), thực hiện nhiệm vụ: - Ly hợp dùng để truyền mô men xoắn từ trục khuỷu động cơ đến các cụm tiếp theo của hệ thống truyền lực. 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. - Ly hợp dùng để tách nối động cơ với hệ thống truyền lực khi khởi hành, dừng xe, chuyển số và cả khi phanh xe. Ở hệ thống truyền lực cơ khí với hộp số có cấp việc dùng ly hợp để tách tức thời động cơ khỏi hệ thống truyền lực sẽ làm giảm va đập đầu răng của các bánh răng khi vào số hoặc của các khớp gài và làm cho quá trình đổi số được dễ dàng. - Ly hợp còn là cơ cấu an toàn bảo đảm cho động cơ và hệ thống truyền lực khỏi bị quá tải dưới tác dụng động và mô men quán tính.
Ví dụ như trong trường hợp phanh đột ngột và không nhả ly hợp. Phân loại ly hợp Dựa vào tính chất truyền mômen, người ta phân ra các loại: - Theo phương thức truyền mô men từ trục khuỷu động cơ tới hệ thống truyền lực các ly hợp ô tô được phân thành: + Ly hợp ma sát cơ khí: Mô men truyền qua ly hợp nhờ ma sát giữa các bề mặt ma sát. Ly hợp ma sát có kết cấu đơn giản, hiện nay được sử dụng phổ biến trên ô tô với các dạng sử dụng ma sát khô và ma sát trong dầu (ma sát ướt). + Ly hợp thủy lực: Mô men được truyền nhờ môi trường chất lỏng.
Do khả năng truyền mô men và tải trọng động, các bộ truyền thủy lực được dùng trên các hệ thống truyền lực thủy cơ với kết cấu ly hợp thủy lực và biến mô thủy lực. + Ly hợp điện từ: Mô-men được truyền nhờ từ trường. - Theo cấu tạo của bộ phận ma sát ta có: + 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 phương pháp điều khiển dẫn động ly hợp: + Ly hợp cơ khí: Là dẫn động điều khiển từ bàn đạp tới cụm ly hợp thông qua các khâu khớp đòn nối. Loại này thường được dùng trên ô tô con với yêu cầu lực ép nhỏ. + Ly hợp dẫn động thủy lực: Là dẫn động thông qua các khâu khớp đòn nối và đường ống cùng với các cụm truyền chất lỏng.
5 + Ly hợp dẫn động có trợ lực: Là tổ hợp các phương án dẫn động cơ khí hoặc thủy lực với các bộ phận trợ lực bàn đạp: cơ khí, thủy lực áp suất lớn, chân không, khí nén…Trên ô tô ngày nay thường sử dụng trợ lực điều khiển ly hợp. - Theo đặc điểm làm việc: Ly hợp thường đóng và thường mở. + 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 ô tô dùng loại này.
+ Loại ly hợp thường mở: Khi không có lực điều khiển, ly hợp luôn ở trạng thái mở. - Theo dạng lò xo ép có thể phân loại ly hợp như sau: Lò xo trụ bố trí theo vòng tròn, lò xo côn xoắn và lò xo côn đĩa. Yêu cầu đối với ly hợp Từ những nhiệm vụ trên mà ly hợp có những yêu cầu sau: - Đảm bảo truyền được mômen quay lớn nhất của động cơ trong bất kỳ điều kiện sử dụng nào. Tuy nhiên ma sát của ly hợp không được quá lớn nhằm đảm bảo được nhiệm vụ làm cơ cấu an toàn cho hệ thống truyền lực.
- Khi đóng ly hợp, yêu cầu phải êm dịu. Tức là mômen ma sát hình thành ở ly hợp phải tăng từ từ khi đóng ly hợp, có vậy mới tránh được hiện tượng giật xe và gây dập răng của các bánh răng trong hộp số cũng như trong các cơ cấu truyền động khác trong hệ thống truyền lực. - Mômen quán tính các chi tiết phần bị động của ly hợp phải nhỏ đến mức thấp nhất có thể nhằm giảm va đập lên bánh răng khi gài số, giảm nhẹ điều kiện làm việc của bộ đồng tốc cũng như tăng nhanh thời gian gài số. - Phải làm được nhiệm vụ của cơ cấu an toàn để tránh cho hệ thống truyền lực bị quá tải.
Mômen ma sát không được lớn quá để tránh xảy ra hiện tượng gãy trục các đăng Ngoài ra còn có các yều cầu khác như : + Điều khiển nhẹ nhàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ. + Hệ số ma sát cao và ổn định. + Thoát nhiệt tốt, bền vững, hạn chế tối đa ảnh hưởng của nhiệt độ tới hệ số ma sát, độ bền của các chi tiết đàn hồi. + Làm việc tin cậy, hiệu suất cao.
+ Kích thước nhỏ gọn, kết cấu, sữa chữa, bảo dưỡng đơn giản. + Giá thành rẻ. Kết cấu ly hợp trên ô tô 1. Cấu tạo ly hợp Cấu tạo của ly hợp trên ô tô bao gồm 3 phần chính: - Phần chủ động: Gồm có bánh đà, giá đỡ lên vỏ ly hợp, vỏ ly hợp và đĩa ép.
- Phần bị động: Gồm có đĩa ma sát và trục bị động - Cơ cấu điều khiển để ngắt ly hợp: Gồm có bàn đạp, các cần bẩy, thanh nối, khớp trượt và các lò ép. Hình 1-1: Cấu tạo của ly hợp *) Bánh đà - Là bộ phận có chức năng tạo ra mômen quán tính khối lượng, từ đó giúp động cơ hoạt động hiệu quả. Bánh đà thông thường sẽ được khoan các lỗ để có thể gắn các bộ phận ly hợp trên xe. - Nó cũng được thiết kế nhẵn, làm bằng chất liệu dày nhằm tạo ra bề mặt ma sát và hấp thụ lượng nhiệt lớn tỏa ra.
7 *) Đĩa bị động Hình 1-2: Cấu tạo của đĩa bị động - Đĩa ly hợp được lắp ráp sao cho tiếp xúc một cách đồng đều với bề mặt ma sát của đĩa ép ly hợp và bánh đà. - Đĩa bị động được lắp trên then hoa trục bị động. Bao gồm các chi tiết moay ơ 5, xương đĩa 3 làm bằng thép mỏng (2-3 mm), cánh lò xo (T) 2, các tấm ma sát 1, 9 và các lò xo dập tắt dao động 7. - Xương đĩa 1 được gắn chặt với các cánh lò xo (T) 2 bằng đinh tán.
Các cánh lò xo uốn vênh về các hướng khác nhau và gắn chặt với tấm ma sát 1, 9. Làm như vậy để đảm bảo cho các bề mặt ma sát được tiếp xúc tốt, đóng êm dịu và giúp ngăn ngừa sự cong vênh khi bị nung nóng dẫn đến làm giảm độ cứng dọc của đĩa bị động. - Các tấm ma sát 1, 9 được cố định vào các cánh lò xo 2 bằng phương pháp tán độc lập. Khi ly hợp mở, các miếng thép đàn hồi và xương đĩa nằm ở trạng thái tự do.
Khi đóng ly hợp, các miếng thép này được ép phẳng, nhờ đó lực ép bề mặt ma sát được tăng lên đều đặn. Bề mặt của tấm ma sát có các rãnh thông gió để thoát các hạt mài trong quá trình vận hành. Tuổi thọ của tấm ma sát sẽ quyết định chất lượng của bộ ly hợp. - Các lò xo giảm chấn 7 có vai trò hấp thụ và dập tắt dao động xoắn ở đĩa bị động.
Trên xương đĩa 3, đĩa phụ 8 và moay ơ 5 được khoét các lỗ cửa sổ để chứa lò xo giảm chấn 7. Một đầu lò xo tựa vào xương đĩa 3 và đĩa phụ 8. Đầu còn lại tựa vào moay ơ 5. *) Vòng bi cắt ly hợp - Là một chi tiết quan trọng có vai trò đóng và cắt ly hợp.
- Vòng bi được gắn trên ống trượt được bôi mỡ đầy đủ, có thể chuyển động trượt dọc trục. 8 - Vòng bi cắt ly hợp hấp thụ chênh lệch tốc độ quay giữa càng cắt li hợp (bộ phận không quay) và lò xo đĩa (bộ phận quay sau đó truyền chuyển động của càng cắt vào lò xo đĩa. - Vòng bi cắt ly hợp tự định tâm dùng để tránh tiếng ồn do ma sát giữa lò xo đĩa và vòng bi cắt ly hợp. Vòng bi cắt ly hợp tự định tâm sẽ tự động điều chỉnh giữ cho đường tâm của vòng bi cắt ly hợp (trục khuỷu) thẳng với đường tâm của trục sơ cấp hộp số.
*) Bàn đạp ly hợp - Vòng bi được gắn trên ống trượt được bôi mỡ đầy đủ, có thể chuyển động trượt dọc trục. - Hành trình tự do của bạn đạp chính là khoảng cách mà bàn đạp ly hợp có thể dịch chuyển được cho đến khi vòng bi cắt ly hợp ép vào lò xo đĩa. Kết cấu cụm ly hợp 1. Kết cấu ly hợp ma sát khô 1 đĩa lò xo trụ a.
Kết cấu chung và sơ đồ cấu tạo: + Vỏ có các khoang chứa lò xo ép và được gắn chặt vào bánh đà. + Khi buông bàn đạp ly hợp, các lò xo ép ấn đĩa ép và đĩa ly hợp áp dính vào mặt bánh đà. +Trục sơ cấp của hộp số gối đầu và quay trơn trong đuôi trục khuỷu có rãnh then hoa liên kết với lỗ then hoa của đĩa ma sát. Sơ đồ cấu tạo cụm ly hợp ma sát khô một đĩa lò xo trụ 1.
Vỏ ly hợp; 9. Vòng bi mở; 10. Trục sơ cấp hộp số; 11. Lò xo giảm chấn.
9 *) Phần chủ động Bao gồm vỏ ly hợp (8) được bắt cố định với bánh đà (2) bằng các bu lông, đĩa ép (6) cùng các chi tiết trên vỏ ly hợp (lò xo ép, đòn mở) đĩa ép (6) nối với vỏ ly hợp bằng thanh mỏng đàn hồi đảm bảo truyền được mô men từ vỏ lên đĩa ép và dịch chuyển dọc trục khi đóng, ngắt ly hợp. Lực ép lò xo ép truyền tới đĩa ép có tác dụng kẹp chặt đĩa bị động với bánh đà. *) Phần bị động Đĩa bị động (4) gồm cả chi tiết xương đĩa bị động, các tấm ma sát, moay ơ, lò xo giảm chấn (14) và trục ly hợp. *) Phần dẫn động Gồm các chi tiết liên kết từ bàn đạp, đòn kéo tới càng mở (9), vòng bi mở (9), đòn mở (12).