CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ BỘ LY HỢP Ô TÔ 1.1 Sơ đồ cấu trúc và vị trí ly hợp trong hệ thống truyền lực 1.1 Sơ đồ cấu trúc Hình 1. Sơ đồ cấu trúc ly hợp 1. Lò xo hồi vị càng mở; 3.
Vỏ ly hợp; 5.2 Sơ đồ vị trí ly hợp trong hệ thống truyền lực 2 Hình 1. Sơ đồ hệ thống truyền lực trên xe ô tô. Sơ đồ truyền lực đối với động cơ đặt trước cầu sau chủ động. Cụm cầu chủ động; 3.
Hộp số cơ khí; 1.2 Cơ sở lý thuyết về ly hợp Ly hợp là bộ phận quan trọng nhất của động cơ trong ô tô. Ly hợp được dùng để truyền chuyển động quay hoặc momen xoắn từ trục này sang trục khác 3 khi có yêu cầu. Ly hợp nằm giữa động cơ và hộp số thường dùng để nối và ngắt công suất động cơ.1 Công dụng của ly hợp Trong hệ thống truyền lực ô tô, ly hợp là một trong những cụm chính, nó có công dụng: - Nối động cơ với hệ thống truyền lực khi ô tô di chuyển. - Ngắt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong trường hợp ô tô khởi hành hoặc chuyển số.
- Đảm bảo an toàn cho các chi tiết của hệ thống truyền lực không bị quá tải như trong trường hợp phanh đột ngột và không nhả ly hợp. Ở hệ thống truyền lực bằng cơ khí với hộp số vô cấp, thì việc dùng ly hợp để tách tức thời động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực sẽ làm giảm và đập giữa các đầu răng hoặc va đập của khớp gài, làm cho quá trình đổi số được dễ dàng. Khi nối êm dịu động cơ đang làm việc với hệ thống truyền lực làm cho momn ở các bánh xe chủ động tăng lên từ từ. Do đó, xe khởi hành và tăng tốc êm dịu hơn.
Khi phanh xe đồng thời với việc tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực, thì động cơ vẫn sẽ hoạt động liên tục, không chết máy. Do đó không phải khởi động xe nhiều lần.2 Phân loại ly hợp Ly hợp ô tô thường được phân loại theo 4 cách: - Phân loại theo phương pháp truyền momen. - 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 của ly hợp.1 Phân loại theo phương pháp truyền momen Theo phương pháp truyền momen từ trục khuỷu của động cơ đến hệ thống truyền lực thì người ta chia ly hợp làm 4 loại sau: Loại 1: - Ly hợp ma sát: là ly hợp truyền momen xoắn bằng các bề mặt ma sát, nó gồm 4 loại sau: + Theo hình dáng bề mặt ma sát gồm có: ly hợp ma sát loại đĩa, 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 lớn tác dụng lên các cụm và chi tiết của hệ thống truyền lực. - Theo vật liệu chế tạo ma sát gồm: thép với gang, thép với thép, thép với phê ra dô hoặc phê ra đô đồng, gang với phê ra đô, thép với phê ra đô cao su - Theo đặt điểm của môi trường ma sát gồm có: má sát ướt và ma sát khô.
4 Ưu điểm: của ly hợp ma sát là kết cấu đơn giản, dễ chế tạo. Nhược điểm: của ly hợp ma sát là 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. Loại 2: - Ly hợp thuỷ lực: là ly hợp truyền momen xoắn bằng năng lượng chất lỏng.
Ưu điểm: của ly hợp thuỷ lực là làm việc bền lâu, giảm được tải trọng tác dụng lên hệ thống truyền lực và dễ tự động hoá quá trình điều khiển xe. Nhược điểm: của ly hợp thuỷ lực là chế tạo khô, giá thành cao, hiệu suất truyền lực nhỏ do hiện tượng trượt. Loại ly hợp thuỷ lực ít được sử dụng trên ô tô, hiện tại mới sử dụng ở một số loại xe du lịch, ô tô vận tải hàng nặng và một vài ô tô quân sự. Loại 3: - Ly hợp điện tử: là ly hợp truyền momen xoắn nhờ vào tác dụng từ của nam châm điện, loại này ít được sử dụng trên ô tô.
Loại 4: - Ly hợp liên hợp: là ly hợp truyền momen xoắn bằng cách kết hợp hai trong các loại kể trên, loại này ít được sử dụng trên xe ô tô.2 Phân loạu theo trạng thái làm việc của ly hợp Theo trạng thái làm việc của ly hợp người ta chia ly hợp thành 2 loại: - Ly hợp thường đóng: loại này được sử dụng hầu hết trên các ô tô hiện nay - Ly hợp thường mở: loại này được sử dụng ở một số máy kéo bánh hơi như C-100; C-80; MTZ2,… 1.3 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 thường chia ly hợp ra các loại sau: Loại 1: - 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. Theo đặt điểm của lò xo có thể dùng là xo trụ, lò xo đĩa, lò xo côn. Trong các loại trên thì ly hợp dùng lò xo bố trí xung quanh được áp dụng khá phổ biến trên các ô tô hiện nay, vì nó có ưu điểm kết cấu gọn nhẹ, tạo lực ép, lớn theo yêu cầu và có độ tin cậy cao.
Loại 2: 5 - Ly hợp điện từ: lực ép là lực điện từ. Loại 3: - Ly hợp ly tâm: là loại ly hợp dùng lực ly tâm để tạo lực ép để đóng và mở ly hợp. Loại 4: - Ly hợp nữa ly tâm: là loại ly hợp dùng lực ép sinh ra ngoài lực ép của lò xo còn có lực ép của trọng khối phụ ép thêm vào. Loại này có kết cấu khá phức tạp được sử dụng ở một số ô tô du lịch như ZIN-110, POBEDA,… 1.4 Phân loại theo phương pháp dẫn động ly hợp Theo phương pháp dẫn động ly hợp thì người ta chia ly hợp thành 2 loại sau: Loại 1: ly hợp điều khiiển tự động.
Loại 2: ly hợp điều khiển cưỡng bức. Để điều khiển ly hợp này 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 ô tô dùng ly hợp loại đĩa ma sát ở trạng thái luôn đóng. Theo đặt điểm kết cấu, nguyên lý làm việc của hệ thống dẫn động ly hợp thì người ta chia thành 3 loại sau: - Dẫn động bằng cơ khí - Dẫn động bằng thuỷ lực và cơ khí kết hợp.
- Dẫn động bằng trợ lực, có thể bằng trợ lực cơ khí, khí nén, thuỷ lực. Nhờ có trợ lực mà người lái điều khiển ly hợp dễ dàng hơn và nhẹ nhàng hơn.3 Yêu cầu ly hợp Ly hợp là một trong những hệ thống chủ yếu của ô tô, khi làm việc thì ly hợp phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Truyền hết momen của động cơ mà không bi trượt ở bất cứ điều kiện sử dụng nào. - Đóng ly hợp phải êm dịu, để giảm tải trọng va đập sinh ra trong các răng của hợp số khi khởi hành ô tô và khi sang số lúc ô tô đang chuyển động. - Mở ly hợp phải dứt khoát và nhanh chóng, tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong thời gian ngắn.
- Momen quán tính phần bị động của ly hợp phải nhỏ để giảm lực va đập lên bánh răng khởi hành và sang số. - Điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ. - Các bề mặt ma sát phải thoát nhiệt tốt. - Kết cấu ly hợp phải đơn giản, dễ điều chỉnh và chăm sóc, bảo dưỡng, tuổi thọ cao.
Ly hợp làm nhiệm vụ là bộ phận an toàn để tránh quá tải cho hệ thống truyền lực. 6 Tất cả những yêu cầu trên, đều được đề cặp đến trong quá trình chọn vật liệu, thiết kế và tính toán các chi tiết của ly hợp.3 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của ly hợp 1.1 Sơ đồ cấu tạo của ly hợp loại đĩa ma sát khô Hình 1. Hình ảnh bộ ly hợp ma sát khô 1 đĩa. Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô một đĩa 1-bánh đà; 8-lò xo hồi vị bàn dạp; 2-đĩa ma sát; 9-đòn kéo; 3- đĩa ép; 10-càng mở; 4-lò xo ép; 11-Bi T; 5-vỏ ly hợp; 12-Đòn mở; 6-bạc mở; 13-Lò xo giảm chấn 7-bàn đạp; 8 Hình 1.
Hình ảnh bộ ly hợp ma sát khô 2 đĩa. Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô hai đĩa 1-bánh đà; 10-trục ly hợp; 2-lò xo đĩa ép trung gian; 11-bàn đạp; 3-đĩa ép trung gian; 12-lò xo hồi vị bàn đạp ly hợp; 4-đĩa ma sát; 13-thanh kéo; 5-bulong hạn chế; 14-càng mở; 6-đĩa ép ngoài; 15-Bi T; 7-lò xo ép; 16-đòn mở; 8-vỏ ly hợp; 17-lò xo giảm chấn 9-bạc mở; 1.2 Cấu tạo chung của ly hợp loại đĩa ma sát khô Đối với hệ thống ly hợp, về mặt cấu tạo thì người ta chia làm 2 bộ phận: - 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 điều khiển đóng mở lt hợp. Trong phần này, ta xét cấu tạo của cơ cấu ly hợp, nó gồm 3 phần chính: bánh đà, đĩa ma sát, đĩa ép.
- Nhóm các chi tiết chủ động 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 bánh đà. 10 - Nhóm các chi tiết bị động gồm: đĩa ma sát, trục ly hợp, đong dẫn động, càng mở ly hợp, bạc mở ly hợp. Ngoài ra, tuỳ theo từng loại ly hợp mà có thể thêm các bộ phận dẫn động bằng thuỷ lực, bằng khí nén như các xilanh chính và xilanh công tác.3 Nguyên lý làm việc của ly hợp đĩa ma sát khô Theo hình 1.