CHƯƠNG II LY HỢP

Sơ đồ trạng thỏi đúng ly hợp * Trạng thái mở khi ngμời lái tác dụng lực vμo bμn đạp ly hợp Cấu tạo: - Phần chủ động: Gồm các chi tiết bắt trực tiếp hoặc gián tiếp với bánh đμ của động cơ

CHƯƠNG II

LY HỢP 2.1 NHIỆM VỤ, YấU CẦU VÀ PHÂN LOẠI.

2.1.1 Nhiệm vụ.

Ly hợp lμ một cụm của hệ thống truyền lực nằm giữa động cơ vμ hộp số chính

có chức năng:

+ Tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực một cách dứt khoát.

+ Nối động cơ với hệ thống truyền lực một cách êm dịu vμ phải truyền hết đμợc toμn bộ mô

men xoắn từ động cơ sang hệ thống truyền lực.

+ Bảo vệ an toμn cho các cụm khác của HTTL vμ động cơ khi bị quá tải.

+ Dập tắt các dao động cộng hμởng nâng cao chất lμợng truyền lực của HTTL.

2.1.2.Yờu cầu đối với ly hợp

- Phải nối hộp số và động cơ một cỏch ờm dịu

- Đúng ngắt nhanh và chớnh xỏc, đảm bảo an toàn cho hệ thống truyền lực khi quỏ tải

- Ở trạng thỏi đúng ly hợp phải truyền hết được mụmen quay lớn nhất của động

cơ mà khụng bị trượt ở bất cứ điều kiện sử dụng nào

- Ly hợp điều khiển dễ dàng, lực tỏc dụng lờn bàn đạp nhỏ

- Kết cấu ly hợp đơn giản, dễ điều chỉnh, chăm súc, cỏc bề mặt ma sỏt thoỏt nhiệt tốt, cú tuổi thọ cao

2.1.3 Phõn loại.

a Theo cỏch truyền mụmen xoắn:

 Ly hợp ma sỏt: loại một đĩa và nhiều đĩa, loại lũ xo nộn biờn, loại lo xo nộn trung tõm, loại càng tỏch ly tõm và nửa ly tõm.

 Ly hợp thủy lực: loại thủy tĩnh và thủy động.

 Ly hợp nam chõm điện.

 Ly hợp liờn hợp.

b Theo cỏch điều khiển, chỳng ta cú:

Li hợp đμợc phân loại theo các phμơng pháp sau:

+Theo cách truyền mômen xoắn.

Li hợp ma sát

Li hợp thuỷ lực

Li hợp điện từ

Li hợp liên hợp

+Theo cách tạo lực ép.

- Tạo lực ép bằng lò xo: Lμ loại li hợp dùng lò xo tạo lực ép lên đĩa ép Lò xo có thể lμ lò

xo trụ bố trí xung quanh ( một hoặc hai dãy ) hoặc ở giữa, lò xo đĩa, lò xo côn.

- Li hợp điện từ : Lực ép lμ lực điện từ.

- Li hợp bán li tâm: Lực ép sinh ra bởi các lò xo vμ lực li tâm của các trọng khối phụ Loại nμy đμợc sử dụng trên ôtô du lịch vμ ôtô vận tải nhỏ vì ở đấy momen

cực đại của động cơ tμơng ứng với số vòng quay tμơng đối cao.

- Loại li tâm: Thμờng dùng để lμm dễ dμng điều khiển ôtô Trong các li hợp loại

li tâm dùng để đóng vμ mở li hợp, còn lực ép để ép lên đĩa lμ do lò xo.

+Theo trạng thái làm việc.

- Li hợp thμờng đóng: Loại nμy đμợc sử dụng hầu hết trên các ôtô hiện nay.

- Li hợp thμờng mở: Loại nμy thμờng đμợc sử dụng trên máy kéo.

+Theo phương pháp dẫn động điều khiển li hợp.

- Li hợp điều khiển tự động.

- Li hợp điều kiển cμỡng bức : Loại li hợp nμy, để điều khiển, ngμời lái tác động một lực cần thiết lên hệ thống truyền động điều khiển li hợp Loại nμy sử dụng hầu hết trên các ôtô dùng li hợp ma sát đĩa ở trạng thái thμờng đóng.

Theo đặc điểm kết cấu vμ nguyên lí lμm việc của hệ thống dẫn động điều khiển có các loại dẫn động :

- Dẫn động điều khiển bằng cơ khí.

- Dẫn động điều khiển bằng thuỷ lực.

- Dẫn động điều khiển có trợ lực.

2.2 Cỏc li hợp thường dựng:

2.2.1 Li hợp ma sỏt

luụn đúng(đơn kộp):

* Cấu tạo:

1 Bàn đạp li hợp

2 Cần đẩy

3 Xylanh chớnh

4 Ống dầu thủy lực

5 Xi lanh cắt ly hợp

6 Càng cắt ly hợp

7.Vỏ ly hợp

Hỡnh 2.1 Sơ đồ cấu tạo

ly hợp ma sỏt luụn đúng

*Trạng thái đóng khi chμa có lực tác dụng vμo bμn đạp li hợp

1.Bàn đạp ly hợp

2.Cần đẩy

3.Xylanh chớnh

4.Ống dầu thủy lực

5.Xylanh cắt ly hợp

6.Càng cắt ly hợp

7.Vũng bi cắt ly hợp

8.Lũ xo ộp

9.Đĩa ộp

10.Đĩa ma sỏt

Hỡnh 2.2 Sơ đồ trạng thỏi đúng ly hợp

* Trạng thái mở khi ngμời lái tác dụng lực vμo bμn đạp ly hợp

Cấu tạo:

- Phần chủ động:

Gồm các chi tiết bắt

trực tiếp hoặc gián tiếp

với bánh đμ của động

cơ: Bánh đμ, đĩa ép,

vỏ ly hợp, lò xo ép.

- Phần bị động:

Gồm các chi tiết lắp

trực tiếp hoặc gián tiếp

với trục bị động( trục

sơ cấp của hộp số):

Trục bị động, đĩa bị

động( đĩa ma sát).

- Phần dẫn động

điều khiển: Gồm các

chi tiết điều khiển ly hợp: Hỡnh 2.3 Sơ đồ trạng thỏi đúng ly hợp

Bạc mở, đòn mở, các chi tiết dẫn động( thuỷ lực, cơ khí).

Bộ phận tạo lực ép: Vỏ ly hợp, lò xo ép, đĩa ép.

Nguyờn lý làm việc

Trạng thái đóng ( trạng thái thμờng xuyên lμm việc): Dμới tác dụng của lò xo

ép, đĩa ép, đĩa bị động vμ bánh đμ bị ép sát với nhau tạo nên các bề mặt lμm việc Các chi tiết nμy tạo thμnh một khối Mômen xoắn từ trục khuỷu động cơ truyền từ bánh đμ qua các bề mặt ma sát truyền đến moayơ đĩa bị động tới trục bị

động ( trục sơ cấp của hộp số).

Trạng thỏi mở (Trạng thỏi khụng thường xuyờn): Người lỏi tỏc dụng lờn bàn đạp ly hợp, thong qua cơ cấu điều khiển kộo đĩa ộp di chuyển ngược chiều ộp của lũ xo , bề mặt ma sỏt giữa bỏnh đà , đĩa bị động, đĩa ộp được giải phúng Phần chủ động quay theo động cơ, lực ộp khụng cũn nữa (khụng cũn sự nối giữa phần chủ động và bị động) đĩa ma sỏt khụng được truyền mụ men sẽ quaytheo bỏnh chủ động Khi nhả hàon toàn bàn đạp ly hợp, ly hợp sẽ trở lại trạng thỏi đúng.

Giữa hai quỏ trỡnh trờn cú sự trượt tương đối trong thời gian ngắn tuy nhiờn phỏt sinh nhiệt rất lớn gõy mài mũn và giảm tuổi thọ cỏc chi tiết.

- Ly hợp ma sỏt một đĩa lũ xo ộp ngoại biờn:

1 - bánh đà; 2 - đĩa ma sát

3 - đĩa ép; 4 - lò xo ép

5 - vỏ li hợp; 6 - bạc mở

7 – bàn đạp; 8 - lò xo hồi vị bàn đạp

9 - đòn kéo ; 10 - càng mở

11 - bi "T" ; 12 - đòn mở

13 - lò xo giảm chấn.

Hỡnh 2.4 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sỏt một đĩa lũ xo ộp ngoại biờn

- Li hợp một đĩa ma sát lo xo ép trung tâm

Hình 2.5 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát một đĩa lò xo ép ngoại biên

Lò xo đĩa Đĩa ép

Vỏ ly hợp

Đĩa ma sát

- Li hợp hai đĩa ma sát lo xo ép ngoại biên

Hỡnh 2.6 Sơ đồ cấu tạo ly hợp 2 đĩa ma sỏt lũ xo ộp ngoại biờn

2.2.2 Ly hợp thủy lực

Ngoài ly hợp ma sỏt trờn ụtụ cũn sử dụng ly hợp thuỷ lực So với ly hợp ma sỏt, ly hợp thuỷ lực cú những ưu điểm sau:

+ Làm việc ờm dịu, hạn chế va đập khi truyền mụmen từ động cơ xuống hệ thống truyền lực

+ Cú khả năng trượt lõu dài mà khụng gõy hao mũn như ở ly hợp ma sỏt

+ Khi đúng ly hợp rất ờm dịu

a Cấu tạo:

Chi tiết chớnh của ly hợp gồm cú bỏnh bơm,

bỏnh tuabin Cỏc bỏnh cụng tỏc này cú dạng Hỡnh 2.7 Cấu tạo Ly hợp nửa hỡnh vũng xuyến, được bố trớ rất nhiều cỏnh thủy lực

dẫn theo chiều hướng tõm

Bỏnh bơm : được hàn chặt với vỏ ly hợp và được bắt chặt với trục khuỷu động cơ (quay cựng với trục khuỷu) Nú cú tỏc dụng quạt dũng chất lỏng sang bỏnh tuabin thụng qua đú truyền mụmen

1.Bỏnh đà 2 Bỏnh tuabin 3 Bỏnh bơm

4 Trục sơ cấp 5 Vỏ ly hợp

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

b.Hoạt động của ly hợp thủy lực.

Khi trục khuỷu quay, thông qua vỏ ly hợp bánh bơm quay theo, theo nguyên tắc

ly tâm dầu chứa trong ly hợp được bánh bơm quạt đi từ phía trong ra phía ngoài sang tác động vào các cánh của bánh tuabin làm cho bánh tuabin quay theo cùng chiều Dòng chất lỏng sau khi sang bánh tuabin sẽ đi vào phía tâm của bánh rồi trở về bánh bơm Cứ như vậy mômen xoắn được truyền từ bánh bơm (chủ động) sang bánh tuabin (bị động)

2.3 Kết cấu các bộ phận chính

2.3.1 Đĩa ma sát

Đĩa ma sát nằm giữa bánh đà và đĩa ép, được gia công rãnh then hoa để di trượt cùng với trục sơ cấp, xung quanh đĩa ma sát có xẻ rãnh để đảm bảo khả năng tản nhiệt và êm dịu khi đóng, ngắt ly hợp Cấu tạo đĩa ma sát được trình bày trên hình vẽ:

- Mặt ma sát: được làm bằng vật liệu chịu mài mòn và có hệ số ma sát ổn định, được tán vào xương đĩa nhờ 2 hàng đinh tán đồng tâm Trên bề mặt tấm ma sát có xẻ rãnh hướng tâm để tăng khả năng tiếp xúc, thoát nhiệt ra ngoài

- Xương đĩa : được làm bằng thép đàn hồi, được uốn lượn sóng nên có thể

biến dạng nhỏ dọc trục khi làm việc Nhờ có kết cấu như vậy xương đĩa có khả năng đàn hồi dọc trục và theo chiều xoắn nên khi đóng mở ly hợp rất êm dịu

2.8

2.3.2 Cụm đĩa ép (đĩa ép, lò xo ép, đòn mở)

Dùng để nối và ngắt công suất động cơ, nó phải

được cân bằng động tốt và thoát nhiệt tốt trong khi

nối ly hợp Lò xo được lắp trong cụm đĩa ép để đẩy

đĩa ép vào đĩa ma sát, các lò xo này có thể là lò xo

trụ hoặc lò xo màng

- Kiểu lò xo màng: được làm bằng lá thép lò xo

được tán bằng đinh tán hoặc bằng bu lông bắt chặt

vào nắp ly hợp Phần phía trong có các rãnh dài xẻ

hướng tâm và được kết thúc bằng các lỗ tròn tạo điều

kiện cho lò xo có khả năng biến dạng tốt Đầu trong

của lò xo được mài lõm tạo nên rãnh tròn nhằm giảm

diện tích tiếp xúc với bi tỳ và tạo điều kiện kiểm tra độ mòn của mép trong lò xo sau một thời gian làm việc nhất định Ở trạng thái tự do lò xo có dạng hình nón, ở trạng thái lắp lò xo đã bị biến dạng để gây nên lực ép

- Kiểu lò xo trụ : được lắp ở giữa đĩa ép và nắp ly hợp nó được bố trí theo đường tròn Lò xo trụ được định vị trong vỏ ly hợp và được liên kết với đòn bẩy được gắn với cần mở ly hợp

Ngày nay trên ôtô du lịch người ta sử dụng loại lò xo màng là chủ yếu vì những

ưu điểm của nó: Lực tác dụng vào bàn đạp ly hợp nhỏ hơn so với cơ cấu ly hợp sử dụng lò xo trụ, khả năng truyền công suất của ly hợp kiểu lò xo màng không bị giảm cho tới giới hạn mòn của đĩa, kết cấu đơn giản

- Đĩa ép: làm bằng gang có khả năng dẫn nhiệt tốt, mặt tiếp giáp với đĩa ma sát

được gia công nhẵn, mặt đối diện có các gờ lồi, một số gờ tạo nên các điểm tựa cho

lò xo ép, một số tạo nên các điểm truyền mômen xoắn giữa vỏ và đĩa ép

1

Hình 2.9 Nắp ly hợp

Lò xo ép

Vỏ ly hợp

Đĩa ép

- Đòn mở:

Các đòn mở ly hợp (thường là 3 hoặc 4) có dạng đòn bẩy dung để kéo đĩa ép khi mở

ly hợp Một đầu đòn mở được tựa trên vỏ ly hợp còn đầu kia nối với đĩa ép

Về mặt kết cấu, đòn mở phải có độ cứng vững tốt, nhất là trong mặt phẳng tác dụng lực Khi mở ly hợp, đĩa ép di chuyển tịnh tiến, còn khớp bản lề trên đòn mở lại quay quanh điểm nối đòn mở với tai đĩa ép nên để tránh cưỡng bức cho đòn mở thì chi tiết nối đòn mở với vỏ ly hợp phải có kết cấu tự lựa

2.3.3 Trục ly hợp

Thông thường trục ly hợp là trục sơ cấp hộp số, trừ một

số xe hộp số đặt cách xa li hợp thì trục li hợp với trục sơ

cấp được nối với nhau qua trục các đăng ( IFA…)

Trục li hợp phải có độ cứng vững cao, không bị cong

xoắn khi làm viêc

2.4 Tính toán dẫn động ly hợp

2.4.1 Dẫn động ly hợp

Có nhiệm vụ truyền lực của người lái từ bàn đạp ly hợp đến các đòn mở để thực hiện việc đóng mở ly hợp Cơ cấu dẫn động ly hợp được chia ra làm 2 loại chính: Dẫn động bằng cơ khí và dẫn động bằng thủy lực

a Cơ cấu dẫn động bằng cơ khí

Cơ cấu dẫn động ly hợp kiểu cơ khí là hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp bằng các thanh đòn, khớp nối, được lắp đặt theo nguyên lý đòn bẩy, loại dẫn động điều khiển ly hợp đơn thuần này có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo và có độ tin cậy làm việc cao Nhược điểm cơ bản của kiểu dẫn động này là yêu cầu lực tác động của

Hình 2.11 Cơ cấu dẫn động bằng cơ khí

người lái lớn khi tác động lên bàn đạp ly hợp, nhất là đối với loại xe ôtô hạng nặng Ngoài ra, sau thời gian làm việc các khâu khớp dễ xuất hiện khe hở do mòn dân x đến làm tăng hành trình tự do của ly hợp nên ngày nay ít sử dụng hơn

b Cơ cấu dẫn động bằng thủy lực.

Cơ cấu dẫn động ly hợp dẫn động bằng thủy lực được dùng khi vị trí của ly hợp không thuận tiện cho việc dùng cáp hay thanh truyền hoặc ở những động cơ có tính năng kỹ thuật cao Ưu điểm là việc bố trí của các chi tiết trong hệ thống khá linh hoạt, việc cắt ly hợp êm dịu hơn và đặc biệt thuận lợi cho hiện đại hoá trong việc điều khiển phối hợp để gài số bán tự động nhất là số phụ cho xe tải lớn (xe tải KAMAZ…) tuy nhiên lực dẫn động mở ly hợp cũng không được lớn lắm

Sơ đồ cấu tạo chung được trình bày trên hình vẽ:

2.4.2 Tính toán dẫn động ly hợp

a Tính toán dẫn động ly hợp bằng cơ khí

- Tính toán tỷ số truyền theo công thức sau: i ck = b a.d c.e f

- Hành trình của bàn đạp ly hơp:

d

c b

a i

S i

S

S bd = ck + ∆s = ck + ∆

Trong đó:

Hình 2.12 Cơ cấu dẫn động bằng thủy lực

Sbđ : Hành trình tổng cộng của bàn đạp ly hợp thong thường nằm trong phạm vi (150-180)mm

∆s : hành trình tự do của bàn đạp thường là (35 đến 60)mm

∆ : khe hở giữa đầu đòn mở và bạc mở (2 đến 4)mm

S : hàng trình di chuyển của đĩa ép Để đảm bảo ly hợp ở dứt khoát khe hở mỗi đôi bề mặt: (0,75 đến 1)mm , do đó S = (0,75 đến 1)p: p số đôi bề mặt ma sát

b Tính toán dẫn động ly hợp bằng thuỷ lực

- Tính toán tỷ số truyền:

2

1

2









=

d

d f

e d

c b

a

i tl

d1 : đường kính xy lanh chính (cm)

d2 : đường kính xy lanh phụ (xy lanh cắt ly hợp) (cm)

- Hành trình bàn đạp ly hợp:

2

1

2

.

.









∆ +

=

∆ +

=

d

d d

c b

a i

S i

S

∆s ; Sbđ nằm trong phạm vi như ở phần 1