Giáo trình Lý hợp ô tô

Đảm bảo an toàn cho hệ thống truyền lực khi gặp quá tải như phanh đột ngột mà không nhã ly hợp I.2: Phân loại :  Phân loại ly hợp dựa theo cách truyền mômen từ trục động cơ đến trục sơ

CHƯƠNG II : BỘ LY HỢP ÔTÔ

CLUTCH

I CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU :

I.1: Công dụng :

 Truyền momen quay từ động cơ đến hệ thống truyền lực, tách dứt khoát và nối êm dịu động cơ với hệ thống truyền lực Đảm bảo an toàn cho hệ thống truyền lực khi gặp quá tải như phanh đột ngột mà không nhã ly hợp

I.2: Phân loại :

 Phân loại ly hợp dựa theo cách truyền mômen từ trục động cơ đến trục sơ cấp hộp số, được chia thành các loại :

 Ly hợp ma sát : momen truyền nhờ các bề mặt ma sát

 Ly hợp thủy lực : momen truyền nhờ chất lỏng

 Ly hợp điện từ : momen truyền nhờ tác dụng từ trường nam châm điện

 Ly hợp liên hợp : momen truyền nhờ các loại liên kết trên

 Tùy theo hình dạng và số lượng của đĩa ma sát mà chia ra các loại:

 Ly hợp loại đĩa bao gồm một đĩa hay nhiều đĩa ma sát

 Ly hợp hình nón

 Ly hợp hình trống

 Ly hợp hình côn

 Theo phương pháp phát sinh lực ép trên đĩa mà chia ra:

 Ly hợp lò xo gồm các lò xo trụ đặt xung quanh, đặt

ở trung tâm, lò xo đĩa

 Ly hợp ly tâm: lực ép sinh ra do lực ly tâm của khối trọng phụ ép vào

 Ly hợp nữa ly tâm: lực ép do lò xo cộng với lực ly tâm của khối trọng quay

 Theo kết cấu cần ly hợp chia ra ly hợp thường đóng và ly hợp thường mở

Trung tâm TN TH Ô tô  Trang 13

Hiện nay các loại ly hợp ma sát một đĩa, hai đĩa kiểu lò xo, và loại bán ly tâm được sử dụng nhiều nhất và thông dụng nhất

Hình 2.1

Hình 2.2: Phần sau bánh xe truyền động

Hình 2.3: Phần trước bánh xe

Hộp số

Trục láp

Ly hợp Bánh đà Động cơ

Trục sau

bánh xe

Truyền động

vi sai

Ly hợp

Trục láp

Động cơ Bánh đà

Truyền động vi sai Hộp số

I.3: Yêu cầu :

 Truyền được hết momen quay lớn nhất của động cơ trong mọi điều kiện

 Đóng ly hợp êm dịu, momen quán tính phần bị động phải nhỏ để giảm tải trọng va đập lên các bánh răng

 Mở ly hợp dứt khoát và nhanh để việc gài số êm dịu

 Đảm bảo cho hệ thống truyền lực khi bị quá tải

 Điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên pedal ly hợp phải nhỏ

 Các bề mặt ma sát thoát nhiệt tốt đảm bảo sự làm việc bình thường

 Kết cấu đơn giản, dễ điều chỉnh, bảo dưỡng dễ dàng

 Kết cấu đơn giản, dễ điều chỉnh, bảo dưỡng dễ dàng

II KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG :

bằng thuỷ lực

Trung tâm TN TH Ô tô  Trang 15

Vỏ bọc dây thép

Lò xo hoàn lực

Dây cáp ly hợp

Bề mặt mâm ép

Ống lót bạc đạn

Bạc đạn chà

Trục đẩy

Bàn đạp

Hộp

số

Bulông liên kết bánh đà trục khuỷu

Bạc đạn dẫn hướng

Gờ đỡ trục khuỷu

Đĩa ly

hợp Bánh đà

Hình 2.5: Ly hợp điều khiển bằng cơ

khí

 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

Khi đạp pedal ly hợp, sức đẩy cơ khí của bộ phận ly hợp hoặc các bộ phận đòn bẩy đẩy lên càng đẩy ly hợp Càng đẩy di chuyển bạc đạn chà đến giữa các mâm ép, bề mặt mâm ép bị đẩy ra khỏi đĩa ly hợp tách rời đĩa ma sát ra khỏi bánh đà Do đó trục khuỷu động cơ quay mà không làm quay đĩa ly hợp ở đầu vào trục hộp số

Khi pedal ly hợp được nhả ra, sức ép các lò xo ở bên trong mâm ép đẩy về phía trong đĩa ly hợp Làm khóa chặt bánh đà đĩa ma sát, mâm ép, đĩa đầu vào hộp số lại với nhau Động cơ làm quay trục sơ cấp hộp số, bánh răng hộp số, cardan, cầu xe và các bánh xe

Khi ly hợp ở vị trí đóng, vỏ ly hợp được ghép chặt trên bánh đà bằng các bulông cùng quay với bánh đà Đĩa ép, ép chặt đĩa ma sát và bánh đà Moay ở đĩa ma sát được lắp trượt trên trục sơ cấp hộp số và các rãnh then hoa Do đó đĩa ma sát làm quay trục sơ cấp hộp số

Ở vị trí này ly hợp luôn luôn đóng

Khi ly hợp ở vị trí mở, dưới tác dụng của lực đạp pedal lực được truyền qua các cơ cấu cần đẩy đến càng

Trung tâm TN TH Ô tô  Trang 17

mở ly hợp tỳ vào bạc đạn chà, bạc đạn này tỳ vào đầu cần mở Lúc này cần mở sẽ kéo đĩa ép dịch chuyển

ra xa làm cho đĩa ma sát tách rời khỏi bánh đà và đĩa ép, do đó moment động cơ không truyền qua hộp số

II.1: Ly hợp 1 đĩa ma sát :

Phần chủ động gồm các chi tiết lắp ghép trực tiếp hay gián tiếp với bánh đà và có cùng tốc độ quay với bánh đà gồm: bánh đà, đĩa ép, vỏ ly hợp, lò xo ép

Phần bị động gồm các chi tiết lắp ghép trực tiếp hay gián tiếp với trục bị động của ly hợp ( hay trục sơ cấp hộp số) và có cùng tốc độ góc với cùng trục bị động của ly hợp gồm: trục bị động, đĩa bị động

II.1.1: Cấu tạo các bộ phận :

a: Bánh đà:

Bánh đà được bắt chặt với trục khuỷu nhờ các bulong định tâm, trên bề mặt được gia công nhẵn làm mặt tựa của ly hợp Đồng thời có các chốt định tâm bảo đảm đồng tâm giữa bánh đà và võ Bánh đà được làm bằng thép, đôi khi được làm bằng gang có khả năng hấp thụ nhiệt tốt và giải nhiệt tốt

b: Đĩa ma sát:

B

Động cơ Đĩa chủ động

Đĩa bị động Trục ra

Bề mặt

ma sát Mặt ma sát nằm

giữa đĩa chủ động và đĩa bị động Đĩa bị động

bị đẩy vào đĩa chủ động

Hình 2 6 : Mô tả hoạt động ly hợp

A

A Trục khuỷu

quay đĩa chủ

động bên trái,

đĩa bên phải

không tiếp xúc

đĩa chủ động

B Hai mặt được

ép vào nhau, lực

ma sát làm quay

đĩa khác nối

với trục sơ cấp

Lò xo giảm chấn

Moyơ rãnh thenĐinh

tán

Mặt bố

ma sát

Hình 2.7: Đĩa

ma sát.

Đĩa bao gồm một moayơ có rãnh then hoa và một tấm kim loại phẳng hình tròn được phủ vật liệu ma sát

Rãnh then hoa nằm giữa trung tâm đĩa ma sát và ăn khớp với răng then hoa trên trục sơ cấp Làm trục sơ cấp và đĩa ma sát quay Tuy nhiên đĩa ma sát này được tự do trượt về phía trước hay phía sau trên trục trục sơ cấp

Đĩa chế tạo bằng chất amiant chịu nhiệt cao Sợi cacton và dây đồng đỏ kết nối hoặc đúc kết với nhau, hoặc làm bằng thép với kim loại sứ Có hệ số masát cao và ổn định

Các lò xo trên đĩa masát gọi là lò xo chống rung hay giảm chấn Khi ly hợp đóng, mâm ép sẽ ép chặt đĩa masát với bánh đà đang quay, lò xo bị nén và giảm chấn khi đĩa bắt đầu quay cùng bánh đà

Giữa hai bề mặt ma sát còn các lò xo đệm bề mặt bằng phẳng, nó có mãng gợn sóng hay uốn cong Lò xo này cho phép tấm vật liệu sát uốn cong về phía trong và yếu đi trong khi ly hợp bắt đầu đóng Gọi là đóng êm dịu

c: Mâm ép ly hợp:

Chế tạo bằng vật liệu chịu tải Mâm ép phải được chuyển động tịnh tiến theo chiều trục Có ba loại: kiểu lò

xo cuộn – kiểu lò xo lá – kiểu bán ly tâm

c.1 Kiểu lò xo cuộn

Sử dụng những lò xo cuộn nhỏ tương tự như lò xo supap Bề mặt mâm ép là một vòng tròn lớn đĩa

ma sát tiếp xúc vào, thường được cấu tạo bằng sắt và kim loại Bề mặt sau của mâm ép là bề mặt có các lò xo và đòn bẩy được gắn với cần lỳ hợp Trong suốt quá trình hoạt động, mâm ép duy chuyển về phía trước và phía sau bên trong vỏ ly hợp

Cần đẩy được lắp bên trong mâm ép, được nâng lên và dịch chuyển bề mặt mâm ép ra xa so với bánh đà Các cuộn lò xo hình elip nhỏ gắn vòng

Trung tâm TN TH Ô tô  Trang 19

quanh mâm ép, cần đẩy giữ chúng từ vị trí lò xo về vị trí làm việc

cuộn

Vỏ bao mâm ép bao bọc các lò xo, cần đẩy và bề mặt mâm ép Nó được chia thành nhiều lỗ vì giữa các bộ phận mâm ép liên kết bộ phận lại với nhau Các lỗ nằm quanh cạnh ngoài của nắp thì dùng để bắt chặt mâm ép và bánh đà

Nguyên lý hoạt động:

Khi mở , cơ cấu ly hợp ấn bạc đạn chà đẩy cần bẩy, đầu kia của cần bẩy nâng mâm ép ra xa so với bánh đà, ép cuộn lò xo lại, đĩa ma sát trượt ra xa đối với bánh đà và công suất không truyền được đến hộp số

Khi đóng bạc đạn chà dịch chuyển ra xa với cần bẩy

Vì vậy những lò xo trên

mâm ép sẽ ép mâm ép

đẩy đĩa ma sát về phía

bánh đà đang quay

c.2 Kiểu lò xo lá (lò xo

mặt trời):

Đĩa ép mặt trời thường

sử dụng những lò xo lá đơn

Chức năng giống như kiểu

lò xo cuộn Lò xo lá là một

lò xo ép vòng tròn lớn, lò

xo được cuốn cong lên hoặc

lõm xuống và được chia thành những viên phân được

Vỏ ly hợp

Bạc đạn chà

Càng nhả lò xo

Oác điều chỉnh Mâm ép

Chống chấn động

Bulong

Bánh đà

(Hình 2.9) Mâm ép

kiểu lò xo lá

nối từ cạnh ngoài cho đến lỗ bên trong Lò xo này được gắn vào trong đĩa ép với cạnh ngoài được lắp chặt về phía sau của bề mặt đĩa ép, một phe tròn được gắn ở phía sau lò xo lá có nhiệm vụ định vị cạnh ngoài của lò xo

Nguyên lý hoạt động:

Đĩa ép mặt trời hoạt động khi trung tâm của đĩa được đẩy vào động cơ, thì cạnh ngoài của nó đi ngược lại phía động cơ Điều này sẽ tách đĩa ly hợp và đĩa ép trượt ra xa so với bánh đà Khi trung tâm của lò xo được nhả ra thì lò xo sẽ trở lại trạng thái bình thường Lúc đó cạnh ngoài của đĩa ép mặt trời sẽ đẩy bề mặt mâm ép vào trong đĩa ly hợp

 Ưu điểm:

Giảm kích thước, khối lượng và đơn giản hoá nhiều trong khâu kết cấu bộ ly hợp Do không có các chi tiết lắp ở vòng ngoài nên cân bằng dễ hơn

Loại trừ các lực li tâm làm giảm sức đè lên đĩa ly hợp ở vận tốc cao Lực tác dụng lên đĩa thường xuyên đều ở mọi chế độ

c.3 Mâm ép loại

bán ly tâm:

Là loại có thể thay

đổi lực ép vào mâm

ép theo tốc độ động cơ

Nơi đầu ngoài của

ba cần bẩy có gắn quả

tạ, cần bẩy có quả tạ

được lắp ráp với mâm

ép sao cho khi tăng vận

tốc, lực ly tâm tác dụng

lên quả tạ là cho cần

bẩy tăng thêm sức đè lên mâm ép

Trung tâm TN TH Ô tô  Trang 21

Vít chỉnh

Gắp treo cần bẩy

Cần bẩy Quả tạ ly

tâm Đạn

kimCho

át

Trục lăn

Hình 2.11: Chi tiết cần bẩy mâm ép bán ly tâm

Đĩa ly hợp Khối ly

tâm nơi cần bẩy Cụm mâm ép và vỏ ly hợp

Hình 2.10: Mâm ép bán ly tâm

Khi ở chế độ ly

và kết, các lò xo

luôn luôn tác dụng

lực đè lên mâm

ép Tuy nhiên khi bộ

ly hợp bắt đầu kết,

sẽ có thêm lực đè

lên mâm ép do lực

ly tâm tác động lên

cần bẩy Vận tốc

càng cao lực đè này

d: Khớp ngắt ly hợp:

Khớp ngắt ly hợp thường sử dụng bạc đạn cầu và bộ vòng, có tác dụng làm giảm ma sát giữa cần đẩy và càng mở ly hợp, tránh sự mài mòn Khớp ngắt ly hợp là bộ phận kín trong đó chứa mỡ bò, nó trượt trên trục hoặc trong ống bao lồng bên ngoài trục từ phía trước của hộp số

Ở một vài loại xe sử dụng khớp ngắt ly hợp bằng than chì Nó là một khối tròn bằng than chì chống ma sát, ép lên trên đĩa phẳng và cần đẩy ly hợp

Khớp ngắt ly hợp thường được tách rời ra ở phía sau càng ly hợp Một phe nhỏ để giữ khớp ngắt trên càng mở Khi đó sự chuyển động ở hướng khác sẽ đẩy khớp ngắt chạy dài trên trục hộp số Lúc này khớp ngắt sẽ không còn hoạt động trong suốt quá trình động cơ truyền công suất Nó sẽ giảm bớt sự mài mòn và hư hỏng của khớp ngắt ly hợp

e: Ổ bi đỡ:

Ổ bi đỡ hoặc ống lót định hướng đặt ở cuối đầu trục khuỷu Nâng đỡ cuối trục sơ cấp hộp số Thường ống lót được làm bằng đồng cứng, có thể thay thế ổ bi đũa hoặc bạc đạn cầu

Đầu cuối trục sơ cấp có ngỗng trục nhỏ ở cuối trục Ngỗng trục này trượt bên trong ổ bi, ổ bi ngăn cản trục hộp số và đĩa ly hợp lắc lên lắc xuống khi mà đĩa

ma sát tách rời Ổ bi đỡ giúp trục sơ cấp nằm giữa đĩa

ma sát trên bánh đà

Ống lót trục nhỏ

Bạc đạn chà

Ống lót trục lớn Càng ngắt

ly hợp

Trục nhả

Cần nhả Phe

Hình 2.12: Khớp Ngắt

Ly Hợp

II.1.2: Nguyên lý hoạt động:

 Đóng là trạng thái thường xuyên làm việc Dưới tác dụng lò xo ép: đĩa ép, đĩa bị động và bánh đà

bị ép vào nhau Mômen xoắn truyền từ động cơ đến bánh đà, qua bề mặt ma sát truyền đến moayơ đĩa bị động tới trục bị động

 Mở là trạng thái làm việc không thường xuyên Người lái tác dụng lên cơ cấu điều khiển kéo đĩa ép

di chuyển ngược chiều ép của lò xo, tách giữa các bề mặt ma sát của đĩa bị động với bánh đà và đĩa ép Phần chủ động của ly hợp quay theo động cơ, nhưng

do lực ép không tác dụng lên đĩa ép, vì vậy không tạo nên ma sát để truyền mômen xoắn từ phần chủ động sang phần bị động

II.2 Ly hợp hai đĩa ma sát :

Trung tâm TN TH Ô tô  Trang 23

1 2 3 4 5

6 3

Hình 2.13: Hoạt động cắt và nối của ly hợp

1.Vòng

hướng

dẫn trong

ngoài

2.Mâm ép

3.Lò xo

màng

4 Đĩa ly hợp

5 Bulông

giữ

6 Bạc đạn

chà

LY HỢP ĐÓNG

LY HỢP MỞ

Hình 2.14: Các chi tiết của ly hợp hai đĩa ma sát.

4 5 6 7

8

9 1 0

1 1

1 2

1 3

1 4

1 5

Vòng ma sát

Đĩa bị động

Tấm gợn sóng

Đệm đàn hồi

Moay-ơ đĩa bị động

Lò xo giảm chấn

Đĩa giữ

Đòn mở

Lò xo ép

Khớp ngắt ly hợp

Vỏ ly hợp

Trụ tỳ

Đĩa ép

Càng mở

Toàn bộ đĩa bị

động

Khi cần truyền moment quay với một lực lớn đòi hỏi kích thước bố trí nhỏ gọn người ta thường dùng ly hợp nhiều đĩa ma sát, trên ôtô tải thường gặp ly hợp hai đĩa

ma sát

II.2.1: Cấu tạo:

Hai đĩa bị động hoàn toàn giống nhau có thể lắp lẫn cho nhau, xung quanh bánh đà có ba hốc để lắp lò xo có

xu hướng tách đĩa ép trung gian khỏi đĩa bị động thứ nhất Các bulong tựa được vặn chặt vào vỏ ly hợp để hạn chế hành trình dịch chuyển của đĩa ép trung gian khi mở ly hợp nhằm mục đích tách hoàn toàn đĩa bị động thứ hai để việc gài số được êm dịu và dễ dàng Khi mở ly hợp guốc phanh sẽ ép mà phanh vào puly phanh để trục ly hợp được giảm tốc nhanh chóng Cơ cấu dẫn động phanh này được kết hợp cùng với cơ cấu điều khiển ly hợp Trên cơ cấu điều khiển có lắp thêm bộ phận trợ lực gồm các chi tiết: tay đòn cơ cấu trợ lực, bulong điều chỉnh, lò xo … Trên bàn đạp còn có thanh kéo cơ cấu khóa với mục đích chỉ khi đạp vào bàn đạp ly hợp đến vị trí nào đó thì khóa mới mở., việc sang số mới được thực hiện Kết cấu như vậy nhằm tránh được tình trạng quên mở ly hợp khi sang số để bảo vệ hộp số

II.2.2: Nguyên lý hoạt động.

Hình 2.15: Hoạt động ly hợp hai đĩa ma sát.

Khi ly hợp đóng các lò xo ép chặt các đĩa ép và đĩa

bị động vào bánh đà Lúc này lò xo cũng bị ép lại, giữa đầu các đòn mở với vòng bi trên khớp ngắt đều có khe hở để đảm bảo ly hợp được đóng hoàn toàn Khi mở ly hợpï, qua các bộ phận dẫn động sẽ làm đĩa ép dịch chuyển về bên trái để giải phóng đĩa bị động thứ nhất Khi đĩa bắt đầu tựa vào các bulong thì đĩa bị động thứ nhất được tách ra hoàn toàn Đĩa ép tiếp tục dịch chuyển về bên trái để giải phóng đĩa bị động thứ hai, chỉ khi cả hai đĩa bị động cùng được giải phóng thì ly hợp mới được mở hoàn toàn

II 3 Vỏ bảo vệ ly hợp :

Vỏ bảo vệ ly hợp được bắt chặt ở phía

sau động cơ gồm một bộ ly hợp, vỏ hộp

có thể làm bằng nhôm, Magie hay gang

Ở phía sau vỏ được bắt chặt với hộp số tay bằng các bulong

Cạnh bên của vỏ hộp có một cái lỗ để lắp cần ly hợp, càng mở được gắn xuyên qua ly hợp Một vòng chặt hoặc ống để giữ cánh tay đòn Ơû phía mặt trước ly hợp thường có một cái nắp bằng kim loại mỏng, nó có thể được kéo ra dễ dàng để kiểm tra các răng bánh đà và kiểm tra khi ly hợp tách ra

III NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CƠ CẤU ĐIỀU KHIỂN :

Bộ ly hợp các loại trên ôtô được điều khiển ngắt truyền động giữa động cơ và hộp số nhờ vào bộ cơ cấu dẫn động ngắt ly hợp Có năm loại cơ cấu dẫn động cho công tác ngắt ly hợp

- Cơ cấu dẫn động cơ khí

- Cơ cấu dẫn động cơ khí trợ lực khí nén

- Cơ cấu dẫn động thủy lực

- Cơ cấu dẫn động thủy lực có trợ lực áp thấp

- Cơ cấu dẫn động thủy lực có trợ lực khí nén

Trung tâm TN TH Ô tô  Trang 25

Hình 2.16: Vỏ bảo vệ ly hợp

Trục bàn đạp

Ống đỡ

Bạc

đạn

Lò xo

hoàn

lực

Bàn

đạp

Trục đẩy ly hợp

Đế canh vuông góc Trục

rỗng

Ph

e

Bộ phận điều chỉnh

Lò xo hoàn lực Càng

nhả

Hộp chận

Hình 2.17: Các bộ phận của cơ cấu dẫn

động thanh và cần.

III.1 Cơ cấu dẫn động cơ khí sử dụng thanh và cần :

Thường sử dụng trên những ôtô du lịch và xe có công suất thấp Không tiện lợi cho những ôtô tải nặng nhất là các trường hợp được bố trí xa người lái

Khi đạp pedal thì cần đẩy tác dụng lên ống dẫn hướng, ống dẫn hướng sẽ đi ngược lại so với chuyển động của pedal Dầu của ống chuyển hướng sẽ nối với các cần nhả ly hợp, cần nhả ly hợp này sẽ tác dụng và tỳ lên bạc đạn chà kéo mâm ép ra xa làm cho đĩa ly hợp tách khỏi bề mặt bánh đà Khi nhấc chân lên khỏi pedal Lò

xo hoàn lực sẽ kéo pedal trở về vị trí ban đầu làm cho các bộ phận sau đó trở về vị trí cũ và mâm ép sẽ ép đĩa ly hợp trở lại bánh đà Ly hợp được kết nối lại

III.2 Cơ cấu dẫn động cơ khí sử dụng cáp:

Cơ cấu điều khiển ly hợp bằng cáp cấu tạo gồm một sợi cáp dây bằng thép và bên ngoài được bọc bởi một vỏ bao dùng để truyền chuyển động của pedal đến càng tách ly hợp