Hệ thống truyền lực ô tô

CHƯƠNG I HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC 1.1 Ly hợp Ly hợp nằm động hộp số có nhiệm vụ truyền cắt mômen từ trục khuỷu động tới hệ thống truyền lực Đồng thời ly hợp đóng vai trò cấu an toàn nhằm tránh tải cho hệ thống truyền lực động chịu tải lớn Ly hợp có khả dập tắt tượng cộng hưởng truyền động nhằm nâng cao chất lượng truyền lực 1.1.1 Phân loại ly hợp - Theo cách truyền mômen động đến trục sơ cấp hộp số chia ra: ly hợp ma sát, ly hợp thủy lực, ly hợp điện từ, ly hợp liên hợp thường xuyên đóng mở - Theo hình dạng số lượng đĩa ma sát: ly hợp hay nhiều đĩa, ly hợp hình nón, ly hợp hình trống, ly hợp hình côn - Theo hình thức phát sinh lực ép đĩa ép: ly hợp dùng lò xo trụ đặt xung quanh, lò xo trụ đặt giữa, lò xo màng 1.1.2 Yêu cầu ly hợp - Phải nối hộp số động cách êm dịu - Đóng ngắt nhanh xác, đảm bảo an toàn cho hệ thống truyền lực tải - Ở trạng thái đóng ly hợp phải truyền hết mômen quay lớn động mà không bị trượt điều kiện sử dụng - Ly hợp điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ - Kết cấu ly hợp đơn giản, dễ điều chỉnh, chăm sóc, bề mặt ma sát thoát nhiệt tốt, có tuổi thọ cao 1.1.3 Cấu tạo nguyên lý làm việc ly hợp ma sát a) Cấu tạo Hình 1.1 Cấu tạo ly hợp ma sát Vỏ ly hợp Càng mở ly hợp Trục ly hợp Bi tỳ Lò xo ép (lò xo màng) Cơ cấu đòn bẩy Đĩa ép Đĩa ma sát Đầu trục khuỷu 10 Mặt ma sát 11 Bánh đà 10 11 Cấu tạo ly hợp ma sát chia làm hai phần: Phần chủ động, phần bị động cấu dẫn động - Phần chủ động gồm bề mặt bánh đà nắp ly hợp Nắp ly hợp bắt với bánh đà bulông - Phần bị động gồm trục bị động đĩa ma sát Đĩa ma sát đặt bánh đà đĩa ép, lắp với trục then hoa - Cơ cấu dẫn động ly hợp gồm đòn mở, vòng bi tỳ, mở, bàn đạp ly hợp dẫn động khí hay thủy lực  Nắp ly hợp Nắp ly hợp dùng để nối ngắt công suất động cơ, phải cân động tốt thoát nhiệt tốt nối ly hợp Lò xo lắp nắp ly hợp đẩy đĩa ép vào đĩa ma sát, lò xo lò xo trụ lò xo màng Kiểu lò xo màng làm thép lò xo tán đinh tán bu lông bắt Hình 1.2 Nắp ly hợp Lò xo ép Vỏ ly hợp Đĩa ép chặt vào nắp ly hợp Phần phía có rãnh dài xẻ hướng tâm kết thúc lỗ tròn tạo điều kiện cho lò xo có khả biến dạng tốt Đầu lò xo mài lõm tạo nên rãnh tròn nhằm giảm diện tích tiếp xúc với bi tỳ tạo điều kiện kiểm tra độ mòn mép lò xo sau thời gian làm việc định Ở trạng thái tự lò xo có dạng hình nón, trạng thái lắp lò xo bị biến dạng để gây nên lực ép Kiểu lò xo trụ lắp đĩa ép nắp ly hợp bố trí theo đường tròn Lò xo trụ định vị vỏ ly hợp liên kết với đòn bẩy gắn với cần mở ly hợp Ngày ôtô du lịch người ta sử dụng loại lò xo màng chủ yếu ưu điểm nó: Lực cần ấn vào bàn đạp ly hợp nhỏ so với cấu ly hợp sử dụng lò xo trụ, khả truyền công suất ly hợp kiểu lò xo màng không bị giảm giới hạn mòn đĩa, kết cấu đơn giản Đĩa ép làm gang có khả dẫn nhiệt tốt, mặt tiếp giáp với đĩa ma sát gia công nhẵn, mặt đối diện có gờ lồi, số gờ tạo nên điểm tựa cho lò xo ép, số tạo nên điểm truyền mômen xoắn vỏ đĩa ép  Đĩa ma sát Đĩa ma sát nằm bánh đà đĩa ép, gia công rãnh then hoa để di trượt với trục sơ cấp, xung quanh đĩa ma sát có xẻ rãnh để đảm bảo khả tản nhiệt êm dịu đóng, ngắt ly hợp Cấu tạo đĩa ma sát trình bày hình vẽ: Mặt ma sát làm vật liệu chịu mài mòn có hệ số ma sát ổn định, tán vào xương đĩa nhờ hàng đinh tán đồng tâm Trên bề mặt ma sát có xẻ rãnh hướng tâm vòng tròn nhằm tăng khả tiếp xúc, tạo nên rãnh thoát bẩn, thoát nhiệt Xương đĩa làm thép đàn hồi, uốn vênh lượn sóng tạo Hình 1.3 Cấu tạo đĩa ma sát Mặt ma sát Đinh tán Xương đĩa Moayơ ly hợp Lá thép Lò xo giảm chấn điều kiện biến dạng nhỏ dọc trục làm việc Nhờ có kết cấu xương đĩa có khả đàn hồi dọc trục theo chiều xoắn nên làm êm trình đóng mở ly hợp Moayơ nằm trực tiếp xương đĩa ma sát, có then hoa di trượt trục bị động, phần moayơ có dạng hoa thị, phần trống có chỗ để lắp lò xo trụ giảm chấn Ôm vành thép tán xương đĩa nhờ đinh tán cho phép dịch chuyển nhỏ moayơ Giữa vành thép moayơ có ma sát bị ép chặt nhờ đinh tán Trên vành thép có ô cửa sổ nhỏ lồng vào lò xo cao su giảm chấn Một đầu lò xo cao su giảm chấn tỳ vào moayơ đầu tỳ vào ô cửa sổ tác dụng để giảm chấn trình hoạt động ly hợp b) Nguyên lý hoạt động ly hợp Trạng thái đóng: trạng thái làm việc thường xuyên ly hợp Dưới tác dụng lò xo ép: đĩa ép, đĩa ma sát bánh đà động bị ép sát vào Khi bánh đà, đĩa ma sát, đĩa ép, lò xo ép vỏ ly hợp quay thành khối Mômen xoắn động truyền từ bánh đà qua bề mặt ma sát đến trục ly hợp Ly hợp thực chức truyền mômen từ động đến trục sơ cấp hộp số b a Hình 1.4 Hoạt động ly hợp a Trạng thái đóng b Trạng thái mở Trạng thái mở: trạng thái làm việc không thường xuyên ly hợp Khi người lái xe tác động lên cấu mở ly hợp vòng bi tỳ nén lò xo ép lại làm cho đĩa ép di chuyển ngược chiều nén lò xo, mặt ma sát đĩa ma sát với bánh đà đĩa ép tách Phần chủ động ly hợp (nắp ly hợp) quay theo động lực ép không tác dụng lên đĩa ép không tạo nên ma sát để truyền mômen xoắn từ động đến trục ly hợp 1.1.4 Cơ cấu dẫn động ly hợp Có nhiệm vụ truyền lực người lái từ bàn đạp ly hợp đến đòn mở để thực việc đóng mở ly hợp Cơ cấu dẫn động ly hợp chia làm loại chính: Dẫn động khí dẫn động thủy lực a) Cơ cấu dẫn động khí Cơ cấu dẫn động ly hợp kiểu khí hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp đòn, khớp nối, lắp đặt theo nguyên lý đòn bẩy, loại dẫn động điều khiển ly hợp đơn có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo có độ tin cậy làm việc cao Nhược điểm kiểu dẫn động yêu cầu lực tác động người lái lớn tác động lên bàn đạp ly hợp, loại xe ôtô hạng nặng b) Cơ cấu dẫn động thủy lực Cơ cấu dẫn động ly hợp dẫn động thủy lực dùng vị trí ly hợp không thuận tiện cho việc dùng cáp hay truyền động có tính kỹ thuật cao Ưu điểm việc bố trí chi tiết hệ thống linh hoạt, việc cắt ly hợp êm dịu nhiên lực dẫn động mở ly hợp không lớn lắm, áp dụng cho xe du lịch xe tải nhỏ  Sơ đồ cấu tạo chung trình bày hình vẽ: Hình 1.5 Cơ cấu dẫn động ly hợp thủy lực Xi lanh cắt ly hợp Cần đẩy Bàn đạp ly hợp Bulông chặn bàn đạp Cần đẩy Xy lanh  Bàn đạp ly hợp Bàn đạp ly hợp: tạo áp suất thủy lực xy lanh lực ấn vào bàn đạp, áp suất tác dụng lên xy lanh cắt ly hợp để đóng, ngắt ly hợp Hành trình tự Hình 1.6 Cấu tạo bàn đạp bàn đạp ly hợp khoảng ly hợp cách mà bàn đạp ly hợp a: Hành trình bàn đạp ấn vòng bi ly hợp cắt ly hợp tác dụng vào đĩa b: Chiều cao bàn đạp ly ép Khi đĩa ma sát bị mòn hợp hành trình tự bàn đạp 1 Bàn đạp ly hợp bị giảm Nếu đĩa tiếp tục bị Lò xo hồi mòn, hành trình tự a Vít điều chỉnh bàn đạp ly hợp không Cần đẩy b gây tượng trượt ly hợp Xy lanh ly hợp Do cần phải trì hành trình tự bàn đạp ly hợp Việc trì hành trình tự bàn đạp ly hợp tiến hành cách điều chỉnh độ dài cần đẩy xy lanh cắt ly hợp loại điều chỉnh Điều chỉnh độ cao bàn đạp ly hợp bulông chặn bàn đạp, điều chỉnh độ cao bàn đạp ly hợp giúp cho trình mở ly hợp diễn hoàn toàn (mở hết)  Xy lanh ly hợp Xy lanh ly hợp làm nhiệm vụ tạo áp suất thủy lực cho xy lanh cắt ly hợp điều khiển trình đóng mở ly hợp Cấu tạo xy lanh trình bày hình vẽ bao gồm chi tiết: Van nạp Hình 1.7 Xy lanh ly hợp Buồng A: đến xy lanh căt ly hợp Thanh nối Lò xo nén Hãm lò xo Piston Buồng B Cần đẩy Bình chứa dầu Buồng A Lò xo côn Vỏ xy lanh ly hợp chế tạo gang có mặt bích lỗ khoan để bắt giá đỡ Xy lanh dài đường kính nhỏ tạo điều kiện nhanh chóng tăng áp lực dầu đạp bàn đạp ly hợp Hoạt động xy lanh ly hợp: Khi ấn bàn đạp: Piston tác dụng cần đẩy dịch chuyển bên trái, dầu xy lanh qua van nạp chảy đến bình chứa đồng thời chạy đến xy lanh cắt ly hợp Khi piston tiếp tục dịch chuyển bên trái nối tách khỏi phận hãm lò xo van nạp bị đóng lại Do hình thành áp suất buồng A áp suất truyền đến xy lanh cắt ly hợp Khi nhả bàn đạp: Khi nhả bàn đạp ly hợp lò xo nén đẩy bên phải áp suất giảm xuống, piston trở hoàn toàn phận hãm lò xo đẩy nối bên phải Như van nạp mở nối bình A với bình B  Xy lanh cắt ly hợp Xy lanh cắt ly hợp tiếp nhận áp suất thủy lực từ xy lanh chính, điều khiển cắt ly hợp thông qua cần đẩy Xy lanh cắt ly hợp có loại: loại tự động điều chỉnh khe hở đĩa ma sát mòn, loại phải điều chỉnh tay Loại tự động điều chỉnh: lò xo bên xy lanh luân ép cần đẩy vào cắt ly hợp giữ cho hành trình tự bàn đạp ly hợp không đổi Loại điều chỉnh được: ta trực tiếp điều chỉnh độ dài cần đẩy cắt ly hợp để đảm bảo hành trình tự bàn đạp đĩa ma sát bị mòn trình hoạt động 1.1.5 Ly hợp dùng đĩa ma sát Khi cần ly hợp làm việc với công suất lớn không gian làm việc bị giới hạn chế tạo ly hợp lớn người ta dùng ly hợp có đĩa ma sát, chúng thường dùng xe tải nặng trung bình Dùng đĩa ma sát thứ nhằm tăng diện tích ma sát tiếp xúc khả tải mômen lớn hơn, ăn khớp đĩa ma sát truyền nửa mômen từ bánh đà đến trục ly hợp Nhược điểm ly hợp dùng đĩa ma sát mở dứt khoát, có kết cấu phức tạp a) Cấu tạo Ly hợp hai đĩa ma sát có cấu tạo tương tự loại đĩa ma sát, có thêm đĩa ép đĩa ma sát Sơ đồ cấu tạo ly hợp dùng đĩa ma sát trình bày hình vẽ bao gồm phận: Hình 1.8 Cấu tạo ly hợp đĩa ma sát Bánh đà 2, Đĩa ép Mặt bích phụ Vỏ ly hợp Đòn mở ly hợp 7, Đĩa ma sát 8, 11 Lò xo ép 10 Thanh kéo 12 Đòn mở 13 Bi tỳ 14 Ống dẫn 10 11 12 13 14 b) Nguyên lý làm việc Ở trạng thái đóng: tác dụng lò xo ép, đĩa ép ép chặt đĩa ma sát với bánh đà, mômen xoắn truyền từ trục khuỷu qua bánh đà tới đĩa ma sát qua trục sơ cấp hộp số đến cầu chủ động Ở trạng thái mở: người lái tác động vào bàn đạp ly hợp thông qua cấu dẫn động, đòn mở kéo đĩa ép sau dịch chuyển phía sau, đồng thời lò xo tách đẩy đĩa ép trước phía sau Hai đĩa ma sát tách khỏi bề mặt bánh đà đĩa ép Đường truyền công suất từ động đến trục ly hợp bị cắt 1.1.6 Các loại ly hợp khác a) Ly hợp điện từ Ly hợp điện từ bố trí ôtô mà sử dụng nhiều lĩnh vực khác Ưu điểm loại truyền động êm, cho phép trượt lâu dài mà không ảnh hưởng tới hao mòn chi tiết ly hợp  Cấu tạo ly hợp điện từ C B Bộ phận cố định Cuộn dây điện từ Bộ phận bị động 1 Bộ phận chủ động A D A, B, C, D Các khe hở Trên phần cố định có cuộn dây điện từ Bộ phận chủ động nối với trục khuỷu động cơ, phận bị động nối với trục ly hợp (trục sơ cấp hộp số) Các phận chủ động, bị động phận cố định quay trơn với thông qua khe hở A, B, C, D Để hiệu suất truyền động cao khe hở phải nhỏ Hình 1.9.Ly hợp điện từ  Nguyên lý hoạt động Nguyên lý hoạt động ly hợp điện từ dựa vào lực điện từ tương tác phần chủ động bị động nhờ nam châm điện cuộn dây sinh Trạng thái đóng ly hợp: Lúc cuộn dây cấp dòng điện chiều trở thành nam châm điện Điện trường nam châm khép kín mạch, từ cuộn dây qua phân cố định 2, phần chủ chủ động 1, phần bị động theo chiều mũi tên hình vẽ Khi tương tác lực điện từ phần chủ động kéo phần bị động quay theo mômen truyền từ trục động sang trục ly hợp Trạng thái mở ly hợp: Khi cần mở ly hợp người ta ngắt dòng điện cấp cho cuộn dây, lúc lực điện từ mất, chi tiết quay tự do, ngắt đường truyền mômen từ trục động đến trục ly hợp b) Ly hợp thủy lực Ngoài ly hợp ma sát ôtô sử dụng ly hợp thuỷ lực So với ly hợp ma sát, ly hợp thuỷ lực có ưu điểm sau: - Làm việc êm dịu, hạn chế va đập truyền mômen từ động xuống hệ thống truyền lực - Có khả trượt lâu dài mà không gây hao mòn ly hợp ma sát - Khi đóng ly hợp êm dịu  Cấu tạo ly hợp thủy lực Cấu tạo ly hợp thủy lực trình bày hình vẽ bao gồm: Bánh đà Bánh tuabin Bánh bơm Trục sơ cấp Vỏ ly hợp Hình 1.10 Ly hợp thủy lực Chi tiết ly hợp gồm có bánh bơm, bánh tuabin Các bánh công tác có dạng nửa hình vòng xuyến, bố trí nhiều cánh dẫn theo chiều hướng tâm Bánh bơm hàn chặt với vỏ ly hợp bắt chặt với trục khuỷu động (quay với trục khuỷu) Nó có tác dụng quạt dòng chất lỏng sang bánh tuabin thông qua truyền mômen Bánh tuabin đặt vỏ ly hợp quay tự do, nối với trục sơ cấp hộp số khớp nối then hoa, chịu tác động dòng chất lỏng từ bánh bơm truyền sang, quay truyền chuyển động cho trục sơ cấp hộp số  Hoạt động ly hợp thủy lực Khi trục khuỷu quay, thông qua vỏ ly hợp bánh bơm quay theo, theo nguyên tắc ly tâm dầu chứa ly hợp bánh bơm quạt từ phía phía sang tác động vào cánh bánh tuabin làm cho bánh tuabin quay theo chiều Dòng chất lỏng sau sang bánh tuabin vào phía tâm bánh trở bánh bơm Cứ mômen xoắn truyền từ bánh bơm (chủ động) sang bánh tuabin (bị động) [...]...bánh bơm truyền sang, khi đó nó sẽ quay và truyền chuyển động cho trục sơ cấp hộp số  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... 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) ... va đập truyền mômen từ động xuống hệ thống truyền lực - Có khả trượt lâu dài mà không gây hao mòn ly hợp ma sát - Khi đóng ly hợp êm dịu  Cấu tạo ly hợp thủy lực Cấu tạo ly hợp thủy lực trình... tiết quay tự do, ngắt đường truyền mômen từ trục động đến trục ly hợp b) Ly hợp thủy lực Ngoài ly hợp ma sát tô sử dụng ly hợp thuỷ lực So với ly hợp ma sát, ly hợp thuỷ lực có ưu điểm sau: - Làm... ly hợp) quay theo động lực ép không tác dụng lên đĩa ép không tạo nên ma sát để truyền mômen xoắn từ động đến trục ly hợp 1.1.4 Cơ cấu dẫn động ly hợp Có nhiệm vụ truyền lực người lái từ bàn đạp