Chương 2 ly hợp trên 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

Trung tâm TN TH Ô tô  Trang 13

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

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

Trung tâm TN TH Ô tô  Trang 15

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 :

Hình 2.4 :Ly hợp điều khiển bằng thuỷ lực

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

Trung tâm TN TH Ô tô  Trang 17

 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 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

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

Trung tâm TN TH Ô tô  Trang 19

Lò xo giảm chấn

Moyơ rãnh then Đinh tán

Mặt bố ma sát

Hình 2.7: Đĩa ma sát

b: 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 quanh mâm ép, cần đẩy giữ chúng từ vị trí lò xo về vị trí

làm việc

(Hình 2.8) Mâm ép kiểu lò xo 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 nối từ

cạnh ngoài cho đến lỗ bên trong Lò xo

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

Trung tâm TN TH Ô tô  Trang 21

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

Cần bẩy

Quả tạ ly tâm

Đạn kim Chốt 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

càng lớn

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

Trung tâm TN TH Ô tô  Trang 23

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 :

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

10

11

12

13

14

15

1 Vòng ma sát

2 Đĩa bị động

3 Tấm gợn sóng

4 Đệm đàn hồi

5 Moay-ơ đĩa bị động

6 Lò xo giảm chấn

7 Đĩa giữ

8 Đòn mở

9 Lò xo ép

10 Khớp ngắt ly hợp

11 Vỏ ly hợp

12 Trụ tỳ

13 Đĩa ép

14 Càng mở

15 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

Trung tâm TN TH Ô tô  Trang 25

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

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

Hình 2.16: Vỏ bảo vệ ly hợp