Tổng quan về cụm ly hợp trên xe ôtô

Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế hệ thống ly hợp xe ôtô con



+ Ly hợp liên hợp: Mô men đợc truyền bằng cách kết hợp các phơng pháp

trên. Thông thờng là bằng ma sát cộng với thủy lực.

Hiện nay, trên ôtô dùng chủ yếu là ly hợp ma sát và ly hợp thủy lực.

- Theo trạng thái làm việc:

+ Loại ly hợp thờng đóng: Khi không có lực điều khiển, ly hợp luôn ở

trạng thái đóng, khi đạp ly hợp các bề mặt làm việc tách ra. Đại đa số các ly hợp

trên ôtô dùng loại này.

+ Loại ly hợp thờng mở: Khi không có lực điều khiển, ly hợp luôn ở trạng

thái mở.

- Theo dạng lò xo của đĩa ép:

+ Ly hợp sử dụng lò xo trụ bố trí theo vòng tròn.

+ Ly hợp sử dụng lò xo dạng côn xuắn.

+ Ly hợp sử dụng lò xo dạng đĩa.

- Theo hệ thống dẫn động ly hợp:

+ Ly hợp dẫn động cơ khí.

+ Ly hợp dẫn động thuỷ lực.

- Theo trợ lực dẫn động:

+ Trợ lực cơ khí.

+ Trợ lực thủy lực.

+ Trợ lực khí nén.

+ Trợ lực chân không.

1.3.Yêu cầu:

Ly hợp trên ôtô phải đảm bảo các yêu cầu:



7



Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế hệ thống ly hợp xe ôtô con



- Phải truyền hết đợc mômen của động cơ xuống hệ thống truyền lực

mà không bi trợt.

- Phải ngắt dứt khoát, đóng êm dịu để giảm tải trọng động tác động lên

hệ thống truyền lực.

- Mômen quán tính của phần bị động của ly hợp phải nhỏ để giảm tải

trọng động tác dụng lên các bánh răng và bộ đồng tốc khi sang số.

- Mô men ma sát không đổi khi ly hợp ở trạng thái đóng.

- Có khả năng trợt khi bị quá tải.

- Có khả năng thoát nhiệt tốt để tránh làm nóng các chi tiết khi ly hợp bị

trợt trong quá trình làm việc.

- Điều khiển ly hợp nhẹ nhàng tránh gây mệt mỏi cho ngời lái xe.

- Giá thành của bộ ly hợp rẻ, tuổi thọ cao, kết cấu đơn giản kích thớc nhỏ

gọn, dễ tháo lắp và sửa chữa bảo dỡng.

II.ảnh hởng của ly hợp khi gài số và khi phanh

2.1.Khi gài số:

Khi gài số các chi tiết có chuyển động tơng đối, do vậy sinh ra mômen

xung lợng va đập và tải trọng động tác dụng lên các chi tiết khác. Muốn giảm

lực xung kích tác dụng lên hệ thống truyền lực cần mở ly hợp rồi mới gài số để

giảm mômen quán tính phần bị động và các chi tiết của hộp số có liên quan

động học đến phần bị động của ly hợp. Nh vậy việc ngắt ly hợp khi sang số

không những làm cho việc sang số đợc thực hiện êm dịu mà còn làm giảm tải

trọng động tác dụng lên các chi tiết của hệ thống truyền lực giúp làm tăng tuổi

thọ cho các chi tiết này.



8



Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế hệ thống ly hợp xe ôtô con



2.2.Khi phanh ôtô:

Khi phanh ôtô toàn bộ hệ thống truyền lực chịu tải trọng động rất lớn dới

tác dụng của mômen quán tính của động cơ Mjmax.

Mômen Mjmax có thể truyền qua ly hợp khi mômen ma sát của ly hợp lớn

hơn Mjmax. Trong trờng hợp này mômen quán tính sẽ tác dụng lên hệ thống

truyền lực.

Nếu mômen Mjmax lớn hơn mômen ma sát của ly hợp thì ly hợp bị trợt và

hệ thống truyền lực sẽ chịu tải trọng lớn nhất chỉ bằng mômen ma sát của ly

hợp.

Nếu khi thiết kế ly hợp lấy hệ số dự trữ của ly hợp lớn hơn hệ số dự trữ

của độ bền của trục các đăng thì có thể trục các đăng bị gãy do quá tải.

iii. các loại ly hợp

Trên các loại ôtô hiện nay sử dụng phổ biến nhất là loại ly hợp ma sát. Các bộ

phận chính của ly hợp bao gồm phần chủ động và phần bị động:

- Phần chủ động: Gồm có bánh đà, đĩa ép, vỏ ly hợp, các lò xo ép.

- Phần bị động : Gồm đĩa bị động, các bộ phận giảm chấn và trục ly

hợp.

Việc điều khiển đóng ngắt ly hợp thông qua các đòn mở và các hệ thống dẫn

động, hệ thống dẫn động của ly hợp có thể là dẫn động bằng cơ khí , dẫn

động bằng thuỷ lực. Ngoài ra còn có thể sử dụng bộ phận trợ lực để giảm lực

bàn đạp của ngời lái.



9



Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế hệ thống ly hợp xe ôtô con



3.1. Ly hợp ma sát một đĩa:

1



2



3

4

5



7







13



6



11



10



9



8



12



Hình 1.1. Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát một đĩa dẫn động cơ khí.

1. Bánh đà. 2. Đĩa bị động. 3. Đĩa ép4. Vỏ ly hợp. 5. Lò xo ép. 6. Bạc

mở.7. Bàn đạp li hợp.



8. Lò xo hồi vị. 9. Đòn kéo10. Càng mở. 11. Bi T.



12. Đòn mở. 13. Lò xo giảm chấn.

Nguyên lý hoạt động:

- Khi ly hợp ở trạng thái đóng:

Dới tác dụng của lò xo ép 5 làm đĩa ép 3 ép đĩa bị động với bánh đà,

nhờ vậy tạo đợc sự ma sát giữa đĩa ép và bánh đà với đĩa bị động và làm

cho chúng ép sát vào nhau. Do đó khi động cơ quay thì mô men của động cơ

đợc truyền từ bánh đà và đĩa ép qua đĩa bị động tới trục ly hợp và đến các

hệ thống truyền động.

- Khi ngắt ly hợp:



10



Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế hệ thống ly hợp xe ôtô con



Dới tác dụng của lực bàn đạp kéo đòn kéo 9 thông qua càng mở 10 đẩy

bạc mở 6 làm bi T dịch chuyển sang trái khắc phục hết khe hở và ép vào

đầu trên của đòn mở 12, đầu dới của các đòn mở đi sang phải và tách đĩa ép

3 khỏi đĩa bị động làm cho đĩa bị động tách rời khỏi bánh đà và đĩa ép

ngắt dòng công suất từ động cơ sang hệ thống truyền lực.

Trong quá trình sử dụng, do sự giảm lực ép của các lò xo ép và đĩa bị

động bị mòn nên khe hở bị giảm xuống làm ảnh hởng đến hành trình tự do

của bàn đạp. Do đó khe hở phải đợc đảm bảo nằm trong phạm vi nhất định

bằng cách điều chỉnh thờng xuyên.

u nhợc điểm:

- u điểm:

+ Kết cấu gọn, dễ điều chỉnh và sữa chữa.

+ Mở dứt khoát.

+ Thoát nhiệt tốt nên đảm bảo tuổi thọ cao cho bộ ly hợp.

- Nhợc điểm:

+ Đóng không êm dịu.

+ Chỉ truyền đợc mô men không lớn lắm. Nếu truyền mômen trên 70 ữ

80 KGm thì cần đờng kính đĩa ma sát lớn kéo theo các kết cấu khác đều

lớn làm cho ly hợp cồng kềnh.

3.2. Ly hợp ma sát hai đĩa:

Nguyên lý cấu tạo và hoạt động của ly hợp ma sát hai đĩa cũng tơng tự

nh ly hợp ma sát một đĩa chỉ khác là có hai đĩa bị động nên có hai maoy ở

đĩa bị động.



11



Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế hệ thống ly hợp xe ôtô con



1



2



3

4

5



7

6







13

11



10



9



8



12



Hình 1.2. Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát hai đĩa.

1. Bánh đà.



2. Đĩa bị động.



4. Vỏ ly hợp.



5. Lò xo ép.



3. Đĩa ép.

6. Bạc mở.



7. Bàn đạp li hợp. 8. Lò xo hồi vị.



9. Đòn kéo.



10. Càng mở.



12. Đòn mở.



11. Bi T.



13. Lò xo giảm chấn.

Ưu nhợc điểm:

- Ưu điểm:

+ Đóng êm dịu (do có nhiều bề mặt ma sát).

+ Giảm đợc đờng kính chung của đĩa ma sát, bánh đà mà vẫn đảm

bảo truyền đủ mômen cần thiết của động cơ.

- Nhợc điểm: Mở không dứt khoát, nhiệt lớn, kết cấu phức tạp nên khó bảo dỡng

và sữa chữa.

3.3. Ly hợp thủy lực

Ly hợp thuỷ lực truyền mômen thông qua chất lỏng.



12



Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế hệ thống ly hợp xe ôtô con



Bánh Tuabin

Bánh bơm



Vỏ



Hình 1.3.Sơ đồ nguyên lý ly hợp thuỷ lực.

Cấu tạo của ly hợp thuỷ lực gồm 2 phần:

- Phần chủ động là phần bánh bơm, bánh đà.

- Phần bị động là bánh tuốc bin nối với trục sơ cấp của hộp giảm tốc.

Nguyên lý hoạt động :

Ly hợp thủy lực gồm có 2 bánh công tác: Bánh bơm ly tâm và bánh tua bin

hớng tâm, tất cả đợc đặt trong hộp kín điền đầy chất lỏng công tác. Trục

của bánh bơm đợc nối với động cơ và trục của bánh tua bin nối với hộp số.

Khi động cơ làm việc, bánh bơm quay, dới tác dụng của lực ly tâm chất

lỏng công tác bị dồn từ trong ra ngoài dọc theo các khoang giữa các cánh bơm.

Khi ra khỏi cánh bơm, chất lỏng có vận tốc lớn và đập vào các cánh của bánh

tua bin làm bánh này quay theo, nhờ đó năng lợng đợc truyền từ bánh bánh bơm

sang bánh tua bin nhờ dòng chảy chất lỏng.



13



Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế hệ thống ly hợp xe ôtô con



- Ly hợp thủy lực không có khả năng biến đổi mômen, nó chỉ làm việc nh

một khớp nối thuần túy nên còn gọi là khớp nối thủy lực.

Ưu nhợc điểm:

- u điểm :+ Có thể thay đổi tỉ số truyền một cách liên tục.

+ Có khả năng truyền tải mô men lớn.

+ Cấu tạo đơn giản, giá thành sản xuất thấp, dễ bảo dỡng sữa chữa.

- Nhợc điểm :

+ Không có khả năng biến đổi mômen nên đã hạn chế phạm vi sử dụng

của nó trên các hộp số thủy cơ ôtô.

+ Hiệu suất thấp ở vùng làm việc có tỉ số truyền nhỏ.

+ Độ nhạy quá cao làm ảnh hởng xấu đến đặc tính làm việc kết hợp

với động cơ đốt trong.

3.4. Ly hợp điện từ

Truyền mômen thông qua lực điện từ.

3

4



1



5



2



6



Hình 1.4.Sơ đồ nguyên lý ly hợp điện từ.

1.Bánh đà. 2.Khung từ.3.Cuộn dây. 4.Mạt sắt.



14



Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế hệ thống ly hợp xe ôtô con



5.Lõi thép bị động nối với hộp số. 6.Trục ly hợp.

Nguyên lý hoạt động:

- Khi mở ly hợp : Khi không cấp điện cho cuộn dây 3 nên không có lực từ

trong cuộn dây, nên phần chủ động 1 là bánh đà và phần bị động 5 là lõi

thép không hút nhau nên khi động cơ không quay mômen không truyền ra trục

ly hợp.

- Khi đóng ly hợp : Khi cấp điện cho cuộn dây 3 làm xuất hiện lực

điện từ trong cuộn dây nên xuất hiện lực hút giữa bánh đà 1 và lõi thép bị

động 5. Nh vậy khi bánh đà quay làm cho lõi thép quay theo. Do đó mômen

đợc truyền từ động cơ sang trục ly hợp. Tuy vậy lực hút giữa bánh đà và lõi

thép không đủ lớn nên giữa khe hở bánh đà và lõi thép ngời ta đa vào những

mạt sắt. Khi có từ trờng, chúng tạo thành những đờng sức tạo thành dây sắt

cứng nối bánh đà và lõi thép với nhau làm tăng ma sát nên việc truyền mômen

giữa bánh đà và lõi thép đợc tăng lên.

Ưu nhợc điểm :

- Ưu điểm :

+ Khả năng chống quá tải tốt.

+ Bố trí dẫn động dễ dàng.

- Nhợc điểm :

+ Chế tạo phức tạp.

+ Bảo dỡng và sửa chữa khó khăn.giá thành đắt



15



Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế hệ thống ly hợp xe ôtô con



IV.các dạng lò xo

4.1.lò xo ép



Fl

a

b

c



l



Hình 2.1.Đặc tính các loại lò xo ép ly hợp.

a - Lò xo côn xoắn.

b - Lò xo trụ.

c - Lò xo đĩa.

Fl : Lực ép, l: Biến dạng của lò xo.

4.2. Lò xo trụ:

Lò xo trụ có đờng đặc tính làm việc là đờng b trên hình 2.1.

Lò xo trụ thờng đợc bố trí theo vòng tròn trên đĩa ép.

Để định vị các lò xo và giảm độ biến dạng của chúng dới tác dụng của

lực ly tâm, thờng sử dụng các cốc, vấu lồi trên đĩa ép hoặc trên vỏ ly hợp.

u điểm:

- Kết cấu nhỏ gọn, khoảng không gian chiếm chỗ ít vì lực ép tác dụng

lên đĩa ép lớn.

- Đảm bảo đợc lực ép đều lên các bề mặt ma sát bằng cách bố trí các lò

xo đối xứng với nhau và với các đòn mở.

- Luôn giứ đợc đặc tính tuyến tính trong toàn bộ vùng làm việc.



16



Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế hệ thống ly hợp xe ôtô con



- Giá thành rẻ, chế tạo đơn giản.

Nhợc điểm:

- Các lò xo thờng không đảm bảo đợc các thông số giống nhau hoàn toàn,

đặc biệt là sau một thời gian làm việc lực ép của các lò xo sẽ không đều

nhau. Do đó phải chế tạo lò xo thật chính xác nều không thì lực ép không

đều sẽ làm cho đĩa ma sát mòn không đều và dễ bị cong vênh.

4.3. Lò xo côn xoắn:

Lò xo công xoắn có đờng đặc tính làm việc là đờng a trên hình 2.1.

u điểm:

- Lực ép lên lò xo lớn, nên thờng đợc dùng trên ôtô có mômen của động cơ

trên 50 KGm.

- Có thể giảm đợc không gian của kết cấu do lò xo có thể ép đến khi

lò xo nằm trên một mặt phẳng.

Nhợc điểm:

- Khoảng không gian ở gần trục ly hợp sẽ chật và khó bố trí bạc mở ly

hợp.

- Dùng lò xo côn thì áp suất lò xo tác dụng lên đĩa ép phải qua các đòn

ép do đó việc điều chỉnh ly hợp sẽ phức tạp.

- Lò xo côn có dạng tuyến tính ở vùng làm việc nhỏ, sau đó khi các vòng

lò xo bắt đầu trùng nhau thì độ cứng của lò xo tăng lên rất nhanh, do đó nó

đòi hỏi phải tạo đợc lực lớn để ngắt ly hợp và khi đĩa ma sát mòn thì lực ép

của

lò xo sẽ giảm rất nhanh.

4.4. Lò xo đĩa:

Lò xo đĩa có đờng đặc tính làm việc là đờng c trên hình 2.1.



17