CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN về LY hợp

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VỀ LY HỢP.

I)

Công dụng, phân loại, yêu cầu của ly hợp ô tô.

1.1)

Công dụng và yêu cầu của ly hợp ô tô.
Ly hợp ô tô là khớp nối giữa trục khuỷu động cơ với hệ thống truyền lực vì
vậy nó có các chức năng chính đó là:
-

Nối động cơ với hệ thống truyền lực khi ô tô di chuyển.

-

Ngắt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong trường hợp chuyển

số.
-

Đảm bảo là cơ cấu an toàn cho các chi tiết của hệ thống truyền lực

khi gặp quá tải như trong trường hợp phanh đột ngột mà không nhả ly hợp.
Nếu khớp nối ly hợp không ngắt được truyền động từ trục khuỷu động cơ
đến hệ thống truyền lực khi gài số thì việc gài số sẽ rất khó khăn và có thể
gây ra va đập làm dập răng thậm chí làm vỡ răng hộp số.
• Yêu cầu đối với ly hợp:

Từ các ứng dụng của ly hợp thì ly hợp của ô tô ngoài các yêu cầu chung về sức
bền thì, tuổi thọ cao còn phải đảm bảo thêm các yêu cầu chính sau:
-

Ly hợp phải truyền được momen quay lớn nhất của động cơ trong

bất kỳ điều kiện làm việc nào. Điều này có nghĩa là momen ma sát của ly
hợp phải luôn luôn lớn hơn momen cực đại của động cơ. Tuy nhiên momen
ma sát của ly hợp không được lớn quá nhằm đảm bảo được nhiệm vụ làm
cơ cấu an toàn cho hệ thống truyền lực.
-

Việc mở ly hợp phải dứt khoát và nhanh chóng. Nghĩa là khi mở ly

hợp phần bị động phải được tách hoàn toàn khỏi phần chủ động trong thời


gian ngắn nhất để việc gài số diễn ra dễ dàng nhanh chóng và đồng thời để
tránh xảy ra hiện tượng mòn đĩa ma sát.
-

Khi đóng ly hợp yêu cầu phải êm dịu. Nghĩa là momen ma sát hình

thành ở ly hợp phải tăng từ từ khi đóng ly hợp để tránh xảy ra hiện tượng
giật xe và giảm tải trọng va đập sinh ra trong các răng của hộp số khi khởi
hành ô tô và lúc sang số khi ô tô đang di chuyển.
-

Momen quán tính của các chi tiết phần bị động ly hợp phải nhỏ đến

mức thấp nhất có thể để giảm các lực va đập lên bánh răng gài số trong
trường hợp hộp số không có bộ đồng tốc. và giảm nhẹ điều kiện làm việc
của bộ đồng tốc cũng như tăng nhanh quá trình gài số.
-

Kết cấu phải gọn nhẹ, điều khiển dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp

phải nhỏ.
-

Các bề mặt ma sát phải thoát nhiệt tốt để tránh hư hỏng xảy ra do

nhiệt.
1.2)

Phân loại ly hợp.
Dựa vào yêu cầu của ly hợp thì hiện nay trên ôtô sử dụng nhiều loại ly hợp
khác nhau. Và tuỳ theo tính chất người ta phân loại chúng theo các tiêu chí
sau:
•

Theo phương pháp truyền momen:

Theo phương pháp truyền momen từ trục khuỷu của động cơ đến hệ thống
truyền lực người ta chia ly hợp thành các loại:
-

Ly hợp ma sát cơ khí:

Đây là loại ly hợp mà mô men ma sát hình thành ở ly hợp nhờ sự ma sõt
của các bề mặt ma sát cơ khí. Loại này được sử dụng phổ biến trên hầu hết
các ôtô nhờ kết cấu đơn giản, dễ bảo dưỡng sữa chữa thay thế.
Loại ly hợp này tùy theo hình dạng và đặc điểm kết cấu có thể chia chúng
ra là các kiểu :
•

Ly hợp ma sát đĩa phẳng.

•

Ly hợp ma sát đĩa côn (loại đĩa bị động có dạng hình côn).

•

Ly hợp ma sát hình trống : Kiểu tang trống và guốc, ma sát ép vào

tang trống . Loại này ngày nay ít dùng vì momen quán tính phần bị động
lớn.
Cũng trong loại ly hợp ma sát cơ khí. Tùy theo đặc điểm kết cấu của lò xo
có thể chia loại ly hợp này ra:
•

Ly hợp ma sát cơ khí kiểu lò xo ép hình trụ bố trí xung quanh. Loại

này có kết cấu đơn giản thường bố trí trên xe tải:
a) Ly hợp ma sát một đĩa bị động lò xo trụ bố trí xung quanh.


1

2

3

4
5

Hình 1.1 : Sơ đồ nguyên lý của ly hợp ma sát một đĩa bị động lò xo trụ bố
trí xung quanh.
Chú thích: 1. Bánh đà ; 2. Đĩa ma sát ; 3. Đĩa ép ; 4. Lò xo trụ ; 5. Đòn mở.
+) Ưu điểm
-

Có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo.

-

Thoát nhiệt tốt, kích thươc nhỏ gọn, có rộng chổ để bố trí cốc ép,
momen truyền qua các bề mặt ma sát lớn.

+) Nhược điểm:
-

Các lò xo không đảm bảo được các thông số giống nhau hoàn
toàn nên lực ép phân bố không đều.

-

Việc điều chỉnh khe hở giữa các bề mặt ma sát là rất khó.

-

Mòn các khớp sau một thời gian làm việc làm tăng hành trình tự
do của bàn đạp.


-

Bố trí phức tạp khó khăn nhất là ly hợp đặt xa vị trí người lái.

+) Phạm vi sử dụng:
-

Do đơn giản về kết cấu, rẻ tiền nên nó được sử dụng hầu hết trên
các ô tô xe có tải trọng nhỏ và trung bình.

b) Ly hợp ma sát hai đĩa bị động lò xo trụ bố trí xung quanh.

1

2

3

4
5

6

Hình 1.2 : Sơ đồ nguyên lý của ly hợp ma sát hai đĩa bị động lò xo trụ
bố trí xung quanh.
Chú thích: 1. Bánh đà ; 2. Đĩa ma sát ; 3. Đĩa ép ; 4. Lò xo trụ ; 5. Đòn mở ;
6. Trục bị động.
+) Ưu điểm:
-

Do nhiều đĩa cùng làm việc nên khi đóng ly hợp các bề mặt ma
sát làm việc một cách từ từ do đó đóng được êm dịu hơn.

+) Nhược điểm:


-

Kết cấu phức tạp do phải có thêm phần đĩa ép giữa hai đĩa ma
sát.

-

Việc mở ly hợp khó dứt khoát hơn loại một đĩa ma sát.

+) Phạm vi sử dụng:
Loại này chỉ sử dụng các loại xe có tải trọng lớn như xe tải và xe khách có
trọng lượng lớn.

•

Ly hợp ma sát cơ khí kiểu lò xo ép trung tâm.

•

Ly hợp ma sát cơ khí kiểu lò xo đĩa ép hình côn:

1

2

3

4
5

Hình 1.3: Sơ đồ nguyên lý của ly hợp ma sát lò xo đĩa ép hình côn.
Chú thích: 1. Bánh đà ; 2. Đĩa ma sát ; 3. Đĩa ép ; 4. Lò xo đĩa ép hình côn ;
5. Trục bị động.
+) Ưu điểm:


-

Kết cấu đơn giản, kích thước nhỏ gọn.

-

Lực ép lên đĩa ép đều.

-

Không cần sử dụng chi tiết đòn mở mà có đặc tính làm việc tốt

hơn ly hợp sử dụng lò xo trụ.

+) Nhược điểm:
-

Lò xo khó chế tạo, việc tính toán khó khăn, giá thành cao.

+) Phạm vi sử dụng:
Có thể sử dụng trên nhiều loại xe và phù hợp với nhiều loại xe yêu cầu lực
tác dụng lên bàn đạp nhỏ như xe du lịch và các loại xe có tải trọng lớn mà
không có trợ lực khí nén trong hệ thống dẫn động.
-

Ly hợp thủy lực:

Là loại ly hợp mà momen ma sát hình thành ở ly hợp nhờ ma sát thủy lực.
loại này làm việc êm dịu vì vậy giảm được tải trọng động cho hệ thống
truyền lực.
-

Ly hợp điện từ:

Là loại ly hợp mà momen ma sát hình thành ở ly hợp nhờ momen điện từ,
loại này làm việc cũng rất êm dịu nhưng kết cấu cồng kềnh.
•

Theo trạng thái làm việc của ly hợp:

Theo trạng thái làm việc của ly hợp được chia ra 2 loại:
-

Ly hợp thường đóng : là loại ly hợp kiểu lò xo ép thường xuyên

đóng trong quá trình làm việc, ly hợp chỉ được mở thông qua hệ thống dẫn
động dưới tác dụng của lực bàn đạp ly hợp.


-

Ly hợp không thường đóng : là loại ly hợp không có lò xo ép. Đĩa bị

động và chủ động được ép vào nhau thông qua một hệ thống đặc biệt, việc
đóng mở ly hợp đều phải thông qua hệ thống đòn này dưới tác dụng của lực
điều khiển.
•

Theo phương pháp dẫn động ly hợp:

Theo phương pháp dẫn động ly hợp người ta chia ly hợp thành các loại:
-

Ly hợp dẫn động cơ khí.

1

2

3

4

5
6
7

8

10
9

Hình 1.4 : Sơ đồ dẫn động ly hợp bằng cơ khí.
Chú thích: 1.bàn đạp ; 2.bánh đà ; 3.đĩa ma sát ; 4.đĩa ép ; 5.lò xo trụ ;
6.đòn mở ; 7.ổ bi tỳ ; 8.càng mở ; 9.thanh kéo ; 10.đòn quay.
-

Ưu điểm : chế tạo, bảo dưỡng sữa chữa đơn giản, làm việc tin cậy,

giá thành rẽ.
-

Nhược điểm:

-

ô tô tải nhỏ, lực ép của lò xo ly hợp không lớn.


-

Nguyên lý làm việc : khi cần mở ly hợp người lái tác dụng một lực

vào bàn đạp ly hợp (1) làm thanh kéo dịch chuyển lên làm quay đòn quay
(10) đẩy thanh kéo (9) sang phải làm quay càng mở (8) đẩy bạc mở đi vào
làm cho ổ bi tỳ (7) tỳ lên đòn mở (6) thông qua thanh kéo đĩa ép (4) được
kéo ra.
Khi thôi mở ly hợp người lái nhấc chân khỏi bàn đạp ly hợp dưới tác dụng
của lò xo ép và lò xo hồi vị, các chi tiết của hệ thống dẫn động được trả về
vị trí ban đầu ly hợp được đóng.
•

Trong trường hợp chổ ngồi của người lái ở xa ly hợp thì chiều dài và

số lượng khâu khớp dẫn động lớn làm giảm hiệu suất dẫn động, giảm độ
cứng và tăng hành trình tự do của bàn đạp.
•

Vấn đề làm kín sàn xe và truyền lực từ bàn đạp đến ly hợp phức tạp

hơn do động cơ đặt trên các gối đỡ đàn hồi.
•

Tỷ số truyền của hệ thống dẫn động bị hạn chế nên lực điều khiển

trên bàn đạp lớn.
-

Phạm vi sử dụng : thường được sử dụng trên xe ô tô du lịch hoặc các

-

Ly hợp dẫn động thủy lực.


1

2

3

4

5
6
7

11

8

12
9

10

Hình 1.5 : Sơ đồ dẫn động ly hợp bằng thủy lực.
Chú thích: 1.bánh đà ; 2.đĩa ma sát ; 3.đĩa ép ; 4.thanh kéo ; 5.lò xo trụ ;
6.đòn mở ; 7.ổ bi tỳ ; 8.lò xo hồi vị ; 9.càng mở ; 10.xi lanh công tác ; 11.xi
lanh chính ; 12.bàn đạp.
-

Ưu điểm:

•

Bố trí các chi tiết của hệ thống dẫn động khá linh hoạt và thuận tiện,

ít bị ràng buộc bởi không gian bố trí chung.
•

Khắc phục được hiện tượng mòn rơ các khớp.

•

Có tính khuếch đại cao, hiệu suất cao, độ cứng vững lớn.

•

Hạn chế tốc độ dịch chuyển của đĩa ép khi đóng ly hợp đột ngột nhờ

đó giảm được giá trị tải trọng động.
-

Nhược điểm:

•

Kết cấu phức tạp, đòi hỏi độ kín khít cao, đắt tiền, làm việc kém tin

cậy hơn dẫn động cơ khí.

-

Phạm vi sử dụng: tỷ số truyền của hệ thống dẫn động thủy lực cũng

bị giới hạn nên không thể giảm nhỏ được lực điều khiển. vì vậy chỉ thích
hợp với ô tô du lịch, xe tải và xe khách cở nhỏ.
-

Nguyên lý làm việc: khi cần mở ly hợp người lái tác dụng một lực

vào bàn đạp (12) thông qua điểm tựa và cần piston làm cho piston của xi
lanh chính (11) dịch chuyển sang trái. Dầu ở khoang bên trái của piston
được dồn ép tới khoang bên trái của xi lanh công tác (10) sẽ dịch chuyển
sang phải và ty đẩy của nó sẽ tác động lên càng mở (9) đẩy bạc mở dịch
chuyển sang trái tác dụng vào đầu đòn mở (6) kéo đĩa ép tách khỏi đĩa ma
sát thực hiện mở ly hợp.
Khi thôi tác dụng lực lên bàn đạp ly hợp, dưới tác dụng của lò xo ép đẩy
càng mở (9) dịch chuyển theo hướng ngược lại làm piston của xi lanh (10)
dịch chuyển sang trái đẩy dầu trở lại khoang bên trái của xi lanh chính (11)
do đó piston của xi lanh chính (11) sẽ dịch chuyển sang phải cùng lò xo hồi
vị đưa bàn đạp trở về vị trí ban đầu.
-

Ly hợp dẫn động có cường hóa( trợ lực).

Loại có trợ lực này có thể chia ra 2 kiểu dẫn động nữa đó là:
-

Ly hợp dẫn động cơ khí có trợ lực khí nén.

1

2

3

4

5
6
7

11

12

8
9

10

Hình 1.6: Sơ đồ dẫn động ly hợp bằng cơ khí có trợ lực khí nén.
Chú thích : 1.bàn đạp ; 2.bánh đà ; 3.đĩa ma sát ; 4.đĩa ép ; 5.lò xo trụ ;
6.đòn mở ; 7.ổ bi tỳ ; 8 .càng mở ; 9.xi lanh công tác ; 10. Van cấp khí ;
11.bình chứa khí nén ; 12.đòn quay trung gian.
-

Ưu điểm:

•

Ngoài ưu điểm của hệ thống dẫn động cơ khí, loại này có thể cho

phép tăng được lực mở theo mong muốn làm giảm được lực cần thiết tác
dụng lên bàn đạp.
•

Điều khiển nhẹ nhàng và đơn giản hơn.

-

Nhược điểm :

•

Khi trợ lực bị hỏng thì lực tác dụng lên bàn đạp sẽ lớn.

•

Tăng phức tạp kết cấu.

•

Cần phải có máy nén khí.


-

Nguyên lý làm việc: khi đóng ly hợp van cấp khí không làm việc

nên đóng đường cấp khí tới xy lanh trợ lực.
Khi mở ly hợp người lái tác dụng vào bàn đạp (1) kéo thanh kéo đi lên làm
đòn trung gian (12) quay và thanh đẩy dịch chuyển sang phải làm quay
càng mở (8) đẩy bạc mở đi vào để khắc phục hết khe hở giữa bạc mở và
đòn mở, lúc này van cấp khí chưa mở. nếu tiếp tục đạp thì van cấp khí sẽ
làm việc và mở thông đường khí tới xi lanh (9) dưới tác dụng của khí nén
piston (9) sẽ dịch chuyển tác dụng vào càng mở (8) ép bạc mở dịch chuyển
sang trái thông qua đòn mở đĩa ép được tách ra khỏi đĩa ma sát ly hợp được
mở.
Khi thôi tác dụng lên bàn đạp ly hợp, dưới tác dụng của lực lò xo ép và lò
xo hồi vị nên toàn bộ hệ thống sẽ trở lại trạng thái ban đầu, van phân phối
cũng đóng lại và khí nén ngừng cấp tới xi lanh (9).
-

Ly hợp dẫn động thủy lực có trợ lực khí nén.
1

2

3

4

5
6
7

14

8

15
9
12

13

10

11

Hình 1.7: Sơ đồ dẫn động ly hợp bằng thủy lực có trợ lực khí nén.


Chú thích: 1.bánh đà ; 2.đĩa ma sát ; 3.đĩa ép ; 4.thanh kéo ; 5.lò xo trụ ;
6.đòn mở ; 7.ổ bi tỳ ; 8.lò xo hồi vị ; 9.càng mở ; 10.xi lanh trợ lực ; 11.xi
lanh công tác; 12.bình chứa khí nén ; 13.van cấp khí nén ; 14.xilanh chính ;
15.bàn đạp.
-

Ưu điểm :

•

Tạo ra được lực mở ly hợp lớn, giảm được lực cần thiết tác dụng lên

bàn đạp.
-

Nhược điểm :

•

Phức tạp về cấu tạo, thêm nhiều bộ phận và làm việc kém tin cậy.

-

Phạm vi sử dụng : sử dụng trên các xe khách và xe tải trọng lượng

lớn.
-

Nguyên lý làm việc : khi đóng ly hợp van cấp khí nén (13) không

làm việc nên đóng đường cấp khí nén từ bình chứa (12) tới xy lanh trợ lực
(10).
Khi cần mở ly hợp người lái tác dụng một lực vào bàn đạp thông qua các
khớp, ty đẩy tác dụng vào piston của xi lanh (14) ép dầu theo đường ống tới
xi lanh công tác (11) dịch chuyển sang phải, ty đẩy tác dụng vào càng mở
(9) ép bạc mở dịch chuyển sang trái khắc phục khe hở giữa ổ bi tỳ và đòn
mở. khi này van cấp khí vẫn chưa làm việc. nếu tiếp tục tác dụng lực vào
bàn đạp thì khi này van cấp khí sẽ mở thông đường khí từ xi lanh trợ lực
(10). Nhờ áp lực của khí nén piston (10) dịch chuyển và thông qua càng mở
tạo ra lực ép, ép ổ bi tỳ lên đầu đòn mở (6) để tách đĩa ép của ly hợp khỏi
đĩa ma sát và ly hợp được mở.
Khi thôi tác dụng lực lên bàn đạp ly hợp, dưới tác dụng của lò xo ép càng
mở (6) bị đẩy trở lại làm piston (11) dịch chuyển sang trái. Do không có lực

tác dụng lên bàn đạp nên van cấp khí đóng cửa thông từ bình chứa tới xi
lanh trợ lực và mở của thông khí từ xi lanh ra ngoài môi trường.