Phân tích ưu nhược điểm, nguyên nhân hư hỏng, cách sửa chữa của các loại ly hợp ô tô
(News.oto-hui.com) – Ly hợp ô tô là một trong những bộ phận rất quan trọng đối với động cơ và hệ thống truyền lực. Nó có nhiệm vụ nối và ngắt công suất động cơ thông qua bàn đạp ly hợp làm cho bánh xe chủ động quay (nối) hoặc động cơ quay tự do không truyền công suất đến bánh xe (ngắt). Dưới đây là những ưu nhược điểm của các loại ly hợp ô tô phổ biến, cùng những nguyên nhân hư hỏng và cách khắc phục.
I. Ly hợp là bộ phận có chức năng gì trong hệ thống truyền lực?
Ly hợp nối động cơ với hệ thống truyền lực một cách êm dịu và ngắt truyền động đến hộp số một cách nhanh chóng, dứt khoát trong những trường hợp cần thiết (khi chuyển số, khi phanh).
Khi chịu tải quá lớn ly hợp đóng vai trò như một cơ cấu an toàn nhằm tránh quá tải cho hệ thống truyền lực và động cơ.
II. Phân loại ly hợp:
Xem chi tiết tại: Tìm hiểu về Phân loại ly hợp ô tô
III. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ưu và nhược điểm các loại ly hợp phổ biến hiện nay:
1. Ly hợp ma sát loại một đĩa:
a. Cấu tạo:
Ly hợp loại này có từ ba đến chín lò xo xoắn hình trụ.
- Công dụng của các lò xo: Ấn đĩa ép, đè đĩa ly hợp bám vào mặt bánh đà.
Kết cấu chung:
- Vỏ có các khoang chứa lò xo ép và được gắn chặt vào bánh đà.
- Khi buông bàn đạp ly hợp, các lò xo ép ấn đĩa ép và đĩa ly hợp áp dính vào mặt bánh đà.
- Trục sơ cấp của hộp số gối đầu và quay trơn trong đuôi trục khuỷu có rãnh then hoa liên kết với lỗ then hoa của đĩa ma sát.
Trên vỏ bộ ly hợp có treo ba đòn mở ly hợp điều khiển đĩa ép. Các đòn mở ly hợp được ấn vào do tác động của chân đạp ly hợp, qua đó tác động lên bạc đạn chà.
b. Nguyên lý hoạt động:
Khi bánh đà đang quay:
- Ấn bàn đạp ly hợp, thông qua cơ cấu điều khiển sẽ ấn ba đòn mở ly hợp xuống, các đầu kia của đòn mở sẽ nâng mâm ép lên.
- Lúc này đĩa ma sát không bị ép vào mặt bánh đà nên tự do và đứng yên cùng với trục sơ cấp của hộp số.
- Trong lúc đó bánh đà vẫn quay, nhờ vậy liên hệ giữa động cơ và hộp số tạm gián đoạn.
Sau khi cài số:
- Buông chân ly hợp, bạc đạn chà trở về vị trí cũ, không còn ép lên ba đòn mở nữa, các lò xo ép lại ấn mâm ép đè đĩa ma sát bám vào bánh đà.
- Liên kết giữa động cơ và hộp số lúc này được nối trở lại.
2. Ly hợp ma sát loại nhiều đĩa:
a. Cấu tạo ly hợp:
Ly hợp ma sát nhiều đĩa:
- Hình a: Ly hợp ở vị trí đóng.
- Hình b: Ly hợp ở vị trí mở.
b. Nguyên lý hoạt động của ly hợp nhiều đĩa ma sát:
Ly hợp ma sát loại nhiều đĩa cũng có nguyên lý tương tự như ly hợp ma sát loại một đĩa, chỉ khác là ở loại này có thêm các đĩa ép để lò xo tỳ vào.
Khi ly hợp đóng:
- Vỏ ly hợp được bắt chặt trên bánh đà bằng bulông nên luôn luôn quay với bánh đà.
- Hai đĩa ép số 3 và 4 ép chặt đĩa ma sát vào bánh đà, đĩa ép số 3 ép đĩa ma sát phía sau vào đĩa ép số 4.
- Đĩa ép số 4 ép chặt đĩa ma sát trước vào bánh đà thành một khối nhờ lò xo ép số 10 (Lò xo này luôn luôn ở trạng thái làm việc).
- Khi trục khuỷu của động cơ quay làm cho bánh đà quay và làm quay đĩa ma sát.
- Moayơ của đĩa ma sát được lắp trượt lên trục sơ cấp của hộp số bằng các rãnh then hoa. Do đó khi đĩa ma sát quay làm cho trục sơ cấp của hộp số quay nên mô men quay của động cơ được truyền qua hộp số.
Khi ly hợp mở, dưới tác dụng của lực bàn đạp theo chiều mũi tên như hình vẽ:
- Lực này được truyền đến càng mở số 8 qua hệ thống dẫn động (đòn kéo), làm cho càng mở tỳ vào bạc trược số 9 và đẩy bạc trượt dịch chuyển lên phía trước.
- Trên bạc trượt có gắn vòng bi tỳ số 11, vòng bi này tỳ vào đầu của đòn mở số 2.
- Đòn mở số 2 kéo đĩa ép số 3 dịch chuyển về phía sau tách khỏi đĩa ép và đĩa ma sát phía sau.
- Lúc đó lò xo số 5 sẽ đẩy đĩa ép số 4 tách khỏi đĩa ma sát phía trước.
- Mô men quay động cơ tách rời với trục sơ cấp của hộp số.
c. Ưu và nhược điểm của ly hợp nhiều đĩa ma sát so với một đĩa:
| So sánh | Ly hợp một đĩa ma sát | Ly hợp nhiều đĩa ma sát |
| Cấu tạo | – Đơn giản, rẻ tiền. – Kích thước vỏ ly hợp lớn. (Nếu cùng truyền trị số moment quay của động cơ) | – Phức tạp (nhiều đĩa ma sát). – Kích thước vỏ ly hợp nhỏ hơn do đường kính ngoài đĩa ma sát nhỏ hơn. |
| Quá trình đóng mở | – Đóng mở dứt khoát, êm. -Thoát nhiệt tốt. | – Đóng mở không dứt khoát, kém êm hơn do nhiều đĩa phải đóng cùng lúc nên có độ trễ. – Thoát nhiệt không tốt. |
| Xu hướng | – Xu hướng sử dụng cho nhiều loại ô tô hiện nay (xe du lịch, xe tải nhẹ) vì kết cấu đơn giản. | – Xu hướng dùng cho các xe đua, xe tải hạng nặng. |
3. Ly hợp lò xo hình đĩa:
a. Nhiệm vụ, chức năng:
Khi tác dụng lực thì áp lực trên đĩa ma sát được phân bố đồng đều. Vì lò xo ép hình đĩa nên sẽ làm luôn nhiệm vụ đòn mở.
b. Nguyên lý hoạt động:
Khi chưa tác dụng lực lên bàn đạp:
- Lò xo đĩa bung ra đẩy đĩa ma sát tỳ chặt vào bánh đà tạo thành khối cứng.
- Do đó lực truyền động từ trục khuỷu được truyền qua trục ly hợp (ly hợp đóng).
Khi người điều khiển tác dụng lực lên bàn đạp:
- Thông qua cơ cấu điều khiển lực sẽ tác dụng lên bạc đạn chà và đẩy bạc đạn chà đi vào làm lò xo đĩa ép lại, đĩa ma sát không tỳ vào bánh đà nữa.
- Do đó lực truyền động quay từ trục khuỷu sẽ không truyền qua trục ly hợp (ly hợp mở).
4. Ly hợp lò xo trụ:
a. Nhiệm vụ:
Lò xo trụ được sử dụng để cung cấp áp lực tác dụng lên đĩa ép. Số lượng lò xo trụ sử dụng thay đổi tùy thuộc vào nhiệm vụ của đĩa được thiết kế. Các lò xo trụ tác dụng lên nắp ly hợp và đĩa ép.
Cần ép ly hợp được thiết kế để kéo đĩa ép ra khỏi đĩa ly hợp. Một đầu của cần ép ly hợp dính vào đĩa ép, đầu còn lại tự do và được thiết kế để ép vào trong.
b. Nguyên lí hoạt động:
Ở trạng thái hợp thì các lò xo trụ ép mạnh vào đĩa ép làm cho đĩa ly hợp được ép chặt vào bánh đà để truyền mô men của động cơ đến trục sơ cấp hộp số.
Khi đạp bàn đạp ly hợp thì vòng bi sẽ ép mạnh vào ba cần ép làm cho đĩa ép thả lỏng đĩa ly hợp, nên mô men từ bánh đà không được truyền đến trục sơ cấp hộp số. Đây chính là trạng thái ngắt của ly hợp.
c. So sánh ưu và nhược điểm của ly hợp lò xo đĩa và lò xo trụ:
Lò xo đĩa được sử dụng rất phổ biến ở các xe du lịch, xe tải nhỏ và các xe hiện nay nhờ các ưu điểm hơn so với lò xo trụ (thường dùng ở xe tải hạng nặng, xe đua):
- Lực bàn đạp ly hợp được giữ ở mức thấp nhất.
- Lực tác dụng của nó lên mâm ép đều hơn lò xo trụ.
- Đĩa ly hợp có thể mòn rộng hơn mà không làm giảm áp lực vào đĩa ép.
- Lực lò xo không giảm ở tốc độ cao.
- Các lá tản nhiệt có thể được lắp trên đĩa ép.
- Vì các chi tiết có dạng tròn và không có các chi tiết lắp ở vòng ngoài bộ ly hợp nên cân bằng tốt hơn.
- Có cấu trúc đơn giản hơn lò xo trụ.
- Độ mòn của các tấm ma sát không ảnh hưởng đến sức ép do lò xo màng tạo nên, do đó tránh được tình trạng bộ ly hợp quay trượt.
5. Ly hợp thủy lực:
a. Cấu tạo:
Ly hợp thủy lực (biến mô thủy lực) thường dùng trong hộp số tự động. Bộ biến mô này vừa truyền vừa khuếch đại mô men từ động cơ bằng cách sử dụng dầu hộp số làm môi trường làm việc.
Các bộ phận chính của ly hợp thủy lực là: Stato; Cánh bơm và cánh tua bin đặt đối diện nhau.
- Bên trong bơm và tua bin đều có các cánh dẫn hướng chất lỏng.
- Bơm cùng vỏ của ly hợp thủy lực tạo thành một khối cứng, moayơ của khối này lắp chặt trên đầu trục khủyu của động cơ.
- Tua bin lắp chặt trên đầu trục sơ cấp của hộp số, vòng đệm bao kín có nhiệm vụ ngăn không cho chất lỏng lọt ra ngoài.
- Stato được bắt chặt vào vỏ hộp số qua khớp một chiều và trục stato.
- Biến mô được đổ đầy dầu thủy lực cung cấp bởi bơm dầu.
b. Nguyên lý hoạt động:
Khác với ly hợp ma sát họat động theo nguyên tắt ma sát khô, ly hợp thủy lực được truyền momen bằng chất lỏng.
Khi cánh bơm được dẫn động bởi trục khuỷu, dầu trong cánh bơm sẽ quay với cánh bơm theo cùng một hướng. Khi tốc độ của cánh bơm tăng lên, lực ly tâm làm cho dầu bắt đầu chảy ra phía ngoài tâm của cánh bơm. Khi tốc độ của cánh bơm tăng lên nữa, dầu sẽ bị đẩy ra khỏi cánh bơm và đập vào các cánh của tuabin làm cho tuabin bắt đầu quay cùng một hướng với cánh bơm. Dầu chảy vào trong dọc theo các cánh của cánh tuabin, khi nó chạm vào phần trong của cánh tuabin, bề mặt cong bên trong này sẽ hướng dòng dầu chảy ngược trở lại cánh bơm và chu kì lại bắt đầu.
Tìm hiểu kỹ hơn về: Biến mô thủy lực
c. Ưu và nhược điểm của ly hợp thủy lực:
Ưu điểm:
- Kết cấu đơn giản.
- Các chi tiết ít bị hỏng hóc.
- Hoạt động êm dịu, không ồn, không giật cục khi thay đổi tốc độ xe.
- Giảm được tải trọng va đập lên hệ thống truyền lực.
- Loại bỏ bàn đạp ly hợp.
Nhược điểm:
- Xuất hiện hiện tượng trượt ly hợp.
- Hiệu suất truyền lực thấp. => Tiêu tốn nhiên liệu.
- Không thể đóng ly hợp gài số, đẩy xe hoặc nhả phanh khi xuống dốc khi khởi động động cơ như ly hợp ma sát, nếu không có cơ cấu gài đặc biệt.
- Khó khăn trong vấn đề tắng tốc sau khi dừng xe (độ trễ biến mô).
IV. Các hư hỏng thường gặp của bộ ly hợp:
Các hỏng hóc thường gặp của bộ ly hợp gồm một số trường hợp: bị trượt, bị rung động mạnh khi nối khớp ly hợp, không nhả hoàn toàn khi cắt, ly hợp phát ra tiếng kêu, bàn đạp ly hợp bị rung, và đĩa ly hợp chóng mòn…
| Hỏng hóc | Nguyên nhân | Biện pháp sửa chữa |
| 1. Bị trượt trong lúc nối khớp ly hợp | – Điều chỉnh sai hành trình tự do bàn đạp ly hợp. – Đĩa ly hợp bị mòn mặt ma sát. – Đĩa ly hợp bị dính dầu mỡ. – Lò xo mâm ép bị gãy. – Ba cần đẩy bị cong. – Chỉnh sai ba cần đẩy. | → Điều chỉnh lại. → Tán bố lại hoặc thay đĩa mới. → Rửa sạch hoặc thay mới. → Thay mới. → Làm thẳng lại hoặc thay mới. → Chỉnh lại. |
| 2. Bị rung, không êm khi đóng ly hợp | – Mặt bố đĩa ly hợp bị dính dầu mỡ hoặc lỏng đinh tán. – Chiều cao ba cần đẩy không thống nhất. – Đĩa ly hợp bị kẹt trên trục sơ cấp hộp số. – Mặt bố đĩa ly hợp, các lò xo, đĩa ép bị vỡ. | → Làm sạch bề mặt hoặc thay mới nếu cần thiết. → Chỉnh lại → Bôi trơn, sửa chữa. → Thay mới các chi tiết hỏng. |
| 3. Ly hợp không cắt hoàn toàn được | – Hành trình tự do của bàn đạp ly hợp không đúng. – Đĩa ly hợp hoặc đĩa ép bị cong vênh. – Các mặt bố ma sát ly hợp bị lỏng đinh tán. – Chiều cao ba cần đẩy không thống nhất. – Moay ơ đĩa ly hợp bị kẹt trên trục sơ cấp hộp số. | → Điều chỉnh lại. → Thay mới các chi tiết hỏng. → Tán đinh lại hoặc thay mới đĩa ly hợp → Điều chỉnh lại. → Sửa chữa, bôi trơn. |
| 4. Ly hợp phát ra tiếng kêu | *Tiếng kêu phát ra khi nối: – Then hoa trục ly hợp và moayơ đĩa ma sát quá mòn. – Lò xo hay cao su giảm chấn bị hư. *Tiếng kêu phát ra khi cắt: – Vòng bi cắt ly hợp mòn, hỏng, khô dầu mỡ. – Vòng bi nối đầu trục ly hợp với đuôi trục khuỷa bị vỡ, rơ hoặc khô dầu mỡ. | → Thay mới 2 chi tiết. → Thay mới. → Bôi trơn hoặc thay mới. → Bôi trơn hoặc thay mới. |
| 5. Bàn đạp ly hợp bị rung | – Động cơ và hộp số lắp không thẳng hàng. – Bánh đà bị đảo, lệch tâm. – Động cơ và hộp số bị lệch tâm. | → Điều chỉnh lại và thay thế các chi tiết bị mòn nhiều. → Điểu chỉnh hoặc thay thế. → Điều chỉnh lại. |
| 6. Đĩa ma sát chóng mòn | – Lò xo ép bị yếu. – Đĩa ép, đĩa ma sát bị cong vênh. – Không có hành trình tự do của bàn đạp ly hợp. | → Thay mới. → Kiểm tra, sửa chữa, thay mới. → Điều chỉnh lại. |
| 7. Bàn đạp ly hợp nặng | – Cơ cấu điều khiển ly hợp thiếu dầu, mỡ bôi trơn. – Bàn đạp ly hợp bị cong vênh. – Cần nối dẫn động bị cong. | → Thêm dầu và bôi trơn. → Uốn lại đúng tiêu chuẩn. → Uốn lại đúng tiêu chuẩn. |
Qua bài viết này, chúng ta đã có thể hiểu được những cấu tạo, nguyên lí hoạt động cơ bản, cùng những ưu nhược điểm các loại ly hợp ô tô.
Bài viết liên quan:
- Tìm hiểu về bộ ly hợp điện tử E-Clutch dành cho xe hơi số sàn (MT)
- So sánh đặc tính các loại lò xo ép trong cụm ly hợp ma sát khô
- Dấu hiệu nhận biết khi bộ ly hợp bị hư hỏng
- Điều chỉnh độ cao và hành trình tự do của bàn đạp phanh/ly hợp
