Trường…………….
Khoa……………….
…………..o0o…………..
Ly hợp ô tô
Ly hợp ô tô Trong quá trình chạy xe, để việc chuyển số được êm dịu thì việc truyền công
suất từ động cơ đến hộp số phải diễn ra từ từ, tránh sự đột ngột là nhờ bộ ly
hợp. Bộ ly hợp này nằm giữa động cơ và hộp số, việc điều khiển ly hợp thông
qua một bàn đạp gọi là bàn đạp ly hợp để nối và ngắt công suất từ động cơ,
đồng thời chuyển số được dễ dàng.
Việc đánh giá khả năng làm việc của ly hợp thường thông qua các tiêu chuẩn như:
thứ nhất phải đảm bảo nối hộp số với động cơ một cách êm dịu; thứ hai khi đã nối
động cơ với hộp số rồi thì phải đảm bảo truyền hết công suất mà không bị trượt; thứ
ba phải ngắt khỏi động cơ một cách nhanh và chính xác. Vậy để đảm bảo được các
yêu cầu này ta hãy tìm hiểu kỹ kết cấu của ly hợp, nguyên lý hoạt động, các cách
điều chỉnh ly hợp.
Về mặt cấu tạo, toàn bộ phần ly hợp gồm có hai phần, phần điều khiển cơ khí và
phần điều khiển thuỷ lực. Quá trình điều khiển ly hợp có thể mô tả như sau: lực từ
bàn đạp tác dụng lên pít tông của xi lanh chính làm áp suất dầu trong xi lanh chính
tăng lên. Nhờ đường ống dẫn dầu thuỷ lực mà áp suất dầu này tác dụng lên pít tông
trong xi lanh cắt ly hợp chuyển động đẩy càng cắt ly hợp chuyển động. Theo nguyên
tắc đòn gánh, vòng bi cắt ly hợp bị càng cắt ly hợp ép vào lò xo đĩa. Nhờ vậy mà đĩa
ly hợp tách khỏi bánh đà và ngắt công suất từ động cơ đến hộp số.
Lò xo này được lắp vào giữa bàn đạp ly hợp và giá đỡ bàn đạp qua một khớp xoay.
Khi mới đạp bàn đạp, lò xo tác dụng lực (mũi tên mầu đỏ) cản trở bàn đạp, khi đạp
bàn đạp thêm nữa đi quá một vị trí nhất định, lực tác dụng của lò xo đổi hướng theo
chiều bổ xung thêm vào lực ấn giúp cho việc đạp dễ dàng hơn.
Xi lanh chính của ly hợp
Xi lanh chính của ly hợp gồm có cần đẩy, pít tông xi lanh chính, các lò xo hãm và lò
xo côn, buồng chứa dầu. Trong quá trình hoạt động, sự trượt của pít tông tạo ra áp
suất thuỷ lực để điều khiển đóng cắt ly hợp, đồng thời lò xo phản hồi của bàn đạp
liên tục kéo cần đẩy về phía bàn đạp ly hợp.
Khi đạp chân vào bàn đạp, lực tác dụng lên bàn đạp đẩy cần dịch chuyển về phía bên
trái (mũi tên mầu trắng), dầu trong xi lanh chính chảy theo hai đường, một đường đi
đến xi lanh cắt ly hợp và một đường dầu chảy vào bình chứa. Khi thanh nối tách khỏi
bộ phận hãm lò xo chuyển động sang trái đóng đường dầu vào bình chứa làm áp
suất dầu trong xi lanh chính tăng lên, áp suất này đi đến điều khiển pít tông trong xi
lanh cắt ly hợp.
Khi nhả bàn đạp dưới tác dụng của lò xò nén đẩy pít tông về phía bên phải, áp suất
dầu thuỷ lực giảm xuống. Khi pít tông trở lại hoàn toàn kéo thanh nối mở van nạp,
dầu từ bình chứa trở về xi lanh chính. Chú ý rằng nếu không khí lọt vào đường dẫn
dầu, khi tác dụng lực, không khí bị tăng áp, dãn nở và không tạo được đủ áp suất
cần thiết. Dẫn đến không thể ngắt hoàn toàn công suất do tác dụng của ly hợp bị
kém đi.Bàn ép ly hợp (nắp ly hợp) và lò xo đĩa
Mục đích chủ yếu của cụm chi tiết này là để nối và ngắt công suất của động cơ. Yêu
cầu của nó là phải cân bằng trong khi quay và phải đảm bảo toả nhiệt tốt khi nối với
bánh đà. Để ép được đĩa ép ly hợp vào đĩa ly hợp, nắp ly hợp thường sử dụng lò xo.
Thông thường có hai loại lò xo, một loại dùng lò xo xoắn và một loại dùng lò xo đĩa.
Trong các ô tô hiện nay thì loại có lò xo đĩa được áp dụng phổ biến hơn.
Lò xo đĩa được chế tạo bằng thép lò xo và được bắt chặt vào bàn ép ly hợp bằng đinh
tán hoặc bu lông. Ở mỗi phía của lò xo đĩa bố trí các vòng trụ xoay hoạt động như
một trục xoay trong khi lò xo đĩa quay. Đối với loại bàn ép ly hợp thông thường có
các lò xo chịu kéo để nối đĩa ép ly hợp với lò xo đĩa. Còn các kiểu xe hiện đại gần đây
thường dùng loại bàn ép ly hợp gọi là DST (hay lật ngược lò xo đĩa). Đối với loại này
người ta lật ngược bàn ép ly hợp để trực tiếp giữ lò xo đĩa ở vị trí thích hợp. Các dải
băng bố trí theo chiều tiếp tuyến với bàn ép ly hợp có tác dụng truyền mômen quay
từ trục khuỷu của động cơ.
Để hiểu rõ các ưu điểm nổi bật của lò xo đĩa so với lò xo trụ, chúng ta hãy xem biểu
đồ trên. Ở điều kiện làm việc bình thường, nghĩa là khi đĩa ly hợp hoàn toàn mới, khi
đặt vào đĩa ép ly hợp một lực ép (P0) như nhau đối với cả hai loại: loại lò xo trụ và
loại lò xo đĩa, khi ấn hết cỡ bàn đạp ly hợp, mỗi sức ép trở thành P2 và P’2.
bên cạnh đó nó tạo ra lượng ôxít nitơ NO
x
và muội than nhiều hơn.
NO
x
là tên gọi chung của ôxít nitơ gồm các chất NO, NO
2
và N
2
O hình thành do sự kết
hợp giữa ôxy và nitơ ở điều kiện nhiệt độ cao. Chất ô nhiễm này ngày càng được
quan tâm và trong một số trường hợp, nó là chất ô nhiễm chính làm giới hạn tính
năng kỹ thuật của động cơ. Các ô-xít nitơ gây ảnh hưởng lớn đến sức khoẻ con
người, thay đổi nhiệt độ khí quyển, ảnh hưởng đến các loài thực vật giảm sự quang
hợp của chúng, ảnh hưởng đến sinh thái…
Đến nay, người ta đã xác định được các chất ô nhiễm trong không khí mà phần lớn
những chất đó có mặt trong khí xả của động cơ đốt trong. Bảng dưới đây cho thấy sự
gia tăng nồng độ một cách đáng ngại của một số chất ô nhiễm trong bầu khí quyển:
Tùy theo chính sách năng lượng của mỗi nước, sự phân bố tỷ lệ phát sinh ô nhiễm
của các nguồn khác nhau không đồng nhất. Bảng dưới đây cho thấy tỷ lệ khí thải từ
ôtô cao nhất theo thống kê ở Nhật và Mỹ.
Tỷ lệ : tính theo %
Sự hình thành NO
x
trong động cơ Diesel.
Quá trình cháy trong động cơ diesel gồm hai giai đoạn: giai đoạn cháy đồng nhất
Công nghệ giảm lượng khí thải ở động cơ diesel
Động cơ diesel sạch (CDC) là gì?
Phương pháp thiết kế CDC xoay quanh một loạt mẫu thiết kế thay đổi động cơ diesel
truyền thống nhằm làm giảm lượng khí NO
x
sinh ra, duy trì những ưu điểm và cải
thiện một cách hiệu quả động cơ diesel. Bản chất của công nghệ CDC là phát triển
khả năng không chế lượng NO
x
sinh ra trong xilanh. Lượng NO
x
sinh ra được giảm đi
đáng kể trong buồng đốt của động cơ nhưng không hề ảnh hưởng đến hiệu suất của
động cơ. Nghiên cứu của EPA ban đầu đã chứng minh được rằng với thiết kế mới của
động cơ diesel, lượng NO
x
sinh ra bên trong xi lanh thấp hơn rất nhiều so với mức
thông thường trong công nghiệp.
Những đặc trưng mang tính bí quyết của công nghệ CDC.
• Hệ thống nhiên liệu của EPA : Sử dụng hệ thống nhiên liệu kiểu tăng áp
bằng thủy lực để giảm muội than và giảm lượng khói sinh ra, tăng hiệu
suất của động cơ.
• Hệ thống tăng áp: Tăng công suất của động cơ và tăng hiệu quả của
quá trình cháy, như vậy làm giảm lượng khí cháy sinh ra và tăng khả
năng tiết kiệm nhiên liệu.
• Khí xả có áp suất thấp: nhiệt độ cực đại là nguyên nhân chính ảnh
cacbon)
• Giảm lượng khí thải: đạt được mức độ khí thải sạch phù hợp với các quy
định trong Tiêu chuẩn khí thải ở động cơ công suất lớn năm 2007/2010
và Tiêu chuẩn Tier 2 mà không cần áp dụng các biện pháp sau xử lí NO
x
thông thường.
• Mang tính ứng dụng cao: phù hợp với cả động cơ diesel công suất nhỏ
và công suất lớn.
Công nghệ tiến tiến đạt được những tiêu chuẩn cao về khí thải.
Công nghệ mới của EPA – áp dụng cho cả động cơ công suất lớn năm 2007 và Tiêu
chuẩn Tier 2 cho các phương tiện chở khách - đã giảm được từ 77% đến 95% lượng
khí NO
x
và muội than. Ngày nay một vài phương pháp sử lí khí NO
x
đang được khảo
sát, nghiên cứu để có thể đạt được những tiêu chuẩn khí thải trong tương lai, nhưng
các biện pháp chủ yếu để giảm lượng NO
x
sinh ra là sử dụng các thiết bị NO
x
sau xử
lí. Lượng NOx sinh ra ở buồng đốt sau khi xử lí bằng thiết bị đi kèm được đưa vào hệ
thống xả của động cơ.
Nghiên cứu trong công nghệ CDC cho thấy rằng giá trị kinh tế mà nó mang lại có độ
tin cậy cao hơn là biện pháp giảm lượng NO
x
- Kiểu lực giảm chấn tỷ lệ thuận với tốc độ pít-tông.
- Kiểu có hai mức lực giảm chấn, tuỳ theo tốc độ của pít-tông (hai kiểu này
được sử dụng trong hầu hết các kiểu xe).
- Kiểu lực giảm chấn thay đổi theo phương thức chạy xe, được sử dụng trong
các xe có hệ thống treo EMS (hệ thống treo điều biến - điện tử).
Các kiểu bộ giảm chấn
Hầu hết các kiểu xe hiện nay đều sử dụng bộ giảm chấn có cấu tạo ống đơn và ống
kép, và là kiểu đa tác dụng. Gần đây nhất, các bộ giảm chấn nạp khí thuộc các kiểu
nói trên đã được đưa vào sử dụng.
Kiểu ống đơnLấy một kiểu đại diện là kiểu bộ giảm chấn DuCarbon, nó được nạp khí nitơ áp suất
cao (20 – 30 kgf/cm2) ở phía đáy xy lanh và được ngăn cách với khoang chứa dầu
giảm chấn nhờ pít-tông chuyển động lên xuống một cách tự do khi nitơ giãn nở. Đặc
tính của bộ giảm chấn loại này là toả nhiệt tốt vì ống đơn tiếp xúc trực tiếp với không
khí; Một đầu ống được nạp khí áp suất cao, và hoàn toàn cách ly với chất lỏng nhờ
có pittông tự do. Kết cấu này đảm bảo trong quá trình vận hành sẽ không xuất hiện
lỗ xâm thực và bọt khí, nhờ vậy mà có thể làm việc ổn định, giảm được tiếng ồn.
Bộ giảm chấn kiểu ống đơn hoạt động theo 2 quá trình:Quá trình nén: Trong hành trình nén, cần pittông chuyển động xuống làm cho áp
suất trong buồng dưới cao hơn áp suất trong buồng trên. Vì vậy chất lỏng trong
buồng dưới bị ép lên buồng trên qua van pít-tông. Lúc này lực giảm chấn được sinh
, làm như thế để chống phát sinh tiếng ồn do hiện tượng tạo bọt và xâm
thực, thường xảy ra trong các bộ giảm chấn chỉ sử dụng chất lỏng. Ngoài ra còn giúp
tạo ra lực cản ổn định, nhờ thế mà tăng độ êm và vận hành ổn định của xe. Trong
một số bộ giảm chấn kiểu nạp khí áp suất thấp, người ta không sử dụng van đáy, và
lực hoãn xung được tạo ra nhờ van pít-tông trong cả hai hành trình nén và giãn.
Bộ giảm chấn kiểu ống kép hoạt động theo 2 quá trình:Quá trình ép (nén): khi pít-tông chuyển động nhanh xuống dưới áp suất trong buồng
A (dưới pít-tông) sẽ tăng cao. Dầu sẽ đẩy mở van một chiều (của van pít-tông) và
chảy vào buồng B mà không bị sức cản nào đáng kể (không phát sinh lực giảm
chấn). Đồng thời, một lượng dầu tương đương với thể tích choán chỗ của cần pít-
tông (khi nó đi vào trong xy lanh) sẽ bị ép qua van lá của van đáy và chảy vào
buồng chứa. Đây là lúc mà lực giảm chấn được sức cản dòng chảy tạo ra.Nếu tốc độ của cần pít-tông rất thấp thì van một chiều của van pít-tông và van lá
của van đáy sẽ không mở vì áp suất trong buồng A nhỏ. Tuy nhiên, vì có các lỗ nhỏ
trong van pít-tông và van đáy nên dầu vẫn chảy vào buồng B và buồng chứa, vì vậy
chỉ tạo ra một lực cản nhỏ.
Quá trình bật lại (giãn nở):Khi pít-tông chuyển động lên cao và nhanh áp suất trong buồng B (trên pít-tông) sẽ
tăng cao. Dầu sẽ đẩy mở van lá (của van pít-tông) và chảy vào buồng A. Vào lúc
này, sức cản dòng chảy đóng vai trò lực giảm chấn. Vì cần pít-tông chuyển động lên,
một phần cần thoát ra khỏi xy lanh nên thể tích choán chỗ của nó giảm xuống. Để
bù vào khoảng hụt này dầu từ buồng chứa sẽ chảy qua van một chiều và vào buồng
nhiều trường hợp đối với một số kiểu giảm chấn nạp khí áp suất thấp thì không cần
thiết phải thay thế toàn bộ. Trường hợp này có thể chỉ cần tháo cần pít-tông và xy
lanh ra và thay ống mới.
Kiểu MacPherson chúng tôi sẽ giới thiệu trong bài tiếp theo.
(ôtô. 01/03/2008 )
Góc đặt bánh xe
Copyright: Tài liệu đại học ©