Bộ ly hợp ô tô là gì? Công dụng, cấu tạo và phân loại

Bộ ly hợp ô tô được ví như “cầu nối” truyền momen lực, giúp kết nối và ngắt truyền động linh hoạt giữa trục khuỷu động cơ và hệ thống truyền lực hộp số. Nhờ vậy mà người lái có thể sang số mượt mà, tăng tốc êm ái hoặc dừng xe an toàn mà không làm tắt máy. Trong bài viết này, Auto Protech sẽ giúp bạn hiểu chi tiết về công dụng, cấu tạo và cách loại ly hợp phổ biến hiện nay.

Bộ ly hợp ô tô là gì và có công dụng thế nào đối với xe?

Bộ ly hợp ô tô (clutch) đóng vai trò quan trọng trong cấu tạo của hộp số ô tô. Nó kết nối trục khuỷu của động cơ với các thành phần khác trong hộp số. Công dụng chính của ly hợp là là dẫn động cho hộp số bằng cách đóng (hợp) hoặc mở (ly) một cách linh hoạt, tùy theo điều khiển của lái xe. Từ đó giúp xe có thể chuyển động tiến, lùi hoặc dừng lại. Cụ thể:

• Khi xe di chuyển (số tiến): Ly hợp sẽ được “mở” để momen lực từ động cơ sẽ được truyền đến trục dẫn động của hộp số, từ đó làm cho bánh xe chuyển động.
• Khi phanh hoặc khi xe về số lùi: Ly hợp sẽ được “đóng” để tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền động của xe. Lúc này, momen lực sẽ bị ngắt hoặc đổi chiều, giúp ô tô dừng lại hoặc lùi theo ý muốn của lái xe.

Cấu tạo bộ ly hợp xe ô tô

Về cơ bản, bộ ly hợp ô tô sẽ được cấu tạo từ ba phần chính. Mỗi phần lại đảm nhận một vai trò quan trọng, cụ thể:

• Phần chủ động: Phần này sẽ bao gồm bánh đà, giá đỡ lên vỏ ly hợp, vỏ ly hợp và đĩa ép. Phần chủ động sẽ chịu trách nhiệm nhận và truyền lực từ động cơ.
• Phần bị động: Bao gồm đĩa ma sát và trục bị động, phần này sẽ nhận lực từ phần chủ động và truyền tới hộp số.
• Cơ cấu điều khiển để ngắt ly hợp: Các chi tiết chính của phần này bao gồm bàn đạp, các cần bẩy, thanh nối, khớp trượt và các lò ép. Cơ cấu điều khiển này cho phép người lái chủ động trong việc ngắt kết nối giữa động cơ và hộp số.

Hãy cùng Auto Protech đi sâu vào chi tiết từng bộ phận của bộ ly hợp xe ô tô để hiểu rõ cách chúng hoạt động và tương tác với nhau:

1. Bánh đà

Bánh đà là đĩa kim loại lớn, khá nặng, được gắn trực tiếp vào trục khuỷu của động cơ. Chức năng chính của bộ phận này là tạo momen quán tính khối lượng, từ đó giúp động cơ hoạt động êm ái và hiệu quả.

Bánh đà thường được làm từ vật liệu dày, chịu nhiệt tốt. Bề mặt được gia công nhẵn, phẳng, giúp tạo độ ma sát lý tưởng. Bên cạnh đó còn giúp hấp thụ lượng nhiệt lớn sinh ra trong quá trình xe vận hành. Ngoài ra, trên mặt bánh đà còn được khoan thêm các lỗ hoặc có các điểm gắn để tích hợp chặt chẽ với các bộ phận khác của ly hợp. Từ đó tạo nên một hệ thống truyền lực đồng bộ và vững chắc.

2. Đĩa ly hợp (lá côn)

Đĩa ly hợp hay còn được gọi là đĩa ma sát, bộ phận này thường có hình tròn, mỏng, được chế tạo từ thép chịu lực. Đĩa ly hợp có thiết kế đặc biệt, giúp tiếp xúc đồng đều nhất với bề mặt ma sát của cả đĩa ép và bánh đà. Đảm bảo momen xoắn từ động cơ được truyền tải một cách hiệu quả và trơn tru đến hộp số.

3. Vòng bi cắt

Vòng bi cắt ly hợp là chi tiết quan trọng, đảm nhận nhiệm vụ đóng và ngắt ly hợp một cách hiệu quả. Đây là bộ phận trung gian, giúp truyền lực hiệu quả từ cơ cấu điều khiển đến đĩa ép. Cụ thể:

• Cấu tạo và chuyển động: Vòng bi cắt sẽ được gắn trên một ống trượt và luôn được bôi mỡ đầy đủ. Điều này nhằm đảm bảo khả năng chuyển động trượt êm ái dọc theo trục.
• Hấp thụ chênh lệch tốc độ: Dưới tác động của càng cắt ly hợp, Vòng bi cắt ly hợp sẽ hấp thụ sự chênh lệch tốc độ quay giữa càng cắt với lò xo đĩa. Từ đó giúp giảm mài mòn và đảm bảo hoạt động trơn tru.
• Vòng bi cắt ly hợp tự định tâm: Bộ phận này giúp giảm tiếng ồn khó chịu phát sinh do ma sát giữa lò xo đĩa và vòng bi cắt ly hợp. Cùng với đó là điều chỉnh để giữ cho đường tâm của trục khuỷu động cơ thẳng hàng với đường tâm của trục sơ cấp hộp số. Sự thẳng hàng này rất quan trọng, đảm bảo việc truyền lực hiệu quả, giảm rung động và kéo dài tuổi thọ cho cả ly hợp và hộp số.

4. Bàn đạp

Bàn đạp ly hợp chính là điểm tiếp xúc giữa người lái và hệ thống ly hợp. Khi lái xe đạp bàn đạp, nó sẽ tạo ra áp suất thủy lực trong xi lanh chính. Áp suất này sau đó sẽ được truyền tới xi lanh cắt ly hợp để kích hoạt cơ chế đóng hoặc ngắt ly hợp. Nhờ có bàn đạp, lái xe có thể dễ dàng kiểm soát việc truyền lực từ động cơ đến hộp số một cách chính xác và kịp thời.

5. Xi lanh chính

Xi lanh chính bao gồm các chi tiết: Cần đẩy, piston, buồng chứa dầu, các lò xo hãm và lò xo ly hợp. Trong quá trình hoạt động, khi lái xe đạp bàn đạp ly hợp, piston sẽ trượt để tạo ra áp suất thủy lực nhằm điều khiển đóng, cắt ly hợp một cách chính xác và mượt mà.

6. Bàn ép và lò xo đĩa

Nắp ly hợp là bộ phận cốt lõi, có vai trò nối và ngắt công suất của động cơ truyền tới hộp số. Bên trong nắp ly hợp là lò xo đĩa, chi tiết này dùng để tạo lực đẩy đĩa ép ly hợp áp chặt vào đĩa ly hợp.

Phân biệt các loại bộ ly hợp ô tô

Thị trường hiện nay có rất nhiều loại ly hợp khác nhau, được thiết kế để phù hợp với đặc điểm của từng loại động cơ và hộp số trên mỗi dòng xe. Căn cứ vào cấu tạo bộ ly hợp ô tô cùng phương thức hoạt động, ta có thể phân loại ly hợp trên ô tô như sau:

1. Ly hợp ô tô dựa vào phương pháp truyền momen xoắn

Theo phương pháp truyền momen xoắn, ly hợp sẽ được phân thành 4 loại nhỏ như sau:

• Ly hợp ma sát: Loại này phổ biến nhất, sử dụng lực ma sát giữa các đĩa để truyền momen từ động cơ đến trục sơ cấp của hộp số.
• Ly hợp thủy lực: Đây là loại ly hợp sử dụng chất lỏng và dầu thủy lực, cùng bộ biến mô thủy lực để truyền động. Ly hợp thủy lực thường được tìm thấy phổ biến trên các xe sử dụng hộp số tự động.
• Ly hợp điện từ: Nhờ từ trường của khối nam châm điện đã giúp momen lực truyền qua ly hợp.
• Ly hợp liên hợp: Loại ly hợp này kết hợp hai hoặc nhiều hơn các nguyên lý truyền động trên đây để truyền động, giúp đạt hiệu suất tối ưu.

2. Ly hợp ô tô dựa vào phương pháp tạo lực ép

Ly hợp ô tô có thể được phân loại dựa vào phương pháp tạo lực ép để điều khiển trạng thái đóng/ngắt như sau:

• Ly hợp lò xo: Loại này sử dụng lực nén của các lò xo nhằm tạo ra lực ép cần thiết để điều khiển trạng thái “đóng” hoặc “mở” của ly hợp.
• Ly hợp ly tâm: Ly hợp sử dụng lực ly tâm sinh ra từ khối lượng quay để tạo ra lực ép. Khi tốc độ quay đạt đủ lớn, lực ly tâm sẽ thắng lực lò xo hồi vị, từ đó giúp ly hợp tự động đóng lại.
• Ly hợp nửa ly tâm: Loại ly hợp này là sự kết hợp thông minh giữa hai phương pháp trên. Nó sẽ tận dụng cả lực ép của lò xo và lực ly tâm sinh ra từ các trọng khối phụ để điều khiển ly hợp linh hoạt và hiệu quả hơn.

3. Ly hợp ô tô dựa vào phương pháp dẫn động

Dựa trên cách thức lực từ bàn đạp được truyền đến cơ cấu đóng/ngắt, ly hợp ô tô sẽ được phân thành 3 loại như sau:

• Ly hợp dẫn động cơ khí: Loại ly hợp này hoạt động chủ yếu dựa trên hệ thống cơ học như tay đòn hoặc dây cáp để trực tiếp đóng ngắt ly hợp. Loại này hiện nay được tìm thấy nhiều hơn trên xa máy tay côn.
• Ly hợp dẫn động thủy lực: Đây là loại ly hợp phổ biến nhất trên ô tô hiện nay. Cấu tạo chính của ly hợp dẫn động thủy lực bao gồm xi lanh chính, xi lanh cắt và đường ống dẫn dầu thủy lực. Khi lái xe đạp bàn đạp ly hợp, áp suất thủy lực sẽ được tạo ra trong xi lanh chính. Dầu chảy qua đường ống và truyền lực đến xi lanh cắt giúp điều khiển ly hợp đóng hoặc ngắt một cách mượt mà.
• Ly hợp tự động thủy lực: Đây là một cải tiến của ly hợp dẫn động thủy lực. Loại ly hợp này cho phép người lái chỉ cần đạp bàn đạp ly hợp và hệ thống sẽ tự động xử lý tín hiệu. Thực hiện quá trình đóng/mở ly hợp chính xác, giảm bớt thao tác và tăng sự thoải mái cho lái xe.

4. Ly hợp ô tô dựa vào phương pháp điều khiển

Ly hợp ô tô có thể được phân loại dựa vào cách thức người lái hoặc hệ thống tác động để điều khiển hoạt động của nó:

• Điều khiển thủ công: lái xe sẽ tác động trực tiếp vào bàn đạp ly hợp. Sau đó, lực từ bán đạp sẽ được truyền qua một hệ thống dẫn động nhằm thực hiện việc đóng hoặc ngắt ly hợp. Loại ly hợp này cần có sự phối hợp nhịp nhàng từ người lái để chuyển số.
• Điều khiển tự động: Đây là hệ thống hiện đại hơn, giúp lái xe không cần tác động vào bàn đạp ly hợp. Thay vào đó, hoạt động đóng/mở ly hợp sẽ được máy tính tự động điều khiển. Thông qua các tín hiệu thu thập được từ cần gạt số cùng các thông số vận hành khác, máy tính sẽ xử lý thông tin này và gửi lệnh điều khiển ly hợp đóng hoặc mở một cách thích hợp.

5. Ly hợp ô tô dựa trên trạng thái làm việc

Căn cứ vào trạng thái mặc định khi không có tác động từ người lái hoặc hệ thống điều khiển, ly hợp có thể được phân thành 2 loại:

• Ly hợp đóng: Loại này phổ biến nhất hiện nay. Ly hợp sẽ luôn ở trạng thái đóng mặc định. Có nghĩa là, lò xo luôn ép chặt đĩa ép vào đĩa ma sát, từ đó tạo thành một khối liền mạch để truyền công suất từ động cơ. Để ngắt ly hợp, cần có lực tác động từ bàn đạp hoặc hệ thống điều khiển.
• Ly hợp mở: Loại ly hợp này luôn ở trạng thái mở khi không có lực tác động. Tứ là,đĩa ép và đĩa ma sát không tiếp xúc với nhau, công suất động cơ sẽ bị ngắt. Ly hợp chỉ được đóng lại và truyền lực khi có lực điều khiển tác động.

Trên đây là các thông tin cơ bản về bộ ly hợp ô tô, bộ phận quan trọng trong hệ thống truyền lực của xe. Việc nắm vững kiến thức về ly hợp không chỉ giúp bạn hiểu xe hơn mà còn góp phần vào việc bảo dưỡng và sử dụng xe hiệu quả. Nếu bạn đam mê với ngành sửa chữa ô tô và muốn trở thành kỹ thuật viên sửa chữa chuyên nghiệp, hãy liên hệ ngay với Auto Protech để nhận tư vấn chi tiết về các khóa học sửa chữa ô tô chuyên nghiệp với mức giá phải chăng!