Bộ ly hợp: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng thực tế

Bộ ly hợp là một trong những chi tiết quan trọng bậc nhất trong hệ thống truyền động cơ khí, đặc biệt trên ô tô, xe máy và nhiều loại máy móc công nghiệp. Với chức năng chính là ngắt – nối truyền động giữa động cơ và hộp số, bộ ly hợp giúp quá trình vận hành diễn ra êm ái, an toàn và hiệu quả. Để hiểu rõ hơn vai trò của bộ phận này, chúng ta cùng tìm hiểu về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và các ứng dụng thực tế của bộ ly hợp trong đời sống. Hãy cùng Tời neo Bảo Tuấn tìm hiểu nhé.

Bộ ly hợp là gì?

Ly hợp là bộ phận giúp kết nối trục khuỷu của động cơ ô tô với các bộ phận khác của hộp số. Nhiệm vụ chính của ly hợp là dẫn động hộp số bằng cách đóng (ăn khớp) hoặc mở (nằm) dựa trên sự điều khiển của người lái. Khi đó, xe sẽ tiến, lùi hoặc có thể dừng lại.

Cụ thể, khi xe ở số tiến, ly hợp được mở ở số tương ứng, giúp truyền mô-men xoắn từ động cơ đến trục truyền động và làm cho các bánh xe chuyển động. Khi phanh hoặc lùi, ly hợp sẽ đóng lại, động cơ được tách khỏi hệ thống truyền động. Lúc này, mô-men xoắn bị cắt hoặc có thể đảo chiều giúp xe dừng lại theo ý muốn của người lái.

Cấu tạo của bộ ly hợp

Bộ ly hợp (clutch) trên ô tô và xe máy thường có nhiệm vụ truyền hoặc ngắt truyền động từ động cơ đến hộp số. Cấu tạo cơ bản của một bộ ly hợp gồm các bộ phận chính sau:

Bánh đà

• Gắn cố định với trục khuỷu của động cơ.
• Là nơi tiếp xúc trực tiếp với đĩa ma sát để truyền mô-men xoắn từ động cơ.

Đĩa ma sát

• Là bộ phận trung gian, có bề mặt bố ma sát.
• Được ép chặt giữa bánh đà và đĩa ép để truyền lực.
• Có lò xo giảm chấn nhằm giảm rung động và tiếng ồn.

Đĩa ép

• Được gắn vào bánh đà nhưng có thể di chuyển nhờ cơ cấu lò xo.
• Nhiệm vụ là ép đĩa ma sát vào bánh đà khi đóng ly hợp và nhả ra khi ngắt ly hợp.

Lò xo ép

• Có thể là lò xo xoắn hoặc lò xo màng.
• Tạo lực ép cần thiết để giữ chặt đĩa ma sát vào bánh đà.

Vỏ ly hợp

• Bao bọc toàn bộ cụm ly hợp, bắt chặt với bánh đà.
• Giữ cố định đĩa ép và lò xo ép.

Ổ bi tỳ

• Gắn với càng mở ly hợp.
• Khi đạp bàn đạp ly hợp, ổ bi tỳ sẽ ép vào lò xo màng/đòn mở, giúp nhả lực ép khỏi đĩa ma sát.

Càng mở ly hợp

• Truyền lực từ bàn đạp ly hợp đến ổ bi tỳ.
• Hoạt động nhờ cơ cấu cơ khí, thủy lực hoặc điện tử.

Bàn đạp ly hợp

Nơi người lái tác động để điều khiển việc đóng/ngắt ly hợp.

Nguyên lý hoạt động hệ thống ly hợp trên ô tô

Khi bạn muốn lái xe số sàn, bộ ly hợp này đóng một vai trò rất quan trọng. Dưới đây là nguyên lý hoạt động của bộ phận này để bạn tham khảo.

Khi đóng ly hợp, người lái nhả chân khỏi bàn đạp ly hợp để bánh đà quay, đĩa ma sát được lò xo đẩy chặt vào bánh đà thông qua một đĩa ép. Khi đó, mô-men xoắn được truyền từ trục khuỷu bánh đà qua đĩa ma sát và rãnh đến trục sơ cấp trong hộp số, các bộ phận trên tạo thành một khối quay cùng với bánh đà.

Khi người lái nhả bàn đạp ly hợp, ly hợp xe bị ngắt kết nối, khi không có mô-men xoắn được truyền đi, bàn đạp sẽ được nhấn (hay còn gọi là bàn đạp ly hợp) thông qua cần gạt và khớp nối, chuyển động trượt sang trái, nhấn vào đầu cần gạt, làm chúng quay trên giá đỡ, đồng thời đầu còn lại kéo đĩa ma sát sát vào lò xo. Lúc này, cần gạt di chuyển để tách đĩa ma sát khỏi bề mặt bánh đà, các bề mặt bị lộ ra và mô-men xoắn của động cơ không thể truyền qua đĩa.

Ứng dụng của bộ ly hợp

Ứng dụng của bộ ly hợp trong thực tế rất đa dạng, đặc biệt trong lĩnh vực ô tô, xe máy và các loại máy móc công nghiệp. Cụ thể:

Trong ô tô và xe máy

Giúp ngắt và nối truyền động giữa động cơ và hộp số, tạo điều kiện sang số nhẹ nhàng, không gây hỏng hóc bánh răng.

Hỗ trợ khởi động xe êm ái, tránh tình trạng rung giật khi xe bắt đầu di chuyển.

Giúp xe có thể dừng tạm thời (như khi dừng đèn đỏ) mà không cần tắt động cơ.

Trong máy móc công nghiệp

Dùng trong các máy công cụ, máy kéo, máy phát điện, máy nông nghiệp để ngắt hoặc truyền công suất từ động cơ đến các bộ phận làm việc.

Bảo vệ hệ thống truyền động khỏi quá tải, tránh hư hỏng cơ khí nhờ khả năng trượt khi chịu lực lớn.

Trong tàu thủy, đầu máy xe lửa

Điều khiển và phân phối mô-men xoắn từ động cơ đến trục truyền động.

Giúp vận hành êm dịu, dễ dàng thay đổi tốc độ hoặc hướng chuyển động.

Kết luận

Có thể thấy, bộ ly hợp không chỉ đơn thuần là cầu nối giữa động cơ và hộp số mà còn là “người bảo vệ” giúp hệ thống truyền động hoạt động ổn định, bền bỉ. Việc nắm vững cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng thực tế của bộ ly hợp không chỉ hữu ích cho người sử dụng phương tiện mà còn cần thiết cho những ai đang nghiên cứu, bảo dưỡng và sửa chữa trong lĩnh vực cơ khí – ô tô.