Các loại truyền động điều khiển ly hợp trên ô tô

Ly hợp (côn) là một khớp nối nằm giữa động cơ và hộp số, nó là bộ phận đầu tiên trong hệ thống truyền lực. Ly hợp có chức năng ngắt và kết nối đường truyền năng lượng từ động cơ đến hộp số, đảm bảo an toàn cho cả động cơ và toàn bộ hệ thống truyền lực khi quá tải,… Để thực hiện được chức năng của ly hợp, một cơ cấu truyền động sẽ giúp lái xe tác dụng lực bàn đạp truyền đến cơ cấu ngắt ly hợp.

Trên ô tô hiện nay có nhiều kiểu truyền động, dẫn động ly hợp bao gồm: dẫn động thủy lực, dẫn động cơ khí (cáp, thanh đòn), cơ cấu dẫn động bằng điện. Trong bài viết này, giới thiệu cơ bản các loại truyền động, dẫn động ly hợp trên ô tô.

Xem thêm: Tìm hiểu cơ bản về các loại ly hợp

1. Ly hợp truyền động điều khiển bằng thủy lực

Đây là hệ dẫn động phổ biến nhất trên các ô tô số sàn hiện này. Bao gồm một hệ thống thủy lực với các xilanh thủy lực, đường ống dẫn dầu.

Cấu tạo cơ bản của hệ truyền động – dẫn động bằng thủy lực

Hình trên là nguyên lý cấu tạo cơ bản của hệ truyền động điều khiển ly hợp bằng thủy lực, bao gồm: bàn đạp ly hợp, cụm xilanh chính, đường ống dẫn dẫn dầu, xilanh cắt, càng cắt, vòng bi cắt ly hợp và cụm ly hợp.

Dầu ly hợp là loại dầu thủy lực tương tự dầu phanh, được coi là không nén được, giúp cho việc truyền lực và phản ứng nhanh từ bàn đạp ly hợp đến cơ cấu cắt ly hợp.

Dưới tác dụng của người lái, đạp bàn đạp ly hợp, cơ cấu cụm piston – xilanh chính sẽ ép dầu thủy lực thông qua đường dẫn dầu đến xilanh cắt ly hợp, piston cắt sẽ đẩy càng cắt tác dụng vào vòng bi cắt, ép cơ cấu mở ly hợp, ngắt kết nối đường truyền năng lượng từ động cơ đến hộp số. Khi thôi tác dụng lên bàn đạp, lúc này lực đàn hồi của lò xo ép ly hợp và lực đàn hồi của lò xo hồi vị sẽ đẩy dòng thủy lực ngược lại để đưa bàn đạp về vị trí ban đầu, đóng ly hợp kết nối đường truyền năng lượng.

Ưu điểm:

• Vận hành đóng và ngắt ly hợp êm hơn, độ phản hồi thủy lực nhanh.
• Dễ dàng thiết kế cơ cấu bù động mòn đĩa ma sát, giúp cho ly hợp luôn hoạt động tốt và ổn định theo thời gian.
• Dễ dàng thiết kế tỷ số truyền, tạo lực đạp nhẹ nhàng, vận hành tin cậy.

Nhược điểm:

• Cơ cấu phức tạp hơn loại cơ khí, dẫn đến chi phí cao.
• Hệ thống dầu thủy lực theo thời gian có thể bị lọt khí hoặc nước, dẫn đến hoạt động không chính xác.
• Sửa chữa phức tạp hơn.

2. Ly hợp truyền động điều khiển bằng cơ khí: cáp hoặc thanh đòn

Cơ cấu truyền động điều khiển bằng cơ khí vẫn còn sử dụng đến ngày nay, thông thường nó là cơ cấu cáp dẫn động.

Cơ cấu này gồm bàn đạp, hệ thống đòn bẩy và dây cáp (tương tự như hệ thống xilanh và đường dầu thủy lực).

Nguyên lý hoạt động cũng tương tự như loại truyền động điều khiển bằng thủy lực, chỉ khác là cơ cấu được thay bằng dây cáp kéo, tác dụng lực. Khi người lái tác động vào bàn đạp ly hợp, theo cơ cấu đòn bẩy bàn đạp, kéo dây cáp, truyền lực đến cơ cấu ngắt ly hợp và tiến hành mở và cắt kết nối đường truyền năng lượng. Tương tự khi thôi tác dụng bàn đạp thì nhờ các lực đàn hồi của các lò xo, cơ cấu sẽ đóng ly hợp, và hồi bàn đạp về vị trí ban đầu.

Ưu điểm:

• Kết cấu thuộc loại đơn giản nhất, chi phí thấp nhất.
• Phản hồi lực đạp nhanh, do hệ dẫn động cơ khí hiệu suất cao.

Nhược điểm:

• Vận hành không êm, phụ thuộc người lái nhiều hơn.
• Lực đạp thường phải lớn hơn.
• Khó khăn cho việc thiết kế bù mòn, hoặc là không có cơ cấu bù mòn.
• Dây cáp có thể bị dãn theo thời gian, dẫn đến việc đóng ngắt ly hợp không chính xác.

3. Ly hợp truyền động điều khiển bằng điện drive by wire

Thực tế đây là sự kết hợp giữa điện và cơ khí hoặc thủy lực (thường là thủy lực). Lúc này bàn đạp ly hợp không truyền lực trực tiếp đến cơ cấu ngắt ly hợp, mà nó truyền tín hiệu điện đến module điều khiển, module này kích hoạt cơ cấu chấp hành (bơm thủy lực, hoặc hệ dẫn động xilanh điện để tác động ngắt ly hợp).

Trong hệ thống này, bàn đạp ly hợp thực tế là một cảm biến góc độ, chuyển động. Tùy vào độ nhấn và lực đạp của người lái, tín hiệu sẽ truyền vệ bộ xử lý, bộ xử lý này sẽ điều khiển cơ cấu chấp hành là cơ cấu thủy lực (có thể là cơ – điện cơ) để tác dụng lực phù hợp (tương ứng lực đạp) đến cơ cấu ngắt ly hợp.

Ưu điểm:

• Việc đóng, ngắt ly hợp không còn phụ thuộc hoàn toàn vào kỹ năng của lái xe nữa. Bởi vì lái xe chỉ tác dụng vào bàn đạp, cơ cấu điều khiển điện tử mới quyết định việc đóng ngắt ly hợp. Do đó ly hợp sẽ được đóng, và ngắt êm hơn, tối ưu hơn, tiết kiệm nhiên liệu cho động cơ.
• Ví dụ, nếu người lái nhả bàn đạp ly hợp quá nhanh, hệ thống kiểm soát giám sát có thể làm chậm quá trình khớp ly hợp – ngăn chặn hiện tượng rung lắc, ì ạch hoặc chết máy. Đảm bảo an toàn cho cả hộp số.
• Một lợi ích nữa là hành trình của bàn đạp và hoạt động của ly hợp sẽ duy trì nhất quán trong suốt vòng đời của ly hợp, vì bộ truyền động có thể tự động xử lý bất kỳ độ chùng nào do mài mòn trong hệ thống gây ra.
• Có thể phát triển và kết hợp để trở thành hệ thống điều khiển ly hợp tự động – hộp số tự động – thủ công. Giúp cho việc người lái không phải vận hành quá nhiều thứ khi sang số.

Nhược điểm:

• Hệ thống phức tạp, đắt tiền.
• Việc sửa chữa hay bảo dưỡng cũng đòi hỏi trình độ kỹ thuật viên có tay nghề cao hơn, thời gian làm cũng sẽ lâu hơn.

Trên đây là trình bày cơ bản về các loại phương pháp truyền động – dẫn động ly hợp được sử dụng trên ô tô. Chi tiết về mỗi loại sẽ được giới thiệu trong các bài viết sau. Các bạn hãy theo dõi, chia sẻ và đưa ra bình luận đóng góp để kiến thức chính xác nhất nhé. Cảm ơn các bạn đã dành thời gian đọc bài viết này!

2018, Update 2022