Vai trò và cách thức hoạt động của bộ ly hợp

Trên thực tế có khá nhiều loại ly hợp trong các vật dụng thường ngày của chúng ta mà chắc hẳn bạn cũng đã nhìn thấy hằng ngày. Một vài ví dụ điển hình như: khoan điện, chiếc cưa xích, đề xe máy, và ngay cả chiếc líp xe đạp cũng sử dụng những loại ly hợp khác nhau. Khi điều khiển một chiếc ô tô số tay, bạn có thể sẽ ngạc nhiên khi biết trên xe có ít nhất một bộ ly hợp – hay còn gọi là bộ côn. Nếu bạn đã tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của hộp số tự động thì bạn cũng đã biết rằng trong hộp số tự động của ô tô cũng có vài ly hợp.

Ly hợp là một cơ cấu được sử dụng trong một thiết bị để nối và tách hai trục quay với nhau. Trong các thiết bị này, một trong hai trục thường được một động cơ hay puly dẫn động còn trục kia lại dẫn động thiết bị khác. Trong một chiếc khoan điện chẳng hạn, một trục phía trong được dẫn động bởi động cơ điện còn trục bên ngoài thì dẫn động một ngoàm để cặp mũi khoan. Ly hợp dùng để nối hai trục lại với nhau để chúng có thể gắn lại với nhau quay cùng một tốc độ hoặc có thể tách riêng ra để quay với các tốc độ khác nhau.

Trên chiếc xe của bạn đương nhiên là cần một ly hợp bởi vì khi động cơ nổ máy, trục của động cơ luôn quay còn bánh xe không phải lúc nào cũng quay. Để chiếc xe dừng lại theo sự điều khiển của bạn trong khi động cơ vẫn nổ máy thì phải ngắt truyền động của động cơ xuống các bánh xe. Ly hợp cho phép chúng ta nối trục ra của động cơ với trục vào của hộp số bằng cách điều khiển ăn khớp giữa chúng. Để hiểu được ly hợp làm việc như thế nào, chúng ta cần phải nắm được một số kiến thức cơ bản về ma sát. Trong hình dưới đây bạn sẽ nhìn thấy hình ảnh của bánh đà (flywheel) kết nối với động cơ còn đĩa ly hợp nối với hộp số.

Khi chân bạn rời khỏi bàn đạp côn, các lò xo đẩy mâm bàn ép ly hợp (pressure plate) vào các đĩa ma sát (clutch plate) và ép chặt chúng với bánh đà. Điều này đã làm cho bánh đà động cơ bị khoá vào trục sơ cấp của hộp số làm cho chúng quay cùng một tốc độ. Độ lớn của mô men lực mà ly hợp có thể truyền được phụ thuộc vào ma sát giữa các đĩa ma sát với bánh đà và lực nén mà các lò xo tác dụng lên các đĩa ma sát.

Khi bạn nhấn bàn đạp côn, một cần liên động hoặc piston thuỷ lực sẽ tác dụng lên một cần bẩy (còn gọi là càng cua ly hợp) một lực khá lớn, lực này được truyền đến vòng bi chặn của ly hợp, còn gọi là bi T (viết tắt của từ throw-out bearing) làm cho lò xo đĩa trung tâm (diaphragm spring) bị nén lại. Nhờ kết cấu cơ khí dẫn động, đĩa ma sát được giải phóng ra khỏi bánh đà và đĩa ép ly hợp và nhờ vậy trục sơ cấp của hộp số được giải phóng khỏi động cơ.

Lò xo ở tấm đĩa ma sát có tác dụng giảm chấn, giúp cho việc ăn khớp giữa hộp số với động cơ êm dịu hơn.

Vấn đề quan trọng nhất với các ly hợp là vật liệu ma sát trên bề mặt bị mòn đi. Vật liệu ma sát này giống như vật liệu của má phanh xe do vậy sau một thời gian sử dụng chúng bị mòn đi. Khi vật liệu ma sát này bị mòn đến một mức độ nào đó thì ly hợp sẽ bị trượt, và mức độ trượt này sẽ lớn dần đến khi nó không thể truyền được một chút mô men xoắn nào của động cơ xuống các bánh xe.

Nếu xét đến căn nguyên của vấn đề thì ly hợp chỉ bị mòn khi mà các đĩa ma sát quay không cùng tốc độ với bánh đà. Khi chúng khoá lại với nhau, vật liệu ma sát được ép chặt vào bánh đà và chúng quay cùng tốc độ với nhau. Chỉ khi đĩa ma sát trượt so với bánh đà thì hiện tượng mòn mới xảy ra. Vì vậy nếu khi điều khiển xe, chân bạn luôn để trên bàn đạp côn hoặc đạp côn nhiều lần thì ly hợp sẽ bị mòn rất nhanh.

Một loại hư hỏng khác của ly hợp là bi T bị rơ, mòn. Khi bi T mòn sẽ làm cho xuất hiện tiếng kêu khi nó chịu tải trọng tác dụng lên nó, tức là khi bạn đạp bàn đạp côn.

>>>Xem thêm: Sự cố thường gặp ở biến tần máy nén khí