Ly hợp đĩa kép - món độ dành riêng cho xe số sàn

Ly hợp hai đĩa ngày càng trở nên phổ biến do sức mạnh đáng kinh ngạc từ các động cơ thế kỷ. Giờ đây, 500 hay thậm chí 1000hp không còn là chuyện hiếm gặp. Việc này gây áp lực rất lớn lên hộp số, biến mô hộp số tự động, và đặc biệt là ly hợp để truyền toàn bộ sức mạnh mà không gặp sự cố.

Cách để có một bộ ly hợp mạnh hơn không nhất thiết là phải có một đĩa áp lực (pressure plate) cứng hơn. Khả năng chịu momen của bất kỳ ly hợp nào dựa trên 3 thông số cơ bản: lực kẹp (clamping force), diện tích bề mặt và hệ số ma sát.

Tăng bất kỳ yếu tố nào trong 3 thông số trên (ví dụ như diện tích bề mặt) sẽ cho phép nhà thiết kế thay đổi hai biến số còn lại.

Ví dụ, bằng cách tăng gấp đôi diện tích bề mặt ly hợp với cùng hệ số ma sát, một đĩa ly hợp đơn vốn có thể chịu được 500 Nm giờ đây có thể chịu được 1.000 Nm. Phần thú vị nhất của ly hợp là hệ thống truyền động bằng chốt kết nối giữa đĩa chính và đĩa phụ. Một vấn đề với ly hợp hai đĩa là không có đủ không gian trên trục sơ cấp (input shaft) của hộp số để có hai trục chốt.

Bằng cách ghép hai ly hợp lại với nhau, đĩa ly hợp thứ hai không cần lò xo chốt. Như bạn có thể thấy, các nhà sản xuất đã đầu tư một cách nghiêm túc vào thiết kế này.

Bánh đà (Fly wheel) lúc nào cũng cung cấp động năng lớn nhất trong hệ thống ly hợp hai đĩa. Bánh đà nặng sẽ tích trữ năng lượng nhiều hơn so với bánh đà nhẹ cùng vòng quay (giả sử có cùng đường kính), điều này trở nên rõ ràng khi cố gắng tăng tốc một chiếc xe nặng từ tình trạng đứng yên.

Năng lượng được tích trữ trong vành đĩa chịu ảnh hưởng của một hiện tượng gọi là quán tính quay, nó tăng lên khi khối lượng bổ sung nằm xa tâm quay. Vì vậy, một vành đĩa lớn hơn với trọng lượng tập trung nhiều hơn ở vùng ngoại vi sẽ yêu cầu nhiều công suất hơn để tăng tốc.

Dựa trên điều này, Centerforce giảm trọng lượng ở vùng ngoại vi của vành đĩa để cải thiện khả năng tăng tốc. Việc loại bỏ cùng một lượng trọng lượng gần tâm của vành đĩa sẽ không cải thiện khả năng tăng tốc như việc loại bỏ trọng lượng ở xa trục quay.

Đĩa ly hợp hai đĩa cũng được trang bị đĩa ma sát hai mặt với vật liệu hữu cơ (không chứa amiang) chịu nhiệt cao ở một mặt, cùng với hợp kim gốm kim loại của Centerforce ở mặt còn lại. Sự kết hợp này cho phép nhà thiết kế ly hợp tăng khả năng chịu lực kẹp trong khi vẫn có một bề mặt ma sát không quá mạnh mẽ.

Ly hợp Centerforce giảm trọng lượng trong đĩa thứ hai bằng cách sử dụng chốt truyền động để kết nối đĩa ly hợp chính với đĩa phụ không có lò xo. Đĩa phụ dựa vào lò xo trong đĩa chính để loại bỏ tiếng kêu và những rung động khi nhả côn.

Tất cả các đĩa ly hợp thương mại đều cần một cụm cơ cấu có lò xo được tải trọng để hấp thụ lực đầu tiên của vật liệu ly hợp khi tiếp xúc.

Cụm ly hợp được thiết kế bằng một hợp kim thép mềm hơn so với trục đầu vào của hộp số để nó mòn trước trục hộp số. Một yếu tố quan trọng để có một ly hợp chất lượng là mức độ khớp với răng cưa trên cụm ly hợp trên trục đầu vào của hộp số. Răng cưa lỏng lẻo từ một bộ ly hợp rẻ tiền có thể gây ra các vấn đề liên quan đến việc kích hoạt ly hợp và góp phần vào việc mòn trục đầu vào.

Hầu như tất cả các ly hợp đường phố sử dụng một lò xo gọi là lò xo Marcel nằm giữa hai mặt vật liệu ma sát của đĩa ly hợp. Đây là một lò xo mỏng, nhấp nhô giúp giảm tiếng kêu của ly hợp khi tiếp xúc. Ly hợp đua không sử dụng lò xo Marcel và có thể gây ra sự sụng giật khi sử dụng trên đường phố.

Tất cả các ly hợp hai đĩa đều phải sử dụng một miếng lá sắt trung gian hoặc mặt nổi thứ hai được gắn trực tiếp vào vành đĩa. Nó cung cấp một bề mặt vành đĩa được kết nối trực tiếp với trục khuỷu động cơ cho đĩa ly hợp thứ hai. Bề mặt này phải nhả hoàn toàn (float) khi áp suất ly hợp được giảm (đạp côn ), đó là nguồn gốc tên gọi của thiết bị. Với cụm côn kép từ Centerforce này, mặt nổi được kết nối với 3 chốt truyền động lớn nằm trên vành đĩa.

Sử dụng côn hai đĩa cho phép chịu tải được mức công suất lớn hơn mà không cần tăng trọng lượng bánh đà quá nhiều. Việc sử dụng bánh đà, đĩa áp lực và lá côn nặng hơn sẽ làm giảm khả năng thay đổi vòng tua khiến việc chuyển số không còn được dứt khoát và nhanh lẹ. Đây là điều không ai muốn khi chế tạo một chiếc xe thể theo.