Nguyên lý hoạt động bộ biến mô thủy lực

Tiến bộ khoa học ngày càng phát triển, song song với nó thì tính năng công nghệ luôn hướng tới một sự hoàn hảo. Một trong những thách thức đặt ra cho các kỹ sư thiết kế trong ngành công nghiệp ô tô là phát triển một khớp nối truyền động, làm sao cho việc truyền công suất hay mô men xoắn của động cơ đến bánh xe một cách êm dịu, đảm bảo cho việc chuyển số êm dịu và không có sự thất thoát công suất, đông thời có thể hấp thụ những xung lực tác động lên hệ thống truyền lực nhằm nâng cao tuổi thọ. Hơn nữa, sự thay đổi này có thể được kiểm soát bởi người điều khiển, điều này cho phép dễ dàng điều khiển xe hơn và động cơ hơn khi chạy ở mợi tốc độ, cải thiện tính kinh tế nhiên liệu. Sau thời gian nghiên cứu các nhà thiết kế đã cho ra rời loại khớp nối thủy lực và dần phát triển thành biến mô thủy lực ngày nay.

Trang bị thủy khí trên ôtô

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

KHOA KỸ THUẬT Ô TÔ VÀ MÁY ĐỘNG LỰC

BÀI THẢO LUẬN

GVHD:……….

Đề bài: Tìm hiểu về biến mô thủy lực

- Lê Văn Tuấn

- Nguyễn Văn Thông

- Nguyễn Viết Tiến

- Bùi Văn Toàn

 Nội dung chính:

I Khái quát và cấu tạo của biến mô thủy lực.

II Nguyên lý hoạt động của biến mô thủy lực III Tính năng của biến mô thủy lực.

IV Một số kiểu biến mô thủy lực khác.

V Kết luận.

I Khái quát và cấu tạo của biến mô thủy lực

 Chức năng của biến mô :

 Tăng mômen do động cơ sinh ra

 Đóng vai trò như 1 ly hợp thủy lực để truyền hoặc không truyền mômen từ động cơ đến hộp số

 Hấp thụ các dao động xoắn từ động cơ và hệ thống truyền lực

 Có tác dụng như 1 bánh đà để làm đồng đề chuyển động quay của động cơ

 Dẫn động bơm dầu của hệ thống điều khiển thủy lực

 Bộ biến mô gồm:

2 Bánh tua bin:

Rất nhiều cánh được lắp trên bánh tua bin giống như bánh bơm

Hướng cong của các bánh này ngược chiều với hướng của các bánh bơm Bánh bơm được lắp trên trục sơ cấp của hộp số sao cho các cánh bên trong nó nằm đối diện với các cánh của bánh bơm với khe

hở rất nhỏ ở giữa

4 khớp 1 chiều:

- Hoạt động của khớp 1 chiều

Khớp 1 chiều cho phép stato quay theo chiều quay của trục động cơ.Tuy nhiên nếu stato định bắt đầu quay theo chiều ngược lại thì khớp ngược chiều sẽ khóa stato để ngăn không cho nó quay

II Nguyên lý hoạt động của biến mô thủy lực

1 Sự truyền mômen

o Khi tốc độ của bảnh tăng thì lực ly tâm bắt đầu làm cho dầu chảy từ tâm bánh bơm ra ngoài

o Khi tốc độ bánh bơm tăng dần thì dầu bị ép văng ra khỏi bánh bơm

o Dầu va vào cánh của bánh tua bin làm cho bánh tua bin bắt đầu

quay cùng chiều với bánh bơm

o Dầu chảy vào trong dọc theo các cánh của bánh tua bin khi nó chui dược vào bánh tua bin thì mặt công trong của bánh sẽ đổi hướng dầu ngược lại về phía bánh bơm và chu kỳ lại bắt đầu lại từ đầu

o Việc truyền mômen đươc thực hiện nhờ sự tuần hoàn dầu qua bánh bơm và bánh tua bin

2 Khuếch đại mômen

o Việc khuếch đại mômen do biến mô thực hiện bằng cách dẫn dầu khi nó vẫn còn năng lượng sau khi đã đi qua bánh tua bin trở về bánh bơm qua các cánh của stato

o Nói cách khác bánh bơm

được quay do mômen từ động

cơ mà mô men này lại được

bổ xung dầu quay về từ bánh

tua bin Có thể nói bánh bơm

đã khuếch đại mômen ban đầu

để dẫn động bánh tua bin

3 Hoạt động của biến mô

Dưới đây là mô tả chung của hoạt động của bộ biến mô khi cần số di chuyển vào “D”, “2”, “L” hoặc “R”

a Khi động cơ chạy không tải hoặc dừng

• Khi động cơ chạy không tải thì mômen sinh ra do động cơ là rất nhỏ

• Nếu gài phanh thì tải trên bánh tua bin rất lớn vì nó không thể

quay được

• Tuy nhiên do nó bị dừng lên tỷ số truyền tốc độ của bánh tua bin

so với bánh bơm bằng 0 trong khi tỷ số truyền mômen ở trị số lớn nhất.do đó bánh tua bin luôn sẵn sàng quay với 1 mômen lướn hơn mômen do động cơ sinh ra

c Xe chạy với tốc độ thấp:

o Khi tốc độ xe tăng lên thì tốc dộ quay của bánh tua bin sẽ nhanh chóng tiến tới gần tốc độ của bánh bơm Vì vậy tỷ số truyền của mômen nhanh chóng tiến gần 1.0 khi đó tỷ số truyền tốc độ của bánh tua bin và bánh bơm đạt tới điểm ly hợp thì stato bắt đầu

quay và sự khuếch đại mômen giảm xuống

o Nói cách khác, bộ biến mô bắt đầu hoạt động như 1 khớp nối thủy lực Do đó tốc độ xe tăng gần như tỷ lệ thuận với tốc độ quay của động cơ

d Xe chạy ổn định ở tốc độ trung bình hoặc tốc độ cao

o Bộ biến mô chỉ hoạt động như 1 khớp nối thủy lực Tốc độ của bánh bơm gần bằng tốc độ của bánh bơm

III.Tính năng của biến mô

o Tỷ số truyền mômen và hiệu suất truyền.

Độ khuếch dại mômen do bộ biến mô sẽ tăng theo tỷ lệ dòng xoáy

Có nghĩa là mômen cực đại khi bánh tua bin dừng

- Dải biến mô, trong đó có sự khuếch đại mômen

- Dải khớp nối, chỉ đơn thuần là truyền mômen

Điểm li hợp là đường phân chia giữa 2 phạm vi đó, hiệu suất truyền động của bộ biến mô cho thấy năng lượng truyền cho bánh bơm

truyền tới bánh tua bin với hiệu quả là ra sao

Do mômen được truyền gần 1:1 trong khớp thủy lực nên hiệu suất truyền động trong dải khớp nối sẽ tăng tuyền tính và tỷ lệ so với tỷ

số tốc độ

Tuy nhiên hiệu suất truyền động của biến mô không đạt 100%

thường đạt 95% sự tổn hao do nhiệt sinh ra trong dầu và trong ma sát khi tuần toàn dầu được làm mát bởi bộ làm mát dầu

o Điểm dừng và điểm li hợp

- Điểm dừng:

Điểm dừng là chỉ tình trạng mà ở đó bánh tua bịn không chuyển

động Sự chênh lệch giữa tốc độ của bánh bơm và bánh tua bin là rất lớn

Tỷ số truyền mômen của bộ biến mô là lớn nhất tại điểm dừng

(thường từ 1,7 đến 2,5) hiệu suất truyền bằng 0

- Điểm li hợp:

Khi bánh tua bin bắt đầu quay và tỷ số truyền tốc độ tăng lên sự

chênh lệch tốc độ giữa bánh bơm và bánh tua bin giảm xuống

Tuy nhiên ở thời điểm này hiệu suất truyền động tăng Hiêụ suất

truyền đọng lớn nhất ngay trước điểm li hợp Khi tỷ số tốc độ đạt tới

1 giá trị nào đó thì tỷ số truyền mômen trở nên gần 1:1

Nói cách khác stato bắt đầu quay ở điểm li hợp và bộ biến mô hoạt động như 1 khớp nối thủy lực ngăn không cho tỷ số truyền mômen giảm xuống dưới 1

o Chức năng khớp 1 chiều của Stato:

Hướng của dầu đi vào Stato từ bánh tua bin phụ thuộc vào sự chênh lệch tốc độ quay giữa bánh bơm và bánh tua bin

Trong trường hợp đó các cánh stato sẽ cản trở dòng dầu Khớp 1

chiều sẽ làm cho stato quay trơn cùng chiều với bánh bơm và dầu sẽ trở

về bơm 1 cách thuận dòng

 Ưu điểm:

• Kích thước nhỏ gọn, dễ bố trí khi thiết kế

• Truyền động êm dịu, chấp hành nhẹ nhàng

• Tuổi thọ cao

• Tốn ít công sửa chữa, bảo dưỡng

• Có thể thay đổi tỉ số truyền 1 cách liên tục

• Có khả năng truyền tải năng lượng lớn

• Có khả năng tang mô men xoắn cho động cơ gấp 2 hoặc 3 lần (hiện tượng này chỉ xảy ra khi động cơ quay nhanh hơn rất nhiều so với hộp số)

 Nhược điểm:

• Chế tạo đòi hỏi độ chính xác cao.

• Giá thành cao

• Hiệu suất thấp ở vùng có tỉ số truyền thấp

• Có thời gian trễ lớn hơn cơ khí.

IV Một số kiểu biến mô thủy lực khác.

2 Ưu, nhược điểm.

Nhược điểm:

- So với biến mô khóa có cơ cấu khóa cứng thì kết cấu phức tạp hơn

=> Loại biến mô này chủ yếu được sử dụng trên xe ô tô tải

do có mô men lớn

B Biến mô thủy lực kết hợp ly hợp ma sát

- Khi i= 0,85 thì lúc đó cơ cấu

điều khiển cho ly hợp ma sát

bố trí sau biến mô hoạt động

- Khi i> 0,85 thì toàn bộ cơ cấu

hoạt động như một ly hợp ma

sát

2 Ưu, nhược điểm.

Ưu điểm:

- Biến mô thủy lực kiểu này

truyền được mô men rất lớn

- Có thể hoạt động với vận tốc lớn

IV Kết Luận

o Tiến bộ khoa học ngày càng phát triển, song song với nó thì tính năng công nghệ luôn hướng tới một sự hoàn hảo Một trong những thách thức đặt ra cho các kỹ sư thiết kế trong ngành công nghiệp ô

tô là phát triển một khớp nối truyền động, làm sao cho việc truyền công suất hay mô men xoắn của động cơ đến bánh xe một cách êm dịu, đảm bảo cho việc chuyển số êm dịu và không có sự thất thoát công suất, đông thời có thể hấp thụ những xung lực tác động lên hệ thống truyền lực nhằm nâng cao tuổi thọ Hơn nữa, sự thay đổi này

có thể được kiểm soát bởi người điều khiển, điều này cho phép dễ dàng điều khiển xe hơn và động cơ hơn khi chạy ở mợi tốc độ, cải thiện tính kinh tế nhiên liệu Sau thời gian nghiên cứu các nhà thiết

kế đã cho ra rời loại khớp nối thủy lực và dần phát triển thành biến

mô thủy lực ngày nay

o Biến mô thủy lực đã được sử dụng rộng rãi trên hầu hết các xe ô

tô dân dụng, thương mại và cả các xe công trình

Cảm ơn thầy và các bạn đã chú ý

lắng nghe!