Khảo sát động lực học hệ thống truyền lực có truyền động thủy lực

Nội dung của đề tài là tìm hiểu về kết c u của hệ th ng truyền động thủy lực có truyền động thủy lực bao g m: Biến mô thủy lực, bộ truyền bánh răng hành tinh, đường đặc tính hệ th ng độn

MỞ ĐẦU

Trên thế giới hiện nay, với sự phát triển không ngừng nền khoa học kỹ thuật, ngành công nghiệp chế tạo ô tô đang trên đà phát triển mạnh mẽ, đặc biệt cùng với việc ứng dụng khoa học kỹ thuật công nghệ đã đưa ngành công nghiệp chế tạo ô tô phát triển vượt bậc Hiện nay trên ô tô tự động hóa cũng đã được tích hợp trong nhiều bộ phận và ngày càng hoàn thiện nhằm nâng cao các tính năng của ô tô cho mục đích sử dụng của con người

Mục đích của sự biến đ i hoàn thiện là nhằm: Gi m tiêu hao nhiên liệu, tăng công su t, gi m độ n, tăng t c độ lớn nh t của động c , sử dụng t t nh t công su t động c sinh ra và tạo sự thuận lợi, đ n gi n cho người lái Với hệ th ng truyền lực mà đặc biệt là phần hộp s , tuy với kết c u phức tạp nhưng lại giúp người điều khiển đ n

gi n hóa việc điều khiển, đ m b o cho người điều khiển có trình độ không cao có thể điều khiển dễ dàng Mặt khác nó còn gi m bớt lao động lái cho người điều khiển Hệ

th ng truyền lực có truyền động thủy lực mà điển hình là sự kết hợp giữa động c , biến

mô thủy lực và hộp s tự động đáp ứng được những yêu cầu nói trên Hệ th ng truyền động thủy lực có kết c u khá phức tạp so với hệ th ng truyền lực c khí thông thường

Do vậy việc nghiên cứu và nắm vững nguyên lý hoạt động của nó trang bị cho cán bộ

kỹ thuật những kiến thức nhằm nâng cao hiệu qu trong quá trình sử dụng, khai thác và sửa chữa được hiệu qu t t Xu t phát từ yêu cầu thực tế và sự hiểu biết của b n thân,

có sự ch p thuận của giáo viên hướng dẫn em đã chọn đề tài “Kh o sát động lực học hệ

th ng truyền lực có truyền động thủy lực” để làm đề tài luận văn

Nội dung của đề tài là tìm hiểu về kết c u của hệ th ng truyền động thủy lực có truyền động thủy lực bao g m: Biến mô thủy lực, bộ truyền bánh răng hành tinh, đường đặc tính hệ th ng động c – biến mô thủy lực và kh o sát đặc tính động lực học của xe có truyền động thủy lực

Mục tiêu của luận văn là xây dựng đường đặc tính t i trọng và đường đặc tính ra của hệ th ng động c đ t trong và biến mô thủy lực từ đó xây dựng các đường đặc tính động lực học của hệ th ng truyền lực

Phư ng pháp nghiên cứu là nghiên cứu đường đặc tính của động c , đường đặc tính của biến mô, áp dụng lý thuyết để xây dựng đường đặc tính ra của hệ th ng động

c - biến mô thủy lực

Trong quá trình thực hiện đề tài chắc chắn khó tránh khỏi những sai sót Vì vậy

em r t mong có được sự chỉ b o thêm của thầy và sự góp ý kiến của các bạn để đề tài thêm hoàn chỉnh

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC CÓ TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC

1.1 Nhiệm vụ của hệ thống truyền lực trên ôtô:

Hệ th ng truyền lực của ôtô là tập hợp t t c các c c u n i từ động c tới bánh

xe chủ động, bao g m các c c u : truyền, cắt, đ i chiều quay, biến đ i giá trị mômen

Nhiệm vụ c b n của hệ th ng truyền lực là:

Truyền, biến đ i mômen quay và s vòng quay từ động c tới bánh xe chủ động sao cho phù hợp giữa chế độ làm việc của động c và mômen c n sinh ra trong quá trình ôtô chuyển động

Cắt dòng truyền mômen trong thời gian ngắn hoặc dài

Thực hiện đ i chiều chuyển động nhằm tạo nên chuyển động lùi cho ôtô

Tạo kh năng chuyển động mềm mại và tính năng việt dã cần thiết trên đường

Hệ th ng truyền lực của ô tô có thể sử dụng truyền động c khí hoặc truyền động c khí kết hợp truyền động thủy lực Truyền động thuỷ lực g m hai loại là truyền động thuỷ lực thuỷ động và truyền động thuỷ lực thủy tĩnh Truyền động thủy lực thủy tĩnh là dùng áp năng của ch t lỏng để truyền c năng Truyền động thủy động là dùng động năng chuyển động của ch t lỏng để truyền c năng Trong hệ th ng truyền lực có truyền động thủy lực của ô tô chủ yếu là dùng động năng của dòng ch t lỏng chuyển động

Nhược điểm lớn nh t của truyền động thủy lực là kh năng khuếch đại mômen chỉ kho ng 2-3 lần nếu tăng lên nữa thì hiệu su t sẽ gi m th p Do đó để tăng mômen động c lên đáng kể và mở rộng phạm vi vận t c làm việc đ ng thời để tăng hiệu su t chung, người ta dùng truyền động thủy c Truyền động thủy c là sự kết hợp giữa truyền động c khí và truyền động thủy lực Nó g m động c kết hợp với biến mô thủy lực và hộp s c khí, hộp s c khí dùng trong truyền động thủy lực là hộp s g m các

c c u bánh răng hành tinh để tạo ra hộp s tự động, có kh năng tự động thay đ i tỉ s truyền dựa theo mô men c n bánh xe chủ động Mômen xoắn được truyền đến các bánh

xe chủ động êm dịu và liên tục, tư ng ứng với t i của động c và t c độ chuyển động ô

tô, gi m được t i trọng động tác dụng lên các chi tiết của hệ th ng truyền lực và hoàn thiện được kh năng động lực học

Truyền động thủy lực phù hợp với việc truyền công su t lớn và đặc điểm êm dịu

n định và dễ tự động hóa mà các truyền động khác không có

1.2 Hộp số sử dụng trong hệ thống truyền lực có truyền động thủy lực

Đ i với xe ôtô có hộp s thường, cần sang s được sử dụng để chuyển s nhằm thay đ i lực kéo tại bánh xe cho phù hợp với điều kiện chuyển động Khi lái xe lên d c hay khi động c không có đủ lực để leo d c tại s đang chạy, hộp s được chuyển về

s th p

Vì các lý do trên, nên điều cần thiết đ i với các lái xe là ph i thường xuyên nhận biết t i và t c độ động c để chuyển s một cách phù hợp Điều đó sẽ gây nên sự m t mát công su t động c một cách không cần thiết, ngoài ra nó còn gây nên sự khó khăn

khi điều khiển và sự tập trung quá mức đ i với người lái

Ở hộp s tự động, những nhận biết như vậy của lái xe là không cần thiết, lái xe không cần ph i chuyển s mà việc chuyển lên hay xu ng đến s thích hợp nh t được

thực hiện một cách tự động tại thời điểm thích hợp nh t theo t i động c và t c độ xe

Cụm hộp s tự động trên ô tô hiện nay bao g m biến mômen và c c u hành tinh, là một cụm có chung một vỏ được lắp liền sau động c Trong hệ th ng truyền lực, chức năng của cụm hộp s tự động có hệ th ng điều khiển điện từ thủy lực phức tạp làm việc cùng với máy tính điện tử cỡ nhỏ, thực hiện tự động đóng ngắt thay đ i các s truyền bên trong hộp s chính

Biến mômen dùng trên ô tô thông thường có kh năng biến đ i mômen trong kho ng từ 1,6 đến 2,5 lần mômen của động c Do đó, biến mômen không thể đáp ứng các điều kiện chuyển động của ô tô nên thường sử dụng biến mômen cùng với một hộp

s c khí vô c p hoặc có c p

1.2.1 Ưu nhược điểm của hộp s trong truyền động thủy lực

a Ưu điểm:

Nhờ kết c u của bộ truyền hành tinh mà hộp s tự động khi được tự động hóa quá trình chuyển s có được r t nhiều ưu điểm

Quá trình chuyển s được thực hiện tự động nên gi m được thao tác điều khiển

ly hợp và hộp s , gi m cường độ lao động cho người lái tạo điều kiện cho người lái xử

lý các tình hu ng khác trên đường Điều này làm cho tính tiện nghi trong sử dụng của ô

tô tăng rõ rệt

Mômen xoắn được truyền đến các bánh xe chủ động êm dịu và liên tục, tư ng ứng với t i của động c và t c độ chuyển động ô tô, gi m được t i trọng động tác dụng lên các chi tiết của hệ th ng truyền lực và hoàn thiện được kh năng động lực học

Khi sử dụng biến mô thủy lực, hay bộ truyền đai có thể hạn chế được t i trọng động, nâng cao tu i thọ và độ bền cho động c và hệ th ng truyền lực

Chuyển s liên tục mà không cắt dòng lực từ động c

Thời hạn phục vụ dài h n, lực truyền đ ng thời qua một s cặp bánh răng ăn khớp, ứng su t trên răng nhỏ Ăn khớp trong nên đường kính vòng tròn ăn khớp lớn

Có kh năng tự triệt tiêu lực hướng trục

Gi m độ n khi làm việc

Hiệu su t làm việc cao vì các dòng năng lượng có thể là song song

Cho tỉ s truyền phù hợp nhưng kích thước không lớn

b Nhược điểm:

Bên cạnh đó hộp s tự động cũng không tránh khỏi những nhược điểm:

Sự thay đ i t c độ còn kèm theo sự trượt của các phần tử truyền lực, dẫn tới sự

t n hao một phần nhỏ công su t động c

Kh năng chuyển động của ô tô không hoàn toàn phụ thuộc vào thao tác người lái mà còn phụ thuộc vào tình trạng mặt đường, đôi khi có thể x y ra tình hu ng khó làm chủ chuyển động của ô tô trên đường

Công nghệ chế tạo đòi hỏi độ chính xác cao do các trục được sử dụng nhiều là trục l ng, nhiều bánh răng cùng ăn khớp với 1 bánh răng, các c c u điều khiển đòi hỏi

sự chính xác cao độ

Kết c u phức tạp, nhiều cụm l ng, trục l ng, phanh, ly hợp khóa

Lực ly tâm trên các bánh răng hành tinh là lớn do t c độ góc lớn

Nếu sử dụng nhiều ly hợp và phanh thì có thể nâng cao t n hao công su t khi chuyển s , hiệu su t sẽ gi m xu ng

Tuy nhiên, với công nghệ chế tạo máy hiện nay thì những nhược điểm của hộp

s hành tinh sẽ dần dần được khắc phục khi chọn t i ưu s đ hoạt động

1.2.2.Phân loại hộp s trong truyền động thủy lực

a Theo cách bố trí có:

Loại hộp s sử dụng trên ôtô FF : Động c đặt trước, cầu trước chủ động

Loại hộp s sử dụng trên ôtô FR : Động c đặt trước, cầu sau chủ động

Các hộp s sử dụng trên ôtô FF được thiết kế gọn nh h n so với loại sử dụng trên ôtô FR do chúng được lắp đặt cùng một khoang với động c

Các hộp s sử dụng cho ôtô FR có bộ truyền động bánh răng cu i cùng với vi sai lắp bên ngoài Còn các hộp s sử dụng trên ôtô FF có bộ truyền bánh răng cu i cùng với vi sai lắp ở bên trong, vì vậy loại hộp s tự động sử dụng trên ôtô FF còn gọi

là hộp s có vi sai

b.Theo bộ truyền bánh răng

Hộp s tự động sử dụng bộ truyền hành tinh

Hộp s tự động sử dụng các cặp bánh răng luôn ăn khớp với nhiều trục

c.Theo cách điều khiển

Hộp s tự động thường

Hộp s tự động điện tử ( gọi là EAT )

1.2.3 Yêu cầu chung của hộp s trong truyền động thủy lực

Chuyển s nhanh chóng êm dịu và chính xác, không gây giật hoặc gây n

D i tỉ s truyền hợp lý nhằm tận dụng hết công su t động c và nâng cao kh năng tăng t c cho xe

Tiết kiệm nhiên liệu một cách t i đa có thể

Kết c u thuận lợi nh t có thể cho sửa chữa, b o dưỡng, chẩn đoán sự c trên xe

Độ bền cao, tính tin cậy lớn

Kích thước nhỏ gọn, kh i lượng không quá lớn nhằm tăng kho ng sáng gầm xe, nâng cao kh năng thông qua cho xe ở đường g ghề và gi m bớt trọng lượng của xe

Điều khiển dễ dàng

Giá thành hợp lý

Hiệu su t cao

Ngoài những yêu cầu trên hộp s được thiết kế cho xe trong đ án này là hộp s

tự động nên có những yêu cầu riêng sau:

Có s lượng s truyền phù hợp để tận dụng t i đa công su t động c

S lượng các phần tử điều khiển (PTĐK) thích hợp được b trí phù hợp đ i với dạng xe cầu trước hoặc sau chủ động Các chế độ làm việc của các phần tử điều khiển

ph i hợp lý gi m t n th t trong quá trình hoạt động n định của xe

Quá trình chuyển s nhanh chóng và chính xác thông qua các c c u điều khiển thủy lực và điện tử

Có kh năng lựa chọn các chế độ sang s phù hợp với sở thích của người lái và hành khách

Trong t t c các yêu cầu trên thì đ i với một xe đa dụng để chở hành khách, độ

êm dịu trong hoạt động là v n đề quan trọng hàng đầu

1.3 Cơ cấu hành tinh

1.3.1: Giới thiệu c c u hành tinh

C c u hành tinh là một c c u truyền động bằng bánh răng trong đó có t i thiểu một trục hình học của một bánh răng nào đó không c định.Bánh răng có trục hình học chuyển động gọi là bánh răng hành tinh Bánh răng hành tinh có thể có một hay một s

vành răng hoặc là một s bánh răng ăn khớp với nhau.Khâu mà trên đó b trí trục của các bánh răng hành tinh gọi là cần dẫn.Bánh răng mà trục hình học của nó trùng với trục chính gọi là bánh răng trung tâm.Khâu tiếp nhận mô men ngoại lực hay truyền t i trọng và là khâu trung tâm được gọi là khâu chính của c c u hành tinh.C c u hành tinh mà trong đó t t c ba khâu chính đều quay được gọi là c c u vi sai Bộ truyền hành tinh có thể là một dãy hay một s dãy hành tinh kết n i với nhau C sở của bộ truyền hành tinh là các dãy hành tinh bao g m các bánh răng ăn khớp ngoài hay ăn khớp dạng hỗn hợp (c c u hành tinh mà khâu chính là bánh răng trung tâm và một cần dẫn) Ph biến nh t là các dãy hành tinh với các bánh răng ăn khớp hỗn hợp Vì chúng tạo được tỷ s truyền lớn và kích thước nhỏ gọn

Hộp s hành tinh đặt sau biến mô men của hệ th ng truyền lực Khác với truyền động bánh răng thông thường trong truyền động hành tinh Các trục và bánh răng trong

su t thời gian làm việc có thể thay đ i vị trí của mình trong không gian Ngoài chuyển động quay quanh trục của mình các bánh răng thực đ ng thời chuyển động lăn xung quanh bánh răng trung tâm Việc chuyển s trong các bộ truyền này nhờ các ly hợp, phanh đĩa

Trong hộp s tự động không có cần chuyển s mà chỉ có cần chọn s Cần chọn

s nhằm xác định giới hạn kh năng tự động chuyển s trong một kho ng thời gian

- Lực truyền đ ng thời qua một s cặp bánh răng ăn khớp, ứng su t trên răng nhỏ

Ăn khớp trong nên đường kính vòng tròn ăn khớp lớn

- Kích thước nhỏ gọn

- Có tỷ s truyền cao

- Hiệu su t làm việc cao, vì các dòng lực có thể là song song, ma sát sinh ra tiêu

hao năng lượng nhỏ do chỉ có sự chuyển động tư ng đ i

b Nhược điểm :

- Công nghệ chế tạo đòi hỏi ph i chính xác cao: Trục l ng, bánh răng ăn khớp

nhiều vị trí

- Kết c u phức tạp: Nhiều cụm chi tiết l ng nhau, trục l ng, phanh, ly hợp khóa

- Lực ly tâm trên các bánh răng hành tinh lớn do chúng quay với t c độ lớn

- Khi dùng nhiều ly hợp và phanh trong c c u sẽ làm tăng t n hao công su t khi

chuyển s , do đó hiệu su t gi m

1.3.3 Phân loại c c u hành tinh

a Phân loại theo số bậc tự do

- Để nhận được một tỷ s truyền hoàn toàn xác định, trong hộp s hành tinh chỉ có một bậc tự do, các bậc tự do khác ph i được loại trừ bằng liên kết cứng Do vậy, s bậc tự

do trong c c u bằng s liên kết cứng cộng với 1

- Nếu c c u gài một s truyền cần ph i đóng một phanh d i hoặc ly hợp khóa, tức ph i tạo ra một liên kết cứng Như vậy s bậc tự do trong c c u là hai bậc tự do

- Trong hộp s hành tinh 4, 5 bậc tự do và để gài được một s truyền cần ph i có 3, 4 liên kết đ ng thời

B ng 1-1 Kiểu CCHT và s lượng s truyền, s lượng phần tử ma sát

B ng 1-2 Kiểu CCHT và dãy s CCHT, s lượng phần tử ma sát

b Phân loại theo đặc tính ăn khớp

Theo đặc tính ăn khớp c c u hành tinh phân ra :

- Dãy hành tinh ăn khớp trong, ngoài và hỗn hợp Loại này thường có kết c u nhỏ

gọn, độ cao và thường hay được dùng trên ô tô (hình 1.4a)

- Dãy hành tinh ăn khớp ngoài, loại này thường dùng cho hộp s c khí có t c độ

th p, thông thường ít dùng trên ô tô vì có hiệu su t th p (hình 1.4c)

Hình 1.4 Các dãy c c u hành tinh c b n

H- Bánh răng hành tinh, M- Bánh răng mặt trời, N – Bánh răng bao,

G – Cần dẫn, 1, 2 – Cặp bánh răng côn

c Phân loại theo kết cấu

Theo theo kết c u chia c c u hành tinh ra các loại sau

- Loại dùng bánh răng trụ, răng thẳng hoặc răng nghiêng (hình1.4a và 1.4c) Loại

này dùng chủ yếu trong hộp s hay truyền lực bánh xe

- Loại dùng bánh răng côn (hình 1.4b và 1.4d) Dãy hành tinh dùng bánh răng côn

thường sữ dụng trong cụm vi sai giữa các bánh xe (hình 1.4b) hay giữa các cầu (hình 1.4d)

d Phân loại theo số khâu

- Nếu coi bánh răng hành tinh chỉ là khâu liên kết thì c c u hành tinh chia ra: Ba khâu,

b n khâu và năm khâu

- Bộ truyền hành tinh một dãy có ba khâu c b n: N (Vành răng bao), M (bánh răng trung tâm), G (cần dẫn) là bộ truyền đ n gi n nh t

- Bộ truyền ba khâu : Hình 1-5a và 1-5b

- Bộ truyền b n khâu: Hình 1-5c

- Loại năm khâu ít dùng, vì khi tăng s khâu thì s bậc tự do của c c u cũng tăng lên,

đ ng thời để đáp ứng các tỷ s truyền xác định đòi hỏi gi i pháp công nghệ phức tạp, tăng giá thành

Hình 1-5 Dãy c c u hành tinh ba khâu (a, b) và b n khâu (c)

H- Bánh răng hành tinh, M- Bánh răng mặt trời,

N – Bánh răng bao, G – Cần dẫn,

a), b) -Bộ truyềnhành tinh 3 khâu, b)- Bộ truyền hành tinh 4 khâu

1.3.4 Quan hệ động học và động lực học của các dãy hành tinh

a Động học:

Hình 1-6 Mô t c u trúc và các quan hệ động học, động lực học của c

c u hành tinh c b n

Bánh răng mặt trời M, Giá bánh răng hành tinh G, Vành răng N

r M , r N - Bán kính vòng lăn của các bánh răng M, N;

r G - Bán kính vòng quay của cần dẫn G;

M N , M M , M G - Mô men tác động lên các cơ cấu N, M, G;

F M , F N , F G - Nội lực do cơ cấu M, N, G sinh ra;

- Quan hệ động học giữa các phần tử của một dãy hành tinh có thể xác định bằng phư ng pháp đ thị hay gi i tích sau

+ Phư ng pháp gi i tích có thể dựa trên việc xây dựng họa đ vận t c của các khâu, thuận tiện để nghiên cứu s đ c u trúc của bộ truyền, nhưng chỉ cho giá trị gần đúng khi xác định các tỷ s truyền

Khi dùng phư ng pháp gi i tích, ta coi cần dẫn đứng yên và xác định tỷ s truyền giữa các bánh răng trung tâm theo công thức:

K n

n

n n i

G N

G M G N

G M G

Trong đó:

nM, nN, nG – s vòng quay của các bánh răng M, N và cần G

N

 , G– t c độ góc các bánh răng N và cần G

K – được gọi là thông s động học của dãy hành tinh

D u '' – '' ở đây thể hiện chiều quay của các bánh răng trung tâm và bao là ngược chiều nhau

Chỉ s trên trong các kí hiệu là chỉ s của khâu c định

Giá trị K được xác định qua bán kính vòng lăn r hoặc s răng Z:

M N M

N

Z

Z r

r

Trong đó:

rM, rN, - bán kính vòng lăn của các vòng răng M, N

ZM, ZN – S răng của các bánh răng M, N

Phư ng trình động học của dãy hành tinh như trên là:

  G N

Ta có thể xác định t c độ góc của M, N, G khi đã biết khâu nào là chủ động, khâu

bị động và các liên kết trong các phần tử của dãy

Giá trị K của dãy bị hạn chế bởi kích thước của các bánh răng hành tinh và của kích thước chung Giá trị K thường nhận được nhận từ 1,5 – 4

b Động lực học

Các lực và mô men tác dụng lên các phần tử của dãy hành tinh được xác định từ điều kiện cân bằng các mômen ngoại lực Nếu bộ truyền có 3 khâu chính và bỏ qua ma sát, thì khi chuyển động n định (quay đều) có thể viết:

Với: MM, MN, MG – mômen tác động lên các c c u M, N, G

- Các mômen ngoại lực có hướng ngược với hướng của các nội lực F , M F N vaì F G tác dụng lên các khâu tư ng ứng Giá trị lực F G trong c c u một dãy được xác định bằng phư ng pháp hợp lực tác dụng tại điểm tiếp xúc

- Giá trị MG tạo nên lực đặt tại tâm của bánh răng hành tinh

G

G G

- Trong bộ truyền hành tinh, đỡ của các bánh răng hành tinh còn chịu tác dụng của lực ly tâm:

G G lt

lt m r

F  2

Ở đây:

lt

m - Kh i lượng bánh răng hành tinh quay tư ng đ i đ i với cần dẫn

- Lực ly tâm này khi G lớn, có thể lớn h n nhiều lần so với lực tác dụng tại điểm ăn khớp của các bánh răng Do vậy, bánh răng, trục và của nó ph i có độ cứng vững cao, kích thước và trọng lượng càng nhỏ càng t t Cần dẫn là bộ phận quyết định đến tính

ch t chịu t i của các bánh răng hành tinh, nó thường được chế tạo dạng kh i liền hay là

có hai mặt bích lớn để tránh đặt công xôn cho trục bánh răng hành tinh

1.3.5 Các c c u hành tinh thường dùng trên ô tô

C u tạo của hộp s hành tinh dùng trên ô tô và các phư ng tiện giao thông khá phức tạp Nó được tạo thành từ các c c u hành tinh c b n hoặc từ các c c u hành tinh t hợp Trên ô tô và hay sữ dụng nh t là trên ô tô du lịch ba dạng c c u hành tinh điển hình sau:

a) Cơ cấu hành tinh kiểu wilson

- C c u hành tinh kiểu wilson đ n gi n

Sơ đồ cấu tạo:

C c u hành tinh kiểu wilson là bộ truyền hành tinh một dãy đ n g m các bánh răng

ăn khớp hỗn hợp (ăn khớp trong và ngoài) và có ba trục

Các chi tiết bao g m:

Một bánh răng trung tâm M có răng ngoài đặt trên một trục quay, một vành răng bao

N có răng trong đặt trên một trục quay khác đ ng tâm với trục quay của M, các bánh

răng hành tinh đặt giữa M, N và ăn khớp đ ng thời, ăn khớp ngoài với M và ăn khớp trong với N, trục các bánh răng hành tinh n i cứng với nhau trên cần dẫn G và chuyển động quay xung quanh đường tâm M, N Trục của cần dẫn G là trục thứ ba của c c u hành tinh

Như vậy ba trục của c c u hành tinh có cùng đường tâm quay và ở dạng trục l ng hay được gọi là đường tâm trục của c c u hành tinh Các trục đều có thể quay tư ng

đ i với nhau S lượng bánh răng hành tinh tùy thuộc vào từng kết c u cụ thể mà có 1,

2, 3, 4 bánh răng hành tinh Các bánh răng hành tinh vừa có kh năng quay xung quanh trục của nó vừa có kh năng quay xung quanh trục của c c u hành tinh

C c u hành tinh wilson có ba phần tử: Bánh răng trung tâm, bánh răng hành tinh và vành răng bao

Bánh răng hành tinh được coi là khâu liên kết giữa hai khâu còn lại M và N Theo phân tích động học của hộp s chúng cần có một phần tử chủ động và một phần tử bị động Do vậy, để nhận được một tỷ s truyền xác định khi đó c c u có hai kh năng

x y ra như sau:

+ Khóa một phần tử với vỏ hộp s + Khóa hai phần tử với nhau

C hai kh năng đều cho phép nếu trục vào quay với t c độ n định thì t c độ góc của trục ra cũng sẽ n định

Hình 1-7 C c u hành tinh kiểu wilson

N - Vành răng bao; G - Cần dẫn; M - Bánh răng trung tâm; H - Bánh răng hành tinh

Tỷ s truyền của c u hành tinh wilson được xác định theo quan hệ sau:

cd bd bd

cd

M

M n

n

i 

Với : ncd, nbd – s vòng quay của bánh chủ động và bánh bị động

Mcd, Mbd – mô men bánh chủ động và mô men bánh bị động

Khả năng sủ dụng

Kh năng sử dụng của c c u hành tinh wilson được trình bày dưới dạng s đ trạng thái (b ng 2-3) Trong b ng cho th y c c u wilson có thể có 7 trạng thái và phần tử liên kết được hiểu là phần tử n i với vỏ hoặc liên kết giữa hai phần tử với nhau

B ng 2-3 S đ các kh năng làm việc và ứng dụng của c c u hành tinh kiểu wilson

vao

M

M n

G G

M

r

r M

M n

M M

G

r

r M

M n

S truyền nhanh

M N M

N N

M

r

r M

M n

M M

N

r

r M

M n

N N G

r

r M

M n

nhanh OD

6 N G M

N M N

G G

N

r

r M

M n

Khả năng sử dụng trong hộp số ô tô:

Kh năng sữ dụng tỷ s truyền của c c u hành tinh với chức năng là hộp s trên ô

tô phụ thuộc vào kết c u và giới hạn làm việc của động c Trong hộp s ô tô mặc dù

đã sữ dụng kết c u trục l ng nhưng cũng không thể thường xuyên thay đ i trục chủ động và trục bị động

Thực tế trong hộp s hành tinh mỗi c c u hành tinh chỉ đ m nhận có hai tỷ s truyền (nằm trong 5 trạng thái, trừ trang thái ở s Mo) Các hộp s hành tinh thường t hợp hai hay nhiều c c u hành tinh kiểu wilson

b) Cơ cấu hành tinh kiểu wilson tổ hợp

Tổ hợp bộ truyền cơ bản

Để đáp ứng s lượng tỷ s truyền cần thiết (ba đến năm s tiến), trong hộp s hành tinh của ô tô thường dùng từ hai đến ba c c u hành tinh kiểu wilson với hai dạng ghép

n i c b n sau: ghép n i tiếp và ghép n i song song

+ Ghép n i tiếp hai c c u hành tinh wilson (Hình 1-7a): Tỷ s truyền được tính bằng tích giữa hai tỷ s truyền của các c c u hành tinh kiểu wilson và s lượng s truyền được nhân lên g p đôi

+ Ghép n i song song hai c c u hành tinh wilson (Hình 1-7b):

Hình 1-7 S đ ghép hai dãy c c u hành tinh Wilson

M 1 , M 2 – Bánh răng trung tâm dãy 1 và 2; N 1 , N 2 - Vành răng bao dãy 1 và 2;

H 1 , H 2 – Bánh răng hành tinh dãy 1 và 2, G 1 , G 2 - Cần dẫn dãy 1 và 2

a) Ghép nối tiếp hai dãy cơ cấu hành tinh; b) Ghép song song hai dãy cơ cấu hành tinh.; Dãy 1 (W 1 ), dãy 2 (W 2 )

Tổ hợp các loại bộ truyền theo nhóm:

Hộp s chính có thể chia ra : một hoặc nhiều nhóm tỷ s truyền

+ Hộp s có một nhóm tỷ s truyền g m c c u hành tinh kiểu SIMPSON, RAVIGNEAUX hay t hợp các kiểu từ c c u hành tinh kiểu WILSON

+ Hộp s có hai hay nhiều tỷ s truyền g m các c c u hành tinh đã được t hợp như trên cùng với c c u hành tinh kiểu WILSON đ n gi n

Trên các ô tô con hiện đại thường b trí các loại động c có s vòng quay lớn (từ 1000- 6000 vòng/phút) hộp s cần có nhiều s truyền và tỷ s truyền thay đ i trong giới hạn rộng trong khi đó không gian b trí chỉ cho phép trong giới hạn nh t định, vì thế hộp s đã được thiết kế có c u tạo thành hai phần (tức tạo ra hai nhóm tỷ s truyền) nhằm gi m bớt tỷ s truyền cho các bộ truyền, làm gọn bớt kích thước chung

Đ i với loại hộp s hai nhóm tỷ s truyền này được chia ra hai phần như sau: phần chính hộp s và phần phụ hộp s

Phần phụ hộp s có thể đặt trước hoặc đặt sau phần chính hộp s , tỷ s truyền trong phần phụ có thể có s truyền thẳng và s truyền tăng nhưng cũng có thể là s truyền thẳng và s truyền gi m

Trong trường hợp có s truyền gi m thì s D- là s truyền gi m, s OD- là s truyền thẳng

Tỷ s truyền chung trong hộp s được tính toán từ tỷ s truyền của các phần trong hộp s Hộp s chính có nhiều nhóm tỷ s truyền không sử dụng trên ô tô con

c) Cơ cấu hành tinh kiểu SIMPSON

C c u hành tinh kiểu Simpson g m hai c c u hành tinh Wilson Các phần tử

M1, N1, H1, G1 thuộc dãy hành tinh thứ nh t, M2, N2, H2, G2 thuộc dãy hành tinh thứ hai Chúng đã được ghép n i như sau:

+ Hai bánh răng trung tâm M1 và M2 đặt trên cùng một trục quay (liên kết cứng) + Giá hành tinh G2 liên kết cứng với vành răng bao N1.

Hình 1-8 S đ c c u hành tinh t hợp SIMPSON

M 1 , M 2 – Bánh răng trung tâm 1 và 2; N – Vành răng bao;

Phần tử khóa

Phần tử chạy

không

tính

Kh năng chế tạo i

ứng dụng trong hộp s

1

1 2

2

2

1

N N M M N

M

r

r r

r r

r

S truyền chậm

3

K1 n i với K2

1 1

d) Cơ cấu hành tinh kiểu RAVIGNEAUX

- Trong c c u hành tinh kiểu Ravigneaux chia ra hai dạng b trí:

+ Phư ng án A : c c u cho ba s tiến 1, 2, 3 và một s lùi R

+ Phư ng án B : c c u cho b n s tiến 1, 2, 3, 4 và một s lùi R

C u tạo c c u hành tinh của kiểu Ravigneaux g m hai bánh răng mặt trời M1,

M2 n i với hai trục khác nhau, hai nhóm bánh răng hành tinh H1, H2, ăn khớp với nhau

và đặt chung trên một giá hành tinh G, một bánh răng ngoại luân N ăn khớp với H2, còn H1 ăn khớp với M1 S đ c u tạo trình bày trên (hình 1-9)

Hình 1-9 S đ c c u hành tinh kiểu Ravigneaux

M 1 – Bánh răng mặt trời 1; N 1 - Bánh răng bao 1;

H 1 – Bánh răng hành tinh 1; G 1 - Cần dẫn 1

M 2 – Bánh răng mặt trời 2; N 2 - Bánh răng bao 2;

H 2 – Bánh răng hành tinh 2; G 2 - Cần dẫn 2

B ng 2-5 Nguyên lý làm việc của c c u với hai phư ng án A và B :

Phần

tử khóa

Phần

tử chạy không

tính tỷ s truyền i

Kh năng chế tạo tỷ

s truyền i

ứng dụng trong hộp s

r t chậm

2

2 11

M K M

K M

K

r r r

r r

S truyền thẳng

Từ nguyên lý làm việc của c c u (b ng 2-5) nhận th y trục chủ động có thể liên kết

với M1, M2, trục bị động liên kết với N do vậy kết c u b trí trên hộp s ô tô đ m b o tính hợp lý cao Khi M1 và M2 khóa cứng với nhau tạo nên s truyền thẳng So với c

c u hành tinh kiểu Simpson và kiểu Ravigneaux cho kho ng tỷ s truyền rộng h n, ít

gặp khó khăn trong chế tạo, vì thế nhiều hãng đã áp dụng c c u hành tinh kiểu này trên ô tô con từ nhiều năm trước đây

Hình 1-9 Các trạng thái làm việc ở các số 1, 2, 4 và số lùi (R) của cơ cấu hành tinh

kiểu Ravigneaux

C c u hành tinh là một c c u truyền động bằng bánh răng trong đó có t i thiểu một trục hình học của một bánh răng nào đó không c định.Bánh răng có trục hình học chuyển động gọi là bánh răng hành tinh Bánh răng hành tinh có thể có một hay một s vành răng hoặc là một s bánh răng ăn khớp với nhau.Khâu mà trên đó b trí trục của các bánh răng hành tinh gọi là cần dẫn.Bánh răng mà trục hình học của nó trùng với trục chính gọi là bánh răng trung tâm.Khâu tiếp nhận mô men ngoại lực hay truyền t i trọng và là khâu trung tâm được gọi là khâu chính của c c u hành tinh.C c u hành tinh mà trong đó t t c ba khâu chính đều quay được gọi là c c u vi sai.Bộ truyền hành tinh có thể là một dãy hay một s dãy hành tinh kết n i với nhau C sở của bộ truyền hành tinh là các dãy hành tinh bao g m các bánh răng ăn khớp ngoài hay ăn khớp dạng hỗn hợp (c c u hành tinh mà khâu chính là bánh răng trung tâm và một cần

dẫn) Ph biến nh t là các dãy hành tinh với các bánh răng ăn khớp hỗn hợp Vì chúng

tạo được tỷ s truyền lớn và kích thước nhỏ gọn

Hộp s hành tinh đặt sau biến mô men của hệ th ng truyền lực Khác với truyền động bánh răng thông thường trong truyền động hành tinh

Các trục và bánh răng trong su t thời gian làm việc có thể thay đ i vị trí của mình trong không gian Ngoài chuyển động quay quanh trục của mình các bánh răng thực đ ng thời chuyển động lăn xung quanh bánh răng trung tâm

Việc chuyển s trong các bộ truyền này nhờ các ly hợp, phanh đĩa và phanh dãi Trong hộp s tự động không có cần chuyển s mà chỉ có cần chọn s Cần chọn

s nhằm xác định giới hạn kh năng tự động chuyển s trong một kho ng thời gian

nh t định

CHƯƠNG 2 ĐỒNG BỘ HÓA ĐẶC TÍNH ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG VÀ BIẾN MÔ THỦY LỰC

Khác với hệ th ng truyền lực c khí thông thường, trong hệ th ng truyền lực có truyền động thủy lực biến mô được đặt ngay sau động c do đó đường đặc tính mô men truyền từ động c đến hộp s bị thay đ i Chúng ta cần ph i xây dựng được đường đặc tính ra trên trục của biến mô bằng cách đ ng bộ hóa đường đặc tính của động c và đường đặc tính của biến mô

2.1 Giới thiệu về biến mô dùng trong hệ thống lực có truyền động thủy lực

2.1.1 Kết c u của biến mô

1- Bánh bơm, 2- Vành dẫn hướng , 3- Vỏ biến mô, 4- Vỏ hộp số,

5- Trục sơ cấp hộp số, 6- Bu lông nối tấm dẫn động với bánh bơm,

7- Tẫm dẫn động, 8- Cánh van

Với nhiệm vụ là giúp tích tụ năng lượng lên các dòng dầu chuyển động trong biến mô nhờ l y năng lượng từ trục khuỷu động c thì kết c u và ch t lượng bề mặt cánh b m nh hưởng r t lớn đến hiệu su t và c quá trình khuếch đại mô men của biến

mô Vì vậy việc đúc liền và gia công bề mặt cánh b m trên bánh b m đòi hỏi công nghệ gia công r t cao không ph i hãng s n xu t ô tô nào cũng làm được, còn phư ng pháp lắp rời từng cánh lên bánh mang cánh thì được ch p nhận rộng rãi và nhanh chóng vì tính công nghệ và tính kinh tế cao của phư ng pháp này

Ngày nay đa s các biến mô thủy lực dùng trên ô tô điều chế tạo theo phư ng pháp lắp từng cánh rời nhưng nếu là biến mô này sử dụng trên tàu biển hay phư ng tiện thuộc lĩnh vực quân sự thì phư ng pháp đúc liền các cánh với vỏ biến mô được dùng nhiều h n

b Tua bin:

R t nhiều cánh quạt được lắp trong tua bin Hướng cong của các cánh này ngược chiều với các cánh trên cách b m Tu c bin lắp trên trục s c p hộp s sao cho các cánh của nó đ i diện với các cánh trên bánh b m, giữa chúng có khe hở r t nhỏ

1 2

M t , n t - Mômen và số vòng quay tua bin

Cánh tua bin được thiết kế với góc đặt cánh lớn h n so với cánh b m Vì cánh tua bin có nhiệm vụ thu nhận động năng và áp năng được vận chuyển theo dòng dầu đi

ra từ cánh b m Ngoài ra về s lượng cánh là bằng s lượng cánh mang trên bánh b m, cũng được thiết kế các vành dẫn hướng để dòng ch y được êm Công nghệ chế tạo và yêu cầu bề mặt của bánh tua bin có nhiều điểm tư ng đ ng với nhau

c Bộ đ o chiều :

Là bộ phận đặt giữa bánh b m và tua bin Công dụng của bộ đ o chiều là thay

đ i chiều dòng dầu chuyển động từ tâm tua bin đến tâm bánh b m

Chiều dòng dầu chuyển động từ bánh b m sang bánh tua bin là cùng chiều với chiều quay kim đ ng h , nhưng chiều dòng dầu đi qua bánh tua bin thì ngược lại Nếu

để dòng dầu trở lai bánh b m thì chiều của nó sẽ đ i diện với chiều dòng dầu đi ra từ

bánh b m Bánh b m ph i sử dụng một phần mômen từ động c để làm thay đ i chiều chuyển động dòng dầu của dòng dầu đến từ tua bin

Khi áp dụng bộ đ o chiều, nó điều chỉnh chiều chuyển động của dòng dầu sau khi ra khỏi bánh tua bin cùng chiều với chiều dòng dầu đi ra khỏi bánh b m

Bộ đ o chiều g m có : bánh phản ứng lắp ghép với khớp một chiều

+ Bánh phản ứng : B trí nhiều cánh để tiếp nhận dòng dầu đi ra từ cánh tuabin và

hướng cho chúng đập vào mặt sau của cánh b m làm cho cánh b m được “cường hóa” Khi ch t lỏng qua bánh ph n ứng sẽ truyền cho nó một mômen quay, nhưng do bánh c định với vỏ nên có tác dụng như một điểm tựa và truyền lại cho ch t lỏng một mômen động lượng Nếu bánh ph n ứng quay tự do thì mômen quay của trục dẫn truyền cho

trục bị dẫn không thay đ i Khi đó biến mômen làm việc như một khớp n i thủy lực

4

5

M, n

2 3 1

Hình 2-3 Bánh ph n ứng

1- Bánh phản ứng; 2- Khớp một chiều; 3- Trục stator;

4- Vỏ hộp số; 5- Trục sơ cấp hộp số

M, n – Mô men và số vòng quay trục sơ cấp hộp số

Tuy không đóng vai trò chủ đạo trong việc truyền công su t nhưng bánh ph n ứng lại có vai trò quyết định tới hiệu su t của c biến mô thủy lực trong một s trường

hợp, đ ng thời là kh năng giúp biến mô khuếch đại mô men do động c sinh ra trong

một s trường hợp Đây là lý do chính bánh ph n ứng được thiết kế cùng bánh b m và

bánh tua bin trong cùng một biến mô thủy lực

+ Khớp một chiều:

Bánh ph n ứng với mục đích khuếch đại mômen động c sinh ra và ngăn chặn

hiện tượng gi m hiệu su t của biến mô thủy lực, khi t c độ bánh tua bin gần bằng t c

độ bánh b m thì bánh ph n ứng cần ph i có khớp một chiều đi liền cùng kết c u của

nó Hiện nay trong các loại hộp s tự động có hai loại khớp một chiều hay sử dụng

nhiều nh t là loại dùng bi trụ và loại dùng con lăn

+ Khớp một chiều dạng bi trụ

Dạng trụ lăn (Hình 2- 4), bao g m b n chi tiết: vành trong, vành ngoài, các bi trụ và

lò xo tỳ giữ bi trụ luôn tiếp xúc với các vành Bề mặt làm việc của một vành được làm

ở dạng hình trụ, còn vành kia dạng cong theo hướng tạo nên chiều rộng chứa bi thay

đ i (dạng đường cong thân khai) Do vậy, giữa chúng tạo thành hình chêm

2 1

3

5 4

6

Hình 2-4 Khớp một chiều dạng bi trụ

1 - Vành ngoài; 2 - Bi trụ ; 3 - Lò xo tỳ; 4 - Đệm tỳ;

5 -Vành trong; 6- Mặt rãnh chêm;

Nguyên lý làm việc: G m một vành trụ trong tr n và một vành ngoài có mặt cong theo hướng tạo nên chiều rộng chứa bi thay đ i Các viên bi trụ nằm trong rãnh chêm này và luôn luôn được tỳ sát vào thành bằng các lò xo tạo xu hướng luôn khóa giữa hai vành với nhau Khi các viên bi chạy vào chỗ h p tạo trạng thái khóa Sự dịch chuyển của viên bi phụ thuộc vào chiều quay, chiều nghiêng của mặt chêm

+ Khớp một chiều dạng cam

Loại thứ hai hay được dùng là loại dùng con lăn dạng cam để thực hiện khóa

Có kết c u bao g m: Vành trong, vành ngoài, các con lăn bằng thép và lò xo giữ có

nhiệm vụ giữ cho các con lăn luôn có xu hướng tỳ vào hai vành và khóa vành ngoài với vành trong (hình 2-5a và 2-5b) Tuy chỉ với kết c u r t đ n gi n như vậy nhưng khớp một chiều này lại đóng vai trò r t quan trọng trong việc giúp cho bánh ph n ứng đạt

được ý đ thiết kế đưa ra

Con lăn dạng cam được lắp giữa hai vành trong và ngoài của bánh ph n ứng, có nhiệm vụ chỉ cho hai vành trong và ngoài của stator quay tự do với nhau theo chiều A còn theo chiều B thì không được

Khi vòng ngoài có hướng quay theo hướng như (hình 2-5a), nó sẽ n vào đầu các con lăn Do kho ng cách L1< L nên con lăn bị nghiêng đi, cho phép vòng ngoài quay

Hình 2-5a Khớp một chiều dạng cam

1- Vành ngoài; 2- Cam; 3- Vành trong; 4- Lò xo giữ

Khi vòng ngoài có hướng quay theo chiều ngược lại, con lăn không thể nghiêng

đi do kho ng cách L2 > L Kết qu làm cho con lăn có tác dụng như một miếng chêm khóa vành ngoài và giữ cho nó không chuyển động Lò xo giữ được lắp thêm để trợ giúp thêm con lăn, nó giữ cho các con lăn luôn nghiêng một chút theo hướng khóa vòng ngoài

Hình 2-5b Khớp một chiều dạng cam

2.1.2 S đ và nguyên lý làm việc

S đ nguyên lý làm việc của biến mômen thủy lực (hình 2-6) Ngoài các bánh

b m và bánh tua bin còn có thêm một bộ phận nữa là bánh ph n ứng Bánh ph n ứng

được đặt trên khớp hành trình tự do (khớp một chiều) cho phép quay tự do theo một chiều

1

Hình 2-6 S đ nguyên lý của biến mô men thủy lực

1- Bánh bơm; 2- Vành dẫn hướng; 3- Vỏ biến mô; 4- Vỏ hộp số; 5- Trục sơ cấp hộp số; 6- Bu lông; 7- Tấm dẫn động; 8- Khớp một chiều; 9- Trục khu u động cơ; 1

- Bánh phản ứng; 11- Bánh tua bin; 12- Vành dẫn hướng bánh tua bin;

M b , n b - Mô men và số vòng quay bánh bơm

M b , n b - Mô men và số vòng quay bánh tua bin

Nguyên l làm việc:

Bánh b m 1 được gắn c định với t m dẫn động 7 n i cứng với trục khuỷu động

c 9 và quay với t c độ góc b

Bánh tua bin 11 được lắp trên trục bị động 1 (trục s c p hộp s ) bằng then hoa

và quay với t c độ góc T

Các bánh nằm trong một vành xuyến khép kín tạo bu ng công tác và được nạp đầy ch t lỏng có áp su t dư Hình dạng bu ng công tác đ m b o t n th t năng lượng ít

nh t khi ch t lỏng chuyển từ bánh này sang bánh khác

Trong biến mô men tryền năng lượng qua ch t lỏng Ch t lỏng có áp su t đóng vai trò truyền năng lượng giữa tua bin và bánh b m Cụ thể bánh b m (B), tua bin (T), bánh ph n ứng (P) đặt trong dầu có áp su t và đặt trong vỏ kín, khi bánh b m quay cùng với động c làm cho dầu chuyển động, dưới tác dụng của lực ly tâm dầu chạy ra ngoài và tăng t c độ Ở mép bên ngoài dầu đạt t c độ cao nh t và hướng theo các bánh trong bánh b m đập vào bánh của tua bin, tại tua bin nó truyền năng lượng và gi m dần

t c độ theo các cánh dẫn của tua bin chạy vào trong Khi dầu tới mép trong bánh tua bin nó r i vào cánh của bánh ph n ứng và theo các cánh dẫn chuyển sang bánh b m

Cứ như thế ch t lỏng chuyển động tuần hoàn theo đường xoắn c trong giới hạn hình xuyến (BT,T P,PB)

Hình 2-7 Chuyển động của dòng dầu trong biến mô

Quá trình dầu chuyển động trong bánh b m là quá trình tích năng, quá trình dầu

di chuyển trong bánh tua bin là quá trình truyền năng lượng, còn trong bánh ph n ứng

là quá trình đ i hướng chuyển động

Nguyên lý làm việc của biến mô men thủy lực dựa trên c sở của định luật biến thiên mô men động lượng và được gi i thích như sau: Tại điểm dòng dầu đi vào bánh

b m, t c độ dòng ch t lỏng trung bình, biểu diễn bằng đường ch m gạch (hình 2-8) có giá trị tuyệt đ i là vb1 T c độ này có thể phân tích thành hai thành phần: T c độ vòng hay còn gọi là t c độ theo ub1 và t c độ tư ng đ i wb1

Hình 2-8 S đ nguyên lý làm việc của biến mô men thủy lực

Sau khi đi vào bánh b m, ch t lỏng chuyển động theo profin cánh dẫn đi từ tâm

ra mép ngoài (hình 2-8) Dòng ch t lỏng có t c độ là v b2 u b2 w b2

Khi chuyển động từ trong ra ngoài bánh b m trong vòng lưu thông, năng lượng

và động lượng của dòng ch t lỏng tăng lên nhờ mô men truyền cho bánh b m từ trục khuỷu động c Hiệu mô men động lượng của ch t lỏng đ i với trục quay của bánh

b m khi đi vào và đi ra khỏi nó chính bằng mô men trên trục bánh b m và xác định theo biểu thức :

) cos cos

.

Ở đây:

G

m : Kh i lượng ch t lỏng ch y qua bánh b m trong một giây

R1, R2: Bán kính bánh công tác ở điểm vào và điểm ra của ch t lỏng trên quỹ

đạo trung bình

a, b: Góc tư ng ứng giữa các vec-t t c độ tuyệt đ i vb1, vb2 và các t c độ theo

ub1, ub2 Khi ch t lỏng đi ra khỏi bánh b m thì cũng là đi vào bánh tua bin Vì giữa bánh

b m và bánh tua bin không có bánh ph n ứng nên động năng của dòng ch t lỏng khi ra khỏi bánh b m và vào bánh tua bin không thay đ i, nhưng vận t c tuyệt đ i của dòng

ch t lỏng khi ra khỏi bánh tua bin sẽ thay đ i chiều (do hình dạng của bánh tua bin)

Điều này có nghĩa là khi đi từ ngoài vào trong, ch t lỏng truyền cho tua bin một mômen bằng về trị s với mô men trên trục bánh b m Mặc khác theo định luật biến thiên mômen động lượng thì mô men tác dụng lên bánh tua bin cũng chính bằng hiệu

mô men động lượng của ch t lỏng đ i với trục quay tua bin khi đi vào và ra khỏi nó, do

Ở đây:  - Góc giữa u t1và v t1 tại điểm ra của bánh tu cbin

Khi ra khỏi bánh tua bin, dòng ch t lỏng ch y qua bánh ph n ứng được gắn c định thông qua khớp một chiều và tác dụng lên nó một mô men Mp cùng hướng với mô men Mb và có giá trị bằng:

mô men thủy lực

Khi t c độ quay của bánh b m nb = const, sự tăng t i trọng tác dụng lên trục bánh tua bin làm gi m t c độ quay nt của nó, do vậy lực ly tâm tác dụng lên ch t lỏng hướng ngược chiều với dòng ch y trong bánh đó gi m, làm lưu lượng ch t lỏng tuần hoàn qua bánh tua bin tăng T c độ Vt1 tăng và góc gi m Kết qu làm mô men xoắn

Mt tăng cho đến khi cân bằng với mô men t i có ích

Nếu t i trọng bên ngoài gi m thì s vòng quay của bánh tua bin tăng lên và do

đó mô men xoắn của bánh đó gi m tới trạng thái cân bằng mới với mô men c n

Quá trình tự động điều chỉnh chế độ làm việc của biến mô men thủy lực lúc này ngược với quá trình đã trình bày ở trên

Nguyên l khuyếch đại mô men

Khi biến mô ở chế độ khuyếch đại mô men, biến mô sử dụng năng lượng còn lại

của dòng dầu sau khi đi qua tua bin và bánh ph n ứng tiếp tục tác động vào cánh b m bằng cách nhờ vào tác dụng chuyển hướng của bánh ph n ứng thay đ i hướng va đập của dòng dầu quay về vào sau cánh b m Bánh ph n ứng khóa cứng với vỏ của biến

mô men thủy lực nên dòng ch t lỏng không trao đ i năng lượng với nó, nghĩa là trong bánh ph n ứng chỉ có biến đ i áp năng thành động năng Động năng có được này sẽ

truyền cho bánh b m khi dòng dầu quay về bánh b m Vì vậy mô men quay trên trục bánh tua bin có được sẽ lớn h n mômen trên trục bánh b m tại cùng một thời điểm

Nếu bánh ph n ứng quay tự do thì mô men xoắn của trục chủ động truyền cho trục bị động không thể tăng được Khi đó biến mô men thủy lực làm việc như ly hợp

thủy động

2.1.3 Các thông s c b n của biến mô

a Hệ s biến mô thủy lực

Kbm =

B

T M M

Trong đó :

MT : Mômen xoắn trên trục tuabin

MB : Mômen xoắn trên trục bánh b m

Hệ s biến mô thuỷ lực phụ thuộc vào điều kiện làm của ôtô khi Khi lực c n chuyển động tăng lên, vận t c ôtô gi m xu ng do đó s vòng quay của trục tuabin

gi m xu ng dẫn đến MT tăng lên do vậy Kbm tăng lên.Hệ s biến mô Kbm có giá trị lớn

nh t khi bánh tuabin bị hãm lại hoàn toàn nghĩa là nT=0 Ngược lại khi lực c n gi m đi, vận t c của ôtô tăng lên thì hệ s biến mô gi m xu ng Vậy tính ch t tự động làm việc thay đ i mômen xoắn của biến mô thuỷ lực là do tác động của dòng ch t lỏng lên các cánh tuabin bị thay đ i khi s vòng quay thay đ i

b Tỷ s truyền của biến mô

Tỷ s truyền của biến mô (ibm) là tỷ s giữa s vòng quay của trục bánh tuabin

c Hiệu su t của biến mô

ηbm =

B B

T T B

T

n M

n M N

N

.

 = Kbm.ibm