CHƯƠNG 2 HỘP SỐ TỰ ĐỘNG VÔ CẤP CVT
2.3 Nguyên lý điều khiển
2.3.2 Điều khiển lực ép dây đai
Việc tạo lực ép đai nhằm giữ lực ma sát giữa dây đai và các puly thích hợp, đảm bảo việc truyền moment đạt hiệu suất cao, dây đai luôn căng, không có hiện tượng trượt đai gây nguy hiểm cho hộp số. Lực ép đai phải giữ ở một mức thích hợp, không quá thấp cũng không quá cao. Đa số hộp số CVT tạo ra lực ép đai bằng áp lực dầu trong buồng xylanh thứ cấp ở puly thứ cấp đồng thời trang bị thêm một lò xo trụ ở puly này. Ngoài chức năng phối hợp với puly sơ cấp để thay đổi tỷ số truyền, xylanh thứ cấp còn có nhiệm vụ tạo áp suất để giữ lực ép dây đai. Lò xo trụ được trang bị thêm nhằm đảm bảo dây đai vẫn được ép nếu có trục trặc trên đường ống dầu, làm mất áp suất ép trong xylanh thứ cấp.
Hình 2.82 Điều khiển ép dây đai trên hộp số CVT K111 của Toyota
Đối với hộp số CVT K111 trên Toyota, bộ điều khiển sẽ điều khiển van điện từ SLS tạo áp suất dầu nhất định vào puly thứ cấp, kết hợp với cảm biến áp suất trong puly thứ cấp, bộ điều khiển có thể điều khiển chính xác lực ép dây đai.
Đối với hộp số CVT không sử dụng bộ biến mô như trên Audi A4, cảm biến moment sẽ đảm nhận nhiệm vụ điều khiển áp lực ép dây đai.
Khi xe hoạt động trong điều kiện không đổi, khe thoát dầu chỉ đóng một phần. Vậy nên dầu được bơm vào buồng xylanh áp suất cũng thoát ra một phần làm cho áp suất lúc này được giữ cố định và áp lực cân bằng với lực dọc trục do moment đầu vào gây ra.
Khi moment đầu vào tăng, nhờ vào cơ cấu các rãnh và các viên bi làm cho lỗ thoát dầu đóng nhiều hơn khiến dầu thoát ra ít hơn làm tăng áp suất trong buồng xylanh áp suất. Áp suất lúc này tăng lên cho đến khi cân bằng lại lực dọc trục và đẩy piston cảm biến moment mở lỗ thoát dầu nhiều lại, giữ áp suất ép ở mức cố định.
Tương tự khi moment giảm, lỗ thoát dầu được mở nhiều hơn làm áp suất giảm cho tới khi cân bằng lại lực dọc trục.
Hình 2.83 Cảm biến moment điều khiển lực ép dây đai cực đại
Tại mức moment lớn, lỗ thoát dầu sẽ đóng hoàn toàn, áp lực ép sẽ gia tăng nhanh chóng do đó đáp ứng được yêu cầu để truyền moment.
Áp lực ép dây đai tác dụng lên các puly không chỉ phụ thuộc ở moment đầu vào mà còn ở tỷ số truyền thực tế của các puly.
Hình 2.84 Cảm biến moment điều khiển lực ép dây đai trên hộp số của Audi
Hình 2.85 Đồ thị mối quan hệ áp lực ép dây đai và tỷ số truyền
Như biểu đồ, tỷ số truyền trong quá trình khởi động đòi hỏi áp lực ép là lớn nhất. Khi tỷ số truyền giảm dần thì lực ép dây đai cũng giảm. Để thực hiện được điều này, cảm biến moment được trang bị thêm buồng cảm biến moment thứ 2.
Áp suất trong khoang cảm biến moment thứ 2 được điều khiển bởi hai lỗ trên trục của puley sơ cấp. Những lỗ này đóng mở thông qua sự chuyển động ngang của puly di động sơ cấp.
Khi các puly thay đổi tới tỷ số truyền thấp ở tốc độ cao, những lỗ này được đóng lại. Các lỗ được mở hoàn toàn khi ở tỷ số truyền cao (khi khởi động).
Khi lỗ thoát dầu được mở ra, lúc này buồng xylanh áp suất sẽ thông với khoang cảm biến moment 2 và áp suất dầu bây giờ được truyền đi. Chính áp suất này sẽ chống lại lực ngang của cảm biến moment và di chuyển piston cảm biến moment về bên trái. Cạnh điều chỉnh mở lỗ thoát dầu nhiều hơn làm giảm áp suất dầu bên trong xylanh áp suất.
Hình 2.86 Cấu tạo khoang cảm biến moment 2 trên hộp số của Audi
Lợi ích chính của chu trình điều chỉnh áp suất 2 giai đoạn là để làm giảm áp lực ép, gia tăng hiệu suất có thể được tận dụng ở tỷ số truyền ở giữa.
Ngoài ra, để kết hợp với cảm biến moment điều khiển áp suất ép, hộp số CVT trên Audi còn có buồng khử áp suất động do dầu thuỷ lực gây ra trang bị trên puly thứ cấp.
Tại tốc độ cao, dầu hộp số trong buồng xylanh áp suất tạo ra lực ly tâm cao, dẫn đến gia tăng áp suất. Việc gia tăng này là điều không mong muốn và ảnh hưởng xấu đến việc điều khiển truyền moment.
Hộp số được trang bị thêm một buồng áp suất đối diện để khử áp suất động có thể xãy ra.
Buồng khử áp suất nhận và xả dầu thông qua thông qua lỗ phun dầu. Lỗ phun dầu này có nhiệm vụ cung cấp dầu hoặc xả dầu ra tuỳ thuộc vào áp suất cẩn thiết trong khoang áp suất.
Hình 2.87 Nguyên lý giảm lực ép dây đai khi xe chạy ở tốc độ cao