Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của biến mô thủy lực
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (923.97 KB, 9 trang )
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của biến mô thủy lực
Biến mô thủy lực hoạt động như thế nào?
(News.oto-hui.com) – Biến mô thuỷ lực là một loại khớp nối chất lỏng được sử dụng để
truyền năng lượng quay từ động cơ đến hộp số. Vị trí của biến mơ được đặt ở giữa động cơ
và hợp số & đóng vai trò như một ly hợp trong hộp số sàn. Chức năng chính của biến mơ là
cho phép tách tải trọng ra khỏi nguồn năng lượng chính đến từ động cơ.
Cấu tạo và ngun lí hoạt động của biến mơ thủy lực.
Xe được trang bị hộp số tự động sẽ khơng có ly hợp, vì vậy cần có một cách khác để duy trì
động cơ hoạt động trong khi bánh xe và bánh răng hộp số dần dừng lại. Hộp số sàn sử dụng
bộ ly hợp giúp ngắt sự kết nối giữa động cơ và hộp số còn hộp số tự động sử dụng biến mơ
thủy lực với vai trị tương tự.
Vị
trí
của biến mơ thuỷ lực.
Khi động cơ chạy khơng tải, chẳng hạn như dừng đèn đỏ, mô-men xoắn truyền qua bộ biến
mơ tuy nhỏ nhưng vẫn phải có tác động lên bàn đạp phanh để giữ xe đứng yên. Khi tài xế
nhả phanh và đạp ga, động cơ tăng tốc và bơm nhiều môi chất hơn vào bộ biến mô, vì vậy
nhiều năng lượng (mơ-men xoắn) hơn được truyền tới các bánh xe giúp xe chuyển động.
1. Chức năng của biến mô thủy lực:
Truyền năng lượng từ động cơ đến trục đầu vào hộp số.
Dẫn động bơm dầu của hộp số.
Tách động cơ & hộp số khi xe đứng yên.
Làm tăng mô-men xoắn nhận được từ động cơ và truyền nó đến hệ thống truyền động. Nó
gần như tăng gấp đôi mô-men xoắn đầu ra.
2. Cấu tạo biến mô thủy lực:
Cấu tạo biến mô thuỷ lực (các bộ phận).
3. Biến mơ thủy lực có 3 bộ phận chính:
a. Bộ bánh bơm / Bơm (Impeller):
Các cánh bơm được gắn trực tiếp lên vỏ biến mô và vỏ biến mô kết nối với trục động cơ. Nó
là các cánh quạt cong và có góc cạnh. Bộ bánh bơm bao gồm dầu hộp số quay cùng với tốc
độ động cơ. Khi nó quay cùng với động cơ, lực ly tâm khiến cho dầu di chuyển ra phía
ngồi.
Các cánh của bánh bơm được thiết kế theo cách hướng môi chất lỏng về phía các cánh
tuabin. Nó hoạt động như một máy bơm ly tâm hút môi chất từ hộp số tự động và đưa vào
tuabin.
b. Stator:
Chức năng chính của stator là định hướng đường hồi về cho môi chất từ tuabin để chất lỏng
đi vào bánh bơm theo hướng quay của bánh bơm. Khi chất lỏng đi vào theo hướng quay của
bánh bơm, nó sẽ làm tăng mơ-men xoắn lên nhiều lần.
Stator thay đổi hướng của môi chất lên đến gần 90 độ. Nó được gắn với khớp một chiều nên
chỉ xoay được theo 1 hướng. Tuabin được kết nối với hệ thống truyền lực còn Stator nằm ở
giữa bánh bơm và tuabin.
Stator
của biến mô thuỷ lực.
c. Tuabin:
Tuabin được kết nối với trục đầu vào hộp số tự động. Nó cũng bao gồm các cánh cong và có
góc cạnh. Cánh tuabin được thiết kế sao cho nó có thể thay đổi hướng của môi chất đi vào
bánh bơm. Khi tuabin quay, trục đầu vào hộp số cũng quay làm cho phương tiện di chuyển.
Tuabin cũng có một ly hợp khóa, cơng dụng khóa hoạt động của tuabin khi biến mô đạt được
đến điểm kết nối động cơ với hộp số (lúc này biến mô được coi như 1 khớp nối), điều này
giúp cải thiện hiệu suất của biến mô.
4. Nguyên lý hoạt động của biến mô thuỷ lực:
Để hiểu nguyên lý làm việc của biến mô, hãy đặt 2 quạt điện đối diện nhau. Quạt 1 được kết
nối với nguồn điện (bánh bơm kết nối với động cơ), quạt 2 (tuabin nối với hệ thống truyền
động) thì khơng. Bật quạt 1 hoạt động, khơng khí di chuyển từ quạt 1 đập vào các cánh của
quạt 2 và nó cũng bắt đầu quay gần như cùng tốc độ với quạt 1.
Khi quạt 2 dừng lại (lúc dừng xe), quạt thứ 1 vẫn hoạt động bình thường (động cơ vẫn hoạt
động).
Trên cùng một nguyên tắc, biến mô hoạt động. Trong đó, bánh bơm đóng vai trị là quạt đầu
tiên được kết nối với động cơ và tuabin hoạt động như quạt thứ hai. Khi động cơ hoạt động,
bánh bơm quay và lực ly tâm làm dầu bên trong bộ biến mơ hướng về phía tuabin.
Khi nó chạm vào các cánh tuabin, tuabin bắt đầu quay. Điều này làm cho hệ thống truyền
động quay và các bánh xe của xe di chuyển.
Khi động cơ dừng, tuabin cũng dừng quay nhưng bánh công tác kết nối động cơ tiếp tục di
chuyển và điều này ngăn chặn việc động cơ chết máy.
Nguyên lý hoạt động
của biến mơ thuỷ lực.
Có ba giai đoạn hoạt động của Biến mô thuỷ lực:
a. Dừng xe:
Trong khi dừng xe, động cơ vẫn dẫn động bánh bơm nhưng tuabin không thể hoạt động.
Điều này xảy ra khi xe đứng yên & tài xế giữ bàn đạp phanh để ngăn xe di chuyển. Trong
trường hợp này, sự khuếch đại của mô-men là tối đa. Khi tài xế rời chân phanh và tác động
vào chân ga, bánh bơm bắt đầu di chuyển nhanh hơn và dẫn động tuabin hoạt động, xe di
chuyển. Giai đoạn này có sự chênh lệch lớn giữa tốc độ bánh bơm và tuabin.
2. Tăng tốc:
Trong quá trình tăng tốc, tốc độ tuabin liên tục tăng nhưng vẫn có sự khác biệt giữa bánh
bơm và tuabin. Khi tốc độ tuabin tăng thì sự khuếch đại momen xoắn giảm (nhỏ hơn trong
điều kiện dừng xe / tuabin không quay).
3. Điểm khớp nối:
Trường hợp này, tuabin được được tốc độ xấp xỉ 90% (thông thường tại 60km/h) so với bánh
bơm và điểm này gọi là điểm khớp nối. Sự khuếch đại mô-men xoắn dần trở về 0 và biến mô
trở thành 1 khớp nối môi chất đơn giản. Tại điểm khớp nối, ly hợp khóa tuabin vào bánh
bơm & biến mô, điều này đặt bánh bơm – tuabin quay cùng tốc độ, stator cũng bắt đầu quay
theo chiều bánh bơm & tuabin.
Biến mô thuỷ lực hoạt động như thế nào?
Lưu ý:
Sự khuếch tán mơ-men cực đại diễn ra tại q trình dừng xe.
Stator được đứng yên trước điểm khớp nối, giúp khuếch tán mô-men. Khi đạt điểm khớp nối,
stator dừng khuếch tán mô-men và bắt đầu hoạt động với bánh bơm, tuabin.
Ly hợp khóa tuabin khi đạt được điểm khớp nối và loại bỏ tổn thất năng lượng, tăng hiệu
suất truyền động.
5. Các loại biến mô thuỷ lực:
a. Biến mô thuỷ lực đơn tầng:
Cái hay của biến mô đơn tầng là sự đơn giản, bền bỉ & đáng tin cậy của chúng.
b. Biến mơ thuỷ lực 3 tầng:
Sử dụng 3 vịng của cánh tuabin, hiệu quả của thiết kế này là tăng mô-men xoắn gấp 5 lần
lượng mô-men đầu ra của động cơ.
Trên thực tế, khi động cơ ở trạng thái không tải, tùy thuộc vào thiết kế cụ thể, biến mô 3 tầng
được xác định tạo 335hp tại 2400 vg/ph, 420hp tại 2400vg/ph. 580hp tại 2200vg/ph. Biến
mô 3 tầng cũng có 2 loại vỏ cố định và vỏ xoay.
Ưu điểm:
Tạo ra mô-men xoắn cực đại như khi sử dụng ly hợp.
Loại bỏ bàn đạp ly hợp.
Làm cho việc lái xe trở nên đơn giản hơn.
Nhược điểm:
Hiệu suất nhiên liệu thấp hơn so với phương tiện sử dụng hộp số sàn.
Ứng dụng:
Biến mô được sử dụng trên xe trang bị hộp số tự động. Nó cũng được sử dụng trong truyền
tải điện công nghiệp như truyền động băng tải, ống cuộn, hầu như tất cả các xe nâng hiện
đại, thiết bị xây dựng và đầu máy xe lửa.
Sử dụng trong các hệ thống di chuyển dưới nước.
Vấn đề của biến mơ:
Sự rung lắc.
Q nhiệt
Sự trượt
Khó khăn trong vấn đề tắng tốc sau khi dừng xe (độ trễ biến mô).
