Biến mô là gì?
Biến mô là một khớp nối chất lỏng và được sử dụng để truyền năng lượng quay từ động cơ đến với hộp số. Biến mô được đặt ở giữa động cơ và hộp số, nó đóng vai trò như là một li hợp của hộp số sàn. Chức năng chính của biến mô là tách tải trọng ra khỏi nguồn năng lượng chính đến từ động cơ.
Biến mô thủy lực là gì?
Biến mô thủy lực hay có tên khác là biến mô-men thủy lực, nó là một khớp nối chất lỏng truyền công suất quay từ động cơ chính sang thành tải dần động quay. Vị trí của biến mô thủy lực là đặt ở giữa động cơ và hộp số, biến mô thủy lực có vai trò giống như một ly hợp trong hộp số sàn vậy.
Tác dụng của biến mô trong hộp số tự động
Biến mô thủy lực có tác dụng chính với hộp số tự động là truyền năng lượng từ động cơ vào hộp số, nó sẽ tách động cơ và hộp số khi dừng xe và dẫn động bơm dầu của hộp số và làm tăng mô-men xoắn khi mà nhận được động cơ và đồng thời truyền nó đến hệ thống truyền động.
Đối với loại biến mô thủy lực loại 3 tầng có tác dụng là tạo ra mô-men xoắn cực đại tương đương khi mà ta sử dụng ly hợp, nó giúp cho việc di chuyển trở nên dễ dàng hơn.
Nguyên lý hoạt động của biến mô thủy lực
Nguyên lý hoạt động của biến mô thủy lực như sau: Dầu sẽ được bớm từ hộp số tự động vào biến mô thủy lực nó làm cho động cơ quay, sau đó nó tác động lực lên các bánh bơm khiến cho tuabin bắt đầu vận hành
Khi mà dầu đi vào mặt trong của bánh tuabin, cánh cong sẽ đổi hướng và làm cho dầu chảy ngược về phía của bánh bơm. Lúc này, biến mô thủy lực sẽ thực hiện chu kỳ mới của nó. Việc truyền năng lượng sẽ được tạo ra thông qua sự hoàn dầu của bánh tuabin và bánh bơm.
Biên mô thủy lực có hai giai đoạn hoạt động trong một chu kỳ của nó, cụ thể là :
- Dừng xe: trong khi dừng xe, động cơ sẽ vẫn dẫn động bánh bơm nhưng mà tuabin sẽ không hoạt động. Khi đó, người lái giữ bàn đạp phanh để giữ cho xe đứng yên. Tại thời điểm này, sự khuếch đại của mô-men đạt tới tối đa. Khi người lái bắt đầu thả dần chân phanh ra khỏi bàn đạp phanh và nhấn bàn đạp ga, bánh bơm sẽ tắt đi và di chuyển nhanh hơn, dẫn động cho tuabin chạy.
- Tăng tốc: ở quá trình tang tốc, tốc độ của tuabin sẽ hoạt động không ngừng và tăng lên. Việc Tuabin quay nhanh hơn, vòng tua lớn hơn sẽ làm cho sự tăng nhanh mô men giảm đi và nhỏ dần khi dừng
Điểm khớp nối: khi mà tuabin đạt khoảng 90% so với tốc độ của bánh bơm thì hệ số của nhân mô-men sẽ thu nhận và trở về 0. Tại điểm khớp, startor cũng sẽ bắt đầu quay theo chiều của bánh bơm và tuabin.
Hình 1: Một bánh xe được dẫn động bởi dầu rời khỏi một tia phản lực và sau đó chạm vào một bánh xe cánh quạt. Khi dầu chạm vào cánh quạt, động năng từ dầu được truyền đến bánh xe, do đó được dẫn động.
Hình 2: Nếu ta cho một chất lỏng vào trong một cái vỏ thì nó sẽ ở nguyên vị trí của nó nếu không có chuyển động (quay) của vỏ. Nhưng trong trường hợp chúng ta bắt đầu quay nó như được chỉ ra trong phần dưới của hình ảnh, dầu sẽ bị lực ly tâm ép ra bên ngoài. Do đó nó di chuyển dọc theo thành ngoài của vỏ và rời khỏi vỏ theo hướng lên trên.
Hình 3: Trong trường hợp vỏ thứ hai được đặt trên vỏ thứ nhất, chất lỏng sẽ đi vào nó và được dẫn dọc theo thành của nó, cuối cùng chảy trở lại vỏ thứ nhất, từ đó chu trình bắt đầu lại.
Hình 4: Vì dầu không chỉ chuyển động ra ngoài bằng cách quay của vỏ, mà còn theo hướng quay, nó sẽ tác dụng một lượng lực quay lên vỏ trên, do đó sẽ bắt đầu quay. Để tăng hiệu ứng này, các cánh gạt được lắp vào vỏ
Hình 5: Ở trung tâm của dòng chảy của dầu này sẽ tạo ra các vòng xoáy làm nhiễu loạn quá trình truyền động lực từ vỏ dẫn động sang vỏ dẫn động; do đó, một lõi được gọi là được cài đặt để tránh bằng chứng này. Do sự quay của cả hai phần, dòng chất lỏng tạo thành một loạt các xoáy được sắp xếp theo một vòng lặp tương tự như một lò xo cuộn với cả hai đầu được nối với nhau.
Hình 6: Nguyên tắc này cũng sẽ hoạt động nếu hai vỏ được đặt theo phương thẳng đứng
Từ bây giờ chúng ta hãy gọi hai vỏ là bánh công tác và tuabin, vì đây là tên kỹ thuật của chúng. Bánh công tác là bộ phận dẫn động và tuabin là bộ phận phản ứng (dẫn động). Cấu tạo tổng thể được gọi là ly hợp chất lỏng. Với một bánh công tác quay và tuabin văn phòng, lực quán tính từ chất lỏng sẽ bắt đầu quay tuabin từ từ trước tiên và sau đó tốc độ của tuabin sẽ tăng lên cho đến khi nó đạt gần bằng tốc độ của bánh công tác.
Xin lưu ý rằng nó không bao giờ có thể đạt tốc độ chính xác như một số chênh lệch tốc độ là cần thiết để cho phép dòng chất lỏng. Tốc độ cuối cùng của tuabin xấp xỉ 98 phần trăm so với tốc độ của bánh công tác. Đây cũng là hiệu suất gần đúng của ly hợp chất lỏng. Để có hiệu suất tăng tốc tốt hơn, bộ chuyển đổi mô-men xoắn được sử dụng thay cho ly hợp chất lỏng đơn giản.
Thay đổi mô men xoắn trong biến mô thủy lực
Dựa trên nguyên lý hoạt động của ly hợp chất lỏng, bộ biến mô có thêm một bộ phận chính: stato. Stato nằm giữa bánh công tác và tuabin. Như đã chỉ ra trong hình 1, vị trí chính xác nằm trong dòng chảy ngược từ tuabin đến bánh công tác. Do ứng dụng của stato, mô-men xoắn của động cơ có thể được nhân lên. Việc nhân mômen có thể xảy ra do stato chuyển hướng dòng chảy ngược để nó đến các cánh của bánh công tác có cùng hướng với bánh công tác và hoạt động như sau: trong quá trình khởi động cánh quạt quay theo tốc độ động cơ và tuabin đang dừng.
Chất lỏng được dẫn động bởi bánh công tác đến tuabin và truyền mô-men xoắn động cơ tới nó. Khi rời tuabin một lần nữa, dòng chất lỏng được chuyển hướng bởi stato, do đó dòng chất lỏng trở thành cùng chiều khi đó bánh công tác đang quay. Điều này tạo ra một lực cố gắng quay stato so với hướng quay của bánh công tác. Do ly hợp một chiều, chuyển động này bị hạn chế. Do đó dòng dầu được chuyển hướng sang chiều quay động cơ. Sự thay đổi hướng mạnh mẽ này gây ra sự tắc nghẽn của chất lỏng.
Lực do tác động này tạo ra sẽ đóng vai trò là lực bổ sung lên tuabin (trong chiều quay), do đó mô men đầu ra của nó được tăng lên. Một tác động tích cực khác là chất lỏng được quay trở lại bánh công tác đến nó theo hướng quay và gần như không có xoáy. Trong quá trình ô tô tăng tốc, tuabin quay nhanh dần đều. Do tốc độ của tuabin tăng lên, góc chuyển hướng của chất lỏng trở nên nhỏ hơn, do đó giảm lực cản và do đó cũng giảm nhân mô men. Từ một tốc độ nhất định của tuabin (khoảng 85% tốc độ động cơ), chất lỏng thậm chí còn đến các cánh gạt stato từ phía sau.
Bây giờ ly hợp một chiều trở nên tự do và stato quay cùng chiều với tuabin và bánh công tác. Vì không còn vật cản của chất lỏng nữa, nên cũng không còn nhân mô men nữa. Điểm này được gọi là điểm ly hợp, vì từ đây bộ biến mô chỉ hoạt động như ly hợp chất lỏng. Bộ biến mô còn được gọi là: Loại 3 phần tử, 1 giai đoạn, 2 giai đoạn, trong đó 3 phần tử là viết tắt của bánh công tác, tuabin, stato, 1 giai đoạn là số lượng tuabin: 1 trong trường hợp ô tô, 2 giai đoạn là viết tắt của 2 phạm vi hoạt động khác nhau phạm vi nhân mô men và phạm vi ly hợp. Nếu xe bị giảm tốc, chức năng của bộ biến mô bị đảo ngược: tuabin đang dẫn động bánh công tác, cố gắng tăng tốc để phanh động cơ diễn ra. (Stato không hiệu quả trong trường hợp này, do ly hợp một chiều nó quay tự do).
Cấu tạo của biến mô thủy lực
Cấu tạo của biến mô thủy lực bao gồm: stator và tuabin, bộ bánh bơm
Bộ bánh bơm: nó được gắn trực tiếp trên vỏ biến mô, từ đó vỏ biến mô kết nối với trục của động cơ và chi tiết là các cánh quạt cong và có góc cạnh. Các cánh quạt của bánh bơm với thiết kế theo hướng môi chất lỏng về phía các cánh tuabin. Từ đó, bộ bánh bơm sẽ hoạt động giống như một máy bơm lý tâm khi mà nó hút chất lỏng từ hộp số tự động và đưa đến tuabin.
Stator nó nằm ở giữa tuabin với bánh bơm, nó được cố định ở trên vỏ của hộp số. Startor có chức năng chính là cung cấp hướng cho chất lỏng quay trở lại tuabin, theo đó chất lỏng sẽ đi vào bánh công tác theo hướng quay của bánh bơm. Do đó, chất lỏng sẽ đi theo hướng của bánh công tác, mô-men xoắn sẽ được tang lên nhiều lần nhờ startor
Tuabin, bộ phận này được kết nối trực tiếp với trục đầu của hộp số tự động, và nó bao gồm lưỡi cong và góc cạnh. Tuabin còn có một ly hợp khóa ở ngay phía sau, khi mà biến mô đạt được điểm kết nối cảu hộp số thì bộ ly hợp khóa sẽ hoạt động
Cấu tạo biến mô thủy lực một tầng
Loại này bao gồm ba phần tử gồm: cánh quạt , tuabin, startor được thiết kế hai loại vỏ cố định hoặc là xoay. Khả năng cảu loại biến mô thủy lực này phụ thuộc vào kiểu máy giống như bộ chuyển đổi thủy lực loại 4 được thiết kế dành riêng cho ngành công nghiệp dầu khí
Cấu tạo biến mô thủy lực 3 tầng:
Biến mô thủy lực 3 tầng là loại biến mô mà có 3 cánh quạt Tuabin, loại biến mô này tạo mô men xoắn cực lớn, tại mỗi tầng vòng tua của động cơ thì có công suất và mô men xoắn khác nhau
Các mạch điều khiển biến mô
Khi TCC nhả, van điều áp nhả biến mô tác dụng áp suất lên biến mô thông qua mạch CREL để nhả TCC.
Áp suất trong CREL thoát ra khỏi biến mô thông qua mạch CAPLY tới van điều áp điều khiển ly hợp rẽ nhánh.
Van điều áp điều khiển ly hợp rẽ nhánh hướng áp suất từ mạch CAPLY quay trở lại van điều áp nhả biến mô thông qua mạch CAPLY EX.
Van điều áp nhả biến mô hướng áp suất từ mạch CAPLY EX tới van hồi dầu thông qua mạch DBACK.
Các mạch làm mát và bôi trơn thủy lực:
Van điều áp điều khiển bôi trơn hướng áp suất tới bộ làm mát dầu hộp số hoặc van hằng nhiệt thông qua mạch COOLF.
Khi dầu hộp số thoát ra khỏi bộ làm mát hoặc van hằng nhiệt, nó cung cấp bôi trơn cho hộp số thông qua mạch LUBE. Để biết thông tin về bôi trơn, tham khảo mục Các bộ phận cơ khí và Các chức năng trong phần.
Các mạch thủy lực điện từ:
Van điều áp áp suất điện từ cung cấp áp suất đường ống đã được điều chỉnh tới các van điện từ chuyển số, LPC và TCC thông qua mạch thủy lực SREG.
Van điện từ LPC cung cấp áp suất khác nhau tới van điều áp chính thông qua mạch thủy lực VFS5. Van điện từ LPC điều chỉnh áp suất đường ống bằng cách điều khiển vị trí của van điều áp chính. SSD cung cấp áp suất tới van điện từ đa kênh thông qua mạch VFS4.
Vị trí của van điện từ đa kênh cho phép áp suất từ mạch VFS4 tới trực tiếp các van điều áp và van khóa D1 và D2 thông qua mạch CLDC tới vị trí các van để ly hợp số thấp/lùi (D) tác dụng. SSB cung cấp áp suất tới các van khóa và van điều áp ly hợp B tới vị trí của các van để ly hợp truyền thẳng (B) tác dụng.
