Chương 1: Các loại hệ thống truyền lực • Đường nét liền tính theo lý thuyết • Đường nét đút là đường cong thực nghiệm Sự phụ thuộc của mo men tốn hao (M th) vào vận tốc góc quay của trục vào hộp số (CO') có thể biếu diễn qua phương trình gần đúng như sau: A7th. „ : Momen tổn hao khi aM = const.() • Hệ số tổn hao: M,. Mlhn K' E— = - ° 4- —— co, M"a Ma Nl II ư Với giá trị:. Aỉ,, n c = - --"'-9 = const Cỉ _o K' t £ = — .co ư const bía a Ta có phương trình hệ số tôn hao: £ = £(} + £l • Hiệu suất: g - 1 —£— 1 — — £l Như vậy, đối với truyền động cơ khí, sự tốn hao về momen phụ thuộc vào momen quay đi vào hộp sổ (M").
Do đó khi tải trọng bé thì sự ánh hướng này đáng ke, tức hiệu suất (77) sẽ nhở. Tuy nhiên, ô tô thường làm việc ớ tải trọng trung bình và lớn, nên có thể xem hiệu suất này không đối (77 ~ const). Tổn thất năng lượng trong truyền lực phấn thúy lực 1. Tổn thất thủy lực (cột áp) trong các đĩa bơm, trong đĩa tuốc bin và đĩa phán ứng Ờ chế độ làm việc ổn định, đĩa bơm liên tục truyền cho dòng chất lỏng làm việc với công suất là N8.
Lý thuyết hộp số tự động 19 Công suất này phần lớn được truyền cho trục bi dẫn qua đĩa tuốc bin gọi là công suất tuốc bin Nt. Phần công suất còn lại là Nw = Nfí —Nr. Dùng đế khắc phục công suất cản do sự truyền động chất long trong buồng làm việc của biến mô thủy lục. Như vậy, ở mọi chế độ làm việc ổn định khi đĩa phán ứng là cố định, phương trình cân bằng năng lượng (công suất) có thể viết dưới dạng: N=N B T + N.H H — là công suất thủy lực do đĩa bơm cung cấp cho dòng chất long, (W) NT = g.H r — là công suất thúy lực do đĩa tuốc bin nhận được cửa dòng chất lỏng (W) Nw = g.hw — là công suất tổn hao thủy lực (cột áp), (W).
g - Trọng lượng riêng chất lỏng, (N/m3) Q — Lưu lượng chất lỏng chảy từ đĩa bơm vào đĩa tuốc bin (m3/s) HH, Ht — Cột áp đĩa bơm, đĩa tuốc bin, (m) hw — Cột áp tốn hao thúy lực, (m) Nếu bỏ qua sự tổn thất do rò rỉ chất lỏng qua các khe hở giữa các đĩa (và thực tế lưu lượng này rất nhỏ), thì phương trình trên được viết lại: Ĩ-Q = ị.hw (1-7) Sau khi đơn giản ta sẽ có phương trình cân bàng cột áp: H lì Hp + hw (m) (1-8) hay: hw = HB~ HT , (m) Như vậy, hiệu số cột áp của đĩa bơm ( H) và đĩa tuốc bin ( HT ) hoàn toàn dùng đê khắc phục tổn hao thủy lực trong buồng làm việc cúa biến mô thủy lực (hw ); có nghĩa là tổn thất cột áp này bao gồm tổn thất cột áp trong đĩa bơm (hfị), tổn thất cột áp trong đĩa tuốc bin ( hT ) và trong đĩa phản ứng ( hp ) (m) (1-9) 20 Chương 1: Các loại hệ thống truyền lực Các tổn thất thủy lực (cột áp) này bao gồm: • Tổn thất do ma sát ở bề mặt các máng dầu, phụ thuộc vào kích thước và biến dạng máng dầu, vận tốc dòng cháy độ nhót chất lỏng và độ nhám máng dầu. • Tổn thất do sự thay đối đột ngột hướng chuyển động của dòng cháy, nhất là ở ngó vào của các đĩa, khi đó có thể xảy ra hiện tượng tách dòng tạo thành dòng xoáy và. sinh ra va đập. • Tổn thất do thay đổi vận tốc dòng chảy chủ yếu ớ phần thu hẹp mặt cắt dòng chảy trong các máng dầu.
Khi biến mô thủy lực làm việc, tồn thất cột áp (hw ) biến thành nhiệt, dó là nhược điểm cúa truyền động thúy lực. Nhược điếm này ánh hướng đen hiệu suất truyền lực (77 ) của biến mô. Tốn thất cục bộ trong biển mô Khi đổi hướng dột ngột hay va phải vật cản cục bộ, dòng cháy tách ra và xuât hiện khu vực xoáy. Tại vị trí phân chia giữa dòng chính và khu vực xoáy xáy ra sự cháy rối cúa các phần tử chất long.
Vì vậy, tại những điếm này dòng chảy bị tiêu hao năng lượng khá lớn, gọi là tốn thất cục bộ (tốn thất cột áp, h ). Tổn thất cục bộ phụ thuộc rất nhiều vào tốc độ dòng cháy (V) và được tính theo công thức sau: c.Q2 h (N/ms2) (1-10) c 2 2F trong đó: Q - Lưu lượng dòng chảy qua tiết lưu (m3/s) và được tính theo công thức kinh nghiệm: Q = ft.^- V ĩ V ĩ F - Tiết diện mặt cắt ngang dòng tiết lưu (m2) /7 — Hệ số lưu lượng, hệ số này phụ thuộc vào độ nhót, độ thu hẹp cúa dòng cháy và được tính: 1 A/? — Độ chênh lệch áp suất trước và sau tiết lưu, (N/m2) V -Tốc độ dòng cháy (m/s) £ — Hệ số tổn hao cục bộ. Hộ số tổn hao cục bộ (£c) được tạo ra do các cánh của các đĩa bơm, đĩa tuốc bin và đĩa phản ứng có dạng uốn cong. Lý thuyết hộp số tự động 21 Hệ số tổn hao cục bộ qua chỗ uốn cong cúa cánh dẫn biến mô được tính theo công thức: í 7 Y3’5 a 0,131 + 0,163.
4 I R J 90 a — độ cong cánh dẫn R. — bán kính cong cánh dẫn d - đường kính cánh dẫn Hệ số tổn thất cục bộ (£ ) thường được xác định bằng thực nghiệm. Vậy phương trình cân bằng cột áp được viết lại như sau: 7/ ỉĩ = HT 7 +h=H VI’ T1 +hc Tóm lại, quá trình truyền công suất từ đĩa bơm đến đĩa tuốc bin, công suất truyền bị tổn hao. Phần công suất mất mát này một phần do sự trượt giữa đĩa bơm và đĩa tuốc bin, vì khớp nối giữa các đĩa này là khớp nối mềm bằng dầu thúy lực.
Ngoài ra phần công suất lại bị tổn hao nữa là tổn hao công suất cục bộ (biếu thị qua hệ số ton hao cục bộ (£. ), kết cấu và nguyên lý làm việc của biến mô cũng tạo nên sự ton thất công suất truyền. Neu bỏ qua sự trượt của biến mô, hiệu suất của biến mô được xác định như sau: 22 Chương 2: Ly hợp thủy lực Chương 2: LY HỌP THỦY LỤC Cấu tạo cúa loại ly hợp thủy lực được biểu diễn theo sơ đồ hình sau: Hình 2-1: Ly hợp thúy ỉực 2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc Ly hợp thúy lực gồm đĩa bơm (1) và đĩa tuốc bin (2) Hệ thống được đặt vào một vở chung có chứa dầu.
Đĩa bơm B gắn trên trục chú động của ly hợp và nối trục động cơ, đĩa tuốc bin (T) gắn trên trục bị động của ly hợp. Không có sự nối cứng nào cả. Công suất truyền từ đĩa B sang đĩa T nhờ năng lượng của chất lỏng. Trên đĩa (B) và đĩa (T) có gắn các cánh cong xếp theo chiều hướng kính.
Cái cánh này họp với các mặt cong trong và ngoài của đĩa tạo thành các rãnh cong. Chất lóng được tuần hoàn trong các rãnh cong theo hướng mũi tên trên hình 2-1. Khi khới động xe, động cơ làm việc, đĩa B sẽ quay và chất lỏng ở hai đĩa bắt đầu chuyến động. Giữa các cánh ở đĩa B, chất lỏng chuyển động từ trong ra ngoài dưới tác dụng của lực ly tâm.
Vận tốc của chất lỏng khi chuyển động giữa các cánh của đĩa (B) dần dần tăng lên do năng lượng mà chất long nhận từ động cơ cũng dần dẩn tăng lên. Lý thuyết hộp số tự động 23 Khi chuyển động từ các cánh của đĩa (B) sang các cánh của đĩa T, chất lỏng va đập vào các cánh của đĩa (T). Sau đó chất lỏng đổi hướng chuyển động, vận tốc giám xuổng và chuyến động từ ngoài vào tâm giữa các cánh của đĩa (T). Lực va đập của chất lỏng tạo ra momen quay bắt đĩa (T) quay cùng chiều với đĩa (B).
Sau đó, chất lỏng lại từ đĩa (T) trởi về đĩa (B), và chu kỳ chuyển động của chất lỏng lại lặp lại nếu động cơ vẫn làm việc. Khi tăng số vòng quay của động cơ, lực li tâm của chất lóng ở đĩa B càng tăng, do đó làm tăng lực ép của chất lỏng lên các cánh của đĩa (T) và làm tăng momen quay của dĩa (T). Khi momen quay của đĩa (T) bằng hoặc lớn hơn momen cán chuyển động cùa mặt đường, qui dẫn về trục của đĩa (T) thì xe bắt đầu chuyển động. Khi tải trọng tác dụng lên trục của đĩa (T) có sự thay đổi thì vận tốc gốc của đĩa (T) sẽ thay đối theo, do đó làm thay đổi sự tuần hoàn chất lỏng và kết quả là mo men của đĩa (T) sẽ thay đối cân bằng với giá trị của momen cản chuyến động cúa mặt đường.
Như vậy, ly hợp thủy lực là loại truyền động tự động điều chính momen quay. Tính toán ly họp thủy lực Hình 2-2: Sơ đồ quỹ đạo chuyên động của chất lỏng ở đĩa B Khi chuyển động giữa các cánh của đĩa B và đĩa T, các phần tử chất long tham gia hai chuyển động: • Chuyển động tương đối giữa các phần tử chất lỏng và các cánh của đĩa B và đĩa T với vận tốc tương đối là (ò 24 Chương 2: Ly hợp thủy lực • Chuyển động theo sự quay của đĩa B và đĩa T với vận tốc theo là ũ Như vậy, phần tử chất long sẽ chuyên động theo vécto' vận tôc tuyệt đôi là V và: V — ũ + ă) (2-1) Hình 2-2 mô tả quỹ đạo chuyến động của phần tư chất lóng giữa các cánh của đĩa B. Điểm (1) là điểm các phần tứ chất lóng đi vào các cánh của đĩa B với vận tốc tuyệt đổi là V,- Điểm (2) là điểm đi ra khỏi các cánh của đĩa B của phần tứ chất lỏng với vận tốc tuyệt đối là V2. Vì khe hở giữa đĩa B và đĩa T vô cùng nhỏ, nên tổn thất năng lượng của dòng cháy khi qua khe hở này là không đáng kể.
Như vậy có thể coi: Vận tốc khi đi vào và đi ra khởi đĩa B của phần tử chất long bằng vận tốc khi đi ra và đi vào cứa đĩa T. Cho nên chỉ cần xét các thành phần vận tốc tại điếm (1), (2) của đĩa B: bi.y2 Momen quay của đĩa bơm Mh bằng hiệu sổ cua momen động lượng trong từng giây của chất lỏng khi đi ra và đi vào đĩa B. Momen này nằm trong mặt phang vuông góc với trục ly hợp. cos aị G Cho nên: AZ.