chương I, II. Viết chương III, IV X X X 6. Viết chương V X X X X 7. Hoàn chỉnh thủ tục, bảo vệ luận văn.
Kết thúc X X nghiên cứu. 4 Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2. Nguyên lý làm việc chung của hộp số tự động Dòng công suất truyền từ động cơ qua biến mô đến hộp số và đi đến hệ thống truyền động sau đó, cấu tạo đặc biệt biến mô vừa đóng vai trò là một khớp nối thủy lực, là một bộ phận khuyếch đại mô men từ động cơ, vừa là một cơ cấu an toàn cho hệ thống truyền lực. Hộp số không thực hiện truyền công suất đơn thuần bằng sự ăn khớp giữa các bánh răng mà còn thực hiện truyền công suất qua các ly hợp ma sát, để thay đổi tỷ số truyền và đảo chiều quay thì trong hộp số sử dụng các phanh và cơ cấu hành tinh đặc biệt với sự điều khiển tự động bằng thủy lực hay điện tử.
Dòng truyền công suất được thể hiện qua hình 2.1: Dòng truyền công suất trên xe có sử dụng hộp số tự động 5 2. Biến m thuỷ lực Hình 2.2: Biến mô thuỷ lực Bộ biến mô vừa truyền vừa khuyếch đại mômen từ động cơ bằng cách sử dụng dầu hộp số làm môi trường làm việc. Bộ biến mô bao gồm: cánh bơm được dẫn động bằng trục khuỷu, rôto tuabin được nối với trục sơ cấp, stator được bắt chặt vào vỏ hộp số qua khớp một chiều và trục stator, vỏ bộ biến mô chứa tất cả các bộ phận trên như hình 2. Biến mô được nén đầy dầu thủy lực cung cấp bởi bơm dầu.
* Chức năng của biến mô: - Tăng mô men do động cơ tạo ra. - Đóng vai trò như một ly hợp thủy lực để truyền hoặc không truyền mô men từ động cơ đến hộp số. - Hấp thụ các dao động xoắn của động cơ và hệ thống truyền lực. - Có tác dụng như một bánh đà để làm đồng điều chuyển động quay của động cơ.
- Dẫn động bơm dầu của hệ thống điều khiển thủy lực. Trên xe có lắp hộp số tự động bộ biến mô thủy lực cũng có tác dụng như một bánh đà của động cơ. Do không cần có một bánh đà nặng như vậy trên xe có hộp số thường nên xe có trang bị hộp số tự động sẽ sử dụng luôn biến mô thủy lực kèm tấm truyền động có vành răng khởi động dùng làm bánh đà cho động cơ. Khi tấm dẫn động quay ở tốc độ cao cùng biến mô thủy lực trọng lượng của nó sẽ tạo nên sự cân bằng tốt nhằm ngăn chặn các rung động và làm đồng điều chuyển động của động cơ khi hoạt động gây ra.3 là một ví dụ tương tự nguyên lý làm việc của biến mô thủy lực.
Dùng một quạt chủ động quạt gió về phía một quạt bị động giống như thế đặt đối diện, gần sát và đang ở trạng thái đứng yên. Sau một quãng thời gian ngắn quạt bị động bắt đầu quay theo quạt chủ động và chiều quay của cả hai là cùng nhau. Giả sử ta dùng một ống hồi gió về như hình minh họa để lấy nguồn gió sau khi thổi qua quạt bị động quay trở lại thổi tiếp tục vào quạt chủ động thì năng lượng mà quạt chủ động cần dùng để thổi cho quạt bị động quay ngay sau đó sẽ giảm hơn so với ban đầu. Nói một cách khác, việc truyền công suất giữa hai quạt được thực hiện nhờ môi trường không khí.
Biến mô cũng làm việc như vậy, bánh bơm đóng vai trò quạt chủ động, bánh tuabin đóng vai trò quạt bị động và ống hồi gió đóng vai trò gần giống với bánh phản ứng. Môi trường làm việc ở đây là dầu thủy lực là một chất lỏng không chiụ nén nên khả năng truyền công suất sẽ tốt hơn môi trường không khí rất nhiều.3: Ví dụ truyền công suất của biến mô thuỷ lực 7 2. Nguyên lý truyền mô men Hình 2.4: Sơ đố tính toán dòng chảy trong biến mô Bánh bơm được gắn cố định trên trục chủ động, nối cứng với trục khuỷu động cơ và quay với tốc độ góc wb. Bánh tuabin được lắp trên trục bằng then hoa và quay với tốc độ góc wt.
Các bánh nằm trong một vành xuyến khép kín gọi là buồng công tác và được nạp đầy dầu thủy lực có áp suất dư. Hình dạng buồng công tác đảm bảo tổn thất năng lượng ít nhất, khi chất lỏng chuyển từ bánh này sang bánh khác. Nguyên lý làm việc của biến mô men thủy lực dựa trên cơ sở của định luật biến thiên mô men động lượng và được giải thích dựa trên hình 2. Tại điểm dòng dầu đi vào bánh bơm, tốc độ dòng chất lỏng trung bình, biểu diễn bằng đường chấm gạch có giá trị tuyệt đối là vb1.
Tốc độ này có thể phân tích thành hai thành phần: tốc độ vòng hay còn gọi là tốc độ theo ub1 và tốc độ tương đối wb1. Sau khi đi vào bánh bơm, chất lỏng chuyển động theo profin cánh dẫn đi từ tâm ra mép ngoài. Dòng chất lỏng có tốc độ là vb 2 ub 2 wb 2. Khi chuyển động từ trong ra ngoài bánh bơm trong vòng lưu thông, năng lượng và động lượng của dòng chất lỏng tăng lên nhờ mô men truyền cho bánh bơm từ trục khuỷu động cơ.
8 Hiệu mô men động lượng của chất lỏng đối với trục quay của bánh bơm khi đi vào và đi ra khỏi nó chính bằng mô men trên trục bánh bơm và xác định theo biểu thức: Mb = mR2vb2 cos R1vb1 cos (2.1) Ở đây: G m= - Khối lượng chất lỏng chảy qua bánh bơm trong một giây. g R1, R2 - Bán kính bánh công tác ở điểm vào và điểm ra của chất lỏng trên quỹ đạo trung bình. , - Góc tương ứng giữa các vec-tơ tốc độ tuyệt đối vb1, vb2 và các tốc độ theo ub1, ub2 Trong giai đoạn khuyếch đại mômen khi dòng chất lỏng đi ra khỏi bánh bơm ta xem như dòng chất lỏng đi ngay vào bánh tuabin. Vì giữa bánh bơm và bánh tua bin không có bánh phản ứng nên động năng của dòng chất lỏng khi ra khỏi bánh bơm và vào bánh tua bin không thay đổi, nhưng vận tốc tuyệt đối của dòng chất lỏng khi ra khỏi bánh tua bin sẽ thay đổi chiều (do hình dạng của bánh tua bin).
Điều này có nghĩa là khi đi từ ngoài vào trong, chất lỏng truyền cho tua bin một mômen bằng về trị số với mômen trên trục bánh bơm. Mặc khác theo định luật biến thiên mômen động lượng thì mômen tác dụng lên bánh tua bin cũng chính bằng hiệu mômen động lượng của chất lỏng đối với trục quay tua bin khi đi vào và ra khỏi nó, do đó : M t M b mR2vb2 cos R1vt1 cos (2.2) - Góc giữa u t1 và wt1 tại điểm ra của bánh tuabin. Khi ra khỏi bánh tuabin, dòng chất lỏng chảy qua bánh phản ứng thông qua khớp một chiều tác dụng lên dòng chất lỏng này một mô men Mp cùng hướng với mô men Mb và có giá trị bằng: M p mR1vb1 cos R1vt1 cos (2.3) So sánh các biểu thức (2.3) ta thấy rõ rằng: Mt = Mb + Mp (2.4) 9 Và nếu không có bánh phản ứng thì: vt1 = vb1 và Nên Mt = Mb Tức là biến mô men trở thành ly hợp thủy động nên chỉ có tác dụng truyền mà không biến đổi mô men. Từ những suy luận trên ta thấy nhờ bánh phản ứng bị khóa theo chiều quay ngược chiều quay trục khuỷu làm chuyển hướng dòng chất lỏng chảy ra từ bánh tuabin về cùng chiều quay của bánh bơm, biến tác động cản trở thành tác động trợ giúp, vì thế để quay bánh bơm chỉ đòi hỏi trục khuỷu động cơ cung cấp một mô men Mb < Mt.
Khi tốc độ quay của bánh bơm nb = const (giữa bánh tuabin và bánh bơm đạt sự cân bằng về tốc độ và mômen) sự tăng tải trọng tác dụng lên trục bánh tuabin làm giảm tốc độ quay nt của bánh tuabin, ở ngay thời điểm tức thời sau đó vì bánh bơm vẫn cung cấp dòng dầu có năng lượng và lưu lượng như cũ sẽ làm tăng ngay lưu lượng dòng dầu qua bánh tuabin, điều này giúp cho bánh tuabin tiếp nhận thêm năng lượng để bù vào năng lượng tiêu hao do tăng tải trọng, nhưng ngược lại sự tiếp nhận thêm năng lượng này từ bánh tuabin cũng làm mất đi một phần năng lượng do trục khuỷu cung cấp cho bánh bơm tức là sẽ làm cho bánh bơm giảm tốc độ. Nếu không có sự điều chỉnh tay ga từ người lái tín hiệu tăng tải và đi kèm giảm tốc độ của xe có thể làm hộp số chuyển về tỷ số truyền lớn hơn cho đến khi đạt trở lại sự cân bằng. Tương tự với trường hợp tải trọng tác dụng lên trục bánh tuabin giảm xuống, tốc độ bánh tuabin sẽ tăng lên, lập tức lưu lượng dầu đi qua bánh tuabin giảm xuống. Điều này làm cho công suất bánh bơm cung cấp trở nên lớn hơn mức cần thiết và làm cho tốc độ bánh bơm tăng lên để đạt lại sự cân bằng.
Trong giới hạn tải trọng và mômen của tay số hiện tại không đáp ứng được sự hiệu chỉnh để đạt sự cân bằng thì hộp số sẽ tự động chuyển số. Nguyên lý khuyếch đại m men Hình 2.5: Đường đi của dòng chảy trong biến mô Khi biến mô ở chế độ khuyếch đại mômen, biến mô sử dụng năng lượng còn lại của dòng dầu sau khi đi qua tuabin và bánh phản ứng tiếp tục tác động vào cánh bơm bằng cách nhờ vào tác dụng chuyển hướng của bánh phản ứng thay đổi hướng va đập của dòng dầu quay về vào sau cánh bơm như hình 2. Bánh phản ứng khóa cứng với vỏ của biến mô men thủy lực nên dòng chất lỏng không trao đổi năng lượng với nó, nghĩa là trong bánh phản ứng chỉ có biến đổi áp năng thành động năng. Động năng có được này sẽ truyền cho bánh bơm khi dòng dầu quay về bánh bơm.
Vì vậy mô men quay trên trục bánh tuabin có được sẽ lớn hơn mômen trên trục bánh bơm tại cùng một thời điểm. Nếu bánh phản 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. Các th ng số dùng đánh giá một biến m thủy lực Hệ số mô men Phản ánh quan hệ giữa mô men và các thông số làm việc của biến mô men: Mb b (2.6) nt2 D 5 Ở đây M t : Mô men bánh tua bin có được (N.