Trong bài này, chúng ta sẽ tìm hiểu tại sao những chiếc xe có hộp số tự động lại cần phải có một bộ chuyển đổi momen, chúng hoạt động như thế nào và ưu điểm cũng như nhược điểm của chúng là gì?
Nguyên lý cơ bản
Cũng giống như những chiếc xe dùng hộp số cơ, những chiếc sử dụng hộp số tự động cần phải có cách để cho động cơ vẫn quay trong khi những chiếc bánh xe và bánh răng trong hộp số chuyển động tới vị trí dừng. Những chiếc xe có hộp số cơ dùng một khớp ly hợp để tách hoàn toàn động cơ ra khỏi hộp số. Những chiếc xe có hộp số tự động dùng bộ chuyển đổi momen.
Bộ chuyển đổi momen là một loại khớp nối dầu, cho phép động cơ quay có phần độc lập với hộp số. Nếu động cơ đang ở vòng tua thấp, như khi xe đang ở chế độ không tải hoặc chuẩn bị dừng xe, lượng momen xoắn đi qua bộ chuyển đổi momen rất nhỏ, do đó, giữ cho xe đứng yên chỉ cần một áp lực nhẹ trên peđan phanh.
Nếu bạn định dậm lên peđan ga khi chiếc xe đang dừng thì xe sẽ lập tức chuyển động về phía trước ngay, khi đó nếu muốn xe dừng xe thì chuyển chân từ bàn đạp ga sang vị trí bàn đạp phanh. Điều này có thể giải thích như sau: khi bạn dậm lên chân ga, máy tăng tốc và bơm thêm dầu vào bộ chuyển đổi momen, làm cho nhiều momen xoắn được truyền tới 4 bánh xe hơn.
Cấu tạo bộ chuyển đổi momen
Như hình vẽ bên dưới, cấu tạo của bộ chuyển đổi momen, ngoài hộp vỏ còn 4 phần chính như sau:
- Bơm
- Tuabin
- Stato
- Dầu hộp số
Hộp vỏ của bộ chuyển đổi momen được gắn với một bánh đà của động cơ, nó quay theo tốc độ động cơ. Các cạnh bên cấu thành bơm của bộ chuyển đổi momen được gắn liền với hộp vỏ, do đó, chúng cũng quay theo tốc độ quay của động cơ. Nhìn vào mặt cắt bên dưới, ta có thể thấy các bộ phận bên trong bộ chuyển đổi momen được nối với nhau như thế nào.
Bơm bên trong bộ chuyển đổi momen là một loại bơm li tâm. Khi nó quay, dầu văng ra bên ngoài, giống như vòng quay của một máy giặt làm văng nước và quần áo hướng ra bên ngoài thành máy giặt. Khi dầu văng ra phía ngoài, chân không được tạo ra để hút nhiều dầu vào giữa.
Phần bơm của bộ chuyển đổi momen được gắn vào hộp vỏ.
Sau đó, dầu đi vào các lá tuabin được nối với hộp số. Tuabin làm cho hộp số quay, đây chính là yếu tố cơ bản làm cho chiếc xe của bạn chuyển động. Bạn có thể thấy trong hình bên dưới các lá tuabin được uốn cong. Điều này có nghĩa là dầu đi vào tuabin từ bên ngoài và nó phải thay đổi hướng trước khi đi ra khỏi tâm tuabin. Chính sự thay đổi hướng này đã làm cho tuabin quay.
Tuabin của bộ chuyển đổi momen
Để thay đổi hướng chuyển động của một vật, bạn phải tác động một lực lên vật đó – -Sẽ chẳng có gì khác nhau nếu vật đó là một chiếc ô tô hay một giọt dầu. Và bất kể bạn dùng cái gì để tác động một lực làm vật đó chuyển động bạn cũng sẽ cảm nhận được một lực nhưng theo chiều ngược lại. Do đó, khi tuabin làm cho dầu chuyển hướng thì ngược lại, dầu làm cho tuabin quay.
Dầu ra khỏi tuabin ở chính giữa tâm tuabin, chuyển động theo một hướng khác so với khi nó đi vào tuabin. Nếu nhìn vào mũi tên ở hình vẽ bên trên, bạn có thể thấy rằng dầu đi ra khỏi tuabin theo hướng chuyển động ngược với hướng quay của bơm (và động cơ). Nếu dầu đi đến bơm, nó sẽ làm cho động cơ quay chậm lại, gây hao phí công. Điều này lý giải vì sao bộ chuyển đổi momen cần có một stato.
Stato nằm ở chính giữa tâm của bộ chuyển đổi momen. Nhiệm vụ của nó là dẫn hướng cho dầu quay ngược trở lại từ tuabin trước khi nó chảy đến bơm một lần nữa. Việc này làm tăng hiệu suất của bộ chuyển đổi momen rất nhanh.
Stato có thiết kế các lá đặc biệt gần như làm chuyển đổi hoàn toàn hướng đi của dầu. Khớp ly hợp một chiều (bên trong stato) nối stato với một trục cố định trong hộp số (hướng mà khớp ly hợp làm cho stato quay được chú thích trong hình vẽ trên đây). Do bố trí như vậy, stato không thể quay khi có dầu – - nó chỉ có thể quay theo chiều ngược lại, buộc dầu phải thay đổi hướng khi nó chạm vào các lá stato.
Khi chiếc xe bắt đầu chuyển động, sẽ xảy ra một số vấn đề nhỏ. Tại một thời điểm, khoảng 40 dặm/h (64 km/h), lúc này, cả bơm và tuabin đều quay với một vận tốc gần bằng nhau (bơm luôn quay nhanh hơn một chút). Và cũng tại thời điểm này, dầu quay trở lại từ tuabin, đi vào bơm, chuyển động cùng chiều với bơm, do đó, không cần đến stato.
Mặc dù tuabin làm thay đổi hướng chuyển động của dầu và làm cho nó văng ra phía sau, dầu vẫn dừng chuyển động theo hướng tuabin đang quay vì tuabin đang quay theo một hướng nhanh hơn dầu được bơm theo một hướng khác. Nếu bạn đang đứng sau một chiếc Pickup chuyển động với tốc độ 60 dặm/h, và bạn ném một quả bóng về đằng sau của chiếc Pickup đó với tốc độ 40 dặm/h, quả bóng vẫn sẽ chuyển động về phía trước với tốc độ 20 dặm/h. Điều này tương tự những gì diễn ra trong tuabin: Dầu bị văng ra phía sau theo một hướng, nhưng không nhanh bằng khi nó bắt đầu chuyển động theo chiều ngược lại.
Với các mức tốc độ như vậy, dầu sẽ đập vào các phần sau của các lá stato, làm cho stato quay tự do trên khớp ly hợp một chiều của nó, do đó, nó không gây cản trở cho dầu khi đi qua nó.
Ưu điểm và nhược điểm
Bên cạnh nhiệm vụ quan trọng là làm cho chiếc xe của bạn dừng hẳn lại mà không chết máy, bộ chuyển đổi momen tạo ra nhiều momen xoắn hơn cho chiếc xe trong những trường hợp cần dừng xe đột ngột (có tác dụng như phanh hãm). Các bộ chuyển đổi momen hiện đại có khả năng tăng momen xoắn cho động cơ gấp 2 hoặc 3 lần. Hiệu ứng này chỉ xảy ra khi động cơ quay nhanh hơn rất nhiều so với hộp số.
Ở tốc độ cao, lúc này hộp số và động cơ chuyển động với một vận tốc gần bằng nhau. Tuy nhiên, về mặt lý tưởng, hộp số cần chuyển động với tốc độ chính xác bằng tốc độ của động cơ vì vận tốc khác nhau sẽ gây hao phí công. Đây là một phần nguyên nhân vì sao những chiếc ô tô dùng hộp số tự động tiêu thụ nhiều nhiên liệu hơn những chiếc xe sử dụng hộp số cơ.
banh da, Bơm, chuyen doi momen, dong co, hop so, hop so tu dong, momen, stato, tuabin
No comments:
Post a Comment