Nếu bạn đã đọc về hộp số tay, bạn sẽ biết rằng động cơ được kết nối với hộp số bằng ly hợp. Nếu không có kết nối này, một chiếc ô tô sẽ không thể dừng lại hoàn toàn nếu không nổ máy. Nhưng những chiếc xe có hộp số tự động không có ly hợp ngắt truyền lực khỏi động cơ. Thay vào đó, họ sử dụng một thiết bị tuyệt vời được gọi là bộ chuyển đổi mô-men xoắn . Có thể trông không giống nhiều, nhưng có một số điều rất thú vị đang diễn ra bên trong.
Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu lý do tại sao ô tô hộp số tự động lại cần bộ biến mô, cách hoạt động của bộ biến mô và một số lợi ích và thiếu sót của nó.
Nội dung
Cũng giống như ô tô hộp số tay, ô tô với hộp số tự động cần có cách để động cơ quay trong khi các bánh xe và bánh răng trong hộp số dừng lại. Xe ô tô hộp số tay sử dụng ly hợp, ngắt hoàn toàn động cơ khỏi hộp số. Ô tô hộp số tự động sử dụng bộ biến mô.
Bộ biến mô là một loại khớp nối chất lỏng , cho phép động cơ quay một phần độc lập với hộp số. Nếu động cơ quay chậm, chẳng hạn như khi xe đang dừng ở đèn dừng, lượng mô-men xoắn truyền qua bộ biến mô là rất nhỏ, vì vậy việc giữ xe chỉ cần một lực nhẹ lên bàn đạp phanh.
Nếu bạn đạp ga trong khi xe đang dừng, bạn sẽ phải nhấn mạnh vào phanh hơn để giữ cho xe không chuyển động. Điều này là do khi bạn nhấn ga, động cơ tăng tốc và bơm nhiều chất lỏng hơn vào bộ biến mô, khiến mô men xoắn được truyền đến các bánh xe nhiều hơn.
Như thể hiện trong hình bên dưới, có bốn thành phần bên trong vỏ rất chắc chắn của bộ biến mô:
Nhà ở của bộ biến mô được bắt vít vào bánh đà của động cơ, vì vậy nó quay ở bất kỳ tốc độ nào mà động cơ đang chạy. Các vây tạo nên máy bơm của bộ biến mô được gắn với vỏ, vì vậy chúng cũng quay cùng tốc độ với động cơ. Đường cắt bên dưới cho thấy mọi thứ được kết nối như thế nào bên trong bộ biến mô.
Máy bơm bên trong bộ biến mô là một loại bơm ly tâm. Khi nó quay, chất lỏng sẽ văng ra bên ngoài, giống như chu kỳ quay của máy giặt làm trôi nước và quần áo ra bên ngoài lồng giặt. Khi chất lỏng bị đẩy ra bên ngoài, một chân không được tạo ra để hút nhiều chất lỏng hơn ở trung tâm.
Sau đó, chất lỏng đi vào các cánh của tuabin , được kết nối với đường truyền. Tua bin làm cho hộp số quay, về cơ bản nó sẽ di chuyển ô tô của bạn. Bạn có thể thấy trong hình bên dưới rằng các cánh của tuabin bị cong. Điều này có nghĩa là chất lỏng đi vào tuabin từ bên ngoài, phải đổi hướng trước khi ra khỏi tâm tuabin. Đó là thay đổi định hướng này điều đó làm cho tuabin quay.
Để thay đổi hướng của một vật chuyển động, bạn phải tác dụng một lực lên vật thể đó - không quan trọng vật thể đó là ô tô hay một giọt chất lỏng. Và bất cứ thứ gì tác dụng lực làm vật quay cũng phải cảm nhận lực đó, nhưng theo hướng ngược lại. Vì vậy, khi tuabin làm cho chất lỏng đổi hướng, chất lỏng làm cho tuabin quay.
Chất lỏng thoát ra khỏi tuabin tại tâm, chuyển động theo một hướng khác với khi nó đi vào. Nếu bạn nhìn vào các mũi tên trong hình trên, bạn có thể thấy rằng chất lỏng thoát ra khỏi tuabin di chuyển ngược lại với hướng mà máy bơm (và động cơ) đang quay. Nếu chất lỏng được phép va vào máy bơm, nó sẽ làm động cơ hoạt động chậm lại, gây lãng phí điện năng. Đây là lý do tại sao một bộ biến mô có stato .
Chúng ta sẽ xem xét kỹ hơn stator trong phần tiếp theo.
Stato nằm ở chính giữa của bộ biến mô. Công việc của nó là chuyển hướng chất lỏng quay trở lại từ tuabin trước khi nó chạm vào máy bơm một lần nữa. Điều này làm tăng đáng kể hiệu quả của bộ biến mô.
Stato có thiết kế dạng lưỡi dao rất tích cực gần như hoàn toàn đảo ngược hướng của chất lỏng. Ly hợp một chiều (bên trong stato) nối stato với một trục cố định trong bộ truyền động (hướng mà ly hợp cho phép stato quay được lưu ý trong hình trên). Do sự sắp xếp này, stato không thể quay theo chất lỏng - nó chỉ có thể quay theo hướng ngược lại, buộc chất lỏng phải thay đổi hướng khi nó chạm vào các cánh stato.
Một điều gì đó hơi khó khăn sẽ xảy ra khi chiếc xe chuyển động. Có một điểm, khoảng 40 dặm / giờ (64 km / h), tại đó cả máy bơm và tuabin đều quay với tốc độ gần như bằng nhau (máy bơm luôn quay nhanh hơn một chút). Tại thời điểm này, chất lỏng quay trở lại từ tuabin, đi vào máy bơm đã chuyển động cùng chiều với máy bơm, vì vậy stato không cần thiết.
Mặc dù tuabin thay đổi hướng của chất lỏng và đẩy chất lỏng ra phía sau, nhưng cuối cùng chất lỏng vẫn chuyển động theo hướng mà tuabin đang quay vì tuabin quay nhanh hơn theo một hướng so với chất lỏng đang được bơm theo hướng khác. . Nếu bạn đang đứng ở phía sau của một chiếc xe bán tải đang di chuyển với vận tốc 60 dặm / giờ và bạn ném một quả bóng ra phía sau chiếc xe bán tải đó với tốc độ 40 dặm / giờ, thì quả bóng sẽ vẫn hướng về phía trước với vận tốc 20 dặm / giờ. Điều này tương tự như những gì xảy ra trong tuabin:Chất lỏng đang được đẩy ra phía sau theo một hướng, nhưng không nhanh như khi nó bắt đầu theo hướng khác.
Ở những tốc độ này, chất lỏng thực sự tấn công trở lại các mặt của các cánh stato, làm cho stato quay tự do trên bộ ly hợp một chiều của nó để nó không cản trở chất lỏng di chuyển qua nó.
Ngoài công việc rất quan trọng là cho phép xe của bạn dừng hoàn toàn mà không làm động cơ bị chết máy, bộ chuyển đổi mô-men xoắn thực sự cung cấp cho xe của bạn nhiều mô-men xoắn hơn khi bạn tăng tốc ra khỏi điểm dừng. Các bộ chuyển đổi mô-men xoắn hiện đại có thể nhân mô-men xoắn của động cơ lên hai đến ba lần. Hiệu ứng này chỉ xảy ra khi động cơ quay nhanh hơn nhiều so với hộp số.
Ở tốc độ cao hơn, hộp số bắt kịp động cơ, cuối cùng chuyển động ở gần như cùng tốc độ. Tuy nhiên, lý tưởng nhất là việc truyền tải sẽ di chuyển ở chính xác cùng tốc độ với động cơ, bởi vì sự khác biệt về tốc độ này làm lãng phí điện năng . Đây là một phần lý do tại sao xe ô tô hộp số tự động tiết kiệm xăng hơn xe ô tô hộp số sàn.
Để chống lại tác động này, một số ô tô có bộ biến mô với ly hợp khóa . Khi hai nửa của bộ biến mô tăng tốc, ly hợp này sẽ khóa chúng lại với nhau, loại bỏ hiện tượng trượt và nâng cao hiệu suất.
Để biết thêm thông tin về bộ chuyển đổi mô-men xoắn và các chủ đề liên quan, hãy xem các liên kết trên trang tiếp theo.
Xuất bản lần đầu:Ngày 25 tháng 10 năm 2000
Hệ thống phanh của tôi hoạt động như thế nào?
Thủy lực hoạt động như thế nào?
Cách kiểm tra công cụ chuyển đổi mô-men xoắn
Cách hoạt động của hộp số tự động