2. Bộ điều khiển điện tử (ECU động cơ và ECT)
3.1.1.Đặc tính động cơ
Để có thế tính mức tiêu hao nhiên liệu của xe ô tô trang bị hốp số tự động, các số liệu tính toán ta lấy theo xe tham khảo là Toyota Camry với động cơ đốt trong dùng nhiên liệu xăng, ký hiệu động cơ 2AZ-FE cùng thông số của nhà thiết kế: + Thông số của xe:
- Khối lƣợng của xe ma=1515kg. - Hệ số cản không khí Cx=0,32
- Diện tích cản chính diện A= 1,94 m2.
- Mô men cực đại của động cơ Memax= 189 Nm tại vòng tua ne= 4750v/ph. - Công suất cực đại của động cơ Nemax= 111kW tại vòng tua ne=5930v/ph. - Bán kính bánh xe rbx= 0,323m.
+ Thông số hệ thống truyền lực:
i0= 3,2; ih1= 2,64; ih2= 1,83; ih3= 1,47
Các tính toán đƣợc thực hiện cho trƣờng hợp ô tô chuyển động trên đƣờng bằng phẳng, chất lƣợng mặt đƣờng nhựa tốt với hệ số cản lăn f = 0,02.
Loại xe Động cơ Kí hiệu G (N) Cx A Memax Nemax rbx f Toyota
Camry Xăng 2AZ
FE 15150 0,32 1,94 189Nm 111 KW 0,323 m 0,02 4750v/p 5930v/p
Hệ thống truyền lực cơ khí kết hợp với biến mô thủy lực thƣờng đƣợc gọi là hệ thống truyền lực thủy cơ. Biến mô thủy lực là một bộ truyền vô cấp, khả năng biến đổi mô men của nó đƣợc đánh giá thông qua hệ số biến mô (tỷ số truyền lực).
μ= M2
M1 (3.1)
Trong đó: M1 là mô men trên trục chủ động của biến mô và M2 là mô men trên trục bị động của nó.
Hình 3.1: Các thông số đầu vào và đầu ra của biến mô thủy lực
Quan hệ giữa vận tốc của các trục ra và trục vào đƣợc gọi là tỷ số truyền động học ν:
ν = n2
n1 (3.2) Hiệu suất của biến mô đƣợc xác định nhƣ sau:
η = N2
N1 = μ.ν (3.3)
Trong hệ thống truyền lực thủy cơ, tỷ số truyền lực thủy cơ, tỷ số truyền lực đƣợc tính nhƣ sau:
iT = μ.ih.io (3.4) trong đó μ biến thiên liên tục từ 1 đến μmax.
Tuy nhiên, giá trị μmax chỉ đạt đƣợc khi biến mô trƣợt hoàn toàn. Hơn nữa trong vùng tỷ số truyền nhỏ, hiệu suất của biến mô thủy lực rất thấp nên trong thiết kế ngƣời ta tránh để ô tô hoạt động trong vùng này. Vì vậy, khi xác định tỷ số truyền lớn nhất của hệ thống truyền lực ngƣời ta không lấy giá trị μmax mà chỉ chọn μ tại điểm hiệu suất đạt tới ngƣỡng chấp nhận đƣợc. Hiệu suất tối thiểu đƣợc chấp nhận đối với biến mô trong hệ thống truyền lực ô tô thƣờng là 80%. Khi đó hệ số biến mô của ô tô tải nằm trong khoảng từ 1,8-2,0, con đối với biến mô ô tô con μ= 1,5-1,7. Tỷ số truyền lớn nhất của hệ thống truyền lực trong trƣờng hợp này đƣợc tính nhƣ sau:
iTmax = μη.ih.io (3.5)
trong đó μη là hệ số biến mô tƣơng ứng với giá trị hiệu suất ngƣỡng η đƣợc chọn. Chẳng hạn, nếu coi hiệu suất thấp nhất có thể chấp nhận đƣợc là 80% thì μη = μ80. Ứng với một tỷ số truyền của hộp số cơ khí, tỷ số truyền chung của hệ thống truyền lực có thể biến thiên một cách liên tục trong khoảng từ 1 đến μη. Vì vậy, đối với hệ thống truyền lực thủy cơ, mô men cản tại bánh xe quy về đồ thị đặc tính của động cơ không còn là một đƣờng mà là một vùng, giới hạn bởi các đƣờng tƣơng ứng với tỷ số truyền từ iTmin = ih.io đến iTmax = μη.ih.io (hình 3.1).
Trên hình 3.1 thể hiện đƣờng Me là mô men của động cơ đƣợc lấy từ đặc tính ngoài. Các đƣờng iTmin và iTmax thể hiện mô men cả tại bánh xe quy về động cơ thông qua các tỷ số truyền nhỏ nhất của hệ thống truyền lực ở cấp số đang xét.
Hình 3.2: Đặc tính động cơ phối hợp với hệ thống truyền lực có biến mô thủy lực
Nhƣ vậy có thể thấy rằng, cùng một hệ số thích ứng, hệ thống truyền lực có biến mô thủy lực làm cho khả năng lựa chọn tỷ số truyền tăng lên đáng kể so với hệ thống truyền lực cơ khí đơn thuần. Vì lý do này mà trƣớc đây, các hệ thống truyền lực thủy cơ thƣờng đƣợc thiết kế với cấp số ít hơn so với hệ thống truyền lực cơ khí tƣơng đƣơng. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, ngƣời ta có xu hƣớng tăng cấp số cho các hộp số tự động có biến mô thủy lực nhằm cải thiện tính kinh tế nhiên liệu của nó.