c. Phân loại theo cấp tỷ số truyền của HTTL
1.3. Đặt vấn đề nghiên cứu đề tài
Những vấn đề nóng của môi trƣờng đang thu hút sự quan tâm của thế giới nói chung, các nhà sản xuất ô tô nói riêng, nổi cộm lên là vấn đề biến đổi khí hậu, khan hiếm về nguồn năng lƣợng mới, trong khi các nguồn năng lƣợng cũ ngày càng cạn kiệt. Các sản phẩm về ô tô cũng phải đáp ứng những tiêu chuẩn khắt khe nhằm có những tiêu chí tuân thủ an toàn môi trƣờng, nhƣng phải đảm bảo tính tiết kiệm nhiên liệu và duy trì tính ổn địn của công suất động cơ.
Trong quá trình nghiên cứu đặc điểm vận hành của HTTL, ta có thể thấy hộp số cơ khí có nhƣợc điểm lớn nhất là khi xe chạy cùng với tốc độ với điều kiện vận hành giống nhau, ta chỉ có thể điều khiển đƣợc một tỷ số truyền nhất định
Hình 1.15. Đặc tính động cơ với các đƣờng đẳng suất tiêu hao nhiên liệu
Hình 1.14 thể hiện các đƣờng đặc tính biến thiên mô men của động cơ ở các mức tải khác nhau.
Đƣờng mô men lớn nhất của động cơ đƣợc lấy từ đặc tính ngoài của nó (ở chế độ cung cấp nhiên liệu tối đa). Các đƣờng đẳng mức tiêu hao nhiên liệu (ge = const) thể hiện các chế độ làm việc với suất tiêu hao nhiên liệu ge (g/kW.h) bằng nhau (4). Các đƣờng đẳng công suất (3) thể hiện các chế độ làm việc với cùng công suất kw. Trên đồ thị còn thể hiện các đƣờng mô men cản chuyển động của ô tô (5) đƣợc quy dẫn về động cơ tƣơng ứng với HTTL có 5 cấp số. Có thể thấy rằng, cấp số cao nhất có đặc tính gần với vùng làm việc có mức tiêu hao nhiên liệu thấp nhất. Trên đồ thị này, ô tô có thể chuyển động với vận tốc không đổi (không gia tốc) tại các điểm cắt giữa đƣờng công suất kéo và công suất cản.
Khi ô tô chuyển động trên đƣờng, có hai yếu tố quyết định công suất yêu cầu tại các bánh xe, đó là:
- Lực cản chuyển động, phụ thuộc vào điều kiện đƣờng xá cụ thể
- Vận tốc chuyển động, do ngƣời lái quyết định tùy theo ý muốn chủ quan và điều kiện khách quan (điều kiện đƣờng, mật độ giao thông, quy định về hạn chế tốc độ...)
Nhƣ vậy, khi ô tô chuyển động trên một đoạn đƣờng cụ thể, động cơ duy trì một mức công suất phù hợp với điều kiện chuyển động.
Có thể thấy rằng nhƣ trên hình, ở mức công suất yêu cầu là 40 kW ( Đƣờng công suất đƣợc in đậm), nếu chọn điểm làm việc của động cơ là điểm A- là giao điểm của đƣờng tay số 3 và đƣờng công suất yêu cầu- thì suất tiêu hao là 350g/kWh. Nhƣng nếu chọn điểm làm việc là B- là giao của tay số 5 và đƣờng công suất yêu cầu- thì suất tiêu hao nhiên liệu chỉ còn là 275g/kWh. Nhƣ vậy cùng chung một đƣờng công suất thì việc chọn điểm làm việc hợp lí của HTTL sẽ giảm bớt đáng kể lƣợng nhiên liệu tiêu thụ
Đồ thị cho ta thấy, tỷ số truyền của HTTL càng nhỏ thì đặc tính làm việc của nó càng gần với vùng có mức tiêu hao nhiên liệu thấp nhất của động cơ. Vì vậy, để có thể sử dụng vùng làm việc của động cơ với mức tiêu hao nhiên liệu thấp nhất
ngƣời ta thƣờng thiết kế hộp số có tỷ số truyền tăng, đây cũng là một nhƣợc điểm của hộp số cơ khí cũng nhƣ số tự động thông thƣờng AT.
HTTL vô cấp có tỷ số truyền thay đổi liên tục, nó cho phép lựa chọn điểm làm việc của động cơ theo đúng yêu cầu của đặc tính lý tƣởng. Do đó tỷ số truyền thay đổi liên tục từ iTmin đến iTmax mô men cán từ bánh xe quy về động cơ không còn là các đƣờng nhƣ đối với HTTL cơ khí nữa mà là một vùng nhƣ thể hiện trên hình 1.16[1].
Trên đồ thị đặc tính (hình 1.16) điểm làm việc của động cơ ở một chế độ chuyển động bất kỳ chính là giao điểm của đƣờng mô men tƣơng ứng với công suất yêu cầu (đƣờng chấm gạch trên đồ thị) với đƣờng mô men cản quy dẫn. Nhƣ vậy, vùng làm việc của động cơ với HTTL vô cấp bị giới hạn bởi các đƣờng mô men cản quy dẫn ở các tỷ số truyền nhỏ nhất và lớn nhất.Đƣờng iTmin và iTmax đƣợc vẽ đậm trong hình vẽ 1.16.
Việc lựa chọn chế độ làm việc hiệu quả của động cơ với HTTL vô cấp có thể đƣợc thực hiện theo các phƣơng án sau: phƣơng án tiết kiệm nhiên liệu (đƣờng số 1 trên đồ thị) hoặc phƣơng án phát huy tối đa sức kéo (đƣờng số 2)
Ở phƣơng án thứ nhất, các điểm làm việc của động cơ nằm trên đƣờng tiết kiệm nhiên liệu.
Phƣơng án thứ hai, tập hợp các điểm làm việc có lực kéo dƣ lớn nhất. Vì không thể cùng một lúc đạt đƣợc cả hai tiêu chí là tiết kiệm nhiên liệu và phát huy tối đa lực kéo tại các bánh xe, nên khi thiết kế ngƣời ta có thể lựa chọn tùy theo mục đích sử dụng và điều kiện vận hành của ô tô.
Trong nhiều trƣờng hợp có thể chọn giải pháp dung hòa (đƣờng số 3).
Hình 1.17: So sánh mức tiêu thụ nhiên liệu giữa hộp số MT và số CVT.
Từ những ƣu nhƣợc điểm trong cấu tạo cũng nhƣ nguyên lí hoạt động, HTTH vô cấp với bộ truyền đai có khả năng thay đổi bán kính làm việc của các puli để thay đổi tỷ số truyền một cách liên tục đặc trƣng. Nó phối hợp hoạt động hiệu quả nhất với động cơ đốt trong, nâng cao hiệu suất, giảm mức tiêu hao nhiên liệu, giảm ô nhiễm môi trƣờng, chính vì vậy trong các chƣơng tiếp theo ta sẽ tiến hành
tìm hiểu cụ thể phƣơng thức hoạt động, quy luật điều khiển tỷ số truyền để có những đánh giá về tính hiệu quả của xe dùng HTTL kiểu CVT.