Hiệu suất truyền động của bộ biến mô cho biết bao nhiêu năng lợng đợc truyền một cách hiệu quả từ cánh bơm tới rôto tuabin. Năng lợng ở đây là công suất đầu ra của động cơ (vòng phút) và mômen. Công suất = k ì T ì R ở đây: k: hệ số T: mômen R: tốc độ vòng trên phút ở đây:
Hiệu suất truyền động (n) =
= Công suất đầu ra của rôto tuabinCông suất đầu vào của cánh bơm ì100(%)
= Mômen đầu vào của cánh bơmMômen đầu ra của rôto tuabin
ì tỷ số truyền tốc độ (e) ì100(%) Tỷ số truyền tốc độ (e) = Tốc độ của rôto tuabinTốc độ của cánh bơm
Tại điểm xe đỗ, cánh bơm dang quay nhng rôto tuabin đứng yên. Mômen lớn nhất do đó đợc truyền đến rôto tuabin nhng hiệu suất truyền động bằng không do rôto tuabin không quay. Khi rôto tuabin bắt đầu quay, công suất đầu ra của rôto tuabin, nó tỷ lệ với số vòng quay và mômen của cánh bơm, gây nên sự gia tăng đột ngột hiệu suất truyền động, hiệu suất này đạt giá trị lớn nhất tại tỷ số truyền tốc độ trớc điểm ly hợp một chút. Sau điểm lớn nhất, hiệu suất truyền động bắt đầu giảm xuống do một phần dòng dầu từ rôto tuabin bắt đầu chảy đến mặt phía sau của các cánh trên stato.
Tại điểm ly hợp, phần lớn dầu từ rôto tuabin đập vào mặt sau của cánh trên stato bắt đầu quay để ngăn cản sự giảm thêm nữa của hiệu suất truyền động và bộ biến mô bắt đầu thực hiện chức năng nh một khớp thủy lực.
Do mômen đợc truyền với tỷ số gần bằng 1 : 1 trong khớp thủy lực, hiệu suất truyền động trong khớp thủy lực tỷ lệ thuận với tỷ số truyền tốc độ.
Tuy nhiên, sự tuần hoàn của dầu làm cho một phần động năng (năng lợgn chuyển động) của dầu bị mất mát khi nhiệt độ dầu tăng do ma sát và va đập. Do vậy hiệu suất truyền động của bộ biến mô không đạt đến 100%, nhng nó lớn hơn 95% một chút.
Hoạt động của biến mô
Dới đây sẽ mô tả khái quát hoạt động của bộ biến mô với cần chọn số ở vị trí D , 2 , L hay R .“ ” “ ” “ ” “ ”
Xe đang đỗ, động cơ chạy không tải
Khi động cơ đang chạy không tải mômen do chính động cơ tạo ra là nhỏ nhất. Nếu đạp phanh (phanh tay hay phanh chân), tải trọng tác dụng lên rôto tuabin lớn do nó không thể quay.
Mặc dù vậy, do xe đang đỗ nên tỷ số truyền tốc độ của rôto tuabin và cánh bơm là bằng không trong tỷ số truyền mômen là lớn nhất. Do vậy, rôto tuabin luôn sẵn sàng quay với mômen cao hơn so với mômen động cơ tạo ra.
Khi xe khởi hành
Khi phanh đợc nhả ra, rôto tuabin có thể quay cùng với trục sơ cấp hộp số.
Do vậy khi đpạ chân ga sẽ làm cho rôto tuabin quay với mômen lớn
hơn so với mômen do động cơ tạo ra, làm cho xe bắt đầu chuyển động.
Xe chạy với tốc độ thấp
Khi tốc độ của xe tăng lên, tốc độ quay của rôto tuabin nhanh chóng bằng với cánh bơm. Tỷ số truyền mômen do đó nhanh chóng đạt đến giá trị 1.0. Khi tỷ số truyền tốc độ của rôto tuabin so với tốc độ cánh bơm đạt đến một giá trị xác định (điểm ly hợp), stato bắt đầu quay và sự khuyếch đại mômen giảm xuống. Nói theo một cách khác, biến mô bắt đầu hoạt động nh một khớp thủy lực
Do vậy, tốc độ xe tăng hầu nh tỷ lệ thuận với tốc độ động cơ.
Xe chạy với tốc độ trung bình đến cao
Chức năng của bộ biến mô chỉ nh một khớp thủy lực. Rôto tuabin quay với tốc độ gần bằng tốc độ của cánh bơm
2. Hoạt động
Khi lớp khóa biến mô hoạt động, nó sẽ quay cùng với cánh bơm và rôto tuabin. Việc ăn và nhả khớp của khớp khóa biến mô đợc quyết định bởi sự thay đổi của hớng chảy dòng dầu thủy lực trong bộ biến mô.
Nhả khớp
Khi xe chạy tại tốc độ thấp, dầu có áp suất (áp suất biến mô) chảy đến phía trớc của khớp khoá.
Do áp suất ở phía trớc và phía sau của khớp khóa bằng nhau, nên khớp khóa nhả ra.
Hoạt động của các van này đ ợc mô tả trong phần về hệ thống điều khiển thủy lực của cuốn sách này
Động cơ Đĩa ép Vỏ tr ớc Cánh bơm Roto tuabin Moay ơ Roto tuabin
Cơ cấu khóa biến mô
Trong giai đoạn khớp nối (không có sự khuyếch đại mômen), biến mô truyền mômen đầu vào từ động cơ đến hộp số với tỷ số truyền gần bằng 1 : 1. Tuy nhiên giữa cánh bơm và rôto tuabin có sự chênh lệch về tốc độ ít nhất là từ 4 đến 5%. Do vậy bộ biến mô không truyền 100% công suất do động tạo ra đến hộp số, vì vậy có hiện tợng mất năng lợng.
Để ngăn chặn điều đó và giảm tiêu hao nhiên liệu, một khớp khóa cứng sẽ nối một cách cơ khí cánh bơm và rôto tuabin khi tốc độ xe khoảng 60 km/giờ hay cao hơn do vậy 100% công
suất động cơ tạo ra đợc truyền đến hộp số.
1. Kết cấu
Khớp khóa biến mô đợc lắp trên moay ơ của rôto tuabin, ở phía trớc của rôto tuabin.
Lò xo giảm chấn sẽ hấp thụ lực xoắn do sự ăn khớp của ly hợp để ngăn không tạo ra va đập.
Vật liệu ma sát (giống nh loại sử dụng cho phanh và đĩa ly hợp) đợc dán vào vỏ biến mô hay pittông khóa biến mô để ngăn sự trợt tại thời điểm ăn khớp của khoá biến mô.
Ăn khớp
Khi xe chạy tại tốc độ trung bình và cao, dầu có áp suất chảy đến phần sau của khớp khóa cứng. Do vậy, pittong khóa bị ép vào biến mô quay cùng với nhau (có nghĩa là khớp khóa biến mô đợc ăn khớp).
Hoạt động của các van này đợc mô tả trong phần về hệ thống điều khiển thủy lực của cuốn sách này
Động cơ Đĩa ép Vỏ tr ớc
Khớp khóa biến mô Moay ơ Roto tuabin
Bộ truyền bánh răng hành tinh
Khái quát
Trong hộp số tự động của TOYOTA, sử dụng một bộ bánh răng hành tinh loại Simpson - Có nghĩa là, một bộ truyền có 2 bộ bánh răng hành tinh đơn giản đợc bố trí cùng trên một trục.
Hai bộ bánh răng này đợc gọi là bộ bánh răng hành tinh trớc và sau t- ơng ứng với vị trí của chúng trong hộp số.
Thông thờng, hai bộ bánh răng này đợc nối với nhau băng một khối đó là bánh răng mặt trời.
Khi sử dụng hai bộ bánh răng hành tinh, hộp số tự động là loại có 3 tốc độ, có 3 số tiến (có nghĩa là tỷ số truyền) và một số lùi.
Các bộ bánh răng hành tinh này, các phanh và ly hợp dùng để điều khiển chuyển động quay của chúng, vòng bi và các trục truyền mômen đợc gọi chung là bộ truyền bánh răng hành tinh.
Các ly hợp (C1 và C2)
Ly hợp C1 làm việc gián đoạn để truyền công suất từ bộ biến mô đến đến bánh răng bao phía trớc qua trục sơ cấp. Các đĩa ma sát và đĩa ép đợc bố trí xen kẽ, sao cho các đĩa ma sát ăn khớp bằng then hoa với bánh răng bao trớc còn các đĩa ép ăn khớp với tang trống ly hợp số tiến. Bánh răng bao trớc đợc lắp then hoa với mặt bích của bánh răng bao và tang trống ly hợp số tiến đợc ăn khớp then hoa với moay ơ ly hợp số truyền thẳng.
Ly hợp C2 truyền công suất gián đoạn từ trục sơ cấp đến trống ly hợp số truyền thẳng (Bánh răng mặt trời).
Các đĩa ma sát đợc khớp then hoa với moay ơ ly hợp số truyền thẳng và các đĩa ép đợc khớp then hoa với trống ly hợp số truyền thẳng. Trống ly hợp số truyền thẳng ăn khớp với trống vào của bánh răng mặt trời, và trống vào của bánh răng mặt trời ăn khớp then hoa với bánh răng mặt trời trớc và sau. Do vậy 3 bộ quay cùng với nhau.
Hoạt động
Ăn khớp
Khi dầu có áp suất chảy vào xylanh, nó ấn vào viên bi van một chiều của pittông dịch chuyển bên trong xilanh ấn các đĩa ép tiếp xúc với các đĩa ma sát.
Do lực ma sát cao giữa đĩa ép và đĩa ma sát, các đĩa ép chủ động và đĩa ma sát bị động quay với tốc độ nh nhau, điều đó có nghĩa là ly hợp ăn khớp và trục sơ cấp đợc nối với bánh
răng bao, công suất đợc truyền từ trục sơ cấp đến bánh răng bao.
Nhả khớp
Khi dầu thủy lực có áp suất đợc xả ra, áp suất dầu trong xilanh giảm xuống. Cho phép viên bi van một chiều tách ra khỏi đế van, điều này đợc thực hiện bằng lực ly tâm tác dụng lên nó, và dầu trong xilanh đợc xả ra qua van một chiều này.
Kết quả là, pittông trở về vị trí cũ bằng lò xo hồi làm ly hợp nhả ra.
Khi thay mới đĩa ma sát của ly hợp, ngâm đĩa mới trong dầu hộp số tự động 15 phút hay lâu hơn tr ớc khi lắp đặt đủ để làm cho vật liệu đĩa ma sát của đĩa nở ra.