Tổng quan hệ thống điều khiển thuỷ lực
Hình 2.54 Sơ đồ tổng quan hệ thống điều khiển thuỷ lực trên hộp số vô cấp CVT
Hệ thống điều khiển thuỷ lực được cấu tạo chủ yếu từ nhiều van thuỷ lực hoạt động dưới sự giám sát và điều khiển của các van điện từ. Mỗi hãng sẽ có thiết kế về hệ thống thuỷ lực là khác nhau như hộp số của Audi thì chủ yếu sử dụng các van điện từ tuyến tính để điều khiển áp suất đường dầu, hệ thống sẽ chia nhiều đường dầu với nhiều áp suất khác nhau để điều khiển van thuỷ lực đóng mở đường dầu tương ứng. Còn đối với hộp số CVT của Nissan hay hộp số CVT K111 của Toyota thì sử dụng van điện từ on-off để điều khiển các van thuỷ lực,
57 đồng thời trang bị thêm nhiều van thuỷ lực điều tiết áp suất đường dầu để đảm bảo quá trình điều khiển chính xác và an toàn.
Các van điện từ và van thuỷ lực thường được gắn trên các thân van. Thân van bao gồm một thân trên và một thân dưới, một van tay được dẫn động trực tiếp bằng cần số. Các van có chứa áp suất dầu điều khiển và chuyển dầu từ van này sang van khác.
Van điện từ
Các van điện từ dùng để đóng hoặc mở các đường dầu hoặc điều khiển áp suất đường dầu. Có hai loại van điện từ chính là loại on-off và loại tuyến tính.
Loại ON-OFF
Van điện từ loại on-off có hai loại là loại thường đóng và loại thường mở, thường được dùng để điều khiển vị trí của các van thuỷ lực dưới tín hiệu điều khiển của hộp điều khiển. Cấu tạo của van cơ bản gồm một cuộn dây và một piston có trượt tịnh tiến, khi có điện qua cuộn dây sẽ tạo lực từ hút hoặc đẩy piston đi. Điện trở của cuộn dây thông thường từ 10 đến 15 ôm.
Van điện từ kiểu on-off còn có thể kết hợp với van điều tiết áp suất để điều chỉnh áp suất một cách tuyến tính trên đường dầu. Hộp điều khiển sẽ gửi tín hiệu bằng xung PWM đến van điện từ, bằng cách thay đổi khoảng thời gian giữa các lần đóng mở liên tục van điện từ, van điều tiết áp suất cũng đóng mở để điều chỉnh áp suất đường dầu một cách tuyến tính.
Loại tuyến tính
Một vài loại van điện từ thay đổi áp suất dầu thuỷ lực dựa theo cường độ dòng điện đi qua cuộn dây, do đó có thể điều chỉnh một cách tuyến tính áp suất dầu phụ thuộc vào cường độ dòng điện như trên hộp số CVT của Audi A4
(a) (b)
Hình 2.56 Van điện từ ON-OFF loại thường đóng (a) và loại thường mở (b)
59
Sơ đồ thuỷ lực
Kí hiệu Tên Kí hiệu Tên
P Bơm dầu KSV Van điều khiển ly hợp
SF Lọc dầu KKV Van làm mát ly hợp
K Bộ làm mát dầu MDV Van áp suất nhỏ nhất
RK Ly hợp số lùi DBV Van hạn chế áp suất
VK Ly hợp số tiến VSBV Van giới hạn lưu lượng thể tích
SIV Van an toàn VSTV Van định hướng
UV Van điều khiển tỷ số truyền N88 Van điện từ điều khiển làm mát ly hợp VSPV Van điều áp N215 Van điện từ điều khiển áp suất ly hợp
HS Van tay N216 Van điện từ điều khiển áp suất tiếp xúc
Van thuỷ lực Van tay HS
Van tay HS có bốn vị trí là P, N, R, D tương ứng với các vị trí số N, đỗ xe, số lùi và số tiến. Van tay được kết nối với cần số, người lái có thể điều khiển vị trí của van chọn số tay
Hình 2.59 Van tay HS khi xe ở sô D
61 thông qua điều khiển cần số. Khi người lái điều khiển cần chọn số thì các mạch dầu của van tay thay đổi. Điển hình như khi van tay ở số D, lúc này đường dầu từ bơm sẽ được nối tới ly hợp số tiến, đường dầu từ phanh số lùi sẽ được nối với các te để hồi dầu về. Với áp suất dầu được đưa đến, ly hợp số tiến được đóng hoàn toàn đảm bảo cho chuyển động của xe. Tương tự như vậy, khi van tay ở số R, các được dầu được mở ngược lại sao cho đảm bảo phanh số lùi được đóng hoàn toàn.
Khi xe ở số N hoặc số P, đường dầu từ bơm sẽ được đóng hoàn toàn, lúc này đường dầu từ ly hợp số tiến và phanh số lùi đều được thông với các te dầu để xả dầu, khiến cho cả hai đều mở, ngắt đường truyền lực, xe không di chuyển.
Van điều khiển ly hợp KSV
Hình 2.61 Van điều khiển ly hợp KSV Hình 2.60 Van tay HS khi xe ở số P
Van điều khiển ly hợp KSV cung cấp một áp suất dầu ly hợp tương ứng với dòng áp suất điều khiền từ van điện từ N215.Van điều khiển ly hợp kiểm soát áp suất ép ly hợp và do đó cũng điều chỉnh moment xoắn của động cơ được truyền đi. Van điều khiển ly hợp (KSV) được cung cấp áp lực dầu hệ thống và tạo ra áp suất lên ly hợp dựa vào tín hiệu kích hoạt từ N215. Áp suất điều khiển cao dẫn đến áp suất ly hợp cao. Áp suất ly hợp đi qua van an toàn (SIV) sau đó đến van tay (HS)
Van an toàn SIV
Van an toàn SIV có nhiệm vụ duy trì áp suất ly hợp đúng định mức. Nếu áp suất ly hợp quá cao (trên 4 bar), van an toàn sẽ mở, dầu theo đường hồi trở về khoang dầu.Van SIV được kích hoạt bằng van điện từ N88. Khi áp suất điều khiển tăng lên khoảng 4 bar, nguồn dầu cung cấp cho van điều khiển ly hợp (KSV) bị ngắt đồng thời dầu ở van tay được chảy về cacte qua lỗ thoát dầu.
Van làm mát ly hợp KKV
Van làm mát ly hợp KKV có nhiệm vụ mở đường dầu làm mát tới bơm để làm mát ly hợp. Bộ điều khiển hộp số cung cấp một dòng điều khiển xác định đến van điện từ N88. Sau đó van N88 sẽ tạo ra áp suất điều khiển làm cho van làm mát ly hợp (KKV) hoạt động.
63 Van làm mát ly hợp (KKV) truyền áp suất từ đường ống dầu hồi từ bộ làm mát đến bơm làm mát ly hợp.
Van áp suất nhỏ nhất MDV
Khi bơm dầu hoạt động với công suất cao van áp suất nhỏ nhất MDV mở và cho phép dầu chảy từ đường ống dầu hồi đến cửa hút của bơm dầu. Hoạt động của van MDV giúp cải thiện hiệu suất của bơm.
Hình 2.63 Van làm mát ly hợp KKV
Van áp suất định hướng VSTV
Van áp suất định hướng VSTV nhận nguồn cung cấp từ bơm dầu và tạo ra một áp suất điều khiển định hướng không đổi 5 bar đến các van điện từ điều khiển áp suất N88, N215, N216. Áp suất điều khiển không đổi được tạo ra do tiết diện lưu thông được giữ không đổi giữa đường vào và đường ra do sự cân bằng lực của lò xo và áp suất thuỷ lực ở hai đầu con trượt.
Van điều khiển tỷ số truyền UV
Van điều khiển tỷ số truyền UV có 3 trạng thái hoạt động tuỳ thuộc vào dòng áp suất điều khiển từ van điện từ N216
+ Trạng thái 1: mở đưòng dầu từ bơm đến xylanh dịch chuyển cụm puly sơ cấp, đồng thời cho dầu từ xylanh dịch chuyển cụm puly thứ cấp về các te. Tỷ số truyền được chuyển sang truyền động nhanh.
+ Trạng thái 2: mở đường dầu từ bơm đến xylanh dịch chuyển cụm puly thứ cấp, đồng thời cho dầu từ xylanh dịch chuyển cụm puly sơ cấp về khoang dầu. Tỷ số truyền được chuyển sang truyền động chậm.
65 + Trạng thái 3: đóng cả 2 đường dầu. Tỷ số truyền được giữ không đổi.
Van điều áp VSPV
Hình 2.66 Van UV ở tỷ số truyền truyền động nhanh
Hình 2.68 Van điều áp VSPV
Van điều áp VSPV điều khiển áp suất hệ thống để áp suất dầu luôn đủ để thực hiện các chức năng cụ thể như ép dây đai và điều chỉnh.
Van điện từ N88, N215, N216
Van điện từ N88, N215, N216 được thiết kế như là những van điều khiển áp suất. Khi có dòng điện từ bộ điều khiển gửi tới thì van điện từ mở. Khi van điện từ mở, nó cung cấp một áp suất thuỷ lực để điều khiển hoạt động của các van thuỷ lực.
Van điện từ N88 thực hiện 2 chức năng là điều khiển van làm mát ly hợp KKV và van an toàn SIV. Van điện từ N215 tác động lên van điều khiển ly hợp KSV. Van điện từ N216 tác động lên van điều khiển tỷ số truyền UV.
Van giới hạn lưu lượng thể tích VSBV
Van giới hạn lưu lượng thể tích VSBV điều chỉnh lượng dầu cần thiết cho các chức năng riêng của hệ thống điều khiển thuỷ lực mặc dù công suất của bơm tăng.
Hình 2.69 Van điện từ
67 Bảng 2.2 Chức năng của các van trên hộp số Xtronic của Nissan
Tên Chức năng
Van điều tiết áp suất Kiểm soát áp suất dầu được cung cấp bởi bơm vào các van Van điện từ điều tiết áp suất Điều khiển van điều tiết áp suất
Van khoá biến mô Điều khiển đóng hoặc mở khoá biến mô và đảm bảo khoá mượt mà, mở khoá hoàn toàn.
Van điện từ khoá biến mô Điều khiển van khoá biến mô Van chuyển số
Điều khiển áp suất dầu tăng hoặc giảm đến puly sơ cấp phụ thuộc vào hành trình khác nhau giữa motor bước và puly chủ động sơ cấp
Van thứ cấp Điều khiển áp suất dầu puly thứ cấp phụ thuộc vào hoạt động của puly sơ cấp
Van điện từ thứ cấp Điều khiển van thứ cấp
Motor bước Điều khiển thay đổi tỷ số truyền của puly
Van tay Truyền áp suất dầu tương ứng tuỳ theo vị trí của cần số Van điều khiển tiến lùi Đóng mở ly hợp số tiến hoặc ly hợp số lùi