Bài giảng Hệ thống truyền động thủy khí - Chương 5: Các cơ đồ truyền động thủy lực và ứng dụng

yền động thủy lực thể tích mạch hở có cđ tịnh tiến Hệ thống bao gồm : - Cơ cấu biến đổi năng lượng: bơm piston 1 và xilanh lực 6. - Cơ cấu trung gian: van 1 chiều 2, 3 và cơ cấu phân phối 5. Để đảo chiều làm việc của piston trong xi lanh lực ta xoay van phân phối 900 , khi đó chất lỏng có áp suất cao từ xilanh của bơm sẽ vào khoang phải của xi lanh lực đẩy piston dịch chuyển sang trái. 5.1.1. Truyền động thủy lực thể tích mạch hở Nguyên lý làm việc: - Piston 1 đi lên, chất lỏng từ bể 4 qua van 3 đi vào xi lanh 6. - Piston 1 đi xuống, van 3 đóng, van 2 mở, chất lỏng qua van 2 vào cơ cấu phân phối 5 rồi vào khoang trái của xilanh lực 6, làm piston bị đẩy dịch sang phải. Vận tốc cơ cấu chấp hành: Lưu lượng chất lỏng do bơm chuyển đi: QB=vB.FB Lưu lượng chất lỏng nạp vào động cơ: QĐC=vĐC.FĐC Khi không có rò rỉ thì: QB=QĐC  vB.FB=vĐC.FĐC  Áp suất làm việc: Nếu không có tổn thất cột áp thì áp suất do bơm tạo ra bằng áp suất trong buồng làm việc của xilanh lực: - Áp suất do bơm tạo ra là: p=PB /FB với PB: lực đặt lên piston của bơm (do bơm tạo ra) - Lực do chất lỏng có áp suất p tác dụng lên piston của xilanh lực : PĐC = p.FĐC = Ptải trọng  ứng lực PĐC cân bằng với lực cản của tải trọng Ptải trọng. DC B DC DC DC Q Q v F F   a) Truyền động thủy lực thể tích mạch hở có cđ tịnh tiến 5.1.1. Truyền động thủy lực thể tích mạch hở Công suất của bơm : Trường hợp bơm piston và xilanh lực, bỏ qua tổn thất: NB = p.QB Công suất của động cơ: NĐC = PĐC.vĐC = p.FĐC.vĐC=p.QĐC Do QB = QĐC  NB = NDC Trường hợp bơm roto và xilanh lực, bỏ qua tổn thất: Lưu lượng bơm : QB = qB.nB Vận tốc cơ cấu chấp hành: DCB DC DC DC Qq n v F F   B Công suất: NB = p.QB = p.qB.nB a) Truyền động thủy lực thể tích mạch hở có cđ tịnh tiến 5.1.1. Truyền động thủy lực thể tích mạch hở b. Truyền động thủy lực thể tích mạch hở có cđ quay Dùng động cơ thuỷ lực kiểu roto hoặc piston roto.Van an toàn 2 có nhiệm vụ để hệ thống không bị quá tải, khi áp suất trên đường ống ra của bơm vượt quá giá trị cho phép thì van 2 mở tháo bớt chất lỏng về bể. Trong trường hợp dùng động cơ kiểu roto ta có: Lưu lượng tiêu thụ của động cơ: QĐC = qĐC.nĐC Vận tốc quay của động cơ : Nếu NĐC là công suất của động cơ thì momen quay động cơ cung cấp sẽ là: DC B DC DC DC Q n q n q q   B 2 2 DC DC DC DC DC DC DC DC DC p q n p q N p Q p q n M n              5.1.1. Truyền động thủy lực thể tích mạch hở Vận tốc cơ cấu chấp hành: Có thể điều chỉnh lực và momen bằng cách thay đổi các thông số hình học hoặc thay đổi áp suất chất lỏng làm việc nhờ những phần tử thuỷ lực đặt trong hệ thống. Lực và momen do động cơ tạo nên phụ thuộc vào áp suất làm việc p do bơm cung cấp và các thông số hình học FĐC... Nếu các thông số hình học không đổi thì khi p = const, momen và lực sẽ không đổi. Phụ thuộc vào lưu lượng đi vào động cơ (do bơm cung cấp) và lưu lượng riêng của động cơ. Do có rò rỉ nên QB > QĐC hay QĐC = QB -Q = QB – k.p Q = k.p là lưu lượng rò rỉ, phụ thuộc vào áp suất làm việc. Như vậy vận tốc động cơ thuỷ lực (cơ cấu chấp hành) còn phụ thuộc vào áp suất làm việc, áp suất càng lớn thì lưu lượng rò rỉ càng tăng và vận tốc cơ cấu chấp hành càng giảm. Lực và momen: b. Truyền động thủy lực thể tích mạch hở có cđ quay 5.1.1. Truyền động thủy lực thể tích mạch hở 5.1.2 Truyền động thủy lực thể tích mạch kín Trong sơ đồ mạch kín chất lỏng ra khỏi động cơ không về lại thùng chứa mà được chuyển về ống hút của bơm. Nguyên lý làm việc: Chất lỏng từ bơm 1 qua cơ cấu phân phối 2 vào xilanh lực 3. Sau khi làm việc xong chất lỏng qua cơ cấu phân phối về lại khoang hút của bơm. Trong hệ thống còn có bình bù 4 (hoặc bơm phụ 4) để bổ sung chất lỏng mất mát trong quá trình làm việc do rò rỉ Nhiệm vụ của bình phụ 4 là bổ sung chất lỏng và đảm bảo áp suất làm việc cao nhờ nâng cao áp suất trong khoang hút của bơm 1, do đó hệ thống kín có thể cung cấp công suất lớn. Nhược điểm của hệ thống kín: Nhiệt độ chất lỏng làm việc cao vì chất lỏng tuần hoàn không kịp nguội Sơ đồ phức tạp vì buộc phải có bơm phụ hoặc bình chứa phụ 5.1.3 Truyền động thủy lực thể tích kiểu vi sai Dùng với xilanh lực có cần 1 phía, lưu lượng chất lỏng vào và ra động cơ thuỷ lực là khác nhau. Bơm 1 đẩy chất lỏng vào khoang phải của xi lanh lực 3 thông qua cơ cấu phân phối 2 làm piston di chuyển qua trái. Chất lỏng từ khoang trái được đẩy về ống hút của bơm 1. Khi piston đi sang trái, lưu lượng chất lỏng đi ra lớn hơn lưu lượng chất lỏng đi vào xilanh (do bơm cung cấp). Khi piston đi sang phải, lưu lượng chất lỏng đi ra nhỏ hơn lưu lượng chất lỏng đi vào xilanh. Thùng chứa phụ 4 sẽ làm nhiệm vụ bổ sung chất lỏng hoặc tháo bớt chất lỏng ra khỏi ống hút. Khi thùng phụ bổ sung chất lỏng thì van 5 mở, van 6 đóng. Khi đưa bớt chất lỏng về thùng phụ qua van 6 thì van 5 đóng. Kết luận: Sơ đồ vi sai bổ sung được lượng chất lỏng rò rỉ và điều hoà lưu lượng của hệ thống. 5.2. Các phương pháp điều chỉnh tốc độ của cơ cấu chấp hành 5.2.1. Phương pháp thể tích: Việc điều chỉnh tốc độ được thực hiện bằng cách chỉ đưa vào hệ thống thủy lực lưu lượng dầu cần thiết đảm bảo một vận tốc nhất định. Lưu lượng dầu có thể thay đổi nhờ việc dùng bơm dầu pittông hoặc cánh gạt điều chỉnh lưu lượng. Ta có Muốn thay đổi Qb=Q1 ta thay đổi qb dẫn tới thay đổi v  1 1 1[l/ph] .b bQ Q q n Q v A   5.2.1 Phương pháp thể tích điều chỉnh tốc độ của cơ cấu chấp hành : Đặc điểm: Khi tải trọng không đổi công suất của cơ cấu chấp hành tỷ lệ với lưu lượng của bơm. Ứng dụng: Loại điều chỉnh này được dùng rộng rãi trong các máy cần thiết một công suất lớn khi khởi động, tức là cần thiết lực kéo lớn hoặc mômen xoắn lớn. Ngoài ra nó cũng được dùng rộng rãi trong những hệ thống thực hiện chuyển động thẳng hoặc chuyển động quay khi vận tốc giảm, công suất cần thiết cũng giảm Ưu điểm: Toàn bộ lưu lượng đều cung cấp cho xilanh không có dầu thừa nên hiệu suất của hệ thống thủy lực cao, dầu ít bị làm nóng Nhược điểm: phải dùng bơm dầu điều chỉnh lưu lượng có kết cấu phức tạp chế tạo đắt. 5.2.1 Phương pháp tiết lưu điều chỉnh tốc độ của cơ cấu chấp hành : Khi Ax thay đổi  ∆P thay đổi thay đổi Q  v thay đổi. Ở loại điều chỉnh này bơm dầu có lưu lượng không đổi và với việc thay đổi tiết diện chảy của tiết lưu làm thay đổi hiệu áp của dầu do đó làm thay đổi lưu lượng dẫn đến cơ cấu chấp hành để đảm bảo một vận tốc nhất định. . xQ A c p  Tùy thuộc vào vị trí lắp van tiết lưu trong hệ thống ta có: - Điều chỉnh bằng tiết lưu ở đường vào - Điều chỉnh bằng tiết lưu ở đường ra. a) Điều chỉnh tiết lưu ở đường vào Phương trình lưu lượng: Nếu bỏ qua rò rỉ dầu Q1 qua van tiết lưu cũng là Q1 qua xilanh 1 1 xQ A v A c p   Hiệu áp giữa hai đầu van tiết lưu: Khi thay đổi Ax làm cho Δp thay đổi, Q1 thay đổi v thay đổi Nếu như tải trọng tác dụng lên pittông là FL và lực ma sát giữa pittông và xilanh là Fms thì phương trình cân bằng lực của pittông là: Ta thấy khi FL thay đổi làm cho p1 thay đổi  Δp thay đổi  Q1 thay đổi làm cho v1 không ổn định 2 1 1 2 2 1 2 1 1 0 L msms L F FA p A p A F F p p A A         0 1p p p   b) Điều chỉnh tiết lưu ở đường ra Van tiết lưu đảm nhiệm luôn chức năng của van cản là tạo nên một áp suất nhất định ở đường ra của xilanh. Trong trường hợp này, áp suất ở buồng trái xilanh bằng áp suất của bơm tức là p1=p0 Vì cửa van của tiết lưu nối liền với bể dầu nên hiệu áp của tiết lưu: Khi Ax thay đổi p2 thay đổi Q2 thay đổi v thay đổi 2 3 2p p p p    Tương tự ta cũng có phương trình cân bằng tĩnh là 1 0 1 2 2 2 0 2 2 0 L msL ms F FA p A p A F F p p p A A          Ta cũng thấy khi FL thay đổi làm cho p2 thay đổi Q2 thay đổi v không ổn định 2 2 2. xQ v A A c p  Ưu nhược điểm của phương pháp điều chỉnh vận tốc bằng tiết lưu Ưu điểm: Nhược điểm: - không đảm bảo vận tốc cơ cấu chấp hành ở một giá trị nhất định khi tải trọng thay đổi. - một phần dầu thừa qua van tràn biến thành nhiệt làm giảm độ nhớt của dầu có khả năng làm tăng lượng dầu rò ảnh hưởng đến sự ổn định của cơ cấu chấp hành dẫn đến hiệu suất giảm. - Lưu lượng dầu thừa không thực hiện công có ích nào cả và nó được đưa về bể dầu. Ứng dụng: Dùng trong những hệ thống thủy lực làm việc với tải trọng thay đổi nhỏ hoặc trong các hệ thống không yêu cầu cao về ổn định vận tốc Kết cấu đơn giản, không cần sử dụng bơm có lưu lượng điều chỉnh được nên giảm được giá thành của hệ thống. 5.2. Các phương pháp điều chỉnh tốc độ của cơ cấu chấp hành 5.3.1 Hệ thống lái có trợ lực thủy lực 5.3. Các sơ đồ ứng dụng a) Sự cần thiết của trợ lực lái (power steering): - Để tăng khả năng lái xe,hầu hết các xe ô tô hiện đại đều có lốp rộng áp suất thấp để tăng diện tích tiếp xúc giữa bề mặt đường và lốp xe đòi hỏi nhiều lực đánh lái hơn. Nếu tăng tỷ số truyền của cơ cấu lái để giảm được lực đánh lái sẽ khiến người lái phải quay vô lăng nhiều hơn khi xe quay vòng và không thể quay góc ngoặt gấp được. Do đó để việc lái được nhạy mà lực lái nhỏ thì cần phải có một số thiết bị trợ lực lái. - Ngày nay trợ lực lái được sử dụng trong hầu hết các loại xe: các xe tải lớn, máy kéo, xe du lịch nhỏ... Trợ lực lái phổ biến gồm: loại thủy lực - HPS, loại điện- EPS, loại thủy lực – điện (EHPS - electro-hydraulic power steering) 5.3.1 Hệ thống lái có trợ lực thủy lực b) Cấu tạo và nguyên lý làm việc Sử dụng công suất của động cơ để dẫn động bơm trợ lực lái tạo áp suất thuỷ lực. Khi xoay vô lăng, sẽ chuyển mạch một đường dẫn dầu tại van điều khiển. Áp lực dầu đẩy pít tông trong xi lanh trợ lái sẽ tác động thêm một lực làm giảm lực điều khiển vô lăng. Khi quay phải Khi quay trái 5.3.1 Hệ thống lái có trợ lực thủy lực HTL có trợ lực lái thủy lực là tổ hợp của: + Hệ thống lái thường với cơ cấu lái kiểu trục vít-thanh răng hoặc kiểu bi tuần hoàn (trục vít – êcu – cung răng) + bơm, van phân phối, xi lanh trợ lực Cơ cấu lái kiểu trục vít-êcu- cung răng Cơ cấu lái kiểu trục vít-thanh răng 5.3.1 Hệ thống lái có trợ lực thủy lực b) Cấu tạo và nguyên lý làm việc + Bơm trợ lực lái: + Bơm trợ lực được dẫn động bởi động cơ bằng đai và puli, nó có chức năng tạo ra áp suất dầu đủ lớn để cung cấp cho van phân phối dẫn đến các ngả của xylanh lực hỗ trợ cho quá trình xoay các bánh xe dẫn hướng. + Bơm trợ lực với tốc độ cao, nhiệt độ của bơm có thể đạt tới 100 – 110 0C + Thường sử dụng loại bơm cánh gạt hoặc bánh răng với áp suất dầu tạo ra trong khoảng 55 – 80 (kG/cm2). Để đảm bảo cho bảo cho bộ phận trợ lực lái hoạt động tốt ở các chế độ khai thác khác nhau bơm trợ lực thường được trang bị thêm thiết bị bù không tải, van điều tiết áp suất... + Xilanh lực: Cặp chi tiết xy lanh và piston lực trong hệ thống trợ lực thuỷ lực là bộ phận tiếp nhận lực đẩy của dầu thuỷ lực cao áp và truyền cho cơ cấu dẫn động lái hỗ trợ cho quá trình xoay các bánh xe dẫn hướng. Tuỳ theo kết cấu của hộp cơ cấu lái và bộ phận dẫn động lái có các dạng piston và xy lanh khác nhau. Trên các loại xe du lịch nhỏ hiện đại ngày nay thường sử dụng cơ cấu dẫn động lái kiểu bánh răng thanh răng với cặp piston và xy lanh được thiết kế trực tiếp trên thanh răng. Ưu điểm của kiểu trợ lực này là có kết cấu nhỏ gọn dễ lắp đặt trên các loại xe nhỏ, trợ lực có tác động nhanh, các chi tiết có cấu tạo đơn giản. c) Trợ lực lái phi tuyến - Progressive Power Steering (PPS) c) Progressive Power Steering (PPS) - Trợ lái phi tuyến tính PPS làm thay đổi lực điều khiển vô lăng phù hợp với tốc độ xe. Mục tiêu: Ở tốc độ chậm lực đánh lái nhẹ hơn và ở tốc độ cao lực lái nặng hơn c) Progressive Power Steering (PPS) Cấu tạo: - Trợ lái phi tuyến tính loại phản ứng thuỷ lực sử dụng một thanh xoắn mỏng hơn thanh xoắn trong trợ lái thông thường để giảm lực lái cần thiết khi lái tại chỗ hoặc chạy ở tốc độ chậm. - Khi xe tăng tốc sẽ làm lực lái cần thiết trở nên quá nhỏ. Do vậy để điều chỉnh tăng lực lái trong trường hợp này người ta bố trí một buồng phản ứng thuỷ lực để loại bỏ chuyển động quay của trục van điều khiển (trong hộp van điều khiển) nhờ 4 pít tông thuỷ lực. - Buồng phản ứng thủy lực được thiết kế đảm bảo: áp suất thuỷ lực trong buồng phản ứng thuỷ lực sẽ thấp khi tốc độ xe chậm và cao khi xe chạy nhanh hoặc khi áp suất thuỷ lực trong xilanh trợ lực tăng do điều khiển vô lăng. Như vậy trong trợ lái phi tuyến tính loại phản ứng thuỷ lực, lực lái thay đổi theo hai thông số: theo tốc độ xe và lực tác động vào vô lăng. 5.3.2. Hệ thống điều khiển thủy lực hộp số tự động Hệ thống điều khiển thủy lực hộp số tự động Bộ điều khiển áp suất Bơm dầu HSHT Lưới lọc Hệ van điều khiển thuỷ lực Cảm biến tín hiệu vào - Vị trí bướm ga. - Tốc độ ôtô. - Vị trí cần chọn số Đáy chứa dầu Các cơ cấu điều khiển HSHT BMM Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển thuỷ lực hộp số tự động 5.3.2. Hệ thống điều khiển thủy lực hộp số tự động Cấu tạo HTĐKTL hộp số tự động gồm: + Nguồn cung cấp năng lượng; + Bộ chuyển đổi và truyền tín hiệu chuyển số; + Bộ van thủy lực chuyển số; + Bộ tích năng giảm chấn; + Hệ thống các mạch dầu Ngoài ra phụ thuộc vào chất lượng làm việc trong hệ thống điều khiển có thể còn có thêm các van một chiều, các van tiết lưu 5.3.2. Hệ thống điều khiển thủy lực hộp số tự động Gồm: Bơm dầu, van điều tiết áp suất. Chúng đảm nhận các chức năng sau: - Cung cấp dầu cho BMM; - Cung cấp dầu cho điều khiển ly hợp khóa và phanh dải; - Tạo nên áp lực dầu bôi trơn cho toàn bộ hệ thống; - Cung cấp dầu điều khiển van trượt thủy lực thực hiện đóng, mở đường dầu; - Dẫn nhiệt ra ngoài, đảm bảo làm mát cho HSTĐ. a. Nguồn cung cấp năng lượng 5.3.2. Hệ thống điều khiển thủy lực hộp số tự động Bơm dầu Bơm dầu của HSTĐ thường được đặt trên vách ngăn giữa BMM và hộp số cơ khí, được dẫn động bởi trục của bánh bơm. Các loại bơm dầu thường dùng là: bơm rôto cánh gạt, bơm bánh răng ăn khớp trong. Khả năng tạo áp suất của các loại bơm này thường đạt từ 2÷2,5 MPa. a. Nguồn cung cấp năng lượng 5.3.2. Hệ thống điều khiển thủy lực hộp số tự động + Cụm van điều tiết áp suất Sơ đồ cấu tạo van điều tiết áp suất Khi áp suất nhỏ; b) Khi cấp dầu cho BMM; c) Khi điều tiết áp suất cao a. Nguồn cung cấp năng lượng 5.3.2. Hệ thống điều khiển thủy lực hộp số tự động + Cụm van điều tiết áp suất Dùng để hạn chế áp suất, khi áp suất đạt giá trị định mức nhằm đảm bảo ổn định điều khiển HSTĐ. Cụm van điều tiết áp suất đặt sau bơm dầu trên mạch phân nhánh của đường dầu chính Van có cấu trúc dạng con trượt, một đầu tựa vào lò xo, đầu kia chịu áp lực của dầu trên mạch dầu chính. Sự làm việc của van điều áp dựa trên sự cân bằng giữa áp lực của dầu và lực căng lò xo, khi áp lực cao quá, lò xo bị nén lại, van trượt mở đường dầu cấp cho BMM. Khi áp lực dầu quá lớn van con trượt di chuyển nhiều hơn, đóng bớt đường dầu cấp cho BMM, đồng thời mở thông đường dầu trở về trước bơm nhờ vậy không tăng áp lực nữa. a. Nguồn cung cấp năng lượng 5.3.2. Hệ thống điều khiển thủy lực hộp số tự động Bộ chuyển đổi và truyền tín hiệu chuyển số từ động cơ (TV) + Bộ chuyền đổi và truyền tín hiệu từ động cơ (Throttle valve-TV) Tín hiệu trạng thái tải trọng của động cơ thông qua sự thay đổi độ chân không ở cổ hút của động cơ chuyển thành áp suất thủy lực đưa vào van con trượt chuyển số b. Bộ biến đổi và truyền tín hiệu chuyển số 5.3.2. Hệ thống điều khiển thủy lực hộp số tự động Tín hiệu Va thông qua lực ly tâm của bộ quả văng đặt tại trục ra của hộp số cơ khí, lực ly tâm này sẽ chuyển đổi thông qua áp suất thủy lực đưa vào van con trượt chuyển số. -Khi Va=0, con trượt bịt lỗ dầu vào do đó áp suất ra sẽ bằng không. -Khi Va nhỏ, quả văng dưới tác dụng của lực ly tâm sẽ đẩy trục điều khiển tạo nên khả năng mở nhỏ đường dầu vào, áp suất dầu dẫn ra tăng dần. - Khi Va lớn, quả văng văng ra nhiều hơn, con trượt mở rộng đường dầu vào tạo khả năng tăng mạnh áp suất ra sau cơ cấu. Bộ chuyển đổi và truyền tín hiệu chuyển số từ tốc độ ôtô (GV): a) Của Hãng FORD; b) Của Hãng CADILAC b. Bộ biến đổi và truyền tín hiệu chuyển số 5.3.2. Hệ thống điều khiển thủy lực hộp số tự động ) Bộ van này được điều khiển từ trên buồng lái bởi người lái thông qua "cần chọn số”. Khi người lái đặt cần chọn số ở vị trí nào đó, thông qua cáp kéo làm dịch chuyển van con trượt, con trượt này sẽ bịt hay mở các đường dầu liên quan tới các đường dầu điều khiển, vì vậy hộp số chỉ hoạt động với các số truyền có đường dầu cấp. Nhờ cấu trúc này mà khi người lái đặt cần chọn số ở số thấp, hộp số không tự động gài các số truyền cao hơn ngưỡng đã đặt. Bộ van mở đường dầu chuyển số (Manual Valve) c. Bộ van mở đường dầu chuyển số (Mannual Valve: MV 5.3.2. Hệ thống điều khiển thủy lực hộp số tự động Bộ van thủy lực chuyển số thường sử dụng van thủy lực con trượt. Các van con trượt có dạng nhiều bậc để có thể đóng mở nhiều đường dầu đưa tới các phần tử điều khiển Bộ van thủy lực chuyển số (Shift Valve) Khi bịt đường dầu tới ly hợp khóa để tăng số Khi mở đường dầu tới ly hợp khóa để giảm số d. Bộ van thủy lực chuyển số (Shift Valve: SV) 5.3.2. Hệ thống điều khiển thủy lực hộp số tự động Bộ van thủy lực chuyển số thường sử dụng van thủy lực con trượt. Các van con trượt có dạng nhiều bậc để có thể đóng mở nhiều đường dầu đưa tới các phần tử điều khiển Bộ van thủy lực chuyển số (Shift Valve) Khi bịt đường dầu tới ly hợp khóa để tăng số Khi mở đường dầu tới ly hợp khóa để giảm số d. Bộ van thủy lực chuyển số (Shift Valve: SV) 5.3.2. Hệ thống điều khiển thủy lực hộp số tự động 2.5.2. Hệ thống điều khiển thủy lực hộp số tự động 2.5.2.3 Bộ van mở đường dầu chuyển số (Mannual Valve: MV) Trạng thái tăng số: Khi tốc độ chuyển động của ôtô nhỏ, áp lực của dầu sau van GV là thấp, còn tải trọng của động lớn, áp lực của dầu nhờ bộ chuyển đổi tín hiệu TV là cao, do chênh lệch áp lực theo chiều dọc trục của con trượt chuyển số, con trượt dịch chuyển theo chiều mũi tên (xuống dưới), bịt đường dầu tới ly hợp khóa của số truyền trước đó đồng thời mở đường dầu đến ly hợp khóa khác, thực hiện việc tăng số truyền lên số truyền cao hơn. Các trạng thái làm việc của một van con trượt chuyển số: a) Trạng thái tăng số; b) Trạng thái giảm số. 2.5.2. Hệ thống điều khiển thủy lực hộp số tự động 2.5.2.3 Bộ van mở đường dầu chuyển số (Mannual Valve: MV) Trạng thái giảm số: Khi tốc độ chuyển động của ôtô lớn, áp lực của dầu sau van GV là cao, còn tải trọng của động cơ nhỏ, áp lực của dầu nhờ bộ chuyển đổi tín hiệu TV là thấp, do chênh lệch áp lực con trượt chuyển số dịch chuyển theo chiều mũi tên (lên trên), quá trình đóng mở các đường dầu diễn ra ngược lại, thực hiện việc giảm số truyền xuống số thấp hơn. Các trạng thái làm việc của một van con trượt chuyển số: a) Trạng thái tăng số; b) Trạng thái giảm số. 2.5.2. Hệ thống điều khiển thủy lực hộp số tự động Mạch thủy lực gồm đường dầu cung cấp từ bơm dầu và phân nhánh cho van con trượt SV, TV và GV, áp suất đường dầu sau van TV, GV phụ thuộc vào mức độ tải trọng của động cơ và tốc độ của ôtô sẽ truyền đến hai phía đầu van SV tạo nên lực đẩy ở cả hai đầu con trượt trong van SV. Sự chênh lệch lực đẩy từ hai đầu quyết định sự di chuyển của van con trượt trong SV và thực hiện đóng hay mở đường dầu tới phanh dải, thực hiện việc chuyển số. Mạch điều khiển thủy lực hộp số điển hình 2.5.2. Hệ thống điều khiển thủy lực hộp số tự động - Các rãnh dầu và trục của con trượt có khe hở rất nhỏ, do áp lực của dầu lớn, nên sự dịch chuyển của con trượt dù nhỏ song cũng tạo điều kiện mở hay đóng đường dầu điều khiển, quá trình chuyển số diễn ra rất ngắn. - Phụ thuộc vào số lượng số truyền trong hộp số mà số lượng van con trượt SV có thể có từ 2÷4 bộ van con trượt chuyển số để thực hiện chuyển các cặp số: (1- 2), (2-3), (3-4), (4-5). - Quá trình chuyển số thực hiện dựa trên nguyên tắc cân bằng lực dọc của van con trượt SV, do vậy van này còn gọi là van "cân bằng". Sự dịch chuyển của van con trượt là nhờ sự cân bằng của lực đẩy và lực lò xo ở trong nó - Trong mô hình ly hợp khóa số là một phanh dải tượng trưng nó thực hiện chức năng của phần tử khóa số. Tang trống là bộ phận liên kết với một phần tử nào đó của hộp số cơ khí VD:bánh răng mặt trời 2.5.2. Hệ thống điều khiển thủy lực hộp số tự động Nhiệm vụ của bộ tích năng là làm giảm các xung áp lực sinh ra khi bắt đầu cấp dầu cho các xylanh thủy lực điều khiển ly hợp khóa số hay phanh dải, hoặc khi thay đổi điều khiển. Nhờ đó tạo điều kiện làm êm dịu quá trình chuyển số và nâng cao chất lượng chuyển động của ôtô. 2.5.2.4 Bộ tích năng giảm chấn 2.5.2. Hệ thống điều khiển thủy lực hộp số tự động Các trạng thái làm việc của bộ tích năng kiểu van con trượt a) Trạng thái bắt đầu cấp dầu (pha tích năng); b) Trạng thái vừa đủ dầu (pha cân bằng); c) Trạng thái ổn định (pha bù dầu). 2.5.2.4 Bộ tích năng giảm chấn Bộ tích năng này thường dùng cho xylanh lực khóa phanh dải tác động hai chiều bằng pittông kép, nó có tác dụng san đều áp lực khi bắt đầu cấp dầu cho pittông và khi thay đổi hướng đi của đường dầu. 2.5.2. Hệ thống điều khiển thủy lực hộp số tự động 2.5.2.4 Bộ tích năng giảm chấn Bộ tích năng này thường dùng cho các đường dầu điều khiển các ly hợp khóa số, khi kết thúc quá trình cấp dầu cho ly hợp khóa, để tránh áp lực của dầu trong các ly hợp khóa số quá lớn, bộ tích năng này sẽ được nạp dầu vào để điều hòa áp lực. Bộ tích năng kiểu pittông Cấu tạo hộp số tự động điều khiển thủy lực 1-Vành răng bánh đà; 2-Bơm cung cấp dầu; 3-Vỏ hộp số; 4-Nắp trước; 5-Ly hợp khóa K1; 6- Phanh đĩa B3; 7,10, 27-Bánh răng mặt trời; 8, 26, 28-Bánh răng hành tinh; 9, 11-Cần dẫn; 12- Khớp một chiều F; 13-Ly hợp khóa K2; 14-Thông hơi; 15-Bánh răng xoắn; 16-Đĩa khóa; 17-Bộ tạo xung; 18-Mặt bích; 19-Chốt khóa; 20-Cần khóa; 21-Bộ điều chỉnh ly tâm (GV); 22-Cacte dầu; 23-Nắp dưới; 24-Bộ lọc dầu; 25-Phanh dải B2; 29-Khối điều khiển thủy lực; 30-Phanh dải B1; 31- Nút xả; 32, 33-Bơm và tuabin; 34-Trục bánh dẫn hướng; 35-Trục tuabin; 36-Khớp một chiều; 37- Bích dẫn động bơm cung cấp; 38-Bánh phản lực. 2.5.3. Hệ thống điều khiển thủy lực hộp số tự động 2.5.2.4 Bộ tích năng giảm chấn Bộ tích năng này thường dùng cho các đường dầu điều khiển các ly hợp khóa số, khi kết thúc quá trình cấp dầu cho ly hợp khóa, để tránh áp lực của dầu trong các ly hợp khóa số quá lớn, bộ tích năng này sẽ được nạp dầu vào để điều hòa áp lực. Bộ tích năng kiểu pittông 2.5.3. Hệ thống thủy lực điều khiển chống trượt trên máy kéo Sơ đồ cấu tạo và làm việc hệ thống TTLB của máy kéo 1-Acquy thủy lực; 2-Van điều chỉnh áp suất; 3-Con trượt điều khiển; 4-Xylanh lực chính; 5-Cơ cấu treo; 6-Máy công tác; 7-Tăng tải lên bánh chủ động; 8-Hộp phân phối; 9-Giảm tải ở bánh hướng dẫn; V-Cửa dầu đến; R-Cửa dầu ra khỏi TTLB. . 2.5.3. Hệ thống thủy lực điều khiển chống trượt trên máy kéo + Cấu tạo: Bộ phận tăng trọng lượng bám thường áp dụng trên các máy kéo bánh hơi một cầu chủ động có trang bị hệ thống nâng hạ thủy lực và cơ cấu treo. Trong hệ thống nâng hạ thủy lực có trang bị thêm một hộp con trượt phân phối với tay điều khiển TTLB (thường có 3 chế độ: ngắt, gài và khóa). Hệ thống nâng hạ thủy lực và bộ TTLB làm việc phối hợp với nhau. + Nguyên tắc hoạt động của hệ thống: khi máy công tác làm việc trên đất, qua hệ thống TTLB một phần trọng lượng của máy công tác và của cầu bị động trước sẽ được truyền lên cầu chủ động sau của máy kéo, nhờ đó làm TTLB cho máy kéo. 2.5.3. Hệ thống thủy lực điều khiển chống trượt trên máy kéo Khi máy kéo làm việc nếu tay điều khiển bộ phận TTLB đặt ở vị trí "Ngắt“: -Việc điều khiển để nâng hay hạ máy công tác chỉ thông qua tay điều khiển hộp phân phối. - Van con trượt của TTLB điều khiển nối hai cửa V và R thông với nhau. Bộ phận TTLB không làm việc và thân của nó đóng vai trò như một ống dẫn dầu. Van con trượt ở vị trí "Ngắt": 1-Con trượt; 2-Van thông; 3-Ống nối đến xylanh nâng hạ thủy lực Khi TTLB không làm việc (Van con trượt ở vị trí “ngắt“) 2.5.3. Hệ thống thủy lực điều khiển chống trượt trên máy kéo Van con trượt ở vị trí “Gài" 1-Rãnh xả; 2-Lòxo; 3-Van điều chỉnh áp suất; 4- Van nạp. Khi TTLB làm việc (Van con trượt ở vị trí “Gài“) 2.5.3. Hệ thống thủy lực điều khiển chống trượt trên máy kéo Ở vị trí này, xylanh chính được nối với acquy thủy lực, dầu từ hộp phân phối đi đến cửa V được thông với acquy và khi áp suất trong acquy đạt mức xác định, van 4 đóng, dầu tác động vào mặt tựa của lò xo 2 mở van điều chỉnh áp suất 3, dầu thông sang cửa thoát 1 và theo ống dẫn chảy thẳng về thùng chứa. Trong lúc này aquay thủy lực vẫn đang thông với khoang phía trên pittông trong xylanh lực. Áp suất trong acquy truyền đến xylanh lực có xu hướng nâng máy công tác lên, tuy nhiên áp suất này không đủ để nâng máy công tác lên khỏi độ sâu gia công quy định, bánh tựa đồng của máy công tác vẫn tiếp xúc với mặt đất. Xu hướng nâng máy công tác lên, làm cho phản lực pháp tuyến trên bánh tựa đồng máy công tác giảm xuống, phần phản lực pháp tuyến giảm đi ở bánh tựa đồng và một phần trọng lượng ở cầu trước được chuyển thành phản lực pháp tuyến trên bánh chủ động sau của máy kéo. Bằng cách vặn núm điều chỉnh sẽ làm thay đổi lực căng của lò xo 2 và điều chỉnh được áp suất trong acquy thủy lực. Đối với mỗi một loại đất và dạng công việc nhất định, khi sử dụng bộ phận TTLB, người lái máy sẽ điều chỉnh van điều chỉnh áp suất ở đường làm việc đầu tiên, sau khi đã xác định áp suất cần thiết cho acquy thủy lực, trong thời gian làm việc trên địa bàn đó, người lái không điều chỉnh áp suất của acquy thủy lực nữa. Khi TTLB làm việc (Van con trượt ở vị trí “Gài“) 2.5.3. Hệ thống thủy lực điều khiển chống trượt trên máy kéo Khi treo máy công tác ở vị trí vận chuyển trên đường (Van con trượt ở vị trí “Khóa“) Van con trượt ở vị trí "Khóa" 1-Con trượt; 2- Van thông; Ở vị trí này, con trượt dịch đến viên bi của van thông 2, van thông dịch chuyển lên trên đóng chặt vào ổ đặt của mình, xylanh lực được ngắt khỏi hệ thống thủy lực. Dầu từ hộp phân phối chính đến cửa V của thân bộ phận TTLB bị con trượt bộ phận này đóng kín, áp suất dầu trong rãnh đẩy hộp phân phối tăng lên, con trượt trong hộp phân phối sẽ tự động trở về vị trí trung gian. Máy công tác treo cố định ở vị trí xác định trước khi đưa tay điều khiển TTLB về vị trí "khóa". 2.5.4. Sơ đồ thủy lực xe PEB7 2.5.5. Sơ đồ thủy lực xe lu rung Để làm đường hay dùng lu rung để lèn chặt nền đường. Lu rung phải có: - hệ thống di chuyển - hệ thống rung riêng 2.5.5. Sơ đồ thủy lực xe lu rung a.- Hệ thống di chuyển Có bơm điều chỉnh 1 và các động cơ 3, 4 (3 cho bánh trước và 4 cho bánh sau). Khi bơm 1 làm việc, dầu sẽ cấp cho các động cơ di chuyển 3, 4. Tốc độ di chuyển phụ thuộc vào tay ga (thay đổi số vòng quay của bơm chính 1) và góc nghiêng của bơm. Để cấp dầu và làm mát dùng bơm 8. Dầu sẽ được cấp bù qua hai van một chiều, vào nhánh có áp suất thấp. 2.5.5. Sơ đồ thủy lực xe lu rung a.- Hệ thống di chuyển Hai van an toàn đảm bảo cho hệ thống di chuyển làm việc an toàn. Bơm 8 còn dùng để điều khiển đĩa nghiêng của bơm, có van an toàn riêng. Dầu từ bơm qua con trượt 6 điều khiển bằng tay đến xylanh lực. Khi đảo chiều con trượt, sẽ đảo chiều dầu vào xylanh, góc nghiêng sẽ thay đổi theo phương ngược lại. Đảo chiều chuyển động của động cơ di chuyển bằng cách đảo chiều bơm. 2.5.5. Sơ đồ thủy lực xe lu rung b.- Hệ thống rung Động cơ rung 5 được cấp dầu bởi bơm 2. Động cơ 5 nối với cơ cấu lệch tâm để tạo rung cho xe. Nguyên lý làm việc của hệ thống này giống như hệ thống chạy xe. Sau động cơ rung có van tháo dầu khi ứ dầu trong hệ thống. Dầu hồi hai hệ thống sẽ qua bộ lọc về bình chứa 10.