Biến mô thủy lực là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Một số loại xe sử dụng hộp số tự động sẽ không có ly hợp. Thay vào đó, động cơ sẽ được bổ sung biến mô thủy lực nằm giữa động cơ và hộp số. 

1. Biến mô thủy lực là gì?

Biến mô thủy lực hay còn gọi là biến mô-men thủy lực, là khớp nối chất lỏng truyền công suất quay từ động cơ chính sang tải dẫn động quay. Vị trí của biến mô thủy lực được đặt ở giữa động cơ và hộp số, đồng thời thiết bị này có vai trò như một ly hợp trong hộp số sàn.  

Biến mô thủy lực có các chức năng chính là: truyền năng lượng từ động cơ đến trục đầu vào hộp số; tách động cơ và hộp số khi xe dừng lại; dẫn động bơm dầu của hộp số và làm tăng mô-men xoắn khi nhận được động cơ đồng thời truyền nó tới hệ thống truyền động. 

>> Xem thêm: Ly hợp ô tô là gì? Cấu tạo, phân loại và nguyên lý hoạt động chi tiết.

2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động biến mô thủy lực

2.1. Cấu tạo biến mô thủy lực

Cấu tạo biến mô thủy lực gồm: bộ bánh bơm, stator và tuabin. Mỗi chi tiết sẽ có những chức năng riêng, cụ thể:

• Bộ bánh bơm: Được gắn trực tiếp lên vỏ biến mô, qua đó vỏ biến mô kết nối với trục động cơ và chi tiết là các cánh quạt cong có góc cạnh. Bộ bánh bơm gồm dầu hộp số quay và tốc độ động cơ. Trong đó, các cánh của bánh bơm được thiết kế theo hướng môi chất lỏng về phía các cánh tuabin. Theo đó, bộ bánh bơm hoạt động giống như một máy bơm ly tâm khi hút chất lỏng từ hộp số tự động và đưa đến tuabin.   
• Stator nằm giữa tuabin và bánh bơm, được cố định trên vỏ của hộp số. Chức năng chính của stator là cung cấp hướng cho chất lỏng quay trở lại từ tuabin, từ đó chất lỏng đi vào bánh công tác theo hướng quay của bánh bơm. Do đó, khi chất lỏng đi theo hướng của bánh công tác, stator sẽ làm tăng mô-men xoắn lên nhiều lần.
• Tuabin: Bộ phận này được kết nối với trục đầu vào của hộp số tự động, bao gồm các lưỡi cong và góc cạnh. Tuabin còn có một ly hợp khóa ở phía sau, khi biến mô đạt điểm kết nối của hộp số thì bộ ly hợp khóa sẽ hoạt động. 

2.2. Nguyên lý hoạt động biến mô thủy lực

Nguyên lý làm việc của biến mô thủy lực có thể hiểu như sau: Dầu từ hộp số tự động được bơm vào biến mô làm cho động cơ quay, sau đó tác động lực tới bánh bơm khiến tuabin vận hành. 

Khi dầu đi vào mặt trong của bánh tuabin, cánh cong đổi hướng và dầu chảy ngược về phía bánh bơm. Lúc này, biến mô sẽ thực hiện chu kỳ mới. Việc truyền năng lượng được tạo ra thông qua sự hoàn dầu của bánh tuabin và bánh bơm. 

Biến mô thủy lực sẽ có hai giai đoạn hoạt động trong một chu kỳ, cụ thể như sau:

• Dừng xe (Stall): Trong lúc dừng xe, động cơ vẫn dẫn động bánh bơm nhưng tuabin không hoạt động. Lúc này, người lái giữ bàn đạp phanh để giữ xe không di chuyển. Tại thời điểm này, khuếch đại của mô-men đạt tới tối đa. Khi người lái thả chân phanh ra khỏi bàn đạp và nhấn chân ga, bánh bơm sẽ tắt và di chuyển nhanh hơn, dẫn động cho tuabin chạy.
• Tăng tốc (Acceleration): Trong quá trình tăng tốc, tốc độ của tuabin hoạt động không ngừng tăng lên. Khi tốc độ tuabin tăng thì sự khuếch đại mô-men xoắn sẽ giảm nhỏ hơn mức đạt được trong điều kiện dừng. 
• Điểm khớp nối (Coupling): Khi tuabin đạt khoảng 90% so với tốc độ của bánh bơm thì hệ số nhân mô-men thu nhận và trở về 0. Tại điểm khớp, stator cũng bắt đầu quay theo chiều bánh bơm và tuabin. 

3. Các loại biến mô thủy lực thông dụng

Vậy phân loại biến mô thủy lực như thế nào? Dưới đây là các loại biến mô thủy lực hộp số được phân loại như sau

3.1. Biến mô thủy lực một tầng

Biến mô thủy lực một tầng bao gồm ba phần tử: Cánh quạt, tuabin, stator, được thiết hai loại vỏ cố định và xoay. Khả năng của biến mô thủy lực một tầng tùy thuộc vào kiểu máy như bộ chuyển đổi thủy lực loại bốn được thiết kế dành riêng cho ngành công nghiệp dầu khí. 

3.2. Biến mô thủy lực ba tầng

Biến mô thủy lực ba tầng sử dụng ba vòng cánh tuabin giúp tăng mô-men xoắn gấp năm lần so với mô men đầu ra của động cơ. Trên thực tế, biến mô này tạo ra 335 mã lực tại 2.400 vòng/phút; 420 mã lực tại 2.400 vòng/phút và 580 mã lực tại 2.200 vòng/phút. 

Biến mô thủy lực ba tầng có ưu điểm tạo ra mô-men xoắn cực đại tương đương khi sử dụng ly hợp, giúp việc di chuyển dễ dàng hơn. 

Với nguyên lý hoạt động trên, biến mô thủy lực có vai trò quan trọng trong việc dẫn động bơm dầu vào hộp số xe tự động. Bên cạnh đó, biến mô còn cho phép tách tải trọng ra khỏi nguồn năng lượng chính đến từ động cơ, giúp nâng cao hiệu suất vận hành của xe. 

Như vậy, biến mô thủy lực có vai trò quan trọng và được ứng dụng trong hộp số xe tự động. Hiện nay, VinFast đã trang bị hộp số tự động ZF 8 cấp trên dòng xe VinFast Lux SA2.0, VinFast Lux A2.0 và VinFast President mang đến khả năng tăng tốc mượt mà, an toàn trên mọi địa hình. 

Tìm hiểu thêm thông tin về các dòng xe điện mới như VinFast VF e34, VF8 và VF9, khách hàng có thể đăng ký lái thử và đặt cọc xe ô tô VinFast để nhận những ưu đãi hấp dẫn nhất. Thông tin thêm các dòng xe ô tô, xe máy điện và chính sách bán hàng của VinFast, vui lòng liên hệ với chúng tôi:

• Tổng đài tư vấn: 1900 23 23 89.
• Email chăm sóc khách hàng: [email protected]

* Thông tin trong bài viết mang tính chất tham khảo. 

>> Tìm hiểu thêm: 

• Hộp số tự động 6 cấp xe ô tô: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và cách sử dụng.
• Tìm hiểu hộp số bán tự động và hộp số xe điện một cấp