CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ PHÂN LOẠI BIẾN MÔ THỦY LỰC

Thứ tư, 02/07/2025, 11:21 (GMT+7)

Biến mô thủy lực (mô – men thủy lực) là loại khớp nối dùng chất lỏng dùng để truyền mô men từ động cơ tới hộp số. Biến mô được đặt ở giữa động cơ và hộp số, nó đảm nhiệm vai trò như là một ly hợp ở hộp số sàn. Chức năng chính của biến mô là: truyền và ngắt năng lượng từ động cơ đến hộp số; dẫn động cho bơm dầu của hộp số, hấp thụ các dao động xoắn của động cơ và hệ thống truyền lực.

Hình 1: Biến mô thủy lực

1. Cấu tạo

Biến mô được thiết kế dưới dạng một khối kín, bên trong chứa dầu truyền động và gồm ba bộ phận chính hoạt động nhịp nhàng với nhau để truyền lực từ động cơ đến hộp số. Biến mô gồm có 3 bộ phận chính: Bộ cánh bơm, Stator, Tuabin; các bộ phận này có vai trò riêng biệt nhưng liên kết và hỗ trợ chặt chẽ vơi cho nhau để đảm bảo sự chuyển động mượt mà của xe ô tô.

Hình 2: Cấu tạo biến mô thủy lực

- Bộ bánh bơm (impeller): là tập hợp nhiều cánh hình cong được gắn trực tiếp lên vỏ biến mô, bánh bơm này sẽ quay theo tốc độ của động cơ và tạo ra dòng dòng dầu thủy lực đẩy về phía Tuabin.

- Stator: Nằm giữa tuabin và bánh bơm, được cố định trên vỏ của hộp số. Chức năng chính của stator là dẫn hướng chất lỏng quay trở lại từ tuabin, từ đó chất lỏng đi vào bánh công tác theo hướng quay của bánh bơm. Stator sẽ làm tăng mô-men xoắn lên nhiều lần.

- Tuabine: Bao gồm các cánh cong và có góc cạnh, bộ phận này được kết nối với trục đầu vào của hộp số tự động ; khi tuabin quay, trục đầu vào hộp số cũng quay theo và làm cho phương tiện di chuyển. Tên tuabin được gắn 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. Nguyên lý hoạt động của biến mô thủy lực

Khi động cơ hoạt động, bánh đà quay sẽ kéo theo bơm dầu bên trong biến mô quay theo. Bơm này tạo ra dòng dầu thủy lực có áp suất cao, đẩy mạnh về phía tuabin và làm cánh tuabin quay theo. Khi tuabin quay, nó truyền mô-men xoắn đến trục vào của hộp số, từ đó giúp xe chuyển động.

Hình 3: Nguyên lý hoạt động của biến mô thủy lực

Sau khi đi qua tuabin, dòng dầu được dẫn tới stator. Tại đây dầu được dẫn hướng và quay ngược trở về phía bơm. Quá trình này được lặp đi lắp lại và giúp cho động cơ hoạt động liên tục và êm ái. Trong quá trình xe di chuyển, sẽ có 2 trạng thái: 

- Khi xe di chuyển ở tốc độ ổn định, như lúc chạy trên đường cao tốc, hệ thống sẽ kích hoạt khớp khóa Lock-up để kết nối trực tiếp động cơ với trục hộp số. Nhờ đó, loại bỏ hoàn toàn hiện tượng trượt dầu – vốn là đặc trưng của biến mô ở tốc độ thấp – và giúp xe tiết kiệm nhiên liệu đáng kể.

- Trong trường hợp xe dừng lại hoàn toàn nhưng vẫn để số D, biến mô sẽ tách lực truyền giữa động cơ và hộp số một cách tự động, nhờ đó giữ xe đứng yên mà không cần tắt máy hay chuyển số.

3. Phân loại biến mô thủy lực

Hiên nay người ta phân loại biến mô thủy lực ra làm 2 loại: Biến mô thủy lực 1 tầng và biến mô thủy lực 3 tấng:

Biến mô thủy lực 1 tầng: Biến mô thủy lực một tầng bao gồm ba phần tử: Cánh quạt, tuabin, stator. Đây là loại biến mô được thiết kế đơn giản, hoạt động bền bỉ và đáng tin cậy.

Biến mô thủy lực 3 tầng: Biến mô thủy lực ba tầng sử dụng ba vòng cánh tuabin, điều này giúp tăng mô-men xoắn lên gấp 5 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. 

Nhờ những ưu điểm vượt trội: Không cần bàn đạp ly hợp, tạo ra momen xoẳn lớn, giúp điều khiển xe được dễ dàng. Chính vì vậy mà biến mô thủy lực đã và đang được sử dụng trên hầu hết trên các dòng xe của các hãng ô tô trên thế giới. Ngoài ra nó còn được ứng dụng trên các loại xe nâng, đầu máy xe lửa và thiết bị xây dựng.