Đồ án Khảo sát và tính toán hệ thống thuỷ lực trên máy đào KOMAT’SU PC-400

4.2.2 Bơm thuỷ lực trên máy đào Komat’su PC-400

Hình 4-11 Bơm thuỷ lực trên máy đào Komat’su PC-400 1- Trục bơm trước; 2- Bệ đỡ; 3- Vỏ bơm trước; 4- Đĩa cam lắc; 5- Đế piston; 6- Piston ; 7- Block xylanh; 8- Van đĩa phân phối; 9- Mặt bích nối bơm trước và bơm sau; 10- Khớp nối; 11- Bu lông; 12- Trục bơm sau; 13- Vỏ bơm sau; 14- Piston trợ động; 15- Bánh răng dẫn động bơm phụ. Bơm chính là loại bơm piston- rô to đồng trục dạng kép, để tăng công suất của bơm. Loại bơm này có hai block xy lanh nhưng quay cùng trục, đặt đối xứng và quay cùng chiều. Các phần tử điều khiển lưu lượng được tích ngay trong bơm làm tăng khả năng điều khiển 4.2.2.1 Nguyên lý hoạt động
Hình 4-12 Nguyên lý hoạt động bơm piston ứng với góc nghiêng α Xy lanh (5) được nối cứng với trục (1) nhờ then hoa. Trục dẫn 1 được dẫn động từ động cơ. Khi trục (1) quay xy lanh (5) và piston (4) cũng quay theo. Đế piston (3) quay theo và trượt trên mặt A của đĩa cam lắc (2). Các piston chuyển động tịnh tiến lên xuống trong khối xy lanh thực hiện quá trình hút và đẩy chất lỏng ( dầu thuỷ lực). Hành trình hút tương ứng với quá trình hành trình piston tăng dần và ngược lại với quá trình đẩy. Lưu lượng và áp suất của bơm phụ thuộc vào góc nghiêng α của đĩa nghiêng (2). Góc nghiêng càng lớn thì lưu lượng của bơm càng lớn. khi α=0 thì không có dầu ra khỏi bơm.
Hình 4-13 Nguyên lý hoạt động bơm piston ứng với góc nghiêng α=0 4.2.2.2 Điều khiển thay đổi lưu lượng bơm.
Khi góc nghiên α của đĩa nghiêng thay đổi thì lưu lượng xả ra của bơm cũng thay đổi theo. Góc nghiêng của đĩa nghiêng thay đổi nhờ piston trợ động (14). Piston trợ động (14) chuyển động thẳng, qua lại theo lệnh điều khiển từ van điều khiển. Piston trợ động (14) chuyển động làm cần (16), đĩa cam lắc (4) chuyển động theo trên mặt trụ của bệ đỡ (4), làm cho góc nghiêng α thay đổi. Do đó, lưu lượng xả ra của bơm cũng thay đổi theo. 4.3 MÔ TƠ QUAY TOA 4.3.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Hình 4-14 Cấu tạo mô tơ quay toa Lò xo phanh; 2- Trục ra; 3- Bích chặn dầu; 4- Vỏ; 5- Ổ đũa côn; 6- Đĩa phanh; 7- Đĩa ma sát; 8- Piston; 9- Xy lanh; 10- Lò xo; 11- Trục giữa; 12- Piston phanh. Nguyên lý hoạt động:
Hình 4-15 Nguyên lý hoạt động của mô tơ thuỷ lực Áp suất cao; 2- Áp suất thấp; 3- Lực vòng; 4- Lực dọc trục; 5- Lực tác dụng lên đuôi piston. Dầu thuỷ lực từ bơm chính đi vào mô tơ theo đường (1). Đầu áp suất cao nén piston chuyển động cùng chiều với chiều chuyển động của chất lỏng. Lúc này, đuôi piston tác dụng lên đĩa trục lực (5). Lực này được chia thành hai thành phần: Lực dọc trục (4) và lực vòng (3). Trong đó, lực vòng (3) gây ra mô men quay làm cho trục của mô tơ quay. Dầu thuỷ lực sau đó lại quay về thùng theo đường thấp áp (2). 4.3.2 Van hút- van an toàn: * Chức năng: Khi mô tơ ngừng quay, mạch thuỷ lực ra bị đóng lại bởi van điều khiển chính. Tuy nhiên, mô tơ vẫn tiếp tục quay do lực quán tính. Kết quả, áp suất ở đầu ra cao bất thường, có thể gây ra sự phá huỷ mô tơ. Van an toàn được lắp vào để ngăn cản điều này. Nó tác động để xả lượng dầu áp có áp suất cao bất thường này ra khỏi đầu ra của mô tơ đến lỗ S và nó cũng có chức năng như van phanh. Van hút cung cấp một lượng dầu tương đương với lượng dầu xả ra bởi van an toàn. Nó gửi lượng dầu này đến lỗ S đến cửa vào của mô tơ để ngăn cản một số sự phá huỷ. Hoạt động: - Khi bắt đầu hoạt động: nếu cần điều khiển quay ở vị trí quay phải, dầu áp suất cao từ bơm chảy qua van phân phối đế cung cấp vào lỗ MA. Khi điều này xảy ra, áp suất tại lỗ MA tăng lên, một lực khởi động phát sinh ở môtơ, vì thế mô tơ bắt đầu quay. Dầu từ cửa ra chảy đến cửa MB đến van điều khiển và quay về thùng.
Hình 4-16 Hoạt động của van hút- van an toàn khi mô tơ hoạt động bình thường - Khi ngừng quay: Khi cần điều khiển trở về vị trí trung gian, không có thêm dầu áp cao cung cấp từ bơm đến cửa MA. Tại thời điểm này, dầu từ cửa ra của mô tơ quay về van phân phối và về thùng, mạch thuỷ lực quay bị đóng. Áp suất tại cửa MB tăng lên, lực cản chuyển động đối với mô tơ phát sinh, vì vậy van phanh bắt đầu tác động. Nếu áp suất tại cửa MB tăng đến áp suất đặt của van an toàn, van an toàn sẽ mở để xả dầu áp suất cao tại cửa MB đến cửa S. Không có dầu cao áp cung cấp cho cửa MA nhưng sự quay vẫn tiếp tục, một lực âm được phát sinh. Khi lực âm này giảm đến áp suất đặt của van hút (2), van sẽ mở và cung cấp dầu đến cửa S để ngăn cản sự phá huỷ.
Hình 4-17 Hoạt động của van hút- van an toàn khi mô tơ ngừng quay 4.3.3 Hoạt động của phanh mô tơ - Khi van điện từ phanh quay không được cấp điện:
Hình 4-18 Hoạt động của phanh khi van điện từ chưa được cấp điện 1- Lò xo phanh; 2- Ma sát; 3- Đĩa phanh; 4- Piston phanh; 5- Van điện từ; 6- van tự giảm áp Hoạt động: Nếu van điện từ phanh quay không được cấp điện, dòng dầu áp suất cao từ bơm chính bị ngắt, cửa B được nối với mạch dầu hồi về thùng. Kết quả, piston phanh (4) bị đẩy xuống bởi lò xo phanh (1), đẩy đĩa ma sát (2) và đĩa phanh (2) ép vào nhau, sự phanh mô tơ được thiết lập. -Khi van điện từ phanh quay được cấp điện:
Hình 4-19 Hoạt động của phanh khi van điện từ được cấp điện Khi van điện từ được cấp điện, van hoạt động, dầu áp suất cao từ bơm chính cung cấp vào lỗ B và chảy đến buồng phanh a. Áp suất dầu chảy vào buồng phanh a lớn hơn lực lò xo phanh và đẩy piston phanh đi lên. Kết quả, đĩa phanh và đĩa ma sát được tách ta khỏi nhau và phanh nhả ra. 4.3.4 Van chống quay ngược
Hình 4-20 Van chống quay ngược 1- Thân van; 2,7- Van trượt; 3,5- Lò xo; 4,5- Đai ốc Van này giảm sự quay trở lại của phần thân quay do lực quán tính, độ rơ lỏng của máy và sự nén của chất lỏng khi sự quay bị dừng lại. Đây là một sự phòng chống có hiệu quả sự quá tải và giảm thời gian của một chu kỳ khi ngừng quay.
Hoạt động: - Khi áp suất phanh bắt đầu được sinh ra tại cửa MB:
Hình 4-21 Hoạt động của van chống quay ngược khi áp suất phanh bắt đầu được sinh ra ở cửa MB Áp suất tại cửa MB đi đến buồng d, van trượt (7) đẩy lò xo (6) chuyển động sang bên trái, lúc này cửa MB thông với buồng e. Khi điều này xảy ra, áp suất tại cửa MA nhỏ hơn áp suất đặt của lò xo (3). Vì vậy, van trượt (2) không di chuyển. Vì lý do này, áp suất dầu bị đóng lại bởi van trượt (2) và lực phanh được đảm bảo. - Khi mô tơ ngừng quay:
Hình 4-22 Hoạt động của van chống quay ngược khi mô tơ ngừng quay Mô tơ quay lại do áp suất đóng phát sinh tại cửa MB ( quay ngược lần một). Khi điều này xảy ra, áp suất ngược được sinh ra tại cửa MA. Áp suất tại cửa MA đi đến buồng a. vì vậy, van trượt (2) đẩy lò xo (3) và di chuyển về phía phải làm cho MA thông với b. Cùng thời điểm này, b thông với f thông qua lỗ khoan trên van trượt (5). Vì vậy, áp suất ngược tại cửa MA được chảy đến cửa T để hạn chế sự quay ngược lần hai. 4.4 MÔ TƠ DI CHUYỂN 4.4.1 Cấu tạo

Hình 4-23 Cấu tạo mô tơ di chuyển 1- Trục ra; 2- Vỏ; 3- Đĩa phanh; 4- Đĩa ma sát; 5- Piston; 6- Xy lanh; 7- Nắp sau; 8- Van hồi lưu chậm; 9- Bu lông; 10- Piston điều chỉnh; 11- Trục giữa; 12- Lò xo; 13- Nắp ổ; 14- Ổ đũa côn; 15- Piston phanh; 16- Lò xo phanh; 17- Van cân bằng 4.4.2 Nguyên lý hoạt động 4.4.2.1 Hoạt động ở tốc độ thấp ( Góc nghiêng của đĩa có giá trị lớn nhất)
Hình 4-24 Hoạt động của mô tơ di chuyển ở chế độ tốc độ thấp 6- Khối xy lanh; 7- Nắp sau; 8- Đĩa van; 9- Van hồi lưu chậm; 10- Piston điều chỉnh; 19- Van điều chỉnh; 20- Lò xo; 21- Van điện từ; 22- Van điều khiển quay; 23- Van tự giảm áp Hoạt động: Van điện từ không được kích hoạt ( cấp điện). Vì vậy, dòng dầu điều khiển từ bơm chính không chảy đến cửa p được. Vì lý do này, van điều chỉnh (19) bị đẩy lên bởi lò xo (20). Dòng dầu chính từ van điều khiển (22) đẩy van hồi lưu chậm (9) đi đến nắp sau (6) và tác động lên buồng a của piston điều chỉnh (10). Cùng thời điểm này, dòng dầu chính đi qua lỗ c trong van điều chỉnh (19) và tác động lên buồng b. Khi điều này xảy ra, do đường kính buồng b lớn hơn buồng a nên piston điều chỉnh sẽ bị đẩy đi xuống. Kết quả, đĩa van (8) và khối xy lanh (6) di chuyển đến vị trí góc nghiêng của đĩa có giá trị lớn nhất. Lưu lượng của mô tơ đạt giá trị lớn nhất. Hệ thống được xác lập ở chế độ tốc độ thấp. 4.4.2.2 Hoạt động ở tốc độ cao ( góc nghiêng của đĩa có giá trị nhỏ nhất)
Hình 4-25 Hoạt động của mô tơ di chuyển ở chế độ tốc độ cao Khi van điện từ (21) được kích hoạt, dòng dầu điều khiển từ bơm chính chảy đến cửa p và đẩy van điều chỉnh (19) đi xuống. Khi điều này xảy ra, đường dầu đến buồng b bị ngắt và dầu từ buồng b chảy ra đường dầu hồi. Vì lý do này, lực đẩy của dầu ( áp suất cao ) ở buồng a đẩy piston điều chỉnh (10) theo hướng đi lên. Kết quả, đĩa van (8) và khối xy lanh (6) di chuyển đến vị trí góc nghiêng của đĩa có giá trị nhỏ nhất. Lưu lượng của mô tơ đạt giá trị nhỏ nhất. Hệ thống được xác lập ở chế độ chuyển động tốc độ cao. 4.4.3 Hoạt động của phanh hãm 4.4.3.1 Khi bắt đầu chuyển động
Hình 4-26 Sơ đồ hoạt động của phanh khi bắt đầu chuyển động Khi cần điều khiển chuyển động được kích hoạt, dầu có áp suất cao từ bơm tác tác động lên van cân bằng (18) mở mạch đến phanh hãm. Dòng dầu chảy đến buồng e của piston phanh (16). Áp lực của dầu lớn hơn lực lò xo (17) nên piston phanh bị đẩy sang phía phải. Khi điều này xảy ra, lực đẩy đĩa ma sát và đĩa phanh ép vào nhau không còn nữa. Vì vậy, đĩa phanh (3) và đĩa ma sát (4) tách ra khỏi nhau và phanh được nhả ra. 4.4.3.2 Khi ngừng chuyển động
Hình 4-27 Hoạt động của phanh khi ngừng chuyển động Khi cần điều khiển chuyển động ở vị trí trung gian, van cân bằng (18) trở về vị trí trung gian và mạch đến phanh hãm bị đóng. Dầu có áp suất cao trong buồng e của piston phanh (16) chảy qua lỗ tiết lưu trong van hồi lưu chậm (8) và xả về thùng qua lỗ (24). Piston phanh bị đẩy hoàn toàn sang trái bởi lò xo (19). Kết quả, đĩa phanh (9) và đĩa ma sát (10) bị đẩy vào nhau, sự phanh được thiết lập. 4.4.4 Hoạt động của van phanh Van phanh bao gồm một van kiểm tra, van đối trọng và van an toàn.
Hình 4-28 Cấu tạo van phanh 1- Van kiểm tra; 2- Van cân bằng; 3- Van an toàn; 4- Van điều khiển Chức năng và hoạt động của từng van được đưa ra sau đây 4.4.4.1 Van cân bằng, van kiểm tra
Hình 4-29 Van đối trọng- Van kiểm tra 1- Van cân bằng; 2- Van kiểm tra; 4- Van điều khiển - Chức năng: Khi máy chuyển động xuống dốc, trọng lượng của máy làm cho máy di chuyển nhanh hơn so với tốc độ của mô tơ di chuyển. Kết quả, nếu máy chuyển động ở chế độ thấp của động cơ, mô tơ sẽ quay không tải và máy sẽ chạy xa ( tự chạy), điều này rất nguy hiểm. Để ngăn cản điều này, các van sẽ tác động tạo chuyển động cho máy dựa trên tốc độ động cơ ( lưu lượng xả ra của bơm). - Hoạt động khi dầu có áp suất cao được cung cấp:
Hình 4.30 Hoạt động của van đối trọng, van kiểm tra khi dầu áp suất cao được cung cấp Khi cần điều khiển chuyển động được kích hoạt, dầu có áp suất cao từ van điều khiển được cung cấp tới cửa PA. Nó đẩy mở van kiểm tra (1a) và chảy từ cửa vào MA đến cửa ra MB của mô tơ. Tuy nhiên, đầu ra của mô tơ bị đóng bởi van kiểm tra (1b) và van (2) nên áp suất dầu ở nhánh cung cấp tăng lên. Dầu áp suất cao từ nhánh cung cấp chảy đến lỗ E1 của van (2) và lỗ E2 trong piston đến buồng S1. Khi áp suất trong buồng S1 đạt giá trị cao hơn áp suất trong mạch van, van (2) bị đẩy sang phải. Kết quả, cửa MB và MA thong nhau, mạch ở cửa ra của mô tơ được mở và mô tơ bắt đầu quay. - Hoạt động khi chuyển động xuống dốc: Nếu máy tự chuyển động xuống dốc, mô tơ sẽ chạy không tải. Vì vậy, áp suất dầu ở cửa vào của mô tơ bị giảm xuống và áp suất ở buồng S1 qua lỗ E1, E2 cũng giảm xuống. Khi áp suất trong buồng S1 giảm xuống đến giá trị thấp hơn áp suất trong mạch van, van (2) bị quay lại phía trái bởi lò xo (20), cửa ra MB bị tiết lưu. Kết quả, áp suất trong mạch ra tăng lên. Lực cản được thiết lập tới sự quay của mô tơ. Điều này ngăn cản máy tự chạy. Trong một trường hợp khác, van di chuyển đến một vị trí nơi mà áp suất tại cửa ra cân bằng với áp suất tại cửa vào và lực sinh ra do trọng lượng của máy gây ra. Nó tiết lưu mạch ra và điều khiển mô tơ quay theo lượng dầu cung cấp từ bơm.
Hình 4.31 Hoạt động của van đối trọng, van kiểm tra khi chuyển động xuống dốc 4.4.4.2 Van an toàn ( hoạt động hai hướng, van an toàn hai mức độ) - Chức năng:
Hình 4-32 Kết cấu van an toàn 1- Piston; 2- Lò xo; 3- Van tiết lưu Khi xe dừng lại ( hoặc chuyển động xuống dốc), mạch dầu vào và ra khỏi mô tơ bị đóng lại bởi van cân bằng. Tuy nhiên, mô tơ vẫn tiếp tục quay do lực quán tính. Vì vậy, áp suất ở cửa ra của mô tơ trở nên cao bất thường và sẽ phá hỏng mô tơ hoặc các đường ống. Van an toàn tác động để giảm áp suất của dầu và gửi nó đến cửa vào bên ngoài của mô tơ để ngăn cản sự phá huỷ các thiết bị. - Hoạt động cả hai hướng: * Khi áp suất trong buồng MB trở nên cao ( Khi quay phải ). Khi ngừng chuyển động hoặc chuyển động xuống dốc, buồng MB ở cửa ra của mạch bị đóng bởi van kiểm tra của van cân bằng, nhưng áp suất tại cửa ra tăng do sự chuyển động theo quán tính của máy. Ta có :
p1_ áp suất chất lỏng trong buồng MB Nếu áp suất tăng quá áp suất đặt, Lực sinh ra ( F1) thắng lực lò xo (2) nên van tiết lưu (3) sẽ bị đẩy sang trái. Vì vậy, dầu sẽ chảy từ buồng MB sang buồng MA trong mạch.
Hình 4-33 Hoạt động của van an toàn khi áp suất ở buồng MB cao * Khi áp suất trong buồng MA trở nên cao ( Khi quay ngược chiều):
Hình 4-34 Hoạt động của van an toàn khi áp suất ở buồng MA cao Khi ngừng chuyển động ( hoặc chuyển động xuống dốc), buồng MA trong mạch cửa ra bị đóng bởi van kiểm tra của van cân bằng nhưng áp suất ở cửa ra tăng do quán tính của máy. Ta có :
p2_ áp suất chất lỏng trong buồng MA Nếu áp suất tăng quá áp suất đặt, lực sinh ra (F2) sẽ thắng lực lò xo (2) nên van tiết lưu (3) sẽ bị đẩy sang trái. Vì vậy, dầu sẽ chảy từ buồng MA tới buồng MB trong mạch. - Hoạt động của van an toàn hai mức độ * Khi bắt đầu chyển động ( thiết lập áp suất cao):
Hình 4-35 Hoạt động của van an toàn ở chế độ thiết lập áp suất cao Piston; 2- Lò xo; 3- Van tiết lưu; 4- Van cân bằng Khi cần điều khiển chuyển động được kích hoạt, dầu áp suất cao từ bơm tác động lên van cân bằng (4) và mở mạch điều khiển đến van an toàn. Dầu chảy từ buồng G qua H rồi đến buồng J, đẩy piston sang phải và nén lò xo để thiết lập một tải trọng lớn hơn. Vì lý do này, áp suất đặt của van an toàn được chuyển đến áp suất đặt cao hơn. * Khi ngừng chuyển động ( thiết lập áp suất thấp)
Hình 4-36 Hoạt động của van an toàn ở chế độ thiết lập áp suất thấp Khi cần điều khiển ở vị trí trung gian, áp suất trong buồng MA giảm và van cân bằng (4) quay về vị trí trung gian. Trong khi van cân bằng quay về vị trí trung gian, dầu áp suất cao từ buồng J chảy qua H và thoát ra buồng PA từ buồng G. Piston chuyển động sang trái, áp suất đặt trở nên nhỏ hơn. Vì lý do này, áp suất đặt của van an toàn được chuyển đến áp suất đặt thấp hơn và giảm sự rung động khi giảm tốc độ. 4.5 CÁC LOẠI VAN 4.5.1 Van LS 4.5.1.1 Chức năng Van LS có chức năng phát hiện ( cảm nhận) tải trọng và điều khiển lưu lượng của bơm. Van này điều khiển lưu lượng của bơm chính (Q) dựa trên sự chênh lệch áp suất (PLS ( (PLS = PP2-PLS). Trong đó, PP2 là áp suất ở cửa ra của bơm chính còn PLS là áp suất ở cửa ra của van điều khiển. Áp suất bơm chính đến từ cửa vào của van điều khiển và áp suất PLS đến từ đầu ra của van điều khiển, áp suất Psig ( gọi là áp suất lựa chọn LS) từ van điện từ tỷ lệ LS- EPC đi vào van này. 4.5.1.2 Khi van điều khiển ở vị trí trung gian
Hình 4-37 Hoạt động của van LS khi van điều khiển ở vị trí trung gian 1- Cần; 2- Piston trợ động; 3- Lò xo; 4- Van trượt; 5- Nút; 6- Phần đường kính nhỏ; 7- Phần đường kính lớn; Van LS là một van có ba đường điều khiển, với áp suất PLS từ cửa ra của van điều khiển được đem tới buồng i và áp suất PP2 của bơm chính được đem tới buồng j của đầu ống (5). Giá trị của lực của áp suất PLS với lực lò xo (F) và áp suất PP2 của bơm chính quyết định vị trí của van trượt (4). Tuy nhiên, giá trị áp suất Psig của van EPC đi vào cửa e của van LS cũng quyết định vị trí của van trượt (4).
Hình 4-38 Mặt cắt A_A 8- Lò xo; 9- Đĩa; 1- Piston trợ động Trước khi động cơ khởi động, piston trợ động bị đẩy sang phải bởi lò xo (8) tác dụng lên đĩa (9). Khi động cơ khởi động và cần điều khiển ở vị trí trung gian, giá trị áp suất PLS bằng 0 MPa ( nó được nối với đường dầu hồi thông qua van trượt điều khiển). Tại thời điểm này, van trượt (4) bị đẩy sang trái, cửa d và c thông nhau. Áp suất PP của bơm đi vào phía cuối phần đường kính lớn, và đường kính nhỏ của piston trợ động (2). Vì vậy, đĩa nghiêng bị di chuyển đến vị trí tương ứng với góc nhiêng nhỏ nhất. 4.5.1.3 Hoạt động khi lưu lượng của bơm là lớn nhất
Hình 4-39 Hoạt động của van LS khi lưu lượng của bơm là lớn nhất Khi sự chênh lệch áp suất ( (PLS) giảm ( ví dụ, khi van điều khiển mở lớn và áp suất bơm PP2 giảm), van trượt bị đẩy sang phải bởi lực liên kết giữa áp suất PLS và lực lò xo (3). Khi van trượt (4) di chuyển, cửa b và c nối thông với nhau và nối với van TVC. Khi điều này xảy ra, van TVC được nối với cửa xả nên mạch c-h trở thành trở thành mạch xả với áp suất PT. Vì lý do này, áp suất tại cuối phần đường kính lớn của piston trợ động (2) trở thành áp suất xả PT và áp suất PP của bơm đi vào phần cuối đường kính nhỏ đẩy piston trợ động (2) sang phải. Vì vậy, cần (1) và đĩa nghiêng cũng chuyển động sang phải làm cho lưu lượng của bơm đạt giá trị lớn hơn. Khi góc nghiêng của đĩa nghiêng đạt giá trị lớn nhất thì lưu lượng của bơm cũng đạt giá trị lớn nhất. Nếu áp suất ở cửa ra Psig của van LS- EPC đi vào cửa e, áp suất này tạo ra một lực đẩy piston chuyển động sang trái. Nếu piston chuyển động sang trái, nó sẽ tác động làm cho áp suất đặt của lò xo nhỏ hơn và sự chênh lệch áp suất giữa áp suất PLS và PP2 thay đổi khi cửa b và c của van trượt (4) được nối với nhau. 4.5.1.4 Hoạt động khi lưu lượng bơm là nhỏ nhất
Hình 4-40 Hoạt động của van LS khi lưu lượng của bơm là nhỏ nhất Khi sự chênh lệch áp suất ((PLS) tăng ( ví dụ, khi van điều khiển mở nhỏ và áp suất bơm chính tăng), áp suất bơm chính PP2 đẩy van trượt (4) sang trái. Khi van trượt di chuyển, áp suất bơm PP đi từ cửa d sang cửa c và đến cửa h, nó đi vào phần cuối đường kính lớn và đường kính nhỏ của piston trợ động (2). Do đó, piston trợ động (2) bị đẩy sang trái. Kết quả, cần (2) và đĩa nghiêng cũng bị đẩy sang trái, lưu lượng của bơm nhỏ dần. Khi góc nghiêng đạt giá trị nhỏ nhất thì lưu lượng của bơm củng nhỏ nhất. Nếu áp suất Psig đi vào cửa e, nó tác động làm cho áp suất đặt của lò xo trở nên yếu hơn 4.5.1.5 Khi piston trợ động ở vị trí cân bằng
Hình 4-41 Hoạt động của van LS khi piston trợ động ở vị trí cân bằng Gọi: A1 là diện tích phần cuối đường kính lớn (7) của piston trợ động A0 là diện tích phần cuối đường kính nhỏ (6) của piston trợ động Pen là áp suất dầu ở phần cuối đường kính lớn piston trợ động Nếu áp suất ra của bơm chính ( PP2) của van LS cân bằng với tổng hợp của lực lò xo (3) và áp suất PLS, và A0×pp=A1×pen thì piston trợ động sẽ dừng lại ở vị trí này và đĩa nghiêng sẽ được giữ ở vị trí trung gian. 4.5.2 Van TVC 4.3.2.1 Chức năng Khi áp suất đầu ra của hai bơm chính lần lượt là pa1 và pa2 tăng cao, van TVC điều khiển bơm để lượng dầu không vượt quá một lượng dầu cố định ( phù hợp với áp suất đầu ra của bơm), dòng chảy không đổi nếu van điều khiển mở lớn hơn. Bằng cách này, công suất nó mang ra bằng công suất điều khiển. vì vậy, công suất tiêu thụ của bơm không vượt quá công suất động cơ. Nói cách khác, nếu tải trọng trong quá trình vận hành và áp suất đầu ra của bơm tăng cao, nó giảm lưu lượng từ bơm. Nếu áp suất bơm giảm xuống, nó sẽ tăng lưu lượng của bơm. 4.3.2.2 Vận hành 4.3.2.2.1. Khi van điều chỉnh, bộ điều khiển bơm là bình thường a. Khi tải trọng dẫn động nhỏ, áp suất bơm pa1, pa2 thấp
Hình 4-42 Hoạt động của van TVC khi bộ điều khiển bơm ở chế độ bình thường 1- Van điện từ; 2, 5- Piston; 3, 4- Lò xo; 6, 8 - Cần; 7- Cam; 9- Piston trợ động; 10- Đế; 11- Chốt đẩy; 12- Công tắc prolix TVC; 13- Bộ điều khiển bướm ga động cơ; 14- Điện trở; 15- Ắc quy * Tác động của van điện từ Dòng điện điều khiển từ bộ điều khiển bơm chạy đến van điện từ (1). Dòng điện này thay đổi nội lực (F) đẩy chốt đẩy (11) của van điện từ. Đối diện với nội lực (F) là áp suất áp suất đặt lò xo của lò xo (3), (4) và áp suất của hai bơm chính pa1, pa2. Piston (2) dừng lại ở vị trí nơi mà tổng hợp các lực đẩy piston (2) là cân bằng. Áp suất ra từ van TVC (áp suất tại cửa c) thay đổi dựa trên vị trí này. Độ lớn của dòng điều khiển được xác định bởi đặc tính của hoạt động (cần điều khiển), lựa chọn kiểu hoạt động, giá trị đặt và giá trị thực của động cơ. * Tác động của lò xo Tải trọng của lò xo (3) và (4) trong van TVC được xác định bởi vị trí của đĩa nghiêng. Khi piston trợ động (9) di chuyển, cam (7) được nối với cần (8) cũng di chuyển. Khi điều này xảy ra, cần (6) quay bởi sự thay đổi của biên dạng cam và piston (5) di chuyển qua trái hoặc qua phải. Nếu piston (5) di chuyển qua phải thì lò xo (3) bị nén và nếu nó di chuyển dài hơn sang phải, lò xo (4) tiếp xúc với đế (10). Nói cách khác, tải của lò xo được thay đổi pistn (5) kéo giản hay nén lò xo (3) và (4). Nếu dòng điều khiển x đi vào van điện từ thay đổi hơn nữa, lực đẩy của chốt đẩy (11) của van điện từ thay đổi và tải trọng của lò xo (3) và (4) cũng thay đổi theo dựa trên giá trị dòng điện điều khiển của van điện từ. Cửa c của van TVC được kết nối với cửa e của van LS. Áp suất pa1 đi vào cửa b và phần cuối đường kính nhỏ của piston trợ động (9), và áp suất pa2 đi vào cửa a. Khi áp suất pa1, pa2 của bơm nhỏ, piston (2) ở bên phải. Tại thời điểm này, cửa c và d thông với nhau, áp suất đi vào van LS trở thành áp suất xả PT. Nếu cửa h và e thông nhau, áp suất đi vào phần cuối đường kính lớn piston trợ động từ cửa f trở thành áp suất xả PT và piston trợ động chuyển động sang bên phải. Bằng cách này, lưu lượng của bơm tăng lên. Khi piston trợ động (9) di chuyển xa hơn, piston (5) bị đẩy sang bên trái bởi cần (8), cam (7) và cần (6). Lò xo (3) và (4) giản ra và lực của lò xo trở nên yếu hơn. Khi lực lò xo trở nên yếu hơn, piston (2) di chuyển sang trái, đường thong giữa cửa c và d bị đóng, áp suất của bơm tại cửa b được nối với cửa c. Kết quả, áp suất tại cửa c tăng lên và áp suất tại phần cuối đường kính lớn piston trợ động cũng tăng lên. Vì vậy, chuyển động sang phải của piston (9) bị dừng lại. Nói cách khác, vị trí dừng lại của piston (9) được quyết định tại điểm mà nơi đó lực của lò xo (3), (4), lực đẩy của van điện từ và lực đẩy được tạo ra từ áp suất pa1, pa2 tác động lên piston (2) là cân bằng. b. Khi tải trọng dẫn động nhỏ, áp suất của bơm cao
Hình 4-43 Hoạt động của van TVC khi tải trọng nhỏ, áp suất cao Khi tải trọng lớn và áp suất đầu ra của bơm (pa1 và pa2) cao, lực đẩy piston (2) sang trái trở nên lớn hơn và piston (2) di chuyển đến vị trí được thể hiện trên hình vẽ. Khi điều này xảy ra, dầu áp suất cao chảy từ cửa c đến van LS, một phần của dầu cao áp chảy ra ngoài cửa d và gần bằng 2/5 áp suất pa1 của bơm chính. Khi cửa h và cửa e của van LS thông nhau, áp suất từ cửa f đi vào phần cuối đường kính lớn của piston trợ động (9) làm cho nó dừng lại. Nếu áp suất của bơm chính (pa1, pa2) tăng cao hơn và piston (2) di chuyển tiếp sang trái, áp suất pa1 chảy tới cửa c và tác dụng làm cho lưu lượng xả ra của bơm là nhỏ nhất. Khi piston (9) di chuyển sang trái, piston (5) di chuyển sang phải bởi cam (7) và cần (6). Vì lý do này, lò xo (3), (4) bị nén lại và bị đẩy trở lại piston (2). Lực này làm cho piston (2) cắt đường thông giữa cửa b và cửa c, nối cửa c và cửa d. Kết quả, áp suất tại cửa c ( bằng cửa f ) giảm xuống và pison (9) dừng chuyển động sang trái. Vị trí, nơi mà piston (9) dừng lại khi điều này xảy ra là xa hơn về phía bên trái so với vị trí khi áp suất bơm chính (pa1, pa2) thấp. Mối quan hệ trung bình giữa áp suất bơm chính (pa1+pa2) và vị trí của piston trợ động (9) có dạng một đường gấp khúc vì sự tác dụng kép của hai lò xo (3) và (4). Mối quan hệ giữa áp suất bơm chính (pa1+ pa2) và lưu lượng Q được thể hiện ở hình vẽ.
Hình 4-44 Mối quan hệ giữ lưu lượng (Q) và áp suất trung bình của bơm Nếu dòng điều khiển X gửi tới van điện từ (1) tăng lớn hơn, mối quan hệ giữa áp suất bơm chính (pa1+ pa2) và lưu lượng Q của bơm là tỷ lệ với lực đẩy của van điện từ van PC- EPC và thay đổi đồng thời. Nói cách khác, lực đẩy của van điện từ (1) được cộng vào lực đẩy sang bên trái bởi vì áp suất của bơm tác dụng lên piston (2). Mối quan hệ giữa áp suất trung bình (p) của bơm và lưu lượng Q thay đổi từ A đến B phù hợp với sự tăng của dòng điều khiển x.