Luận văn thạc sĩ hay nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số kết cấu và điều khiển tải trọng động tác dụng lên hệ thống truyền lực thủy cơ ô tô

Luận văn thạc sĩ phân tích hay nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số kết cấu và điều khiển tải trọng động tác dụng lên hệ, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất giải

• Tác giả: Cảnh Chí Huân
• Người hướng dẫn: Ts. Nguyễn Khắc Tuân
• Trường học: Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp - Đại Học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí động lực
• Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số kết cấu và điều khiển đến tải trọng động tác dụng lên hệ thống truyền lực thủy cơ ô tô
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Lý do chọn đề tài
• 0.2. Các công trình đã công bố liên quan đến đề tài
• 0.2.1. Tình hình nghiên cứu thế giới
• 0.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 0.3. Mục tiêu nghiên cứu
• 0.4. Phạm vi nghiên cứu
• 0.5. Nội dung nghiên cứu
• 0.6. Phương pháp nghiên cứu
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC THỦY CƠ TRÊN Ô TÔ
• 1.1. Hệ thống truyền lực thủy cơ
• 1.1.1. Khái niệm
• 1.1.2. Phân loại
• 1.2. Ưu, nhược điểm của truyền lực thủy cơ
• 1.2.1. Ưu điểm của truyền động thủy cơ
• 1.2.2. Nhược điểm của truyền động thủy cơ
• 1.3. Cấu tạo chung của hệ thống truyền lực cơ
• 1.4. Một số hệ thống truyền lực thủy cơ trên ô tô
• 1.4.1. Truyền lực thủy tĩnh
• 2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG ĐỘNG TRONG HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC Ô TÔ
• 2.1. Các phương pháp nghiên cứu tải trọng động trong HTTL ô tô
• 2.1.1. Phương pháp thực nghiệm
• 2.1.2. Phương pháp mô phỏng lý thuyết
• 2.1.2.1. Mô phỏng thông qua thiết lập hệ phương trình vi phân liên kết giữa các vật trong hệ
• 2.1.2.2. Mô phỏng thông qua mô tả các vật và liên kết
• 2.2. Phương pháp xây dựng mô hình tính toán HTTL thủy cơ
• 2.2.1. Xây dựng mô hình cơ học
• 2.2.2. Xây dựng sơ đồ động lực học
• 2.2.3. Xây dựng sơ đồ tính toán
• 2.2.4. Sơ đồ tính toán động lực học HTTL thủy cơ
• 2.3. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ KẾT CẤU VÀ ĐIỀU KHIỂN ĐẾN TẢI TRỌNG ĐỘNG TÁC DỤNG LÊN HTTL THỦY CƠ
• 3.1. Các giả thiết và đối tượng nghiên cứu
• 3.1.1. Giả thiết khi nghiên cứu tải trọng động tác dụng lên HTTL thủy cơ
• 3.1.2. Đối tượng nghiên cứu
• 3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của dao động xoắn động cơ đốt trong đến tải trọng xuất hiện trong HTTL thủy cơ
• 3.2.1. Xây dựng hệ phương trình vi phân mô tả dao động của hệ thống
• 3.2.2. Xác định mô men kích thích của động cơ đốt trong
• 3.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của dao động xoắn động cơ đốt trong đến tải trọng xuất hiện trong HTTL thủy cơ
• 3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ đóng ly hợp khóa biến mô
• 3.3.1. Xây dựng hệ phương trình vi phân mô tả dao động của hệ thống
• 3.3.2. Xác định qui luật biến thiên của mô men ma sát ly hợp
• 3.3.3. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ đóng ly hợp khóa biến mô đến tải trọng động xuất hiện trong HTTL thủy cơ
• 3.3.4. Phân tích, đánh giá kết quả trong trường hợp thời gian đóng ly hợp không đổi
• 3.3.5. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ đóng ly hợp
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu tải trọng động trong hệ thống truyền lực thủy cơ ô tô

Nghiên cứu về tải trọng động trong hệ thống truyền lực thủy cơ ô tô là một lĩnh vực quan trọng, ảnh hưởng đến hiệu suất và độ bền của các bộ phận trong hệ thống. Hệ thống truyền lực thủy cơ, với cấu trúc phức tạp, bao gồm biến mô thủy lực và hộp số cơ khí, đóng vai trò quan trọng trong việc truyền tải năng lượng từ động cơ đến bánh xe. Việc hiểu rõ các thông số kết cấu và điều khiển sẽ giúp tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của hệ thống.

1.1. Khái niệm về hệ thống truyền lực thủy cơ ô tô

Hệ thống truyền lực thủy cơ là một hệ thống truyền năng lượng nhờ vào các bộ truyền thủy lực và cơ khí. Nó cho phép truyền tải mô men xoắn một cách hiệu quả, giúp cải thiện khả năng vận hành của ô tô.

1.2. Vai trò của tải trọng động trong hệ thống truyền lực

Tải trọng động ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền và hiệu suất của hệ thống truyền lực. Việc phân tích tải trọng động giúp xác định các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống, từ đó đưa ra các giải pháp tối ưu.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu tải trọng động ô tô

Mặc dù có nhiều nghiên cứu về tải trọng động, nhưng vẫn còn nhiều thách thức trong việc xác định chính xác các yếu tố ảnh hưởng. Các vấn đề như dao động xoắn của động cơ, tốc độ đóng ly hợp và các thông số kết cấu khác cần được nghiên cứu kỹ lưỡng để đảm bảo tính chính xác trong mô hình hóa và phân tích.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến tải trọng động

Các yếu tố như tốc độ động cơ, lực kéo và cấu trúc của hệ thống truyền lực đều có ảnh hưởng lớn đến tải trọng động. Việc xác định các yếu tố này là rất quan trọng để tối ưu hóa thiết kế.

2.2. Thách thức trong mô phỏng và thực nghiệm

Mô phỏng tải trọng động trong hệ thống truyền lực thủy cơ gặp nhiều khó khăn do tính phức tạp của các yếu tố liên quan. Cần có các phương pháp mô phỏng chính xác để đảm bảo kết quả nghiên cứu.

III. Phương pháp nghiên cứu tải trọng động trong hệ thống truyền lực ô tô

Để nghiên cứu tải trọng động, có thể áp dụng nhiều phương pháp khác nhau như thực nghiệm và mô phỏng lý thuyết. Mỗi phương pháp đều có ưu điểm và nhược điểm riêng, và việc lựa chọn phương pháp phù hợp sẽ giúp đạt được kết quả tốt nhất.

3.1. Phương pháp thực nghiệm

Phương pháp thực nghiệm cho phép thu thập dữ liệu thực tế về tải trọng động trong hệ thống truyền lực. Tuy nhiên, nó đòi hỏi thiết bị và điều kiện thử nghiệm phù hợp.

3.2. Phương pháp mô phỏng lý thuyết

Mô phỏng lý thuyết giúp xây dựng các mô hình toán học để phân tích tải trọng động. Phương pháp này có thể tiết kiệm thời gian và chi phí, nhưng cần đảm bảo tính chính xác của mô hình.

IV. Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu tải trọng động trong ô tô

Nghiên cứu về tải trọng động không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn có ứng dụng thực tiễn trong thiết kế và chế tạo hệ thống truyền lực ô tô. Các kết quả nghiên cứu có thể giúp cải thiện hiệu suất và độ bền của các bộ phận trong hệ thống.

4.1. Cải thiện thiết kế hệ thống truyền lực

Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng để tối ưu hóa thiết kế các bộ phận trong hệ thống truyền lực, từ đó nâng cao hiệu suất hoạt động của ô tô.

4.2. Tăng cường độ bền và tuổi thọ của hệ thống

Việc hiểu rõ tải trọng động giúp các kỹ sư thiết kế các bộ phận có khả năng chịu tải tốt hơn, từ đó kéo dài tuổi thọ của hệ thống truyền lực.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu tải trọng động ô tô

Nghiên cứu về tải trọng động trong hệ thống truyền lực thủy cơ ô tô là một lĩnh vực quan trọng và cần thiết. Tương lai của nghiên cứu này sẽ tiếp tục mở rộng, với nhiều ứng dụng mới và cải tiến trong công nghệ ô tô.

5.1. Tương lai của nghiên cứu tải trọng động

Nghiên cứu sẽ tiếp tục phát triển với sự hỗ trợ của công nghệ mới, giúp cải thiện độ chính xác và hiệu quả trong việc phân tích tải trọng động.

5.2. Định hướng nghiên cứu tiếp theo

Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc phát triển các mô hình mô phỏng tiên tiến hơn, cũng như ứng dụng các công nghệ mới trong thiết kế hệ thống truyền lực.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 – TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC THỦY CƠ TRÊN Ô TÔ 1. Hệ thống truyền lực thủy cơ 1. Khái niệm Hệ thống truyền thủy cơ là hệ thống truyền năng lượng nhờ các bộ truyền tổ hợp các cụm thủy lực và cơ khí. Tổ hợp các cụm trong HTTL có thể theo mạch nối tiếp hay song song nhằm đảm nhận các chức năng của HTTL thông dụng.

Khi bố trí HTTL thủy cơ có thể tạo nên được HTTL truyền năng lượng liên tục. Phân loại Ngày nay,HTTL trên ô tô-máy kéo sử dụng hệthống truyền lực kiểu thủy lực khá phổ biến, gồm có hai dạng cơ bản là truyền lực thủy độngvà truyền lực thủy tĩnh. Truyền lực thủy động là dạng truyền động sử dụng động năng của chất lỏng để truyền mô men xoắn từ chi tiết làm việc này sang chi tiết làm việc khác. Truyền lực thủy tĩnh là dạng truyền động sử dụng áp suất của dòng chất lỏng để truyền mô men xoắn từ chi tiết làm việc này sang chi tiết làm việc khác[1,16,25].

Tuy nhiên, để phát huy hiệu quả của truyền động thủy lực, trên các HTTL thực sử dụng trên ô tô – máy kéo thường kết hợp các loại truyền động thủy lưc này với các cụm truyền động cơ khí thành các dạng truyền động thủy cơ, gồm: - Truyền lực cơ khí kết hợp với truyền lực thủy động Sự truyền năng lượng từ trục khuỷu động cơ sang trục bị dẫn chủ yếu nhờ động năng của chất lỏng, phần áp năng chỉ tạo áp suất dư nhất định tránh hiện tượng lọt khí từ bên ngoài vào làm giảm hiệu suất truyền động. Kết cấu gồm có biến mô men và hộp số cơ khí, dựa vào kết cấu hộp số cơ khí có thể chia thành các loại sau: + Biến mô thủy lực và hộp số cơ khí với trục cố định + Biến mô thủy lực và hộp số cơ khí với trục di động - Truyền động cơ khí kết hợp với truyền động thủy tĩnh. LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 6 Truyền năng lượng từ trục dẫn sang trục bị dẫn nhờ áp năng của chất lỏng. Nó chỉ thực hiện truyền mô men mà không thay đổi mô men truyền.

Khi vận hành ô tô cần thiết phải thay đổi tốc độ chuyển động và giá trị lực kéo trong một phạm vi rộng. Để đảm bảo một phạm vi điều chỉnh như vậy nên trên ô tô người ta sử dụng truyền lực cơ khí kết hợp với truyền động thủy động. Ưu, nhược điểm của truyền lực thủy cơ a. Ưu điểm của truyền động thủy cơ - Khởi động, lấy đà êm dịu.

- Tạo khả năng chuyển động của ô tô với tốc độ rất thấp ở tỉ số truyền thẳng khi số vòng quay và mô nem xoắn của động cơ ở giá trị cao. - Dập tắt được chấn động xuất hiện trong HTTL, giảm được tải trọng va đập trong HTTL và kéo dài tuổi thọ các chi tiết trong HTTL. - Kết cấu nhỏ gọn hơn so với hộp số cơ khí. - Đối với nhũng xe có tính việt dã cao (xe quân sự) khi sức cản của đường tăng lên đột ngột có thể làm ô tô dừng hẳn thì động cơ vẫn không thể chết máy.

- Thời gian sang số ở HTTL thủy cơ rất ngắn (khoảng 0.5s ) và không đòi hỏi giảm vòng quay của động cơ nên dòng động lực gần như không bị ngắt, đặc tính tăng tốc được cải thiện đáng kể. - Tạo điều kiện thuận lợi cho việc điều khiển tự động điều khiển giảm nhẹ sức lao động cho người vận hành. Nhược điểm của truyền động thủy cơ - Kết cấu phức tạp. - Luôn có sự trượt giữa bánh bơm và bánh tuabin do vậy tiêu hao một phần công suất cho việc nung nóng chất lỏng bị trượt trong đó.

- Chế độ chăm sóc bảo dưỡng phức tạp. - Giá thành đắt 1. Cấu tạo chung của hệ thống truyền lực cơ Về mặt cấu tạo HTTL thủy cơ gồm các bộ phận chính: + Một bộ biến mô thủy lực, hộp số cơ khí với các cụm cơ khí thông dụng khác như: các đăng, cầu xe… + Bộ truyền vô cấp thủy tĩnh với các bộ truyền cơ khí. LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 7 Bộ li hợp thủy lực hay biến mô thủy lực được bố trí thay vào vị trí cụm li hợp trong HTTL cơ khí.

Trong thực tế thường gặp HTTL có biến mô thủy lực và hộp số cơ khí. Nhờ việc sử dụng bộ truyền thủy lực( biến mô thủy lực) hệ thống thực hiện các chức năng truyền năng lượng qua chất lỏng có áp suất. Khả năng truyền năng luợng qua chất lỏng cho phép hệ thống giảm nhỏ các chấn động của xung mô men trong sử dụng, tạo điều kiện cho bánh xe lăn êm trên mặt đường, dòng truyền không bị gián đoạn và giảm tải động cho HTTL. Như vậy, hệ thống truyền lực thủy cơ cho phép nâng cao khả năng cơ động và độ bền của ô tô.

Một số hệ thống truyền lực thủy cơ trên ô tô 1. Truyền lực thuỷ tĩnh Hình 1. Hệ thống truyền lực thủy tĩnh Trong hệ thống truyền lực thủy tĩnh, để truyền lực từ động cơ tới các bánh chủ động của xe, người ta sử dụng dạng truyền động sử dụng chất lỏng chịu áp lực nhất định. Quá trình hoạt động của HTTL thủy tĩnh có thể được môtả như sau: Khi động cơ hoạt động, cơ năng từ động cơ được bơm biến thành thủy năng, sau đó một mô tơ lại biến thủy năng thành cơ năng trở lại cho các bánh xe truyền động.

Vì vậy, truyền động thủy tĩnh đảm nhiệm cả chức năng của ly hợp lẫn hộp số.Loại truyền lực thủy tĩnh là loại truyền lực thay đổi các số truyền vô cấp. Khi làm việc chất lỏng được chứa đầy trong hệ thống và làm việc theo chu trình khép kín (bơm - ống dẫn - động cơ thủy lực). Để nâng cao hiệu suất sử dụng đảm bảo vai trò vừa là bơm vừa là động cơ thủy lực, người ta sử dụng loại mô tơ có hai chế độ làm việc (chế độ bơm thủy lực và chế độ động cơ thủy lực).loại này là máy piston, hiện đang được sử dụng rất rộng rãi trên ô tô, máy kéo [17]. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.

Sự phối hợp của bơm và mô tơ thuỷ lực Trong quá trình làm việc tùy theo kết cấu của bơm và động cơ thủy lực, có thể có sự chuyển đổi cố định hay biến đổi, và phối hợp với sự biến đổi hay cố định, mà người ta chế tạo và được phân loại như sau: - Bơm chuyển đổi cố định truyền động cho mô tơ chuyển đổi cố định - Bơm chuyển đổi biến đổi truyền động cho mô tơ chuyển đổi cố định. - Bơm chuyển đổi cố định truyền động cho mô tơ chuyển đổi biến đổi. - Bơm chuyển đổi biến đổi truyền động cho mô tơ chuyển đổi biến đổi. Trên hình biểu diễn hình 1.

Hệ thống này có nhiều ưu điểm. Những ưu điểm của truyền động thủy tĩnh: - Là loại truyền động thay đổi vô cấp với khoảng rất rộng. - Điều khiển dễ dàng, êm dịu không bị gối trục. - Sang số khi đang chạy, vậy thuận lợi khi xe chạy trên đường có địa hình phức tạp.

- Cho mô men lớn nên dễ khởi động. - Giảm được một số cụm, cơ cấu (hộp số, ly hợp), nên kết cấu gọn, đem lại lực lớn. - Giảm tải trọng đột biến, làm tăng tuổi thọ cho hệ thống, chăm sóc bảo dưỡng dễ dàng. - Có thể dùng bơm để truyền động cho bộ phận khác (hệ thống nâng hạ và những phần phía sau của xe) nâng cao khả năng hoạt động của xe.

Nhược điểm của truyền động thủy tĩnh: Tuy nhiên, khi sử dụng HTTL thủy lực còn có nhược điểm: do hệ thống làm việc với áp suất cao (8 - 35 MN/m2), ứng suất lớn nên đòi hỏi vật liệu chế LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 9 tạo có độ bền cao, công nghệ chế tạo đòi hỏi chính xác. Việc làm kín khó khăn, hiệu suất làm việc thay đổi phụ thuộc vào chất lượng và nhiệt độ dầu, vì vậy hiệu suất chỉ đạt η=0. Nhưng do hệ thống có nhiều ưu điểm nên hệ thống này vẫn được dùng nhiều trên ô tô, máy kéo[1,16,17]. Truyền lực thủy động Như ta đã biết ly hợp ma sát không cho phép trượt lâu dài khi làm việc, vì sự hao mòn, hư hỏng tăng nhanh.

Nhưng ly hợp hoặc biến mô thủy lực cho phép làm việc trong điều kiện trượt lâu dài giữa bánh chủ động (bánh bơm) và bánh bị động (bánh tuabin); cho phép trục khuỷu động cơ quay ở số vòng quay cao một cách ổn định khi ô tô, máy kéo chuyển động với vận tốc thấp. Nhờ đó mà nó tăng tốc một cách nhanh chóng ở ngay giá trị lớn của mô men. Trên ô tô - máy kéo hiện nay, cùng với việc sử dụng hộp số cơ khí người ta đã trang bị hầu hết là hệ thống truyền lực thủy cơ. Hệ thống truyền lực thủy cơ thường dùng là ba loại chủ yếu sau đây [17]: - Ly hợp thủy lực kết hợp với hộp số cơ khí.

- Biến mô thủy lực. - Biến mô thủy lực kết hợp với hộp số cơ khí. Ly hợp thủy lực Trong các HTTL, ly hợp ma sát là loại hoạt động theo nguyên tắc ma sát khô, ly hợp thủy lực được truyền mô men bằng chất lỏng [16] Hình 1. Ly hợp thủy lực 1 - Tuabin; 2 - Hướng dòng chảy; 3 - Dòng chảy trung bình; 4 – Bánh bơm; 5 - Vòng trong; 6 - Vòng ngoài; 7 - Trục ra; 8 - Vòng làm kín.

LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 10 Ly hợp thủy lực có 4 là bánh bơm (bánh chủ động) được gắn với bánh đà, có 1 là tuabin (bánh bị động) gắn với trục sơ cấp hộp số. Bên trong của bánh bơm và tua bin đều có các cánh dẫn dầu chúng được ghép nối tạo thành một hộp kín trong đó chứa đầy dầu, biểu thị trên hình 1. Khi làm việc, động cơ quay làm cho bánh đà cùng bánh bơm quay theo, lúc này dầu chứa trong không gian các cánh bơm chịu lực ly tâm chuyển động từ phía tâm trục rời xa trục quay tới cửa thoát văng ra khỏi bánh bơm đi vào tuabin, dầu tạo ra lực xung tác dụng vào các cánh của tuabin làm cho tuabin quay theo hướng cùng chiều quay của bơm. Thông thường giữa hai bánh công tác của bơm và tuabin khi hoạt động có sự trượt nhẹ, nên hai tốc độ nb và nt khác nhau và thường nt< nb, vậy hiệu suất truyền nhỏ hơn 1.