Nghiên cứu kích thước tối ưu cho bơm hypôgerôto theo lưu lượng

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BƠM THỦY LỰC THỂ TÍCH BÁNH RĂNG XYCLÔÍT ĂN KHỚP TRONG

1.1. Bơm thủy lực thể tích bánh răng xyclôít ăn khớp trong

1.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

1.2.1. Cấu tạo của bơm bánh răng xyclôít

1.2.2. Nguyên lý hoạt động của bơm bánh răng xyclôít

1.3. Lịch sử nghiên cứu và phát triển bơm

1.3.1. Lịch sử nghiên cứu và phát triển bơm TLTT bánh răng ăn khớp trong biên dạng xyclôít

1.3.2. Tổng hợp số lượng nghiên cứu trong các năm

1.4. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về bơm TLTT bánh răng ăn khớp trong biên dạng xyclôít

1.4.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước về bơm TLTT

1.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nước về bơm TLTT bánh răng ăn khớp trong biên dạng xyclôít

1.5. Kết luận chương 1

2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC ĐIỀU KIỆN HÌNH THÀNH CẶP BIÊN DẠNG RÔTO THEO CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ ĐẶC TRƯNG

2.1. Thiết lập phương trình toán học mô tả biên dạng răng

2.1.1. Phương trình toán học mô tả biên dạng bánh răng ngoài

2.1.2. Bán kính cong của biên dạng rôto ngoài

2.1.3. Biên dạng rôto trong (bánh răng cung tròn)

2.1.4. Sự phù hợp trong quan hệ giá trị của các tham số thiết kế

2.2. Xác định điều kiện hình thành biên dạng cặp rôto của bơm hypogerôto

2.2.1. Xác định miền giới hạn của thông số thiết kế đặc trưng R1

2.2.2. Xác định miền giới hạn của thông số thiết kế đặc trưng rcl

2.2.3. Xác định miền giới hạn của thông số thiết kế đặc trưng R

2.2.4. Thiết lập phương trình đường ăn khớp

2.3. Hiện tượng trượt biên dạng

2.3.1. Vận tốc điểm ăn khớp

2.3.2. Đường cong trượt

2.4. Ảnh hưởng của các thông số thiết kế đặc trưng đến các đường cong trượt dạng

2.4.1. Khảo sát sự thay đổi biên dạng cặp rôto và đường cong trượt theo λ

2.4.2. Khảo sát sự thay đổi biên dạng cặp rôto và đường cong trượt theo c

2.4.3. Khảo sát sự thay đổi biên dạng cặp rôto và đường cong trượt khi λ tăng c giảm

2.4.4. Khảo sát sự thay đổi biên dạng cặp rôto và đường cong trượt khi c tăng λ giảm

2.5. Tối ưu các kích thước thiết kế đặc trưng để cặp biên dạng đối tiếp mòn đều xét về mặt động học

2.6. Xác các thông số chế tạo rôto theo các thông số thiết kế đặc trưng hình thành biên dạng cặp rôto cấu thành bơm hypôgerôto

2.6.1. Xác định thông số kích thước rôto trong

2.6.2. Xác định thông số kích thước thiết kế rôto ngoài theo thông số kích thước đặc trưng

2.7. Kết luận chương 2

3. CHƯƠNG 3: TỐI ƯU CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ ĐẶC TRƯNG THEO LƯU LƯỢNG

3.1. Các khái niệm và định nghĩa về lưu lượng

3.2. Thiết lập công thức tính lưu lượng lý thuyết của bơm Hypôgerôto theo đường ăn khớp của cặp bánh răng cấu thành bơm

3.3. Thiết lập công thức xác định quy luật biến thiên thể tích khoang bơm theo góc quay của trục dẫn động

3.3.1. Thiết lập phương trình xác định miền diện tích khoang bơm theo góc quay của trục dẫn động

3.3.2. Đánh giá ảnh hưởng của thông số R đến hiện tượng hụt hoặc thừa lưu lượng thiết kế so với lý thuyết

3.4. Thuật toán xác định bốn thông số thiết kế đặc trưng {E, z1, R1, rcl} theo lưu lượng cho trước

3.5. Ứng dụng thuật toán trong thiết kế bơm bôi trơn động cơ

3.5.1. Thuật toán xác định thông số R theo các kích thước đặc trưng {E, z1, R1, rcl} nhằm thỏa mãn điều kiện lưu lượng cho trước

3.5.2. Ứng dụng thuật toán tìm R trong thiết kế biên dạng rôto của bơm bôi trơn động cơ

3.6. Kết luận chương 3

4. CHƯƠNG 4: THÍ NGHIỆM KIỂM CHỨNG VÀ XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH CỦA BƠM HYPÔGERÔTO

4.1. Thiết kế chế tạo bơm bánh răng xyclôít ăn khớp trong (bơm Hypôgerôto)

4.2. Thí nghiệm xác định lưu lượng riêng của bơm

4.3. Thí nghiệm xác định đường đặc tính của bơm

4.3.1. Sơ đồ thí nghiệm xác định đường đặc tính

4.3.2. Trình tự thí nghiệm xác định đường đặc tính

4.4. Thí nghiệm xác định dao động lưu lượng của bơm

4.5. Kết luận chương 4

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về bơm hypôgerôto

Bơm hypôgerôto là một loại bơm thủy lực thể tích, được thiết kế với biên dạng răng là đường cong hypôxyclôít. Loại bơm này có khả năng cung cấp lưu lượng lớn và hoạt động êm ái, không gây tiếng ồn. Đặc điểm này khiến bơm hypôgerôto trở thành lựa chọn phổ biến trong các hệ thống bôi trơn động cơ. Nghiên cứu về bơm hypôgerôto đã được thực hiện từ những năm 1920, nhưng chỉ gần đây mới được chú ý nhiều hơn do sự phát triển của công nghệ chế tạo. Việc tối ưu hóa kích thước bơm là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất và tiết kiệm năng lượng. Theo nghiên cứu, kích thước bơm có ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và lưu lượng bơm. Do đó, việc xác định kích thước tối ưu cho bơm hypôgerôto là một vấn đề cần thiết trong thiết kế bơm.

1.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Bơm hypôgerôto bao gồm hai rôto: rôto trong và rôto ngoài. Rôto trong có biên dạng là các cung tròn, trong khi rôto ngoài có biên dạng hypôxyclôít. Nguyên lý hoạt động của bơm dựa trên sự ăn khớp giữa hai rôto, tạo ra các khoang chứa chất lỏng. Khi rôto quay, chất lỏng được hút vào và đẩy ra ngoài, tạo ra lưu lượng cần thiết. Hiệu suất của bơm phụ thuộc vào kích thước và hình dạng của các biên dạng rôto. Việc tối ưu hóa các thông số thiết kế như bán kính chân răng và bán kính đỉnh răng là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất tối ưu cho bơm hypôgerôto.

II. Nghiên cứu kích thước tối ưu cho bơm hypôgerôto

Nghiên cứu kích thước tối ưu cho bơm hypôgerôto tập trung vào việc xác định các thông số thiết kế đặc trưng như R, rcl, và R1. Mục tiêu là giảm kích thước bơm trong khi vẫn đảm bảo lưu lượng và áp suất. Các phương pháp tính toán và mô phỏng được sử dụng để xác định các điều kiện hình thành biên dạng bánh răng. Việc tối ưu hóa kích thước bơm không chỉ giúp tiết kiệm không gian mà còn giảm chi phí sản xuất. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng việc tối ưu hóa kích thước bơm có thể cải thiện hiệu suất lên đến 15%. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong bối cảnh ngành công nghiệp ô tô hiện đại, nơi mà việc tiết kiệm nhiên liệu và tối ưu hóa hiệu suất là rất cần thiết.

2.1. Phân tích động học và điều kiện thiết kế

Phân tích động học là một phần quan trọng trong việc xác định kích thước tối ưu cho bơm hypôgerôto. Các thông số như bán kính chân răng và bán kính đỉnh răng cần được xác định chính xác để đảm bảo không xảy ra hiện tượng va chạm giữa các rôto trong quá trình hoạt động. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc điều chỉnh các thông số này có thể ảnh hưởng lớn đến hiệu suất và độ bền của bơm. Các thuật toán tối ưu hóa được phát triển để tìm ra các giá trị tối ưu cho các thông số thiết kế, từ đó đảm bảo rằng bơm hoạt động hiệu quả nhất có thể.

III. Ứng dụng và thực tiễn của bơm hypôgerôto

Bơm hypôgerôto được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống bôi trơn động cơ, đặc biệt là trong ngành công nghiệp ô tô. Việc tối ưu hóa kích thước bơm không chỉ giúp cải thiện hiệu suất mà còn giảm thiểu tiêu thụ nhiên liệu. Các nghiên cứu cho thấy rằng bơm hypôgerôto có thể tiết kiệm từ 10 đến 15% lượng nhiên liệu tiêu thụ so với các loại bơm khác. Điều này không chỉ mang lại lợi ích kinh tế mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Hơn nữa, với sự phát triển của công nghệ chế tạo, việc sản xuất bơm hypôgerôto ngày càng trở nên dễ dàng và tiết kiệm chi phí hơn. Điều này mở ra nhiều cơ hội cho việc ứng dụng bơm hypôgerôto trong các lĩnh vực khác nhau.

3.1. Tương lai của bơm hypôgerôto

Tương lai của bơm hypôgerôto rất hứa hẹn với sự phát triển không ngừng của công nghệ chế tạo và nhu cầu ngày càng cao về hiệu suất và tiết kiệm năng lượng. Các nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung vào việc cải tiến thiết kế và vật liệu chế tạo bơm, nhằm nâng cao hiệu suất và độ bền. Ngoài ra, việc áp dụng các công nghệ mới như in 3D trong sản xuất bơm cũng sẽ mở ra nhiều khả năng mới cho việc tối ưu hóa kích thước và hình dạng của bơm hypôgerôto.

Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu xác định kích thước tối ưu cho bơm hypôgerôto theo lưu lượng