I. Giới thiệu về bơm Hypôgerôto và kích thước bơm
Luận án tập trung vào việc nghiên cứu và tối ưu hóa bơm Hypôgerôto, một loại bơm thủy lực thể tích bánh răng ăn khớp trong với biên dạng hypôxyclôít. Bơm Hypôgerôto được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống bôi trơn động cơ đốt trong nhờ kích thước nhỏ gọn, hoạt động êm và lưu lượng lớn. Mục tiêu chính của luận án là xác định kích thước bơm tối ưu dựa trên lưu lượng bơm, nhằm giảm kích thước hướng kính mà vẫn đảm bảo hiệu suất và chất lượng dòng chảy.
1.1. Lịch sử phát triển và ứng dụng của bơm Hypôgerôto
Bơm Hypôgerôto được phát minh từ những năm 1920 và đã trải qua nhiều cải tiến để ứng dụng trong các hệ thống bôi trơn. Ban đầu, việc chế tạo bánh răng hypôxyclôít gặp nhiều khó khăn, nhưng với sự phát triển của công nghệ gia công hiện đại, loại bơm này đã được nghiên cứu lại từ năm 2009. Hiện nay, bơm Hypôgerôto được sử dụng phổ biến trong ngành công nghiệp ô tô nhờ khả năng tiết kiệm nhiên liệu và hiệu suất cao.
1.2. Mục tiêu và ý nghĩa của luận án
Luận án nhằm tối ưu hóa bơm bằng cách xác định các thông số thiết kế đặc trưng như bán kính đỉnh răng, bán kính chân răng và khoảng cách trục. Việc này giúp giảm kích thước bơm mà vẫn đảm bảo lưu lượng bơm và áp suất đầu ra. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao hiệu suất và giảm chi phí sản xuất bơm công nghiệp.
II. Phương pháp nghiên cứu và thiết kế bơm
Luận án sử dụng các phương pháp toán học và động học để phân tích và thiết kế bơm Hypôgerôto. Các thông số thiết kế đặc trưng được xác định dựa trên điều kiện hình thành biên dạng bánh răng và quy luật biến thiên thể tích khoang bơm. Thuật toán tối ưu được xây dựng để đảm bảo các thông số này phù hợp với lưu lượng bơm và áp suất yêu cầu.
2.1. Xác định điều kiện hình thành biên dạng bánh răng
Luận án đưa ra các phương trình toán học mô tả biên dạng bánh răng hypôxyclôít và xác định các thông số thiết kế đặc trưng như bán kính đỉnh răng và bán kính chân răng. Các điều kiện này đảm bảo hiệu suất bơm và tránh hiện tượng tồn đọng chất lỏng gây lực quán tính ly tâm.
2.2. Thuật toán tối ưu các thông số thiết kế
Một thuật toán được xây dựng để tối ưu các thông số thiết kế như khoảng cách trục, số răng và bán kính đỉnh răng. Thuật toán này dựa trên lưu lượng bơm và áp suất yêu cầu, giúp giảm kích thước bơm mà vẫn đảm bảo hiệu suất và chất lượng dòng chảy.
III. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn
Luận án đã thực hiện các thí nghiệm kiểm chứng để xác định hiệu suất bơm và lưu lượng bơm trong các điều kiện làm việc khác nhau. Kết quả cho thấy, bơm Hypôgerôto được thiết kế tối ưu có hiệu suất cao hơn và kích thước nhỏ hơn so với các loại bơm truyền thống. Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu này là trong các hệ thống bôi trơn động cơ xe máy và ô tô.
3.1. Thí nghiệm kiểm chứng hiệu suất bơm
Các thí nghiệm được thực hiện với hai loại dầu bôi trơn SAE2 và SAE3 trên các động cơ xe máy và ô tô. Kết quả cho thấy bơm Hypôgerôto có hiệu suất thể tích cao và dao động lưu lượng thấp, đáp ứng yêu cầu của các hệ thống bôi trơn hiện đại.
3.2. Ứng dụng trong hệ thống bơm công nghiệp
Nghiên cứu này có thể được áp dụng để thiết kế bơm cho các hệ thống bôi trơn công nghiệp, giúp giảm kích thước và chi phí sản xuất mà vẫn đảm bảo hiệu suất và độ bền của bơm công nghiệp.
