Đang tải... (xem toàn văn)
(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu động lực học của hệ thống truyền động thuỷ lực cơ khí trên liên hợp(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu động lực học của hệ thống truyền động thuỷ lực cơ khí trên liên hợp(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu động lực học của hệ thống truyền động thuỷ lực cơ khí trên liên hợp(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu động lực học của hệ thống truyền động thuỷ lực cơ khí trên liên hợp(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu động lực học của hệ thống truyền động thuỷ lực cơ khí trên liên hợp(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu động lực học của hệ thống truyền động thuỷ lực cơ khí trên liên hợp(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu động lực học của hệ thống truyền động thuỷ lực cơ khí trên liên hợp(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu động lực học của hệ thống truyền động thuỷ lực cơ khí trên liên hợp(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu động lực học của hệ thống truyền động thuỷ lực cơ khí trên liên hợp(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu động lực học của hệ thống truyền động thuỷ lực cơ khí trên liên hợp(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu động lực học của hệ thống truyền động thuỷ lực cơ khí trên liên hợp(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu động lực học của hệ thống truyền động thuỷ lực cơ khí trên liên hợp(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu động lực học của hệ thống truyền động thuỷ lực cơ khí trên liên hợp(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu động lực học của hệ thống truyền động thuỷ lực cơ khí trên liên hợp(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu động lực học của hệ thống truyền động thuỷ lực cơ khí trên liên hợp(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu động lực học của hệ thống truyền động thuỷ lực cơ khí trên liên hợp(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu động lực học của hệ thống truyền động thuỷ lực cơ khí trên liên hợp
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ĐẶNG ĐỨC THUẬN NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THUỶ LỰC - CƠ KHÍ TRÊN LIÊN HỢP MÁY XÚC LẬT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2021 HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ĐẶNG ĐỨC THUẬN NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THUỶ LỰC - CƠ KHÍ TRÊN LIÊN HỢP MÁY XÚC LẬT Ngành: Kỹ thuật Cơ khí Mã số: 9520103 Người hướng dẫn khoa học: TS Bùi Việt Đức PGS.TS Nguyễn Ngọc Quế HÀ NỘI - 2021 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tôi, kết nghiên cứu trình bày luận án trung thực, khách quan chưa dùng để bảo vệ lấy học vị Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận án cám ơn, thơng tin trích dẫn luận án rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày… tháng … năm 2021 Tác giả luận án Đặng Đức Thuận i LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu hồn thành luận án, tơi nhận hướng dẫn, bảo tận tình thầy cô giáo, giúp đỡ, động viên bạn bè, đồng nghiệp gia đình Nhân dịp hồn thành luận án, cho phép tơi bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc tới tập thể Thầy hướng dẫn: TS Bùi Việt Đức, PGS.TS Nguyễn Ngọc Quế tận tình hướng dẫn, dành nhiều cơng sức, thời gian tạo điều kiện cho suốt q trình học tập thực đề tài Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn Động lực, Khoa Cơ điện - Học viện Nông nghiệp Việt Nam tận tình giúp đỡ tơi q trình học tập, thực đề tài hoàn thành luận án Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán viên chức Trường Đại học Công nghệ Giao thông Vận tải giúp đỡ tạo điều kiện cho tơi suốt q trình thực đề tài Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ mặt, động viên khuyến khích tơi hồn thành luận án./ Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng … năm 2021 Nghiên cứu sinh Đặng Đức Thuận ii MỤC LỤC Trang Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt vi Danh mục kí hiệu vii Danh mục bảng xi Danh mục hình xii Trích yếu luận án xv Thesis abstract xvii Phần Mở đầu 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Phạm vi nghiên cứu 1.4 Những đóng góp đề tài 1.5 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Phần Tổng quan 2.1 Tổng quan hệ thống truyền động 2.1.1 Các loại hệ thống truyền động 2.1.2 So sánh loại truyền động 11 2.2 Các tính máy kéo xe chuyên dụng 13 2.2.1 Tính kinh tế kỹ thuật máy kéo 13 2.2.2 Phân tích ưu nhược điểm truyền động khí phân cấp truyền động vơ cấp hay bán vơ cấp quan điểm tính kéo máy kéo 16 2.3 Các tính chất truyền động thủy tĩnh 17 2.4 Các cơng trình nghiên cứu ngồi nước 19 2.4.1 Các cơng trình nghiên cứu ngồi nước 19 2.4.2 Các nghiên cứu nước 26 2.5 Đề xuất hướng nghiên cứu luận án 30 2.5.1 Phân tích lựa chọn hệ thống truyền động bán vô cấp 30 iii 2.5.2 Nguyên lý cải tiến hệ thống truyền động thủy lực - khí cho máy kéo với truyền động khí 30 2.6 Kết luận phần 32 Phần Phương pháp nghiên cứu 35 3.1 Địa điểm nghiên cứu 35 3.2 Thời gian nghiên cứu 35 3.3 Đối tượng nghiên cứu 35 3.4 Nội dung nghiên cứu 36 3.5 Phương pháp nghiên cứu 36 3.5.1 Phương pháp mơ hình hóa mô 36 3.5.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 38 3.6 Cơ sở lý thuyết phương pháp nghiên cứu 40 3.6.1 Đặc tính môi chất truyền động 40 3.6.2 Cấu trúc mạch truyền động điều khiển thủy lực 45 3.7 Kết luận phần 53 Phần Kết thảo luận 54 4.1 Lựa chọn mơ hình nghiên cứu 54 4.1.1 Mơ hình liên hợp máy thực xúc vật liệu 54 4.1.2 Mô hình liên hợp máy vận chuyển khối vật liệu gầu xúc 56 4.1.3 Mơ hình liên hợp máy vận chuyển rơ mooc 57 4.2 Xây dựng mơ hình truyền động máy kéo 58 4.2.1 Sơ đồ tổng thể hệ thống truyền động máy kéo 58 4.2.2 Mơ hình động diesel 60 4.2.3 Mơ hình truyền động thuỷ lực 63 4.2.4 Mơ hình bánh xe chủ động 68 4.2.5 Mơ hình phận công tác xúc lật 70 4.2.6 Hệ phương trình vi phân chuyển động liên hợp máy xúc lật 72 4.3 Xây dựng mơ hình mô 74 4.3.1 Lựa chọn mục tiêu nghiên cứu mơ hình tham số đầu vào 74 4.3.2 Mơ hình mơ Matlab-Simulink 76 4.4 Kết khảo sát mơ hình 79 iv 4.4.1 Phân tích tương quan đặc tính thông số khảo sát hệ thống truyền động máy kéo 79 4.4.2 Khảo sát ảnh hưởng van xả áp 82 4.4.3 Khảo sát thay đổi mức ga động 82 4.4.4 Khảo sát thay đổi góc nghiêng đĩa điều khiển lưu lượng bơm 84 4.4.5 Ảnh hưởng thay đổi số truyền 85 4.4.6 Khảo sát trạng thái hoạt động liên hợp máy làm việc 86 4.5 Đề xuất phương án cải thiện tính phanh liên hợp máy xuống dốc 88 4.5.1 Mơ hình phanh xe van tiết lưu 88 4.5.2 Kết khảo sát 90 4.6 Chiến lược điều khiển tỷ số truyền vô cấp hệ thống truyền động theo tải trọng kéo máy kéo 93 4.6.1 Lựa chọn phương án điều khiển tỷ số truyền động hệ thống 93 4.6.2 Một số kết khảo sát 96 4.7 Nghiên cứu thực nghiệm 101 4.7.1 Đối tượng, mục đích, điều kiện nghiên cứu thông số cần đo 101 4.7.2 Tổ chức thí nghiệm 108 4.7.3 Thí nghiệm đối chứng đánh giá độ xác mơ hình mơ 111 Phần Kết luận kiến nghị 118 5.1 Kết luận 118 5.2 Đề nghị 119 Danh mục cơng trình cơng bố có liên quan đến luận án 120 Tài liệu tham khảo 121 Phụ lục 125 v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt BMM: Bộ biến mô HTTĐ: Hệ thống truyền động HSPNCS: Hộp số phân nhánh công suất LHM: Liên hợp máy (máy kéo phận công tác) MK&XCD: Máy kéo xe chuyên dụng TĐTL: Truyền động thủy lực TĐTT: Truyền động thủy tĩnh vi DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU Ký hiệu Tên gọi Đơn vị 𝑎 Khoảng cách từ trọng tâm đến cầu sau máy 𝛽 Hệ số nén chất lỏng [m2/N] 𝛽𝑉 Hệ số nén thể tích chất lỏng [m2/N] 𝛽𝑡 Hệ số giãn nở nhiệt chất lỏng 𝑐 Khoảng cách từ cầu sau đến điểm móc rơ mooc [m] [m] 𝐶𝑡đ Độ cứng tương đương [Nm/rad] 𝐶𝐻 Độ cứng thủy lực hệ chuyển động quay [Nm/rad] 𝐷 Thể tích riêng động thủy lực 𝐷𝑚 Hệ số kết cấu động thủy lực 𝑑𝑝 Lượng thay đổi áp suất chất lỏng 𝑑𝑉 Lượng thay đổi thể tích chất lỏng [cm3/vịng] [cm3/rad] [N/m2] [m3] 𝛿 Độ trượt máy kéo 𝛿𝑥 Độ trượt quay bánh xe chủ động 𝛾 Trọng lượng riêng chất lỏng 𝑓 Hệ số ma sát 𝑔𝑒 Chi phí nhiên liệu riêng động [g/kW.h] 𝑔𝑇 Chi phí nhiên liệu riêng máy kéo [g/kW.h] 𝐺 Trọng lượng máy kéo [N] 𝐺𝑔𝑎𝑢 Tọng lượng gầu (bao gồm vật liệu) [N] 𝐺𝑔𝑎𝑢0 Trọng lượng chế tạo gầu xúc [N] [N/m3] 𝐺𝑇 Chi phí nhiên liệu ℎ𝑔 Chiều cao trọng tâm máy kéo [m] ℎ𝑚 Chiều cao điểm móc rơ mooc [m] 𝑖 Tỉ số truyền hệ thống truyền động 𝑖𝑐 Tỷ số truyền truyền động cuối 𝑖𝐻 Tỷ số truyền hộp số khí 𝑖0 Tỷ số truyền truyền động 𝑖1 Tỷ số truyền từ động diesel đến bơm vii [kG/h] Ký hiệu Tên gọi Đơn vị 𝐽 Mơ men qn tính [kg.m2] 𝐽𝑒 Mơ men qn tính động đốt [kg.m2] 𝐽𝑘 Mơ men qn tính bánh xe chủ động [kg.m2] 𝐽𝑀 𝐽𝑝 Mơ men qn tính khối lượng quy trục mơ tơ thủy lực Mơ men qn tính khối lượng quy trục bơm thủy lực 𝐾 Mô đun đàn hồi chất lỏng 𝑘∝ Mức xoay góc nghiêng đĩa điều khiển bơm 𝐾𝑏𝑧 Hệ số lưu lượng van xả áp 𝑘𝑔𝑎 Mức ga động 𝑘𝑀 Hệ số ma sát cản nhớt mô tơ thủy lực 𝑘𝑙𝑒 Hệ số rò rỉ bơm 𝑘𝑃 Hệ số ma sát cản nhớt bơm 𝐿 Chiều dài sở máy kéo [kg.m2] [kg.m2] [N/m2] [%] [m5/(N.s)] [%] [Nm.s] [Nm.s] [m] Khoảng cách từ trọng tâm hình học trọng 𝐿𝑔𝑎𝑢0 tâm gầu đến cầu trước máy kéo gầu hạ [m] xuống 𝑀𝐶𝐸 Mô men cản trục bơm lên động diesel [Nm] 𝑀𝐶𝐻 Mô men cản từ cầu sau lên hộp số khí [Nm] 𝑀𝐶𝑇 Mô men cản hộp số lên trục mô tơ thuỷ lực [Nm] 𝑀𝑒 Mô men quay động diesel [Nm] Mô men quay cực đại [Nm] 𝑀𝑒𝑁 Mô men quay danh nghĩa [Nm] 𝑀𝑘 Mô men quay bánh xe chủ động [Nm] 𝑚 Khối lượng máy kéo 𝜇 Độ nhớt động lực học chất lỏng 𝑛𝑒 Tốc độ quay động diesel [vòng/ph] 𝑛𝑒𝐻 Tốc độ quay danh nghĩa [vòng/ph] 𝑛𝑒𝑀 Tốc độ quay mơ men cực đại [vịng/ph] 𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥 viii [kg] [N.s/m2] ...HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ĐẶNG ĐỨC THUẬN NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THUỶ LỰC - CƠ KHÍ TRÊN LIÊN HỢP MÁY XÚC LẬT Ngành: Kỹ thuật Cơ khí Mã số: 9520103... luận án: Nghiên cứu động lực học hệ thống truyền động thuỷ lực - khí liên hợp máy xúc lật Ngành: Kỹ thuật khí Mã số: 52 01 03 Tên sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam Mục đích nghiên cứu. .. thực nghiệm hệ thống truyền động thủy lực 25 2.14 Hộp số thủy lực - khí cải tiến 25 2.15 Hệ thống truyền động bán vô cấp dùng truyền đai 28 2.16 Sơ đồ hộp số phân nhánh cơng suất