Trang 1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI--- Họ và tên tác giả luận vănTống Ngọc LinhTÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN Nghiên cứu ảnh hƣởng của các thông số kết cấutới hoạt động củ
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Họ tên tác giả luận văn Tống Ngọc Linh TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN Nghiên cứu ảnh hƣởng thông số kết cấu tới hoạt động đồng tốc qn tính hộp số tơ Chun ngành: Kỹ thuật khí động lực LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Kỹ thuật khí động lực NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan Hà Nội – Năm 2018 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057204813001000000 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu riêng Các số liệu kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác! Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Học viên Tống Ngọc Linh LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội, Viện Đào tạo Sau đại học Viện Cơ khí động lực cho phép tơi thực luận văn Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội Xin cảm ơn Viện Đào tạo Sau đại học Viện Cơ khí động lực hỗ trợ giúp đỡ suốt q trình tơi làm luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan hƣớng dẫn tơi tận tình chu đáo mặt chun mơn để tơi thực hồn thành luận văn Tơi xin chân thành biết ơn q thầy, Bộ mơn Ơ tô Xe chuyên dụng Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội giúp đỡ dành cho điều kiện thuận lợi để hoàn thành luận văn Tôi xin cảm ơn Ban Giám hiệu trƣờng Đại học Công nghệ thông tin Truyền thông, Ban chủ nhiệm Khoa Cơng nghệ Tự động hóa thầy cô Khoa hậu thuẫn động viên tơi suốt q trình học tập Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy phản biện, thầy hội đồng chấm luận văn đồng ý đọc duyệt góp ý kiến quý báu để tơi hồn chỉnh luận văn Cuối xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình bạn bè, ngƣời động viên khuyến khích tơi suốt thời gian tơi học tập Tuy nhiên cịn có hạn chế thời gian, kiến thức kinh nghiệm thực tiễn nên đề tài tơi cịn nhiều thiếu sót Tơi mong nhận đƣợc góp ý thầy hội đồng, ngƣời đọc để giúp tơi hồn thiện luận văn Học viên Tống Ngọc Linh MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .2 LỜI CẢM ƠN .3 DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH ẢNH Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ BỘ ĐỒNG TỐC TRONG HỘP SỐ Ô TÔ 10 1.1 Cấu tạo chung, phân loại yêu cầu đồng tốc .10 1.1.1 Nhiệm vụ đồng tốc 10 1.1.2 Cấu tạo chung nguyên lý hoạt động đồng tốc 11 1.2 Đặc điểm cấu tạo số loại đồng tốc thông dụng .16 1.2.1 Bộ đồng tốc đa côn ma sát 17 1.2.2 Bộ đồng tốc đa côn ma sát 17 1.2.3 Bộ đồng tốc với chốt khóa 18 1.2.4 Bộ đồng tốc Eaton L.F 19 1.2.5 Bộ đồng tốc nhiều đĩa 20 1.2.6 Bộ đồng tốc Porsche 21 1.3 Các nghiên cứu đồng tốc 22 1.3.1 Các cơng trình nghiên cứu nƣớc .22 1.3.2 Các cơng trình nghiên cứu nƣớc 22 1.4 Nội dung luận văn 23 1.4.1 Mục tiêu nghiên cứu 23 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu 23 1.4.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 23 1.4.4 Nội dung luận văn 24 Chƣơng 2: TÍNH TỐN VÀ KHẢO SÁT BỘ ĐỒNG TỐC 25 2.1 Các thông số phƣơng pháp tính tốn 25 2.1.1 Các thông số vận hành đồng tốc quán tính hộp số ô tô 25 2.1.2 Phƣơng pháp tính tốn 27 2.2 Mơ tính toán đồng tốc .32 2.2.1 Mơ tính tốn đồng tốc trƣờng hợp mô men ma sát thay đổi 32 2.2.2 Mơ tính tốn đồng tốc mơ hình dao động xoắn 32 2.3 Các thông số đánh giá hoạt động đồng tốc 40 Chƣơng 3: NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ KẾT CẤU TỚI HOẠT ĐỘNG CỦA BỘ ĐỒNG TỐC QUÁN TÍNH TRÊN Ơ TƠ 43 3.1 Các số liệu tính tốn 43 3.2 Xác định thông số đồng tốc 43 3.2.1 Mô men ma sát đồng tốc 44 3.2.2 Thời gian đồng tốc, độ suy giảm vận tốc, công ma sát riêng, mức gia tăng nhiệt độ 44 3.3 Khảo sát ảnh hƣởng thông số tới hoạt động đồng tốc 46 3.3.1 Ảnh hƣởng thông số kết cấu tới mô men ma sát đồng tốc 46 3.3.2 Ảnh hƣởng thông số kết cấu tới thông số đồng tốc 49 3.4 Mơ tính tốn q trình đồng tốc trƣờng hợp mơ men ma sát thay đổi phần mềm Matlab Simulink 54 3.4.1 Thiết lập số liệu tính tốn 55 3.4.2 Thiết lập Simulink 56 3.4.3 Kết Simulink 56 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 60 TÀI LỆU THAM KHẢO 61 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Giá trị vận tốc góc động 27 Bảng 3.1: Thông số tham khảo 43 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Cấu tạo đồng tốc 10 Hình 1.2: Mơ q trình gài số 11 Hình 1.3: Quy luật thay đổi vận tốc chuyển số 12 Hình 1.4: Ảnh hƣởng lực điều khiển tới thời gian đồng tốc 13 Hình 1.5: Cấu tạo chi tiết đồng tốc kiểu Borg-Warner (ZF) 14 Hình 1.6: Quá trình đồng tốc 15 Hình 1.7: Bộ đồng tốc đa côn ma sát 17 Hình 1.8: Bộ đồng tốc đa ma sát ngồi (Mercedes-Benz) 17 Hình 1.9: Bộ đồng tốc với chốt khóa 18 Hình 1.10: Bộ đồng tốc Eaton LF 19 Hình 1.11: Bộ đồng tốc nhiều đĩa .20 Hình 1.12: Bộ đồng tốc Porsche 21 Hình 2.1: Sơ đồ tính tốn đồng tốc quán tính 25 Hình 2.2: Sơ đồ tính tốn đồng tốc 28 Hình 2.3: Sơ đồ mơ q trình chuyển số 28 Hình 2.4: Biến thiên vận tốc góc q trình đồng tốc 30 Hình 2.5: Ảnh hƣởng hệ số cản đƣờng tới thời gian đồng tốc tc độ suy giảm vận tốc chuyển động ô tô V a mức tải khác 31 Hình 2.6: Các thơng số đặc trƣng cho phần tử mơ hình dao động 33 Hình 2.7: Sơ đồ HTTL (a) mơ hình mơ tƣơng ứng (b) .33 Hình 2.8: Ví dụ chuyển đổi từ mơ hình học sang sơ đồ động lực 34 Hình 2.9: Sơ đồ mơ đồng tốc qn tính 38 Hình 2.10: Ảnh hƣởng mơ men qn tính J1' đến thời gian đồng tốc tc, nhiệt độ 0 công ma sát riêng L’ 42 Hình 3.1: Ảnh hƣởng lực tác động ngƣời lái tác động lên cần số đến mô men ma sát đồng tốc 46 Hình 3.2: Ảnh hƣởng bán kính rc đến mô men ma sát đồng tốc .47 Hình 3.3: Ảnh hƣởng hệ số ma sát đến mô men ma sát đồng tốc 48 Hình 3.4: Ảnh hƣởng góc ϭ đến mơ men ma sát đồng tốc .48 Hình 3.5: Ảnh hƣởng lực tác động ngƣời lái tác động lên cần số đến thời gian đồng tốc .49 Hình 3.6: Ảnh hƣởng bán kính rc đến thời gian đồng tốc 50 Hình 3.7: Ảnh hƣởng hệ số ma sát đến thời gian đồng tốc 51 Hình 3.8: Ảnh hƣởng góc ϭ đến thời gian đồng tốc 52 Hình 3.9: Ảnh hƣởng mơ men qn tính J1' đến thời gian đồng tốc tc 53 Hình 3.10: Ảnh hƣởng mơ men qn tính J1' đến cơng ma sát riêng L’ 53 Hình 3.11: Ảnh hƣởng mơ men qn tính J1' đến nhiệt độ 0 54 Hình 3.12 Thiết lập số liệu tính tốn 55 Hình 3.13 Thiết lập Simulink 56 Hình 3.14 Mơ q trình thay đổi mơ men ma sát đồng tốc .56 Hình 3.15 Mơ tính tốn độ suy giảm vận tốc q trình đồng tốc 57 Hình 3.16 Mơ q trình thay đổi mơ men ma sát đồng tốc hệ số k thay đổi 58 Hình 3.17 Sự thay đổi thời gian đồng tốc hệ số k thay đổi 59 Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ BỘ ĐỒNG TỐC TRONG HỘP SỐ Ô TÔ 1.1 Cấu tạo chung, phân loại yêu cầu đồng tốc 1.1.1 Nhiệm vụ đồng tốc Bộ đồng tốc đƣợc sử dụng rộng rãi hộp số khí điều khiển tay nhƣ hộp số đƣợc tự động hóa nhằm tạo điều kiện cho vành cần gài với có vận tốc quay Ngồi ra, hộp số với ly hợp kép sử dụng phận cài số kiểu Hình 1.1: Cấu tạo đồng tốc 1- Bánh quay trơn trục; 2- Vành mặt côn ma sát; 3- Vành đồng tốc với mặt khóa; 4- Moay đồng tốc có then hoa lắp trục; 5- Ống trượt có rãnh chứa nạng gạt; 6- Trục hộp số Đối với hộp số ô tô tải, ngƣời ta thƣờng bỏ qua đồng tốc lý kinh tế tăng độ bền hộp số Nếu khơng có đồng tốc trục hộp số ngắn nhờ độ cứng vững đƣợc tăng lên Ngoài ra, bƣớc số nhỏ (khoảng cách tỷ số truyền lân cận nhỏ) khối lƣợng quán tính nhỏ (hộp số xe máy) bỏ qua đồng tốc Trên hình 1.1 mơ tả cấu tạo đồng tốc Nhiệm vụ dùng ma sát để đƣa trục bánh cần gài (quay trơn trục) tốc độ Chỉ sau trình đồng tốc thực xong ống trƣợt vào ăn khớp 10