ĐẶT V N Đ ẤỀVới ƣu điểm kích thƣớc nhỏ gọn, lƣu lƣợng lớn bơm thủy lực thế tính bánh răng ăn khớp trong biên dạng đƣờng cycloid đƣợc sử dụng nhiều trong các hệ thống thủy lực đòi hỏi khô
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - TRƢƠNG AN DUY THIẾT KẾ CHẾ TẠO BƠM HYPÔGÊRÔTO TRONG HỆ THỐNG BÔI TRƠN ĐỘNG CƠ Ô TÔ HYUNDAI – TUCSON 2.0 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ Hà Nội - Năm 2018 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057204867961000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - TRƢƠNG AN DUY THIẾT KẾ CHẾ TẠO BƠM HYPÔGÊRÔTO TRONG HỆ THỐNG BÔI TRƠN ĐỘNG CƠ Ô TÔ HYUNDAI – TUCSON 2.0 Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ Điện Tử LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC TS NGUYỄN HỒNG THÁI Hà Nội - Năm 2018 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan nội dung đƣợc trình bày luận văn kết nghiên cứu thân tơi, khơng có chép tác giả Tôi xin tự chịu trách nhiệm lời cam đoan Tác giả Trƣơng An Duy MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 10 I ĐẶT VẤN ĐỀ 10 II MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN 10 III PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN 11 IV Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN VĂN 11 V PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN 11 VI NỘI DUNG CỦA LUẬN VĂN 11 Chƣơng TỔNG QUAN VỀ BƠM THỦY LỰC THỂ TÍCH ĂN KHỚP TRONG 13 1.1 Giới thiệu bơm thủy lực thể tích biên dạng cycloid ăn khớp 13 1.2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động bơm bánh cycloid 14 1.3 Một số loại bơm bánh cycloid thƣơng mại 22 1.4 Một số nghiên cứu nƣớc giới bơm hypogerotor 31 1.5 Hệ thống bôi trơn động ô tô 32 KẾT LUẬN CHƢƠNG 35 Chƣơng CƠ SỞ LÝ THUYẾT THIẾT KẾ BƠM THỦY LỰC THỂ TÍCH BÁNH RĂNG ĂN KHỚP TRONG HYPOCYCLOID 36 2.1 Đặt vấn đề 36 2.2 Mơ hình tốn biên dạng bánh 36 2.3 Điều kiện hình thành biên dạng 42 2.4 Đƣờng ăn khớp 43 2.5 Hiện tƣợng trƣợt biên dạng 46 2.6 Xác định lƣu lƣợng 49 KẾT LUẬN CHƢƠNG 53 Chƣơng QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ ĐẶC TRƢNG CỦA BƠM HYPOCYCLOID KHI CHUYỂN ĐỔI BƠM BÔI TRƠN ĐỘNG CƠ HYUNDAI – TUCSON 54 3.1 Đặt vấn đề 54 3.2 Nguyên lý hình thành biên dạng bánh thân khai cải tiến 55 3.3 Lƣu lƣợng bơm bánh thân khai cải tiến 62 3.4 Đo thực nghiệm bơm bánh thân khai cải tiến 63 3.5 Thiết kế chuyển đổi 66 KẾT LUẬN CHƢƠNG 83 Chƣơng CHẾ TẠO THỰC NGHIỆM 84 4.1 Mô tả thiết kế 84 4.2 Quá trình gia công cặp bánh bơm hypocycloid 86 4.3 Đo thực nghiệm bơm 103 KẾT LUẬN CỦA LUẬN VĂN 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO 105 Danh mục ký hiệu ký tự viết tắt Ký hiệu Nội dung, ý nghĩa Đơn vị Đƣờng trịn tâm tích sinh di động với bán kính r1 , lăn 1 khơng trƣợt phía đƣờng tròn , với r1 r2 Đƣờng trịn tâm tích sinh cố định với bán kính r2 2 1{O1x1y1} Hệ quy chiếu gắn 1 2{O2x2y2} Hệ quy chiếu gắn Hệ quy chiều gắn đoạn nối tâm O1O2 (trục vào 3{O3x3y3} 1i 2i truyền) Hệ số trƣợt đỉnh bánh với chân bánh Hệ số trƣợt chân bánh với đỉnh bánh Độ lệch tâm hai đƣờng tròn 1 với độ lệch tâm E = r2 r1 E mm i Góc quay bánh ngồi so với giá cố định i Góc quay bánh so với giá cố định (góc quay trục dẫn động) Góc quay 1 so với 2 i Góc tạo trục O 1x1 pháp tuyến chung nn’ Góc tạo bán kính ăn khớp O2K với pháp tuyến điểm ăn khớp nn’ Góc tạo bán kính ăn khớp O1K với pháp tuyến điểm ăn khớp nn’ i ( i ) 1i ( i ) M Điểm khảo sát nằm đƣờng tròn 1 P Điểm tiếp xúc tức thời z1 z2 R1 r cl Số bánh Số bánh Bán kính đƣờng trịn qua tâm lăn Bán kính đƣờng trịn lăn mm mm R i Q b Si K i ( i ) Bán kính cung trịn tiếp xúc với lăn liên tiếp tạo mm nên biên dạng cánh bơm bơm Gerotor biên dạng Hypocycloid Tỷ số truyền bơm Lƣu lƣợng lý thuyết bơm Gerotor biên dạng mm3/vòng Hypocycloid mm Chiều dày cánh bơm mm Diện tích khoang bơm mm qi ( i ) Lƣu lƣợng tức thời bơm qz ( i ) n Bán kính ăn khớp Lƣu lƣợng trung bình khoang bơm vg/s Tốc độ động lắp bơm DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ STT Nội dung Trang Hình 1.1 Bơm epicycloid hệ thống bôi trơn làm mát động 13 Hình 1.2 Bơm Gerotor với biên dạng bánh họ cycloid 14 Hình 1.3 Cấu tạo bơm bánh cycloid 15 Hình 1.4 Rãnh dẫn dầu nắp bơm 15 Hình 1.5 Bơm vị trí ban đầu 16 Hình 1.6 Bơm vị trí hút dầu 17 Hình 1.7 Thể tích khoang khảo sát tiếp tục tăng 17 Hình 1.8 Khoang khảo sát có Vmax 18 Hình 1.9 Khoang khảo sát bắt đầu trình đẩy 19 Hình 1.10 Khoang khảo sát giảm dần thể tích 19 Hình 1.11 Khoang khảo sát có Vmin 20 Hình 1.12 Bơm vị trí ban đầu 20 Hình 1.13 Khoang bơm tích lớn 21 Hình 1.14 Bơm bánh series 1SP-A hãng Galtech 22 Hình 1.15 Bơm bánh series P16 hãng Parker 23 Hình 1.16 Bơm bánh Gerotor GR-0 hãng Viking 25 Hình 1.17 Bơm H-series Gerotor hãng Eaton 26 Hình 1.18 Bơm bánh PGZ hãng Rexroth 28 Hình 1.19 Cấu tạo bơm bánh PGZ 29 Hình 1.20 Bơm thủy lực hypogerotor hệ thống bơi trơn động 32 tơ Hình 1.21 Sơ đồ hệ thống bôi trơn động ô tô 33 Hình 1.22 Ảnh chụp bơm dầu bơi trơn động Hyundai Tucson 34 2.0 phiên 2009 Hình 2.1 Đƣờng hypocycloid 36 Hình 2.2 Biên dạng hypocycloid bánh ngồi 39 Hình 2.3 Cặp bánh hypocycloid 40 Hình 2.4 Các cặp bánh hypocycloid theo số liệu bảng 2.1 41 Hình 2.5 Các tƣợng xảy biên dạng bánh 42 hypocycloid Hình 2.6 Các dạng đƣờng ăn khớp 43 Hình 2.7 Sơ đồ thiết lập mơ hình tốn học đƣờng ăn khớp 44 Hình 2.8 Đƣờng ăn khớp cặp bánh hypocycloid ăn khớp 45 Hình 2.9 Sơ đồ tính vận tốc trƣợt điểm ăn khớp K 46 Hình 2.10 Đƣờng cong trƣợt 48 Hình 2.11 50 Hình 2.12 Sơ đồ thiết lập biểu thức tính bán kính ăn khớp Đồ thị biến thiên K i theo i Hình 2.13 Sơ đồ xác định biểu thức tính lƣu lƣợng tức thời 51 Hình 2.14 khoang bơm Đồ thị biến thiên qi i 52 Hình 3.1 Bơm động tơ Hyundai 54 Hình 3.2 Khoang lớn nhỏ 54 Hình 3.3 Các hệ tọa độ thiết lập phƣơng trình biên dạng bánh 56 i 51 bơm thân khai cải tiến Hình 3.4 Sơ đồ thiết lập phƣơng trình biên dạng bánh ngồi 56 Hình 3.5 Hình bao biên dạng bánh ngồi 59 Hình 3.6 Hình bao biên dạng bánh ngồi, đoạn D2E2, E2F2, 60 F2G2 Hình 3.7 Các điểm tiếp xúc khoang chứa đạt thể tích tối đa 61 Hình 3.8 Thể tích khoang lớn nhỏ bơm 62 Hình 3.9 Sơ đồ đo lƣu lƣợng 64 Hình 3.10 Diện tích khoang bơm 66 Hình 3.11 Diện tích S1 66 Hình 3.12 Sơ đồ tính diện tích S1 67 Hình 3.13 Sơ đồ thiết lập 69 Hình 3.14 Sơ đồ tính diện tích S3 71 Hình 3.15 Các thơng số l, 2i 72 Hình 3.16 Sơ đồ tính tốn diện tích S AO A ' 74 Hình 3.17 Quy trình tính tốn thiết kế bơm hypocycloid 77 Hình 3.18 Đƣờng cong trƣợt 79 Hình 3.19 Đƣờng cong trƣợt 79 Hình 3.20 Quy trình tính tốn thơng số bánh kính chân bánh 81 Hình 3.21 Đồ thị biến thiên lƣu lƣợng tức thời 82 Hình 4.1 Biên dạng roto ngồi với D=83mm, E=3.5mm, R1=32mm , 84 rcl =3.5mm Hình 4.2 Bánh ngồi ngồi xây dựng SolidWorks 85 Hình 4.3 Biên dạng bánh với R 1=32mm, R=10mm, 85 Hình 4.4 rcl =3.5mm Bánh đƣợc xây dựng Solidworks 86 Hình 4.5 Chuẩn bị phơi trƣớc gia cơng 87 Hình 4.6 Hình ảnh cặp bánh gốc bơm bánh hypocycloid 102 Hình 4.7 Cặp bánh hypocycloid sau thay vào bơm bôi 102 trơn động ô tô Hyundai - Tucson