Đang tải... (xem toàn văn)
Chương 1: TRUYỀN ĐỘNG THỦY ĐỘNG HYDRAULIC TRANSMISSION TORQUE CONVERTERTRUYỀN ĐỘNG THỦY KHÍ Hydraulic transmission Torque converter1. Thủy lực – Máy thủy lực Nguyễn Phước Hoàng Đinh Ngọc Ái 2. Hệ thống điều khiển bằng thủy lực Nguyễn Ngọc Phương .... 3. Hệ thống điều khiển bằng khí nén Nguyễn Ngọc Phương ....Khái niệm: Truyền cơ năng từ bộ phận dẫn động (trục dẫn) đến bộ phận làm việc (trục bị dẫn) với CL là khâu trung gian. Ưu điểm: • Điều chỉnh vô cấp • Tự động điều chỉnh vận tốc ngay cả khi máy đang làm việc • Truyền được công suất lớn • Đảo chiều dễ dàng • Làm việc ổn định, không phụ thuộc tải trọng ngoài • Kết cấu gọn nhẹ: trọng lượng trên một đơn vị công suất nhỏ: quán tính béý nghĩa lớn trong hệ thống tự động. • Êm, ổn định, dễ tự động hoá... • Có thể đề phòng sự cố khi quá tải.§1. Khái niệm Phân loại TĐ Thủy lựcNhc đim:• CL làm việcVa đập thủy lực, tổn thất năng lượng, xâm thựcHạn chế vận tốc truyền động;• Rò rỉ CL Vấn đề làm kínKết cấu phức tạp• Yêu cầu cao về CL làm việc: + Độ nhớt (rò rỉ ít, tổn thất năng lượng nhỏ). + Ít thay đổi tính chất theo nhiệt độ và áp suất. + Tính chất hoá học bền vững. + Khó cháy, ít hoà tan với các chất khác, không ăn mòn kim loại. + Dầu khoáng dễ cháyvấn đề làm mát máy.Phân loi:• Truyền động thủy động (Bơm cánh dẫn + Tbin): Khớp nối thủy lực – Biến tốc thủy lực • Truyền động thủy tĩnh (TĐ thể tích) (Bơm + Đcơ thuỷ lực kiểu thể tích) Chuyển động tịnh tiến Chuyển động quay Chuyển động tùy độngI. Sơ đồ kết cấu Truyền động thủy động (TĐTĐ)Kết cấu, nguyên lý làm việc của TĐ TĐ Bơm ly tâm + TB thuỷ lực (+ Bánh phản ứng) Truyền công suất lớn với vận tốc cao (ô tô, máy kéo, xe tăng, tàu thuỷ, tàu hoả). Phân loi: Khp ni thu lc: truyền Moment quay và không biến đổi M MB = MTB Bin tc thu lc: truyền và biến đổi M MB khác MTB11KHỚP NỐI THỦY LỰC (KNTL) • Truyên moment từ trục dẫn đến trục bị dẫn và không thay đổi moment • CL làm khâu trung gian để truyền chuyển động: NỐI MỀM CÁC TRỤC1 : BƠM 2 : TUABIN Động cơ làm việcBánh bơm (impeller) quay, truyền cơ năng cho CL, CL ra khỏi bánh bơm, đi vào bánh TBin (runner), truyền cơ năng cho bánh TB bánh TB quay cùng chiều với bánh bơm CL ra khỏi bánh TB đi vào bánh bơm: chu trình tuần hoàn Mỗi phần tử CL có 2 chuyển động: Tuần hoàn từ bánh bơm vào bánh TB Quay quanh trục khớp nốichuyển động tổng hợp theo vòng xoắn ốcQUỸ ĐẠO DÒNG CHẢY TRONG KNTL
Giới thiệu chung Bơm Piston Xi lanh lực Van 1 chiều Cơ cấu phân phối Bình chứa dầu TĐ THỦY ĐỘNG TĐ THỂ TÍCH ENSHMG / Mars 2004 Auteur : Stéphane Guillet 4 Hộp số thủy lực (Hộp số tự động) Boites de vitesses automatiques Chương 1: TRUYỀN ĐỘNG THỦY ĐỘNG HYDRAULIC TRANSMISSION TORQUE CONVERTER TRUYỀN ĐỘNG THỦY KHÍ Hydraulic transmission Torque converter 1. Thủy lực – Máy thủy lực Nguyễn Phước Hoàng - Đinh Ngọc Ái 2. Hệ thống điều khiển bằng thủy lực Nguyễn Ngọc Phương - 3. Hệ thống điều khiển bằng khí nén Nguyễn Ngọc Phương - Khái niệm: Truyền cơ năng từ bộ phận dẫn động (trục dẫn) đến bộ phận làm việc (trục bị dẫn) với CL là khâu trung gian. Ưu điểm: • Điều chỉnh vô cấp • Tự động điều chỉnh vận tốc ngay cả khi máy đang làm việc • Truyền được công suất lớn • Đảo chiều dễ dàng • Làm việc ổn định, không phụ thuộc tải trọng ngoài • Kết cấu gọn nhẹ: trọng lượng trên một đơn vị công suất nhỏ: quán tính bé ý nghĩa lớn trong hệ thống tự động. • Êm, ổn định, dễ tự động hoá • Có thể đề phòng sự cố khi quá tải. §1. Khái niệm - Phân loại TĐ Thủy lực Nhc im: • CL làm việc Va đập thủy lực, tổn thất năng lượng, xâm thực Hạn chế vận tốc truyền động; • Rò rỉ CL Vấn đề làm kín Kết cấu phức tạp • Yêu cầu cao về CL làm việc: + Độ nhớt (rò rỉ ít, tổn thất năng lượng nhỏ). + Ít thay đổi tính chất theo nhiệt độ và áp suất. + Tính chất hoá học bền vững. + Khó cháy, ít hoà tan với các chất khác, không ăn mòn kim loại. + Dầu khoáng dễ cháy vấn đề làm mát máy. Phân loi: • Truyền động thủy động (Bơm cánh dẫn + Tbin): Khớp nối thủy lực – Biến tốc thủy lực • Truyền động thủy tĩnh (TĐ thể tích) (Bơm + Đcơ thuỷ lực kiểu thể tích) Chuyển động tịnh tiến Chuyển động quay Chuyển động tùy động I. Sơ đồ kết cấu Truyền động thủy động (TĐTĐ) Kết cấu, nguyên lý làm việc của TĐ TĐ - Bơm ly tâm + TB thuỷ lực (+ Bánh phản ứng) - Truyền công suất lớn với vận tốc cao (ô tô, máy kéo, xe tăng, tàu thuỷ, tàu hoả). Phân loi: Khp ni thu lc: truyền Moment quay và không biến đổi M M B = M TB Bin tc thu lc: truyền và biến đổi M M B khác M TB 11 KHỚP NỐI THỦY LỰC (KNTL) • Truyên moment từ trục dẫn đến trục bị dẫn và không thay đổi moment • CL làm khâu trung gian để truyền chuyển động: NỐI MỀM CÁC TRỤC 1 : BƠM 2 : TUABIN Động cơ làm việc Bánh bơm (impeller) quay, truyền cơ năng cho CL, CL ra khỏi bánh bơm, đi vào bánh TBin (runner), truyền cơ năng cho bánh TB bánh TB quay cùng chiều với bánh bơm CL ra khỏi bánh TB đi vào bánh bơm: chu trình tuần hoàn Mỗi phần tử CL có 2 chuyển động: - Tuần hoàn từ bánh bơm vào bánh TB - Quay quanh trục khớp nối chuyển động tổng hợp theo vòng xoắn ốc QUỸ ĐẠO DÒNG CHẢY TRONG KNTL 15 BIẾN TỐC THỦY LỰC (BTTL) • Truyền moment quay và BÍẾN ĐỔI MOMENT QUAY • Trục chủ động dẫn động bánh bơm (1), • CL ra khỏi bánh bơm, đi vào bánh tuabin (3) lắp trên trục bị dẫn cung cấp năng lượng cho trục bị dẫn. • CL ra khỏi bánh tuabin, đi vào bánh phản ứng (2) trước khi vào lại bánh bơm. Nguyên lý làm việc của BTTL Nhiệm vụ bánh PƯ: - Thay đổi hướng dòng chảy cho phù hợp với lối vào của BCT tiếp theo (tránh va đập) nhờ góc đặt cánh dẫn hợp lý. - Thay đổi trị số vận tốc của dchảy (do thay đổi tiết diện chảy) CL qua BPƯ truyền cho BPƯ moment quay, do BPƯ cố định truyền lại cho CL 1 moment động lượng (moment phản ứng) Dòng CL do bơm tạo ra, sau khi qua Bánh PƯ và TB sẽ kéo TB quay với M tương ứng trị số của M cản trên trục TB tính chất tự động thay đổi vô cấp vận tốc trục bị dẫn tùy theo phụ tải. Nu bánhkhông c nh (quay tự do) momen quay không biến đổi khi truyền từ trục dẫn đến trục bị dẫn BTTL làm vic nh mt KN TL. 17 Sơ đồ biến tốc thủy lực B-TB-PƯ • Bánh bơm (1) nối với trục chủ động (4), • (2): bánh PƯ cố định • Bánh TB (3) lắp trên trục bị dẫn (6) • (1), (2), (3) đặt trong hộp vỏ biến tốc, hộp chứa dầu công tác. • (8): bơm BR phụ trợ • (7): bạc đỡ Auteur : Stéphane Guillet 18 (4): Bánh Bơm (3): Bánh TB (5): Bánh PƯ (7): Trục ra (bị dẫn) Sơ đồ biến tốc thủy lực B-TB-PƯ Các loại BTTL 1: trục chủ động; 2: bánh bơm; 3: bánh PƯ; 4: bánh TB; 5: trục bị dẫn (trục ra); 6: vỏ B-PƯ-TB 6 5 4 3 2 1 B-TB-PƯ 1: bánh bơm; 2: bánh PƯ; 3: bánh TB; 4: trục chủ động; 6: trục bị dẫn (trục ra) II . CÁC THÔNG SỐ LÀM VIỆC CỦA TĐ THỦY ĐỘNG 1. Các thông số làm việc cơ bản: a. Công suất trên trục dẫn (trục bánh bơm): PB B trB HQ N ηη γ ⋅ ⋅ ⋅ = Q : lưu lượng CL chảy từ bánh bơm đến bánh TB H B : cột áp do bánh bơm tạo ra η B : hiệu suất của bánh bơm η P :hiệu suất của bánh phản ứng (nếu có) γ :trọng lượng riêng của CL làm việc (dầu) [...]... chiều và đảo chiều: (trục ra) Nhược: M thay đổi ít (từ 2÷3 lần), nếu hơn thì η giảm h )Truyền động thuỷ-cơ : (BTTL + hộp số cơ khí, loại vi sai hành tinh) cải thiện η Truyền động thủy cơ III Nguyên lý biến đổi Moment - Sự cân bằng năng lượng trong BTTL • CL và BPƯ không có sự trao đổi năng lượng vì BPƯ cố định, momen động lượng CL thay đổi do vận tốc CL trước và sau BPƯ thay đổi • CL làm việc: tuần hoàn... nmaxTB nhỏ thua ntrụcdẫn (2÷ 3)% • Khởi động và tăng tốc êm (do CL là trung gian) Truyền động không ồn • It bị mài mòn vì không trực tiếp tiếp xúc nhau • Hạn chế sự xoắn trục (MB luôn phù hợp với Mcản) • Hiệu suất max cao (0,97 ÷ 0,98) Phạm vi sử dụng: • Sử dụng trong tự động hoá và điều khiển từ xa • Điều chỉnh svq trục bị dẫn khi svq trục dẫn=const • Cas có Mkhởiđộng lớn (đến 30000 KW) • Hợp công suất... số Mcản của phụ tải M Bơm cũng thay đổi: KNTL là truyền động tự động • nT giảm ⇒ MT tăng do: - Lực ly tâm của bánh TB giảm Q qua BCT tăng ⇒ CL đi vào TB nhiều hơn - Góc độ của dòng chảy ở lối vào, lối ra TB thay đổi tăng áp lực của CL lên cánh TB Nhận xét: • CL chđộng từ bánh bơm đến bánh TB năng lượng NT < NB, • MT = MB nT luôn luôn < nB Tổn thất Tỉ số truyền: i= nT 1000 kW KNTL có điều chỉnh D:\GIANGDAY\MAYTHUYKHI\Voith Turbo\Presentation and Animation\2.S-Couplings Bài tập 1 KNTL truyền công suất 78KW, nB=1500v/ph, γd=8485N/m3; λM=5.10-6 s2/m - Tính Đường kính lớn nhất của KNTL - Tính số lượng cánh ZB 2 KNTL truyền công suất N=400 KW, s=2% - Tính nhiệt lượng... định: công suất của bánh bơm (NB) truyền phần lớn cho trục bị dẫn (NT) Phần công suất còn lại để khắc phục tổn thất năng lượng do chuyển động của CL NB = NT + Nw (bánh PƯ cố định) Bỏ qua rò rỉ: γ.Q.HB = γ.Q.HT + γ.Q.hw HB - HT = hW = hwB + hwT + hwPU Chênh lệch HB - HT do khắc phục tổn thất thuỷ lực trong TĐTĐ Tổn thất năng lượng hw do: - Sự thay đổi đột ngột hướng chđộng của dchảy, (ở lối vào các BCT:... thất là ít nhất • Tạo ra momen tác dụng lên dòng chảy 1 Phương trình moment • MBơm: (làm thay đổi Mđộng lượng của CL qua bơm) MB=ρ.Q.(C2uB.r2B - C1uB.r1B) • MBPU: Mđộng lượng của CL thay đổi khi qua BPU MP tác dụng lên BPU MP (tác dụng lên BPU) = -MP (tác dụng lên CL) MP =ρ.Q.(C2uP r2P - C1uP r1P) • MTBin: Mđộng lượng của CL qua TB giảm CL tác dụng lên bánh TB: tạo MT, MT (CL tác dụng lên TB) = -MT (TB... số truyền ikt: ctgβ 2T ⋅ r2T ctgβ 2 B ⋅ r2 B − F2T F2 B ω B ⋅ r22T ω B ⋅ r22B + Q ⋅ + imax có thể >1 hoặc