Nghiên cứu mô phỏng số bôi trơn thủy động ổ đầu to thanh truyền của động đốt trong NCS nguyễn đình tân (tt)

GIỚI THIỆU LUẬN ÁN Tính cấp thiết luận án nghiên cứu Thanh truyền phận quan trọng động cơ, đầu to truyền (ổ đầu to truyền: tạo thân truyền, nắp truyền trục khuỷu) làm việc điều kiện khắc nghiệt (tải trọng lớn thay đổi liên tục, vận tốc lớn, nhiệt độ cao, …) Do nghiên cứu theo hướng giảm ma sát, mài mòn bơi trơn ổ đầu to truyền giới có kết đáng kể ngày hoàn thiện Tuy nhiên Việt Nam vấn đề chưa quan tâm mức Việc tính tốn đặc tính bơi trơn ổ đầu to truyền phức tạp phải giải đồng thời phương trình Reynolds (là phương trình vi phân cấp đạo hàm riêng) phương trình cân tải Hơn trình làm việc, ổ đầu to truyền phải chịu tác dụng đồng thời lực khí thể, lực quán tính, nhiệt độ cao, biến dạng đàn hồi, tượng xâm thực màng dầu Khi chế độ bôi trơn ổ đầu to truyền không đảm bảo dẫn đến dạng hư hỏng nguy hiểm mòn, dính bạc lót gây kẹt cứng truyền phá hủy động Kết cấu ổ đầu to truyền đảm bảo cho ổ làm việc chế độ bôi trơn thủy động với hiệu ứng đàn hồi (thủy động đàn hồi) hiệu ứng nhiệt (nhiệt thủy động đàn hồi) tùy thuộc vào tải trọng tác dụng tốc độ trục khuỷu Để xây dựng chương trình tính tốn mơ với đầy đủ yếu tố chế độ bôi trơn trên, mà Việt Nam ta chưa có nghiên cứu mơ số bơi trơn ổ đầu to truyền Do NCS bắt đầu nghiên cứu ổ chế độ bôi trơn thủy động Các nghiên cứu tính tới hiệu ứng đàn hồi, hiệu ứng nhiệt, hiệu ứng quán tính Điều phù hợp với phát triển nghiên cứu vấn đề giới Để góp phần việc làm chủ nghiên cứu vấn đề bôi trơn ổ đầu to truyền Việt Nam, trước hết cần phải làm chủ tính tốn bơi trơn ổ đầu to truyền chế độ bơi trơn thủy động Đó lý dẫn tới luận án chọn hướng nghiên cứu “Nghiên cứu mô số bôi trơn thủy động ổ đầu to truyền động đốt trong” Nhằm góp phần bước làm chủ nghiên cứu bôi trơn ổ đầu to truyền Việt Nam Qua đưa lưu ý bảo trì, bảo dưỡng, lắp ráp ổ đầu to truyền động doanh nghiệp sửa chữa, lắp ráp động đốt nói chung, tơ nói riêng Việt Nam Mục đích đối tượng phạm vi nghiên cứu a) Mục đích nghiên cứu luận án - Mơ số đặc tính bơi trơn ổ đầu to truyền (phân bố áp suất, chiều dày màng dầu độ lệch tâm tâm bạc tâm trục) chế độ bôi trơn thủy động với điều kiện biên Reynolds có tính đến tượng gián đoạn màng dầu chu kỳ làm việc động 5S-FE với chế độ 30% tải - Xác định thay đổi đường kính ổ đầu to truyền động 5S-FE thay đổi lực xiết bu lông truyền từ 25Nm đến 25Nm+900 - Xác định đặc tính bơi trơn ổ đầu to truyền phần mềm thương mại ACCEL cộng hòa Pháp lực xiết bu lơng truyền khác b) Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Ổ đầu to truyền động 5S-FE lắp xe ô tô Toyota Camry 2.5 - Việc nghiên cứu giới hạn chế độ làm việc ổn định động (30% tải, n = 3000 vòng/phút) - Giả thiết động bơi trơn chế độ bơi trơn thủy động có tính đến tượng gián đoạn màng dầu Phương pháp nghiên cứu - Tổng kết nghiên cứu có liên quan đến bơi trơn ổ đầu to truyền - Xây dựng tốn, mơ hình hóa hệ trục bạc ổ đầu to truyền; Giải phương trình Reynolds chế độ bơi trơn thủy động có tính tới tượng gián đoạn màng dầu - Đo đường kính trung bình ổ đầu to truyền động 5S-FE lực xiết bu lông truyền khác - Tính tốn mơ đặc tính bơi trơn ổ đầu to truyền động 5S-FE phần mềm ACCEL - So sánh kết thu chương trình mơ số luận án với kết mô thu từ phần mềm ACCEL Bố cục luận án Nội dung luận án trình bày chương - Chương 1: Tổng quan - Chương 2: Lý thuyết bôi trơn ổ đầu to truyền - Chương 3: Mô số bôi trơn ổ đầu to truyền động 5S-FE - Chương 4: So sánh với kết tính tốn phần mềm ACCEL - Kết luận chung kiến nghị Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án a) Ý nghĩa khoa học - Các tính tốn mơ số bơi trơn thủy động ổ đầu to truyền động đốt góp phần giải tốn bơi trơn ổ đầu to truyền động tương ứng với tải tác dụng theo chu kỳ làm việc Góp phần bước làm chủ nghiên cứu bôi trơn ổ đầu to truyền Việt Nam - Là sở khoa học cho nghiên cứu bôi trơn cho ổ đầu to truyền động đốt Việt Nam b) Ý nghĩa thực tiễn - Xây dựng phần mềm tính tốn mơ bôi trơn thủy động cho ổ đầu to truyền động đốt Ứng dụng phần mềm để tính tốn mơ áp suất, chiều dày màng dầu bôi trơn quỹ đạo tâm trục ổ đầu to truyền động 5S-FE theo chu kỳ làm việc - Đưa khuyến cáo với sở bảo dưỡng, sửa chữa ô tô lực xiết bu lông truyền phù hợp thay thế, sửa chữa, bảo dưỡng ổ đầu to truyền để đảm bảo ổ làm việc chế độ bôi trơn tốt Các đóng góp luận án - Xây dựng chương trình tính tốn đặc tính bơi trơn (trường áp suất, chiều dày màng dầu quỹ đạo tâm trục) ổ đầu to truyền động đốt với điều kiện biên Reynolds có xét tới gián đoạn màng dầu Góp phần làm chủ việc nghiên cứu nước vấn đề bôi trơn ổ đầu to truyền động cơ, tiến tới phục vụ ngành công nghiệp bảo dưỡng, sửa chữa, chế tạo phụ tùng công nghiệp sản xuất ô tô nội địa - Đưa ảnh hưởng lực siết bu lơng truyền tới đặc tính bơi trơn ổ đầu to truyền động 5S-FE từ đưa khuyến cáo với sở bảo dưỡng, sửa chữa ô tô lực siết phù hợp thực bảo dưỡng, sửa chữa, lắp ráp cấu trục khuỷu truyền NỘI DUNG CHÍNH CỦA LUẬN ÁN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Ổ đầu to truyền 1.1.1 Khái niệm Liên kết trục khuỷu - truyền, gọi "ổ đầu to truyền" liên kết đầu to truyền trục khuỷu Ổ đầu to truyền phận quan trọng, có ảnh hưởng lớn đến độ tin cậy tuổi thọ động Đã có nhiều nghiên cứu thực nghiệm lý thuyết liên kết này, giúp tối ưu hóa thơng số hình học, kiểm sốt tốt chất bôi trơn vật liệu chi tiết tạo thành ổ đầu to truyền 1.1.2 Các Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng - Bạc lót bị mòn rộng, mòn van: Do lực tác dụng không nhau, điều kiện bôi trơn Sẽ làm tăng khe hở lắp ghép, giảm áp suất dầu bôi trơn, gây va chạm động làm việc - Lớp hợp kim chống ma sát bị cháy, bong tróc, biến dạng dẻo thiếu dầu bơi trơn, sửa chữa không yêu cầu kỹ thuật - Bề mặt bạc lót có nhiều vết sước, lõm, rỗ tạp chất học, hóa học, tượng mỏi gây - Cổ biên bị mòn 1.1.3 Khe hở bán kính Để truyền chuyển động trục khuỷu, ổ đầu to truyền phải tồn khe hở bán kính Khe hở bán kính hiệu số hai kích thước đường kính bạc lót đầu to đường kính ngồi trục khuỷu Khe hở quan trọng, nhỏ để đảm bảo hình thành màng dầu trình động làm việc 1.1.4 Khe hở dọc Ngoài khe hở bán kính ổ đầu to truyền phải tồn khe hở dọc Khe hở dọc khe hở mép đầu to truyền má khuỷu, trị số khe hở nhỏ, vào khoảng 0,08 – 0,14mm, vừa đủ cho truyền chuyển động Nếu khe hở lớn, truyền dễ bị dịch chuyển lệch sang bên, lúc đầu nhỏ truyền không nằm trục piston, nên piston bị lệch làm tăng ma sát điều kiện bôi trơn trục piston giảm 1.2 Những vấn đề công nghệ thiết kế sơ ổ đỡ bôi trơn thủy động 1.2.1 Xác định chiều dày màng dầu Chiều dày màng dầu mỏng nguyên nhân dẫn đến tiếp xúc trục ổ, dẫn tới mòn phá hủy ổ Chiều dày màng dầu phải lớn tổng nhấp nhô bề mặt để tạo chế bôi trơn thủy động [10] 1.2.2 Chọn ổ theo khe hở bán kính Khe hở bán kính thơng số quan trọng Đối với điều kiện vận hành cho trước, khe hở bán kính lớn dẫn đến làm tăng rò rỉ giảm chiều dày chất bơi trơn Ngược lại, khe hở bán kính nhỏ cho thấy ma sát tăng lên, dẫn đến hồn toàn khe hở thay đổi giãn nở [10] 1.2.3 Xác định chế độ bôi trơn Dựa vào độ nhám bề mặt ổ, đưa hệ số Λ để xác định chế độ bôi trơn cho ổ [53] hmin Λ= �R qa + R qb Trong đó: hmin chiều dày màng dầu nhỏ R qa sai lệch hình học trung bình bề mặt a R qb sai lệch hình học trung bình bề mặt b (Giá trị sai lệch hình học trung bình R q lớn sai lệch số học trung bình R a khoảng 1,25 lần) Dựa vào giá trị Λ ta xác định chế độ bôi trơn cặp ma sát: - Chế độ bôi trơn thủy động: ≤ Λ ≤ 100 - Chế độ bôi trơn thủy động đàn hồi: ≤ Λ ≤ 10 - Chế độ bôi trơn hỗn hợp: ≤ Λ < - Chế độ bôi trơn giới hạn: Λ < 1.3 Tình hình nghiên cứu giới Nghiên cứu bôi trơn ổ đầu to truyền động đốt vấn đề nhiều nhà khoa học giới quan tâm Tuy nhiên Việt Nam vấn đề nghiên cứu chưa quan tâm nghiên cứu nhiều Để có nhìn tổng quan, luận án trình bày tình hình nghiên cứu nước vấn đề nghiên cứu đề tài 1.3.1 Trên giới Từ đầu năm 1980 đến có nhiều nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm vấn đề Tác giả trình bày bày ngắn gọn nghiên cứu bôi trơn ổ đầu to truyền nghiên cứu thực cho điều kiện tĩnh cách đặt giả thiết độ lệch tâm không đổi tải cố định Tiếp nghiên cứu cho ổ chịu tải động Ổ đầu to truyền động đốt ổ chịu tải trọng động Trong trường hợp tải tác dụng thay đổi theo modul theo thời gian Quỹ đạo trục bạc xác định thời điểm để nhận chiều dày màng dầu trường áp suất thủy động ổ Các nghiên cứu mô số tiến hành chế độ bôi trơn thủy động bôi trơn thủy động đàn hồi kết hợp lý thuyết bôi trơn pháp pháp số phương pháp phần tử hữu hạn hay phương pháp sai phân hữu hạn Để kiểm chứng tính tốn mơ số, cách tốt so sánh kết mô số kết thực nghiệm Có hai phương pháp thực nghiệm - Nghiên cứu thực nghiệm sử dụng truyền thật động cơ: Cách cho ta nhận kết tương ứng với bôi trơn điều kiện làm việc thực tế truyền Các khó khăn gặp phải động làm việc tốc độ cao, nên đòi hỏi thiết bị phải có độ cứng vững xác cao để xác định áp suất màng dầu cao chiều dày màng dầu nhỏ - Nghiên cứu thực nghiệm sử dụng truyền mơ phỏng: Mơ hình thực nghiệm làm việc theo nguyên lý hệ biên khuỷu, hệ thống động học thiết bị bớt phức tạp điều kiện làm việc ổ khắc nghiệt so với truyền thật Phương pháp có lợi thực phòng thí nghiệm mà kiểm chứng tính tốn số 1.3.2 Trong nước Ở Việt Nam có nghiên cứu bôi trơn ổ đầu to truyền, chủ yếu nghiên cứu ổ chặn, ổ trượt thông thường hoạt động chế độ bôi trơn thủy động, có nghiên cứu bơi trơn ổ đầu to truyền 1.4 Kêt luận Trong chương 1, luận án giới thiệu ổ đầu to truyền động đốt trong, vấn đề công nghệ thiết kế sơ ổ đỡ bôi trơn thủy động Tiếp luận án trình bày tổng quan tình hình nghiên cứu giới nước vấn đề liên quan Từ nghiên cứu trình bày, tác giả đưa số kết luận sau đây: - Ổ đầu to truyền phận quan trọng động đốt trong, làm việc điều kiện khắc nghiệt, dễ bị hư hỏng không bôi trơn hợp lý - Bài tốn bơi trơn ổ đầu to truyền toán phức tạp khó tải tác dụng lên ổ tải thay đổi theo chu kỳ - Trong số nghiên cứu, ổ đầu to truyền coi vật rắn tuyệt đối Biến dạng không ảnh hưởng đến chiều dày màng dầu áp suất màng dầu Trong nghiên cứu công bố, nhà khoa học xem xét ảnh hưởng biến dạng đàn hồi ổ đầu to truyền Các nghiên cứu Chiều dày màng dầu áp lực màng dầu bị ảnh hưởng hiệu ứng thủy động, thủy động đàn hồi, hiệu ứng quán tính, hiệu ứng nhiệt, thay đổi độ nhớt dầu bôi trơn tượng gián đoạn tái tạo màng dầu - Trên giới nghiên cứu nhiều vấn đề bôi trơn ổ đầu to truyền Tuy nhiên Việt Nam vấn đề chưa quan tâm nghiên cứu nhiều Do nước ta cần phát triển nghiên cứu bơi trơn nói chung bơi trơn ổ đầu to truyền nói riêng để làm chủ mặt khoa học công nghệ, tiến tới hỗ trợ cho ngành công nghiệp phụ trợ, ngành công nghiệp sản xuất chế tạo phụ tùng, tiến xa ngành công nghiệp chế tạo ô tô Việt Nam Chương 2: LÝ THUYẾT BÔI TRƠN THỦY ĐỘNG 2.1 Phương trình Reynolds tổng qt Trong bơi trơn thuỷ động [10], coi vận tốc bề mặt tiếp xúc ln tiếp xúc với cách đặt gốc hệ trục tọa độ bề mặt tiếp xúc, tức H1 = H2 = h Xét hệ toạ độ Đề Oxyz (Hình 2.1) Các giả thiết: - Mơi trường liên tục - Chất lỏng Newton - Dòng chảy tầng - Bỏ qua lực khối - Bỏ qua lực qn tính dòng chảy chất lỏng - Khơng có trượt chất lỏng bề mặt tiếp xúc với - Bỏ qua độ cong màng mỏng chất lỏng - Chiều dày màng chất lỏng nhỏ so với kích thước bề mặt tiếp xúc y V2 y U2 W2 O z U1 W1 x O h x Hình 2.1 Hệ tọa độ Điều kiện biên viết: Trên mặt 1, với y = có u = U1; v = 0; w = W1, Trên mặt 2, với y = h có u = U2; v = V2; w = W2 Trong đó: u, v, w: vận tốc chất lỏng theo phương x, y, z U1, V1,W1,U2, V2,W2:vận tốc bề mặt bề mặt theo phương x, y, z ∂  ρh ∂p  ∂  ρh ∂p  ∂h ∂h   +   = ρ (U − U ) + ρ (W1 − W2 ) ∂x  µ ∂x  ∂z  µ ∂x  ∂x ∂z ∂ ∂ ∂p + 6h [ρ (U + U )] + 6h [ρ (W1 + W2 )] + 12 ρV2 + 12h ∂x ∂z ∂t 2.2 Phương trình Reynolds cho ổ đỡ thuỷ động 2.2.1 Chiều dày màng dầu (2.1) Hình 2.3 Hệ tọa độ xác định chiều dày màng dầu Xét trục bạc hệ tọa độ xoy hình 2.3 phương trình chiều dày màng dầu có dạng sau: h (θ ') =− C (1 ε x cos θ ' − ε y sin θ ') (2.24) Trong εx εy độ lệch tâm tương đối theo hai trục x y Trong đó: Rc: bán kính bạc Ra: bán kính trục φ: góc chất tải θ: toạ độ trụ hệ Oxyz C: khe hở bán kính: C=Rb-Rt e: độ lệch tâm ωt, ωb: vận tốc góc trục bạc x, z: toạ độ theo phương chu vi chiểu dài ổ W : tải trọng 2.2.2 Phương trình Reynolds Do bán kính Ra Rc xấp xỉ nhau, giả thiết bỏ qua độ cong màng dầu khai triển theo hình 2.4 Phương trình Reynolds có dạng Hình 2.4 Miền khai triển ổ ∂  h3 ∂p  ∂  h3 ∂p  U ∂h ∂h  +   =+ ∂x  12 µ ∂x  ∂z  12 µ ∂z  ∂x ∂t (2.31) Với U vận tốc dài bề mặt trục 2.2.3 Hiện tượng gián đoạn màng dầu Gián đoạn màng dầu bôi trơn thuỷ động tượng phá huỷ màng bôi trơn xuất khí hai Việc phá huỷ màng bôi trơn tạo vùng gián đoạn liền với việc phục hồi màng dầu diễn sau đó: Hình 2.6 Vùng khai triển màng dầu U ∂r ∂r +2 = ∂x ∂t (2.33) 2.2.4 Điều kiện biên Reynolds Áp dụng phương trình bảo toàn khối lượng cho miền 𝛀𝟎 , 𝜴+ hình 2.6 có bảo tồn lưu lượng khối qua bề mặt có điều kiện biên 𝜴+ , 𝜴− chiều dày 𝜴+ , 𝜴− : ρ h.(α − 1) + ρh ∂p 12 µ ∂n (2.37) 2.2.5 Áp dụng điều kiên biên Reynolds cho ổ đỡ thủy động Mơ hình hóa tượng xâm thực áp đặt điều kiện biên Reynolds cho ổ đỡ thủy động có thơng số cho bảng 2.1 Bảng 2.1: Thông số ổ đỡ Thông số Đường kính ổ (D) Chiều dài ổ (L) Khe hở hướng kính (C) Độ lệch tâm tương đối (ε) Áp suất vùng gián đoạn (𝑝𝑐 ) Độ nhớt động lực học (µ) Vận tốc quay (n) Giá trị 70 70 0,038 0,33 Đơn vị mm mm mm 0,039 Pa.s 25 vg/s Pa Hình 2.5: Phân bố áp suất tiết diện ổ theo phương dọc trục Kết hình 2.5 cho thấy áp suất điểm có chiều dày màng dầu nhỏ nhất: 𝒑𝑹 = 𝟏𝟒, 𝟕𝟐 𝒃𝒂𝒓 (𝒌𝒉𝒊 𝒅ù𝒏𝒈 đ𝒊ề𝒖 𝒌𝒊ệ𝒏 𝒃𝒊ê𝒏 𝑹𝒆𝒚𝒏𝒐𝒍𝒅𝒔) 𝒕𝒓𝒐𝒏𝒈 𝒌𝒉𝒊 𝒑𝒔 = 𝟎 (khi dùng điều kiện biên Sommerfeld), vị trí màng dầu bị gián đoạn 𝟕𝝅 𝒙𝑬 = 𝟎, 𝟏𝟐𝟖(𝒎) � 𝟔 � > 𝒙𝑺 = 𝟎, 𝟏𝟏𝟎 (𝒎)(𝝅) (giữa ổ theo phương chu vi) 2.3 Phương trình cân tải Để tính tốn bơi trơn thủy động giao diện bề mặt ổ đầu to truyền, truyền chia nhỏ thành thành phần tĩnh Vào thời điểm, hệ thống thành phần riêng biệt cân Với bề mặt ổ phương trình cân có dạng:  pcosθ dS − Fx =0 ∫  S  ∫ psin θ dS − Fy =0  S (2.42) Fx Fy lực tác dụng dọc theo x y, xác định biểu đồ phụ tải áp suất cháy chu kỳ động 2.5 Kết luận Trong chương luận án trình bày lý thuyết tổng quan lý thuyết bôi trơn thủy động bao gồm: -Xây dựng phương trình Reynolds tổng quát từ phương trình học màng dầu - Xây dựng phương trình chiều dày màng dầu phương trình Reynolds viết cho ổ đỡ thủy động nói chung - Mơ hình hóa tượng xâm thực đưa điều kiện biên Reynolds cho ổ đỡ thủy động -Áp đặt điều kiện biên Reynolds mô tượng xâm thực cho ổ đỡ thủy động chế độ xác định Kết vị trí cụ thể màng dầu bị xâm thực tiết diện ổ -Xây dựng phương trình cân tải trọng với ổ đầu to truyền Các phương trình xây dựng chương sở quan trọng để tác giả mơ hình hóa bơi trơn cho ổ đầu to truyền chương Chương 3: MÔ PHỎNG SỐ BÔI TRƠN Ổ ĐẦU TO THANH TRUYỀN ĐỘNG CƠ 5S-FE 3.1 Mô hình hóa bơi trơn ổ đầu to truyền Bài tốn bơi trơn thủy động áp dụng điều kiện biên Reynolds giải hai toán luân phiên kết hội tụ: - Bài toán 1: Biết độ lệch tâm: Xác định vị trí vùng màng dầu liên tục vùng gián đoạn - Bài tốn 2: Biết vị trí vùng màng dầu liên tục vùng gián đoạn: cân tải trọng xác định độ lệch tâm 3.1.1 Bài toán Biểu thức tích phân trọng số phương trình vi phân [2.36] có dạng sau: E (= D)   ∂  h3 ∂D    ∂  h3 ∂D   U ∂ h ∂ h U ∂ D ∂ D  + Ω d= ∂ x ∂ t   ∫ W  − F  ∂ x  12µ ∂ x  + ∂ y  12µ ∂ y   + ∂ x + ∂ t + (1 − F )  Ω  (3.1) Với Ω toàn miền khai triển màng dầu, W hàm trọng số khả vi miền Ω Để giải toán phải chọn hàm trọng số W khác với hàm nội suy N theo phương pháp PetrovGalerkin Tại nút phần tử miền Ω dẫn đến phương trình đại số tuyến tính viết dạng ma trận sau: R = [M] D + B = (3.23) Ma trận [M] có cấp n, phần tử Mjk viết: = M jk nne ∂W  h3 nne  ∂Wmj ∂N mk ∂Wmj ∂N mk  mj + + ω F N mk (1 − Fk )  ∑ ∑ ∑ ∑   k m ∂z ∂z  = = n 1= m k ∂x  µ=k  ∂x ∂x nne  −2 Wmj N mk (1 − Fk (t ) )  d et J m ∑ ∆t k =1  (3.24) ne npg Đại lượng B phương trình (3.2) tính sau: ne npg ∑∑ω B j= n 1= m = m −2   ∂hm h (t ) − hm ( t − ∆t )  + m  Wmj  U − ∂x ∆t    nne  Wmj N mk ( (1 − Fk (t − ∆t ) ) Dk (t − ∆t ) )  d et J m ∑ ∆t k =1  (3.25) Giải hệ phương trình phương pháp lặp ta thu miền liên tục gián đoạn màng dầu 3.1.2 Bài toán Ta có ma trận Jacobi vecto lực:  S T px S T p y  ST   J u f (u ) = −  T   px p y  = − T T  R px R p y  R  (3.31) ∂p ∂p = ; py ∂x ∂y = px Viết lại phương trình 3.23 dạng: M ( x , y ) p = − B( x , y ) (3.32) Đạo hàm phương trình 3.32 với thành phần x , y ta có:  − M x p + Bx , M y p + By  M  px , p y  = (3.33) ∂M ∂M ∂B ∂B = Mx = = ,My ; Bx = ; By ∂x ∂y ∂x ∂y Với Giải hệ phương trình 3.7 ta thu vector ( px , p y ) từ thay vào phương trình 3.5 ta tính ma trận Jacobi J u f (u ) Sau vector u = ( x , y ) tính từ bước nội suy theo cơng thức sau: u ( k +1) (k ) (k ) = u − J u −1 f (u )  f (u ) − W    (3.35) Trong vector W=(Fx,Fy) vector lực tác dụng thời điểm t 3.2 Thuật toán Để giải liên tiếp toán toán bước thời gian khác tác giả xây dựng lưu đồ thuật tốn hình 3.4, hình 3.5, hình 3.6, hình 3.7 Bước xử lý liệu ban đầu lưu đồ hình 3.4 cụ thể hình 3.5 gồm q trình đọc liệu hình học ổ đầu to truyền đường kính ổ, khe hở bán kính; liệu điều kiện làm việc tốc độ tải trọng ban đầu tác dụng lên ổ đầu to; liệu dầu bôi trơn độ nhớt động học, khối lượng riêng Sau q trình chia lưới cho ổ đầu to truyền, tính tốn lưu trữ giá trị tọa độ nút, chiều dày màng dầu nút đặt giá trị biến trạng thái Fk ban đầu cho nút Sau trình xử lý liệu ban đầu chương trình vào vòng lặp liên tục theo bước thời gian ∆t hết 720o làm việc trục khuỷu Trong bước thời gian cần phải giải liên tiếp hai toán điều kiện hôi tụ độ lệch tâm tương đối tải trọng thỏa mãn công thức: 10 � 𝑘+1 −𝑒 𝑘 || ||𝑒𝑥,𝑦 𝑥,𝑦 𝑘+1 || ||𝑒𝑥,𝑦 𝑘+1 −𝐹𝑘 || ||𝐹𝑥,𝑦 𝑥,𝑦 𝑘+1 || ||𝐹𝑥,𝑦 ≤ 𝑒𝑟𝑟 ≤ 𝑒𝑟𝑟 Ở err=10-6 (3.36) Bài toán xác định vùng liên tục gián đoạn theo lưu đồ hình 3.6, ma trận M B tính theo cơng thức 3.24 3.25 Qua bước lặp ta xác định biến trạng thái nút theo giá trị D(i,j) nút Q trình lặp kết thức điều kiện hội tụ biến D thỏa mãn biểu thức: 𝒌 ||𝑫𝒌+𝟏 𝒙,𝒚 −𝑫𝒙,𝒚 || ||𝑫𝒌+𝟏 𝒙,𝒚 || ≤ 𝒆𝒓𝒓 (3.37) Bài toán xác định giá trị tải trọng ứng với kết toán theo công thức 3.26 giá trị độ lệch tâm tương đối theo công thức 3.35 với lưu đồ hình 3.7 Giá trị tải trọng độ lệch tâm giá trị bước lặp thứ k+1 công thức 3.36 3.37 Để giải liên tiếp toán toán bước thời gian khác tác giả xây dựng lưu đồ thuật tốn cho chương trình hình 3.4 Hình 3.4 Lưu đồ thuật tốn chương trình 3.3 Ổ đầu to truyền động xăng 5S-FE 3.3.1 Thanh truyền động 5S-FE Thanh truyền động 5S-FE (hình 3.8) bao gồm thân truyền, nửa ổ đầu to truyền lắp với nửa ổ hai bu-lơng ghép nối Vỏ ngồi bạc lót làm thép bon thấp, phầnhợp kim chịu mòn dùng ba bít thiếc cóthành phần tính chất lý hợp kim chịu mòn bảng 3.2 11 Hình 3.8 Thanh truyền động 5S-FE Độ nhám bề mặt bạc lót theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 1720 – 85 bạc lót truyền yêu cầu Ra ≤ 1,25µm độ nhám trục khuỷu theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 1705 – 85 trục khuỷu động yêu cầu Ra ≤ 0,2µm Bảng 3.2 Thành phần tính chất lý hợp kim chịu mòn Độ lớn Đơn vị Tính chất học -Độ cứng Brinell 24 HB -Ứng suất nén 111,5 MPa Thành phần hóa học -Thiếc (Sn) 75% -Sắt (Fe) ≤0,08% -Đồng (Cu) 3% -Arsenic (As) ≤0,15% -Antimony (Sb) 12% 3.3.2 Đo đường kính trung bình ổ đầu to truyền động 5S-FE 3.3.2.1 Mục đích - Xác định khe hở bán kính ổ đầu to truyền động 5S-FE - Xác định thay đổi đường kính trung bình ổ đầu to truyền động 5S-FE thay đổi siết bu-lông truyền 3.3.2.2 Giới thiệu thiết bị đo Máy TALYRON 365 Là máy đo khuyết tật hình dạng hình học bề mặt chi tiết có biên dạng trụ tròn truc, hay ổ đỡ Các thơng số đo máy bao gồm: Kích thước bán kính, đường kính, độ tròn, độ nhám, 3.3.2.3 Tiến trình đo Đo đường kính trunng bình bánh lệch tâm - Bánh lệch tâm chế tạo có đường kính đường kính trục khuỷu động 5S-FE - Đặt chế độ, tiến hành đo đường kính bánh lệch tâm 18 lần với bước đo 1,5mm theo chiều dài bánh Đo đường kính trunng bình ổ đầu to truyền 12 - Ổ đầu to truyền động 5S-FE, tháo từ động Bạc lót ổ mua để lắp thay - Lần lượt tiến hành lắp hai nửa truyền siết bu-lông truyền đo đường kính ổ theo thứ tự 25Nm, 25Nm+300, 25Nm+600, 25Nm+900 26.0330 26.0320 26.0310 26.0300 26.0290 26.0280 26.0270 10 15 20 Hình 3.13 Kết đo đường kính ổ đầu to truyền 25Nm+300 3.3.3 Kết thực nghiệm Trong hình 3.3 trình bày kết đo bán kính ổ đầu to truyền 5S-FE siết bu-lơng truyền 25Nm+300 Q trình đo thực 18 tiết diện theo chiều trục, bán kính thay đổi từ giá trị nhỏ 26,0277 (mm) đến giá trị lớn 26,032 (mm) Bảng 3.3 Đường kính ổ đầu to truyền theo siết bu-lơng truyền TT Lực xiết bu lơng Bán kính trung Bán kính bánh lệch Khe hở bán kính bình ổ (mm) tâm (mm) (mm) 25Nm 26,029 26,005 0,024 25Nm+30 26,043 26,005 0,038 25Nm+60 26,060 26,005 0,055 25Nm+90 26,073 26,005 0,069 3.3.4 Tải tác dụng lên ổ đầu to truyền động 5S-FE Tải trọng tác dụng lên truyền thiết bị thực nghiệm mơ lại q trình làm việc động qua bốn kỳ: hút, nén, nổ, xả Tải trọng gồm hai lực, lực kéo nén Fx lực uốn Fy Các lực hệ thống đo băng thử MEGAPASCALE (Hình 3.15) lưu trữ vào file liệu từ tác giả xây dựng biểu đồ tải theo góc trục khuỷu chu kỳ làm việc hình 3.16 Hình 3.15 Trung tâm điều khiển băng thử thực nghiệm MEGAPASCALE 13 Hình 3.16 Tải tác dụng lên ổ đầu to truyền 3.4 Kết mô số Với giải thuật trình bày mục 3.2, ổ đầu to truyền chia thành phần tử chữ nhật nút phương chu vi chia thành 60 phần phương dọc trục chia thành 20 phần Tác giả viết chương trình tính tốn đặc tính bôi trơn ổ đầu to truyền ngôn ngữ lập trình Fortran 95 (Phụ lục 3.2) Kết thu gồm áp suất màng dầu, chiều dày màng dầu độ lệch tâm tương đối Kết thu gồm áp suất màng dầu, chiều dày màng dầu độ lệch tâm tương đối b, Hệ tọa độ truyền a, Chia lưới ổ đầu to truyền Hình 3.17 Chia lưới ổ đầu to truyền 3.4.1 Áp suât màng dầu Hình 3.18 biểu diễn phân bố áp suất ổ đầu to truyền theo phương chu vi ba tiết diện L/2, L/5, L/10 chiều dài ổ khe hở bán kínhC = 24µm vị trí 3700 trục khuỷu thuộc kì nổ Phân bố áp suất bắt đầu vị trí 1080 kết thúc 2970 theo phương chu vi Ta thấy, phần chân phân bố áp suất biến thiên nhỏ nhiên đỉnh phân bố cao 2790 trục khuỷu áp suất lớn 57.7 MPa, đến 2340 trục khuỷu áp suất lớn 7.4 MPa Hình 3.18 Phân bố áp suất theo phương chu vi 3700 trục khuỷu khe hở bán kính C = 24µm 14 Hình 3.19 Phân bố áp suất theo phương chiều dài 3700 trục khuỷu khe hở bán kính C = 24µm Hình 3.19 biểu diễn phân bố áp suất theo phương chiều dài ổ ba tiết diện theo chiều dài ổ 2790, 2520 2160 phương chu vi khe hở bán kính C = 24µm vị trí 3700 trục khuỷu Theo hình, áp suất phân bố đối xứng theo phương chiều dài qua vị trí ổ Tại tiết diện, tốc độ biến thiên áp suất nhỏ nhiên chênh lệch tiết diện khác lớn Hình 3.20 biểu diễn phân bố áp suất ổ đầu to truyền với C = 24µm vị trí 3700 trục khuỷu Theo đó, phần chịu lực tập trung vùng diện tích nhỏ phía nửa cuối ổ theo chiều quay Hình 3.20 Phân bố áp suất góc 3700 trục khuỷu khe hở bán kính C = 24µm Hình 3.21 biểu diễn phân bố áp suất tiết diện ổ theo phương chu vi góc 200, 1700, 3200, 3500, 470o trục khuỷu với khe hở bán kính C = 24µm Theo biểu đồ, phân bố áp suất dịch chuyển theo góc quay trục khuỷu với kỳ làm việc hút – nén - nổ - xả Ta thấy, gần với kỳ nổ đỉnh phân bố áp suất nhọn, cao so với vùng khác Phân bố đạt cực đại giảm hai phía kể từ vị trí xảy nổ (khoảng 370o) với áp suất lớn pmax,370o(nổ) = 57.7 MPa, pmax,350o(nén) = 26.6 MPa, pmax,20o(hút) = 11.4 MPa Trải qua chu kỳ làm việc phân bố áp suất chủ yếu tập trung phần phía sau ổ theo chiều quay 15 Hình 3.21 Phân bố áp suất tiết diện ổ theo phương chu vi góc 200, 3200, 3500, 3700 trục khuỷu khe hở bán kính C = 24µm Hình 3.23 hình 3.24 biểu diễn phân bố áp suất góc 200 7000 trục khuỷu điểm thuộc nửa đầu kỳ hút nửa cuối kỳ xả với khe hở bán kính C = 24µm Tại điểm thuộc kỳ hút lực tác dụng FX = - 2962 (N), FY = - 607 (N) Tại điểm thuộc kỳ xả lực tác dụng FX= - 3000 (N), FY = 680 (N) Phân bố áp suất hai điểm chia hai nửa ổ phía sau thấp (p20o = 64KPa, p700o = 0.2 MPa), phần chịu tải tập trung nửa đầu ổ với pmax,20o = 11.4 MPa, pmax,700o = 12.1 MPa Hình 3.23 Phân bố áp suất góc 200 trục khuỷu khe hở bán kính C = 24µm Hình 3.24 Phân bố áp suất góc 7000 trục khuỷu khe hở bán kính C = 24µm Hình 3.25 Phân bố áp suất góc 3200 trục khuỷu khe hở bán kính C = 24µm 16 Hình 3.25 biểu diễn phân bố áp suất góc 3200 trục khuỷu điểm thấp thuộc kỳ nén với C = 24µm Tại điểm lực tác dụng FX = (N), FY = 1934 (N).Phân bố áp suất trải hai đầu ổ nhiên đỉnh phân bố thấp pmax = 7.3 MPa Hình 3.14 biểu diễn thay đổi phân bố áp suất theo khe hở bán kínhtại tiết diện ổ theo phương chu vi góc 370o trục khuỷu.Khe hở bán kính C = 24µm, C = 38µm, C = 55µm, C = 69µm Ta thấy, tăng khe hở hướng kính, đỉnh phân bố áp suất tăng, áp suất lớn theo khe hở hương kính là:pmax,C=24µm = 57.7 MPa, pmax,C=38µm = 60.5 MPa, pmax,C=55µm = 63.6 MPa, pmax,C=69µm = 68.7 MPa Hình 3.26 Phân bố áp suất tiết diện ổ theo phương chu vi góc 3700 trục khuỷu với C = 24µm, C = 38µm, C = 55µm, C = 69µm Hình 3.26 biểu diễn thay đổi áp suất màng dầu lớn pmax theo góc quay trục khuỷu bốn khe hở bán kính C = 24µm, C = 38µm, C = 55µm, C = 69µm Theo đồ thị, độ lệch tâm tăng, áp suất lớn pmax tăng, giá trị tăng lớn góc 3700 trục khuỷu Hình 3.27 Áp suất màng dầu lớn C = 24µm, C = 38µm, C = 55µm, C = 69µm 3.4.2 Chiều dày màng dầu Hình 3.28 biểu diễn thay đổi chiều dày màng dầu nhỏ hmin áp suất màng dầu lớn pmax theo góc quay trục khuỷu qua bốn kỳ hút-nén-nổ-xả khe hở bán kính C = 24µm Theo áp suất màng dầu lớn chiều dày màng dầu nhỏ vị trí xảy nổ: pmax = 57.7 MPa, hmin = 3,334 µm Tại vùng áp suất pmax tăng chiều dày màng dầu nhỏ hmin giảm Chiều dày màng dầu nhỏ đạt giá trị lớn hmin,max = 8,0431 µm góc 800 trục khuỷu 17 Hình 3.28 Chiều dầy màng dầu nhỏ hmin, áp suất màng dầu lớn pmax theo góc quay trục khuỷu với C = 24µm 3.4.3 Độ lệch tâm trục – bạc Hình 3.17 biểu diễn quỹ đạo tâm trục khuỷu quanh tâm truyền theo chu kỳ tải Quỹ đạo tâm trục quanh tâm ổ đầu to truyền theo chu kỳ tải đường cong khép kín 00 trục khuỷu, độ lệch tâm tương đối εx,0o = - 0.6656, εy,0o = - 0.3895 thuộc góc phần tư thứ I Sau tâm trục dịch chuyển theo thứ tự góc phần tư I-II-III-II-III-IV tải tác dụng thay đổi Hình 3.29 Độ lệch tâm tương đối truyền trục khe hở bán kính C = 24µm Hình 3.30 Độ lệch tâm tương đối truyền trục thay đổi khe hở bán kính 18 Hình 3.18 biểu diễn quỹ đạo tâm trục quanh tâm truyền khe hở bán kính khác Khi tăng khe hở bán kính quỹ đạo tâm trục có dạng tương đồng nhau, nhiên có xu hướng dịch chuyển phía có ɛx≈1: εx,370o = 0.8200, εy,370o = 0.3304 3.5.Kết luận Trong chương luận án nghiên cứu vấn đề để tiến hành xây dựng thành cơng chương trình tính tốn số đặc tính bơi trơn thủy động ổ đầu to truyền Bao gồm vấn đề sau - Xây dựng mơ hình tính tốn bơi trơn thủy động cho ổ đầu to truyền thuật toán để giải tốn - Lập trình ngơn ngữ Fortran 95 Các kết trình bày bao gồm Các kết thực nghiệm gồm khe hở bán kính ổ đầu to truyền sơ đồ tải tác dụng lên truyền động 5S-FE Các kết thơng số đầu vào tính tốn mơ áp suất, chiều dày màng dầu bơi trơn độ lệch tâm trục bạc ổ đầu to truyền Kết đo bán kính ổ đầu to truyền cho thấy bán kính ổ tăng thay đổi lực vặn vít từ 25Nm tới 25Nm+30o, 25Nm+60o, 25Nm+90o, dẫn tới khe hở bán kính tăng tương ứng từ C = 24µm tới C = 38µm, C = 55µm, C = 69µm Theo chu kỳ làm việc hút-nén-nổ-xả, phân bố áp suất màng dầu ổ đầu to truyền dịch chuyển theo góc quay trục khuỷu, chủ yếu tập trung phần phía sau ổ theo chiều quay Càng gần với kỳ nổ đỉnh phân bố nhọn, cao so với vùng khác Phân bố đạt cực đại vị trí xảy kỳ nổ (khoảng 370o) với pmax,370o(nổ) = 57.7 MPa, pmax,350o(nén) = 26.6 MPa, pmax,20o(hút) = 11.4 MPa Khi tăng khe hở hướng kính đỉnh phân bố áp suất tăng, phía chân phân bố có xu hướng thu nhỏ lại: pmax,C=24µm, 370o = 57.7 MPa, pmax,C=38µm, 370o = 60.5 MPa, pmax,C=55µm, 370o = 63.6 MPa, pmax,C=69µm, 370o = 68.7 MPa Ta thấy khe hở hướng kính tăng từ C = 24µm tới C = 69µm tương ứng với siết bu-lơng truyền 25Nm 25Nm+90o áp suất lớn ổ tăng 19,07% Quỹ đạo tâm trục quanh tâm ổ đầu to truyền theo chu kỳ tải đường cong khép kín 00 trục khuỷu, độ lệch tâm tương đối εx,0o=-0.6656, εy,0o=-0.3895 thuộc góc phần tư thứ I Sau tâm trục dịch chuyển theo thứ tự góc phần tư I-II-III-II-III-IV tải tác dụng thay đổi Chương 4: SO SÁNH VỚI KẾT QUẢ TÍNH TỐN BẰNG PHẦN MỀM ACCEL 4.1 Tính tốn số bơi trơn ổ đầu to truyền động 5S-FE phần mềm tính tốn ACCEL Phần mềm tính tốn ACCEL phần mềm thương mại dùng để tính tốn đặc tính bơi trơn nhiệt thủy động đàn hồi cho ổ đầu to truyền loại động Đây phần mềm nhà khoa học Viện PPRIME • UPR 3346, Trường Đại học Poitiers, Cộng hòa Pháp xây dựng phát triển từ năm 90 kỷ trước Hiện phần mềm nhà khoa học nghiên cứu để phát triển kết ngày sát với thực tế hoạt động động 19 4.1.1 Mục đích tính tốn - Xác định đặc tính bôi trơn ổ đầu to truyền động 5S-FE - Là sở để xác định tính đắn chương trình mơ số luận án 4.1.2 Tiến trình tính tốn - Đo vẽ thiết kế truyền động 5S-FE phần mềm Catia - Chia lưới cho truyền tạo thành file có DNS - Tạo ma trận tn thủ cho truyền - Nhập liệu đầu vào hình tính tốn - Nhập file biểu đồ tải trọng tác dụng lên truyền - Chạy chương trình tính toán - Mở kết thư mục chứa kết (có thể chuyển thành file EXCEL) 4.2.1 Áp suất màng dầu Hình 4.2 biểu diễn mối tương quan áp suất lớn Pmax dùng phần mềm ACCEL kết mô phỏng.Ta nhận thấy, khe hở hướng kính tăng dạng đường cong pmax hai kết tương đồng Giá trị pmax từ kết tính, góc quay khác trục khuỷu lớn giá trị thu từ phần mềm ACCEL Giá trị sai lệch lớn điểm xảy nổ (Bảng 4.1) Sự sai lệch áp suất thủy động gây biến dạng đàn hồi bề mặt ma sát, thay đổi hình dạng tiếp xúc Ngồi ra, phần mềm ACCEL tính đến hiệu ứng nhiệt hiệu ứng thực tế khác làm thay đổi chiều dầy màng dầu góp phần làm thay đổi áp suất Bảng 4.1 Sai lệch áp suất lớn pmax từ kết mô từ phần mềm ACCEL C (µm) 24 38 55 69 ∆pmax(MPa) 15,18 18,69 14,76 17,92 Hình 4.2 Áp suất lớn pmax theo góc quay trục khuỷu 20 4.2.2 Chiều dày màng dầu Hình 4.3 biểu diễn chiều dày màng dầu nhỏ theo góc quay trục khuỷu với khe hở bán kính khác C = 24µm, C = 38µm, C = 55µm, C = 69µm từ kết tính tốn kết tính từ phần mềm ACCEL Ta nhận thấy, kết tính tốn so với kết tính phần mềm ACCEL có sai khác hình dạng giá trị Sự sai khác phần mềm ACCEL tính đến ảnh hưởng biến dạng đàn hồi, biến dạng nhiệt, hiệu ứng quán tính, thay đổi độ nhớt theo nhiệt độ…trong chương trình tính tốn tác giả chưa kể đến yếu tố Tại đầu kì hút, cuối kì xả, sườn xuống kỳ nén, giá trị chiều dày màng dầu nhỏ hmin hai kết tương đối gần tải trọng vùng nhỏ Bảng 4.2 chiều dày màng dầu nhỏ giá trị ʌ đánh giá chế độ bôi trơn từ kết mô từ phần mềm ACCEL Từ kết ta nhận thấy khe hở bán kính C = 69 µm giá trị ʌ = 2.6079 < giá trị giới hạn cho chế độ bôi trơn thủy động thủy động đàn hồi Bảng 4.2 Sai lệch chiều dày màng dầu nhỏ hmin từ kết mô từ phần mềm ACCEL C(µm) 24 38 55 69 hmin(µm) 3.3340 3.1974 2.9027 2.6925 hminACCEL (µm) 5.5220 5.3106 5.0935 4.1556 % sai lệch 39,62 39,79 43,01 35,21 ʌ 3.4654 3.3327 3.1965 2.6079 Hình 4.3 Chiều dày màng dầu nhỏ hmin theo góc quay trục khuỷu 21 4.2.3 Độ lệch tâm trục – bạc Hình 4.4 So sánh độ lệch tâm tương đối tính tốn tính ACCEL khe hở bán kính C = 24µm Hình 4.4 biểu diễn mối độ lệch tâm ổ đầu to truyền theo chu kỳ làm việc từ kết tính tốn kết tính từ phần mềm ACELL Theo đó, dạng đường cong biểu diễn độ lệch tâm hai kết có tương đồng.Tuy nhiên đường cong độ lệch tâm ACCEL có xu hướng chuyển dịch sang bên trái bị elip hóa Độ lệch tâm trường hợp có giá trị tương đối lớn biến dạng đàn hồi, biến dạng nhiệt có xu hướng làm ovan ổ tạo vị trí có khe hở lớn khe hở bán kính 4.3 Kết luận Khi khe hở bán kính tăng, dạng đường cong pmax từ kết mô từ phần mềm ACCEL tương đồng Giá trị pmax từ kết mơ phỏng, góc quay khác trục khuỷu lớn giá trị thu từ phần mềm ACCEL: ∆pmax,C=24µmc = 15,18 MPa, ∆pmax,C=38µm = 18,69 MPa, ∆pmax,C=55µm = 14,76 MPa, ∆pmax,C=69µm = 17,92 MPa Chiều dày màng dầu nhỏ theo góc quay trục khuỷu với khe hở bán kính khác C = 24µm, C = 38µm, C = 55µm, C = 69µm từ kết tính tốn tác giả kết tính từ phần mềm ACCEL có sai khác hình dạng giá trị phần mềm ACCEL có tính đến biến dạng đàn hồi, biến dạng nhiệt số điều kiện thực tế khác Tuy nhiên, đầu kì hút, cuối kì xả, sườn xuống kỳ nén giá trị hmin hai kết tương đối gần Dạng đường cong biểu diễn độ lệch tâm từ kết tính tốn tác giả kết tính từ phần mềm ACCEL có tương đồng Tuy nhiên đường cong độ lệch tâm ACCEL có xu hướng chuyển dịch sang bên trái bị elip hóa, độ lệch tâm trường hợp có giá trị tương đối lớn ổ bị biến dạng KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận chung Thông qua nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm nội dung liên quan để hoàn thành luận án này, tác giả nhận thấy nghiên cứu công nghệ bôi trơn kỹ thuật nói chung động đốt nói riêng vấn đề có ý nghĩa quan trọng định độ tin cậy, tuổi thọ, hiệu suất vận hành thiết bị Từ kết nghiên cứu cho phép nhà chế tạo đánh giá hiệu chỉnh thông số thiết kế cho bề mặt ma sát phù hợp với điều kiện làm việc, môi trường cụ thể nhằm giảm tối đa hỏng hóc, tổn hao cơng suất thiết bị máy móc Trong khn khổ luận án, tác giả giới thiệu ổ đầu to truyền động 22 vấn đề công nghệ bôi trơn việc thiết kế ổ đỡ nói chung ổ đầu to truyền nói riêng Tiếp đến tác giả tổng kết kết nghiên cứu, tính tốn có cho ổ đầu to truyền động đốt trong, sau xây dựng mơ hình tính áp suất, chiều dày màng dầu, độ lệch tâm trục bạc từ phương trình Reynolds tổng quát, phương trình chiều dày màng dầu, phương trình cân tải, kết hợp với điều kiện biên Reynolds có tính đến tượng gián đoạn màng dầu Tiếp theo, tác giả tiến hành đo kiểm thông số ổ đường kính trung bình ổ đầu to truyền, đo tải tác dụng lên truyền động 5S-FE Các thông số sử dụng đưa vào phần mềm tính tốn ACCEL phần mềm nhóm nghiên cứu Đại học Poiters, Cộng hòa Pháp viết cho hãng xe để giải tốn bơi trơn cho ổ truyền phần mềm tính tốn tác giả xây dựng để mơ số thơng số đặc tính bơi trơn ổ đầu to truyền động 5S-FE Các nội dung hệ thống, xây dựng cụ thể phần luận án Luận án đạt số kết sau: Đã đưa ảnh hưởng lực siết bu lông tới đặc tính bơi trơn ổ đầu to truyền Theo khuyến cáo nhà sản xuất, lắp ráp truyền vào trục khuỷu siết bu lơng truyền lần 25Nm sau xiết thêm góc 900 Kết cho thấy tăng lực siết bu lông truyền khoảng 25Nm đên 25Nm+900 khe hở bán tăng dần từ C = 24µm tới C=69µm Xây dựng chương trình tính tốn mơ đặc tính bơi trơn thủy động gồm trường áp suất, chiều dày màng dầu độ lệch tâm trục bạc ổ đầu to truyền động đốt Áp dụng tính tốn đặc tính bơi trơn ổ đầu to truyền động 5S-FE sở biểu đồ tải tác dụng theo chu kỳ quay trục khuỷu băng thử MEGAPASCALE - Phân bố áp suất: Mô trường áp suất, chiều dày màng dầu, độ lệch tâm trục bạc ổ đầu to truyền động xăng 5S-FE theo chu kỳ làm việc hút, nén, nổ, xả Theo chu kỳ làm việc hútnén-nổ-xả, phân bố áp suất ổ đầu to truyền dịch chuyển theo góc quay trục khuỷu, chủ yếu tập trung phần phía sau ổ theo chiều quay.Trong vùng từ khoảng 1000 - 2100 truyền liên tục có hình thành phá hủy bọt khí tượng xâm thực màng dầu theo chu kỳ dẫn tới phá hủy lớp hợp kim chống mòn gây tượng mòn xâm thực bạc lót Áp suất lớn tăng khoảng 19,07% tăng lực siết bu lông truyền từ 25Nm đên 25Nm+900 - Chiều dày màng dầu Chiều dày màng dầu nhỏ giảm khoảng 19,21% tăng lực siết bu lông truyền từ 25Nm đên 25Nm+900 -Độ lệch tâm trục khuỷu bạc đâu to truyền Quỹ đạo tâm trục khuỷu quanh tâm truyền theo chu kỳ tải đường cong khép kín chuyển động theo thứ tự I-II-III-II-III-IV tải tác dụng thay đổi Khi tăng khe hở bán kính, độ lệch tâm tương đối xảy nổ tiến gần tới - So sánh kết tính tốn với kết tính tốn phần mềm ACCEL Dạng đường cong áp suất lớn pmax độ lệch tâm trục bạc từ kết mô từ phần mềm ACCEL tương đồng, có sai khác giá trị theo chu kỳ tải lớn điểm xảy kỳ nổ Dạng đường cong chiều dầy màng dầu nhỏ hmin hai kết có sai khác, nhiên đầu kì hút, cuối kì xả, sườn xuống kỳ nén giá trị hmin hai kết tương đối gần 23 Các kết thu luận án cho thấy chương trình mơ số bơi trơn ổ đầu to truyền có độ tin cậy để đánh giá bôi trơn ổ đầu to truyền chế độ bôi trơn thủy động -Thông số đánh giá chế độ bôi trơn Giá trị Λ giảm tăng siết bu-lông truyền lực siết bu-lông truyền 25 Nm+600 giá trị Λ = 3,1965 > siết bu-lông truyền 25 Nm+900 Λ = 2,6079 < (Λ = giá trị giới hạn chế độ bôi trơn thủy động thủy động đàn hồi) -Khuyến cáo với nhà sản xuất bảo dưỡng sửa chữa Từ kết tác giả khuyến cáo quy trình lắp ráp ổ đầu to truyền siết bu lông truyền lực đến 25Nm+600 Kiến nghị Mơ số đặc tính bơi trơn ổ đầu to truyền động việc khó khăn Để kết mơ gần với thực tế làm việc động cần phải tính tới nhiều hiệu ứng khác hiệu ứng đàn hồi, hiệu ứng nhiệt hiệu ứng quán tính Do vậy, hướng phát triển luận án theo nghiên cứu sau đây: - Nghiên cứu mô số bôi trơn thủy động đàn hồi ổ đầu to truyền động đốt - Nghiên cứu mô số bôi trơn nhiệt thủy động đàn hồi ổ đầu to truyền động đốt - Nghiên cứu mô số bôi trơn ổ đầu to truyền động đốt có kể đến hiệu ứng quán tính Để nghiên cứu bôi trơn ổ đầu to truyền thuận lợi dễ ràng hơn, tác giả xin kiến nghị Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Bộ Khoa học cơng nghệ có hướng xây dựng phòng thí nghiệm bôi trơn với đội ngũ nhà khoa học chuyên sâu, đam mê khoa học để có thiết bị thực nghiệm phần mềm tính tốn xứng tầm với nước tiên tiến góp phần giúp ngành cơng nghệ chế tạo phụ tùng đón đầu xu ngành công nghệ ô tô phát triển nước ta 24 ... theo nghiên cứu sau đây: - Nghiên cứu mô số bôi trơn thủy động đàn hồi ổ đầu to truyền động đốt - Nghiên cứu mô số bôi trơn nhiệt thủy động đàn hồi ổ đầu to truyền động đốt - Nghiên cứu mô số bôi. .. có nghiên cứu bôi trơn ổ đầu to truyền, chủ yếu nghiên cứu ổ chặn, ổ trượt thông thường hoạt động chế độ bôi trơn thủy động, có nghiên cứu bơi trơn ổ đầu to truyền 1.4 Kêt luận Trong chương 1,... mơ số bơi trơn thủy động ổ đầu to truyền động đốt góp phần giải tốn bơi trơn ổ đầu to truyền động tương ứng với tải tác dụng theo chu kỳ làm việc Góp phần bước làm chủ nghiên cứu bôi trơn ổ đầu