- VŨ MINH DIỄN XÂY DỰNG MÔ HÌNH DAO ĐỘNG XOẮN HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC ÔTÔ TẢI LOẠI TRUNG BÌNH CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT Ô TÔ VÀ XE CHUYÊN DỤNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT Ô TÔ VÀ XE CHUYÊN DỤNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. - LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của Thầy giáo PGS.TS. - Trong quá trình học tập và nghiên cứu học viên đã chọn đề tài “Xây dựng mô hình dao động xoắn hệ thống truyền lực ô tô tải loại trung bình” làm luận văn tốt nghiệp của mình. - Chương I: Cơ sở lý thuyết của đề tài • Chương II: Xây dựng mô hình mô phỏng các cụm chi tiết của hệ thống truyền lực • Chương III: Xây dựng mô hình mô phỏng toàn bộ hệ thống truyền lực • Chương IV: Khảo sát một số chế độ làm việc và ảnh hưởng của các thông số kết cấu lên hệ thống truyền lực Trong quá trình nghiên cứu và hoàn thiện luận văn em muốn bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới sự giúp đỡ rất tận tình của Thầy giáo hướng dẫn: PGS.TS. - Em xin chân thành cảm ơn! Học viên 3MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC HÌNH VẼ - ĐỒ THỊ PHẦN MỞ ĐẦU Sự phát triển ngành công nghiệp ô tô và sử dụng ô tô ở Việt Nam Lý do chọn đề tài Lịch sử nghiên cứu Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu Mục đích nghiên cứu của luận văn Phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI Đặt vấn đề Xây dựng mô hình cơ học Mô hình tập trung đầy đủ Mô hình tập trung đơn giản hoá Mô hình cặp bánh răng ăn khớp Cách tính các thông số của mô hình Mô men quán tính khối lượng, độ cứng xoắn của các đoạn trục, độ cản nhớt, độ đàn hồi được tính như sau . - Tải tác động lên hệ thống CHƯƠNG II: XÂY DỰNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG CÁC CỤM CHI TIẾT CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC Cụm ly hợp Đặc điểm, sơ đồ cấu tạo của cụm ly hợp Xây dựng mô hình cơ học để mô phỏng ly hợp Mô hình dao động xoắn của ly hợp, hệ phương trình vi phân mô tả ly hợp Giải hệ phương trình vi phân mô tả ly hợp Mô phỏng cụm hộp số Đặc điểm của hộp số cơ khí Mô hình hộp số cơ khí Xây dựng mô hình dao động xoắn, phương trình vi phân mô tả hệ bánh răng và các trục của hộp số cơ khí Giải hệ phương trình vi phân mô tả hộp số Mô phỏng Cụm cầu xe Đặc điểm cầu chủ động Mô hình cầu xe Sơ đồ động lực học Xét cặp bánh răng qủa dứa và vành chậu Xét bánh răng bán trục và các bán trục Giải hệ phương trình vi phân mô tả cụm cầu xe CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG TOÀN BỘ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC Đặt vấn đề Xây dựng mô hình hệ thống truyền lực cơ khí Sơ đồ hệ thống truyền lực Xây dựng các phương trình vi phân mô tả hệ thống Giải hệ phương trình vi phân mô tả hệ thống truyền lực CHƯƠNG IV: KHẢO SÁT MỘT SỐ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ KẾT CẤU LÊN HỆ THÔNG TRUYỀN LỰC Khảo sát ảnh hưởng của các thông số kết cấu đối với hệ thống truyền lực Ảnh hưởng của Momen quán tính phần bị động của ly hợp đối với hệ thống truyền lực Khảo sát ảnh hưởng của độ cứng bánh răng lên hệ thống truyền lực....76 4.2 Khảo sát điều kiện sử dụng ảnh hưởng đến hệ thống truyền lực Khảo sát ảnh hưởng của tải trọng xe đối với hệ thống truyền lực Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ đóng ly hợp đối với hệ thống truyền lực KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO Phụ lục Phụ lục DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT TT Ký hiệu Đơn vị Ý nghĩa ký hiệu 1. - MĐC N.m Mô men của động cơ 2. - Memax N.m Mô men lớn nhất của động cơ 3. - MeN N.m Mô men ưng với công suất lớn nhất của động cơ4. - M1 N.m Mô men phần chủ động của ly hợp 5. - M2 N.m Mô men phần bị động của ly hợp 6. - Mlh N.m Mô men ma sát của ly hợp 7. - M3 N.m Mô men trục trung gian hộp sô 8. - M5 N.m Mô men trục thứ cấp hộp số 9. - M6 N.m Mô men trục bánh răng quả dứa 10. - M7 N.m Mô men bán trục 11. - M0 N.m Mô men bánh răng vành chậu 12. - Moto N.m Mô men tại bánh xe chủ động 13. - Pj N Lực cản quán tính 17. - I1 kg.m2 mô men quán tính của động cơ và bánh đà 19. - I2 kg.m2 mô men quán tính phần chủ động của ly hợp 20. - I3 kg.m2 mô men quán tính phần bị động của ly hợp 621. - I4 kg.m2 mô men quán tính bánh răng chủ động của hộp số 22. - I5 kg.m2 mô men quán tính bánh răng thứ nhất trên trục trung gian 23. - I6 kg.m2 mô men quán tính bánh răng thứ hai trên trục trung gian 24. - I7 kg.m2 mô men quán tính bánh răng trục bị động của hộp số 25. - I8 kg.m2 mô men quán tính bánh răng quả dứa của cầu chủ động 26. - I0 kg.m2 mô men quán tính và bánh răng vành chậu của cầu chủ động 27. - Iôtô kg.m2 mô quán tính của bánh đà tương đương thay cho khối lượng chuyển động tịnh tiến của ôtô 28. - c1 N.m/rad độ cứng chống xoắn phần chủ động của ly hợp 29. - c2 N.m/rad độ cứng chống xoắn phần bị động của ly hợp 30. - c3 N.m/rad độ cứng chống xoắn của trục trung gian của hộp số 31. - c4 N.m/rad độ cứng chống xoắn trục bị động của hộp số 32. - c5 N.m/rad độ cứng chống xoắn của bán trục 33. - c N.m/rad độ cứng chống xoắn của các bánh răng 34. - b1 N.m.s/rad hệ số cản xoắn phần chủ động của ly hợp 35. - b2 N.m.s/rad hệ số cản xoắn phần bị động của ly hợp 36. - b3 N.m.s/rad hệ số cản xoắn của trục trung gian của hộp số 37. - b4 N.m.s/rad hệ số cản xoắn trục bị động của hộp số 38. - b5 N.m.s/rad hệ số cản xoắn của các bán trục 739. - b N.m.s/rad hệ số cản xoắn của các bánh răng 40. - r1 m bán kính trong của ly hợp 41. - r2 m bán kính ngoài của ly hợp 42. - r4 m bán kính vòng lăn bánh răng chủ động của hộp số 43. - r5 m bán kính vòng lăn bánh răng thứ nhất trên trục trung gian 44. - r6 m bán kính vòng lăn bánh răng thứ hai trên trục trung gian 45. - r7 m bán kính vòng lăn bánh răng trục bị động của hộp số 46. - r8 m bán kính vòng lăn bánh răng quả dứa của cầu chủ động 47. - r0 m bán kính vòng lăn bánh răng vành chậu của cầu chủ động 48. - ψ1 rad góc quay bánh đà 50. - ψ2 rad góc quay bánh răng trục sơ cấp hộp số 51. - φ1 rad góc quay phần chủ động ly hợp 52. - φ2 rad góc quay phần bị động ly hợp 53. - φ3 rad góc quay bánh răng thứ nhất trục trung gian hộp số 54. - φ4 rad góc quay bánh răng thứ hai trục trung gian hộp số 55. - φ5 rad góc quay bánh răng trục thứ cấp hộp số 56. - φ6 rad góc quay bánh răng quả dứa cầu chủ động 857. - φ7 rad góc quay bán trục 58. - φ0 rad góc quay bánh răng quả dứa cầu chủ động 59. - 1ψ& rad/s vận tốc góc bánh đà 60. - 2ψ& rad/s vận tốc góc bánh răng trục sơ cấp hộp số 61. - 1ϕ& rad/s vận tốc góc phần chủ động ly hợp 62. - 2ϕ& rad/s vận tốc góc phần bị động ly hợp 63. - 3ϕ& rad/s vận tốc góc bánh răng thứ nhất trục trung gian hộp số 64. - 4ϕ& rad/s vận tốc góc bánh răng thứ hai trục trung gian hộp số 65. - 5ϕ& rad/s vận tốc góc bánh răng trục thứ cấp hộp số 66. - 6ϕ& rad/s vận tốc góc bánh răng quả dứa cầu chủ động 67. - 7ϕ& rad/s vận tốc góc bán trục 68. - 0ϕ& rad/s vận tốc góc bánh răng quả dứa cầu chủ động 69. - 1ψ&& rad/s2 gia tốc góc bánh đà 70. - 2ψ&& rad/s2 gia tốc góc bánh răng trục sơ cấp hộp số 71. - 1ϕ&& rad/s2 gia tốc góc phần chủ động ly hợp 72. - 2ϕ&& rad/s2 gia tốc góc phần bị động ly hợp 73. - 3ϕ&& rad/s2 gia tốc góc bánh răng thứ nhất trục trung gian hộp số 74. - 4ϕ&& rad/s2 gia tốc góc bánh răng thứ hai trục trung gian hộp số 75. - 5ϕ&& rad/s2 gia tốc góc bánh răng trục thứ cấp hộp số 76. - 6ϕ&& rad/s2 gia tốc góc bánh răng quả dứa cầu chủ động 977. - 7ϕ&& rad/s2 gia tốc góc bán trục 78. - 0ϕ&& rad/s2 gia tốc góc bánh răng quả dứa cầu chủ động 79. - tc s thời gian đóng ly hợp 80. - kđ hệ số tải trọng động trên trục 81. - g m/s2 gia tốc trọng trường 10DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 4.1: Giá trị hệ số tải trọng động trên trục sơ cấp hộp số theo I Bảng 4.2: Thời gian trượt ly hợp khi momen quán tính phần bị động ly hợp I3 thay đổi Bảng 4.3: Giá trị hệ số tải trọng động trên trục thứ cấp hộp số khi độ cứng bánh răng thay đổi Bảng 4.4: Giá trị hệ số tải trọng động trên bán trục khi tải trọng xe ô tô thay đổi .79 Bảng 4.5: Thời gian trượt ly hợp khi tải trọng của xe thay đổi Bảng 4.6: Hệ số tải trọng động Kđ trên bán trục khi thay đổi thời gian đóng ly hợp DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ - ĐỒ THỊ Hình 1.1 Sơ đồ bố trí chung hệ thống truyền lực cơ khí ôtô 4x Hình 1.2 Mô hình một chi tiết có đủ 3 thông số đặc trưng Hình 1.3 Mô hình phần tử nối các khối lượng tập trung ( trục Hình 1.4 Mô hình cơ học hệ thống truyền lực Hình 1.5 Mô hình ăn khớp của cặp bánh răng Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống truyền lực của ôtô Hình 2.2 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô một đĩa Hình 2.3 Mô hình cơ học của khớp ma sát Hình 2.4 Đĩa ma sát Hình 2.5 Mô hình ly hợp Hình 2.6 Mô hình ly hợp Hình 2.7 Sơ đồ động lực học của toàn bộ ly hợp Hình 2.8 Sơ đồ cấu trúc simulink mô phỏng ly hợp Hình 2.9 Mô men Mđc từ động cơ đưa vào ly hợp Hình 2.10 Mô men M1 phần chủ động của ly hợp Hình 2.11 Mô men M2 trục bị động ly hợp Hình 2.12 Góc quay phần chủ động ly hợp Hình 2.13 Góc quay phần bị động ly hợp Hình 2.14 Vận tốc góc phần chủ động ly hợp Hình 2.15 Vận tốc góc phần bị động ly hợp Hình 2.16 Vận tốc góc phầnchủ động và bị động ly hợp Hình 2.17 Đồ thị vận tốc góc phần chủ động và bị động LH khi đóng ly hợp Hình 2.18 Hộp số xe tải Hình 2.19 Sơ đồ truyền lực khi gài số của hộp số Hình 2.20 Mô hình hộp số Hình 2.21 Sơ đồ động lực học hộp số Hình 2.22 Sơ đồ động lực học hộp số Hình 2.23 Sơ đồ cấu trúc Simulink mô phỏng hộp số cơ khí Hình 2.24 Mô men của động cơ đưa vào hộp số Hình 2.25 Mô men trên trục chủ động của hôp số Hình 2.26 Mô men trên trục trung gian của hộp số Hình 2.27 Mô men trên trục bị động của hộp số Hình 2.28 Vận tốc góc trên các trục của hộp số Hình 2.29 Cấu tạo của cầu chủ động Hình 2.30 Mô hình cơ học của cầu chủ động ôtô Hình 2.31 Sơ đồ động lực học cầu xe Hình 2.32 Sơ đồ cấu trúc simulink giải hệ phương trình vi phân cầu xe Hình 2.33 Mô men của động cơ đưa vào cầu xe Hình 2.34 Mô men trên trục quả dứa cầu xe Hình 2.35 Mô men trên trục bánh răng vành chậu cầu xe Hình 2.36 Mô men trên bán trục phải cầu xe Hình 2.37 Mô men trên bán trục trái cầu xe Hình 2.38 Vận tốc góc bán trục trái cầu xe Hình 2.39 Vận tốc góc bán trục phải cầu xe Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống truyền lực với 1 số đã được gài Hình 3.2 Sơ đồ động lực hệ thống truyền lực với 1 số đã được gài Hình 3.3 Sơ đồ cấu trúc simulink giải hệ phương trình vi phân Hình 3.4 Mô men của động cơ được đặt vào hệ thống truyền lực Hình 3.5 Mô men trên phần chủ động của ly hợp Hình 3.6 Mô men trên các trục của hộp số Hình 3.7 Mô men bánh răng quả dứa của cầu xe Hình 3.8 Mô men bánh răng vành chậu của cầu xe Hình 3.9 Mô men trên bán trục Hình 3.10 Vận tốc góc phần chủ động và bị động của ly hợp Hình 3.11 Vận tốc trên các trục của hộp số Hình 4.1 Đồ thị momen trên trục sơ cấp hộp số khi thay đổi momen quán tính I3..72 Hình 4.2 Đồ thị biểu thị hệ số tải trọng động trên trục sơ cấp hộp số khi I3 thay đổi Hình 4.3 Đồ thị vận tốc góc phần chủ động và bị động ly hợp khi I3 thay đổi Hình 4.4 Đồ thị thời gian ly hợp bị trượt khi I3 thay đổi Hình 4.5 Đồ thị Momen trên trục thứ cấp hộp số khi thay đổi độ cứng của bánh răng Hình 4.6 Đồ thị hệ số tải trọng động trên trục thứ cấp hộp số khi thay đổi độ cứng bánh răng Hình 4.7 Đồ thị momen trên bán trục khi tải trọng xe thay đổi Hình 4.8 Đồ thị hệ số tải trọng động trên bán trục tải trọng xe thay đổi Hình 4.9 Đồ thị vận tốc góc phần chủ động và bị động ly hợp tải trọng xe thay đổi Hình 4.10 Đồ thị thời gian trượt ly hợp khi momen quán tính ô tô thay đổi Hình 4.11 Mô men trên bán trục khi thay đổi thời gian đóng ly hợp Hình 4.12 Đồ thị hệ số tải trọng động bán trục khi thay đổi thời gian đóng ly hợp 85 Hình 4.13 Vận tốc góc phần chủ động và bị động của ly hơp PHẦN MỞ ĐẦU Sự phát triển ngành công nghiệp ô tô và sử dụng ô tô ở Việt Nam Ô tô ra đời hơn 100 năm qua và là phương tiện vận tải quan trọng của hệ thống giao thông đường bộ. - Trong quá trình phát triển ngành công nghiệp Ô tô đã không ngừng nghiên cứu cải tiến, hoàn thiện kết cấu của Ô tô nhằm thỏa mãn từng bước các tiêu chí phát triển. - Ngày nay ngành công nghiệp ô tô trong quá trình phát triển phải gắn liền với các tiêu chí: 1. - Dễ dàng điều khiển, tiện nghi và thẩm mỹ - Nghiên cứu không ngừng nâng cao năng suất và tăng tính kinh tế trong sử dụng ôtô. - Các liên doanh ô tô mới chỉ dừng ở mức độ lắp ráp các cụm, chi tiết nhập từ nước ngoài và có thể sản xuất, những chi tiết đơn giản, sau đó nghiên cứu sản xuất một số cụm chi tiết. - Do đó việc nghiên cứu, chế tạo hoàn thiện và đảm bảo chất lượng các chi tiết, cụm chi tiết và hệ thống của ôtô là việc làm tất yếu đối với sự phát triển của nghành công nghiệp ôtô Việt Nam. - Tuy nhiên do hệ thống giao thông chưa được hoàn thiện nên các phương tiện xuống cấp rất nhanh, với ô tô tải đặc biệt là hệ thống truyền lực. - Do đó, việc nghiên cứu hệ thống truyền lực nhằm tối ưu hoá quá trình thiết kế, sản xuất để giảm giá thành, phù hợp với điều kiện sử dụng ở nước ta là vấn đề rất đáng được quan tâm trong tình hình hiện nay. - Có nhiều phương pháp nghiên cứu khác nhau, nhưng ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin, mô phỏng được coi là phương pháp nghiên cứu mang lại hiệu quả cao, tiết kiệm được thời gian, công sức và chi phí cho quá trình nghiên cứu.
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt