Luận án Nghiên cứu động lực học của hệ thống truyền động thuỷ lực - cơ khí trên liên hợp máy xúc lật
HỌC VIỆN NÔ NG NGHIỆP VIỆT NAM
ĐẶNG ĐỨC THUẬN
NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC
CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THUỶ LỰC - CƠ KHÍ
TRÊN LIÊN HỢP MÁ Y XÚC LẬT
LUẬN Á N TIẾN SĨ
NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔ NG NGHIỆP - 2021
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
ĐẶNG ĐỨC THUẬN
NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC
CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THUỶ LỰC - CƠ KHÍ
TRÊN LIÊN HỢP MÁY XÚC LẬT
Ngành:
Kỹ thuật Cơ khí
Mã số:
9520103
Người hướng dẫn khoa học: TS. Bùi Việt Đức
PGS.TS. Nguyễn Ngọc Quế
HÀ NỘI - 2021
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên
cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo vệ
lấy bất kỳ học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được cám ơn,
các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày… tháng … năm 2021
Tác giả luận án
Đặng Đức Thuận
i
LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án, tôi đã nhận được
sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè,
đồng nghiệp và gia đình.
Nhân dịp hoàn thành luận án, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn
sâu sắc tới tập thể Thầy hướng dẫn: TS. Bùi Việt Đức, PGS.TS. Nguyễn Ngọc Quế đã
tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá
trình học tập và thực hiện đề tài.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn
Động lực, Khoa Cơ điện - Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá
trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán bộ viên chức Trường Đại học Công
nghệ Giao thông Vận tải đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực hiện
đề tài.
Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện
thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận án./.
Xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, ngày ... tháng … năm 2021.
Nghiên cứu sinh
Đặng Đức Thuận
ii
MỤC LỤC
Trang
Lời cam đoan................................................................................................................i
Lời cảm ơn ...................................................................................................................ii
Mục lục........................................................................................................................iii
Danh mục chữ viết tắt................................................................................................vi
Danh mục các kí hiệu................................................................................................vii
Danh mục bảng...........................................................................................................xi
Danh mục hình ..........................................................................................................xii
Trích yếu luận án ...................................................................................................... xv
Thesis abstract.........................................................................................................xvii
Phần 1. Mở đầu ........................................................................................................... 1
1.1. Tính cấp thiết của đề tài.......................................................................................... 1
1.2. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................... 2
1.3. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................................ 3
1.4. Những đóng góp mới của đề tài.............................................................................. 3
1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài................................................................ 3
Phần 2. Tổng quan ...................................................................................................... 5
2.1. Tổng quan về hệ thống truyền động ....................................................................... 5
2.1.1. Các loại hệ thống truyền động................................................................................ 5
2.1.2. So sánh các loại truyền động ................................................................................ 11
2.2. Các tính năng cơ bản của máy kéo và xe chuyên dụng ........................................ 13
2.2.1. Tính năng kinh tế kỹ thuật của máy kéo............................................................... 13
2.2.2. Phân tích ưu nhược điểm của truyền động cơ khí phân cấp và truyền động vô cấp
hay bán vô cấp trên quan điểm tính năng kéo của máy kéo ........................................... 16
2.3. Các tính chất cơ bản của bộ truyền động thủy tĩnh............................................... 17
2.4. Các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước................................................... 19
2.4.1. Các công trình nghiên cứu ngoài nước ................................................................. 19
2.4.2. Các nghiên cứu trong nước................................................................................... 26
2.5. Đề xuất hướng nghiên cứu của luận án................................................................. 30
2.5.1. Phân tích lựa chọn hệ thống truyền động bán vô cấp ........................................... 30
iii
2.5.2. Nguyên lý cải tiến hệ thống truyền động thủy lực - cơ khí cho máy kéo với truyền
động cơ khí ..................................................................................................................... 30
2.6. Kết luận phần 2..................................................................................................... 32
Phần 3. Phương pháp nghiên cứu............................................................................ 35
3.1. Địa điểm nghiên cứu............................................................................................. 35
3.2. Thời gian nghiên cứu............................................................................................ 35
3.3. Đối tượng nghiên cứu ........................................................................................... 35
3.4. Nội dung nghiên cứu............................................................................................. 36
3.5. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................... 36
3.5.1. Phương pháp mô hình hóa và mô phỏng................................................................ 36
3.5.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm................................................................... 38
3.6. Cơ sở lý thuyết của phương pháp nghiên cứu ...................................................... 40
3.6.1. Đặc tính môi chất truyền động.............................................................................. 40
3.6.2. Cấu trúc mạch truyền động và điều khiển thủy lực .............................................. 45
3.7. Kết luận phần 3..................................................................................................... 53
Phần 4. Kết quả và thảo luận................................................................................... 54
4.1. Lựa chọn mô hình nghiên cứu .............................................................................. 54
4.1.1. Mô hình liên hợp máy thực hiện xúc vật liệu ....................................................... 54
4.1.2. Mô hình liên hợp máy vận chuyển khối vật liệu bằng gầu xúc............................ 56
4.1.3. Mô hình liên hợp máy vận chuyển bằng rơ mooc ................................................ 57
4.2. Xây dựng mô hình truyền động của máy kéo....................................................... 58
4.2.1. Sơ đồ tổng thể của hệ thống truyền động máy kéo............................................... 58
4.2.2. Mô hình động cơ diesel......................................................................................... 60
4.2.3. Mô hình truyền động thuỷ lực .............................................................................. 63
4.2.4. Mô hình bánh xe chủ động ................................................................................... 68
4.2.5. Mô hình bộ phận công tác xúc lật......................................................................... 70
4.2.6. Hệ phương trình vi phân chuyển động của liên hợp máy xúc lật ......................... 72
4.3. Xây dựng mô hình mô phỏng ............................................................................... 74
4.3.1. Lựa chọn các mục tiêu nghiên cứu mô hình và các tham số đầu vào................... 74
4.3.2. Mô hình mô phỏng Matlab-Simulink ................................................................... 76
4.4. Kết quả khảo sát mô hình ..................................................................................... 79
iv
4.4.1. Phân tích sự tương quan giữa các đặc tính của các thông số khảo sát trong hệ
thống truyền động của máy kéo...................................................................................... 79
4.4.2. Khảo sát ảnh hưởng van xả áp.............................................................................. 82
4.4.3. Khảo sát thay đổi mức ga động cơ........................................................................ 82
4.4.4. Khảo sát thay đổi góc nghiêng đĩa điều khiển lưu lượng bơm ............................. 84
4.4.5. Ảnh hưởng của thay đổi số truyền........................................................................ 85
4.4.6. Khảo sát trạng thái hoạt động của liên hợp máy khi làm việc.............................. 86
4.5. Đề xuất phương án cải thiện tính năng phanh liên hợp máy khi xuống dốc......... 88
4.5.1. Mô hình phanh xe bằng van tiết lưu ..................................................................... 88
4.5.2. Kết quả khảo sát.................................................................................................... 90
4.6. Chiến lược điều khiển tỷ số truyền vô cấp của hệ thống truyền động theo tải trọng
kéo của máy kéo ............................................................................................................. 93
4.6.1. Lựa chọn phương án điều khiển tỷ số truyền động của hệ thống ......................... 93
4.6.2. Một số kết quả khảo sát ........................................................................................ 96
4.7. Nghiên cứu thực nghiệm..................................................................................... 101
4.7.1. Đối tượng, mục đích, điều kiện nghiên cứu và các thông số cần đo .................. 101
4.7.2. Tổ chức thí nghiệm............................................................................................. 108
4.7.3. Thí nghiệm đối chứng đánh giá độ chính xác của mô hình mô phỏng............... 111
Phần 5. Kết luận và kiến nghị................................................................................ 118
5.1. Kết luận............................................................................................................... 118
5.2. Đề nghị................................................................................................................ 119
Danh mục các công trình công bố có liên quan đến luận án............................... 120
Tài liệu tham khảo .................................................................................................. 121
Phụ lục...................................................................................................................... 125
v
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt
BMM:
Nghĩa tiếng Việt
Bộ biến mô
HTTĐ:
Hệ thống truyền động
HSPNCS:
LHM:
Hộp số phân nhánh công suất
Liên hợp máy (máy kéo và bộ phận công tác)
Máy kéo và xe chuyên dụng
Truyền động thủy lực
MK&XCD:
TĐTL:
TĐTT:
Truyền động thủy tĩnh
vi
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU
Ký hiệu
Tên gọi
Đơn vị
[m]
푎
훽
Khoảng cách từ trọng tâm đến cầu sau máy
Hệ số nén của chất lỏng
[m2/N]
[m2/N]
Hệ số nén thể tích của chất lỏng
Hệ số giãn nở nhiệt của chất lỏng
Khoảng cách từ cầu sau đến điểm móc rơ mooc
Độ cứng tương đương
훽푉
훽푡
푐
[m]
[Nm/rad]
[Nm/rad]
[cm3/vòng]
[cm3/rad]
[N/m2]
퐶푡đ
퐶퐻
퐷
Độ cứng thủy lực của hệ chuyển động quay
Thể tích riêng của động cơ thủy lực
Hệ số kết cấu động cơ thủy lực
Lượng thay đổi áp suất của chất lỏng
Lượng thay đổi thể tích chất lỏng
Độ trượt của máy kéo
퐷푚
푑푝
푑푉
훿
[m3]
훿푥
Độ trượt quay của bánh xe chủ động
Trọng lượng riêng của chất lỏng
Hệ số ma sát
훾
[N/m3]
푓
Chi phí nhiên liệu riêng của động cơ
Chi phí nhiên liệu riêng của máy kéo
Trọng lượng máy kéo
[g/kW.h]
[g/kW.h]
[N]
푔푒
푔푇
퐺
퐺ꢀꢁ푢
퐺ꢀꢁ푢0
Tọng lượng gầu (bao gồm cả vật liệu)
Trọng lượng chế tạo gầu xúc
[N]
[N]
퐺푇
ℎꢀ
ℎ푚
ꢂ
Chi phí nhiên liệu giờ
[kG/h]
[m]
Chiều cao trọng tâm máy kéo
Chiều cao điểm móc rơ mooc
Tỉ số truyền hệ thống truyền động
Tỷ số truyền của truyền động cuối
Tỷ số truyền hộp số cơ khí
[m]
ꢂ푐
ꢂ퐻
ꢂ0
Tỷ số truyền của truyền động chính
Tỷ số truyền từ động cơ diesel đến bơm
ꢂ1
vii
Ký hiệu
Tên gọi
Đơn vị
[kg.m2]
퐽
Mô men quán tính
퐽푒
퐽푘
Mô men quán tính của động cơ đốt trong
Mô men quán tính của bánh xe chủ động
Mô men quán tính khối lượng quy về trục mô
tơ thủy lực
[kg.m2]
[kg.m2]
퐽푀
[kg.m2]
[kg.m2]
Mô men quán tính khối lượng quy về trục bơm
thủy lực
퐽푝
Mô đun đàn hồi của chất lỏng
Mức xoay góc nghiêng của đĩa điều khiển bơm
Hệ số lưu lượng van xả áp
[N/m2]
[%]
퐾
푘∝
퐾푏푧
푘ꢀꢁ
푘푀
푘푙푒
푘푃
퐿
[m5/(N.s)]
Mức ga động cơ
[%]
Hệ số ma sát cản nhớt của mô tơ thủy lực
Hệ số rò rỉ của bơm
[Nm.s]
Hệ số ma sát cản nhớt của bơm
Chiều dài cơ sở của máy kéo
[Nm.s]
[m]
Khoảng cách từ trọng tâm hình học của trọng
tâm gầu đến cầu trước máy kéo khi gầu hạ
xuống nền
퐿ꢀꢁ푢0
[m]
푀퐶퐸
푀퐶퐻
푀퐶푇
푀푒
Mô men cản trục bơm lên động cơ diesel
Mô men cản từ cầu sau lên hộp số cơ khí
Mô men cản hộp số lên trục mô tơ thuỷ lực
Mô men quay của động cơ diesel
Mô men quay cực đại
[Nm]
[Nm]
[Nm]
[Nm]
[Nm]
푀푒푚ꢁ푥
푀푒푁
푀푘
Mô men quay danh nghĩa
[Nm]
Mô men quay của bánh xe chủ động
Khối lượng máy kéo
[Nm]
푚
[kg]
휇
Độ nhớt động lực học của chất lỏng
Tốc độ quay động cơ diesel
[N.s/m2]
[vòng/ph]
[vòng/ph]
[vòng/ph]
푛푒
Tốc độ quay danh nghĩa
푛푒퐻
푛푒푀
Tốc độ quay khi mô men cực đại
viii
Ký hiệu
푛푒푚ꢁ푥
푛푒푚푖푛
푁푒퐻
푛퐻
Tên gọi
Tốc độ quay cực đại
Đơn vị
[vòng/ph]
[vòng/ph]
[Hp]
Tốc độ quay ổn định nhỏ nhất
Công suất danh nghĩa của động cơ
Tốc độ quay trục thứ cấp hộp số cơ khí
Tốc độ quay của bánh xe chủ động
Tốc độ quay bánh xe chủ động bên phải
Tốc độ quay bánh xe chủ động bên trái
Tốc độ quay của mô tơ thủy lực
Tốc độ quay của bơm thủy lực
Hiệu suất mất mát công suất do trượt
Hiệu suất thủy – cơ khí của mô tơ thủy lực
Hiệu suất thủy – cơ khí của bơm
Hiệu suất bơm thủy lực
[vòng/ph]
[vòng/ph]
[vòng/ph]
[vòng/ph]
[vòng/ph]
[vòng/ph]
푛푘
푛푘푝
푛푘푡
푛푚
푛푃
휂훿
휂푚ℎ푀
휂푚ℎ푃
휂푃
휂푉푃
휗
Hiệu suất thể tích của bơm
Độ nhớt động học của chất lỏng
Tốc độ quay trục bơm thủy lực
Lực cản máy công tác
[cm2/s]
[rad/s]
[N]
휔푘
푃퐶푇
푃푘
Lực kéo tiếp tuyến của máy kéo
Phản lực tiếp tuyến bánh xe bên phải và bên
trái
[N]
푃퐾푝, 푃퐾푡
[N]
푃
Lực kéo (hoặc đẩy) ở mooc máy kéo
Áp suất của dầu thủy lực
[N]
[bar]
푚
푝
푝ꢁ
Áp suất khí quyển
[N/m2]
Áp suất cực đại
[bar]
푝퐴푚ꢁ푥
푝퐴푚푖푛
푝푍
Áp suất cực tiểu
[bar]
Áp suất mở van xả áp
[bar]
휑푥
Hệ số bám dọc của bánh xe chủ động
Lưu lượng cửa mô tơ thủy lực
Lưu lượng của bơm thủy lực
Lưu lượng trả về qua van áp suất
푄푀
[m3/s]
[m3/s]
[m3/s]
푄푃
푄푉
ix
Ký hiệu
Tên gọi
Khối lượng riêng của chất lỏng
Bán kính của bánh xe chủ động
Hệ số tỷ lệ phụ thuộc vào loại chất lỏng thủy
lực
Đơn vị
[kg/m3]
[m]
휌
푟푘
휏
푣
Vận tốc của máy kéo
[m/s]
[m3]
Thể tích ban đầu của chất lỏng
Dung tích bình tích áp
푉
[lit]
푉
퐴
푉
Dung tích gầu xúc lật
[m3]
ꢀꢁ푢0
푉푀푚ꢁ푥
푉푃푚ꢁ푥
Thể tích riêng của mô tơ
Thể tích riêng của bơm
[m3/vòng]
[m3/vòng]
Phản lực pháp tuyến lên bánh xe cầu trước và
cầu sau
[N]
푍1, 푍2
x
DANH MỤC BẢNG
TT
Tên bảng
Trang
2.1. Các chỉ số đánh giá các loại truyền động........................................................... 11
4.1. Số liệu tham khảo các hệ số c1, c2, c3 của máy xúc ........................................... 69
4.2. Các thông số kỹ thuật sử dụng trong mô phỏng động lực học liên hợp máy xúc74
4.3. Kết quả kiểm chứng mô hình lý thuyết so với thực nghiệm............................. 116
xi
DANH MỤC HÌNH
TT
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
2.7.
2.8.
2.9.
Tên hình
Trang
Sơ đồ truyền động cơ khí trên ô tô, máy kéo và xe chuyên dụng.................... 5
Sơ đồ kết cấu hộp số vô cấp kiểu bộ truyền đai............................................... 6
Sơ đồ nguyên lý hai dạng truyền động thuỷ lực cơ bản................................... 8
Truyền động thủy tĩnh cho bộ phận di động.................................................... 9
Sơ đồ truyền động thủy lực thủy tĩnh dạng mạch hở và mạch kín .................. 9
Hệ thống truyền động hybrid ......................................................................... 10
Đường đặc tính kéo lý thuyết của máy kéo.................................................... 15
Các phương án liên kết bơm với mô tơ thủy lực............................................ 18
Hệ thống truyền động thuỷ cơ dùng bộ truyền thuỷ động ............................. 20
2.10. Hệ thống truyền động thủy tĩnh cho bộ phận di động.................................... 22
2.11. Bộ truyền động di động máy ủi D39-EX....................................................... 23
2.12. Sơ đồ truyền động cho xe hai cầu chủ động .................................................. 24
2.13. Mô hình thực nghiệm hệ thống truyền động thủy lực.................................... 25
2.14. Hộp số thủy lực - cơ khí cải tiến.................................................................... 25
2.15. Hệ thống truyền động bán vô cấp dùng bộ truyền đai .................................... 28
2.16. Sơ đồ hộp số phân nhánh công suất cấu hình SRO......................................... 29
2.17. Mô hình máy kéo cơ sở và máy kéo cải tiến.................................................... 31
2.18. Mô hình máy kéo liên hợp bộ phận xúc lật...................................................... 32
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
3.6.
3.7.
3.8.
3.9.
Quá trình nghiên cứu bằng phương pháp mô phỏng......................................... 38
Mô hình xác định độ cứng tương đương của động cơ thủy lực..................... 43
Mô hình dao động của hệ thủy lực chuyển động quay ................................... 43
Mạch thủy lực có RL- C ................................................................................. 44
Mô hình nghiên cứu quy luật thay đổi áp suất................................................ 45
Mạch thủy lực dạng hở .................................................................................. 46
Mô hình bơm với mạch nguồn thủy lực kín.................................................... 47
Mô hình động cơ thủy lực............................................................................... 48
Mô hình tải trọng quán tính đàn hồi của chuyển động quay........................... 48
3.10. Mạch thủy lực điều khiển bằng van tiết lưu..................................................... 49
3.11. Đặc tính tải và điều khiển van tiết lưu ............................................................. 49
xii
3.12. Hiệu suất truyền động thủy lực sử dụng van tiết lưu...................................... 50
3.13. Mô hình động lực học bánh xe......................................................................... 52
4.1.
4.2.
Sơ đồ các lực tác dụng lên liên hợp máy khi xúc vật liệu.............................. 55
Mô hình xác định toạ độ trọng tâm liên hợp máy khi vận chuyển vật liệu bằng
gầu xúc........................................................................................................................ 56
4.3.
4.4.
4.5.
4.6.
4.7.
4.8.
4.9.
Mô hình liên hợp máy xúc vận chuyển bằng rơ moóc một trục ..................... 57
Sơ đồ hệ thống truyền động của liên hợp máy................................................ 59
Đường đặc tính ngoài của động cơ YM-3T84 ................................................ 61
Đặc tính cục bộ của động cơ diesel................................................................. 62
Sơ đồ truyền động thuỷ lực............................................................................. 63
Các trạng thái làm việc của bình tích áp kiểu màng ....................................... 66
Mô hình bánh xe chủ động.............................................................................. 68
4.10. Đặc tính bám của bánh xe chủ động ............................................................... 69
4.11. Mô hình xúc đất cát trên nền xi măng.............................................................. 70
4.12. Đặc tính lực cản Pxuc(t) khi xúc cát trên nền xi măng...................................... 71
4.13. Một số phương án khảo sát lực cản xúc đất cát ............................................... 71
4.14. Mô hình Simulink mô phỏng động lực học liên hợp máy xúc lật................... 78
4.15. Đồ thị tương quan giữa các đặc tính của hệ thống truyền động thuỷ lực trên
liên hợp máy xúc......................................................................................................... 80
4.16. Ảnh hưởng van xả áp ....................................................................................... 81
4.17. Diễn biến các thông số động lực học khi điều khiển mức ga .......................... 83
4.18. Điều khiển đĩa nghiêng của bơm ..................................................................... 84
4.19. Điều khiển số truyền làm việc.......................................................................... 86
4.20. Liên hợp máy thực hiện công việc xúc nạp tải ................................................ 87
4.21. Mô hình phanh hãm xe bằng van tiết lưu......................................................... 88
4.22. Sơ đồ kết cấu và nguyên tắc làm việc của van tiết lưu .................................... 89
4.23. Ảnh hưởng tốc độ đóng van tới vận tốc chuyển động của xe.......................... 91
4.24. Ảnh hưởng của van áp suất.............................................................................. 91
4.25. Ảnh hưởng của mức độ đóng van tiết lưu........................................................ 92
4.26. Đặc tính kéo của bánh xe chủ động ................................................................. 94
4.27. Điều khiển tỷ số truyền thuỷ lực theo tải trọng kéo của máy kéo.................... 97
xiii
4.28. Ảnh hưởng tỷ số truyền của hộp số cơ khí đến khoảng lực kéo có thể điều
khiển được vô cấp tỷ số truyền thuỷ lực..................................................................... 98
4.29. Điều khiển đĩa nghiêng của bơm theo lực kéo................................................. 99
4.30. Sơ đồ hệ thống thử nghiệm động cơ qua trục trích công suất........................ 103
4.31. Thực nghiệm xác định lực bám của liên hợp máy xúc lật ............................. 104
4.32. Ảnh màn hình đo lực bám trên nền đất nông nghiệp và trên đường............. 104
4.33. Thực nghiệm xác định lực cản lăn của liên hợp máy xúc lật......................... 105
4.34. Thực nghiệm xác định lực cản của liên hợp máy xúc lật............................... 105
4.35. Kết quả đặc tính thực nghiệm lực cản liên hợp máy...................................... 105
4.36. Cảm biến lưu lượng, áp suất và số vòng quay ............................................... 106
4.37. Sơ đồ liên kết các thiết bị đo.......................................................................... 107
4.38. Bộ khuếch đại và bộ gom dữ liệu NI DAS-USB6009 ................................... 108
4.39. Sơ đồ vị trí lắp đặt cảm biến trên liên hợp máy............................................. 108
4.40. Thí nghiệm thay đổi lực kéo của liên hợp máy.............................................. 109
4.41. Worksheet đo trên phần mềm DasyLab......................................................... 109
4.42. Kết quả thí nghiệm xác định lực kéo của máy kéo ........................................ 110
4.43. Thí nghiệm liên hợp máy di chuyển trên đường mấp mô.............................. 111
4.44. Kết quả thí nghiệm khi liên hợp máy di chuyển trên đường mấp mô............ 111
4.45. Đặc tính hệ thống truyền động khi lực cản thay đổi ..................................... 115
xiv
TRÍCH YẾU LUẬN ÁN
Tên tác giả: Đặng Đức Thuận
Tên luận án: Nghiên cứu động lực học của hệ thống truyền động thuỷ lực - cơ khí trên
liên hợp máy xúc lật.
Ngành: Kỹ thuật cơ khí
Mã số: 9 52 01 03
Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Mục đích nghiên cứu
Ứng dụng phát triển hệ thống truyền động thuỷ lực - cơ khí cho các loại máy
kéo nông nghiệp đang sử dụng hộp số cơ khí, nhằm cải thiện tính năng, mở rộng
phạm vi hoạt động và nâng cao hiệu suất khai thác sử dụng các loại máy kéo hiện
có trong các hoạt động sản xuất nông lâm nghiệp của Việt Nam.
Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết: Xây dựng mô hình động lực học hệ thống truyền động
kết hợp thủy lực cơ khí trên máy tự hành, khảo sát phân tích đánh giá tính năng
làm việc của hệ thống máy khi chịu tác động của các yêu tố kết cấu và điều kiện
sử dụng.
Nghiên cứu thực nghiệm: Thiết kế và chế tạo mô hình liên hợp máy kéo - xúc
lật có sử dụng hệ thống truyền động kết hợp thuỷ lực - cơ khí, mô hình được sử
dụng trong các thí nghiệm xác định thông số cho mô hình mô phỏng và kiểm chứng
các kết quả tính toán khảo sát.
Kết quả chính và kết luận
Trên cơ sở một máy kéo 4 bánh sử dụng hộp số cơ khí phân cấp, luận án đã
đã thiết kế và chế tạo được mô hình thí nghiệm động lực học hệ thống truyền động
bán vô cấp kết hợp thủy lực - cơ khí trên máy kéo, mô hình có tính cơ động cao,
phù hợp để thực hiện thí nghiệm với máy công tác xúc lật trong các điều kiện làm
việc thực tế. Máy kéo với hệ thống truyền động kết hợp thủy lực - cơ khí có sự cải
thiện rõ rệt về tính năng, cho phép thay đổi tỷ số truyền linh hoạt trong phạm vi
rộng, giúp cho động cơ làm việc ổn định trên điểm làm việc lựa chọn trong khi tải
trọng ngoài biến động lớn, kết cấu hệ thống truyền động đơn giản hơn với hộp số
cơ khí có hai số truyền và không cần li hợp. Các kết quả khảo sát mô hình động
lực học hệ thống máy trong các trường hợp khởi hành, phanh dốc, xúc nạp tải..vv,
xv
cho thấy hệ thống máy làm việc ổn định, an toàn, đảm bảo quá trình làm việc liên
tục không xảy ra quá tải làm động cơ ngừng hoạt động.
Đề xuất các giải pháp điều khiển lưu lượng dầu thủy lưc trong thiết kế bộ
phận phanh hãm bằng van tiết lưu cho máy tự hành trang bị hộp số thủy lực, sử
dụng để hạn chế tốc độ di chuyển của liên hợp máy khi xuống dốc và điều khiển
lưu lượng bơm thủy lực phù hợp với sự thay đổi tải trọng, ổn định hoạt động của
động cơ trong vùng hiệu suất làm việc cao.
Truyền động thủy lực với bơm thủy lực điều khiển lưu lượng tích hợp trong
mạch truyền động thủy lực cơ bản có thể ứng dụng tốt cho các loại máy kéo công
suất trung bình (> 30 Hp) hiện có tại Việt Nam. Cải tiến hoặc chế tạo hộp số mới
với chi phí đầu tư thấp, phù hợp với diều kiện sử dụng cũng như công nghệ chế
tạo máy của Việt Nam.
xvi
THESIS ABSTRACT
PhD candidate: Dang Duc Thuan
Thesis title: Research on the dynamics of the hydraulic transmission system on the tractor
– wheel loader complex.
Major: Mechanical engineering
Code: 9 52 01 03
Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA)
Research Objectives
Application of developing hydraulic - mechanical transmission systems for
agricultural tractors using mechanical gearboxes, form a scientific basis for the
improvement of the tractor's power transmission system from the transmission
system using a mechanical gearbox to a hydraulic - mechanical combined
transmission system to improve the performance and expand the range of operation
and improve the exploitation efficiency and use of existing tractors in agricultural
and forestry production activities in Vietnam.
Materials and Methods
Theoretical research: Building dynamic models of transmission system
combined with mechanical hydraulic on self-propelled machines, surveying the
model and analyzing and evaluating the working performance of the machine
system when affected by structural factors and usage conditions.
Experimental study: Designing and manufacturing a tractor-excavator
combination model using hydraulic-mechanical transmission system. The model
is used in the experiments to determine parameters for the simulation model and
verify the survey calculation results..
Main findings and conclusions
On the basis of a 4-wheel tractor using a decentralized mechanical gearbox,
the thesis has designed and manufactured a dynamic test model of semi-infinite
hydraulic - mechanical transmission system on the tractor. The model is highly
maneuverable, suitable for carrying out experiments with the wheel loader under
real-world working conditions. Tractor with hydraulic-mechanical power
transmission system has a marked improvement in performance, allowing flexible
transmission ratio change in a wide range, helping the engine to work stably on the
xvii
working point. the powertrain structure is simpler, with a mechanical transmission
with two gears and no clutch required. The survey results of the machine system
dynamics model in the cases of departure, ramp braking, loading, etc., show that
the machine system works stably, safely, ensuring inter-working process.
Continuity does not occur overload causes the engine to stop working.
Proposing solutions for hydraulic oil flow control in brake valve design for
self-propelled machines equipped with hydraulic gearboxes, used to limit the
movement speed of the machine complex when downhill and oil pump flow
control suitable for the load change, stabilizing the engine operation in the high
performance area.
Hydraulic drive with flow control hydraulic pump integrated in the basic
hydraulic transmission circuit can be used well for medium capacity tractors (> 30
Hp) available in Vietnam. Improving or manufacturing a new gearbox with low
investment costs, in accordance with the conditions of use as well as the machine
manufacturing technology of Vietnam.
xviii
Tải về để xem bản đầy đủ
153 trang
24460
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Luận án Nghiên cứu động lực học của hệ thống truyền động thuỷ lực - cơ khí trên liên hợp máy xúc lật", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- luan_an_nghien_cuu_dong_luc_hoc_cua_he_thong_truyen_dong_thu.pdf
- KTCK - TTLA - Dang Duc Thuan.pdf
- TTT - Dang Duc Thuan.pdf
