Nghiên cứu quá trình khởi hành ô tô sử dụng ly hợp ma sát trong hệ thống truyền lực cơ khí

Nguy n Tr ng Hoan... Mô hình tính toán..... do lúc này.

TRƯỜ NG Đ Ạ I H C BÁCH KHOA HÀ N I Ọ Ộ

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGHIÊN C U QUÁ TRÌNH KH I HÀNH Ô TÔ S DỨ Ở Ử ỤNG LY H P Ợ

MA SÁT TRONG H Ệ THỐNG TRUY N LỀ ỰC CƠ KHÍ

TRỊNH VĂN DŨNG

trinhdung1012@gmail.com Ngành K thuỹ ật cơ khí động l c ự

Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Nguy n Tr ng Hoan  

Viện: ng l c 

HÀ NỘI 2020:

C NG HÒA XÃ H I CH     T NAM

Độ ậ – ực l p T do H nh phúc – ạ

B N XÁC NH N CH NH S A LU Ả Ậ Ỉ Ử ẬN VĂN THẠC SĨ

H và tên tác gi ọ ả luận văn : Tr

Đề tài luận văn: Nghiên c u quá trình kh i hành ô tô s d ng ly h p ma sát      trong h th   ng truy n l   

i

LỜI CAM ĐOAN

 công trình nghiên c u c a riêng tôi      i s ng d n 

c a PGS.TS Nguy n Tr ng Hoan Các s u k t qu nêu trong lu     li   

th c ai công b trong các công trình nào khác! 

Hà N i, ngày tháng 03  25 

Tác gi 

Tr

ii

Ti n tác gi   c g i l i c     c nh t t i th y giáo   Nguy n Tr ng Hoanễ ọ t nhi u th i gian và s t    ng dn, ch  b o cho tác gi hoàn thành công trình nghiên c u  

Cui cùng tác gi xin chân thành c n bè cùng nh ng 

ng nghi  tác gi r t nhi u trong kho ng    thi gian v a qua 

Tác gi xin chân thành c 

iii

iv

M C L C Ụ Ụ

L i

L I C  ii

LU iii

M C L C   iv

DANH M C CÁC KÝ HI U, CH    VIT T T  vi

DANH M C CÁC B NG vii

DANH M C CÁC HÌNH V  TH viii

LU iv

: T NG QUAN V V   NGHIÊN C U 1 

1.1 Ly h p trong h  thng truy n l  1

1.1.1 Công d ng c a ly h p 1

1.1.2 Phân lo i ly h p  1

m c u t o   5

1.2 Vai trò c a ly h p trong quá trình kh i hành ô tô    8

1.3 Các thông s  ng và thông s  i hành 10

t riêng 10

1.3.2 Các thông s  ng và thông s   14

1.4 Mng nghiên c u và n i dung c a lu    16

1.4.1 M c tiêu nghiên c u 16

ng nghiên cu 16

u 16

1.4.4.N i dung c a lu   16

 : MÔ PH NG LY H P TRONG QUÁ TRÌNH KH I    HÀNH Ô TÔ 17

ng ly h p 17 

ng tr c ti p 17 

pháp dòng công su t  23

v

2.2 Các Mô hình mô ph ng ly h p   29

2.2.1 mô hình 2 khng 29

2.2.2 Mô hình 4 khng 30

2.2.3 Mô hình 5 khng 32

 35

2.3.1.Mô hình tính toán trong Matlab 37

 : TÍNH TOÁN KH O SÁT CÁC THÔNG S C A LY    H P TRONG QUÁ TRÌNH KH I HÀNH Ô TÔ   41

3.1 S u tính toán li 41

3.2 K t qu tính toán   41

3.2.1 Quy lu t bi ng 41

3.2.2 Bi n thiên v n t c góc    42

3.2.3 T i tr ng trên các tr c    43

t 45

3.3 Kh o sát  ng c a các thông s t i quá trình kh i hành ô tô     46

3.3.1 ng c a t  p 46

3.3.2 ng ca h s c n c   ng 49

K T LU N   52

TÀI LI U THAM KH O   53

vi

vii

viii

DANH MỤ C CÁC HÌNH V , Đ TH Ẽ Ồ Ị

   c u t o ly h p ma sát khô m  5

   c u t o ly h 5

Hình 1 3 C u t o chung c a ly h p ma sát     6

Hình 1 4 Quá trình kh i hànhc a ly h p    8

 t 11

 mô t các thông s   ng lên h th ng l c AMT và  các thông s c n ki m soát trong quá trình kh i hành xe     15

Hình 2 1 Mô t chi ti t quay c a ly h p    17  mô ph ng HTTL  18

Hình 2 3 Ví d chuy    i t ng l c  19

Hình 2 4 Mô hình hóa và mô ph ng HTTL ô tô hybrid b ng Bond graph   24

Hình 2 5 Mô ph ng c m ly h p b     m ng liên k t  26

Hình 2 6 mô hình mô ph ng ly h p v i 2 kh   ng 29

Hình 2 7 Mô hình mô ph ng ly h p   30

Hình 2 8  ng l c h c c a toàn b ly h p      31

 mô ph ng HTTL  32

Hình 2 10a Mô hình tính toán 39

Hình 2 10b hình tính toán kh i chính c  40

Hình 3 1 Quy lu t bi n thiên các mô men  42 Hình 3 2 Bi n thiên v n t c góc trong quá trình kh i hành     43

Hình 3 3 Bi n thiên mô men trong quá trình kh i hành   43

Hình 3 4 bi n thiên momen trên c u xe và bán tr c    44

Hình 3 5 H s t i tr   ng trên tr 45

t trong quá trình kh i hành  45

  th mô t t   47

  th mô t  t riêng 47

  th mô t h s t i tr    ng 48

   thmô t th    t c a ly h p 48

ix

 th mô t th  t c a ly h p  48

 th mô t s vòng quay nh   nh  50 t c

 th mô t  t riêng 50

 th mô t t i trng 51  

 th mô t th  t c a ly h p  51

x

- m b u an toàn cho các chi ti t c a h   thng truy n l c không b   quá tng ht ng t và không nh ly h  p

  h thng truy n l c b   i h p s có c p, thì vi c dùng ly   

h tách t c th  i h thng truy n l c s làm gi   p gi c c a kh i s  c d dàng  Khi n i êm d c v i h   thng truy n l c (lúc này ly h  p

có s  t) làm cho mômen các bánh xe ch     t Do khc êm

ng th i v i vi i h

              thng truy n l c, s    ng liên t c (không b  chkhông ph i kh u l n

1.1.2 Phân lo i ly h p ạ ợ

a Phân lo i tạ heo phương pháp truyền mômen

  n mômen t  trc khu u c   n h thng truy n l i ta chia ly h p ra thành 4 lo i sau :  

 Loại 1 : Ly h p ma sát: là ly h p truy n mômen xo n b ng các b m      t



1

ma sát, nó g m các lo i sau :  

ly h p b nung nóng do nhi t t o b i m t ph n công ma sát       

Tuy nhiên ly h p ma sát v   c s d ng ph  bin  các ôtô hi n nay 

do nhm c a nó 

 Loại 2: Ly h p th y l c : là ly h p truy n mômen xo n b       

ng c a ch t l  ng là d u) 

2

m c a ly h p th y l c là : làm vi c b n lâu, gi       c t i trng

ng tác d ng lên h th ng truy n l c và d t        u khi n 

xe

m c a ly h p th y l c là : ch t o khó, giá thành cao, hi      u sut truy n l c nh do hi t

Loi ly h p th y l  c s d ng trên ôtô t i, hi n t i m     c s 

d ng m t s     loi xe ôtô du l ch, ôtô v n t i h ng n ng và m t vài ôtô quân      

s 

 Loại 3: Ly h n t : là ly h p truy n mômen xo n nh tác d ng c     a

t  n Loc s d ng trên xe ôt   ô

 Loại 4: Ly h p liên h p : là ly h p truy n mômen xo n b ng cách k      t

h p hai trong các lo i k trên (ví d     p thc s 

d ng trên xe ôtô 

b Phân lo i theo tr ng thái làm vi c c a ly h p ạ ạ ệ ủ ợ

Theo tr ng thái làm vi c c a ly h p th    i ta chia ly h p ra thành 2 loi sau:

 Ly h  c s d ng h u h t trên các ôtô hi  n nay

3

m k t c u c a lò xo có th dùng lò xo tr    côn

Trong các lo i trên thì ly h p dùng lò xo tr b     c áp

d ng khá ph   bin trên các ôtô him k t c u g n nh   ,

t c l c ép l n theo yêu c u và làm vi c tin c    y

 Loại 2 : Ly h  n t : l c ép là l n t

 Loại 3 : Ly h p ly tâm : là lo i ly h p s d ng l        t o l c ép

 ly h p Lo   c s d ng trên các ôtô quân s 

 Loại 4 : Ly h p n a ly tâm : là lo i ly h p dùng l c ép sinh ra ngoài l     c

ép c a lò xo còn có l c ly tâm c a tr ng kh i ph ép thêm vào Lo i này có       

k t c u ph c t p nên ch       s d ng m t s ôtô du l     -110, POBEDA

d Phân loại theo phương pháp dẫn động ly h p ợ

ng ly hi ta chia ly h p ra thành 2 loi sau :

h p d dàng, nh    

4

1.1.3 đặc điể m c u t ấ ạ o

a Sơ đồ ấ ạ c u t o củ a ly h p loợ ại đĩa ma sát khô

Hình 1 1.a sơ đồ ấ ạ c u t o ly h p ma sát khô mợ ột đĩa

1- bánh đà; 2- đĩa ma sát; 3- đĩa ép; 4- lò xo ép; 5- v ly h p; 6- b c mỏ ợ ạ ở;7

-bàn đạp; 8- lò xo h i v ồ ị bàn đạp 9- ; đòn kéo; 10- càng m ; 11-bi "T"ở ; 12 -

đòn mở; 13- lò xo gi m ch n ả ấ

Hình 1 2.b Sơ đồ ấ ạ c u t o ly h p ma sát khô haợ i đĩa

1 - bánh đà; 2 - lò xo đĩa ép trung gian; 3 - đĩa ép trung gian; 4 đĩa ma sát; -

5 - đĩa ép ngoài; - bulông h n ch ; 6 ạ ế - lò xo ép; - v ly h p 7 8 ỏ ợ ; - b c m 9 ạ ở;

10 - trụ c ly h p; 11 - ợ bàn đạp 12 - lò xo h i v ;13 - thanh kéo; ; ồ ị 14 - càng mở; 15 bi - "T";16 - đòn mở;17-lò xo gi m ch n ả ấ

5

b C u t o chung c a ly h p loấ ạ ủ ợ ại đĩa ma sát khô

- u ly h p : là b   phn th c hi n vi c n i và ng t truy     ng t  ng

n h th ng truy n l   c

- D ng ly h p : là b   phn th c hi n vi  u khi ly h p  Trong ph n này, ta xét c u t o c   u ly h p, nó g m 3 ph n chính:   

6

 N u cùng m   ng và cùng m t l 

ly hc mômen lp m

 N u ph i truy n m   c nh  g p m

 Ly h  l i kém d t khoát 

p m

 Ly h t c u ph c t p m

  c u tm các b  phn và các chi ti i v i ly h p m m khác bi t là ly h  

 c t do

7

1.2 Vai trò c a ly h p trong quá trình kh i hành ô tô ủ ợ ở

Hình 1 4 Quá trình kh i hànhc a ly h p ở ủ ợ

a)Đồ thị quá trình trượ t ly h p trong th c tếợ ự ; b)- Sơ đồ tính toán

Quá trình ô tô bu chuyng t trng c hi u là khc th c hi n nh s     i gi a các b  

m t ma sát trong ly h  tránh vi c chuy n tr ng thái x y ra m    t ngt, gây nên hing gi t và t i tr  ng trong h th ng truy n l c, ly    

h p ph i   tbuc pht trên nhau

 mô hình hóa quá trình tr t c a ly h p khi kh i hành ô tô, ta s     

d   4 g m có 2 khng quay v i các mô men quán tính Id và Iad là mô men quán tính c a t t c các kh   i

ng chuya a các b  phn chuyng trong HTTL và khng chuyng t nh ti n

c a ô tô Ly h c th  hin v  ng quay v i v n t  c d và

  ng quay v i  a Mô men trên tr c ch ng chính là mô men c   a

d, mô men c n trên tr c b ng là M     và mô men ma sát c a ly 

h p là M c

Gi  s , khi kh i hành tr c c a    quay v i v n t c    0, còn tr  c b ng c a ly h ng yên: a = 0 Np thì a

8

s t v n t   at trong kho ng th i gian là   c góc ca tr  c b ng là:

Nu  quá nh (ly h  t ng t) thì r t l n Vì v y, mô men     quán tính truy   r t l n:

Mô men này gây nên hi ng gi t và gây quá t i trên các chi ti  t trong h  thng truy n l c    quá trình kh i hành x y ra m t cách   

êm d u và gi m t  i trng truy n vào HTTL, th p

c n ph   l n

Quá trình khc mô t b  th  3

T i th m bi m v n tt  nh, còn tr c b  

ng không quay (a a ly h p b u

 0 (ly h p ng t hoàn toàn) theo m t quy lu   i lái quynh:

 t t i giá tr c a mô men c n M    thì tr c b  

ng bu quay và ô tô bu chuy ng (a n), v n t c c  a

  m xu ng do ph i kéo t i T i khi       t kt

 ng và b ng c  a ly h p quay cùng v n t   c

Có th  nhn th y r khi hành êm d u và gi m t i tr   ng cn kéo dài thi vi c gia 

9

1.3 Các thông s ố ảnh hưởng và thông s ố đánh giá quá trình khởi hành

1.3.1 Công trượt và công trượt riêng

c tính bt W quy v m   di n tích ma sát c  ng:

C 3 thông s M  c(t), d và acó m t trong công th c 1 1 u là hàm

c a th i gian ( nh 4) Quy lu t bi n thiên c a các thông s này ph thu  hì 1      c vào các tính ch t chung c a ôtô và ly h p, ch chuy       c a

i lái Tu theo các gi thi t tính toán và quy lu t bi n thiên c a các thông      

W A

W

)(

M

W   c( )( d  a)

10

do lúc này

n th hai c t ôtô bu chuyng t 

v n t c a     n t  Th     t n này là

(t là th i gian c a toàn b    n này,

mô men ma sát ly h p M c(t) vn tính theo thc, còn

11

m d n do b phanh b i ph n b ng c a ly h p Khi k t thúc quá         

và:

(1.2) ,

1 2

s

M L

M

kt M

2 0

12

vi:

 cun 2 , nên ta có:

Ct  

a d

I I

I I

1 2

13

Trong các công th c trên:  M là v n t c góc c  i tht mô men ci; N- v n t c góc c   t i tht công su t c i.

N u s d ng công th c 3.14 thì vi    c th c hi 

  i v i ôtô con l y và tính cho tay s I;

  i v i ôtô t i l y   và tính cho tay s II, n u có h p s ph thì     tính cho tay s II c a h p s chính và s truy n th p trong h p s          ph

ng ht quá 160 J/ cm2

1.3.2 Các thông s ố ảnh hưở ng và thông s ố đánh giá

Hai thông s  u khi n quan tr ng, có   ng quy n quá trình kh i hành là t   óng ly h p và m c c p mô men c   

T c th  hin qua h s k  c: kc l n giúp gi c

Các thông s  u khi n và m c tiêu c  c th hin b ng 

 

1 , 0





1 , 0



