Chương TRUYỀN ĐỘNG THỦY TĨNH Những vấn đề chung máy thuỷ lực thể tích 2.2 Các loại bơm thủy lực thể tích 2.3 Các loại động thủy lực thể tích 2.4 Xilanh thủy lực 2.5 Lựa chọn máy thủy lực thể tích cho truyền động thủy lực ô tô – xe máy Những vấn đề chung máy thuỷ lực thể tích 1.1 Nguyên lý làm việc phân loại máy thủy lực thể tích a) Nguyên lý: -Việc trao đổi lượng với chất lỏng thực theo nguyên lý chèn ép chất lỏng thể tích kín tác dụng áp suất thủy tĩnh -Năng lượng chủ yếu mà dòng chất lỏng trao đổi với máy áp năng, thành phần động dòng chất lỏng chuyển động qua máy thay đổi không đáng kể, gọi máy thủy tĩnh 2.1 Những vấn đề chung máy thuỷ lực thể tích b) Phân loại máy thủy lực thể tích MÁY THUỶ LỰC THỂ TÍCH Loại không điều chỉnh Bánh Ăn khớp Cánh gạt Ăn khớp Loại điều chỉnh Pít tông Rô to hướng kính Rô to hướng trục Lệch trục Cánh gạt Điều chỉnh trực tiếp Pít tông Rô to hướng kính Điều chỉnh theo hành trình Rô to hướng trục Lệch trục 2.1 Những vấn đề chung máy thuỷ lực thể tích 2.1.2 Các thông số máy thủy lực thể tích a Lưu lượng Lưu lượng lý thuyết Ql máy thủy lực thể tích lưu lượng chưa tính tới rò rỉ xác định sau: Ql=q.n (2.1) q – lưu lượng riêng máy n- số chu kz làm việc máy đơn vị thời gian Lưu lượng lý thuyết Ql >Qthực tế xảy rò rỉ Ql lưu lượng tính trình đơn vị thời gian nên gọi lưu lượng trung bình lý thuyết Khác với máy thủy lực cánh dẫn, lưu lượng tức thời máy thủy lực thể tích thay đổi theo thời gian kể máy làm việc ổn định 2.1 Những vấn đề chung máy thuỷ lực thể tích 2.1.2 Các thông số máy thủy lực thể tích b Áp suất Cột áp máy thủy lực thể tích tạo nên chủ yếu thay đổi áp suất tĩnh chất lỏng chuyển động qua máy, thường dùng áp suất để biểu thị khả tải máy Quan hệ áp suất cột áp: H  p  - Đối với máy thủy lực chuyển động tịnh tiến (xilanh lực) Áp suất làm việc tác dụng lên đỉnh pittông tạo thành áp lực P: P  p - Đối với máy thủy lực có chuyển động quay Áp suất làm việc tác dụng lên roto tạo thành mômen: M  p.kM 2.1 Những vấn đề chung máy thuỷ lực thể tích 2.1.2 Các thông số máy thủy lực thể tích b Áp suất Xác định hệ số mômen kM - Từ quan hệ xác định công suất Nl Nl   Ql H   Ql - Mặt khác : - Nên ta có: p   Ql p Nl  M  p.Ql  M   p.k M  Q q  kM    2 2.1 Những vấn đề chung máy thuỷ lực thể tích 2.1.2 Các thông số máy thủy lực thể tích c Hiệu suất công suất Đối với máy thủy lực thể tích tổn thất thủy lực tương đối nhỏ động phần tử chất lỏng nhỏ nên thường cho ηH=1   Q cH  Q c Công suất làm việc động thường xác định thông số khí: - Đối với máy thủy lực chuyển động tịnh tiến (xilanh lực) N  Pv - Đối với máy thủy lực có chuyển động quay N  M 2.2 Các loại bơm thủy lực thể tích 2.2.1 Các loại bơm thủy lực thể tích a Bơm bánh răng: Bơm bánh ăn khớp Nguyên lý làm việc: Các buồng làm việc bơm hình thành thân bơm biên dạng Thể tích buồng hút buồng nén thay đổi nhờ khớp vào khớp với thực chu kz hút nén chất lỏng Bơm bánh ăn khớp 2.2 Các loại bơm thủy lực thể tích 2.2.1 Các loại bơm thủy lực thể tích a Bơm bánh răng: Thân bơm có hai cửa đối diện A B Giả sử bánh quay theo chiều mũi tên hình vẽ cửa A diễn khớp răng, thể tích tăng, áp suất giảm dầu từ thùng chứa tràn vào cửa A choán lấy rãnh theo vận chuyển sang cửa B Tại cửa B diễn vào khớp bánh răng, thể tích giảm áp suất tăng lên dầu đẩy Cửa A – hút, cửa B- đẩy Bơm bánh ăn khớp 2.2 Các loại bơm thủy lực thể tích Nhược điểm: Chênh lệch áp suất hai buồng hút đẩy tạo tải trọng tác dụng lên bánh răng, thân bơm, ổ trục - Khi vào khớp khoảng 1/10 thể tích dầu lại đặt chân bị nén lại, áp suất đáy chân tăng đột ngột tạo thành lực hướng kính tác động va đập vào bánh ổ trục BP khắc phục: -Để tránh tải trọng t/d phía: sử dụng rãnh giảm tải thân bơm -Để tránh tượng kẹt dầu sử dụng rãnh thoát dầu chân mặt bên ; 2.5.1 Đặc tính bơm thủy lực thể tích b) Đặc tính tải trọng: Có thể xác định Q công thức Pasta Q  kQ qb p ( m3 / s ) 2 Trong kQ hệ số tổn thất lưu lượng - Đối với bơm píttông rôtor kQ = 0,15 x 10-7 - Đối với bơm bánh kQ = 1,02 x 10-7 qb: thể tích làm việc riêng máy (m3) : độ nhớt động lực học KG S/m2 p: áp suất bơm KG/cm2 ; 2.5.1 Đặc tính bơm thủy lực thể tích b) Đặc tính tải trọng: Khi p = ptt Q = Qmax Trong trình làm việc phải hạn chế áp suất bơm nhỏ áp suất ứng với Qmax Quan hệ tổn thất QB áp suất p ; 2.5.1 Đặc tính bơm thủy lực thể tích c) Đặc tính điều chỉnh: - Là đường đặc tính biểu diễn mối quan hệ Qb qb n=const(cho bơm điều chỉnh lưu lượng) - Đường đặc tính đánh giá khả điều chỉnh truyền máy kéo đại điều chỉnh bơm - Đường đặc tính xây dựng số vòng quay động ứng với công suất cực đại áp suất tính toán Đặc tính điều chỉnh ; 2.5.1 Đặc tính bơm thủy lực thể tích c) Đặc tính điều chỉnh: Về lý thuyết Ql = f(qb) đường thẳng, thực tế có tổn thất Q nên Q đường cong Đại lượng qbmin đại lượng tổn thất thể tích làm việc chảy rò Vùng điều chỉnh là: qb max b  qb Đặc tính điều chỉnh ; 2.5.2 Đặc tính động thủy lực thể tích a) Đặc tính vận tốc: Biểu diễn quan hệ số vòng quay động nđ lưu lượng động Q, thể tích làm việc riêng qđ = qđ max, áp suất hai chế độ: chế độ không tải p = chế độ p = ptt Đặc tính vận tốc ; 2.5.2 Đặc tính động thủy lực thể tích a) Đặc tính vận tốc: Ta biết Qđ = qdnd nên nd=Qd/qd  l   nd / 30 Do ld = f(Qđ) đường thẳng, đường vận tốc thực đ đường cong, có tổn thất lưu lượng, đường đặc tính đặc trưng cho “trượt” động Qđmin tổn thất rò rỉ ban đầu động thể tích bị nén động d l Khoảng cách đ đ tổn thất lưu lượng.d  l d đl - đ: vận tốc lý thuyết vận tốc thực tế đc Khi áp suất tăng, tổn thất lưu lượng tăng nên  = (đl - đ) tăng lên d ; 2.5.2 Đặc tính động thủy lực thể tích b) Đặc tính tải trọng: - Biểu diễn quan hệ mômen Mđ động áp suất làm việc p, nđ = const Theo lý thuyết: Mđl = KM pđ ; đó: KM = Khi qđ = const Mđl đường thẳng Nhưng thực tế, có tổn thất khí nên Mđ = ck.Mđl đường cong Mđ rõ tổn thất khí.ck = Mđ /Mđl Trong thực tế, p > pmin động bắt đầu quay, pmin gọi áp suất khởi động trục động xe máy cách êm dịu ; 2.5.2 Đặc tính động thủy lực thể tích c) Đặc tính điều chỉnh: Khi điều chỉnh chế độ làm việc máy cách điều chỉnh động cơ, người ta dùng đặc tính điều chỉnh động Đường đặc tính biểu diễn quan hệ đ (hay nđ) lưu lượng riêng qđ thay đổi Qđ = const P = Pp ; 2.5.2 Đặc tính động thủy lực thể tích c) Đặc tính điều chỉnh: qd 2 Qd  qd nd  d  d  Qd 2 qd Do đường đ = f(qđ) đường hypecbol Khi qđ = qđ max có min Khi giảm qđ, nghĩa giảm tải trọng bên áp suất công tác không đổi áp suất tính toán, số vòng quay động tăng lên qđ = qđmin đ = đ max Giá trị qđmin giá trị giới hạn đảm bảo cho động làm việc với số vòng quay an toàn Đối với máy kéo, ô tô, máy xây dựng ứng với tốc độ xe lớn qd max Phạm vi điều chỉnh động xác định theo tỷ số  d  q d qđmin: xác định theo điều kiện hợp lý động từ đường đặc tính tải trọng vận tốc để đảm bảo hiệu suất động tốt ; 2.5.3 Lựa chọn máy thể tích cho truyền động thủy lực xe máy Trên ô tô, máy kéo, máy xây dựng sử dụng hai loại hệ thống truyền động thuỷ lực Loại 1- Hệ thống truyền động thuỷ lực dùng cấu phụ: hệ thống phanh, trợ lực tay lái, nâng hạ ben, hệ thống điều khiển hộp số thuỷ cơ, hệ thống dẫn động xích, quay bệ, nâng cần, quay gàu v.v Loại 2- Hệ thống truyền động thuỷ lực thay cho truyền lực khí: dùng bơm, động hệ thống điều khiển để thay cho hộp số đăng, cầu sau, truyền lực cuối ; 2.5.3 Lựa chọn máy thể tích cho truyền động thủy lực xe máy Bơm động bánh + có công suất không lớn < 50ml + áp suất để khởi động động lớn + không điều chỉnh Q  nên không sử dụng hệ thống truyền động thuỷ lực xe máy đại (loại 2) Nhưng do: + kết cấu nhỏ gọn, chắn, dễ chế tạo thay + trọng lượng đơn vị công suất bé + phạm vi thay đổi áp suất lớn (p = 3-100 at), sử dụng tin cậy Thường sử dụng hệ thống TĐTL loại ô tô, máy kéo, máy xây dựng ( VD: hệ thống cường hoá tay lái, nâng hạ, điều khiển hộp số thuỷ cơ, hệ thống bôi trơn v.v ) ; 2.5.3 Lựa chọn máy thể tích cho truyền động thủy lực xe máy Máy píttông rôtor hướng kính + có công suất lớn, áp suất làm việc cao, tạo mômen quay lớn, hiệu suất cao  ứng dụng hệ thống truyền động thuỷ lực loại 2: thường dùng làm động cơ, lắp trục bánh xe, để bố trí làm việc ổn định số vòng quay thấp - Máy rôtor hướng trục: + Có kích thước nhỏ gọn loại hướng kính có công suất + dễ điều chỉnh Q thay đổi góc nghiêng đĩa nghiêng dễ dàng + thường dùng phân phối đĩa phẳng nên dễ làm kín, làm việc với số vòng quay cao ; 2.5.3 Lựa chọn máy thể tích cho truyền động thủy lực xe máy Máy thủy lực cánh gạt: + bơm cánh gạt có kết cấu nhỏ gọn, hiệu suất cao lưu lượng đồng (nhất bơm tác dụng kép) + chế tạo khó khăn, phạm vi thay đổi áp suất không lớn nên không sử dụng rộng rãi Được sử dụng hệ thống truyền động thuỷ lực loại Máy píttông rôtor hướng kính + có công suất lớn, áp suất làm việc cao, tạo mômen quay lớn, hiệu suất cao  ứng dụng hệ thống truyền động thuỷ lực loại 2: thường dùng làm động cơ, lắp trục bánh xe, để bố trí làm việc ổn định số vòng quay thấp ; 2.5.3 Lựa chọn máy thể tích cho truyền động thủy lực xe máy Trên hệ thống TĐTL máy kéo đại, máy ủi, máy xúc,máy đào yêu cầu công suất lớn nên hay sử dụng bơm động píttông rôtor (hướng kính, hướng trục) hệ thống dẫn động xích, quay bệ, nâng hạ cần v.v Phổ biến dùng bơm điều chỉnh động không điều chỉnh Khi công suất bé yêu cầu kích thước nhỏ gọn, ta dùng động cánh gạt động trục vít Động cánh gạt có mômen đơn vị trọng lượng lớn, động trục vít kích thước gọn, dễ bố trí theo chiều dài trục bánh xe ; 5.3 Lựa chọn máy thể tích cho truyền động thủy lực xe máy [...]...2.2 Các loại bơm thủy lực thể tích rãnh giảm tải chất lỏng bị kẹt 2.2 Các loại bơm thủy lực thể tích Bơm bánh răng ăn khớp trong: 2.2 Các loại bơm thủy lực thể tích Bơm bánh răng ăn khớp trong: Hoạt động: - Bánh răng (1) quay bánh răng ăn khớp trong (2) làm bánh răng ăn khớp trong chuyển... gạt kép 2.2 Các loại bơm thủy lực thể tích 2.2.2 Bơm cánh gạt Bơm cánh gạt đơn dẫn dầu từ bên ngoài: 1- roto; 2-stato; 3-cánh gạt; 4- rãnh mặt bên; 5-con lăn 2.2 Các loại bơm thủy lực thể tích Hoạt động của bơm cánh gạt đơn dẫn dầu từ bên ngoài: Rôto (1) được đặt trên Stato (2) với độ lệch tâm e Trên thân rôto có các rãnh để các cánh gạt (3) có thể di chuyển hướng kính Để giảm lực tiếp xúc giữa các đầu... rộng của ren ở đường kính trung bình [cm] 2.2 Các loại bơm thủy lực thể tích Ứng dụng của bơm bánh răng: - Ứng dung rộng rãi nhất trên ôtô vì kết cấu đơn giản dễ chế tạo, kết cấu gọn nhẹ (nhất là loại ăn khớp trong) -Tuy nhiên hiệu suất thấp 0,8-0,9 và áp suất tạo ra không lớn 100-180kG/cm2 - Chủ yếu sử dụng trong hệ thống truyền lực thể tích có công suất nhỏ: hệ thống nâng hạ, hệ thống bôi trơn, hệ thống... loại bơm thủy lực thể tích Bơm cánh gạt đơn dẫn dầu từ bên trong: 1- rãnh dầu; 2 stato; e – độ lệch tâm; 3- chi tiết tăng độ kín khít tiếp xúc của cánh gạt và thành stato 2.2 Các loại bơm thủy lực thể tích Đặc điểm của bơm cánh gạt đơn dẫn dầu từ bên trong: - trục rôto là trục rỗng có kết cấu đặc biệt để tạo nên cửa hút A và cửa nén B Các cửa này được nối với những rãnh dầu 1 trên rôto Khi rôtô quay... p=20-30kG/cm2 + bơm cánh gạt kép p=100-200 kG/cm2 - Ứng dụng trên hệ thống trợ lực lái, hệ thống nhiên liệu của động cơ diezel… 2.2 Các loại bơm thủy lực thể tích bơm cánh gạt kép 2.2.3 Bơm pittông + Làm việc dựa trên sự thay đổi thể tích của cặp pittông xilanh + Bề mặt cặp pittông – xilanh là bề mặt trụ tròn nên dễ đạt độ chính xác gia công cao → Bơm pittông có áp suất cao và tổn thất thể tích nhỏ... chỉ khác nhau ở kết cấu vòng trượt và trục dẫn dầu 5 Để nâng cao lưu lượng của bơm người ta lắp nhiều dãy pittông trên toàn bộ chiều rộng của rôto 6 Lực tác dụng lên trục bơm pittông hướng trục không cân bằng 7 Kết cấu phức tạp, cồng kềnh nên ít được sử dụng trên hệ thống thủy lực của ôtô ... ta dùng chi tiết 3 lắp trên đầu cánh gạt - Lưu lượng bơm cánh gạt đơn dẫn dầu từ bên trong Q  2.103 en BD  4bd   Bsz  S- chiều dày cánh gạt 2.2 Các loại bơm thủy lực thể tích Bơm cánh gạt kép 1- roto; 2- cánh gạt; 3- rãnh dầu phía dưới cánh gạt; 4- biên dạng của stato; a,,b,c,d – các buồng làm việc; ε- góc nghiêng của cánh gạt với đường kính roto 2.2 Các loại bơm thủy lực thể tích Đặc điểm... chuyển tiếp từ bán kính lớn đến bán kính bé, các cánh gạt được đặt nghiêng với đường bán kính roto một góc ε 2.2 Các loại bơm thủy lực thể tích Biện pháp giảm mòn của bơm cánh gạt kép 2.2 Các loại bơm thủy lực thể tích Biện pháp giảm mòn của bơm cánh gạt kép -Để giảm bớt lực ép cánh gạt vào stato và giảm sự chênh lệch tải trọng giữa mặt trước và mặt sau của cánh gạt người ta dùng loại cánh gạt có... để dẫn dầu từ buồng 3 đến buồng 4 Vì tiết diện của đầu cánh gạt ở đầu buồng 3 lớn hơn ở buồng 4 nên vẫn đảm bảo lực đẩy cánh gạt vào thành stato, nhưng nhỏ hơn kiểu cánh gạt thông thường - Kiểu giảm tải cánh gạt này được dùng ở bơm cao áp có áp suất cao đến 125 bar 2.2 Các loại bơm thủy lực thể tích Lưu lượng của bơm cánh gạt kép  sz  Q  2.10 nB( R  r )   R  r    c os    3 Ứng dụng của... trục vít phức tạp, hiệu suất thể tích thấp Ưu điểm của nó là làm việc êm, độ nhấp nhô lưu lượng bé và có thể thực hiện được áp suất cao 2.2 Các loại bơm thủy lực thể tích Lưu lượng của bơm bánh răng Có thể tính gần đúng Q của bơm bánh răng theo công thức: 2 m zbn Q t l / ph 3 10 2 Q bơm trục vít: Q  dhbn 3 10 (l / ph) m – môdul của bánh răng *cm+ b – chiều rộng của răng *cm+ n – số vòng quay ... thời máy thủy lực thể tích thay đổi theo thời gian kể máy làm việc ổn định 2.1 Những vấn đề chung máy thuỷ lực thể tích 2.1.2 Các thông số máy thủy lực thể tích b Áp suất Cột áp máy thủy lực. ..    2 2.1 Những vấn đề chung máy thuỷ lực thể tích 2.1.2 Các thông số máy thủy lực thể tích c Hiệu suất công suất Đối với máy thủy lực thể tích tổn thất thủy lực tương đối nhỏ động phần tử... c Công suất làm việc động thường xác định thông số khí: - Đối với máy thủy lực chuyển động tịnh tiến (xilanh lực) N  Pv - Đối với máy thủy lực có chuyển động quay N  M 2.2 Các loại bơm thủy