Bài giảng Chương 2 truyền động thủy tĩnh

tích A1. Nhờ đó pittông đạt được vận tốc cao hơn so với khi thực hiện hành trình làm việc: 1 2 3 ( )E V Q Q v v A A A     Xilanh lực của máy kéo ; a) Xylanh lực; b) Xupáp thủy cơ; c) Van giảm tốc; 1-Chốt; 2-Chốt hãm; 3-Đai ốc; 4-Cầnpittông; 5-Pittông; 6, 20-Nắp trên và dưới; 7-Vít cấy; 8, 10, 11, 13, 19- Các vòng kín khít cao su; 9- Ống dẫn dầu; 12-Thân xylanh; 14-Xupáp điều chỉnh thủy cơ; 15-Nút; 16-Nĩacần pittông; 17- Tấm tựa; 18-Vít bắt tấm làm sạch; 21-Ổ xupáp; 22-Thân xupáp; 23-Đuôixupáp; 24-Ốc nối xupáp giảm tốc; 25-Đĩa tựa; 26-Chốt; I-Tấm tựa bắt đầu ép lên xupáp;II-Tấm tựa ấn xupáp đi xuống; III- Xupáp rời khỏi tấm tựa do áp suất dầu; IV-Dầu ép đĩa tựa rời khỏi ốc nối; V-Dầu ép đĩa tựa vào ốc nối; A-Khoang dưới; B-Khoang trên pittông. ; Là các đường đồ thị biểu diễn quan hệ giữa các thông số cơ bản của máy TLTT gồm: 2.5. Đặc tính của máy thủy lực thể tích - Đặc tính vận tốc - Đặc tính tải trọng - Đặc tính điều chỉnh ; 2.5.1 Đặc tính của bơm thủy lực thể tích - Biểu diễn quan hệ giữa lưu lượng của bơm Qb và số vòng quay nb khi thể tích làm việc riêng qb = qmax = const, và pb=ptt (ptt– áp suất tính toán) - Đường đặc tính tốc độ khi áp suất bằng không gọi là đặc tính không tải. . a) Đặc tính tốc độ ; 2.5.1 Đặc tính của bơm thủy lực thể tích - Theo lý thuyết: Ql = nb.qb. Khi qb = const thì quan hệ giữa Ql và qb là đường thẳng. Nhưng trong thực tế do có tổn thất lưu lượng do rò rỉ nên đặc tính Q và nB là một đường cong. Khoảng cách giữa hai đường là Q - tổn thất lưu lượng trong và ngoài bơm. a) Đặc tính tốc độ Q phụ thuộc vào nhiều yếu tố: + Phụ thuộc vào kết cấu của bộ phận làm kín; + Phụ thuộc vào số vòng quay làm việc nB tức là phụ thuộc khả năng chống xâm thực, khả năng hút của bơm. ; 2.5.1 Đặc tính của bơm thủy lực thể tích a) Đặc tính tốc độ - Khi nB tăng thì Q tăng lên. Tại một số vòng quay nK nào đó, nếu tổn thất Q đột ngột tăng lên và Q sẽ giảm đột ngột, do đặc tính động cơ dẫn động bơm hoặc các cơ cấu phụ (van khoá, đường ống.v.v...) chọn không phù hợp với hệ thống truyền động; - khi số vòng quay nB > nk, sức cản đường ống hút tăng lên đột ngột, áp suất trong buồng làm việc bé hơn áp suất bốc hơi bão hoà, và sẽ dẫn đến hiện tượng xâm thực (cavitation). Để tránh hiện tượng xâm thực thì phải cải thiện điều kiện hút. Giảm sức cản đường ống hút, tăng áp suất ở ống hút. Trong hệ thống cấp dầu thường dùng bơm phụ để cấp dầu bổ sung cho bơm chính với: Phút > Pa = 1,5 – 3 at. ; 2.5.1 Đặc tính của bơm thủy lực thể tích b) Đặc tính tải trọng: - Là đặc tính biểu diễn quan hệ giữa lưu lượng của bơm Q và áp suất của bơm p. Khi số vòng quay nB = const và qb = qbmax. - Về mặt lý thuyết, Q không phụ thuộc vào p, mà chỉ phụ thuộc vào lưu lượng riêng qb và số vòng quay nên Ql = f(p) là đường nằm ngang. Nhưng trong thực tế khi áp suất tăng thì lưu lượng Q giảm. Khi p tăng thì khả năng rò rỉ tăng nên Q cũng tăng. Điểm A là điểm ứng với áp suất tính toán, Đặc tính tải ; 2.5.1 Đặc tính của bơm thủy lực thể tích b) Đặc tính tải trọng: - Khi p tăng thì khả năng rò rỉ tăng nên Q cũng tăng. Điểm A là điểm ứng với áp suất tính toán (ptt), khi p=ptt công suất đc dẫn động đạt cực đại, Q tăng nhanh, Q giảm nhanh. - Tiếp tục tăng p>pmax Q giảm nhanh đến 0 Đặc tính tải ; 2.5.1 Đặc tính của bơm thủy lực thể tích b) Đặc tính tải trọng: Có thể xác định Q bằng công thức Pasta 3. ( / ) 2 b Q q Q k p m s    Trong đó kQ là hệ số tổn thất lưu lượng - Đối với bơm píttông rôtor kQ = 0,15 x 10-7 - Đối với bơm bánh răng kQ = 1,02 x 10-7 qb: thể tích làm việc riêng của máy (m3). : độ nhớt động lực học KG. S/m2. p: áp suất bơm KG/cm2 ; 2.5.1 Đặc tính của bơm thủy lực thể tích b) Đặc tính tải trọng: Quan hệ giữa tổn thất QB và áp suất p Khi p = ptt thì Q = Qmax. Trong quá trình làm việc phải hạn chế áp suất của bơm nhỏ hơn áp suất ứng với Qmax ; 2.5.1 Đặc tính của bơm thủy lực thể tích c) Đặc tính điều chỉnh: - Là đường đặc tính biểu diễn mối quan hệ giữa Qb và qb khi n=const(cho những bơm có thể điều chỉnh được lưu lượng). - Đường đặc tính này đánh giá khả năng điều chỉnh bộ truyền trên máy kéo hiện đại khi điều chỉnh bơm. - Đường đặc tính xây dựng ở số vòng quay của động cơ ứng với công suất cực đại và áp suất tính toán. Đặc tính điều chỉnh ; 2.5.1 Đặc tính của bơm thủy lực thể tích c) Đặc tính điều chỉnh: Về lý thuyết Ql = f(qb) là một đường thẳng, nhưng trong thực tế do có tổn thất Q nên Q là đường cong. Đại lượng qbmin là đại lượng tổn thất thể tích làm việc do chảy rò. Vùng điều chỉnh là: Đặc tính điều chỉnh max min b b b q q   ; 2.5.2 Đặc tính của động cơ thủy lực thể tích a) Đặc tính vận tốc: Biểu diễn quan hệ giữa số vòng quay của động cơ nđ và lưu lượng của động cơ Q, khi thể tích làm việc riêng qđ = qđ max, còn áp suất ở hai chế độ: chế độ không tải p = 0 và chế độ p = ptt Đặc tính vận tốc ; 2.5.2 Đặc tính của động cơ thủy lực thể tích a) Đặc tính vận tốc: Ta biết Qđ = qdnd nên nd=Qd/qd  Do đó l d = f(Qđ) là một đường thẳng, nhưng đường vận tốc thực đ là một đường cong, do có tổn thất lưu lượng, đường đặc tính này đặc trưng cho sự “trượt” của động cơ. Qđmin là tổn thất rò rỉ ban đầu của động cơ hoặc thể tích bị nén của động cơ. Khoảng cách giữa đ l và đ chính là tổn thất lưu lượng. đ l - đ: vận tốc lý thuyết và vận tốc thực tế của đc Khi áp suất tăng, tổn thất lưu lượng cũng tăng nên  = (đ l - đ) cũng tăng lên. d d l d     / 30dl dn  ; 2.5.2 Đặc tính của động cơ thủy lực thể tích b) Đặc tính tải trọng: - Biểu diễn quan hệ giữa mômen Mđ của động cơ và áp suất làm việc p, khi nđ = const Theo lý thuyết: Mđ l = KM . pđ ; trong đó: KM = Khi qđ = const thì Mđ l là một đường thẳng. Nhưng trong thực tế, do có tổn thất cơ khí nên Mđ = ck.Mđ l là một đường cong. Mđ sẽ chỉ rõ tổn thất cơ khí.ck = Mđ /Mđ l Trong thực tế, khi p > pmin nào đó thì động cơ mới bắt đầu quay, pmin gọi là áp suất khởi động trục động cơ của xe máy một cách êm dịu. ; 2.5.2 Đặc tính của động cơ thủy lực thể tích c) Đặc tính điều chỉnh: Khi điều chỉnh chế độ làm việc của máy bằng cách điều chỉnh động cơ, người ta còn dùng đặc tính điều chỉnh của động cơ. Đường đặc tính này biểu diễn quan hệ giữa đ (hay nđ) khi lưu lượng riêng qđ thay đổi khi Qđ = const và P = Pp ; 2.5.2 Đặc tính của động cơ thủy lực thể tích c) Đặc tính điều chỉnh: 2 2 d d d d d d d d q Q q n Q q         max min d d d q q   Do đó đường đ = f(qđ) là một đường hypecbol. Khi qđ = qđ max thì có min. Khi giảm qđ, nghĩa là giảm tải trọng bên ngoài vì áp suất công tác không đổi bằng áp suất tính toán, thì số vòng quay của động cơ sẽ tăng lên. khi qđ = qđmin thì đ = đ max. Giá trị qđmin là giá trị giới hạn đảm bảo cho động cơ làm việc với số vòng quay an toàn. Đối với máy kéo, ô tô, máy xây dựng là ứng với tốc độ xe lớn nhất. Phạm vi điều chỉnh của động cơ xác định theo tỷ số. qđmin: xác định theo điều kiện hợp lý của động cơ từ đường đặc tính tải trọng và vận tốc để đảm bảo hiệu suất của động cơ tốt nhất. ; 2.5.3 Lựa chọn máy thể tích cho truyền động thủy lực trên xe máy Trên ô tô, máy kéo, máy xây dựng hiện nay sử dụng hai loại hệ thống truyền động thuỷ lực. Loại 1- Hệ thống truyền động thuỷ lực dùng trên các cơ cấu phụ: như 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 cơ khí: dùng bơm, động cơ và hệ thống điều khiển để thay thế cho hộp số các đăng, cầu sau, truyền lực cuối cùng. . ; 2.5.3 Lựa chọn máy thể tích cho truyền động thủy lực trên xe máy Bơm và động cơ bánh răng + có công suất không lớn < 50ml + áp suất để khởi động động cơ lớn + không điều chỉnh được Q  nên không được sử dụng trên hệ thống truyền động thuỷ lực của xe máy hiện đại (loại 2). Nhưng do: + kết cấu nhỏ gọn, chắc chắn, dễ chế tạo và thay thế + trọng lượng trên đơn vị công suất bé + phạm vi thay đổi áp suất lớn (p = 3-100 at), sử dụng tin cậy Thường sử dụng trên các hệ thống TĐTL loại 1 của 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 trên xe máy - Máy rôtor hướng trục: + Có kích thước nhỏ gọn hơn loại hướng kính nếu có cùng công suất. + dễ điều chỉnh Q hơn vì thay đổi góc nghiêng của đĩa nghiêng dễ dàng + thường dùng phân phối bằng đĩa phẳng nên dễ làm kín, và có thể làm việc với số vòng quay cao. Máy píttông rôtor hướng kính + có công suất lớn, áp suất làm việc cao, có thể tạo mômen quay lớn, hiệu suất cao  được ứng dụng trên các hệ thống truyền động thuỷ lực loại 2: thường được dùng làm động cơ, lắp trên trục bánh xe, vì để bố trí và có thể làm việc ổn định ở số vòng quay thấp. ; 2.5.3 Lựa chọn máy thể tích cho truyền động thủy lực trên xe máy Máy thủy lực cánh gạt: + bơm cánh gạt có kết cấu nhỏ gọn, hiệu suất cao và lưu lượng đồng đều (nhất là bơm tác dụng kép) + do chế tạo khó khăn, phạm vi thay đổi áp suất không lớn nên không được sử dụng rộng rãi. Được sử dụng trên các hệ thống truyền động thuỷ lực loại 1. Máy píttông rôtor hướng kính + có công suất lớn, áp suất làm việc cao, có thể tạo mômen quay lớn, hiệu suất cao  được ứng dụng trên các hệ thống truyền động thuỷ lực loại 2: thường được dùng làm động cơ, lắp trên trục bánh xe, vì để bố trí và có thể làm việc ổn định ở số vòng quay thấp. ; 2.5.3 Lựa chọn máy thể tích cho truyền động thủy lực trên xe máy Khi công suất bé và yêu cầu kích thước nhỏ gọn, ta có thể dùng động cơ cánh gạt và động cơ trục vít. Động cơ cánh gạt có mômen trên đơn vị trọng lượng lớn, còn động cơ trục vít kích thước gọn, dễ bố trí theo chiều dài trục bánh xe. Trên hệ thống TĐTL của máy kéo hiện đại, máy ủi, máy xúc,máy đào.. vì yêu cầu công suất lớn nên hay sử dụng bơm và động cơ píttông rôtor (hướng kính, hướng trục) trong các hệ thống dẫn động xích, quay bệ, nâng hạ cần v.v Phổ biến nhất là dùng bơm điều chỉnh còn động cơ không điều chỉnh.. ; 5.3 Lựa chọn máy thể tích cho truyền động thủy lực trên xe máy