Nghiên cứu khả năng dẫn động xu páp động cơ đốt trong bằng thuỷ lực

1
Phần 1:Đặc điểm của luận án
1. Tính thiết thực của luận án
Luận án đã phân tích, đánh giá những hạn chế chủ yếu của việc dẫn
động xu páp bằng cơ khí của động cơ trên bộ và đề xuất hớng dẫn động
cơ - thủy lực áp dụng cho các động cơ có tốc độ tới 2000v/ph.
2. Mục đích nghiên cứu của luận án
- Trên cơ sở phân tích các phơng án dẫn động xu páp trên động cơ đốt
trong, đề xuất phơng án dẫn động bằng thủy lực.
- Vận dụng nguyên lý chuyển động Niu-tơn - Đa-lăm-be của vật rắn và
phơng trình cân bằng lu lợng chất lỏng, xây dựng mô hình toán học
mô tả hệ thống dẫn động bằng thuỷ lực và khảo sát các yếu tố ảnh hởng.
- Xây dựng mô hình thực nghiệm hệ thống dẫn động thủy lực, khảo sát
thực nghiệm trên mô hình, trên cơ sở đó có những kết luận ban đầu về khả
năng dẫn động xu páp bằng thủy lực.
3. Các vấn đề đã giải quyết trong luận án
- Lựa chọn sơ đồ dẫn động bằng thủy lực cho xu páp và xây dựng mô
hình toán học mô tả hệ thống.
- Khảo sát ảnh hởng của các thông số kết cấu, áp suất nguồn và tốc độ
trục phân phối tới hoạt động của hệ thống bằng mô hình toán học.
- Chế tạo mô hình thực nghiệm, khảo sát trên mô hình thực nghiệm, đa
ra các kết luận ban đầu về khả năng dẫn động xu páp bằng thủy lực với
động cơ có tốc độ tơng đối cao (

2000v/ph).
4. Bố cục của luận án:
Luận án đợc trình bày ngoài phần mở đầu, kết luận chung và phụ lục
gồm: ba chơng, 79 hình vẽ, đồ thị, ảnh, 14 bảng biểu cùng 41 tài liệu
tham khảo, 4 phụ lục và 4 bài báo có liên quan tới luận án của tác giả.

2
Phần 2: Nội dung của luận án
Chơng 1: Tổng quan
Trong chơng này tác giả luận án đã trình bày các kết quả nghiên cứu
đã đợc công bố liên quan đến các nội dung sau:
- Các phơng án dẫn động xu páp bằng cơ khí và u nhợc điểm.
- Các giải pháp hoàn thiện cơ cấu dẫn động xu páp bằng cơ khí.
- Tổng quan các công trình nghiên cứu về các phơng án dẫn động xu
páp của động cơ.
Chơng 2: Mô hình hoá hệ thống dẫn động xu páp bằng thủy lực
2.1. Lựa chọn sơ đồ dẫn động xu páp bằng thủy lực
2.1.1. Sơ đồ nguyên lý chung của hệ thống dẫn động xu páp bằng
thủy lực
Trên hình 2.1 thể hiện sơ đồ nguyên lý chung của hệ thống dẫn động
bằng thủy lực điển hình. Hệ thống gồm: nguồn thủy lực, van phân phối và
xi lanh thủy lực.

Van phân phối đợc điều khiển bằng cơ khí hoặc điện từ, điện tử. Sơ đồ
dẫn động xu páp sử dụng van phân phối kiểu khóa đợc giới thiệu trên
hình 2.2.
Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý của hệ thống dẫn động xu páp bằng thủy lực
1 - Bơm dầu; 2 - Van phân phối; 3 - Van tiết lu; 4 - Đờng ống; 5 - Xi lanh thủy lực;
6 - Xu páp của động cơ; 7 - Thùng chứa; 8 - Van an toàn; 9 - Bầu lọc.
5

1
6
2

3

8
4

7
9

3

2.1.2. Kết cấu của hệ thống dẫn động xu páp bằng thủy lực có sử
dụng van phân phối
Hệ thống dẫn động này đợc thể hiện trên hình 2.2 gồm hai khối: khối
điều khiển con trợt và khối điều khiển xu páp của động cơ. Khối điều
khiển con trợt gồm van phân phối 7, xi lanh dẫn động con trợt 3. Khối
điều khiển xu páp gồm hộp con trợt 4, xi lanh dẫn động xu páp 5 và 6.
Kết cấu của van phân phối điều khiển xi lanh dẫn động con trợt và sơ đồ
kết nối đợc thể hiện trên hình 2.3. Van phân phối gồm: thân van 5, trục
van 7 và ống lót 6. Trục của van đợc dẫn động từ trục khuỷu của động cơ
thông qua cặp bánh răng 4. Trên trục của van có khoan hai lỗ A và B không
thông nhau theo đờng tâm, lỗ A có áp suất cao đợc nối với xi lanh thủy
lực, lỗ B nối thông với cửa xả. Các lỗ theo phơng hớng kính a, d là các
cửa cấp, cửa xả. Trên ống lót có các rãnh dẫn dầu b, e với chiều dài, vị trí
phù hợp với quy luật chuyển động của xu páp. Dầu thờng xuyên đợc cấp
vào khoang A của trục phân phối với một áp suất nhất định.
Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý của hệ thống dẫn động xu páp bằng thủy lực sử dụng van
phân phối kiểu khoá
1 - Thùng dầu; 2 - Bơm bánh răng; 3 - Xi lanh điều khiển con trợt van phân phối;
4 - Van phân phối 4/2; 5,6 -Xi lanh dẫn động xu páp; 7 - Van xoay; 8 - Bộ giảm tốc;
9 - Động cơ dẫn động van xoay; 10 - áp kế; 11-Van an toàn;
M
PT
1
2

3
4
5
6
7
8
9
10
11
P
PT

4











Khi động cơ làm việc, trục khuỷu quay, trục phân phối quay. Tại thời
điểm cửa cấp a trùng vào rãnh cấp b, dầu thủy lực đợc cấp đến xi lanh dẫn
động con trợt qua cửa cấp a rãnh b, cửa cấp c. Dới tác dụng của áp suất,
pít tông và con trợt dịch chuyển mở đờng dầu cấp cho xi lanh mở xu
páp. Ngay khi lỗ d trùng với rãnh e, khoang trên của xi lanh thủy lực thông
với đờng xả qua cửa xả f, rãnh e, cửa d, khoang B của trục; áp suất giảm,

dới tác dụng của lò xo hồi vị pít tông dịch chuyển theo chiều ngợc lại,
dầu đợc xả về thùng và con trợt trở lại vị trí ban đầu, đồng thời dầu trong
xi lanh dẫn động xu páp xả về thùng qua cửa xả, xu páp đóng.
Van của khối điều khiển xi lanh dẫn động xu páp là loại van phân phối
kiểu con trợt bốn đờng. Sơ đồ nguyên lý của van phân phối kiểu con
trợt đợc thể hiện trên hình 2.4.



Nguyên lý làm việc của van phân phối: chất lỏng công tác từ bơm đợc
đa vào cửa 1. Tuỳ thuộc vào vị trí của con trợt 7 chất lỏng công tác sẽ
H
ình 2.4: Sơ đồ nguyên lý van phân phối kiểu con trợt
1 -Cửa cấp nguồn;2,5 - Các cửa xả; 3,4- Các cửa cấp tới xi lanh thủy lực;
6 - Thân van phân phối; 7 - Con trợt
H
ình 2.3: Sơ đồ kết cấu của van phân phối và sơ đồ kết nối
A-Khoang cấp; B- Khoang xả; a,d- Cửa cấp, cửa xả trên trục phân phối; b,e - Rãnh cấp, rãnh
xả trên ống lót;c,f-Các cửa cấp, cửa xả trên thân van; 1-Van phân phối;2-Xi lanh dẫn động con
trợt;3-Hộp con trợt 4/2; 4- Cặp bánh răng dẫn động; 5-Thân van phân phối; 6-ống lót; 7-
Trục phân phối

5
đợc đa vào khoang công tác của xi lanh thủy lực 5 (hình 2.2). Cũng tại
thời điểm đó, chất lỏng từ xi lanh 6 (hình 2.2) theo cửa 4 thoát về bể chứa.
2.2. Xây dựng phơng trình toán học mô tả chuyển động của xu páp
đợc dẫn động bằng thủy lực
2.2.1. Xác định kích thớc hình học của rnh cấp và vị trí bố trí
chúng trên ống lót của van phân phối
Xác định góc quay của cửa cấp trên trục phân phối (hình 2.5):

)arcsin(2
1
t
D
d
=

,[độ] (2.3)
d - đờng kính của lỗ cấp trên trục phân phối, [m]; D
t
- đờng kính
ngoài của trục phân phối, [m] ;








Để mở xu páp hoàn toàn, trục phân phối cần quay một góc là:

1
*
2



+=
, trong đó

- pha phối khí
Chiều dài của rãnh cấp đợc tính bằng biểu thức sau:
360

*
d
L

= ,[m] (2.5)
Để giảm cản trở thủy động tại rãnh cấp, ta chọn hình dáng của rãnh cấp
có dạng nh trên hình 2.6.




H
ình 2.
6
: Hình dáng của rãnh cấp trên ống lót van phân phối
L
d/2
H
ình 2.5: Sơ đồ tính toán góc quay của cửa cấp trên trục phân phối

6
Trên cơ sở đồ thị pha phối khí của động cơ, vị trí các cửa cấp và cửa xả
trên ống lót đợc bố trí nh trên hình 2.7.

2.2.2. Xây dựng quy luật cấp chất lỏng cho xi lanh dẫn động xu páp
Quy luật cấp chất lỏng công tác cho xi lanh thủy lực đợc đặc trng bởi
quy luật biến thiên của diện tích trùng khớp lỗ cấp trên trục phân phối và
rãnh cấp trên ống lót. Sơ đồ tính toán thể hiện trên hình 2.8.








H
ình 2.
7
: Sơ đồ bố trí các cửa cấp và cửa xả trên ống lót
1,1' Cửa nạp và cửa xả của xi lanh dẫn động xu páp xả;2,2' Cửa nạp và cửa xả của xi lanh dẫn

động xu páp nạp
2
Góc
q
ua
y
trục cam
Hành trình xu páp
1
1'
2'
1

Đ
C
D

Đ
C
T
Đ
C
D

1

2

o
d.

2

H
ình 2.8: Sơ đồ tính toán sự biến thiên diện tích cửa cấp chất lỏng công tác điều khiển xu páp
a- Khi bắt đầu mở cửa cấp; b- Khi cửa cấp mở hoàn toàn; c - Khi đóng cửa cấp.

7
Để giảm thiểu tổn thất lu lợng qua cửa cấp ta chọn bề rộng của rãnh
cấp trên ống lót bằng đờng kính của cửa cấp trên trục phân phối. Diện
tích trùng khớp của cửa cấp và rãnh cấp đợc tính nh sau:

















+
<

+



























=
+

<=






















+

+=
=
v
ar
t
v
ar
khi
r
arvt
r
arvt
r
arvt
rS
v
ar
t
v
r
khirS
v
r
tkhi
r
tv
r
tv
r
tv

r
tF
t
t
42
2
2
1.
2
2
2
2
arcsin
2
.2
22
.
2
0
2
.
1.1
2
.
1
.2
.
arcsin
2
2S

)(
2
23
)(
22
)(
2
.21
(t)




Đồ thị biến thiên diện tích cửa cấp F(t) của van theo thời gian nh trên
hình 2.9 và 2.10. Quy luật biến thiên diện tích cửa xả tơng tự nh cửa
cấp. Trên cơ sở biểu thức tính diện tích cửa cấp của van phân phối có thể
khảo sát quy luật cấp chất lỏng công tác cho xi lanh đồng thời tìm đợc
diện tích thích hợp cho từng loại động cơ.








2.2.3. Phơng trình toán học mô tả chuyển động của xu páp dẫn đợc
động bằng thủy lực
2.2.3.1. Phơng trình mô tả chuyển động của con trợt.
H

ình 2.
9
: Đồ thị biến thiên diện
tích cửa cấp của van phân phối với
n = 500vg/ph, r = 2mm, a = 2r+1.
H
ình 2.10: Đồ thị biến thiên diện
tích cửa cấp của van phân phối với
n = 1000vg/ph, r = 2mm, a = 2r+1.

(2.18)

8
Sơ đồ tính toán quy luật chuyển động của con trợt đợc thể hiện trên
hình 2.11.










Trên cơ sở quy luật cung cấp chất lỏng công tác cho xi lanh thủy lực dẫn
động xu páp trong mục 2.2.2, phơng trình chuyển động của con trợt
đợc thiết lập nh sau:
Phơng trình cân bằng lực cho pít tông dẫn động con trợt:

111
11
2
1
2
1
pSyk
dt
dy
signf
dt
dy
k
dt
yd
M
msbqd
=+++
(2.20)
Trong đó: M
qd1
- khối lợng chuyển động của pít tông, con trợt và lò xo
quy dẫn về đờng tâm pít tông dẫn động con trợt, [kg] ; y
1
- chuyển dịch
của pít tông dẫn động con trợt, [m]; S - diện tích tiết diện ngang của pít
tông dẫn động con trợt, [m
2
]; p
1

- áp suất chất lỏng công tác trong xi
lanh, [Pa]; k
b
- hệ số cản nhớt [N/(m/s)];
ms
f - hệ số ma sát giữa pít tông
và xi lanh, [N/(m/s)]; k
1
- hệ số độ cứng của lò xo hồi vị, [N/m];
Phơng trình liên tục của hệ thống:




11
1
2
1
1
2
2
2
111

80
1.
2
.
.
pp

Sdu
Sl
S
S
S
S
u
dt
du
S
M
do
i
ii
i
k
k
k
A

=








+++

(2.25)
Trong đó
:
'
11 clqd
MMM +=


=

i
i
i
cl
S
l
SM
1
2

2


Biến thiên áp suất trong xi lanh dẫn động con trợt:
1
5
2
3
4

6
p
1
Fm
s
F
lx
t
y
1
y
1
(t)
H
ình 2.11: Mô hình tính toán quy luật chuyển động của con trợt
1 - Xi lanh thủy lực; 2 - Pít tông; 3 - Lò xo hồi vị của pít tông; 4 -Hộp van phân
p
hối; 5 - Con trợt; 6 - Lò xo hồi vị của con trợt;

9
).(
1
.)(
2
)(
10
1
111
1
ySV

E
dt
dy
SpptF
dt
dp
do
+

=


(2.28)
1

- hệ số lu lợng của van phân phối; )(tF - diện tích cửa van phân
phối, [m
2
];
p
- áp suất chất lỏng trớc van phân phối, [Pa];
).(
1
10
ySV
E
k
v
+=
-hệ số đàn hồi thể tích của chất lỏng công tác, [m

3
/Pa];
0
V - thể tích ban đầu của khoang trong xi lanh tại thời điểm xu páp đóng,
[m
3
]; )(tF - biến thiên diện tích cửa cấp theo thời gian, [m
2
];
Lu lợng chất lỏng công tác cấp cho van phân phối
pkpptFQ
Qdob
+= )(
2
)(
111


(2.30)
áp suất của bơm:
ppp
b

+
= ; p

- tổng tổn thất áp suất trong đờng ống [Pa];
pppp
qtdovan
++=

2
2
u
p
van

=
tổn thất áp suất của van;

- Hệ số tổn thất của van.
2
2
1
u
d
l
p
do

= tổn thất áp suất trên đờng ống;

- Hệ số tổn thất trên
đờng ống.
p
u
d
l
u
p
qt

++=
2

2
.
2
1
2
1


p
qt
tổn thất áp suất của chất lỏng do quán tính, [Pa];
2.2.3.2.Phơng trình mô tả chuyển động của xu páp
Sơ đồ tính toán quy luật chuyển động của xu páp đợc thể hiện trên hình
2.13. Phơng trình mô tả quy luật động học của dẫn động xu páp gồm các
phơng trình (2.31) đến (2.35).





H
ình 2.13: Mô hình tính toán quy luật chuyển động của xu páp dẫn động bằng thủy lực.

10
Phơng trình cân bằng lực cho pít tông dẫn động xu páp:
2202
22

2
2
2
2
.).( pSFyyk
dt
dy
signf
dt
dy
k
dt
yd
M
Kxalxmsbqd
=+++++
(2.32)
Trong đó:
2qd
M - khối lợng chuyển động của pít tông, xu páp, lò xo,
móng hãm, đĩa đệm quy dẫn về pít tông, [kg];
kx
F
- lực khí xả tác dụng lên
xu páp, [N];
2
y - chuyển dịch của pít tông, [m]; S - diện tích tiết diện
ngang của pít tông, [N];
2
p - áp suất của chất lỏng công tác trong xi lanh,

[Pa];
0
y - chiều cao nén sơ bộ của lo xo, [m];
2
y - chuyển vị của xu páp,
[m];
2
k - hệ số độ cứng của lò xo, [N/m];
Phơng trình liên tục của hệ thống:




22
1
2
2
1
2
2
2
222

80
1.
2
.
.
pp
Sdu

Sl
S
S
S
S
u
dt
du
S
M
do
i
ii
i
k
k
k
A

=








+++

(2.33)
Trong đó
:
'
22 clqd
MMM +=

=

i
i
i
cl
S
l
SM
1
2

2


Biến thiên áp suất trong xi lanh dẫn động xu páp:
).(
1
.)(
2
20
2
1212

2
ySV
E
dt
dy
Sppyd
dt
dp
doct
+

=


(2.35)
2

- hệ số lu lợng của van trợt;
ct
d - đờng kính công tác của con
trợt, [m];
p
- áp suất chất lỏng trớc van phân phối, [Pa];
2do
p
- áp suất
trong đờng ống trớc xi lanh dẫn động xu páp, [Pa]; E - mô đun đàn hồi
của chất lỏng, [N/m
2
];

Lu lợng chất lỏng công tác cấp cho van trợt:

pkppydQ
Qdocb
+= )(
2
2122


(2.36)
2b
Q - lu lợng chất lỏng công tác cấp cho van trợt, [m
3
/s]
Hệ phơng trình mô tả hệ thống dẫn động xu páp bằng thủy lực bao gồm
hệ các phơng trình (2.20), (2.24), (2.28), (2.32), (2.33) và (2.35) với các
biến số: y
1
(t), y
2
(t), p
1
(t), p
2
(t), p
do1
, p
do2
.
2.3. Khảo sát mô hình dẫn động xu páp bằng thủy lực

11
Sơ đồ thuật toán tổng quát khảo sát mô hình dẫn động xu páp bằng thủy
lực đợc trình bày trên hình 2.14.











2.4. Kết quả khảo sát mô hình toán học dẫn động xu páp bằng
thủy lực
2.4.1. áp suất nguồn nuôi không đổi, tốc độ trục phân phối thay đổi.
Kết quả khảo sát chuyển vị của xu páp và áp suất trong xi lanh dẫn động
xu páp thay đổi theo góc quay trục khuỷu, áp suất nguồn nuôi 2,0 MPa
với các chế độ tốc độ n = 600, 700, 800 vg/ph đợc thể hiện trên hình
2.18, 2.22.

ảnh hởng của các thông số đến các giá trị cực đại của chuyển dịch, vận
tốc, áp suất trong xi lanh thủy lực thể hiện trong bảng 2.1.
H
ình 2.14: Sơ đồ thuật toán giải hệ phơng trình tính toán dẫn động xu páp bằng thủy lực
Tính toán quy luật động học của xu páp dẫn động bằng thủy lực
t<
t
max
Đúng
t=t+H
BEGIN
END
Nhập dữ liệu
Điều kiện đầu
t=0: y
1
(t)=0, u
1
(t)=0, p
1
(t)=0; p
do1
(t)=0, y
2
(t)=0, u
2
(t)=0, p
2
(t)=0, p
do2

(t)=0, p=p
n

t=t
max
: y
1
(t)=0, u
1
(t)=0, p
1
(t)=0; p
do1
(t)=0, y
2
(t)=0, u
2
(t)=0, p
2
(t)=0, p
do2
(t)=0, p=p
n

Vẽ đồ thị, in kết quả
H
ình 2.18: Chuyển vị của xu páp theo góc
quay trục khuỷu khi n=600, 700, 800vg/ph
và p=2,0 MPa

H
ình 2.22: Chuyển vị của xu páp theo góc
quay trục khuỷu khi n=600, 700, 800vg/ph
và p=2,0 MPa
Chuyển vị của xu páp
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
260

280
300
320
340
360
GQTK [do]
Chuyển vị [mm]
600v/ph
700v/ph
800v/
p
h
á
p suất trong xi la nh dẫn động xu páp
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
0
20
40
60
80

100
120
140
16
0
18
0
200
220
240
26
0
28
0
300
320
340
36
0
GQTK [do]
á
p suất [MPa]
600v/ph
700v/ph
800v/
p
h

12
Bảng 2.1: ảnh hởng của tốc độ trục phân phối đến các giá trị cực

đại của chuyển dịch, vận tốc, áp suất trong xi lanh thuỷ lực
2,5MPa 2,0MPa 1,5MPa
n
(vg/ph)
Chu
y
ển
vị max
(mm)
Vận tốc
max
(mm/s)
áp
suất
max
(MPa)
Chu
y
ển
vị max
(mm)
Vận tốc
max
(mm/s)
á
p
suất
max
(MPa)
Chu

y
ển
vị max
(mm)
Vận tốc
max
(mm/s)
áp suất
max
(MPa)
500 11,1789 435,0292 2,4328 8,7286 364,1478 1,98834 6,1534 278,7715 1,4812
600 10,7835 456,4702 2,3682 8,6117 381,925 1,96885 6,1527 290,4665 1,4808
700 10,1169 470,4175 2,2536 8,2346 391,9276 1,90735 6,0196 295,8525 1,45936
800 9,3655 478,6156 2,1208 7,689 397,0625 1,81088 5,6991 298,2361 1,40700

Bảng 2.2: ảnh hởng của áp suất nguồn đến các giá trị cực đại của
chuyển dịch, vận tốc, áp suất trong xi lanh thuỷ lực
n
(vg/ph)
2,5MPa 2,0MPa 1,5MPa

Chuyển
vị max
(mm)
Vận tốc
max
(mm/s)
áp
suất
max

(MPa)
Chuyển
vị max
(mm)
Vận tốc
max
(mm/s)
áp
suất
max
(MPa)
Chuyển
vị max
(mm)
Vận tốc
max
(mm/s)
áp
suất
max
(MPa)
800 9,365 478,615 2,120 7,689 397,065 1,8108 5,699 298,2361,4070




13
Từ bảng 2.1 ta thấy khi tăng tốc độ trục phân phối với áp suất nguồn
nuôi nhất định thì giá trị chuyển vị lớn nhất (hành trình) xu páp và áp
suất trong xi lanh dẫn động xu páp giảm. Ví dụ với áp suất nguồn

2,0MPa, khi tăng tốc độ trục phân phối từ 500v/ph lên 800v/ph thì
hành trình của xu páp giảm từ 8,73mm xuống 7,69mm tức là giảm
11,91%. Với áp suất càng nhỏ thì % suy giảm cũng càng thấp bởi khi
tăng tốc độ trục phân phối, cản trở thủy động của hệ thống tăng lên, do
đó lu lợng cấp cho xi lanh dẫn động xu páp giảm. Tuy nhiên khi
tăng áp suất nguồn nuôi của hệ thống thì hạn chế trên lại đợc cải
thiện đáng kể, ví dụ tại 600v/ph khi tăng áp suất từ 1,5MPa lên
2,5MPa hành trình xu páp tăng từ 6,15mm lên 10,78mm tức là tăng
42,95%. Tốc độ càng cao thì sự gia tăng hành trình theo % khi tăng áp
suất sẽ càng giảm. Bằng cách khảo sát mô hình của hệ thống dẫn động
ta lựa chọn dải áp suất nguồn nuôi phù hợp cho hệ thống dẫn động xu
páp tơng ứng với tốc độ động cơ.
2.4.2. Tốc độ trục phân phối không đổi, áp suất nguồn nuôi thay đổi.
Hình 2.27, 2.32 thể hiện kết quả khảo sát chuyển vị của xu páp và áp
suất trong xi lanh dẫn động xu páp theo góc quay trục khuỷu, áp suất
nguồn nuôi 1,0MPa, 1,5MPa, 2,0MPa, 2,5MPa và độ tốc trục phân phối
n = 800 vg/ph.








Các kết quả khảo sát ảnh hởng của áp suất nguồn nuôi đến chuyển vị
của xu páp là một cơ sở quan trọng giúp cho việc lựa chọn dải áp suất phù
H
ình 2.2
7

: Chuyển vị của xu páp theo góc quay
trục khuỷu khi p=1,0, 1,5, 2,0 2,5MPa
và n=800vg/ph

Hình 2.32:
á
p suất trong xi lanh dẫn động xu
páp theo góc quay trục khuỷu khi p=1,0, 1,5,
2,0, 2,5MPa và n=800vg/ph

Chuyển vị của xu páp
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 37 73 109 144 180 216 252 288 324 360
GQTK [do]
Chuyển vi [mm]
1,0MPa
1,5MPa
2,0MPa
2,5MPa
á

p suất trong xi lanh dẫn động xu páp
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
0 37 73 109 144 180 216 252 288 324 360
GQTK [do]
á
p suất [MPa]
1,0MPa
1,5MPa
2,0MPa
2,5MPa

14
hợp trong quá trình thiết kế hệ thống dẫn động bằng thủy lực cho xu páp
trên động cơ. Bảng 2.2 trình bày ảnh hởng của áp suất nguồn đến các giá
trị cực đại của chuyển vị, vận tốc, áp suất trong xi lanh thủy lực. Để đảm
bảo hành trình xu páp không nhỏ hơn hành trình khi đợc dẫn động bằng
cơ khí (7mm đối với xu páp động cơ R180) thì phải chọn áp suất nguồn
thấp nhất là khoảng 2,0MPa, nhng phải kể đến yếu tố: tốc độ tăng thì
hành trình này sẽ giảm (tham khảo bảng 2.1). Xuất phát từ nhu cầu thực tế
về hành trình lớn nhất của động cơ và thông qua bảng 2.2 cho phép ta lựa

chọn dải áp suất của hệ thống.
2.4.3. ảnh hởng của độ cứng lò xo xu páp đến quy luật động học của
xu páp dẫn động bằng thủy lực.
Kết quả khảo sát ảnh hởng của độ cứng lò xo đến quy luật động học
của xu páp dẫn động bằng thủy lực đợc thể hiện trên hình 2.33, 2.34.







Với một gía trị áp suất nguồn nuôi và tốc độ trục phân phối nhất định,
ảnh hởng của độ cứng lò xo xu páp đến chuyển vị của xu páp cũng
không nhỏ và đợc thể hiện trên bảng 2.3
Bảng 2.3: ảnh hởng của độ cứng lò xo xu páp đến chuyển vị của xu páp
Hệ số độ cứng của lò xo xu páp
k
lx1
(N/mm)
Hành trình của xu páp
y
2max
(mm)
30 13.5388
40 11.9361
50 10.5631
60 9.3655
70 8.306
Anh huong cua do cung lo xo xu pap den chuyen vi

0
2
4
6
8
10
12
14
16
0
24
48
72
96
120
144
168
192
216
240
264
288
312
336
GQTK [do]
Chuyen vi (mm)
30N/mm
40N/mm
50N/mm
60N/mm

70N/mm
H
ình 2.33:
ả
nh hởng của độ cứng lò xo đến
chuyển vị của xu páp dẫn động bằng thủy lực
ảnh hởng của độ cứng lò xo xu páp đến vận tốc
-600
-400
-200
0
200
400
600
800
0
22.8
45.6
68.4
91.2
114
137
160
182
205
228
251
274
297
319

342
GQTK [do]
Van toc (mm/s)
30N/mm
40N/mm
50N/mm
60N/mm
70N/mm

H
ình 2.34:
ả
nh hởng của độ cứng lò xođến
vận tốc của xu páp dẫn động bằng thủy lực

15
Thông qua việc khảo sát ảnh hởng của độ cứng lò xo đến chuyển vị của
xu páp cho phép lựa chọn loại lò xo thích hợp dùng trong hệ thống dẫn
động xu páp bằng thủy lực. Tuy nhiên để đảm bảo khả năng chống tự mở
của xu páp khi động cơ làm việc thì hệ số độ cứng của lò xo phải nằm
trong dải 5,4N/mm đến 6,0N/mm. [26]. Kết quả khảo sát mô hình dẫn
động xu páp bằng thủy lực trên máy tính ở các chế độ khác nhau đợc thể
hiện trên các bảng 2.4 đến 2.6.
Bảng 2.4 : Hành trình lý thuyết của xu páp dẫn động bằng thủy lực
[mm]
TT n[vg/ph] 1,0 MPa 1,5 MPa 2,0 MPa 2,5 MPa
1 500 3,2974 6,1534 8,7286 11,1789
2 600 3,3121 6,1527 8,6117 10,7835
3 700 3,2901 6,0196 8,2346 10,1169
4 800 3,1696 5,6991 7,689 9,3655

Bảng 2.5: Trị số "thời gian - tiết diện" lý thuyết của xu páp dẫn động
bằng thủy lực,[mm
2
](trong bảng là diện tích nằm giữa đờng cong diện
tích tiết diện lu thông và trục hoành)
TT n[vg/ph] 1,0 MPa 1,5 MPa 2,0 MPa 2,5 MPa
1 500 38231,99 78320,28 117691,30 157753,20
2 600 36790,61 76039,74 113707,30 150112,00
3 700 35040,06 72049,64 106568,20 138665,70
4 800 32438,50 66733,30 98042,130 127273,50
Bảng 2.6 : Pha lý thuyết của xu páp dẫn động bằng thủy lực [độ GQTK]
TT n[vg/ph] 1,0 MPa 1,5 MPa 2,0 MPa 2,5 MPa
1 500 223 241 256 271
2 600 226 249 266 279
3 700 231 254 272 287
4 800 224 258 276 291
Ta thấy hành trình xu páp tăng nhanh (3,0
ữ
3,5 lần) khi tăng áp suất
nguồn từ 1,0 đến 2,5MPa, nhng giảm chậm hơn theo mức độ tăng tốc độ
trục phân phối (ở áp suất cao hơn thì giảm nhanh hơn). Trị số "thời gian -

16
tiết diện" tăng khoảng 4 lần khi tăng áp suất nguồn từ 1,0 tới 2,5MPa và
giảm không đáng kể khi tăng tốc độ trục phân phối (14% khi áp suất bằng
1,0MPa; 19,3% ở áp suất 2,5MPa khi tốc độ trục phân phối tăng từ
500vg/ph đến 800vg/ph - Tơng ứng với tốc độ trục khuỷu của động cơ
tăng từ 1000vg/ph tới 1600 vg/ph). Sự tăng nhanh hơn của trị số "thời gian
tiết - diện" so với hành trình xu páp là pha phối khí tăng đáng kể (48
0

ở
tốc độ 500vg/ph đến 67
0
ở tốc độ 800vg/ph khi tăng áp suất nguồn và tăng
tốc độ trục phân phối). ở miền áp suất nguồn cao thì sự gia tăng đợc thể
hiện rõ nét hơn.
Chơng 3: Nghiên cứu thực nghiệm
3.1. Mục tiêu của nghiên cứu thực nghiệm
Việc nghiên cứu thực nghiệm nhằm các mục tiêu sau:
- Kiểm chứng mô hình toán học của đề tài
- Chế tạo mô hình thực và thí nghiệm để khảo sát ảnh hởng của áp suất
nguồn nuôi và tốc độ trục phân phối đến chuyển vị của xu páp dẫn động
bằng thủy lực để có những giải pháp hoàn thiện hệ thống dẫn động:
3.2. Nội dung thí nghiệm
3.2.1. Chế tạo mô hình thực dẫn động xu páp bằng thủy lực
3.2.1.1. Mục đích, yêu cầu
a. Mục đích
Thông qua mô hình thực nghiệm đánh giá đợc khả năng dẫn động xu
páp bằng thủy lực.
b. Yêu cầu
- Mô hình phải đảm bảo việc đóng mở xu páp phù hợp với quy luật chọn
trớc theo sự biến thiên tốc độ trục khuỷu từ 500 đến 2000 vg/ph.
- Hành trình của xu páp trên mô hình thực phải lớn hơn hoặc bằng hành
trình của xu páp dẫn động bằng cơ khí.
- Trên mô hình phải đo đợc biến thiên của chuyển vị xu páp và áp suất dầu
tại các vị trí cần thiết, nhiệt độ dầu thủy lực ở trớc và sau xi lanh thủy lực.
- Các đầu đo phải kết nối đợc với máy tính, kết quả đo đợc thể hiện ở
dạng bảng và đồ thị.

17

- Sai số của phép đo trong khoảng 3-5%.
- Vật t phụ tùng chế tạo mô hình có thể tìm đợc ở Việt Nam.
3.2.1.2. Mô hình cụ thể
Hành trình lớn nhất của xu páp (khi nắp máy tháo rời) là 12mm;
Pha phối khí: Xu páp nạp: góc mở sớm:14
0
30'

3
0
trớc điểm chết trên;
góc đóng muộn: 37
0
30'

3
0
sau điểm chết dới. Xu páp xả: góc mở sớm:
48
0
30' 30 trớc điểm chết dới; góc đóng muộn: 15
0
30'

3 sau điểm
chết trên.
Lò xo xu páp: chiều cao trạng thái tự do: 40mm; khi lắp trên nắp xi lanh:
32mm; đờng kính vòng quấn lò xo: 24mm; độ cứng của lò xo:
5,8N/mm; lực nén lò xo khi xu páp mở lớn nhất: 70N
Mô hình thực nghiệm dẫn động xu páp bằng thủy lực đợc xây dựng

theo trình tự sau:
* Chọn xi lanh dẫn động xu páp: đờng kính pít tông 20mm, đờng kính
ngoài của xi lanh 25mm. Hành trình pít tông 30mm và có thể hạn chế
đợc ở giá trị thấp hơn.
* Chọn áp suất nguồn: áp suất nguồn đợc chọn 1,0MPa đến 2,5MPa.
* Xác định lu lợng lớn nhất của chất lỏng công tác cấp cho xi lanh
thủy lực dẫn động con trợt : lu lợng lớn nhất cấp cho xi lanh thủy lực
để đảm bảo con trợt làm việc với tần số xấp xỉ 16Hz là:
phlySQ
xl
/8.160.16.06.0.0314.060.16
max11
=
=
=
* Xác định lu lợng lớn nhất của chất lỏng công tác cấp cho xi lanh
thủy lực dẫn động xu páp: lu lợng lớn nhất cấp cho xi lanh thủy lực dẫn
động xu páp để đảm bảo xu páp đóng mở với tần số xấp xỉ 16Hz là:
phlySQ
xl
/61.360.16.12.0.0314.060.16
max222
===

* Xác định lu lợng của bơm: lu lợng của bơm bằng 6l/ph.
* Chọn loại bơm: bơm kiểu bánh răng lu lợng 6l/ph và động cơ dẫn
động bơm là động cơ xoay chiều ba pha có công suất 0,7 kW.
* Diện tích tiết diện thông qua của cửa cấp chất lỏng cho xi lanh dẫn
động con trợt:

18
226
6
3
max1
1
max1
184.2410.184.24
10.5.1.
65.86
2
4.0
10.8.1
)(
2
mmm
pp
Q
F
xl
===

=





* Diện tích tiết diện thông qua của cửa cấp chất lỏng cho xi lanh dẫn xu páp:
226

6
3
max2
2
max2
4210.42
10.0.2.
65.86
2
4.0
10.61.3
)(
2
mmm
pp
Q
F
xl
===

=





Hệ số lu lợng của van phân phối

chọn trong khoảng từ 0,4 đến 0,6
[9], [28], [34].

Chất lỏng công tác là dầu thủy lực -10 có khối lợng riêng

=
866,5 kg/m
3
.
* Các đờng ống chọn phù hợp với kích thớc tiêu chuẩn của nhà chế
tạo đồng thời có đờng kính trong bằng đờng kính cửa cấp cửa xả của
van phân phối và của hộp con trợt.
* Dẫn động trục van phân phối bằng một động cơ điện một chiều. Động
cơ điện này đợc điều khiển bằng một bảng mạch điện tử do đó có thể
thay đổi vô cấp tốc độ.
Mô hình thực nghiệm dẫn động xu páp bằng thủy lực đợc xây dựng thể
hiện trên hình 3.1a, 31b.











Hình 3.1 a: Sơ đồ bố trí chung các phần tử của mô hình thực nghiệm
1- Bệ cảm biến H7; 2 - Xu páp của động cơ; 3- Nắp xi lanh của động cơ R180; 4 -
Các xi lanh dẫn động xu páp; 5,7 - Đờng ống; 8 - Van phân phối kiểu khoá; 9 - Xi
lanh dẫn động con trợt; 10 - Đồng hồ đo áp suất; 11 - Hộp con trợt 4/2; 12 - Động
cơ dẫn động bơm dầu; 13 - Bơm dầu; 14 - ống hút của bơm dầu; 15 - Van an toàn;

16 - Động cơ dẫn động van phân phối; 17 - ống xả dầu; 18 - Bộ điều khiển động cơ
dẫn động van phân phối; 19 - Cặp bánh răng trụ;

19
Mô hình bao gồm: nguồn thủy lực; khối điều khiển con trợt; khối điều
khiển xu páp; Thiết bị đo: các bộ cảm biến, bộ biến đổi, thiết bị ghi nhận
và lu trữ dữ liệu.



















3.2.2. Các thông số và thiết bị đo
3.2.2.1. Xác định các thông số đo
Việc giải mô hình toán học của hệ thống dẫn động xu páp bằng thủy lực
cho ta quy luật động học của xu páp. Để kiểm chứng lại kết quả, trên mô

hình thực nghiệm ta tiến hành đo chuyển vị của xu páp, từ đó suy ra quy
luật của vận tốc, gia tốc và trị số "thời gian - tiết diện". Nh vậy, trên mô
hình thực nghiệm chuyển vị của xu páp là thông số đo thứ nhất.
Từ giá trị áp suất thực cho phép xác định chính xác mức độ tổn hao áp
suất trên đờng ống và hiệu chỉnh lại quy luật cấp chất lỏng, đờng kính
H
ình 3.1b: Mô hình thực nghiệm hệ thống dẫn động xu páp.
a, Nhìn từ phía hộp điều khiển; b, Nhìn từ phía hộp phân phối dẫn động xu páp; c, Nhìn
từ trên xuống; d, Nhìn từ phía xi lanh dẫn động xu páp.1- động cơ dẫn động bơm dầu;2-
Van điều khiển con trợt dẫn động xu páp;3- Van an toàn;4-Van phân phối dẫn động xu
páp;5- Xi lanh dẫn động xu páp;6-Xi lanh dẫn động con trợt; 7-Khối nắp máy động cơ;
8-Đồng hồ áp suất.

a,
b,
c,

d,
1 2
3
8
4
6
7
5

20
lỗ cấp và chiều dài rãnh cấp, đờng ống, bơm Do đó, quy luật biến
thiên thực của áp suất trong xi lanh là thông số đo thứ hai. Ngoài ra còn
phải đo các thông số nh: tốc độ trục phân phối, nhiệt độ chất lỏng công

tác, áp suất chất lỏng công tác trong đờng ống trớc, sau van phân phối.
3.2.2.2. Thiết bị đo
a. Thiết bị đo chuyển vị của xu páp: bộ cảm biến đo chuyển vị AVL
H7.
b. Thiết bị đo áp suất trớc và trong xi lanh thủy lực: sử dụng bộ cảm
biến áp suất AVL QL61D.
c. Thiết bị đo tốc độ trục van phân phối: bộ cảm biến tốc độ DIELL
PM1/PA-2A4Q311, bộ biến đổi và hiển thị T1.
d. Encorder góc 364X (AVL 364X Angle Encoder): Encoder góc 364X
3.2.3. Ghi nhận và lu trữ số liệu:
do thiết bị ghi nhận tín hiệu chuyên
dụng AVL Indiset 620 đảm nhiệm. Phần cứng của Indiset 620 gồm khối
thu dữ liệu và bộ biến đổi dữ liệu. Phầm mềm IndiWin - Software version
2.2 gồm chơng trình cho bộ xử lý tín hiệu trên card thu tín hiệu.
3.3 Kết quả thí nghiệm trên mô hình thực
3.3.1. áp suất nguồn nuôi không đổi
Giá trị của chuyển vị và áp suất trong xi lanh dẫn động theo góc quay
trục khuỷu ở chế độ áp suất không đổi 2,5MPa khi thay đổi tốc độ trục
phân phối đợc thể hiện trên hình 3.20 và hình 3.21.









3.3.2. Vận tốc trục phân phối không đổi
Hình 3.20:

á
p suất trong xi lanh dẫn động xu
páp theo góc quay trục khuỷu đo đợc khi
P=2,5MPa và n= 600, 700, 800vg/ph.
H
ình 3.21: Chuyển vị xu páp theo góc quay
trục khuỷu đo đợc khi P= 2,5MPa và
n=600, 700, 800vg/ph.
áp suất trong xi lanh dẫn động xu páp
0
0.5
1
1.5
2
2.5
0
21
42
63
84
105
126
147
168
189
210
231
252
273
294

315
336
357
GQTK [do]
á
p suất [MPa]
600v/ph
700v/ph
800v/ph
Chuyển vị của xu páp
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0
20
40
60
80
100
12
0
140

160
180
200
22
0
240
26
0
280
30
0
320
34
0
360
GQTK [do]
Chuyển vị [mm]
600v/ph
700v/ph
800v/
p
h

21
Chuyển vị và áp suất trong xi lanh dẫn động theo góc quay trục khuỷu ở
chế độ tốc độ trục phân phối 700vg/ph khi áp suất thay đổi đợc thể hiện
trên hình 3.30 và hình 3.31.

Kết quả khảo sát mô hình dẫn động xu páp bằng thủy lực trên mô hình
thực nghiệm ở các chế độ khác nhau thể hiện trên các bảng 3.5 đến 3.7.
Bảng 3.5: Hành trình(theo thực nghiệm) của xu páp dẫn động bằng thủy
lực [mm]
TT
n
[vg/ph]
1,0 MPa 1,5 MPa 2,0 MPa 2,5 MPa
1 500 3,457 5,1589 8,2005 10,00
2 600 2,757 5,04495 7,399 9,2481
3 700 2,565 4,9755 7,1960 8,3319
4 800 1,7376 4,626 6,4125 8,2163

Bảng 3.6: Trị số "thời gian - tiết diện" thực nghiệm của xu páp dẫn động
bằng thủy lực,[mm
2
] (trong bảng là diện tích nằm giữa đờng cong diện
tích tiết diện lu thông và trục hoành)
TT
n
[vg/ph]
1,0 MPa 1,5 MPa 2,0 MPa 2,5 MPa
1 500 30639,05 64534,48 95797,12 133685,70
2 600 29950,66 63956,23 92483,53 120671,30

3 700 28862,42 60701,03 86231,70 112984,30
4 800 26562,37 55751,95 79148,37 104592,70


Hình 3.30:
á
p suất trong xi lanh dẫn động xu
páp theo góc quay trục khuỷu đo đợc khi
P=1,0, 1,5, 2,0, 2,5MPa và n=700vg/ph.
H
ình 3.
3
1: : Chuyển vị xu páp theo góc quay trục
khuỷu đo đợc khi P=1,0, 1,5, 2,0, 2,5MPa và
n=700vg/ph.
áp suất trong xi lanh dẫn động xu páp
0
0.5
1
1.5
2
2.5
0
21
42
63
84
105
126
147

168
189
210
231
252
273
294
315
336
357
GQTK [do]
á
p suất [MPa]
1,0MPa
1,5MPa
2,0MPa
2,5MPa
Chuyển vị của xu páp
0
2
4
6
8
10
0
21
42
63
84
105

126
147
168
189
210
231
252
273
294
315
336
357
GQTK [do]
Chuyển vị [mm]
1,0MPa
1,5MPa
2,0MPa
2,5MPa

22
Bảng 3.7: Pha thực nghiệm của xu páp dẫn động bằng thủy lực [độ GQTK]
TT
n
[vg/ph]
1,0 MPa 1,5 MPa 2,0 MPa 2,5 MPa
1 500 206 226 249 249
2 600 214 232 250 253
3 700 225 234 251 258
4 800 199 216 254 265
Bảng 3.8: So sánh sai lệch giữa kết quả tính toán lý thuyết và kết quả

đo thực nghiệm của xu páp dẫn động bằng thủy lực
Sai lệch hành
trình xu páp

Sai lệch trị số "thời
gian - tiết diện"
Sai lệch pha
phối khí
T
T
Chế độ khảo sát
[mm]
Sai số
tơng
đối

[mm
2
]
Sai số
tơng đối
[độ]
Sai số
tơng
đối

500vg/ph 7592,94 19.86 17 7,62
600vg/ph 0,551 16,76 6839,94 18,59 12 5,31
700vg/ph 0,7251 22,03 6177,64 17,63 6 2,60
1

1,0MPa
800vg/ph 1,432 45,17 5876,13 18,11 25 11,16
500vg/ph
0,9945 16,16 13785,8 17,60 15 6,22
600vg/ph 1,10775 18 12083,5 15,89 17 6,82
700vg/ph 1,0441 17,34 11348,6 15,75 20 7,74
2

1,5MPa
800vg/ph 1,0731 18,83 10981,3 16,45 42 16,27
500vg/ph 0,5281 6,05 21894,2 18,60 7 2,73
600vg/ph 1,2127 14,08 21223,7 18,66 16 6,01
700vg/ph 1,0386 12,61 20336,5 19,08 21 7,72
3

2,0MPa
800vg/ph 1,2765 16,60 18893,7 19,27 22 7,97
500vg/ph 1,1789 10,55 24067,5 15,26 22 8,11
600vg/ph 1,5354 14,23 29440,7 19,61 26 9,32
700vg/ph 1,785 17,64 25681,4 18,52 29 10,1
4

2,5MPa
800vg/ph 1,1492 12,27 22680,8 17,82 26 8,9
Trong đó: Sai lệch = trị số tính toán - trị số đo
Sai số tơng đối = (trị số tính toán - trị số đo)/ trị số tính toán [%]
Các kết quả trong bảng 3.5 đến 3.8 cho thấy khi áp suất nguồn không đổi
(ví dụ 2MPa), nếu tăng tốc độ trục phân phối nghĩa là tăng tốc độ trục
khuỷu, hành trình và trị số "thời gian - tiết diện" của xu páp có xu hớng

giảm, tuy nhiên pha (thời gian mở) lại tăng ở miền áp suất cao, điều này cho
thấy quy luật chuyển động của xu páp dẫn động bằng thủy lực trên mô hình

23
thực hoàn toàn phù hợp với tính toán lý thuyết. Từ bảng so sánh các kết quả
ta thấy:
- Các số liệu thực nghiệm có tính hội tụ với kết quả tính toán bằng máy
tính theo mô hình đợc thiết lập. Sai khác lớn nhất 15 - 20%, nh vậy là
đảm bảo độ tin cậy và có thể chấp nhận đợc đối với bài toán kỹ thuật [37].
- Để đảm bảo hành trình xu páp không thấp hơn so với cách dẫn động cơ
khí thì áp suất dầu thủy lực phải trong khoảng 2,5MPa. Pha phối khí đo
đợc trên mô hình thực thấp hơn 8
ữ
16%.
- áp suất dầu thủy lực tăng thì sai lệch hành trình xu páp và pha đều giảm.
Sai lệch pha phối khí sẽ nhỏ nhất khi áp suất nguồn khoảng 2,0MPa.
Khi tốc độ trục khuỷu của động cơ tăng tức là tăng tốc độ của trục phân
phối, cản trở thủy động của hệ thống thủy lực tăng do đó khi thiết kế hệ
thống dẫn động thủy lực cho xu páp cần phải quan tâm đến vấn đề sao cho
cản trở thủy động của hệ thống là thấp nhất đặc biệt là khi hệ thống làm việc
ở tần số cao. Khi tốc độ trục phân phối không đổi (ví dụ 800vg/ph), nếu tăng
áp suất nguồn thì hành trình, trị số "thời gian - tiết diện" và pha của xu páp
đều tăng và nh vậy hệ số nạp của động cơ
v

có xu hớng tăng.
Từ sơ đồ dẫn động xu páp đã lựa chọn, thông qua kết quả tính toán và kết
quả thực nghiệm có thể sơ bộ kết luận, mô hình dẫn động đã lựa chọn về
nguyên lý có thể áp dụng cho các loại động cơ có tốc độ

2000 vg/ph và
động cơ làm việc ổn định ở áp suất nguồn từ 2,0
ữ
2,5 Mpa.
- Kết quả đo đợc cho thấy, khi tăng tốc độ trục khuỷu thì cản trở thủy
động tăng nhanh nên hành trình xu páp, trị số "thời gian - tiết diện" và pha
phối khí đều giảm, nhng nếu tăng áp suất nguồn dầu thì có thể cải thiện
đợc tình trạng này. Hớng khắc phục khác là bố trí một cụm tự động thay
đổi cản trở thủy động trên đờng dầu theo tốc độ hoặc hớng thứ ba là tổ
hợp của hai hớng trên.
kết luận
1. Trên cơ sở phân tích, đánh giá các phơng án dẫn động xu páp bằng
cơ khí hiện đang sử dụng trên các động cơ, các biện pháp hoàn thiện cơ
cấu dẫn động bằng cơ khí và tìm hiểu các phơng án dẫn động khác ta
thấy hớng dẫn động xu páp bằng thủy lực khắc phục đợc phần nào
những tồn tại của cách dẫn động bằng cơ khí, mở ra hớng phát triển

24
"động cơ không cam". Trong luận án đã lựa chọn đợc sơ đồ nguyên lý
dẫn động bằng thủy lực cho xu páp của động cơ, sơ đồ này phù hợp với
khả năng công nghệ của Việt Nam hiện nay.
2. Từ nguyên lý chuyển động Niu tơn - Đa lăm be của vật rắn và phơng
trình cân bằng lu lợng chất lỏng, luận án đã: đã thiết lập đợc hệ
phơng trình toán học mô tả hoạt động của sơ đồ đã chọn và giải trên máy
tính để có kết quả động học của xu páp. Dựa trên mô hình toán học này
ảnh hởng của các tham số nh tốc độ, áp suất đã đợc khảo sát để từ đó
có những kết luận sơ bộ về hệ thống và hiệu chỉnh bớc đầu việc lựa chọn
các phần tử thủy lực.
3. Đã lắp ráp hoàn chỉnh mô hình thực nghiệm dẫn động thủy lực cho xu
páp trên nắp xi lanh thực và cho hoạt động trong miền tốc độ tới

2000vg/ph của trục khuỷu và dải áp suất nguồn 1,0 đến 2,5MPa.
4. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm phù hợp với kết quả tính toán lý
thuyết. Các số liệu thực nghiệm có tính hội tụ với kết quả tính toán bằng
máy tính theo mô hình đợc thiết lập. Sai khác lớn nhất 15 - 20%, nh vậy
là đảm bảo độ tin cậy và có thể chấp nhận đợc.
5. Những kết quả nghiên cứu về mặt lý thuyết và thực nghiệm của luận
án thể hiện đợc ý nghĩa khoa học. Kết quả thu đợc trong luận án góp
phần bổ sung cho việc lựa chọn, tính toán thiết kế hệ thống dẫn động xu
páp theo hớng "động cơ không cam" và cho động cơ đảo chiều quay.
Hớng hoàn thiện: Khi đa mô hình dẫn động xu páp bằng thủy lực lên
động cơ cần phải giải quyết vấn đề đảm bảo lu lợng cần thiết dầu thủy
lực qua xi lanh chấp hành cho các chế độ tốc độ khác nhau. Yêu cầu thứ
hai là phải có bình tích áp để đảm bảo việc đóng mở xu páp đúng quy luật
lúc khởi động động cơ và duy trì lu lợng dầu thủy lực. Ngoài ra cần chú
ý tới việc ổn định nhiệt độ và độ nhớt của dầu. Ba hớng khắc phục sự suy
giảm hành trình, pha phối khí và trị số "thời gian - tiết diện" đã đợc đề
cập trong chơng 2 và chơng 3. Phơng án điều chỉnh áp suất dầu nguồn
đã đợc đề cập trong luận án và đợc minh chứng là có cơ sở. Các phơng
án tiếp theo cần đợc nghiên cứu cả về mặt lý thuyết và thực nghiệm
nhằm đa ra một sơ đồ dẫn động thủy lực có điều khiển hợp lý nhất cho
xu páp.

25




Danh mục các công trình của tác giả

1. Phạm Đức Minh, Vi Hữu Thành, Về việc nâng cao hệ số nạp của

động cơ, Tạp chí Kỹ thuật và trang bị số 7+8/2001 trang 39 - 43.
2. Phạm Đức Minh, Giảm mức độ độc hại của động cơ xăng bằng điều
chỉnh pha phối khí, Tuyển tập các bài báo hội nghị ACAT-2002 TT- 071.
3. Phạm Đức Minh, Vy Hữu Thành, Xây dựng quy luật điều khiển xu páp
dẫn động bằng thủy lực trên động cơ đốt trong, Tạp chí Giao thông vận tải
số 1+2/2005, trang 112 - 114.
4. Phạm Đức Minh, Vy Hữu Thành, Xây dựng mô hình dẫn động xu páp
bằng thủy lực, Tạp chí Giao thông vận tải số 6/2005, trang 41 - 44