Ung dung phan mem hydsim de mo phong he thong nhien lieu don fshikgddbm 20130114012640 4

Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

MỤC LỤC
1. Mục đích và ý nghĩa của đề tài................................................................................4
2. Giới thiệu phần mềm HydSim.................................................................................5
2.1. Giới thiệu tổng quan về phần mềm........................................................................5
2.1.1. Tạo mơ hình trong không gian hai chiều..............................................................5
2.1.2. Nhập thông số ban đầu.........................................................................................6
2.1.3. Chạy phần mềm để tính tốn................................................................................6
2.1.4. Bộ xử lý PP2 (Post-Processor PP2).....................................................................6
2.1.5. Bộ xử lý PP3 (Post-Processor PP3).....................................................................7
2.2. Giới thiệu các nhóm phần tử trong phần mềm.....................................................7
2.2.1. Các nhóm phần tử trong phần mềm.....................................................................7
2.2.2. Các nhóm phần tử cần thiết cho việc mô phỏng cho hệ thống
nhiên liệu động cơ Diesel sử dụng bơm cao áp piston plunger...........................9
3. Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ Dongfeng S1100A...................................47
3.1. Giới thiệu chung về động cơ Dongfeng S1100A.................................................47
3.2. Khảo sát cụ thể hệ thống nhiên liệu động cơ Dongfeng S1100A.......................50
3.2.1. Đặc điểm chung về hệ thống nhiên liệu động cơ Dongfeng S1100A..................50
4. Sử dụng phần mềm HydSim mô phỏng hệ thống nhiên liệu
động cơ Dongfeng S1100A....................................................................................59
4.1. Sơ đồ giải thuật của phương pháp mô phỏng....................................................59
4.2. Xây dựng sơ đồ hệ thống nhiên liệu và liệt kê các phần tử cần thiết để mơ
phỏng............................................................................................................................60
4.3. Xây dựng mơ hình hệ thống nhiên liệu động cơ Dongfeng S1100A.................61
4.3.1. Tạo mơ hình khối bơm cao áp............................................................................62
4.3.2. Tạo mơ hình khối đường ống cao áp..................................................................63
4.3.3. Tạo mơ hình khối vịi phun.................................................................................63
4.3.4. Tạo mơ hình khối buồng cháy.............................................................................63
4.3.5. Kết nối các khối mơ hình thành mơ hình mơ phỏng hệ thống nhiên liệu...........64
4.4. Khai báo dữ liệu đầu vào cho các phần tử..........................................................65

4.4.1. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử cam lồi...................................................65
4.4.2. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử piston plunger.......................................67
4.4.3. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử cửa nạp/ tràn thẳng hàng......................67
4.4.4. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử rò rỉ số 1................................................68
4.4.5. Khai báo dữ liệu đầu vào phần tử áp suất ban đầu của nhiên liệu....................69
4.4.6. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử buồng áp suất trước van cao áp...........69
1


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
4.4.7. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử van cao áp có vành giảm áp.................70
4.4.8. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử buồng áp suất sau van cao áp..............70
4.4.9. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử đường ống cao áp.................................71
4.4.10. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử đường ống dọc thân vòi phun.............72
4.4.11. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử khoang chuyển tiếp.............................72
4.4.12. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử đường ống xiên
dẫn đến khoang nâng kim phun(3 đường).......................................................73
4.4.13. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử buồng nâng kim phun..........................73
4.4.14. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử kim phun..............................................74
4.4.15. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử vòi phun...............................................74
4.4.16. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử rò rỉ số 2..............................................77
4.4.17. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử biên áp suất (dầu hồi).........................77
4.4.18. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử lò xo kim phun.....................................78
4.4.19. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử liên kết piston plunger với con đội......79
4.4.20. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử buồng cháy..........................................79
4.5. Khai báo dữ liệu ban đầu cho các phần tử..........................................................80
4.5.1. Khai báo điều kiện ban đầu cho phần tử cam lồi...............................................80
4.5.2. Khai báo điều kiện ban đầu cho phần tử piston plunger....................................80
4.5.3. Khai báo điều kiện ban đầu cho phần tử buồng trước van cao áp.....................80
4.5.4. Khai báo điều kiện ban đầu cho phần tử buồng sau van cao áp........................81

4.5.5. Khai báo điều kiện ban đầu phần tử đường ống cao áp,
lỗ dọc thân vòi phun, lỗ dọc thân kim phun.........................................................81
4.5.6. Khai báo điều kiện ban đầu phần tử kim phun...................................................81
4.6. Khai báo tính chất nhiên liệu...............................................................................82
4.7. Khai báo tính chất khí nạp trong buồng cháy.....................................................82
4.8. Lựa chọn những thông số đầu ra........................................................................83
4.8.1. Lựa chọn thông số đầu ra của phần tử cam lồi..................................................83
4.8.2. Lựa chọn thông số đầu ra của phần tử piston plunger.......................................84
4.8.3. Lựa chọn thông số đầu ra của phần tử buồng trước van cao áp.......................85
4.8.4. Lựa chọn thông số đầu ra của phần tử van cao áp có vành giảm áp.................85
4.8.5. Lựa chọn thông số đầu ra của phần tử khoang nâng kim phun.........................86
4.8.6. Lựa chọn thông số đầu ra của phần tử kim phun...............................................86
4.8.7. Lựa chọn thông số đầu ra của phần tử vòi phun................................................87
4.9. Chạy chương trình tính tốn................................................................................87
4.9.1. Khai báo hộp thoại "Điều khiển tính tốn"........................................................87
4.9.2. Chạy chương trình tính tốn...............................................................................88
2


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
4.10. Xuất kết quả mơ phỏng và nhận xét..................................................................89
4.10.1. Cách xuất kết quả.............................................................................................89
4.10.2. Nhận xét kết quả...............................................................................................89
4.10.3. Đánh giá chung về chất lượng phun nhiên liệu từ kết quả mô phỏng..............97
5. Đánh giá sự ảnh hưởng của các thông số đến chất lượng
phun nhiên liệu......................................................................................................97
5.1. Thay đổi tốc độ trục cam......................................................................................97
5.2. Thay đổi áp suất buồng cháy................................................................................98
6. Kết luận...................................................................................................................99
TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................100

3


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
1. Mục đích và ý nghĩa của đề tài
Kể từ khi ra đời cho đến nay, động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu Diesel đã
không ngừng cải tiến và chế tạo mới những bộ phận, hệ thống nhằm nâng cao hiệu
suất, giảm tiêu hao nhiên liệu và ô nhiễm môi trường. Một trong những hệ thống có
ảnh hưởng quyết định đến các chỉ tiêu trên đó là hệ thống nhiên liệu và cụ thể là việc
phun nhiên liệu vào buồng cháy. Nhiên liệu được cung cấp vào buồng cháy vào thời
điểm nào, chất lượng tia phun như thế nào để cho quá trình cháy diễn ra tốt nhất. Vì
vậy việc nghiên cứu nhằm làm cho hệ thống nhiên liệu hoạt động tốt nhất, tối ưu nhất
luôn nhận được sự quan tâm của các nhà nghiên cứu. Hiện nay, việc thực hiện những
cải tiến trên có thể được tiến hành thuận lợi hơn nhờ sự phát triển mạnh mẽ của lĩnh
vực công nghệ thông tin. Việc áp dụng các phần mềm tin học để thiết kế, mơ phỏng,
tính tốn khơng những rút ngắn đáng kể thời gian, cơng sức cho người thiết kế mà cịn
cho kết quả rất chính xác.
Với mong muốn tìm hiểu cơng dụng của các phần mềm tin học chuyên ngành
động cơ đốt trong, em đã chọn phần mềm HydSim (Hydraulic Simulation) dùng để
mơ phỏng, tính tốn hệ thống nhiên liệu của động cơ Diesel có tên Dongfeng S1100A.
Dùng phần mềm này để mơ phỏng tình trạng cung cấp nhiên liệu hiện tại của động cơ.
Qua đó đánh giá sự ảnh hưởng của những thông số kết cấu, những điều kiện biên và
những thông số vận hành đến chất lượng phun nhiên liệu, đây là cơ sở cho việc thiết
kế, chế tạo, cải thiện hệ thống nhiên liệu nhằm nâng cao chất lượng phun nhiên liệu
cho động cơ. Phần mềm này được xây dựng trên cơ sở là thuyết động lực học và dao
động chất lỏng của những hệ thống đa phần tử. Có nhiều cách để ứng dụng phần mềm
này, ta có thể kết nối các biểu tượng và sau đó nhập các thông số đầu vào của các chi
tiết và lấy ra các thông số của việc phun nhiên liệu để khảo sát và kiểm nghiệm hoặc
là ngược lại để có nhanh các thơng số chính xác của các chi tiết cần thiết kế.

Từ việc mơ phỏng, tính tốn việc phun nhiên liệu của động cơ Dongfeng
S1100A nói riêng, tức là hệ thống nhiên liệu Diesel, ta có thể mở rộng ứng dụng của
phần mềm ra cho hệ thống nhiên liệu dùng xăng hoặc các loại nhiên liệu thay thế
khác, hệ thống bôi trơn và rộng hơn nữa là phân tích động lực học của những hệ thống
thủy lực và thủy cơ.

4


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
2. Giới thiệu phần mềm HydSim
2.1. Giới thiệu tổng quan về phần mềm
HydSim là một chương trình phân tích động lực học của những hệ thống thủy
lực và thủy cơ. Nó được xây dựng trên cơ sở thuyết động lực học và dao động chất
lỏng của những hệ thống đa phần tử. Trong động cơ đốt trong, HydSim được dùng để
mô phỏng cho các hệ thống thủy lực như: hệ thống nhiên liệu, hệ thống bôi trơn, các
hệ thống truyền động bằng thủy lực. Nhưng chủ yếu phần mềm được ứng dụng để mô
phỏng hệ thống phun nhiên liệu Diesel hay các loại nhiên liệu khác như xăng, cồn,
gas... Từ kết quả nhận được bằng việc mô phỏng, ta chọn được hệ thống cung cấp
nhiên liệu cũng như kết cấu, đặc tính các chi tiết trong hệ thống đó thích hợp nhất.
Ngồi ra, chương trình cũng hữu ích trong nhiều lĩnh vực liên quan đến việc phân tích
động lực học của những hệ thống thủy lực. Chẳng hạn như việc mô phỏng động lực
học của những thiết bị điều khiển thuỷ lực cũng như sự dao động trong q trình
truyền động.
2.1.1. Tạo mơ hình trong khơng gian hai chiều

Hình 2-1 Giao diện phần mềm HydSim
Mục đích của sự trình bày mơ hình HydSim hai chiều là cung cấp một cái nhìn
chung của hệ thống được định nghĩa bởi người sử dụng. Một cách cơ bản, mỗi phần tử
riêng biệt của hệ thống được trình bày bằng một biểu tượng trên màn hình GUI.

Những biểu tượng này được kết nối bằng các liên kết màu đỏ hoặc màu xanh (tùy theo
loại liên kết). Trong đó, màu đỏ thể hiện liên kết cơ khí (lị xo hoặc bộ giảm chấn) và
5


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
màu xanh da trời thể hiện liên kết thủy lực (hướng dòng chảy). Một số phần tử khác
có thể được kết nối bằng đường màu xanh lá cây (liên kết đặc biệt).
2.1.2. Nhập thông số ban đầu
Để nhập thơng số đầu vào, phải kích đơi vào một biểu tượng được chọn hoặc
có thể được mở ra bằng cách kích sáng biểu tượng với chuột trái. Sau đó kích chuột
phải để mở menu rồi chọn tab “Properties” (những tính chất), lúc này hộp thoại đầu
vào sẽ hiện ra. Ngoài ra, bằng cách mở những hộp thoại khác nhau từ thanh menu,
người sử dụng có thể ghi rõ những điều kiện ban đầu, những thông số đầu ra theo yêu
cầu và định nghĩa một trong những thông số khác liên quan đến phần tử. Những tính
chất của liên kết cơ khí cũng được ghi giống như vậy. Liên kết thuỷ lực và liên kết đặc
biệt khơng có những tính chất được định nghĩa bởi người sử dụng.
2.1.3. Chạy phần mềm để tính tốn
Chương trình HydSim có thể được chạy trực tiếp từ GUI bằng cách nhấn một
trong những nút sau trong menu Pulldown/ Simulation trên thanh menu. “Run” và
“Run Sets” sẽ chạy với sự tối ưu hoá một chiều nếu nó được định nghĩa trong Search
Adjust (Tìm kiếm hiệu chỉnh).
+ Run: chạy bình thường.
+ Run Sets: chạy hàng loạt phép tính với Data Sets (những tập hợp dữ liệu).
+ Restart: bắt đầu lại hệ thống được lưu trước đó.
2.1.4. Bộ xử lý PP2 (Post-Processor PP2)
Bộ xử lí PP2 có thể được kết nối trực tiếp từ GUI để xem những đồ thị hai
chiều của kết quả. Công cụ PP2 được sử dụng để đánh giá kết quả của việc mô phỏng
HydSim. Những kết quả được thể hiện ở dạng đồ thị, là một hàm theo thời gian (nếu
thích hợp) hoặc góc quay hoặc góc tham chiếu. Những thông số đầu ra theo yêu cầu

phải được chọn bởi người sử dụng trong bộ xử lý GUI từ danh sách được định nghĩa
trước có sẵn cho mỗi phần tử.
Những kết quả mô phỏng tiêu biểu cho những phần tử thuỷ lực là:
+ Áp suất.
+ Lưu lượng thể tích hoặc lưu lượng khối lượng.
+ Thể tích.
+ Lực chất lỏng.
+ Tiết diện lưu thông.
+ Hệ số lưu lượng/ hệ số cản trở dòng chảy.
+ Những yếu tố của hiện tượng sủi bọt khí.
6


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
Đối với những phần tử cơ khí, những kết quả mơ phỏng tiêu biểu là:
+ Toạ độ chuyển vị, vận tốc, gia tốc.
+ Lực và mômen động lực học.
+ Những thông số động học.
Việc xử lý những dữ liệu được thực hiện bởi PP2, nó cho phép tạo ra những
biểu đồ một cách tự động hoá linh hoạt bằng cách sử dụng những bản mẫu đã được
định nghĩa trước (có trong HydSim hoặc được tạo ra bởi người sử dụng) cũng như tạo
ra những đồ thị, biểu đồ ảnh hưởng lẫn nhau.
2.1.5. Bộ xử lý PP3 (Post-Processor PP3)
Bộ xử lý 3D là một công cụ minh họa 3 chiều. Nó cũng có thể được kết nối từ
GUI hoặc trực tiếp từ “Menu PullDown/ Simulation”, bằng cách mở cửa sổ “Nozzle
Flow” với lệnh “Animation/ Nozzle Flow” và kích nút “Show” ở đó. Cơng cụ PP3
được sử dụng để minh hoạ dòng chảy qua vòi phun và qua lỗ phun. Để chạy nó một
cách thành cơng, sự mô phỏng HydSim phải được thực hiện trước. Những phần tử vịi
phun SAC, VCO cơ bản và mở rộng có thể được làm cho sinh động. Đối với những hệ
thống phun thường, minh hoạ hiển thị độ nhấc kim phun, sự dao động áp suất trong

ống dẫn nhiên liệu, khoang vòi phun, khoang trước các lỗ phun, áp suất trên đường
hồi dầu, sự rò rỉ qua phần dẫn hướng kim phun, góc cơn tia phun, chiều dài tia phun
(độ xun thấu của tia phun), độ mạnh tia phun (nếu được tính tốn).
2.2. Giới thiệu các nhóm phần tử trong phần mềm
2.2.1. Các nhóm phần tử trong phần mềm
Mơ hình mơ phỏng trong HydSim bao gồm những phần tử thuỷ lực, phần tử cơ
khí, phần tử có mục đích chung khác nhau. Những phần tử được gộp lại thành từng
nhóm dựa trên loại và chức năng của nó. Bằng cách này, HydSim có 16 nhóm phần tử
mà tên của nó được liệt kê trong menu Element (phần tử) của cửa sổ khơng gian làm
việc AVL. Cụ thể, chúng bao gồm:
+ Nhóm biên:
* Áp suất.
* Lưu lượng.
* Cơ khí.
* Thuỷ cơ.
+ Nhóm cam:
* Cam lồi.
* Cam đĩa.
7


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
+ Nhóm vật rắn:
* Khối chất điểm.
* Trục cứng.
+ Nhóm piston:
* Tiêu chuẩn.
* Phun tách SID.
+ Nhóm thể tích:
* Thể tích cứng tiêu chuẩn.

* Thể tích co giãn.
* Thể tích chứa hai pha.
+ Nhóm đường ống:
* Đường ống một pha (đường ống Đa-lăm-be, Laplace, Godunov,
Characteristics).
* Đường ống hai pha.
+ Nhóm bơm:
* Bơm phân phối piston rơto.
* Bơm piston plunger.
+ Nhóm sự rị rỉ:
* Khe hở hình vành khăn.
+ Nhóm cửa:
* Cửa nạp/ tràn kiểu thẳng hàng.
* Cửa nạp/ tràn phân phối.
+ Nhóm van:
* Van cao áp.
* Van tràn.
* Van một chiều nắp van bi.
* Van một chiều nắp van cơn.
+ Nhóm tiết lưu:
* Được điều khiển theo thời gian.
* Được điều khiển theo độ nhấc (hành trình).
* Tiết diện lưu thơng là hàm theo thời gian/góc quay.
* Áp suất là hàm theo lưu lượng.
+ Nhóm solenoi:
* Phần ứng (mơ hình cơ bản).
* Phần ứng (mơ hình mở rộng).
+ Nhóm piezo:
8

Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
* Hàm dịch chuyển.
* Bộ khuếch đại.
* Khối kích thích.
+ Nhóm jiclơ:
* Thường.
* Có hiện tượng sủi bọt khí.
* Có gờ nhọn.
* Có gờ trịn.
* Có gờ dài trịn.
+ Nhóm vịi phun:
* Vịi phun SAC mơ hình cơ bản.
* Vịi phun VCO mơ hình cơ bản.
* Vịi phun SAC mơ hình mở rộng.
* Vịi phun VCO mơ hình mở rộng.
* Vịi phun có vành đai RSN.
+ Nhóm kim phun:
* Tiêu chuẩn (cổ điển).
* Tiêu chuẩn (hiện đại).
* Hai lò xo (cổ điển).
* Hai lò xo (hiện đại).
+ Phần tử Matlab.
Bằng cách kích đơi chuột trái vào một nhóm nào đó thì một danh sách các phần
tử thuộc nhóm này sẽ xuất hiện. Kích đơi vào phần tử được chọn thì biểu tượng tương
ứng của phần tử sẽ được đặt vào cửa sổ mơ hình. Để thuận lợi cho việc tìm hiểu, ta lần
lượt đi sâu vào các phần tử đặc trưng cho hệ thống nhiên liệu của động cơ Diesel sử
dụng bơm cao áp piston plunger.
2.2.2. Các nhóm phần tử cần thiết cho việc mơ phỏng cho hệ thống nhiên liệu động cơ
Diesel sử dụng bơm cao áp piston plunger.

2.2.2.1. Nhóm phần tử biên
Những phần tử biên trong HydSim được sử dụng để xác định các điều kiện
biên của một hệ thống. Nhóm phần tử biên bao gồm 4 phần tử:
+ Biên áp suất (Pressure boundary).
+ Biên lưu lượng (Flow rate boundary).
+ Biên cơ khí (Mechanical boundary).
+ Biên thuỷ cơ (Hydromechanical boundary).
9


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
Nguyên tắc chung của việc xác định các giá trị của biên là:
+ Những giá trị trung gian sẽ được tính bằng phép tốn nội suy.
+ Nếu phép tính vượt q miền xác định thì giá trị tính cuối cùng sẽ
được giữ làm hằng số cho các phép tính tiếp sau đó. Điều này sẽ xảy ra nếu trong hộp
thoại “Điều khiển phép tính” (Calculation control): thời gian giữa hai phép tính được
thiết lập lâu hơn điều kiện biên.
+ Nếu miền xác định (Time, Reference angle) cho những điều kiện biên
bắt đầu khởi động chậm hơn so với việc tính tốn thì những giá trị biên trong hàng thứ
nhất sẽ được dùng.
+ Nếu điều kiện biên được giữ là hằng số trong suốt quá trình tính tốn
thì nó phải được xác định chỉ một lần (cho phạm vi tính tốn nhập vào).
* Biên áp suất (Pressure boundary).
Tên phần tử:
Biểu tượng phần tử:
Định nghĩa:

Biên áp suất (Pressure boundary).

Phần tử này dùng để định nghĩa áp suất cho những liên

kết bên ngoài (những biên) của hệ thống như là một hàm
theo thời gian hoặc góc quay.

Điểm kết nối:

Điểm tiêu chuẩn: 8
Điểm đặc biệt: 0
Áp suất ở tất cả các điểm kết nối đều giống nhau.
Lưu ý: Hướng liên kết thuỷ lực luôn là hướng x.
a. Những thông số đầu vào (Input parameters)
Hộp thoại dữ liệu đầu vào của biên áp suất được thể hiện trên hình 2-2, có thể
được kết nối bằng 3 cách:
+ Kích đơi vào phần tử.
+ Kích sáng phần tử, trên Menu Pulldown chọn Element/ Properties.
+ Kích chuột phải vào phần tử làm xuất hiện thanh Menu Pulldown, từ
đây chọn Properties.

10


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

Hình 2-2 Hộp thoại dữ liệu đầu vào của phần tử biên áp suất
b. Những thông số đầu ra (Output parameters)
Đường dẫn: Element/ Store results.
Hộp thoại những thông số đầu ra của phần tử biên áp suất thể hiện ở hình 2-3
dưới đây.

Hình 2-3 Hộp thoại những thông số đầu ra của phần tử biên áp suất
Để kích hoạt thơng số đầu ra, đánh dấu tích vào hộp nằm góc trái của tên thơng

số.
Áp suất:

Đơn vị: bar
Áp suất thực trong Biên áp suất.
Lưu ý: Đối với phần tử biên áp suất thì dữ liệu đầu vào, đầu ra giống nhau.

* Biên thủy cơ (Hydromechanical boundary)
Tên phần tử:

Biên thuỷ cơ.

Biểu tượng phần tử:
Định nghĩa:
Phần tử này dùng để định nghĩa chuyển vị (hoặc vận tốc)
và áp suất và (hoặc) lưu lượng cho những liên kết bên ngồi (những biên về thuỷ lực
và cơ khí) của hệ thống như là một hàm theo thời gian hoặc góc quay.
Những điểm kết nối: Điểm tiêu chuẩn:

8 điểm
11


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
Điểm đặc biệt:
0
Chuyển vị hoặc vận tốc ở tất cả các điểm kết nối đều giống nhau.
Lưu ý: Sau khi được kích hoạt lần đầu tiên, điểm kết nối với mục đích chung (màu
đen) sẽ xác nhận 1 loại kết nối cụ thể (màu đỏ cho cơ khí, màu xanh cho thuỷ lực) và
nó khơng thể thay đổi được sau đó.

Một phần tử biên thuỷ cơ xác định chuyển vị hoặc vận tốc chỉ theo một hướng
nào đó nhất định. Nếu cần xác định những điều kiện biên cơ khí cho nhiều hướng
khác nhau, thì mỗi biên cơ khí phải được xác định riêng cho một hướng và được kết
nối thông qua những liên kết cơ khí đến các phần tử yêu cầu (hướng x, y,  đều có
thể).
Khơng thể xác định cùng lúc chuyển vị và vận tốc cho một phần tử biên thuỷ
cơ. Nếu chuyển vị được xác định trong bảng dữ liệu đầu vào thì vận tốc của hướng đó
sẽ tính được nhờ phép vi phân chuyển vị theo thời gian. Nếu vận tốc được xác định
trong bảng dữ liệu đầu vào thì chuyển vị trong cùng hướng đó sẽ tính được nhờ phép
tích phân vận tốc theo thời gian.
Thuỷ lực chỉ có duy nhất trong hướng x. Nếu chuyển vị hoặc vận tốc được xác
định trong hướng x thì vẫn có thể thêm vào các giá trị áp suất và lưu lượng bởi vì
chúng là những giá trị độc lập (so với chuyển vị, vận tốc). Nếu chuyển vị hoặc vận tốc
trong hướng y hoặc hướng  được ghi rõ thì áp suất và lưu lượng không thể định
nghĩa được nữa (những cột tương ứng có màu xám).
Nếu dùng liên kết thuỷ lực để kết nối biên thuỷ cơ với các phần tử lân cận thì
chỉ áp suất hoặc lưu lượng được chuyển sang nó (phần tử lân cận). Tuy nhiên trong
trường hợp của liên kết cơ khí, tất cả các biến số đã được định nghĩa (như chuyển vị/
vận tốc, áp suất hoặc lưu lượng) sẽ được truyền tới phần tử được kết nối.
Trong trường hợp khác, nếu phần tử thuỷ cơ được kết nối bằng liên kết cơ khí
với một phần tử mà phần tử này cho phép cả hai loại liên kết thuỷ lực và cơ khí, như
phần tử piston chẳng hạn, thì giá trị áp suất, đã được định nghĩa trong bảng dữ liệu
đầu vào, sẽ tác dụng lên vùng liên kết, tạo ra lực liên kết thủy lực mặc dù khơng có bất
kỳ liên kết thủy lực nào.
a. Những thông số đầu vào (Input parameters)
Hộp thoại dữ liệu đầu vào của biên thủy cơ được thể hiện trên hình 2-4, có thể
được kết nối bằng 3 cách:
+ Kích đơi vào phần tử.
+ Kích sáng phần tử, trên Menu Pulldown chọn Element/ Properties.

12


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
+ Kích chuột phải vào phần tử làm xuất hiện thanh Menu Pulldown, từ
đây chọn Properties.

Hình 2-4 Hộp thoại dữ liệu đầu vào của phần tử biên thuỷ cơ
b. Những điều kiện ban đầu (Initial conditions)
Khơng có điều kiện ban đầu đối với phần tử biên thuỷ cơ.
Những giá trị áp suất, lưu lượng trong hàng đầu tiên của bảng được lấy làm điều
kiện ban đầu cho những phần tử được liên kết thuộc loại sau:
+ Lưu lượng: chỉ cho phần tử bình chứa (Volume).
+ Áp suất: cho tất cả các phần tử thuỷ lực (piston, đường ống, bơm, cửa, van,
tiết lưu, van điện từ, khe hở bán nguyệt, jiclơ, vòi phun và kim phun).
c. Những thông số đầu ra (Output parameters)
Đường dẫn: Element/ Store results
Hộp thoại những thông số đầu ra được thể hiện trên hình 2-5.

Hình 2-5 Hộp thoại những thơng số đầu ra của phần tử biên thủy cơ
13


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
Để kích hoạt thơng số đầu ra, đánh dấu tíc vào hộp nằm góc trái của tên thông
số.
Mô tả các thông số đầu ra:
+ Chuyển vị theo hướng x.
+ Vận tốc theo hướng x.
+ Áp suất.

+ Lưu lượng thể tích.
+ Chuyển vị theo hướng y.
+ Vận tốc theo hướng y.
+ Chuyển vị theo hướng .
+ Vận tốc theo hướng .
Đối với phần tử biên thuỷ cơ, những thông số đầu vào, đầu ra giống nhau.
Lưu ý: Khơng kích hoạt những thơng số đầu ra của những hướng nào đó khơng
được chọn ở hộp thoại dữ liệu đầu vào.
2.2.2.2. Nhóm phần tử cam
Ta xét phần tử cam lồi (Cam profile) dẫn động bơm cao áp.
Tên phần tử:
Cam lồi (Cam profile).
Biểu tượng phần tử:
Định nghĩa:
Phần tử này dùng để định nghĩa 1 cam lồi nhờ vào gia tốc
hoặc những dữ kiện về sự chuyển động của bộ phận bị dẫn (truy theo những chuyển vị
tịnh tiến lên xuống của bộ phận bị dẫn).
Điểm kết nối:
Điểm tiêu chuẩn: 10 điểm (tất cả đều thuộc cơ khí).
Điểm đặc biệt: 0
Lưu ý: Ở phần dẫn động cam, những liên kết cơ khí trong tất cả ba hướng đều
có thể thực hiện được. Hướng x, y biểu thị sự chuyển động tịnh tiến, vì vậy chỉ các lị
xo, giảm chấn loại tịnh tiến mới có thể được kết nối ở đây. Hướng  được kết hợp cho
chuyển động quay và yêu cầu các lò xo, giảm chấn loại xoắn mới kết nối được.
Ở phần được dẫn động bởi cam (đầu ra), liên kết cơ khí chỉ có thể được thiết
lập theo hướng x.
Gia tốc, dữ liệu về độ nâng lên của cam lồi thể hiện gia tốc, độ nâng lên của
tâm con lăn của bộ phận được dẫn động bởi cam. Điều này qui định mối liên kết của
cam lồi và tâm con lăn là mối liên kết cứng.
Mơ hình cơ khí của phần tử cam lồi với những liên kết có thể kết nối được thể

hiện trên hình 2-6.
14


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

Hình 2-6 Mơ hình cơ khí của phần tử cam lồi
a. Những thơng số đầu vào (Input parameters)
Hộp thoại dữ liệu đầu vào của cam lồi được thể hiện trên hình 2-7 ở bên dưới,
nó có thể được hiển thị bằng 3 cách :
+ Kích đơi vào phần tử.
+ Kích sáng phần tử, trên Menu Pulldown chọn Element/ Properties.
+ Kích chuột phải vào phần tử làm xuất hiện thanh Menu Pulldown, từ
đây chọn Properties.

Hình 2-7 Hộp thoại dữ liệu đầu vào của cam lồi
15


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
+ Bán kính vịng trịn cơ bản của cam.
+ Bán kính con lăn.
+ Độ nâng lên của bộ phận bị dẫn khi phép tính bắt đầu.
+ Vận tốc ban đầu của bộ phận bị dẫn ở tốc độ 1000 vòng/ phút.
+ Bề rộng hiệu dụng của con lăn.
Lưu ý: Sự dịch chuyển lên xuống của bộ phận bị dẫn như là các dữ liệu ban đầu. Do
đó phải sử dụng chúng với sự cẩn thận cao độ. Nếu dữ liệu về sự dịch chuyển lên
xuống khơng đủ chính xác thì các đạo hàm (để thu được vận tốc và gia tốc) có thể
chứa đựng những lỗi lớn và vì vậy kết quả phép tính sẽ khơng chính xác. Đường cong
gia tốc của bộ phận bị dẫn phải được kiểm tra cẩn thận trong mỗi phép tốn.

Những điểm trung gian của biên dạng cam được tính toán nhờ phép nội suy
tuyến nếu cần thiết.
Biên dạng cam phải được ghi rõ cho những khoảng cách đều nhau của góc
tham chiếu như được đưa ra trong hộp thoại “Điều khiển tính tốn” (Calculation
control). Tuy nhiên, nếu có nhiều hơn một vòng quay cam được xét đến trong khi tính
tốn thì có khả năng phải định nghĩa biên dạng cam cho một vịng quay của trục cam
(3600).

Hình 2-8 Dạng hình học của cam lồi
b. Những điều kiện ban đầu (Initial conditions)
Đường dẫn: Element/ Initial conditions.
Hộp thoại những điều kiện ban đầu của phần tử cam lồi được thể hiện trên hình
2-9.
16


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

Hình 2-9 Hộp thoại những giá trị ban đầu của phần tử cam lồi
+ Chuyển vị theo hướng x.
+ Vận tốc theo hướng x.
+ Chuyển vị theo hướng y.
+ Vận tốc theo hướng y.
+ Góc quay .
+ Vận tốc góc theo hướng .
Những giá trị ban đầu nếu không được ghi rõ trong hộp thoại “Những điều kiện
ban đầu” của cam lồi thì sẽ được thiết lập ở giá trị 0.
c. Những thông số đầu ra (Output parameters)
Đường dẫn: Element/ Store results.
Hộp thoại những thông số đầu ra của phần tử cam lồi được thể hiện trên hình

2-10 như sau.

Hình 2-10 Hộp thoại những thơng số đầu ra của phần tử cam lồi
17


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
Để kích hoạt thơng số đầu ra, đánh dấu tích vào hộp nằm góc trái của tên thông
số.
+ Chuyển vị theo hướng x của tâm cam.
+ Chuyển vị theo hướng y của tâm cam.
+ Chuyển vị theo hướng  của thân cam.
+ Vận tốc góc của thân cam.
+ Chuyển vị theo hướng x của biên dạng cam.
+ Vận tốc của biên dạng cam theo hướng x.
+ Vận tốc của cam theo hướng x ở tốc độ 1000 vòng/ phút.
+ Gia tốc của cam theo hướng x ở tốc độ 1000 vịng/ phút.
+ Góc áp lực của cam.
+ Biên độ của tâm cam.
+ Sự biến dạng xoắn.
+ Phản lực pháp tuyến với biên dạng cam.
+ Mômen quay quanh trục  do lực pháp tuyến gây ra.
+ Tốc độ dao động xoắn.
+ Bán kính của đường cong biên dạng cam.
+ Ứng suất Hertz ở điểm tiếp giữa cam và con lăn.
+ Ứng suất Hertz cực đại đến điểm hiện tại.
Lưu ý: Chuyển vị theo hướng x của biên dạng cam và vận tốc theo hướng x của
biên dạng cam, chuyển vị và vận tốc theo hướng x của đầu ra của cam lồi thì khơng có
giống như chuyển vị và vận tốc theo hướng x của bộ phận bị dẫn của cam (ví dụ như
piston plunger) bởi vì giữa chúng có một liên kết cơ khí. Nếu liên kết cứng (phần lớn

là cứng) thì cả chuyển vị và vận tốc đều như nhau (giữa cam với bộ phận bị dẫn).
2.2.2.3. Bơm piston plunger
Tên phần tử:

Bơm piston plunger.

Biểu tượng phần tử:
Định nghĩa:
Những điểm kết nối:

Phần tử này dùng để định nghĩa một bơm piston.
Điểm tiêu chuẩn: 8 điểm: 6 cơ khí, 2 thuỷ lực.

Điểm đặc biệt: 4 điểm.
Lưu ý: Những liên kết tiêu chuẩn chỉ có thể được định nghĩa trong hướng x. Ở điểm
cuối đầu vào, một liên kết cơ khí đến một phần tử như cam lồi phải được định nghĩa.
Ở điểm cuối đầu ra, có một và chỉ một liên kết thuỷ lực cần phải được ghi rõ. Không
18


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
cho phép có nhiều liên kết cơ khí đến cùng một phần tử (tất cả các liên kết ngoại trừ
liên kết đầu tiên sẽ bị loại bỏ).
Nếu phần tử bơm piston plunger có một rãnh nghiêng để định lượng thì nó
phải được kết nối đến hoặc là phần tử cửa tràn thẳng hàng (in-line spill port) hoặc là
phần tử cửa tràn phân phối (distributor spill port). Trong trường hợp này, dạng hình
học của bơm piston plunger phải được ghi rõ trong hộp thoại đầu vào của những phần
tử được kết nối thuộc nhóm port (cửa). Mơ hình cơ khí của piston plunger được thể
hiện trên hình 2-11.

Hình 2-11 Mơ hình cơ khí của piston plunger
a. Những thông số đầu vào (Input parameters)
Hộp thoại dữ liệu đầu vào của bơm piston plunger được thể hiện trên hình 2-12,
có thể được kết nối bằng 3 cách:
+ Kích đơi vào phần tử.
+ Kích sáng phần tử, trên Menu Pulldown chọn Element/ Properties.
+ Kích chuột phải vào phần tử làm xuất hiện thanh Menu Pulldown, từ
đây chọn Properties.

19


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

Hình 2-12 Hộp thoại những dữ liệu đầu vào của piston plunger
Các thông số cần thiết:
+ Khối lượng dịch chuyển (Moving mas).
Loại:
Số thực
Đơn vị:
Khối lượng
Mặc định: 0
Ghi rõ khối lượng dịch chuyển m. Nó bằng tổng của khối lượng piston plunger,
khối lượng con lăn, khối lượng bộ phận truyền động và 33% tổng khối lượng các lị xo
được kết nối.
+ Đường kính piston plunger.
+ Lực ma sát culông.
+ Áp suất trong khoang cam.
+ Lực tác dụng trước.
+ Độ cứng.

+ Độ giảm chấn.
b. Những điều kiện ban đầu (Initial conditions)

Hình 2-13 Hộp thoại những giá trị ban đầu của piston plunger
20