Luận án Nghiên cứu nâng cao chất lượng động lực học cơ cấu vi sai cầu xe tải nhỏ sử dụng trong nông lâm nghiệp

Luận án Nghiên cứu nâng cao chất lượng động lực học cơ cấu vi sai cầu xe tải nhỏ sử dụng trong nông lâm nghiệp trang 1

Trang 1

Luận án Nghiên cứu nâng cao chất lượng động lực học cơ cấu vi sai cầu xe tải nhỏ sử dụng trong nông lâm nghiệp trang 2

Trang 2

Luận án Nghiên cứu nâng cao chất lượng động lực học cơ cấu vi sai cầu xe tải nhỏ sử dụng trong nông lâm nghiệp trang 3

Trang 3

Luận án Nghiên cứu nâng cao chất lượng động lực học cơ cấu vi sai cầu xe tải nhỏ sử dụng trong nông lâm nghiệp trang 4

Trang 4

Luận án Nghiên cứu nâng cao chất lượng động lực học cơ cấu vi sai cầu xe tải nhỏ sử dụng trong nông lâm nghiệp trang 5

Trang 5

Luận án Nghiên cứu nâng cao chất lượng động lực học cơ cấu vi sai cầu xe tải nhỏ sử dụng trong nông lâm nghiệp trang 6

Trang 6

Luận án Nghiên cứu nâng cao chất lượng động lực học cơ cấu vi sai cầu xe tải nhỏ sử dụng trong nông lâm nghiệp trang 7

Trang 7

Luận án Nghiên cứu nâng cao chất lượng động lực học cơ cấu vi sai cầu xe tải nhỏ sử dụng trong nông lâm nghiệp trang 8

Trang 8

Luận án Nghiên cứu nâng cao chất lượng động lực học cơ cấu vi sai cầu xe tải nhỏ sử dụng trong nông lâm nghiệp trang 9

Trang 9

Luận án Nghiên cứu nâng cao chất lượng động lực học cơ cấu vi sai cầu xe tải nhỏ sử dụng trong nông lâm nghiệp trang 10

Trang 10

Tải về để xem bản đầy đủ

pdf 192 trang nguyenduy 25/02/2024 960
Bạn đang xem 10 trang mẫu của tài liệu "Luận án Nghiên cứu nâng cao chất lượng động lực học cơ cấu vi sai cầu xe tải nhỏ sử dụng trong nông lâm nghiệp", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.

Tóm tắt nội dung tài liệu: Luận án Nghiên cứu nâng cao chất lượng động lực học cơ cấu vi sai cầu xe tải nhỏ sử dụng trong nông lâm nghiệp

Luận án Nghiên cứu nâng cao chất lượng động lực học cơ cấu vi sai cầu xe tải nhỏ sử dụng trong nông lâm nghiệp
r 
 (2.79) 
Mô men ma sát của phần diện tích khoan lỗ: 
/
2 2
2 1( )
bt
bt bt v bt k tx
k
tx tx
X S r
M
r r

 (2.80) 
rtx là điểm đặt tổng áp lực nhƣ hình 2.28. 
Hình 2.28 Bán kính đặt tổng áp lực rtx 
Mô men ma sát bánh răng bán trục và vỏ vi sai /
ms
bt vM sau khi khoan lỗ: 
3 3
2 1 /
/ / 2 2 2 2
2 1 2 1
( )2
3 ( ) ( )
bt
ms tx tx bt v bt k tx
bt v bt v bt
tx tx tx tx
r r X S r
M X
r r r r


 (2.81) 
 Từ (2.72) và (2.81 ta có đồ thị quan hệ giữa mô men trên trục chủ 
động M1=[0÷2000] N.m và mô men ma sát /
ms
bt vM (hình 2.29) trong trƣờng hợp 
khi chƣa khoan lỗ và khi có khoan lỗ: 
59 
Hình 2.29 Mô men ma sát bánh răng bán trục và vỏ vi sai khi không và có 
khoan lỗ 
Quan hệ giữa phần diện tích khoan lỗ btkS và mô men ma sát giữa bánh 
răng bán trục và vỏ vi sai 
/
ms
bt vM đƣợc thể hiện trên hình 2.30. 
Hình 2.30 Quan hệ giữa diện tích 
bt
kS và mô men ma sát /
ms
bt vM 
Khi phần diện tích btkS càng nhỏ thì mô men ma sát /
ms
bt vM càng lớn, quan 
hệ btkS và /
ms
bt vM là tỷ lệ nghịch. Có thể giảm hoặc tăng ma sát /
ms
bt vM khi tăng hoặc 
giảm diện tích bt
kS , nhƣng nếu tăng 
bt
kS quá mức thì dẫn đến phá vỡ kết cấu, 
không đảm bảo chất lƣợng cơ cấu khi vi sai làm việc. 
60 
2.5. Khảo sát ộng lực học vi sai ô tô tải nhỏ LF3070G1 
Mục đích là khảo sát động lực học của vi sai ô tô tải nhỏ LF3070G1 khi 
có mặt của mô men ma sát trong cơ cấu vi sai thông qua hệ phƣơng trình vi 
phân (2.29), (2.30 đã thiết lập. Tính toán và hiển thị dạng đồ thị của các 
thông số cần khảo sát bằng Matlab Simulink. 
2.5.1. Các thông số tính toán khảo sát 
2.5.1.1. Xe tải nhỏ LF 3070G1 khảo sát 
Xe khảo sát trong luận án là xe tải nhỏ LF3070G1 có cầu sau chủ động, 
mô men động cơ Memax=320 Nm, công suất 81 kW. Hộp số đƣợc sử dụng với 
5 cấp số truyền, với các tỷ số truyền ở các tay số nhƣ bảng 2.3. 
Bảng 2 1: Bảng tỷ số truyền các t y số 
ih1 ih2 ih3 ih4 ih5 
7.31 4.31 2.45 1.54 1 
Tỷ số truyền của truyền lực chính i0 = 6.38 
Các thông số của cụm vi sau cầu sau đã đƣợc nêu trên bảng 1.1 tại chƣơng 1. 
2.5.1.2. Bộ vi sai khảo sát 
Đối tƣợng nghiên cứu của luận án là cụm vi sai cầu sau xe tải LF3070G1 
có tải trọng 3 tấn đƣợc sản xuất và lắp ráp tại Việt Nam. Các thông số hình 
học của cụm vi sai đƣợc định nghĩa trong bảng 2.2. 
Bảng 2 2: Các thông số kỹ thuật củ bộ vi s i nghiên cứu 
r1=68.3/2/1000 (m) 
I1= 0.002 (Kg.m
2
) 
61 
r2=331/2/1000 (m) 
I2=0.6 (Kg.m
2
) 
r3=59.85/2/1000 (m) 
I3= 0.0003 (Kg.m
2
) 
2
1
1
4.8463
r
a
r
r4= r5=rtr=103.84/2/1000 (m) 
103.84/2/1000 (m) 
I4=I5=2.0035 Kg.m
2 
4
2
3
1.735
r
a
r
rct=dtr/2=14/1000 (m) 
rht=73.7/1000 (m) 
α=20o 
 61 12 / 60 * /180pi 
 28 48 / 60 *pi /180 
0 ((12 (10 / 60))* ) /180pi 
1 ((22 (48 / 60))* ) /180pi 
62 
rtx1=0.036 (m) 
rtx2=0.059(m) 
2.5.1.3. Loại đường khảo sát 
Tính chất cơ lý, trạng thái của mặt đƣờng, mức độ biến dạng của đƣờng 
khi bánh xe lăn, cũng nhƣ mô men xoắn và tải trọng tác dụng lên bánh xe chủ 
động ảnh hƣởng trực tiếp đến hệ số cản lăn. 
Đặc trƣng lực cản của loại đƣờng cần khảo sát là hệ số cản lăn tƣơng 
ứng, do đo ta chọn khảo sát một số loại đƣờng thông dụng có hệ số cản lăn 
tƣơng ứng cho trong bảng 2.4 lấy theo tài liệu [24]. 
Bảng 2 3: Hệ số cản lăn tƣơng ứng với một số loại ƣờng ƣợc khảo sát 
Loại đƣờng Hệ số cản lăn f 
Đƣờng nhựa tốt 
Đƣờng nhựa b tông 
Đƣờng rải đá 
Đƣờng đất khô 
Đƣờng đất sau khi mƣa 
Đƣờng cát 
Đất sau khi cày 
0,015  0,018 
0,012  0,015 
0,023  0,030 
0,025  0,035 
0,05  0,15 
0,1  0,3 
0,12 
2.5.2. Chương trình mô phỏng trên Matlab Simulink 
Chƣơng trình mô phỏng trên Matlab Simulink gồm chƣơng trình tính 
toán các thông số đầu vào (.m file) và sơ đồ khối Simulink đƣợc thiết lập cho 
63 
hệ phƣơng trình vi phân khảo sát ảnh hƣởng của ma sát đến phân bố mô men 
và vận tốc gốc ra các bán trục (2.29), (2.30). 
64 
Sơ đồ Simulink khảo sát động lực học vi sai cầu sau xe tải nhỏ LF 3070G1 
65 
2.5.3. Kết quả khảo sát 
Trƣờng hợp 1: Xét vi sai làm việc có mô men cản 2 bên bán trục bằng 
nhau. Các thông số khảo sát cho trong bảng. 
Thông số ầu vào Yếu tố ảnh hƣởng Thông số ầu ra 
- Mô men xoắn trên trục 
chủ động M1=Memax*ih3 
N.m. 
Ma sát trong các bộ 
phận cơ cấu vi sai: 
3 / /
ms ms ms
ht tr ht dM M M 
4 /
ms ms
bt vM M 
5 /
ms ms
bt vM M 
- Mô men xoắn trên bán 
trục trái M4 và bán trục 
phải M5 
- Số vòng quay bán trục 
trái 4 và bán truc phải 5 
- Vận tốc góc hai bán trục 
Kết quả: 
- Giá trị mô men ma sát Mms=0 
- Giá trị mô men từ trục chủ động phân bố ra hai bán trục bằng nhau: 
M4 = M5 = 2557.45 N.m. 
- Số vòng quay của bán trục trái 4 và bán truc phải 5 bằng nhau tại mọi 
điểm nhƣ hình 2.31. 
66 
Hình 2.31 Chuyển vị góc của bán trục trái và bán trục phải 
67 
- Vận tốc góc của bán trục trái và bán trục phải bằng nhau tại mọi điểm nhƣ 
hình 2.32. 
Hình 2.32 Vận tốc góc của bán trục trái và bán trục phải 
Vì cản hai bên bán trục bằng nhau, bộ vi sai không hoạt động nên không 
xuất hiện mô men nội ma sát, giá trị mô men, số vòng quay và vận tốc góc tại 
hai bên bánh xe sẽ bằng nhau tại mọi thời điểm khi các điều kiện cản mặt đƣờng 
là nhƣ nhau. 
Trƣờng hợp 2: Xét vi sai làm việc tr n đƣờng lâm nghiệp và có mô men 
cản 2 bên bán trục không bằng nhau. Các thông số khảo sát cho trong bảng: 
Thông số ầu vào Yếu tố ảnh hƣởng Thông số ầu ra 
- Mô men xoắn trên trục 
chủ động M1= Memax*ih3 
N.m 
Ma sát trong các bộ 
phận cơ cấu vi sai: 
3 / /
ms ms ms
ht tr ht dM M M 
4 /
ms ms
bt vM M 
5 /
ms ms
bt vM M 
- Mô men xoắn trên bán 
trục trái M4 và bán trục 
phải M5 
- Số vòng quay bán trục 
trái 4 và bán truc phải 
5 
- Vận tốc góc hai bán 
68 
trục 
Kết quả: 
- Giá trị mô men ma sát Mms=252.84 N.m 
- Giá trị mô men từ trục chủ động phân bố ra hai bán trục không bằng nhau: 
 M4 = 2431.03 N.m; M5 = 2683.87 N.m. 
- Số vòng quay của bán trục trái 4 và bán trục phải 5 nhƣ hình 2.33: 
Hình 2.33 Chuyển vị góc của bán trục trái và bán trục phải 
- Vận tốc góc của bán trục trái và bán trục phải nhƣ hình 2.34. 
69 
Hình 2.34 Vận tốc góc của bán trục trái và bán trục phải 
70 
Sự phân chia mô men ra các bánh xe chủ động phụ thuộc vào giá trị của mô 
men ma sát trong bộ vi sai. Khi tính đến ma sát trong bộ vi sai thì giá trị mô men 
trên hai bánh xe chủ động bằng một nửa giá trị mô men tr n bánh răng bị động 
của truyền lực chính cộng hoặc trừ giá trị của mô men ma sát của bộ vi sai (theo 
chiều quay của bánh răng hành tinh . Trong khảo sát khi các điều kiện cản của 
mặt đƣờng khác nhau làm cho vi sai hoạt động làm xuất hiện mô men ma sát 
trong của vi sai, giá trị mô men ma sát tính toán đƣợc nhỏ hơn 0.05 lần mô men 
trên vỏ vi sai, điều này phù hợp với lý thuyết cho rằng vi sai đối xứng (đối tƣợng 
nghiên cứu) là vi sai có ma sát trong thấp. Khi có mô men ma sát nên ngoài giá 
trị mô men, chuyển vị và vận tốc góc phân bố ra hai b n bánh xe cũng sẽ không 
bằng nhau. 
71 
Kết luận chƣơng 2 
Xây dựng mô hình động lực học vi sai có xét đến hệ số cản của loại đƣờng 
vi sai hoạt động và ma sát tiếp xúc của các bộ phận trong vi sai. Mô hình động 
lực học hệ thống vi sai cầu xe ô tô tải nhẹ trong trƣờng hợp tổng quát đã mô tả 
đƣợc đầy đủ các thông số ảnh hƣởng đến hệ thống truyền lực chính và vi sai 
gồm lực chủ động, lực cản, ma sát trong vi sai. 
Thiết lập mô hình tính toán các giá trị mô men ma sát trong vi sai bao gồm 
mô men ma sát giữa bánh răng hành tinh và trục chữ thập, mô men ma sát giữa 
bánh răng hành tinh và đệm tựa lƣng và mô men ma sát giữa bánh răng bán trục 
và vỏ vi sai. 
Xây dựng sơ đồ thuật toán trong Matlab Simulink để giải và mô phỏng bài 
toán động lực học vi sai. Từ khảo sát mô hình động lực học cơ cấu vi sai, tính 
toán đƣợc mô men và số vòng quay phân bố ra hai bán trục khi có mô men ma 
sát trong cơ cấu vi sai. Thông qua khảo sát khi các điều kiện cản của mặt đƣờng 
khác nhau, vi sai hoạt động làm xuất hiện mô men ma sát trong của vi sai, giá trị 
mô men ma sát tính toán đƣợc nhỏ hơn 0.05 lần mô men trên vỏ vi sai, phù hợp 
với lý thuyết cho rằng vi sai đối xứng (đối tƣợng nghiên cứu) là vi sai có ma sát 
trong thấp. 
Khảo sát ảnh hƣởng của hệ số ma sát μ đến các mô men ma sát, thiết lập 
các phƣơng án thay đổi kết cấu vi sai nhằm giảm mô men ma sát bao gồm vát trục 
chữ thập (kích thƣớc cạnh vát l), khoan lỗ tr n bánh răng hành tinh (diện tích ht
kS ), 
khoan lỗ tr n bánh răng bán trục (diện tích bt
kS ). 
72 
Chƣơng 3 
KHẢO SÁT ĐỘNG LỰC HỌC VI SAI CẦU SAU XE TẢI NHỎ 
3.1. Hiệu suất truyền ộng cầu xe tải nhỏ 
Hiệu suất cầu sau ô tô theo [12], đƣợc đánh giá thông qua hiệu suất của cặp 
bánh răng truyền lực chính và vi sai cầu sau xe tải nhỏ và đƣợc xác định bởi 
công thức (3.1). 
4 5
1 1
1 r
P P P
P P

 (3.1) 
P1, P4, P5 - Công suất trên trục chủ động, bán trục trái và phải 
Pr - Công suất mất mát trên bộ truyền : Pr = Ps + P0 + Pd ; 
Ps - Công suất mất mát do ma sát; 
P0 - Công suất mất mát trong ổ bi; 
Pd - Công suất mất mát do khuấy dầu bôi trơn. 
3.2. Cơ sở khảo sát ộng lực học vi sai cầu xe tải nhỏ theo tổn hao công suất 
Trong hệ thống truyền lực, cùng với hộp số, cầu sau và vi sai tr n ô tô đƣợc 
nghiên cứu theo xu hƣớng chính: khả năng truyền mô men lớn với hiệu suất cao 
nhất và phân phối tỷ số truyền tối ƣu nhất, do đó hiệu suất vi sai là chỉ tiêu quan 
trọng để đánh giá chất lƣợng cơ cấu vi sai. 
3.2.1. Công suất của vi sai cầu sau ô tô tải nhỏ LF 3070G1 
Hiệu suất vi sai xe tải vs đƣợc xác định bởi biểu thức (3.2). 
4 5 4 4 5 5
2
2 2
vs
P P M M
P M

 (3.2) 
Trong đó: 
P4, P5, P2 - Công suất trên bán trục trái, phải và vỏ vi sai ; 
M4, M5, M2 - Mô men xoắn trên bán trục trái, phải và vỏ vi sai ; 
73 
4 
, 5 
, 2 
 - Vận tốc gốc của bán trục trái, phải và vỏ vi sai. 
Công suất của bánh răng bị động P2 lại đƣợc xác định bởi công thức (3.3). 
2 4 5 msP P P P (3.3) 
Pms - Công suất mất mát do ma sát trong bộ truyền. 
Khi vi sai làm việc, ta có biểu thức quan hệ vận tốc gốc và mô men trong 
bộ vi sai: 
4 2 34 3trr r r 
 (3.4) 
5 2 35 3trr r r 
 (3.5) 
2 4 5M M M (3.6) 
Từ (3.4) và (3.5) ta có 2 
, 3 
: 
4 5
2
2
 (3.7) 
4 4
3 4 5
3 3
( )
2 2
r r
r r
 
 (3.8) 
Đặt 5 4 
 và 
5 4M M M là sai lệch vận tốc gốc góc và mô men 
giữa bán trục phải và trái. 
Từ (3.6), (3.7), (3.8), ta có biểu thức công suất tổn hao do ma sát Pms 
.
2
ms
M
P
 
 (3.9) 
Từ đó hiệu suất của vi sai biểu thức (3.10). 
2
22
.
1 1
2
ms
vs
P M
P M


 (3.10) 
Theo (3.10 để tính toán hiệu suất vi sai ta cần tính công suất tổn hao do ma 
sát Pms trong bộ vi sai. 
74 
Công suất tổn hao do ma sát Pms trong bộ vi sai là tổng các tổn thất do ma 
sát trong các bộ phận trong cơ cấu vi sai bao gồm: 
/ / / /ms ht bt ht tr ht d bt vP P P P P (3.11) 
Trong đó: 
 Pht/bt - Công suất tổn thất trong ăn khớp cặp bánh răng bán trục và hành tinh; 
 Pht/tr - Công suất tổn thất do mô men ma sát giữa bánh răng hành tinh và 
trục chữ thập; 
 Pht/d - Công suất tổn thất do mô men ma sát giữa bánh răng hành tinh và 
đệm; 
 Pht/tr - Công suất tổn thất do mô men ma sát giữa bánh răng bán trục và vỏ vi 
sai. 
Trong các tổn thất ảnh hƣởng đến hiệu suất thì tổn thất trong ăn khớp trong 
các bánh răng vi sai đã đƣợc nghiên cứu trong công trình [48], và theo nghiên 
cứu [32] tổn thất trong ăn khớp bánh răng hành tinh và bánh răng bán trục chỉ 
đóng góp 6.2 %, nhỏ hơn nhiều so với các tổn thất do ma sát tiếp xúc của các bộ 
phận cơ cấu vi sai là 93.8%. Do đó luận án chủ yếu nghiên cứu ma sát tiếp xúc 
trong các bộ phận cơ cấu vi sai nhằm nâng cao chất lƣợng động học thông qua 
giá trị hiệu suất của vi sai và bỏ qua tổn thất trong ăn khớp bánh răng hành tinh 
và bán trục, chỉ xét tổn thất do ma sát trong các bộ phận trong cơ cấu vi sai. 
3.2.2. Công suất tổn thất ma sát bánh răng hành tinh và trục chữ thập Pht/tr 
Ở phần tính toán mô men ma sát các bộ phận trong vi sai, ta đã tính toán 
đƣợc giá trị mô men ma sát giữa bánh răng hành tinh và trục chữ thập /
ms
ht trM đƣợc 
tính theo biểu thức (2.59): 
'
/ / 2
2
ms
ht tr ct ht tr tM r F
 
75 
Từ đó ta có biểu thức tính công suất tổn thất ma sát cho 4 bánh răng hành 
tinh và trục chữ thập Pht/tr: 
3/ /4. .
ms
ht tr ht trP M 
 (3.12) 
Thế (2.59) (3.8) vào (3.12) ta có: 
'
/ / 2
3
.
2
ct
ht tr ht tr
r
P M
r
   (3.13) 
3.2.3. Công suất tổn thất ma sát giữa bánh răng hành tinh và đệm Pht/d 
Ta đã tính toán đƣợc giá trị mô men ma sát giữa bánh răng hành tinh và 
đệm /
ms
ht dM theo (2.64): 
1 0 1 0 1 02
/ /
5 0 1 0 1
cos( )sin( ) ( )
tan sin ( )
2 sin( )sin( )
ms
ht d ht d ht
M
M r
r
     
 
   
Ta có biểu thức tính công suất tổn thất ma sát cho 4 bánh răng hành tinh và 
đệm Pht/d: 
/ / 34.
ms
ht d ht dP M (3.14) 
Thế (2.64) và (3.8) vào (3.14) ta có: 
1 0 1 0 1 0
/ / 3 / 2
0 1 0 1 3
cos( )sin( ) ( )
4. tan sin ( )
sin( )sin( )
ms ht
ht d ht d ht d
r
P M M
r
     
   
   
 (3.15) 
3.2.4. Công suất tổn thất ma sát giữa bánh răng bán trục và vỏ Pbt/v 
Ta đã tính toán đƣợc giá trị mô men ma sát giữa bánh răng hành tinh và 
đệm /
ms
bt vM theo (2.73): 
3 3
2 1
/ / 2 2
2 1
( )2
3 ( )
ms tx tx
bt v bt v bt
tx tx
r r
M X
r r

Ta có biểu thức tính công suất tổn thất ma sát cho 2 bánh răng bán trục và 
vỏ vi sai Pbt/v: 
/ /2. .
ms
bt v bt vP M  (3.16) 
76 
Thế (2.73), (3.8) vào (3.16) ta có: 
3 3
2 1
/ / 2 2 2
2 1
( )1
tan sin
3 ( ).
tx tx
bt v bt v
tx tx tr
r r
P M
r r r
  
 (3.17) 
3.2.5. Công suất tổn thất ma sát giữa bánh răng bán trục và vỏ Pbt/v 
Từ (3.11) ta có biểu thức công suất tổn thất do ma sát tiếp xúc tổng trong vi 
sai: 
/ / /ms ht tr ht d bt vP P P P (3.18) 
'
/ 2
3
1 0 1 0 1 0
/ 2
0 1 0 1 3
3 3
2 1
/ 2 2 2
2 1
.
2
cos( )sin( ) ( )
tan sin ( )
sin( )sin( )
( )1
tan sin
3 ( ).
ct
ms ht tr
ht
ht d
tx tx
bt v
tx tx tr
r
P M
r
r
M
r
r r
M
r r r
  
     
  
   
  
 (3.19) 
Từ (3.10) và (3.19) ta có biểu thức tính hiệu suất vi sai vs : 
/ / /
2 2 2
1 ht tr ht d bt vvs
P P P
P P P

 (3.20) 
Đặt: 
'/
/ /
2 3 2
.
2
ht tr ct
ht tr ht tr
P r
l
P r

 
 (3.21) 
 / 1 0 1 0 1 0/ /
2 0 1 0 1 3 2
cos( )sin( ) ( )
tan sin ( )
sin( )sin( )
ht d ht
ht d ht d
P r
l
P r
      
 
    
 (3.22) 
3 3
/ 2 1
/ / 2 2
2 2 1 2
( )1
tan sin
3 ( ).
bt v tx tx
bt v bt v
tx tx tr
P r r
l
P r r r

 
 (3.23) 
 / / /1vs ht tr ht d bt vl l l (3.24) 
Khi đó li=Pi/P2 (i=ht/tr, ht/d, bt/v) là tỉ số tổn thất công suất của các thành 
phầnhao tổn với công suất trên vỏ vi sai. Từ biểu thức hiệu suất của vi sai cho 
77 
thấy tổn thất do ma sát chỉ xuất hiện khi bộ vi sai hoạt động tức là có sự sai lệch 
vận tốc gốc của 2 bánh xe khi đó 0 . 
Từ (3.21), (3.22), (3.23) cho thấy hiệu suất của vi sai phụ thuộc vào giá trị 
2/ . Hình 3.1 cho thấy ảnh hƣởng của tầm hoạt động của vi sai  2/ 0 2  
đến hiệu suất vi sai ηvs thông qua dãy giá trị của hệ số ma sát cho tất cả vị trí ma 
sát  0.03 0.07 0.1 . 
Hình 3.1 Ảnh hưởng của 2
/ 
 đến hiệu suất vi sai 
Từ hình 3.1, khi sai lệch vận tốc bên trái và phải càng lớn khi hệ số ma sát 
tại tất cả vị trí ma sát bằng nhau thì hiệu suất vi sai càng giảm. 
3.3. Khảo sát ảnh hƣởng củ m sát vi s i ến hiệu suất vi sai cầu xe tải nhỏ 
LF3070G1 
Tr n cơ sở hệ phƣơng trình vi phân mô tả động lực học khi có mô men ma sát 
trong cơ cấu vi sai (2.30), (2.31) và mô hình Matlab Simulink (mục 2.5.2 để khảo 
sát lấy các thông số đầu ra 2/ để tính hiệu suất truyền lực vi sai. 
3.3.1. Khảo sát động lực học vi sai nguyên bản để tính hiệu suất vi sai 
Trƣờng hợp 1: Xét vi sai làm việc tr n đƣờng Nông - lâm nghiệp có hệ số 
cản 2 bên bán trục không bằng nhau. Các thông số khảo sát cho trong bảng: 
Thông số ầu vào Yếu tố ảnh hƣởng Thông số ầu ra 
- Mô men xoắn trên trục chủ - Mô men ma sát trong - Giá trị chênh 
78 
động M1=Me*iht3= 320*2.45 
N.m 
- Loại đƣờng hoạt động 
đƣờng Nông - lâm nghiệp có 
hệ số cản lăn b n trái f=0.14; 
hệ số cản lăn b n phải f=0.12 
- Tải trọng P=0 (2 tấn tải) 
- Hệ số ma sát cho tất cả vị trí 
ma sát  0.03 0.07 0.1 
các bộ phận cơ cấu vi 
sai: 
3 / /
ms ms ms
ht tr ht dM M M 
4 /
ms ms
bt vM M 
5 /
ms ms
bt vM M 
lệch vận tốc 2 bán 
trục chia cho vận 
tốc vỏ vi sai: 
4 5
2 2
 
- Hiệu suất truyền 
lực vi sai vs 
Kết quả: 
- Giá trị tỷ số chênh lệch vận tốc 2 bán trục và vỏ vi sai khi μ=0.03: 
4 5
2 2
 
 0.3438 
- Giá trị tỷ số chênh lệch vận tốc 2 bán trục và vỏ vi sai khi μ=0.07: 
4 5
2 2
 
 0.5779 
- Giá trị tỷ số chênh lệch vận tốc 2 bán trục và vỏ vi sai khi μ=0.1: 
4 5
2 2
 
 0.7527 
- Hiệu suất của vi sai giá trị cao nhất là 0.9895vs khi μ=0.03, 0.9587vs khi 
μ=0.07 và 0.9233vs khi μ=0.1. 
Trƣờng hợp 2: Xét vi sai làm việc tr n đƣờng Nông - lâm nghiệp có hệ số 
cản 2 bên bán trục không bằng nhau. Các thông số khảo sát cho trong bảng: 
Thông số ầu vào Yếu tố ảnh hƣởng Thông số ầu ra 
- Mô men xoắn trên trục chủ 
động M1=Me*iht3= 320*2.45 
- Mô men ma sát trong 
các bộ phận cơ cấu vi 
- Giá trị chênh 
lệch vận tốc 2 bán 
79 
N.m 
- Loại đƣờng hoạt động 
đƣờng Nông - lâm nghiệp có 
hệ số cản lăn b n trái f=0.14; 
hệ số cản lăn b n phải f=0.12 
- Tải trọng P=50% (2 tấn tải) 
- Hệ số ma sát cho tất cả vị trí 
ma sát  0.03 0.07 0.1 
sai: 
3 / /
ms ms ms
ht tr ht dM M M 
4 /
ms ms
bt vM M 
5 /
ms ms
bt vM M 
trục chia cho vận 
tốc vỏ vi sai: 
4 5
2 2
 
- Hiệu suất vi sai 
vs 
Kết quả: 
- Giá trị tỷ số chênh lệch vận tốc 2 bán trục và vỏ vi sai khi μ=0.03: 
4 5
2 2
 
 0.4814 
- Giá trị tỷ số chênh lệch vận tốc 2 bán trục và vỏ vi sai khi μ=0.07: 
4 5
2 2
 
 0.7774 
- Giá trị tỷ số chênh lệch vận tốc 2 bán trục và vỏ vi sai khi μ=0.1: 
4 5
2 2
 
 0.9976 
- Hiệu suất của vi sai giá trị cao nhất là 0.9852vs khi μ=0.03, 0.9444vs 
khi μ=0.07 và 0.8983vs khi μ=0.1 
Trƣờng hợp 3: Xét vi sai làm việc tr n đƣờng Nông - lâm nghiệp có hệ số cản 2 
bên bán trục không bằng nhau. Các thông số khảo sát cho trong bảng: 
Thông số ầu vào Yếu tố ảnh hƣởng Thông số ầu ra 
- Mô men xoắn trên trục chủ 
động M1=Me*iht3= 320*2.45 
- Mô men ma sát trong 
các bộ phận cơ cấu vi 
- Giá trị chênh 
lệch vận tốc 2 bán 
80 
N.m 
- Loại đƣờng hoạt động 
đƣờng Nông - lâm nghiệp có 
hệ số cản lăn b n trái f=0.14; 
hệ số cản lăn b n phải f=0.12 
- Tải trọng P=100% tải. 
- Hệ số ma sát cho tất cả vị trí 
ma sát  0.03 0.07 0.1 . 
sai: 
3 / /
ms ms ms
ht tr ht dM M M 
4 /
ms ms
bt vM M 
5 /
ms ms
bt vM M 
trục chia cho vận 
tốc vỏ vi sai: 
4 5
2 2
 
- Hiệu suất vi sai 
vs 
Kết quả: 
- Giá trị tỷ số chênh lệch vận tốc 2 bán trục và vỏ vi sai khi μ=0.03: 
4 5
2 2
 
 0.7173 
- Giá trị tỷ số chênh lệch vận tốc 2 bán trục và vỏ vi sai khi μ=0.07: 
4 5
2 2
 
 1.1187 
- Giá trị tỷ số chênh lệch vận tốc 2 bán trục và vỏ vi sai khi μ=0.1: 
4 5
2 2
 
 1.4184 
- Hiệu suất của vi sai giá trị cao nhất là 0.9780vs khi μ=0.03, 0.9200vs khi 
μ=0.07 và 0.8554vs khi μ=0.1. 
Thông qua 3 trƣờng hợp khảo sát trên. Khi tải trọng của xe càng lớn thì 
hiệu suất của vi sai giảm đi. Hiệu suất vi sai đạt giá trị cao nhất 
0.9895vs , 0.9852vs , 0.9780vs tƣơng ứng với 0% tải, 50% tải và 100% tải với giá trị 
hệ số ma sát μ=0.03. 
81 
3.3.2. Khảo sát động lực học vi sai khi thay đổi kết cấu để tính hiệu suất vi sai 
Ở phần phân tích ảnh hƣởng của các thông số kết cấu đến mô men ma sát 
(mục 2.4.2), khi giảm chiều dài cạnh vát trục l thì có thể giảm mô men ma sát 
giữa bánh răng hành tinh và trục chữ thập /
ms
ht trM ; tăng diện tích
ht
kS để giảm mô 
men ma sát giữa bánh răng hành tinh và đệm /
ms
ht dM và tăng diện tích 
bt
kS để giảm 
mô men ma sát giữa bánh răng bán trục và vỏ vi sai
/
ms
bt vM . 

File đính kèm:

  • pdfluan_an_nghien_cuu_nang_cao_chat_luong_dong_luc_hoc_co_cau_v.pdf