Luận án Nghiên cứu vật liệu và kết cấu sản phẩm trên cơ sở cao su tự nhiên để làm gối đỡ giảm chấn cho động cơ xe

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU VÀ KẾT CẤU SẢN PHẨM TRÊN CƠ SỞ CAO SU TỰ NHIÊN ĐỂ LÀM GỐI ĐỠ GIẢM RUNG CHO ĐỘNG CƠ XE

Ngành:

Hóa hữu cơ (Mã số: 9 44 01 14)

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án này tập trung giải quyết vấn đề rung động lớn phát sinh khi thay thế động cơ xăng bằng động cơ diesel (D245.9E2) trên xe quân sự ZIL131, một phần của chương trình diesel hóa trong quân đội. Rung động này gây ảnh hưởng tiêu cực đến tuổi thọ động cơ và sức khỏe người lái do gối đỡ động cơ xăng không phù hợp. Bối cảnh nghiên cứu cho thấy sự thiếu hụt các công trình bài bản về thiết kế và chế tạo chi tiết chống rung cho từng loại động cơ cụ thể tại Việt Nam, đặc biệt là trong lĩnh vực quân sự.

Mục tiêu của luận án là nghiên cứu, thiết kế và chế tạo gối đỡ giảm rung cho động cơ diesel trên cơ sở cao su tự nhiên, góp phần vào thành công của chương trình diesel hóa và mở rộng khả năng tự chủ trong sản xuất các chi tiết giảm chấn, chống rung cho trang bị quân sự. Phương pháp nghiên cứu bao gồm tổng hợp tài liệu về rung động và vật liệu chống rung, thực nghiệm xác định đơn cao su và ảnh hưởng của các yếu tố đến tính chất vật liệu, cùng với các phương pháp đo kiểm, phân tích hóa lý hiện đại và thử nghiệm mô phỏng, thử nghiệm trực tiếp trên xe.

Kết quả nghiên cứu đã xác định được thành phần vật liệu của gối đỡ động cơ xăng ZIL131 và động cơ diesel D245.9E2 đều là hệ vật liệu blend cao su tự nhiên gia cường bằng than và các bột độn vô cơ. Luận án đã xây dựng bộ chỉ tiêu kỹ thuật cần thiết cho vật liệu cao su chống rung mới, bao gồm độ bền kéo đứt > 15MPa, độ cứng 45-46 ShoreA, hệ số chống rung Q < 18 và tần số cộng hưởng ≤ 28Hz. Hai loại phụ gia quan trọng là nanosilica biến tính bằng TESPT và etylenglycol dimetacrylat (EGDM) đã được tổng hợp thành công ở quy mô pilot với các điều kiện tối ưu (ví dụ: tổng hợp EGDM ở 120°C, 8 giờ, tỷ lệ mol MA:EG = 2,3:1,0). Luận án đã chế tạo thành công đơn vật liệu N5-2 (NR/SBR1502/N330/m-nanosilica/EGDM = 80/20/10/2/2) đáp ứng toàn bộ các chỉ tiêu kỹ thuật đề ra, với độ bền kéo đứt 16,3 MPa, độ cứng 46 ShoreA, Q=15,4 và tần số cộng hưởng 25Hz. Gối đỡ động cơ diesel ZIL131 được thiết kế, chế tạo từ vật liệu này đã vượt trội về khả năng chống rung so với gối đỡ nguyên bản, đóng góp quan trọng vào chương trình diesel hóa xe ô tô quân đội.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU

  • 1. Tính cấp thiết của đề tài luận án
  • 2. Nội dung nghiên cứu
  • 3. Phương pháp nghiên cứu
  • 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
  • 5. Bố cục của luận án

• Chương 1. TỔNG QUAN

  • 1.1. Rung động và các biện pháp chống rung động
  • 1.2. Vật liệu chống rung: Yêu cầu cơ bản và phân loại
  • 1.3. Khả năng chống rung của vật liệu cao su
  • 1.4. Cao su tự nhiên và ứng dụng của nó trong chế tạo vật liệu chống rung
  • 1.5. Chống rung cho động cơ diesel trên xe ô tô ZIL131

• Chương 2. THỰC NGHIỆM

  • 2.1. Nguyên liệu, hóa chất
  • 2.2. Tổng hợp và biến tính phụ gia cho cao su chống rung
    • 2.2.1. Biến tính nanosilica bằng phản ứng ghép với Bis-(3-trietoxysilylpropyl) tetrasulfide (TESPT)
    • 2.2.2. Tổng hợp Etylenglycol dimetacrylat (EGDM)
  • 2.3. Xây dựng quy trình chế tạo vật liệu cao su chống rung
    • 2.3.1. Khảo sát xây dựng đơn vật liệu cao su chống rung
    • 2.3.2. Quy trình chế tạo vật liệu cao su và gối đỡ chống rung
  • 2.4. Phương pháp nghiên cứu thành phần hóa học của cao su chống rung do nước ngoài chế tạo cho gối đỡ động cơ xăng và động cơ diesel
  • 2.5. Phương pháp phân tích, đo đạc bản chất hóa học, chỉ tiêu kỹ thuật của vật liệu
  • 2.6. Tính toán và thiết kế gối đỡ cho động cơ diesel
  • 2.7. Các phương pháp đánh giá khả năng chống rung của vật liệu cao su và gối đỡ

• Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

  • 3.1. Nghiên cứu về hệ thống gối đỡ của động cơ xăng trên xe ô tô ZIL131 và hệ thống gối đỡ của động cơ Diesel dùng để thay thế.
  • 3.2. Tổng hợp nguyên liệu phục vụ chế tạo gối đỡ động cơ
    • 3.2.1. Nghiên cứu biến tính nanosilica bằng tác nhân TESPT
    • 3.2.2. Nghiên cứu tổng hợp chất phụ gia etylenglycol dimetacrylat
  • 3.3. Nghiên cứu chế tạo vật liệu cao su chống rung để làm gối đỡ cho động cơ diesel
    • 3.3.1. Xây dựng yêu cầu kỹ thuật cho vật liệu cao su chống rung
    • 3.3.2. Nghiên cứu xây dựng đơn vật liệu để chế tạo cao su chống rung
  • 3.4. Thiết kế, chế tạo và thử nghiệm gối đỡ cho động cơ diesel
    • 3.4.2. Kết quả đo đạc, thử nghiệm gối đỡ chống rung cho động cơ

• KẾT LUẬN

• Những đóng góp mới của luận án

• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ