Luận án Nghiên cứu xác định kích thước tối ưu theo lưu lượng của bơm Hypôgerôto

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC TỐI ƯU THEO LƯU LƯỢNG CỦA BƠM HYPÔGERÔTO

Ngành:

Kỹ thuật Cơ khí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án tập trung vào nghiên cứu và tối ưu hóa thiết kế bơm thủy lực thể tích (TLTT) bánh răng ăn khớp trong biên dạng Hypôgerôto, một loại bơm đang được quan tâm trở lại trong ngành công nghiệp ô tô hiện đại nhằm tiết kiệm nhiên liệu và cải thiện hệ thống bôi trơn. Trước đây, bơm Hypôgerôto ít được nghiên cứu do thách thức về chế tạo và chi phí. Tuy nhiên, với sự tiến bộ của công nghệ sản xuất, việc chế tạo bánh răng hypôxyclôít đã trở nên khả thi và kinh tế hơn, thúc đẩy các nghiên cứu sâu hơn về loại bơm này từ năm 2009.

Mục tiêu chính của luận án là tối ưu các tham số thiết kế đặc trưng {R, rc, R1} của bơm bôi trơn Hypôgerôto dựa trên các thông số {E, z1} và lưu lượng Q cho trước. Điều này nhằm giảm kích thước hướng kính của bơm trong khi vẫn đảm bảo lưu lượng, áp suất và chất lượng dòng chảy. Để đạt được mục tiêu này, luận án đã xác định các điều kiện hình thành biên dạng bánh răng trong và ngoài, đảm bảo không xảy ra hiện tượng tồn đọng chất lỏng và va chạm, đồng thời xác định chính xác bán kính chân răng và đỉnh răng để cặp bánh răng mòn đều, nâng cao tuổi thọ.

Những đóng góp quan trọng của luận án bao gồm việc giải quyết triệt để các vấn đề lý thuyết thiết kế hình học như nhọn đỉnh răng, cắt lẹm chân răng, giao thoa, va chạm và kẹt răng trong biên dạng cặp rôto. Luận án cũng đưa ra công thức tính chính xác bán kính đỉnh răng và chân răng rôto trong, đảm bảo bơm được thiết kế với lưu lượng chính xác, không bị hụt hoặc thừa chất lỏng có hại cho máy. Đặc biệt, luận án đã xây dựng thuật toán tối ưu các tham số thiết kế đặc trưng theo lưu lượng cho trước, giúp đạt được kích thước bơm nhỏ nhất. Các kết quả nghiên cứu đã được kiểm chứng bằng thực nghiệm, khẳng định độ tin cậy của lý thuyết và thuật toán, đồng thời xây dựng được đường đặc tính làm việc của bơm.

Mục lục chi tiết:

• Chương 1. Tổng quan về bơm thủy lực thể tích bánh răng xyclôít ăn khớp trong: Trình bày tổng quan về quá trình phát triển của bơm thủy lực thể tích bánh răng ăn khớp trong biên dạng xyclôít cũng như những ứng dụng của loại bơm này. Ngoài ra, tổng hợp phân tích đánh giá các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước về lĩnh vực bơm bánh răng xyclôít ăn khớp trong, trên cơ sở đó xác định các nhiệm vụ nghiên cứu của luận án.
• Chương 2. Xác định điều kiện hình thành biên dạng cặp rôto: Trình bày về thiết lập mô hình toán học, mô tả biên dạng răng của hai rôto (rôto trong và rôto ngoài). Trên cơ sở đó xác định các điều kiện biên hình thành biên dạng rôto và hiện tượng trượt biên dạng trong quá trình ăn khớp. Từ đó, xác định điều kiện để hai biên dạng đối tiếp mòn đều theo tiêu chí động học nhằm góp phần nâng cao tuổi thọ của bơm.
• Chương 3. Tối ưu các thông số thiết kế đặc trưng theo lưu lượng: Trình bày phương pháp thiết lập mô hình tính toán học xác định lưu lượng của bơm. Từ đó kết hợp với cơ sở lý luận đã được xây dựng ở chương 2 để thiết lập giải thuật tối ưu các thông số kích thước thiết kế theo lưu lượng cho trước nhằm đảm bảo kích thước nhỏ nhất.
• Chương 4. Thí nghiệm kiểm chứng lưu lượng và xác định đường đặc tính của bơm bánh răng hypôgerôto: Trình bày sơ đồ nguyên lý đo lưu lượng, áp suất và các kết quả thí nghiệm đo lưu lượng, áp suất trên một số bơm mẫu được chế tạo theo kết quả nghiên cứu của luận án. Từ đó bàn luận, thảo luận đánh giá kiểm chứng tính chính xác của cơ sở lý luận và thuật toán mà luận án đã đưa ra.
• Kết luận và kiến nghị: Tóm tắt những kết quả đạt được và những đóng góp mới của luận án, bàn luận về khả năng ứng dụng những kết quả nghiên cứu của luận án vào thực tế cũng như kiến nghị hướng phát triển tiếp theo của luận án.