Đất nước đang trong thời kỳphát triển, yêu cầu vềcông nghiệp hoá và hiện
đại hoá Đất nước ngày càng được chú trọng. Việc phát triển kinh tế đưa Đất nước
tiến lên theo con đường của hội nhập và phát triển cùng với phát triển quốc phòng
đểbảo đảm giữvững được độc lập, chủquyền và duy trì sự ổn định xã hội được
Đảng, Nhà nước và quân đội ta ngày càng chú trọng. Thực hiện nhiệm vụcủa quân
đội trong thời kỳ đổi mới, ngành kỹthuật xe máy quân đội đã và đang đi từng bước
nâng cao chất lượng nghiên cứu khoa học kỹthuật, đồng thời khai thác sửdụng tốt
những trang thiết bịhiện có trong quân đội.
Sự đa dạng hoá và mức độphức tạp ngày càng cao của hệthống truyền lực
trên xe đặt ra cho các nhà chuyên môn kỹthuật những yêu cầu ngày càng khắt khe,
đòi hỏi phải có những phương pháp nghiên cứu hợp lý, những công cụphù hợp để
giải những bài toán phức tạp mang tính quá trình, ví dụnhưbài toán tuần hoàn công
suất trong hệthống truyền lực.
Tuần hoàn công suất là một trong những hiện tượng tương đối đặc trưng xảy
ra trong quá trình hoạt động của xe có nhiều cầu chủ động. Tuần hoàn công suất có
thểxảy ra trong một quá trình liên tục hoặc gián đoạn, với những mức độkhác
nhau. Tuỳthuộc vào nhiều yếu tốkết cấu và sửdụng, có tác dụng hai mặt tới hoạt
động của hệthống truyền lực. Việc nghiên cứu tuần hoàn công suất trong cảquá
trình hoạt động của hệthống truyền lực là một cơsởtrong thiết kếcác chi tiết tham
gia truyền công suất, xây dựng các quy chếsửdụng, và ởmức độcao hơn nữa là
xác định quy luật điều khiển đểgiảm thiểu tác hại và phát huy triệt đểmặt tích cực
của tuần hoàn công suất.
Xuất phát từnhững yêu cầu trên, với sựhướng dẫn của PGS.TS Vũ Đức
Lập, sựgiúp đỡcủa các thầy giáo trong Bộmôn Xe quân sự, tôi đã chọn đềtài
nghiên cứu với nội dung “Nghiên cứu hiện tượng tuần hoàn công suất trên xe ô
tô quân sự”.
Nội dung chính của đềtài bao gồm:
- Đặt vấn đề
- Chương 1: Tổ ng quan vềv ấ n đề nghiên cứu, tính cấ p thi ế t c ủa đề tài
- Chương 2: Xây dựng mô hình hệthống truyền lực
- Chương 3: Nghiên cứu hiện tượng tuần hoàn công suất trên xe ô tô
quân sự
- Kết luận
91 trang |
Chia sẻ: tuandn | Lượt xem: 3697 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Nghiên cứu hiện tượng tuần hoàn công suất trên xe ô tô quân sự, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1
ðẶT VẤN ðỀ
ðất nước ñang trong thời kỳ phát triển, yêu cầu về công nghiệp hoá và hiện
ñại hoá ðất nước ngày càng ñược chú trọng. Việc phát triển kinh tế ñưa ðất nước
tiến lên theo con ñường của hội nhập và phát triển cùng với phát triển quốc phòng
ñể bảo ñảm giữ vững ñược ñộc lập, chủ quyền và duy trì sự ổn ñịnh xã hội ñược
ðảng, Nhà nước và quân ñội ta ngày càng chú trọng. Thực hiện nhiệm vụ của quân
ñội trong thời kỳ ñổi mới, ngành kỹ thuật xe máy quân ñội ñã và ñang ñi từng bước
nâng cao chất lượng nghiên cứu khoa học kỹ thuật, ñồng thời khai thác sử dụng tốt
những trang thiết bị hiện có trong quân ñội.
Sự ña dạng hoá và mức ñộ phức tạp ngày càng cao của hệ thống truyền lực
trên xe ñặt ra cho các nhà chuyên môn kỹ thuật những yêu cầu ngày càng khắt khe,
ñòi hỏi phải có những phương pháp nghiên cứu hợp lý, những công cụ phù hợp ñể
giải những bài toán phức tạp mang tính quá trình, ví dụ như bài toán tuần hoàn công
suất trong hệ thống truyền lực.
Tuần hoàn công suất là một trong những hiện tượng tương ñối ñặc trưng xảy
ra trong quá trình hoạt ñộng của xe có nhiều cầu chủ ñộng. Tuần hoàn công suất có
thể xảy ra trong một quá trình liên tục hoặc gián ñoạn, với những mức ñộ khác
nhau. Tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố kết cấu và sử dụng, có tác dụng hai mặt tới hoạt
ñộng của hệ thống truyền lực. Việc nghiên cứu tuần hoàn công suất trong cả quá
trình hoạt ñộng của hệ thống truyền lực là một cơ sở trong thiết kế các chi tiết tham
gia truyền công suất, xây dựng các quy chế sử dụng, và ở mức ñộ cao hơn nữa là
xác ñịnh quy luật ñiều khiển ñể giảm thiểu tác hại và phát huy triệt ñể mặt tích cực
của tuần hoàn công suất.
Xuất phát từ những yêu cầu trên, với sự hướng dẫn của PGS.TS Vũ ðức
Lập, sự giúp ñỡ của các thầy giáo trong Bộ môn Xe quân sự, tôi ñã chọn ñề tài
nghiên cứu với nội dung “Nghiên cứu hiện tượng tuần hoàn công suất trên xe ô
tô quân sự”.
2
Nội dung chính của ñề tài bao gồm:
- ðặt vấn ñề
- Chương 1: Tổng quan về vấn ñề nghiên cứu, tính cấp thiết của ñề tài
- Chương 2: Xây dựng mô hình hệ thống truyền lực
- Chương 3: Nghiên cứu hiện tượng tuần hoàn công suất trên xe ô tô
quân sự
- Kết luận
3
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ðỀ TÀI
1.1. Tổng quan về lý thuyết dòng lực và hiện tượng tuần hoàn công suất
1.1.1. Lý thuyết dòng lực và phương pháp dòng lực
Theo tài liệu [10], lý thuyết dòng lực dựa trên ba khái niệm cơ bản: Nhân tố
lực, nhân tố vận tốc và nhân tố công suất của dòng năng lượng truyền ñi trong một
ñơn vị thời gian. Khi ñó một dòng mang năng lượng từ vị trí này ñến một vị trí khác
ñược gọi là dòng có hướng, nếu năng lượng chỉ khuếch tán trong không gian thì
ñược gọi là dòng khuếch tán. ðối với hệ thống truyền lực cơ khí, nhân tố lực của
dòng có hướng là mô men xoắn M ñặt trên trục truyền, nhân tố vận tốc là vận tốc
góc ω của trục quay. Khi ñó nhân tố công suất N của dòng truyền qua trục sẽ ñược
tính theo công thức 1.1.
ω.MN = (1.1)
Lý thuyết dòng lực cũng chỉ ra rằng, cho dù kết cấu biến ñổi có trong hệ
thống truyền lực ô tô có ña dạng ñến mức ñộ nào ñi nữa, tất cả chúng ñều bao gồm
các phần tử của hai dạng sau ñây:
- Kết cấu biến ñổi nhân tố lực khi không thay ñổi nhân tố vận tốc.
- Kết cấu biến ñổi nhân tố vận tốc khi không thay ñổi nhân tố lực.
Các kết cấu này ñược liên kết với nhau thông qua các trục truyền dẫn năng
lượng, tổng hợp lại chúng tạo ta các nút này hoặc nút khác của hệ thống truyền lực
hay bộ truyền.
Chúng ta có thể phát biểu hai nguyên lý của lý thuyết dòng lực như sau:
- Tổng giá trị các nhân tố công suất của các dòng tuyệt ñối và dòng tương
ñối của một ñiểm nút bằng không (công thức 1.2)
- Tổng giá trị các nhân tố lực của các dòng ñồng nhất của ñiểm nút bằng
không (công thức 1.3)
4
0.
1
'
1
=+∑∑
==
n
p
p
n
k
kk Nuq (1.2)
0
1
=∑
=
C
k
kq (1.3)
Trong ñó:
qk: Véc tơ nhân tố lực của dòng thứ k.
uk: Véc tơ nhân tố vận tốc của dòng thứ k.
Np’: Nhân tố công suất của dòng tương ñối thứ p.
Với:
212,1 uuu −= (1.4)
2,1
'
.uqN = (1.5)
Trong ñó:
u1, u2: Nhân tố vận tốc tuyệt ñối của hai dòng vô hướng 1 và 2.
u1,2: Nhân tố vận tốc tương ñối của dòng 1 so với dòng 2.
Hình 1.1. Ký hiệu các nhân tố của dòng lực
Phương pháp dòng lực ra ñời từ những năm 50 của thế kỷ XX, nhưng vì các
hệ thống truyền lực lúc ñó còn ở dạng ñơn giản, nên phương pháp này ít ñược chú ý
và sử dụng trong ngành kỹ thuật xe máy. Với sự phát triển không ngừng của khoa
học công nghệ, xuất hiện nhiều loại xe có hệ thống truyền lực phức tạp và có chất
lượng vượt trội như hệ thống truyền lực thuỷ cơ, hệ thống truyền lực thay ñổi liên
tục (CVT), hệ thống truyền lực nhiều dòng công suất v.v., thì việc tính toán các hệ
thống truyền lực ñó bằng phương pháp lực trở lên khó khăn. Phương pháp dòng lực
bắt ñầu ñược sử dụng ngày một rộng rãi và ñược khẳng ñịnh là một phương pháp
5
tiên tiến, ñáp ứng ñược các yêu cầu tính toán khắt khe của các hệ thống truyền lực
phức tạp.
Phương pháp dòng lực là phương pháp tính toán dựa trên cơ sở sơ ñồ hoá hệ
thống truyền lực bằng các nút và các dòng truyền, trong ñó ñiểm nút là ñiểm thay
ñổi trạng thái và dạng chuyển ñộng, các dòng truyền công suất trong hệ toạ ñộ
không gian và thời gian ñược gọi là dòng lực.
Sự thay ñổi trạng thái dòng lực ñược hình thành tại các nút nhánh. Nút nhánh
ñược ñặc trưng bởi nhân tố lực. Sự thay ñổi dạng dòng lực ñược hình thành tại các
nút ñộng lực. Nút ñộng lực ñược ñặc trưng bởi nhân tố vận tốc. Tuy nhiên, khi thiết
lập sơ ñồ dòng lực, không phải lúc nào cũng cần thiết phải biểu diễn các ñiểm nút là
nút nhánh hay nút ñộng lực. Trong nhiều trường hợp có thể và cần phải thiết lập sơ
ñồ dòng lực với những ñiểm nút tổng quát. Tại nút tổng quát ñồng thời diễn ra sự
thay ñổi trạng thái và dạng của dòng lực. ðặc tính của các ñiểm nút tổng quát ñược
thể hiện bằng các ñẳng thức phản ánh tính chất của chúng.
Hình 1.2. Ký hiệu chung của các ñiểm nút
a. Nút nhánh; b. Nút ñộng lực; c. Nút tổng quát.
Nếu như nút nhánh chỉ tồn tại ở hai dạng là nút phân công suất và nút hợp
công suất, thì nút ñộng lực ña dạng hơn rất nhiều và ñược sử dụng thường xuyên
trong mô hình hệ thống truyền lực. Các dạng ñặc trưng của nút ñộng lực trong mô
hình hệ thống truyền lực là nút trượt, nút phanh, nút không tải, nút xuyên suốt, nút
biến ñổi dạng chuyển ñộng...
a, u=const
q=var
b, q=const
u=var
c, q=var
u=var
N N
6
Hình 1.3. Một số dạng nút ñộng lực
a. Nút biến ñổi dạng chuyển ñộng; b. Nút trượt;
c. Nút không tải; d. Nút xuyên suốt
Các yếu tố lực và vận tốc của mọi dòng lực ñều tuân theo hai nguyên tắc cơ
bản sau là nguyên tắc cân bằng ñộng lực và nguyên tắc bảo toàn vận tốc tương ñối
của dòng lực kín. Tuy nhiên, cần phải lưu ý rằng dòng lực cuối cùng không phải
ñược ñặc trưng bởi yếu tố lực hay vận tốc, mà bằng công suất. Hai nguyên tắc cơ
bản và ñặc tính của các ñiểm nút cho phép ta thiết lập một hệ phương trình kín biểu
diễn chuyển ñộng của dòng lực. Giải hệ phương trình này ta tìm ñược các giá trị yếu
tố lực và vận tốc theo giá trị các yếu tố ban ñầu, và ñó chính là bản chất của phương
pháp dòng lực.
Vì dòng lực là mô hình hoá sự truyền lực giữa các vật thể tương tác, nên
phương pháp dòng lực là phương pháp chung ñể tính toán dòng lực ñối với mọi
truyền ñộng, bất kể ñó là truyền ñộng cơ khí, ñiện hay thuỷ lực. Biểu diễn hình học
các ñiểm nút và dòng truyền ta sẽ ñược sơ ñồ dòng lực. Dòng truyền bao giờ cũng
có hướng từ khâu chủ ñộng (nơi có công suất cao) ñến khâu bị ñộng (nơi có công
suất thấp hơn) với tổn hao nào ñó (ñược tính thông qua hiệu suất η). Phương pháp
dòng lực là một trong những phương pháp rất thuận lợi trong việc biểu diễn, phân
tích và tính toán các hệ thống truyền lực phức tạp, nhiều dòng công suất, ñặc biệt là
trong hệ thống truyền lực có dòng lực kín, tuần hoàn công suất. Phương pháp này
cho phép lập trình ñể tính toán hệ thống truyền lực một cách linh hoạt, dễ dàng thay
ñổi tuỳ theo kết cấu của hệ thống và thông số ñiều khiển, làm cơ sở cho việc giải
các bài toán tối ưu về thiết kế và ñiều khiển.
q
u
N
qa
u
N
u1 u2
q
a b c d
7
Từ các phân tích trên, ta thấy phương pháp dòng lực có nhiều ưu ñiểm trong
việc tính toán hệ thống truyền lực, ñặc biệt là nghiên cứu hiện tượng tuần hoàn công
suất trong hệ thống truyền lực của ô tô có hai hay nhiều cầu chủ ñộng. Ngày nay, sự
phát triển của công nghệ thông tin với sự xuất hiện của nhiều công cụ tính toán hiện
ñại ñã mang lại nhiều thuận lợi cho việc nghiên cứu một cách tương ñối ñầy ñủ các
quá trình hoạt ñộng của những hệ thống truyền lực phức tạp sát với ñiều kiện hoạt
ñộng thực tế.
Một trong những công cụ như vậy ñã ñược sử dụng rộng rãi chính là mô ñun
SimDriverLine của phần mềm Matlab.
1.1.2. Hiện tượng tuần hoàn công suất
Theo [10], việc tồn tại dòng lực kín trong hệ thống truyền lực là ñiều kiện
cần ñể xảy ra hiện tượng tuần hoàn công suất. ðiều ñó tức là trong hệ thống truyền
lực phải có ít nhất một nút phân công suất và một nút hợp công suất. Trong trường
hợp chiều của dòng công suất chính không thay ñổi, khi nút phân công suất biến ñổi
thành nút hợp công suất và ngược lại thì ñó là dấu hiệu của hiện tượng tuần hoàn
công suất. Như vậy, có thể hiểu hiện tượng tuần hoàn công suất là hiện tượng một
phần công suất không ñược tiêu thụ hết mà quay trở về nhập vào dòng công suất
chính ñược truyền xuống từ nguồn sinh công suất.
Hình 1.4. Sơ ñồ dòng lực khi chưa có tuần hoàn công suất
8
Trên hình 1.4 thể hiện sơ ñồ dòng lực với dòng lực kín nhưng chưa xảy ra
hiện tượng tuần hoàn công suất. Quan sát hình 1.4, nhận thấy rằng trong hệ thống
truyền lực có nút phân công suất D2, và nút hợp công suất C. Dòng công suất chính
với hai yếu tố ñặc trưng là M và ω qua nút phân công suất D2 chia sang cho hai cầu
xe chủ ñộng ñược mô men M1 và M2, sau ñó qua hai nút tổng quát k'1 và k'2 rồi
hợp lại tại nút hợp công suất C. Tổng cộng hai giá trị lực phát sinh tại nút biến ñổi
dạng chuyển ñộng (bánh xe) là P1 và P2 hợp tại nút hợp công suất C truyền lên
khung xe làm cho xe chuyển ñộng với vận tốc V và thẳng lực cản tổng cộng R.
Hình 1.5. Tuần hoàn công suất trong dòng lực kín
Trên hình 1.5 thể hiện sơ ñồ dòng lực có dòng lực kín và có hiện tượng tuần
hoàn công suất. Nhận thấy rằng, nút k'2 là bánh xe chủ ñộng nhận công suất từ ñộng
cơ rồi truyền ra khung xe qua tương tác mặt tựa với nền ñường, nút k'1 là bánh xe bị
ñộng nhận công suất từ khung truyền sang. Do k'1 và k'2 có liên hệ ñộng học với
nhau qua hệ thống truyền lực nên công suất truyền từ k'1 sang k'2 thành một vòng
lực kín, như vậy nút phân công suất D2 trở thành nút hợp công suất (một phần công
suất ñược quay trở lại hợp với dòng công suất chính truyền từ nguồn sinh công suất)
và nút hợp công suất C trở thành nút phân công suất. ðây chính là hiện tượng tuần
hoàn công suất.
9
Phương trình cân bằng lực tại nút phân nhánh C:
RPP =+ 21 (1.6)
Phương trình vận tốc:
2k21k1 r.r.V ω=ω= (1.7)
Biểu diễn bán kính lăn của từng bánh xe thông qua bán kính tĩnh học và hệ
số ñàn hồi dọc ta có:
iiciki Prr .λ−= (1.8)
Thay công thức 1.7 và công thức 1.8 vào trở lại phương trình cân bằng lực
1.1, ta có:
( ) ( ) 22221111 .... ωλωλ PrPrV cc −=−= (1.9)
Tại nút C là nút phân nhánh nên ta có:
ωωω == 21 (1.10)
Giải hệ các phương trình trên chúng ta nhận ñược giá trị của hai lực P1 và P2
như sau:
( )
21
1
21
211
1
..
λλ
λ
λλ
λ
+
∆+
=
+
−+
=
ccc
rRrrRP (1.11)
( )
21
1
21
211
2
..
λλ
λ
λλ
λ
+
∆−
=
+
−−
=
ccc
rRrrRP (1.12)
Giả thiết ∆rc > 0, dòng lực kín sẽ không tuần hoàn nếu như P1 và P2 cùng
dấu. Từ công thức 1.11 và công thức 1.12, nhận thấy với giả thiết ∆rc > 0 thì P1 > 0,
còn P2 nhận giá trị bất kỳ phụ thuộc vào tương quan giữa λ1.R và ∆rc, ñể xảy ra hiện
tượng tuần hoàn công suất thì P2 < 0, do ñó ta có:
1
.1
>
∆
R
r
c
λ (1.13)
Như vậy trong hệ thống truyền lực ô tô luôn tồn tại dòng lực kín giữa các
bánh xe hoặc các cầu xe, nếu không có vi sai giữa các bánh xe hay vi sai giữa các
10
cầu xe thì hiện tượng tuần hoàn công suất luôn xảy ra tuỳ thuộc vào mối quan hệ
theo công thức 1.13.
Lực cản R phụ thuộc vào loại ñường, R càng nhỏ thì xác suất xuất hiện hiện
tượng tuần hoàn công suất càng lớn. Khi mà R = 0, ta có P1=-P2, tức là luôn có hiện
tượng tuần hoàn công suất trong hệ thống truyền lực.
Mặt khác, nếu có chêch lệch trọng lượng hoặc áp suất hơi lốp của các bánh
xe quá lớn cũng xảy ra hiện tượng tuần hoàn công suất.
1.1.3. Ảnh hưởng của hiện tượng tuần hoàn công suất
Trên xe ô tô, trong hệ thống truyền lực, hiện tượng tuần hoàn công suất xuất
hiện có hai mặt tác dụng lợi và hại.
Phân tích nhân tố lực, nếu ta coi như tổng các lực cản ΣR=const, từ ñó
phương trình cân bằng lực như sau:
onstcRPPP i ∑ ==+++ ...21 (1.14)
Như vậy nếu có hiện tượng tuần hoàn công suất xảy ra, tức là có tồn tại một
giá trị Pj < 0, khi ñó các giá trị lực khác Pi phải tăng lên ñể ñảm bảo ñược ñúng theo
ñiều kiện 1.14, như vậy tải trọng tác dụng lên các cầu xe sẽ tăng lên gây quá tải cho
các cầu.
Mặt khác, tại ñiểm nút biến ñổi chuyển ñộng quay thành chuyển ñộng tịnh
tiến theo tài liệu [2], ta có:
rVlt .ω= (1.15)
ktt rV .ω= (1.16)
P.rr
cik λ−= (1.17)
Trong ñó;
Vlt: Vận tốc chuyển ñộng lý thuyết của xe
Vtt: Vận tốc chuyển ñộng thực tế của xe
ω: Vận tốc góc của bánh xe
11
rci: Bánh kính lăn tự do của bánh xe
rk: Bán kính lăn thực tế của bánh xe
P: Nhân tố lực tịnh tiến của bánh xe
λ: Hệ số ñàn hồi dọc của bánh xe
Với bánh xe chủ ñộng ta có P > 0, nên khi P tăng thì rk giảm, dẫn ñến Vtt<Vlt,
bánh xe bị trượt lết gây ra hiện tượng mòn lốp.
Từ những tác hại trên của hiện tượng tuần hoàn công suất, ñể loại bỏ hiện
tượng này, trong hệ thống truyền lực của ô tô, người ta thường sử dụng bộ vi sai
giữa các bánh xe và vi sai giữa các cầu xe (với các xe có nhiều cầu chủ ñộng). Do
tính chất ñặc biệt của vi sai chỉ có hai phương án dòng lực ñó là nút phân công suất
hoặc hợp công suất, chứ không có công suất truyền từ trục 1 sang trục 2.
Hình 1.6. Sơ ñồ thể hiện tính chất ñộng lực học của vi sai
Tính chất này ñược sử dụng ñể khử hiện tượng tuần hoàn công suất. Tuy vậy
nhược ñiểm chính của vi sai là mô men chủ ñộng luôn ñược phân phối ñến các bánh
xe chủ ñộng (hoặc các cầu chủ ñộng) và phụ thuộc vào ñiều kiện bám của bánh xe
với mặt ñường. Lực kéo lớn nhất có thể sinh ra tại một cầu xe là:
kmsk rMPP /minmax += ϕ (1.18)
Trong ñó:
Pkmax: Lực kéo lớn nhất có thể tại một cầu
Pϕmin: Lực bám nhỏ nhất tại một cầu
Mms: Mô men ma sát trong của vi sai
12
Tuỳ thuộc vào ñiều kiện ñường mà Pϕmin rất nhỏ thậm chí bằng 0 (Khi một
bánh hoặc một cầu bị sa lầy), lúc ñó Pkmax cũng xấp xỉ bằng 0. ðể khắc phục ñiều
này, sử dụng bộ vi sai có ma sát trong cao hoặc cơ cấu khoá vi sai khi cần thiết, tức
là sử dụng mặt tích cực của hiện tượng tuần hoàn công suất.
Những ảnh hưởng xấu của hiện tượng tuần hoàn công suất ñã ñược nêu ở
trên là rất lớn, tuy nhiên trong một số trường hợp, hiện tượng tuần hoàn công suất
còn có những tác dụng tích cực.
Ví dụ như với xe có nhiều cầu chủ ñộng không có vi sai giữa các cầu, khi
một bánh xe trên một cầu hoặc cả cầu xe ñó nằm trên ñịa hình có hệ số bám rất thấp
(có thể mất bám hoàn toàn), công suất tuần hoàn từ cầu ñó về các cầu còn lại làm
tăng công suất cho các cầu còn lại, chính nhờ lý do ñó mà có thể xe vẫn chuyển
ñộng ñược. Như vậy hiện tượng tuần hoàn công suất làm tăng khả năng thông qua
của xe trên các ñịa hình phức tạp, ñiều này là rất phù hợp ñối với xe quân sự thường
xuyên hoạt ñộng trên những ñịa hình có ñường hoặc không có ñường.
Một ví dụ khác nữa về tác dụng tốt của hiện tượng tuần hoàn công suất ñó là
với xe tăng thiết giáp khi sử dụng cơ cấu quay vòng hành tinh hai bậc, nhờ có hiện
tượng tuần hoàn công suất, khi quay vòng có một phần công suất tuần hoàn từ dải
xích dừng sang bên phía dải xích chạy, do vậy làm giảm tải cho ñộng cơ và khả
năng quay vòng của xe ñược cải thiện hơn rất nhiều.
1.2. Tình hình nghiên cứu về hiện tượng tuần hoàn công suất
Hiện tượng tuần hoàn công suất giữa các bánh xe trên một cầu chủ ñộng
hoặc giữa các cầu chủ ñộng với nhau ñã ñược ñề cập trong một số tài liệu, ñặc biệt
là các tài liệu chính thống về lý thuyết ô tô cũng như kết cấu tính toán ô tô. Trong
một số tài liệu, khi tính toán thiết kế hệ thống truyền lực, ñối với hiện tượng tuần
hoàn công suất chỉ ñược tính toán ở các trạng thái cân bằng, và tính toán ở từng
trạng thái một, không thể hiện ñược kết quả tính toán theo thời gian ở tất cả các
trạng thái ñặc biệt là trạng thái quá ñộ.
13
Ở Việt Nam cũng ñã có một số ñề tài nghiên cứu về ảnh hưởng của hiện
tượng tuần hoàn công suất gây nên việc gia tăng tải trọng lên các chi tiết truyền tải
của hệ thống truyền lực trên xe, từ ñó nghiên cứu khả năng chịu tải của các chi tiết
khi có hiện tượng tuần hoàn công suất. Tuy nhiên, phương pháp tính toán là tính
toán ở trạng thái cân bằng, chọn giá trị mô men tính toán thực tế trên chi tiết hoặc
cụm chi tiết ñó.
1.3. Tính cấp thiết của ñề tài
Xuất phát từ tình hình nghiên cứu về hiện tượng tuần hoàn công suất, ta thấy
cần thiết phải nghiên cứu và thể hiện ñược hiện tượng tuần hoàn công suất trong hệ
thống truyền lực của ô tô quân sự ở tất cả các trạng thái, trong cả quá trình hoạt
ñộng của hệ thống truyền lực.
Mặt khác, trên quan ñiểm của lý thuyết ñộng lực học truyền thống, khi tính
toán ta tính với các trạng thái cân bằng và ở các ngưỡng. Ngày nay, mục tiêu ñòi hỏi
khi nghiên cứu không chỉ là ñể ñạt ñược các chỉ tiêu ñặt ra tại các ngưỡng cần thiết
ví dụ như vận tốc chuyển ñộng lớn nhất, ñộ bền của các chi tiết khi chịu tải trọng
tác dụng lớn nhất... mà ñặt ra việc cần thiết phải kiểm soát ñược quá trình, theo dõi
ñược quá trình thậm chí còn có yêu cầu ñiều khiển quá trình ñể ñạt ñược những chỉ
tiêu tối ưu cụ thể. Vì vậy việc nghiên cứu hiện tượng tuần hoàn công suất theo cả
một quá trình bao gồm các trạng thái quá ñộ và trạng thái ổn ñịnh là rất cần thiết.
Với các công cụ và phần mềm mô phỏng như hiện nay, ñể giảm thiểu chi phí
cho công việc nghiên cứu, hầu hết các quá trình ñều thông qua một bước quan trọng
với sự trợ giúp của máy tính số. ðó là mô phỏng các quá trình trên máy tính, kiểm
soát và thay ñổi, lựa chọn các thông số tối ưu rồi mới chuyển qua giai ñoạn chế thử.
ðối với hệ thống truyền lực của các xe quân sự nhiều cầu, hiện tượng tuần hoàn
công suất trên từ trước ñến nay chưa ñược ñưa vào nghiên cứu với mô hình ñộng
lực học của toàn xe, do vậy ñó cũng là một yêu cầu cấp thiết ñặt ra phải mô phỏng
ñược ñộng lực học toàn xe khi có hiện tượng tuần hoàn công suất với các trạng thái
khác nhau.
14
1.4. Mục ñích, nhiệm vụ, phương pháp thực hiện và phạm vi nghiên cứu
1.4.1. Mục ñích
Mục ñích ñặt ra của ñề tài là nghiên cứu hiện tượng tuần hoàn công suất có
thể xảy ra trong quá trình khai thác sử dụng, ñánh giá ñược ảnh hưởng của một số
thông số kết cấu và sử dụng tới hiện tượng tuần hoàn công suất trên ô tô quân sự và
xe bọc thép bánh lốp. Mô phỏng ñược ñộng lực học toàn xe khi có hiện tượng tuần
hoàn công suất xuất hiện ở các trạng thái.
1.4.2. Nhiệm vụ
Các nhiệm vụ cụ thể của ñề tài là:
- Mô phỏng hệ thống truyền lực xe ô tô quân sự và xe bọc thép bánh lốp.
- Trên cơ sở mô hình mô phỏng tiến hành phân tích hoạt ñộng của hệ thống
truyền lực, tập trung vào các trạng thái hoạt ñộng có thể xảy ra hiện
tượng tuần hoàn công suất.
- Nghiên cứu hiện tượng tuần hoàn công suất.
- ðánh giá về ảnh hưởng của một số thông số kết cấu và sử dụng tới hiện
tượng tuần hoàn công suất, từ ñó ñưa ra một số kiến nghị về giải pháp kết
cấu và sử dụng.
1.4.3. Phương pháp nghiên cứu và lựa chọn công