nghiên cứu động lực học của liên hợp máy kéo trong khâu làm đất nông, lâm nghiệp

đặt vấn đề
Cơ giới hóa phục vụ sản xuất nông, lâm nghiệp là việc sử dụng các thiết
bị máy móc để thực hiện các công việc từ sản xuất cây giống tại vờn ơm,
chuẩn bị đất trồng (làm đất), trồng cây, chăm sóc và bảo vệ cây trồng. Để đáp
ứng đợc yêu cầu cơ giới hóa trong nông nghiệp và nông thôn, thì việc sử dụng
có hiệu quả các liên hợp máy kéo cỡ nhỏ là hết sức quan trọng. Do nhu cầu
thực tế sản xuất ở nớc ta đã nhập khẩu một số mẫu máy của nhiều nớc, trong
đó một số mẫu máy tỏ ra khá thích ứng và đợc dùng phổ biến ở trong nớc, tuy
nhiên việc tuyển chọn cha đợc nghiên cứu đầy đủ trên cơ sở khoa học. Các
máy đợc nhập ngoại chủ yếu từ các nớc Nhật Bản, Trung Quốc Các máy kéo
cỡ nhỏ đợc chế tạo trong nớc chủ yếu ở nhà máy cơ khí Trần Hng Đạo, nhà
máy Diezel Sông Công, Công ty máy kéo và máy nông nghiệp, một số xí
nghiệp cơ khí địa phơng khác. Tuy nhiên các liên hợp máy cỡ nhỏ sản xuất
trong nớc đợc sử dụng trong thời gian qua có chất lợng công nghệ chế tạo cha
phù hợp với điều kiện sản xuất, việc nghiên cứu cơ bản phục vụ thiết kế cũng
nh để nâng cao chất lợng đang dần dần từng bớc đợc quan tâm đầy đủ [19].
Trong những năm gần đây đã có một số đề tài đề cập đến vấn đề sử
dụng máy kéo cỡ nhỏ trong sản xuất nông, lâm nghiệp nh: Đặng Tiến Hòa
Nghiên cứu một số vấn đề động lực học của liên hợp máy kéo cỡ nhỏ hai
bánh, PGS TS Nguyễn Nhật Chiêu, Th.S Nguyễn Văn An, T.S Lê Văn
Thái Nghiên cứu sử dụng máy kéo cỡ nhỏ để phay đất rừng trồng cây lâm
nghiệp. Những đề tài trên đã tập trung vào nghiên cứu cải tiến và lắp thêm
một số bộ phận công tác nhằm nâng cao khả năng sử dụng của máy trong điều
kiện sản xuất nông, lâm nghiệp. Tuy nhiên, hiện nay vấn đề động lực học của
liên hợp máy kéo cỡ nhỏ trong khâu làm đất trồng cây nông, lâm nghiệp thì
hầu nh các đề tài đã đề cập đến nhng cha đầy đủ.
Qua tìm hiểu và phân tích khái quát các công trình nghiên cứu trong
những năm gần đây cho thấy việc nghiên cứu các liên hợp máy kéo cỡ nhỏ chỉ
tập trung vào xác định khả năng làm việc hoặc cải tiến một số hệ thống hay cơ
1
cấu riêng lẻ, mà cha chú ý đầy đủ đến các tính chất hoạt động thực tế của liên

hợp máy trên đất nông, lâm nghiệp, trong mối tơng quan qua lại giữa liên hợp
máy và đối tợng tác động. Trong những điều kiện làm việc cụ thể có khi sai
khác rất lớn so với các giả thiết khi tính toán thiết kế và nó ảnh hởng ngay đến
khả năng làm việc, hiệu quả và chất lợng công việc của liên hợp máy.
Các liên hợp máy kéo cỡ nhỏ tuy có tốc độ chuyển động thấp, song do
có khối lợng chuyển động và mô men quán tính nhỏ và những đặc điểm kết
cấu riêng nên rất dễ nhậy cảm với các tác động động lực học trong quá trình
liên hợp máy làm việc. Để đánh giá và nâng cao hiệu quả của quá trình làm
việc của liên hợp máy và có thể cải thiện liên hợp máy thích ứng với các điều
kiện hoạt động thực tế trong sản xuất nông, lâm nghiệp ở nớc ta, cần thiết
nhận dạng các chế độ động lực học của liên hợp máy. Có nghĩa là cần biết cả
về định tính lẫn định lợng các tác động động lực học đến khả năng làm việc
cũng nh đến chất lợng công việc, độ bền các chi tiết máy và đến tính năng
điều khiển các liên hợp máy.
Với lý do trên chúng tôi thực hiện đề tài Nghiên cứu một số vấn đề
động lực học của máy kéo Bông Sen 12 trong khâu làm đất nông, lâm
nghiệp .

Chơng 1
Tổng quan về vấn đề nghiên cứu
2
1.1. Tình hình trang bị máy kéo và áp dụng cơ giới trong sản xuất nông,
lâm nghiệp ở nớc ta
Từ năm 2000 đến nay, khi sự nghiệp đổi mới do Đảng khởi xớng và
lãnh đạo đã có nhiều chính sách mới đợc ban hành ngày càng đồng bộ. Làm
cho sản xuất nông, lâm nghiệp đã chuyển từ tự cung, tự cấp sang sản xuất
hàng hóa. Trong sản xuất nông, lâm nghiệp tỷ lệ công việc làm bằng máy tăng
lên mạnh mẽ. Tính đến tháng 4 năm 2005 cả nớc đã trang bị trên 16,3 triệu
mã lực dùng trong sản nông, lâm nghiệp và thủy lợi. Bình quân trang bị động
lực cho một ha canh tác đạt gần 0,8 mã lực, do điều kiện phát triển kinh tế ở

các vùng khác nhau nên việc trang bị động lực cũng khác nhau. Cao nhất là
Tây Nguyên đạt 1,78 mã lực/ha. Đông Nam Bộ 1,25 mã lực/ha, đồng bằng
Sông Cửu Long 0,98 mã lực/ha. Trong khi đó khu 4 cũ và Trung du miền núi
phía Bắc mới chỉ đạt 0,36 mã lực/ha [19].
Trong 10 năm gần đây số máy kéo các loại tăng 5,5 lần, động cơ diesel
sản xuất trong nớc tăng 8,3 lần, các loại máy canh tác khác phục vụ sản xuất
nông, lâm nghiệp và chăn nuôi tăng vợt bậc. Các phơng tiện vận chuyển ở
nông thôn phát triển mạnh, hiện có 100.000 xe vận tải nhỏ và 875.650 tầu
thuyền cơ giới. Tỷ lệ diện tích gieo trồng cây hàng năm đợc cày bừa bằng máy
đạt 72 %, trong đó máy kéo cỡ nhỏ đợc xác định là một nguồn động lực quan
trọng trong sản xuất [7].
Một trong những chủ trơng thực hiện công nghiệp hóa, hiện đại hóa
nông nghiệp và nông thôn là trang bị các loại máy kéo để cơ giới hóa các khâu
sản xuất. Việc trang bị các loại máy kéo để phục vụ sản xuất trong các hộ gia
đình nông dân đang đợc ngời dân chú trọng đầu t mua sắm. Nhiều loại máy
kéo cỡ nhỏ đã đợc nhập vào Việt Nam với số lợng lớn và phân theo các vùng
lãnh thổ. Các loại máy kéo cỡ nhỏ đợc nhập và sử dụng ở Việt Nam chủ yếu
do các nớc Nhật Bản, Hàn Quốc và Trung Quốc sản xuất [7].
Nhu cầu sử dụng nguồn động lực nhỏ, máy kéo nhỏ ở các vùng núi phía
Bắc, Tây nguyên và Đông Nam Bộ còn rất lớn, trong các ngành chế tạo máy
3
và sản xuất máy trong nớc chỉ mới cung cấp đợc khoảng 17 % [19]. Chính vì
vậy thị trờng trong nớc còn tràn ngập các loại máy kéo nhỏ của Trung Quốc
với giá cao và chất lợng cha tốt. Máy kéo qua sử dụng của Nhật cũng tràn vào
Việt Nam, có chất lợng chế tạo tốt hơn nhng giá thành đắt và phụ tùng thay
thế khan hiếm. Ngành chế tạo máy nớc ta trong những năm hội nhập WTO đã
gặp rất nhiều khó khăn hầu hết các máy kéo cỡ nhỏ chế tạo trong nớc đều sao
chép mẫu của Trung Quốc, Nhật Bản ra đời cách đây nhiều thập kỷ, đơn điệu
về mẫu mã lạc hậu về tính năng kỹ thuật [19]. Ngay cả việc sao chép mẫu
cũng cha có căn cứ khoa học đầy đủ để có đợc những mẫu máy phù hợp với

điều kiện sử dụng ở nớc ta. Trong những năm gần đây các công ty chế tạo
động cơ (viết tắt là VINAPPRO), Công ty máy kéo và máy nông nghiệp (viết
tắt là VIKYNO), Công ty Diesel Sông Công ở phía Bắc (viết tắt là DISOCO)
đã có nhiều tiến bộ trong việc thay đổi chủng loại, nâng cao chất lợng, phát
triển số lợng và đã bớc đầu có xuất khẩu sang các nớc trong khu vực.
Hiện nay đã có những tiến bộ nhất định trong ngành chế tạo máy, nhng
máy kéo do Việt Nam sản xuất đợc thị trờng trong nớc chấp nhận với số lợng
còn rất hạn chế do chất lợng các máy còn cha đảm bảo, cha đáp ứng đợc các
yêu cầu tính năng kỹ thuật đặt ra. Do đó, cần phải tập trung đầu t nghiên cứu
tính toán thiết kế, đổi mới qui trình công nghệ cho ra đợc sản phẩm có chất l-
ợng, phù hợp với đặc điểm và tính chất công việc mà máy đảm nhận. Mục tiêu
của ngành chế tạo máy nớc ta là phần đấu đến năm 2010 chế tạo khoảng 6000
máy kéo cần tay cỡ 6 - 15 mã lực/năm, chiếm lĩnh đợc toàn bộ thị trờng máy
kéo cỡ nhỏ trong nớc, cùng với kéo cỡ lớn đạt đợc chỉ tiêu cơ giới hóa khâu
làm đất lên đến 60 ữ 70% diện tích canh tác trong cả nớc [19].
Trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa nông nghiệp và nông
thôn, thì việc cơ giới hóa các khâu công việc trong sản xuất đòi hỏi lợng máy
móc thiết bị cơ giới rất lớn, trong đó chủ yếu là các loại máy kéo và liên hợp
máy kéo. Máy kéo đợc sử dụng ở nớc ta đã góp phần cơ giới hóa nhiều công
việc trong sản xuất. Những năm gần đây tỷ lệ cơ giới hóa khâu làm đất bình
4
quân cả nớc đạt 63,8 %, cao nhất là đồng bằng Sông Cửu Long đạt 87 %,
Đông Nam Bộ 75 %, đồng bằng Sông Hồng và duyên hải Nam Trung Bộ trên
65 %, các vùng khác xấp xỉ 41 %. Trong khâu thu hoạch lúa việc đập và làm
sạch bằng máy liên hoàn phát triển khá nhanh, hiện có 890.000 máy đập lúa
động cơ các loại. Khả năng phòng trừ sâu bệnh đợc tăng lên nhờ có hàng trăm
nghìn máy bơm thuốc trừ sâu các loại. Về tới tiêu đến cuối năm 2005 nhà nớc
đầu t xây dựng trên 76.000 công trình thủy lợi lớn nhỏ và 6000 trạm bơm các
loại, hàng năm đạt khối lợng nớc tới 110.000 triệu m
3

/h, tiêu úng 100.000
triệu m
3
/h. Ngoài ra hộ gia đình nông dân tự trang bị gần 1.800.
000 máy bơm nhỏ các loại [19].
Việc trang bị máy kéo cỡ nhỏ (dới 25ml) cho sản xuất nông, lâm nghiệp
hiện nay là một yêu cầu không thể thiếu đợc trong quá trình công nghiệp hóa,
hiện đại hóa nông thôn. Do chủ trơng đa dạng hóa các loại hình kinh tế xã hội,
đất đai đã chuyển giao quyền sử dụng cho ngời sản xuất, mô hình kinh tế
trang trại hộ gia đình đã phát triển với các qui mô lớn. Do vậy việc trang bị
máy kéo cũng thay đổi, các loại máy kéo cỡ nhỏ đã trở thành một phơng tiện
không thể thiếu đợc đối với mỗi hộ gia đình có qui mô sản xuất theo mô hình
trang trại, đặc biệt là các hộ gia đình trồng các loại cây công nghiệp.
1.2. Một số tính chất và đặc điểm riêng về động lực học liên hợp máy kéo
cỡ nhỏ
Liên hợp máy kéo cỡ nhỏ khi làm việc trong sản xuất nông, lâm nghiệp
chịu tác động của các điều kiện ngoài thay đổi, đợc nhìn nhận là đa yếu tố và
đa dạng. Có thể kể đến là tính chất không bằng phẳng của mặt đất, tính chất
không đồng nhất của đất, tính đa dạng về cơ cấu cây trồng, tính phức tạp và đa
dạng của các quá trình công nghệ v.v Các yếu tố này chủ yếu ảnh hởng đến
độ không đồng đều của tải trọng và các chỉ tiêu của quá trình công nghệ mà
máy cần hoàn thành cũng nh chi phí năng lợng [10]. Đối với liên hợp máy khi
5
làm việc thì tác động chủ yếu là tác động qua lại giữa bộ phận làm việc với vật
liệu và giữa bộ phận di động với mặt đất. Đồng thời khi tính toán và thiết kế
máy, các trạng thái thực không đợc xem xét đầy đủ. Đa số các trờng hợp khi
tính toán thiết kế ngời ta ứng dụng cơ bản là mô hình tĩnh học với sự lý tởng
hóa đáng kể các điều kiện làm việc thực tế, mà lẽ ra các yếu tố này rất phức
tạp và đa dạng. Nhiều tác giả cho rằng khi tính toán thiết kế cũng nh nghiên
cứu liên hợp máy, cần phải xem nh là một hệ thống động lực học điều khiển

đợc, cần phải có một mô hình mô tả đầy đủ đến mức có thể về các tính chất
của liên hợp máy là việc trong các điều kiện khác nhau [10].
Hoạt động của liên hợp máy có thể đợc xem nh là phản ứng đối với kích
thích ngoài ở đầu vào và các tác động điều khiển. Khi đó sơ đồ tính toán, phân
tích các tính chất hoạt động của một máy bất kỳ không phụ thuộc vào công
dụng của nó mà có thể đa về sơ đồ tổng quát theo nguyên lý đầu vào - đầu ra.
Với sơ đồ này việc nghiên cứu chủ yếu là quan hệ giữa các biến đổi thông số
vào và thông số ra, cũng nh động lực học việc truyền và chuyển đổi các thông
số đó. Các thông số đầu vào có thể là tất cả các kích thích ngoài (thí dụ thông
số về điều kiện làm việc: Độ mấp mô mặt đất, lực cản của máy v.v ) và các
tác động điều khiển (quá trình thay đổi ga, cắt gài côn, sang số v.v ) tùy từng
trờng hợp có thể là các đại lợng vật lý nh: Lực, mô men lực, chuyển vị v.v
Các thông số đầu ra là các thông số xác định chất lợng làm việc, các chỉ tiêu
năng lợng và kinh tế kỹ thuật, tính bền vững v.v [10].
Liên hợp máy kéo cỡ nhỏ với công suất động cơ từ 6 - 15 mã lực (máy
kéo hai bánh đẩy tay) và 17 - 25 mã lực (máy kéo bốn bánh lái vô lăng), thờng
sử dụng động cơ một xilanh nằm ngang, có bộ điều chỉnh số vòng quay động
cơ kiểu bi - đĩa ly tâm. Khi làm việc trên mặt đất với các máy kéo, tuy có tốc
độ chậm nhng do khối lợng nhỏ và mô men quán tính nhỏ, nên rất nhạy cảm
với sự thay đổi của tải trọng ngoài, đặc biệt là trong điều kiện mặt đồng không
bằng phẳng và tính chất không đồng nhất của đất. Một đặc điểm khác là bánh
6
xe máy kéo có đờng kính nhỏ làm giảm khả năng bám, tăng lực cản lăn của
máy kéo khi làm việc trên đất có độ ẩm cao hoặc trên đất nhiều sỏi đá [10].
Do trọng lợng và bề rộng cơ sở nhỏ, khi di chuyển trên đờng không
bằng phẳng hoặc làm việc trên đồng thì liên hợp máy rất dễ nhạy cảm với các
kích thích dao động theo phơng thẳng đứng và phơng ngang, điều đó phần nào
ảnh hởng đến chất lợng khâu canh tác mà máy đảm nhận. Thí dụ, khi thực
hiện khâu cày trọng lợng của máy cày nhỏ dẫn đến độ ăn sâu của cày kém, độ
mất ổn định tăng lên. Đặc biệt là đối với là đối với máy nhỏ hai bánh lái càng

rất nhạy cảm với dao động lắc xung quang trục bánh xe chủ động [4].
Liên hợp máy kéo hai bánh đẩy tay hoặc bốn bánh lái vô lăng, trong đ-
ờng truyền lực từ động cơ đến bánh chủ động sau có sử dụng bộ truyền đai
thang. Đặc điểm này dẫn đến hiệu suất truyền lực kém, hạn chế khả năng làm
việc của liên hợp máy trên ruộng nớc, song lại an toàn hơn cho đờng truyền
lực của máy kéo. Ngoài ra theo nhiều công trình nghiên cứu cho thấy nếu hệ
truyền lực có truyền động đai kết hợp với côn ly hợp ma sát sẽ làm giảm tải
trọng động khi máy kéo di chuyển [4].
Đối với liên hợp máy kéo cỡ nhỏ đẩy tay với kết cấu chỉ có phần chủ
động ở phía trớc và kết cấu hệ thống lái đơn giản, điều khiển bằng côn chuyển
hớng và không có trợ lực lái, nên tính điều khiển kém, tay lái dễ bị lắc xung
quang trục chủ động. Tuy nhiên nếu ta thiết kế vị trí trọng tâm hợp lý, vị trí
tay điều khiển côn và kết hợp sử dụng chế độ tải trọng, chế độ tốc độ phù hợp
thì sẽ cải thiện đợc điều kiện lái rất nhiều.
1.3. Tình hình nghiên cứu động lực học của máy kéo cỡ nhỏ trên thế giới
và trong nớc
1.3.1. Tình hình nghiên cứu động lực học của máy kéo trên thế giới
Đối với liên hợp máy kéo cỡ lớn, các công trình nghiên cứu các chế độ
động lực học đã đợc các nhà khoa học quan tâm đến từ lâu và đợc công bố ở
nhiều công trình nghiên cứu, [30], [31], [32], thờng sử dụng các mô hình toán
học, trong đó sử dụng rộng rãi các mô hình dao động nhiều bậc tự do. Thông
7
thờng một máy kéo có 7 loại dao động: Dao động thẳng đứng, dao động xoay
quanh trục thẳng đứng, dao động ngang, dao động xoay quanh trục ngang, dao
động dọc, dao xoay quang trục dọc, và dao động liên kết xoay quanh trục cân
bằng. Trong các nghiên cứu riêng phụ thuộc vào phơng thức và mục đích
nghiên cứu có thể chỉ quan tâm đến những loại dao động nhất định còn các
loại khác bỏ qua.
Muller [29] khi phân tích các mô hình ông đã đa ra một mô hình không
gian mô tả tất cả các dao động có thể của máy kéo (hình 1.1).

Hình 1.1: Mô hình máy kéo theo Muller [29]
Mục tiêu của công trình này là xác định bằng tính toán tải trọng ở các
cầu của máy kéo và ôtô trong nông nghiệp khi vợt qua vật cản có kích thớc
lớn, do đó đã bỏ qua tác động và ảnh hởng của tải trọng kéo, còn động cơ đợc
giả thiết nh là một bánh đà có mô men quán tính cực lớn. Để nghiên cứu ảnh
hởng của tải trọng kéo đến lực cản lăn trong công trình trên, tác giả đã chú ý
đến dao động theo phơng dọc của máy kéo và các thông số cũng nh các yếu tố
ảnh hởng, thí dụ nh mô men quán tính của tất các phần chuyển động của máy
kéo, độ cứng và hệ số cản dao động của bánh xe theo phơng tiếp tuyến, tính
chất tác động qua lại giữa bánh xe và đất với sự thay đổi của lực kéo, ở đây giả
thiết mô men chủ động của bánh xe là một hàm điều hòa.
8
Trong mô hình trên, mô men quay của động cơ đợc lấy từ đặc tính tĩnh
của động cơ và hệ thống đợc nghiên cứu là hệ thống hai hay nhiều khối lợng,
bỏ qua tính chất cản dao động của các phần truyền lực và tác động của dao
động thẳng đứng. Popesku sử dụng mô hình thay thế để nghiên cứu về đờng
truyền lực và khả năng tăng tốc theo phơng dọc của máy kéo, trong đó cũng
bỏ qua dao động thẳng đứng [29]. Kết quả tính toán mô hình và nghiên cứu
thực nghiệm các tác động động lực học rất phù hợp.
Khi nghiên cứu về ảnh hởng của mô men quay động cơ đến các hệ
thống khác của liên hợp máy thì Vantjutov, Peters và Kutkov [29], đã mô tả
tác động động lực học của động cơ và máy điều chỉnh vào hệ thống liên hợp
máy bởi hai phơng trình vi phân. Quan hệ giữa các thông số của động cơ và
máy điều chỉnh cũng nh tác động qua lại của chúng đợc biểu diễn một cách
đơn giản theo dạng quan hệ tuyến tính giữa mô men và vận tốc góc. Trong
công trình này không quan tâm đến các quá trình bên trong và các quá trình
biến đổi năng lợng phức tạp ở các chế độ làm việc động động lực học của
động cơ.
Khi nghiên cứu động lực học quá trình khởi hành và phanh của máy kéo
bốn bánh chủ động thì Ksenvin và Solonski [27] đã quan tâm đến dao động

thẳng đứng và các dao động khác của máy kéo. Các thông số động lực học và
các hiện tợng vật lý đợc mô tả đầy đủ ở một mô hình thay thế. Tác động qua
lại giữa đất và bánh xe cũng đợc tính đến, thông qua sự phụ thuộc của lực chủ
động bánh xe vào phản lực của đất theo phơng thẳng đứng, tính chất bám và
trợt của bánh xe đợc đặc trng hóa.
Vogel với công trình của mình [31] đã góp phần làm rõ tính chất động
lực học của một liên hợp máy cày khi lực kéo, tải trọng thẳng đứng và các dao
động (hình 1.2).
9
xm

F
T
F
V2
F
T1
F
V1

2
33
.x mF
w

+
Hình 1.2: Mô hình máy kéo theo Vogel [30]
Mục đích của công trình này là xác định tính chất biên độ, tần số của
các thông số làm việc nh tốc độ quay của động cơ, độ trợt, tốc độ chuyển
động, mô men chủ động của bánh xe, tải trọng lên cầu và lực kéo. Ngoài ra

còn giải thích đợc các hiệu ứng động lực học có dẫn đến sự tổn thất trợt hay
không. Với một mô hình dao động liên kết tính đến các tính chất đàn hồi, cản
của hệ truyền lực và bánh xe, mô men quán tính của các phần tử chuyển động,
dao động lực kéo và cả tác động qua lại của bánh xe vào đất, tác giả đã thực
hiện đợc việc tính toán mô hình cũng nh trong nghiên cứu thực nghiệm. Trong
công trình này mô men của động cơ cũng đợc biểu diễn là hàm số tuyến tính
của tốc độ quay. Qua kết quả tính toán mô hình có thể chỉ ra rằng trong các
điều kiện hoạt động nhất định, sự dao động của lực kéo gây ảnh hởng lớn hơn
so với sự ảnh hởng của dao động tải trọng thẳng đứng đến tính chất động lực
học của việc truyền công suất.
Công trình của Pluznikov và Solonski [30] đã tạo ra một mô hình mô
phỏng máy kéo khi thiết kế với sự hỗ trợ của máy tính. Mô hình đã hệ thống
hóa đợc các phơng án cấu trúc, thí dụ hộp số cơ học, cơ học - thủy lực và hộp
số thủy lực, máy kéo bốn bánh hay hai bánh chủ động, trục thu công suất loại
độc lập hay phụ thuộc, các phơng án liên hợp và các quá trình làm việc, cũng
nh các phơng án hoạt động nh quá trình khởi hành sang số và chuyển động
dừng. Các thông số động cơ đợc thay thế bởi các quan hệ hàm số giữa mô men
10
quay và chi phí nhiên liệu phụ thuộc vào tốc độ quay và hành trình tay thớc.
Mô hình cha quan tâm đến tính chất đàn hồi và giảm chấn của bánh xe cũng
nh của hệ thống truyền lực.
Để mô tả tính chất tiếp xúc giữa đất và bánh xe khi liên hợp máy làm
việc nhiều tác giả đã đa vào mô hình nghiên cứu quan hệ bám trợt ở nhiều
dạng khác nhau. Trong [32] tác giả đã đa ra một mô hình phản ánh khá đầy đủ
cả về tính chất hoạt động và cấu trúc của máy kéo (hình 1.3). Mô hình mô tả
tác động qua lại giữa các quá trình làm việc của động cơ với máy điều chỉnh,
tính đến các tính chất đàn hồi và giảm chấn của các phần tử trong hệ thống,
các tính chất bám và trợt của bộ ly hợp cũng nh của bánh xe với mặt đờng,
tính chất biến đổi mô men quay, tốc độ quay và mô men quán tính qua hệ
thống truyền lực.

11
Hình 1.3: Mô hình các phần tử máy kéo theo Bùi Hải Triều [32]
Mục đích của công trình này là nghiên cứu các trạng thái hoạt động của
máy kéo khi tải trọng ngoài thay đổi cũng nh khi có tác động điều khiển điều
chỉnh. Tuy nhiên công trình này mới chỉ dừng lại ở việc nghiên cứu tính chất
hoạt động của kéo bánh bơm khi di chuyển trên nền cứng.
Qua các phân tích trên có thể nhận xét rằng: Các chế độ động lực học
của máy kéo nông, lâm nghiệp, đã đợc nghiên cứu từng phần hoặc theo các
vấn đề riêng bằng lý thuyết, hoặc thực nghiệm đã và đạt đợt các kết quả rất
đáng kể, tuy nhiên các mô hình nghiên cứu cha mô tả một cách hoàn toàn đầy
đủ các tính chất hoạt động của liên hợp máy nh tác động qua lại từ động cơ
đến máy công tác. Các tính chất hoạt động của động cơ đợc xác định bởi
những quá trình phức tạp, thí dụ nh các quá trình lu động của khí hoặc các quá
trình điều chỉnh thờng chỉ đợc mô tả bởi một đặc tính mô men tĩnh, hoặc tĩnh
tơng đơng hoặc một hàm số phụ thuộc thời gian xác định bằng thực nghiệm.
Một số công trình sự tác động qua lại giữa động cơ - máy điều chỉnh và các
phần tử khác của liên hợp máy kéo đợc đề cập đến song mới chỉ dừng lại ở
việc nghiên cứu máy kéo cỡ lớn di chuyển trên nền cứng.
1.3.2. Tình hình nghiên cứu động lực học của máy kéo ở nớc ta trong
những năm gần đây
Đối liên hợp máy kéo cỡ nhỏ về cơ bản các tính chất động lực học cũng
giống nh máy kéo cỡ lớn, nhng do đặc điểm riêng nh đã nói ở trên đòi hỏi
phải có những mô hình nghiên cứu riêng. Việc nghiên cứu về tính chất động
lực học của liên hợp máy kéo cỡ nhỏ trong lâm nghiệp ở nớc ta cũng cha đợc
quan tâm đúng mức. Trong chơng trình nghiên cứu của Viện Cơ Điện Nông
Nghiệp (1981 - 1985) đã tiến hành nghiên cứu thực nghiệm liên hợp kéo cỡ
nhỏ hai bánh theo mô hình một mức, đã xây dựng đợc hàm truyền cho liên
hợp máy kéo cỡ nhỏ làm việc với cày và nhận xét máy kéo nhỏ khi làm việc
12
có độ ổn định thấp hơn nhiều so máy kéo MTZ 50 [19]. Tuy nhiên còn các

vấn đề động lực học của quá trình kéo bám, ổn định của liên hợp máy khi làm
việc trên địa hình dốc, các quá trình điều khiển, điều chỉnh cũng nh tính chất
tải trọng của các phần tử riêng cha thấy đề cập đến.
Trong các tài liệu công bố thấy rằng, tính chất dao động phụ thuộc cơ
bản vào thông số của bánh xe, do đó việc xác định tính chất của bánh xe để
nghiên cứu mô hình là cần thiết. Trong khi tính chất của bánh xe máy kéo cỡ
lớn trong phơng thẳng đứng đã đợc nghiên cứu khá đầy đủ, thì tính chất theo
phơng tiếp tuyến còn ít thấy đợc công bố. Trong [10] giả thiết rằng độ cứng
hớng kính và hệ số cản hớng kính có thể gần đúng tuyến tính.
Đối liên hợp máy kéo cỡ nhỏ trong nớc đợc sản xuất đang đợc sử dụng
trong thực tế hiện nay còn nhiều nhợc điểm về tính năng sử dụng, về kết cấu
chất lợng chế tạo v.v Các công trình nghiên cứu về liên hợp máy kéo cỡ nhỏ
hai bánh nhất là về động lực học còn ít thấy đợc công bố. Mặt khác, do liên
hợp máy kéo cỡ nhỏ có những đặc điểm riêng biệt cả về kết cấu hệ thống
truyền lực, về phơng thức liên hợp với máy nông nghiệp, về hệ thống điều
khiển, di động, tính chất tải trọng và điều kiện hoạt động, do đó đòi hỏi phải
có mô hình nghiên cứu riêng phù hợp. Để nghiên cứu một số vấn đề động lực
học của liên hợp máy khi có tác động điều chỉnh, hoặc tải trọng ngoài tác
động thay đổi theo thời gian thì việc đặt ra là cần phải xây dựng đợc một mô
hình mô tả đầy đủ về kết cấu cũng nh tính chất hoạt động, có khả năng linh
hoạt để khảo sát các chế độ động lực học của các liên hợp máy kéo cỡ nhỏ
góp phần hoàn thiện về mặt kết cấu và nâng cao chất lợng làm việc.
Để cơ giới hóa trong khâu sản xuất nông, lâm nghiệp thì cần có các
thiết bị máy móc, hiện nay nguồn động lực chủ yếu đợc sử dụng là máy kéo
và liên hợp máy kéo. Để sử dụng chúng có hiệu quả đối với loại hình sản xuất
nông, lâm nghiệp ở nớc ta, thì cần phải có những công trình nghiên cứu và
đánh giá để xác định các thông số kỹ thuật và các chỉ tiêu kinh tế khi sử dụng
các loại máy kéo này. Đã có một số nhà khoa học trong nớc nghiên cứu tập
13
trung vào lĩnh vực xác định khả năng làm việc máy kéo trên ruộng nớc và

ruộng có độ ẩm cao hoặc ruộng đất khô. Các tác giả đã tìm ra sự ảnh hởng của
nền đất lên máy móc, họ cho biết nền đất để nâng đỡ máy khi máy làm việc
thì mọi sự thay đổi của nền đất đều ảnh hởng đến khả năng làm việc của máy
kéo và các loại máy công tác đi kèm. Nh khi máy làm việc ở ruộng nớc có lực
cản riêng của đất lên máy chỉ bằng 1/2 ruộng đất khô, nhng độ trợt của máy
kéo lại tăng, do đó công suất bị tiêu hao khi trợt là rất lớn và máy kéo thờng bị
lún, nên lực cản tăng lên. Độ bằng phẳng của nền đất không đều sẽ ảnh hởng
đến việc di động của máy [15].
Hiện nay loại máy kéo cầm tay hai bánh do Công ty Máy kéo và máy
nông nghiệp chế tạo mang tên Bông Sen, ký hiệu BS 8, BS 10, BS 12 và BS 15,
đang đợc sử dụng rộng rãi trong sản xuất nông nghiệp. Đối với loại máy kéo
BS 12 có kết cấu đơn giản gọn nhẹ, dễ thao tác sử dụng, đa chức năng và độ
bền cao. Máy kéo BS 12 có thể lắp với loại cày diệp, cày trụ một lỡi, cày chảo
hai lỡi hoặc lắp với phay đất khô và bùn ngoài ra nguồn động lực của máy
kéo BS 12 còn đợc sử dụng để lắp với các loại máy khác nh: Máy xay xát,
máy bơm nớc, máy tuốc lúa liên hoàn, máy nghiền bột Máy kéo BS 12 khi
làm việc trên địa hình đất dốc chịu tác động của nhiều yếu tố nh: Độ mấp mô
bề mặt, lực cản của đất, độ dốc, vận tốc, tải trọng là những yếu tố ảnh hởng
đến kết cấu và khả năng làm việc của liên hợp máy kéo [4].
Máy kéo BS 12 có khối lợng và trọng lợng nhỏ, nên khi làm việc rất
mẫn cảm với môi trờng xung quanh. Một số tác giả nh: PGS TS Nguyễn
Nhật Chiêu, Th.S Nguyễn Văn An, T.S Lê Văn Thái đã thực hiện đề tài
Nghiên cứu sử dụng máy kéo cỡ nhỏ để phay đất rừng trồng cây lâm
nghiệp, nội dung của đề tài đã tìm hiểu khả năng làm việc của liên hợp máy
kéo cỡ nhỏ với phay đất khi phay đất rừng. Đề tài đã xuất phơng án cải tiến bộ
phận làm việc là lỡi phay phù hợp với địa hình đất nông, lâm nghiệp.
Tác giả Đặng Tiến Hòa đã thực hiện đề tài Nghiên cứu một số vấn đề
động lực học của liên hợp máy kéo cỡ nhỏ hai bánh [10], tác giả xây dựng đ-
14
ợc mô hình và chơng trình tính toán các tính chất hoạt động của bộ truyền đai,

trong đó có tính đến tính chất đàn hồi phi tuyến, sự hao tán năng lợng và độ tr-
ợt. Đồng thời mô hình hóa đợc quá trình biến đổi năng lợng của động cơ một
xi lanh trong đó có tính đến ảnh hởng của các yếu tố kết cấu, tác động qua lại
của máy điều chỉnh với chế độ tải trọng và các quá trình xảy ra bên trọng
động cơ. Tác giả Đặng Tiến Hòa đã đề xuất một số biện pháp nhằm cải tiến
chế độ các bộ phận truyền lực, chế độ khởi hành sang số một cách hiệu quả
nhất.
Tác giả Đặng Thế Huy với đề tài Phơng pháp nghiên cứu khoa học cơ
khí khí nông nghiệp, đã nghiên cứu sự tơng tác của liên hợp máy kéo với các
tác động bên ngoài từ đó tìm ra các đặc trng động lực học nh: Hàm truyền,
mật độ phổ, biên độ, tần số làm cơ sở cho việc thay đổi kết cấu và chọn chế
độ sử dụng liên hợp máy hợp lý.
Tác giả Nguyễn Can thực hiện đề tài Nghiên cứu đặc tính động lực học
của máy kéo xích khi làm việc trên sờn dốc trong sản xuất lâm nghiệp vùng
đồi phía Bắc Việt Nam, tác giả đã tính toán, thiết kế, chế tạo và đa ra thực
nghiệm một mô hình đồng dạng liên hợp máy kéo xích và hiện trờng thu nhỏ
1/10 kích thớc, xác định đợc nguyên nhân và ảnh hởng của một số thông số
kết cấu máy đến sự trợt ngang và trợt quay của liên hợp máy kéo xích khi làm
việc trên sờn dốc. Các giả thiết của bài toán đa ra đã cố gắng gần với thực tế
nhng một số giả thiết chỉ phù hợp với những điều kiện chung và có tính qui
luật; Với những yếu tố ngẫu nhiên có trong thực tế sản xuất, các công thức
tính toán cần phải đa thêm vào các hệ số thực nghiệm tính đến ảnh hởng của
chúng. Về mặt lý thuyết có thể dùng làm cơ sở cho nghiên cứu và phân tích sự
ảnh hởng của thông số kỹ thuật và vấn đề mất ổn định do trợt ngang của máy
kéo xích.
Nh vậy qua tìm hiểu các tài liệu và các nội dung nghiên cứu của một số
tác giả trên, cho thấy các tác giả đã tập trung vào xây dựng các mô hình đồng
dạng, mô hình toán học, sự tơng tác giữa liên hợp máy kéo và các tác động
15
bên ngoài rồi từ đó tìm ra các đặc trng động lực học, nghiên cứu cấu tạo và

các đặc tính kỹ thuật của máy kéo. Để đề xuất các biện pháp cải tiến các bộ
phận máy công tác cho phù hợp với điều kiện thực tế. Tuy nhiên để sử dụng
máy kéo BS 12 một cách có hiệu quả trong sản xuất nông, lâm nghiệp, thì còn
nhiều vấn đề kỹ thuật ảnh hởng trực tiếp lên máy kéo khi liên hợp máy kéo
làm việc trên thực địa nh: Các lực cản tác động lên liên hợp máy, các thông số
của thực địa, khả năng kéo bám trên địa hình dốc, các yếu tố địa hình mà cha
đợc các đề tài đề cập đến.
Để có thể nghiên cứu một cách đầy đủ về vấn đề động lực học của liên
hợp máy kéo BS 12, thì việc nghiên cứu và mô tả đầy đủ về kết cấu cũng nh
tính chất hoạt động, khả năng linh hoạt để khảo sát các chế độ động lực học
của liên hợp máy kéo BS 12 là rất cần thiết, sẽ góp phần hoàn thiện về mặt kết
cấu và nâng cao chất lợng làm việc.
Vì những lý do nêu trên, chúng tôi nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu một
số vấn đề động lực học của máy kéo Bông Sen 12 trong khâu làm đất nông,
lâm nghiệp .
Chơng 2
đối tợng, Mục tiêu, nội dung
và phơng pháp nghiên cứu
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu một số vấn đề về động lực học, khả năng làm việc của liên
hợp máy kéo Bông Sen 12 với cày trụ một lỡi không diệp trong khâu làm đất
sản xuất nông, lâm nghiệp, góp phần bổ sung những cơ sở khoa học cho việc
hoàn thiện thiết kế và sử dụng hợp lý liên hợp máy kéo Bông Sen 12.
2.2. Đối tợng nghiên cứu
Ngành cơ khí nông - Lâm nghiệp đã đóng góp không nhỏ vào sự tăng
trởng của sản xuất nông, lâm nghiệp và phát triển kinh tế nông thôn trong
những năm gần đây. Các hộ gia đình và các trang trại có qui mô lớn đã và
đang sử dụng các thiết bị cơ giới hóa các khâu sản xuất góp phần nâng cao
hiệu quả và chất lợng hàng hóa nông, lâm sản. Các liên hợp máy kéo cỡ nhỏ
16

đợc các hộ gia đình và các trang trại sử dụng trong hầu hết các khâu sản xuất
nh: Làm đất, tới tiêu, chăm sóc và thu hoạch phục vụ sản xuất nông, lâm
nghiệp. Các loại máy kéo hai bánh cỡ nhỏ có công suất từ 8 ữ 20 mã lực [15]
đã và đang đợc sử dụng rộng rãi trong sản xuất nông, lâm nghiệp ở nớc ta.
Qua thực tế sử dụng một số mẫu máy đã tỏ ra khá thích ứng và đợc dùng phổ
biến trong nớc, chúng đợc nhập ngoại chủ yếu từ Nhật Bản, Trung Quốc Các
máy kéo cỡ nhỏ đợc chế tạo trong nớc chủ yếu ở nhà máy Cơ khí nông nghiệp
Hà Tây, Trần Hng Đạo, Diesel Sông Công và một số xí nghiệp cơ khí địa ph-
ơng khác. Tuy nhiên, các liên hợp máy kéo cỡ nhỏ sản xuất trong nớc đợc sử
dụng trong thời gian qua có chất lợng công nghệ chế tạo cha cao, việc hoàn
cứu cơ bản phục vụ thiết kế cũng nh để nâng cao chất lợng sử dụng cha đợc
quan tâm đầy đủ.
Hiện nay loại máy kéo cầm tay hai bánh do Công ty Máy kéo và máy
nông nghiệp chế tạo mang tên Bông Sen, ký hiệu BS 8, BS 10, BS 12 và BS 15
đang đợc sử dụng rộng rãi trong sản xuất nông, lâm nghiệp. Đối với loại máy
kéo BS 12 có kết cầu đơn giản gọn nhẹ rễ thao tác sử dụng, đa chức năng và
độ bền cao. Máy kéo BS 12 có thể lắp với loại cày diệp, cày chảo hai lỡi hoặc
lắp với phay để phay đất khô và đất bùn , ngoài ra nguồn động lực của máy
kéo BS 12 còn dùng làm nguồn động lực cho các loại máy công tác khác nh:
Máy xay xát, Bơm nớc, Máy tuốt lúa, Máy nghiền bột [12]
17
Hình 2.1: Máy kéo Bông Sen 12
Bảng 01: Đặc tính kỹ thuật chủ yếu của máy kéo BS 12 [12].
TT Đặc tính kỹ thuật Thông số
1 Kích thớc dài x rộng x cao 2860 x 960 x 1250 mm
2 Khoảng cách giữa hai bánh
530 ữ 810 mm
3 Khoảng sáng gầm máy 180 mm
4 Công suất tối đa 12 CV
5 Số vòng quay định mức 2000 v/ph

6 Mức tiêu hao nhiên liệu trung bình 19 lít/ha
7 Bộ truyền đai Đai thang B 75
8 Bộ ly hợp 2 lá thờng đóng
9 Hộp số (3 + 1) x 2
10 Cơ cấu lái Ly hợp vấu
11 Tốc độ (km/h):
- Số tiến
- Số lùi
1,6 ữ 2,9 ữ 4,8 ữ 6,1 ữ 10,9 ữ 15,3
1,0 ữ 3,8
12 Tốc độ trục trích công suất 580 v/ph
13 Cỡ lốp
6,00 ữ 12
14
áp suất hơi
1,4 ữ 2,0
15 Trọng lợng khi lắp phay 0,6 495 kg
16 Sức chở khi kéo moóc 1500 kg
17 Năng suất bình quân: - Khi cày
- Khi phay
0,13 ha/giờ
0,15 ha/giờ
18 Mô men quay định mức (M) 43 Nm
19 Bán kính cầu chủ động (r) 0,28 m
20
Hiệu suất truyền lực ()
0,563
21 Trọng lợng phần đầu máy (G) 500 kg
22 Tọa độ trọng tâm đầu máy (h) 641 mm
23 Tỷ số truyền của hộp số:

- Số tiến I - i
I
= 174,07
II - i
II
= 96,7
III - i
III
= 59,782
IV - i
IV
= 46,115
V - i
V
= 27,78
18
- Số lùi
VI - i
VI
= 15,1
I - i
I
= 259,347
II - i
II
= 63,518
24 Khi phay tốc độ trục quay n
1
= 188 v/ph
n

2
= 240 v/ph
25 Khoảng cách giữa 2 vệt bánh trớc
phụ thuộc vào cách lắp
590, 690, 810 mm
2.3. Nội dung nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết về khả năng kéo, bám và ổn định của liên hợp máy
kéo BS 12, xây dựng các đồ thị khả năng kéo, bám trên các loại đờng khác
nhau. Xác định trị số các góc ổn định của liên hợp máy kéo BS 12 khi làm
việc trên các loại đất khác nhau.
Nghiên cứu lý thuyết động lực học của liên hợp máy kéo BS 12 khi làm
đất với cày trụ một lỡi không diệp, lập phơng trình vi phân quĩ đạo chuyển
động của liên hợp máy kéo BS 12 trên sờn dốc, giải phơng trình vi phân và mô
phỏng các chuyển dịch bằng phần mền Matlab - Simulink và xây dựng các đồ
thị xác định lực cản đối với cày, đồ thị chuyển vị ngang dốc, xuống dốc, quan
hệ giữa độ dốc, lực cản cày, hệ số ma sát.
2.4. Phơng pháp nghiên cứu
- Phơng pháp lý thuyết ôtô máy kéo: Phân tích các lực xuất hiện trong
quá trình liên hợp máy làm việc với cày trụ một lỡi, đa ra phơng pháp tính các
lực tác dụng nh: Lực kéo tiếp tuyến, lực bám, các lực cản cày, mô men.
Nghiên cứu chế độ sử dụng hợp lý nhất, đồng thời đánh giá chất lợng liên hợp
máy kéo đang sử dụng, thiết lập những cơ sở khoa học cơ bản nhất để hoàn
chỉnh kết cấu, làm tăng hiệu quả sử dụng liên hợp máy kéo cỡ nhỏ trong sản
xuất nông, lâm nghiệp.
19
- Phơng pháp cơ học lý thuyết: Xây dựng phơng trình vi phân chuyển
động của liên hợp máy kéo BS 12 khi làm việc trên sờn dốc, sử dụng nguyên
lý Dalambe.
- Sử dụng phần mền Matlab - Simulink để mô phỏng và giải hệ phơng
trình vi phân, xây dựng các đồ thị quan hệ giữa các thông số nh: Độ dốc, lực

cản cày, hệ số ma sát tại giới hạn trợt dốc.
Chơng 3
Nghiên cứu lý thuyết về khả năng kéo, bám và ổn
định của liên hợp máy kéo BS 12
3.1. Chọn đối tợng làm mô hình cho nghiên cứu
Hiện nay, máy cày trụ một lỡi lắp sau máy kéo là loại đang đợc sử dụng
khá phổ biến trong sản xuất nông, lâm nghiệp. Đối với máy kéo BS 12 là loại
máy kéo cỡ nhỏ, do đó cần phải lựa chọn loại cày nhỏ có kích thớc phù hợp để
liên hợp đợc với máy kéo BS 12 khi làm việc trong điều kiện sản xuất nông,
lâm nghiệp. Để chọn đợc loại cày phù hợp với tính năng kỹ thuật của máy kéo
BS 12, chúng tôi đã tìm hiểu một số đặc tính kỹ thuật và cấu tạo của các loại
cày đang đợc sử dụng trên thị trờng, trên cơ sở so sánh u nhợc điểm của từng
loại cày để lựa chọn loại cày liên hợp đợc với máy kéo BS 12 cho phù hợp.
Chúng tôi thấy cày trụ một lỡi không diệp có u điểm nh bề rộng xá cày, độ
cày sâu tốt, cày trụ một lỡi có thể làm việc trên nhiều loại đất trong điều kiện
sản xuất nông, lâm nghiệp trên địa hình đất dốc, bị chia cắt với diện tích nhỏ
thì việc áp dụng cày trụ một lỡi liên hợp với máy kéo BS 12 là rất thuận lợi.
20
Hình 3.1: Mô hình liên hợp máy kéo BS 12 với cày trụ một lỡi
3.2. Khả năng kéo của liên hợp máy kéo BS 12
Khả năng kéo của máy kéo là một chỉ tiêu kỹ thuật quan trọng để xác
định tải trọng khi máy kéo làm việc. Khả năng kéo cho biết những điều kiện
cụ thể máy kéo làm đợc những công việc gì và với tải trọng là bao nhiêu. Do
cấu tạo của máy kéo BS 12 có phần chủ động là phần đầu máy đợc lắp cân
bằng trên cầu trớc, các bộ phận công tác ở phía sau qua khớp nối. Khi nghiên
cứu ta coi lực do máy kéo sinh để kéo bộ phận làm việc có phơng song song
với mặt đất.
Với các giả thiết trên ta có sơ đồ nghiên cứu khả năng kéo của máy kéo
BS 12 trong trờng hợp tổng quát khi máy kéo làm việc trên sờn dốc với độ dốc
nghiêng là nh sau:

Hình 3.2: Sơ đồ biểu diễn quá trình di chuyển lên dốc của liên hợp máy
Theo sơ đồ làm việc ta có các lực tác dụng lên liên hợp máy kéo BS 12
gồm:
21
P
w
P
j
F
k
P
f1
P
f2
Y
1
Y
2
Gsin
Gcos
G
P
k

G
c
sin
G
c
cos

G
c
- Trọng lợng phần đầu máy: G đợc chia làm 2 thành phần là G. cos và
G. sin.
- Lực cản lăn của đất tác dụng vào bánh xe: P
f
có phơng song song với
phơng chuyển động.
- Lực cản không khí tác dụng lên đầu máy: P
w
- Lực cản quán tính: P
j
- Lực kéo bộ phận làm việc: P
k
có phơng song song với phơng chuyển
động.
- Lực kéo tiếp tuyến: F
k
- Lực cản độ dốc: P
i
.
Do tốc độ của máy kéo BS 12 là tơng đối nhỏ (V
max
= 12,3 km/h), lên
khi nghiên cứu ta bỏ qua lực cản không khí và lực cản quán tính. Theo [5] ta
có phơng trình cân bằng lực kéo của máy kéo BS 12 nh sau:
F
k
= P
f

P
i
+ P
k
(3.1)
Để xác định đợc khả năng kéo của máy kéo, ta đi xác định các thành
phần lực của phơng trình trên.
3.2.1. Xác định lực kéo tiếp tuyến ở các số truyền
Theo [5] thì lực kéo tiếp tuyến đợc xác định theo công thức sau:
r
M.i.


=
k
F
(3.2)
Trong đó:
F
k
: Lực kéo tiếp tuyến;
M: Mô men quay của động cơ (M = 43 N.m);
: Hiệu suất truyền lực;
r: Bán kính làm việc của bánh chủ động (r = 0,28m);
i: Tỷ số truyền của hệ thống truyền lực.
Thay các giá trị trên, tơng ứng với từng tỷ số truyền vào công thức (3.2)
ta sẽ xác định đợc lực kéo ở các số truyền:
Bảng 02: Trị số lực kéo tiếp tuyến
22
Số truyền

I II III IV V VI L
I
L
II
Lực kéo
15050 8360 5168 3987 2041 1305 22423 5491
3.2.2. Xác định khả năng kéo ở các số truyền của liên hợp máy kéo BS 12
Từ phơng trình cân bằng lực kéo (3.1) ta có:
P
ki
= F
ki
- (P
f
+ P
i
); Với: P
f
= G.f.cos, P
i
= G.sin.
P
ki
= F
ki
- G.(f.cos G.sin) (3.3)
Trong đó:
P
ki
: Khả năng kéo của máy kéo khi làm việc ở số truyền thứ i;

F
ki
: Lực kéo tiếp tuyến ở số truyền thứ i;
: Góc nghiêng của địa hình;
f: Hệ số cản lăn của đờng.
Căn cứ vào phơng trình (3.3) cho thấy khả năng kéo ở các số truyền phụ
thuộc vào loại đờng và góc nghiêng địa hình . Để thuận tiện cho việc nghiên
cứu và khi sử dụng máy, chúng tôi xây dựng đồ thị khả năng kéo ở các số
truyền khi máy kéo ở sờn dốc có độ nghiêng . Đồ thị đợc xây dựng bằng
cách thay các giá trị góc nghiêng vào công thức (3.3) khi đó lập đợc đồ thị,
với trục tung là khả năng kéo và trục hoành là góc nghiêng . Đối với điều
kiện sản xuất nông, lâm nghiệp ở nớc ta máy kéo chủ yếu hoạt động trên 4
loại đờng đất chính sau [14].
Đối với đờng đất khô, loại đờng này có hệ số cản lăn f = 0,05, đồ thị đ-
ợc xây dựng theo công thức: P
ki
= F
ki
- G.(f.cos sin).
23
(
0
)
V
VI
IV
III
L
II
II

I
L
I
P
K
(N)
-30 -25 -20 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30
22170
14510
7500
5240
4820
3660
1930
1080
Hình 3.3: Đồ thị khả năng kéo khi LHM BS 12 làm việc trên đờng đất khô
Đối với đờng đất ẩm, loại đờng này có hệ số cản lăn f = 0,06, đồ thị đợc
xây dựng theo công thức: P
ki
= F
ki
- G.(f.cos sin).
Hình 3.4: Đồ thị khả năng kéo khi LHM BS 12 làm việc trên đờng đất ẩm
Đối với đờng đất hoang hóa, loại đờng này có hệ số cản lăn f = 0,07, đồ
thị đợc xây dựng theo công thức: P
ki
= F
ki
- G.(f.cos sin).
24

(
0
)
V
VI
IV
III
L
II
II
I
L
I
P
K
(N)
-30 -25 -20 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30
22120
11760
7900
5200
4620
3610
1880
1030
(
0
)
V
VI

IV
III
L
II
II
I
L
I
P
K
(N)
-30 -25 -20 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30
22070
14410
7850
5140
4720
3560
1830
980
Hình 3.5: Đồ thị khả năng kéo khi LHM BS 12 làm việc trên đờng đất hoang hóa
Đối với đờng đất canh tác, loại đờng này có hệ số cản lăn f = 0,12, đồ
thị đợc xây dựng theo công thức: P
ki
= F
ki
- G.(f.cos sin).
Hình 3.6: Đồ thị khả năng kéo khi LHM BS 12 làm việc trên đờng đất canh tác
Do khả năng kéo còn phụ thuộc vào địa hình nên khi xây dựng đồ thị
khi góc nghiêng 30

0
chúng tôi cho độ nghiêng thay đổi từ - 30
0

30
0
. Khi sử dụng đồ thị ta làm nh sau: Khi biết góc nghiêng ta gióng lên cắt
đồ thị tại điểm nào đó, từ điểm này gióng sang trục tung để xác định khả năng
kéo của máy kéo.
25
(
0
)
V
VI
IV
III
L
II
II
I
L
I
P
K
(N)
-30 -25 -20 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30
21820
14160
7600

4890
4470
3310
1580
730