NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT ĐỘNG LỰC HỌC CỦA HỆ THỐNG VI SAI VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ SỐ KHÓA VI SAI ĐẾN TÍNH NĂNG KÉO BÁM CỦA MÁY KÉO LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NÔNG NGHIỆP
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.62 MB, 100 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜ NG
NG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
----------------------
MAI KIM HIẾU
NGHIÊN CỨ U TÍNH CHẤT ĐỘNG LỰ C HỌC CỦA HỆ
THỐNG VI SAI VÀ ẢNH HƯỞ NG
NG CỦA HỆ SỐ KHÓA VI
SAI ĐẾN TÍNH NĂNG KÉO BÁM CỦA MÁY KÉO
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Chuyên ngành: Kỹ thuật máy và thiết bị cơ gi
giớ i hóa nông lâm nghiệp
Mã số
: 60.52.14
Ngườ i hướ
ng d ẫ
ẫ n
khoa họ c PGS.TS. NGUYỄN NGỌC QUẾ
HÀ NỘI – 2008
LỜ I CAM ĐOAN
Tôi xin cam đ o
oan
an đ â
âyy là công trình nghiên cứ u của riêng tôi. Các số
liệu và k ế
ết quả trình bày trong luận văn là trung thự c và chư a t ừ
ừng
n
g
đượ c ai
công bố trong
trong bấ t cứ công
công trình nào khác.
Tôi xin cam đ o
oan
an r ằ
ằng
n
g mọi sự giúp
giúp
đỡ cho
cho việc thự c hiện luận văn này
đ ã đượ c cảm ơ n và các thông tin trích d ẫ
ẫn trong luận văn đề u đ ã đượ c chỉ rõ
rõ
nguồn gố c.
c.
Hà N ội, ngày 16 tháng 9 n ăm 2008
Ngườ i cam đ oan
oan
Mai Kim Hi
Hiế u
i
Tr ườ
ng Đại học Nông nghiệ p Hà N ội – Luận văn thạc s ỹ k
k
thuật……………….. ………………………
ườ ng
ỹ thu
LỜ I CẢM Ơ N
Tôi xin bày tỏ sự cảm ơ n sâu sắc đến ngườ i hướ ng
ng dẫn khoa học
PGS. TS. Nguyễn Ngọc Quế, đã tận tình hướ ng
ng dẫn và đóng góp nhiều ý kiến
khoa học trong quá trình nghiên cứu và xây dựng luận văn này.
Tôi xin cảm ơ n tập th ể các thày, cô giáo bộ môn Động lực - khoa Cơ
điện, khoa Sau Đại học, trườ ng
ng Đại học Nông nghiệp Hà Nội, các cán bộ
– Trâu
– Gia
Trung tâm giám định máy và thiết bị –
Trâu Quỳ –
Gia Lâm – Hà
Hà Nội đã giúp
đỡ và
và tạo điều kiện thuận lợ i cho tôi hoàn thành nhiệm vụ của đề tài.
Tôi xin cảm ơ n tập thể cán bộ, giáo viên trườ ng
ng Cao đẳng Công nghiệp
Nam Định. Nơ i tôi đang công tác đã tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình
công tác và học tập.
Cuối cùng tôi xin cảm ơ n gia đ ình, bạn bè đồng nghiệp và những ngườ i
thân đã động viên, giúp đỡ tôi
tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu.
Mặc dù đã cố gắng hết sức mình nhưng do khó khăn về tài liệu, thờ i
gian nghiên cứu và khả năng hạn chế của bản thân cho nên luận văn không
tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận đượ c các ý kiến đóng góp từ các
Thày, cô và bạn bè đồng nghiệp để luận văn đượ c hoàn thiện hơ n.
n.
Hà Nội, ngày 16 tháng 9 năm 2008
Tác giả luận văn
Mai Kim Hiếu
ii
Tr ườ
ng Đại học Nông nghiệ p Hà N ội – Luận văn thạc s ỹ k
k
thuật……………….. ………………………
ườ ng
ỹ thu
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
OAN.........
....................
......................
.....................
.....................
.......................
.....................
.....................
.......................
.................0
......0
LỜI CẢM ƠN ............
.......................
.....................
.....................
......................
.....................
.....................
......................
.....................
.....................ii
...........ii
MỤC LỤC.................................................................................................................iii
DANH MỤC BẢNG .........
....................
......................
.......................
.....................
.....................
.......................
.....................
.....................vi
...........vi
DANH MỤC HÌNH.................................................................................................vii
MỞ ĐẦU..................
U............................
.....................
......................
.......................
.....................
.....................
.......................
.....................
.....................
............. 1
1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨ U ..........
.....................
......................
......................
...................4
........4
1.1. Vài nét về vấn đề nghiên cứu................
u...........................
......................
.....................
.....................
.......................
................
....44
1.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nướ c........................
c...................................
......................
...................5
........5
2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT..........
T...................
....................
.......................
......................
.....................
......................
......................
.................13
......13
2.1. Lực và mô men tác dụng lên ôtô - máy kéo khi chuyển động ..........
.....................
............. 13
2.1.1. Mô men chủ động
ng..........
......................
.....................
.....................
.......................
.....................
.....................
......................
............. 13
2.1.2. Khái niệm về lực kéo, lực bám và hệ số bám của bánh xe chủ động.........16
2.1.3. Cân bằng lực kéo.........................................................................................22
2.2. Động học, động lực học của cơ c
cấu vi sai......................................................24
2.2.1. Động học cơ c
cấu vi sai....................
sai...............................
.....................
.....................
......................
......................
.................24
......24
2.2.2. Động lực học cơ c
cấu vi sai .........................................................................26
2.3. Ảnh hưở ng
ng của cơ c
cấu vi sai đến tính năng kéo bám
bám.........
.....................
.......................
...............29
....29
2.3.1. Hệ số khoá vi sai Kδ .........
....................
.......................
.....................
.....................
.......................
.....................
....................30
..........30
2.3.2. Hệ số gài vi sai K’δ...........
......................
.......................
.....................
.....................
.......................
.....................
....................31
..........31
2.4. Cấu tạo một số loại vi sai dùng
dùng trên ôtô-máy
ôtô-máy kéo bánh....
bánh.................
..........................
................
...31
31
2.4.1. Vi sai đối xứng ...........................................................................................31
2.4.2. Vi sai cam....................................................................................................32
2.4.3. Vi sai kiểu trục vít
vít..........
......................
.....................
.....................
.......................
.....................
.....................
......................
............. 34
2.5. Hệ thống truyền lực của máy kéo MTZ - 80.................................................35
2.5.1. Sơ l lượ c về hệ thống truyền lực ..........
.....................
......................
.....................
.....................
.......................
................35
35
iii
Tr ườ
ng Đại học Nông nghiệ p Hà N ội – Luận văn thạc s ỹ k
k
thuật……………….. ………………………
ườ ng
ỹ thu
2.5.2. Cầu sau................
sau...........................
.......................
.....................
.....................
.......................
.....................
.....................
......................
............. 36
2.5.3. Bộ cảm biến cơ c
cấu khóa vi sai...................................................................38
2.6. Tính toán mô men trên trục khóa vi sai và hệ số khóa vi sai.........................40
3. XÂY DỰ NG
NG MÔ HÌNH KHẢO SÁT ĐỘNG LỰ C HỌC CƠ CẤU VI
VI SAI
SAI ..43
3.1. Mô hình toán quá trình làm việc của khối vi sai.............
sai........................
.....................
....................43
..........43
3.2. Mô phỏng động lực học máy kéo MTZ - 80 bằng Simulink – Simdriveline........46
3.2.1. Giớ i thiệu phần mềm Matlab
Matlab – Simulin
Simulinkk – Simdri
Simdrivelin
velinee .............
..........................
.............46
46
3.2. 2. Mô phỏng khối động cơ trong
trong Simulink
Simulink - Simdriveline
Simdriveline............
.........................
................
...50
50
3.2.3. Mô phỏng khối vi sai trong
trong Simulin
Simulinkk – Simdrivel
Simdriveline
ine ..............
...........................
..................
.....53
53
3.2.4. Mô phỏng khối quan hệ đất bánh trong
trong Simulink
Simulink – Simdrive
Simdriveline
line .............
.............54
54
3.2.5. Mô phỏng khối thân xe trong
trong Simulin
Simulinkk – Simdriveli
Simdriveline
ne.............
..........................
................
...55
55
3.2.6. Mô hình tổng quát khảo sát tổng hợ p ...........
......................
.....................
.....................
.......................
................56
56
3.3. Phươ ng
ng án và kết quả k
khhảo sát mô hìn
hình.
h. ...........
......................
.....................
.....................
......................
............. 59
3.3.1. Phươ ng
ng án 1: .........
....................
......................
.......................
.....................
.....................
.......................
.....................
....................59
..........59
3.3.2. Phươ ng
ng án 2: .........
....................
......................
.......................
.....................
.....................
.......................
.....................
....................62
..........62
3.3.3. Phươ ng
ng án 3: .........
....................
......................
.......................
.....................
.....................
.......................
.....................
....................63
..........63
3.3.4. Phươ ng
ng án 4: .........
....................
......................
.......................
.....................
.....................
.......................
.....................
....................64
..........64
4. NGHIÊN CỨ U THỰ C NGHIỆM....................
M..............................
.....................
......................
.....................
...................67
.........67
4.1. Mục đích và phươ ng
ng pháp thí nghiệm ...........
.......................
.....................
.....................
.......................
...............67
....67
4.1.1. Mục đích ..........
.....................
......................
.....................
.....................
.......................
.....................
.....................
.......................
...............67
....67
4.1.2. Phươ ng
ng phá
phápp .........
....................
......................
.......................
.....................
.....................
.......................
.....................
....................67
..........67
4.2. Điều kiện và các phươ ng
ng án thí nghiệm. ...........
......................
.....................
.....................
......................
............. 78
4.2.1. Điều ki
kiện thí nghiệm..............
m........................
.....................
.......................
.....................
.....................
.......................
...............78
....78
4.2.2. Các phươ ng
ng án thí nghiệm ..........
......................
.....................
.....................
.......................
....................
....................79
...........79
4.3. Kết qu
quả thí nghiệm....................
m..............................
.....................
.......................
.....................
.....................
.......................
...............79
....79
4.3.1. Thí nghiệm N0_1: Không khóa vi sai.........................................................79
4.3.2. Thí nghiệm N0_2: Khóa vi sai vớ i hệ số khóa Kδ = 0,55.........................
0,55.............................80
80
iv
Tr ườ
ng Đại học Nông nghiệ p Hà N ội – Luận văn thạc s ỹ k
k
thuật……………….. ………………………
ườ ng
ỹ thu
4.3.3. Thí nghiệm N0_3: Khóa vi sai vớ i hệ số khóa Kδ = 0,34.........................
0,34.............................81
81
4.3.4. Thí nghiệm N0
N0_4
_4:: Khó
Khóaa vi
vi sai
sai vớ i hệ số khóa Kδ = 0,2.............
0,2.......................82
..........82
5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ N
NGH
GHỊ.........
....................
......................
.....................
.....................
......................
.....................
...................86
.........86
5.1. Kết lu
luận ............
.......................
.....................
.....................
......................
.....................
.....................
......................
.....................
...................86
.........86
5.2. Đề ng
nghhị ...........
.....................
.....................
......................
.......................
.....................
.....................
.......................
.....................
....................86
..........86
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..........
......................
.....................
.....................
.......................
.....................
.....................
......................
............. 88
PHỤ LỤC .........
....................
.......................
.....................
.....................
.......................
.....................
.....................
......................
......................
.................90
......90
v
Tr ườ
ng Đại học Nông nghiệ p Hà N ội – Luận văn thạc s ỹ k
k
thuật……………….. ………………………
ườ ng
ỹ thu
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Các thông số kỹ thuật của máy kéo MTZMTZ-80.............................11
80.............................11
Bảng 2.1 Hệ số bám trên các loại đườ ng...................................................19
ng...................................................19
Bảng 2.2. Một số thông số của hệ thống truyền lực của máy kéo MTZ–8040
Bảng 3.1. Số liệu khảo nghiệm động cơ D-2
D-240
40 .........................................
.........................................52
52
Bảng 3.2. Số liệu khảo sát mô hình vớ i Kδ = 0,55 ....................................63
Bảng 3.3. Số liệu khảo sát mô hình vớ i Kδ = 0,34 ......
............
.............
.............
............
...........64
.....64
Bảng 3.4. Số liệu khảo sát mô hình vớ i Kδ = 0,2 ......
............
...........
...........
............
.............
...........65
65
Bảng 4.1. Kết quả hiệu đính đầu đo lực.....................................................78
Bảng 4.2. Các phươ ng
ng án thí nghiệm ........................................................
........................................................79
79
vi
Tr ườ
ng Đại học Nông nghiệ p Hà N ội – Luận văn thạc s ỹ k
k
thuật……………….. ………………………
ườ ng
ỹ thu
DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1. Sơ đồ hệ thống truyền lực của máy kéo bánh .............
..........................
..........................
................
...13
13
Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lý làm việc của bánh xe chủ động...........................16
Hình 2.3. Sự phụ thuộc của hệ số bám φ vào áp suất lốp..............................19
Hình 2.4. Sự phụ thuộc của hệ số bám vào độ nháp mặt đườ ng....................19
ng....................19
Hình 2.5. Sự phụ thuộc của hệ số bám vào vận tốc.......................................20
Hình 2.6. Đườ ng
ng đặc tính trượ t của máy kéo...............................................21
Hình 2.7. Sơ đồ lực tác dụng lên
lên máy
máy kéo
kéo ...................................................
...................................................22
22
Hình 2.8. Sơ đồ động học cơ c
cấu vi sai.........................................................
sai.........................................................24
24
Hình 2.9. Cấu tạo bộ vi sai đối xứng.............................................................31
Hình 2.10. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của vi sai.........................................32
Hình 2.11. Sơ đồ vi sai cam loại một dãy ....................................................
....................................................32
32
Hình 2.12. Sơ đồ vi sai cam ma
ma sát...............................................................33
sát............................................................... 33
Hình 2.13. Sơ đồ vi sai kiểu trục vít.............................................................
vít.............................................................34
34
Hình 2.14. Cầu sau máy kéo
kéo MTZ – 80........................................................
80 ........................................................37
37
Hình 2.15. Bộ cảm biến cơ c
cấu khóa vi sai...................................................
sai... ................................................39
39
Hình 3.1. Mô hình khảo sát nút vi sai theo dòng lực.....................................44
Hình 3.2. Các khối chức năng chính của Sim
Simulink
ulink .......................................
.......................................47
47
Hình 3.3. Các khối chức năng của Simdriline...............................................
Simdriline...............................................48
48
Hình 3.4. Sơ đồ khảo sát động lực học chuyển động thẳng của máy
máy kéo
kéo .....49
Hình 3.5. Khối Look – up Table
Table...................................................................51
...................................................................51
Hình 3.6. Đườ ng
ng đặc tính ngoài động cơ D-2
D-240
40 ...........................................
...........................................52
52
Hình 3.7. Mô hình khảo sát động cơ .............................................................52
.............................................................52
Hình 3.8. Mô hình khảo sát truyền lực chính
chính và vi sai
sai ..................................
..................................53
53
Hình 3.9. Bảng nhập các thông số đầu vào của mô hình bánh
bánh xe.................. 54
Hình 3.10. Mô hình khảo sát khối quan hệ đất bánh .....................................
.....................................54
54
Hình 3.11. Bảng nhập các thông số đầu vào của mô hình khối thân xe.........55
Hình 3.12. Mô hình khảo sát khối thân xe ....................................................
....................................................56
56
vii
Tr ườ
ng Đại học Nông nghiệ p Hà N ội – Luận văn thạc s ỹ k
k
thuật……………….. ………………………
ườ ng
ỹ thu
Hình 3.13. Mô hình khảo sát tổng hợ p..........................................................58
p..........................................................58
Hình 3.14. Đồ thị vận tốc chuyển động của máy kéo (Kδ = 0) .....
...........
............
...........60
.....60
Hình 3.15. Đồ thị tốc độ quay của hai bánh chủ động (Kδ = 0).....................61
Hình 3.16. Độ trượ t (Kδ = 0).........................................................................61
Hình 3.17. Đồ thị tốc độ quay của hai bánh chủ động (Kδ = 0,55) ...............62
Hình 3.18. Đồ thị tốc độ quay của hai bánh chủ động (Kδ = 0,34)................63
Hình 3.19. Đồ thị tốc độ quay của hai bánh chủ động (Kδ = 0,2)..................65
Hình 3.20. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa độ trượ t và lực kéo ở các
các hệ số
khóa vi
vi sai khác
khác nhau.
nhau. ..................................................................................66
Hình 4.1. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của Sensor − V1...............................68
Hình 4.2. Sensor quang học E3F3.................................................................
E3F3.................................................................69
69
Hình 4.3. Sensor đo lực kéo theo nguyên lý tenxơ điện trở ...........................70
...........................70
Hình 4.4. Sơ đồ nguyên lý của thiết bị đo và điều chỉnh áp suất...................71
Hình 4.5. Vị trí lắp đặt thiết bị đo và điều chỉnh áp suất ......
.............
.............
............
...........72
.....72
Hình 4.6. Đườ ng
ng thí nghiệm.........................................................................73
Hình 4.7. Một số hình ảnh về quá trình chuẩn bị thí nghiệm.........................74
Hình 4.8. Gây tải bằng máy kéo MTZ
MTZ - 50 ...................................................
...................................................75
75
Hình 4.9. Sơ đồ kết nối thiết bị ....................................................................76
Hình 4.10. Sơ đồ các mô đun thu thập số liệu thí nghiệm............................77
Hình 4.11. Sơ đồ các mô đun xử lý số liệu thí nghiệm................................77
Hình 4.12. Sơ đồ các mô đun hiệu chuẩn thiết bị đo lực..............................78
Hình 4.13. Đồ thị hiệu chuẩn thiết bị đo lực ................................................
................................................78
78
Hình 4.14. Kết quả xử lý số liệu thí nghiệm N0_1........................................79
Hình 4.15. Kết quả xử lý số liệu thí nghiệm N0_2........................................80
Hình 4.16. Kết quả xử lý số liệu thí nghiệm N0_3........................................81
Hình 4.17. Kết quả xử lý số liệu thí nghiệm N0_4........................................82
Hình 4.18. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa độ trượ t và lực kéo ở các
các hệ số
khóa vi sai khác nhau (xác định bằng thực nghiệm)......................................83
viii
Tr ườ
ng Đại học Nông nghiệ p Hà N ội – Luận văn thạc s ỹ k
k
thuật……………….. ………………………
ườ ng
ỹ thu
MỞ ĐẦU
Nướ c ta vốn là nướ c nông nghiệp, s ản xu ất nông nghiệp luôn chiếm t ỷ
trọng cao trong nền kinh tế quốc dân, thu nhập từ nông nghiệp góp phần ổn
định và nâng cao đờ i sống của đa số nhân dân, đồng thờ i góp phần ổn định
kinh tế, chính trị của đất nướ c.
c. Đó là nền tảng vững chắc để phát triển công
nghiệp cũng như các ngành khác. Sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa
đất nướ c đã và đang đượ c Đảng, Nhà nướ c ta quan tâm giải quyết.
Vớ i việc trang bị nhiều máy kéo công suất lớ n trong sản xuất nông
nghiệp ở nướ c ta đã có những b ướ c ti ến nh ất định, nhằm giảm hẳn c ườ ng
ng độ
lao động cho nông dân, nâng cao n ăng suất lao động, chất lượ ng
ng cây trồng tốt
hơ n bướ c đầu thực hiện mục tiêu biến nông nghiệp thành nền sản xuất lớ n.
n.
Trong những năm gần đây thực hiện đổi mớ i chính sách phát triển kinh
tế nhiều thành phần nhằm đẩy mạnh sự phát triển kinh tế xã hội của đất nướ c,
c,
nông nghiệp vẫn đượ c coi là một ngành kinh tế chiến lượ c của nướ c ta. Để đạt
đượ c yêu cầu phát triển của đất nướ c trong thờ i kỳ mớ i,i, nền nông nghiệp
nướ c ta đã phát triển không ngừng và đã đạt đượ c những thành tựu to lớ n mà
Đảng và Nhà nướ c ta đã công nhận. Để đạt đượ c những thành tựu to lớ n đó
chúng ta phải k ể đến một yếu t ố giúp cho ngành nông nghiệp phát triển đó là
sự phát triển cơ gi
giớ i hóa sản xuất nông nghiệp, nó luôn giữ một vai trò hết sức
quan trọng trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá nướ c ta hiện nay.
Nguồn động lực chính trong việc cơ giớ i hóa các khâu sản xuất đó là
máy kéo. Máy kéo đượ c trang bị ở n
n ướ c ta chủ yếu đượ c nhập t ừ nướ c ngoài
là do nền công nghiệp chế tạo máy kéo của n ướ c ta còn rất non trẻ. Thực tế
đòi hỏi chúng ta cần đượ c đầu tư hơ n nữa về mặt nghiên cứu, thiết kế, c ải tiến
1
Tr ườ
ng Đại học Nông nghiệ p Hà N ội – Luận văn thạc s ỹ k
k
thuật……………….. ………………………
ườ ng
ỹ thu
các máy kéo sản xuất trong nướ c cũng như các máy kéo nhập ngoại ngày
càng hoàn thiện hơ n,
n, phù hợ p hơ n vớ i điều kiện sử dụng của nướ c ta.
Máy kéo nông nghiệp có rất nhiều tính năng kỹ thuật và tính năng sử
dụng quan trọng. Nghiên cứu nắm v ững các tính năng đó không những giúp
cho việc khai thác sử d ụng máy kéo có hiệu quả mà còn góp phần quan trọng
trong công tác thiết kế máy mớ i,i, cải tiến máy đã có, đồng thờ i làm cơ sở để
lựa chọn máy kéo phù hợ p vớ i điều kiện làm việc trong nướ c.
c.
Khi xe chuyển động trên đườ ng
ng vòng hoặc đườ ng
ng mấp mô, trong cùng
một khoảng thờ i gian, quãng đườ ng
ng dịch chuyển của bánh xe bên trái bên
phải là không như nhau và bán kính lăn của chúng cũng khác nhau. Do vậy,
để các bánh xe không bị tr ượ t lê nhằm hạn chế s ự mòn của l ốp đồng thờ i t ạo
khả năng cho xe dễ quay vòng, đòi hỏi các bánh xe phải đượ c quay vớ i tốc
độ khác nhau. Để đảm nhiệm chức năng này, trên ô tô máy kéo thườ ng
ng đượ c
sử d ụng c ơ c
c ấu vi sai nối các bánh chủ động v ớ i nhau. Song song vớ i ưu điểm
trên, cơ c
cấu vi sai cũng tồn tại nhượ c điểm là làm tăng lực cản quay vòng và khó
điều khiển khi quay vòng máy kéo.
Khi máy kéo chuyển động trên dốc ngang, phản lực pháp tuyến và phản
lực ngang trên các bánh xe là khác nhau d ẫn đến khả năng bám dọc của các
bánh xe cũng khác nhau. Sự khác nhau này càng lớ n khi độ dốc càng lớ n.
n. Do
đó, một trong những phươ ng
ng pháp tăng khả năng kéo bám của máy kéo khi
làm việc trên dốc ngang là sử d ụng khóa vi sai giữa các bánh xe. Để khóa vi
sai trên ô tô và máy kéo ngườ i ta trang bị hai loại khóa: loại khóa cơ h
học đượ c
khóa và mở nhờ sự điều khiển c ủa lái xe; còn loại khóa tự động khi xe quay
vòng hoặc là các bánh chủ động làm việc ở các
các điều kiện bám khác nhau.
2
Tr ườ
ng Đại học Nông nghiệ p Hà N ội – Luận văn thạc s ỹ k
k
thuật……………….. ………………………
ườ ng
ỹ thu
Như vậy để hoàn thiện lý thuyết về động lực học nói chung, động lực
học của hệ thống vi sai nói riêng cũng như khảo sát hệ số khóa vi sai đến tính
năng kéo bám của máy kéo là c ần thiết. Xuất phát từ nhu cầu trên chúng tôi
v i sai và
đã chọn đề tài: “Nghiên cứ u tính chấ t độ ng l ự
ự c họ c củ a hệ thố ng vi
ả nh hưở ng củ a hệ số khoá
khoá vi sai đế
n tính nă ng kéo bám củ a máy kéo".
Nội dung chính của đề tài đượ c chia ra thành 5 phần
1. Tổng quan về các vấn đề nghiên cứu
2. Cơ s
sở lý
lý thuyết
3. Xây dựng mô hình khảo sát động lực học của cơ c
cấu vi sai
4. Nghiên cứu thực nghiệm
5. Kết luận và đề nghị
3
Tr ườ
ng Đại học Nông nghiệ p Hà N ội – Luận văn thạc s ỹ k
k
thuật……………….. ………………………
ườ ng
ỹ thu
1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨ U
1.1. Vài nét về vấn đề nghiên cứ u
Máy kéo dùng trong nông nghi ệp có những đặc trưng riêng khác vớ i
những máy dùng trong công nghiệp. Máy kéo đượ c chế tạo để làm việc trong
các điều kiện khó khăn, không cố định mà phụ thuộc rất nhiều vào yếu tố
ngoại cảnh như điều kiện đất đai, đườ ng
ng xá, lực cản,.v.v.
Hệ thống truyền lực của máy kéo có tác dụng truyền mô men quay từ
động cơ đến các bánh xe chủ động và đến cơ cấu làm việc. Do vậy nó đượ c
thiết kế chế tạo vớ i điều kiện tốc độ chuyển động, lực kéo, mô men cản tác
động lên các bánh xe chủ động là luôn thay đổi theo điều ki ện làm việc, tính
chất công việc và tình trạng mặt đườ ng.
ng.
Năng suất c ủa máy kéo và lượ ng
ng nhiên liệu tiêu hao phụ thuộc vào các
chế độ sử dụng công suất động cơ , hiệu quả đạt cao nhất khi sử dụng tải trọng
gần tớ i công suất cực đại của động cơ . Tải trọng đặt lên động cơ phụ thuộc
vào lực c ản chuyển động của máy kéo khi thực hiện các công việc khác nhau
và tốc độ chuyển động của nó. Vì vậy trong thờ i gian máy kéo làm vi ệc lực
cản thay đổi, để giữ ở chế độ làm việc có lợ i nhất của động cơ cần thay đổi
tươ ng
ng ứng tốc độ chuyển động ở nh
những số truyền thích hợ p của máy kéo. Vớ i
mức tải trọng sao cho công suất của động cơ luôn
luôn bằng 80% ÷ 90% công suất
định mức Neh.
Khi máy kéo quay vòng hoặc di chuyển trên đườ ng
ng không bằng phẳng
thì bánh xe chủ động bên trái và bên phải quay vớ i v ận t ốc góc khác nhau do
tác động của mô men cản lên hai bánh xe chủ động khác nhau. Nếu hai bánh
xe chủ động quay vớ i vận tốc như nhau thì sẽ có một bánh xe chủ động nào
đó bị tr ượ t quay còn bánh kia bị tr ượ t l ết, làm cho lốp và hệ thống truyền l ực
4
Tr ườ
ng Đại học Nông nghiệ p Hà N ội – Luận văn thạc s ỹ k
k
thuật……………….. ………………………
ườ ng
ỹ thu
hao mòn nhanh. Cho nên ở c
c ầu chủ động của máy kéo bánh có trang bị bộ vi
sai, cho phép truyền mô men quay tớ i các bánh xe chủ động v ớ i vận tốc góc
khác nhau. Trong thực tế có nhiều trườ ng
ng hợ p một bánh xe chủ động rơ i
xuống hố đất tơ i làm cho bánh đó bị trượ t quay (hệ số bám ϕ ≈ 0), còn bánh
kia thì vẫn quay bình thườ ng.
ng. Đặc biệt là khi máy kéo làm vi ệc trên đồi dốc
ngang thì lực kéo tiếp tuyến giữa các bánh xe chủ động luôn khác nhau, làm
ảnh hưở ng
ng đến tính năng kéo bám, tính ổn định của máy kéo. Để khắc phục
đượ c vấn đề trên cần phải khoá tức thờ i bộ vi sai để liên kết cứng hai bán trục
lại vớ i nhau nhằm t ăng lực kéo tiếp tuyến khắc phục đượ c hiện tượ ng
ng trượ t,t,
nhưng phải tự động mở khoá
khoá vi sai khi xoay bánh d ẫn hướ ng
ng một góc khoảng
7÷ 80. Vớ i những vấn đề nêu trên, việc nghiên cứu tính chất động lực học của
bộ vi sai có khóa t ự động để cải tiến khoá vi sai cơ h
học và thiết kế chế tạo mớ i
các loại khóa tự động của máy kéo là một vấn đề cần thiết. Từ các kết quả
nghiên cứu giúp ta xây dựng đượ c khả năng làm việc của máy kéo có hiệu
quả nhất.
1.2. Tình hình nghiên c ứ u trong và ngoài nướ c
Trong sản xuất nông nghiệp máy kéo đượ c s ử d ụng để th ực hiện nhiều
công việc khác nhau, trong các điều kiện đất đai rất phức tạp và đa dạng. Lịch
sử phát triển khoa học lý thuyết máy kéo gắn liền vớ i việc nghiên cứu các vấn
đề động học, động lực học của từng cơ c
cấu hoặc của toàn máy trong điều kiện
sử dụng khác nhau.
Theo nhiều chuyên gia khi nghiên cứu lý thuyết tính toán liên hợ p máy
nói chung và máy kéo nói riêng đều đi đến kết luận rằng, sau tính năng kéo
bám của máy kéo thì động l ực h ọc của vi sai là một tính năng k ỹ thuật quan
trọng của máy kéo, cần đượ c quan tâm nghiên cứu một cách đầy đủ.
5
ng Đại học Nông nghiệ p Hà N ội – Luận văn thạc s ỹ k
k
thuật……………….. ………………………
Tr ườ
ườ ng
ỹ thu
Ở nướ c ta vấn đề động lực học vi sai chưa thực sự đượ c quan tâm và
nghiên cứu đầy đủ. Có lẽ do quan niệm chưa đúng về tươ ng
ng lai phát triển của
máy kéo nông nghiệp Việt Nam, vốn lâu nay vẫn sử dụng máy kéo nhập
ngoại, hoặc chế tạo chép mẫu của nướ c ngoài. Từ nhiều năm nay các nhà
nghiên cứu chỉ tập trung nghiên cứu tính năng kéo bám của máy kéo chủ động
nghiên cứu c ải tiến b ộ phận di động (bánh mấu, xích ôm lốp, n ửa xích, bánh
lồng). Nhằm nâng cao tính năng kéo bám của bánh xe khi máy kéo làm vi ệc
trên các đồng ruộng khác nhau. Bên cạnh đó, nhiều nhà khoa học của Viện Cơ
điện và Trườ ng
ng đại học Nông nghiệp Hà Nội, Trườ ng
ng đại học Bách khoa và
các trườ ng
ng khác đã công bố các kết quả nghiên cứu có ý ngh ĩ a khoa học và
thực tiễn về những vấn đề trên. Những vấn đề đó là hết sức cần thiết mang
tính cấp thiết nhưng chưa đủ. Đã đến lúc chúng ta nhìn thẳng vào hậu quả của
việc chưa quan tâm đúng mức đến việc nghiên cứu tính năng khác của máy
kéo. Có thể đưa ra một số thực tế:
Máy kéo đẩy tay hai bánh (bông sen, Power tiller...) Chép mẫu của
Nhật Bản, Trung Quốc, IRRI, nhưng do trong quá trình tính toán không đủ
các thông số nên kết quả các loại máy kéo này có tính năng điều khiển khó
khăn khả năng kéo bám thấp. Một số loại xe (công nông, xe lam...) do các cơ
sở tư nhân tự thiết kế, chế tạo lấy các bộ phận ví dụ như: cầu chủ động,
khung, hệ thống lái của các loại xe tải của Liên Xô (cũ) l ắp ráp lại vớ i nhau
mà bỏ qua công tác tính toán. Nên các lo ại xe này không đạt yêu cầu kỹ thuật
nên đã gây ra rất nhiều tai nạn...
Do nhu cầu của các ngành sản xuất, các nhà khoa học ở trên
trên thế giớ i đã
không ngừng tìm tòi nghiên cứu ngày càng hoàn thiện h ơ n các tính năng c ủa
máy kéo. Bằng nhiều phươ ng
ng pháp khác nhau và mức độ khác nhau các nhà
khoa học đã nghiên cứu xung quanh vấn đề động lực học vi sai.
6
ng Đại học Nông nghiệ p Hà N ội – Luận văn thạc s ỹ k
k
thuật……………….. ………………………
Tr ườ
ườ ng
ỹ thu
Trong những n ăm 40 – 50 của thế kỷ 20, do điều ki ện nghiên cứu còn
nhiều hạn chế, nên khi nghiên cứu tính năng kỹ thuật của máy kéo, các nhà
khoa học chưa có điều kiện đi sâu vào nghiên cứu động lực học máy, hoặc
phải đưa ra các giả thiết. Thí dụ như cho các bánh xe là cứng tuyệt đối và
không bị biến dạng, điều này không đúng vớ i thực tế.
Đến những năm gần đây, vớ i sự phát triển c ủa khoa học công nghệ, k ỹ
thuật đo hiện đại kết hợ p vớ i các phần mềm máy tính hiện đại, thì việc nghiên
cứu động lực học xe nói chung và động lực học vi sai khá sâu sắc. Đã xây
dựng đượ c các phươ ng
ng trình vi phân mô tả quá trình động lực h ọc c ủa vi sai,
mô t ả khá đầy đủ quá trình chuyển động c ủa máy kéo. Sau đó ứng dụng các
kết quả nghiên cứu tính năng kéo bám của máy kéo là cơ s
sở cho
cho việc tính toán
hệ thống truyền động của máy kéo.
1.3. Phươ ng
ng pháp nghiên cứ u
Nghiên cứu ảnh hưở ng
ng của hệ số khóa vi sai đến khả năng kéo bám của
máy kéo, trướ c tiên cần xây dựng mô hình tính toán và sử dụng các phươ ng
ng
pháp phù hợ p để nghiên cứu. Mô hình phải phản ánh đượ c những đặc điểm cơ
bản của hệ thống, thích hợ p vớ i việc giải và mô phỏng bằng các phươ ng
ng pháp
hiện đại. Từ đó thiết lập phươ ng
ng trình vi phân diễn tả các mối quan hệ giữa
các thông số đầu vào và các thông số đặc trưng của mô hình. Hệ phươ ng
ng trình
vi phân này và các điều kiện giớ i hạn đượ c coi là mô hình toán của hệ thống.
Để giải hệ phươ ng
ng trình vi phân, cần sử dụng phươ ng
ng pháp phù hợ p tu ỳ
thuộc vào đặc điểm của mô hình nghiên cứu, các thông số đầu vào và mục
đích nghiên cứu. Dướ i đây trình bày một số phươ ng
ng pháp nghiên cứu đượ c sử
dụng trong luận văn.
a) Phươ ng
ng pháp giải tích
Theo phươ ng
ng pháp giải tích, sau khi lựa chọn mô hình hoá bộ truyền
động vi sai và mô hình tính toán động lực học cho cơ hệ, dựa vào các định
7
ng Đại học Nông nghiệ p Hà N ội – Luận văn thạc s ỹ k
k
thuật……………….. ………………………
Tr ườ
ườ ng
ỹ thu
luật cơ h
học ta mô tả các chuyển động của các cơ h
hệ cơ h
học bằng phươ ng
ng trình
vi phân biểu diễn quá trình làm việc của bộ vi sai. Đối vớ i mô hình tuyến tính,
việc gi ải các phươ ng
ng trình vi phân này có th ể ti ến hành theo nhiều cách khác
nhau tuỳ thuộc vào từng phươ ng
ng pháp giải.
b) Phươ ng
ng pháp số
Do đặc tính phi tuyến c ủa cơ c
cấu khoá vi sai tự động bằng thuỷ l ực nên
phươ ng
ng trình vi phân biểu diễn động lực học của hộp vi sai dướ i tác động của
hệ số bám không đều và luôn thay
tha y đổi ở các
các bánh xe chủ động, đây là phươ ng
ng
trình vi phân phi tuyến chỉ có lờ i giải theo phươ ng
ng pháp gần đúng. Một
phươ ng
ng pháp giải đượ c sử dụng phổ biến là phươ ng
ng pháp số.
Ư u điểm của phươ ng
ng pháp này là có thể dùng cho nhiều lớ p bài toán
khác nhau vớ i các điều kiện sử dụng khác nhau.
Ngày nay vớ i sự phát triển mạnh mẽ của máy tính điện tử, việc giải các
bài toán dướ i dạng hệ phươ ng
ng trình vi phân phi tuyến theo phươ ng
ng pháp số
ngày càng đượ c sử dụng rộng rãi. Các kết quả xử lý trên máy tính có độ chính
xác và độ tin cậy cao. Tuy nhiên kết quả tính toán phụ thuộc hoàn toàn vào
việc xây dựng các thuật toán và lập trình giải bài toán trên máy tính.
c) Phươ ng
ng pháp mô hình hóa
Sử d ụng phươ ng
ng pháp mô hình hóa và mô ph ỏng để kh ảo sát động l ực
học c ủa h ệ th ống vi sai có kể đến các yếu tố c ủa c ơ h
h ệ và yếu tố quan hệ đất
bánh. Các mô hình khảo sát đượ c xây dựng bằng các phần mềm hiện đại
Simulink và Simdriveline có khả năng đưa yếu tố điều khiển vào mô hình,
giao diện dễ sử dụng, độ chính xác cao.
d) Phươ ng
ng pháp nghiên cứ u thự c nghiệm.
Phươ ng
ng pháp này cho k ết quả r ất c ụ th ể bở i vì không cần thay thế máy
kéo bằng mô hình vật lý nào đó mà khi thay thế như v ậy hầu h ết ph ải đưa ra
một số giả thiết hoặc điều kiện nhất định. Vì vậy kết quả thí nghiệm có thể
8
ng Đại học Nông nghiệ p Hà N ội – Luận văn thạc s ỹ k
k
thuật……………….. ………………………
Tr ườ
ườ ng
ỹ thu
xem là chính xác cho chi ếc máy cụ thể đem thí nghiệm. Tuy nhiên việc thử
nghiệm máy thườ ng
ng gặp những khó khăn trong việc thử nghiệm trong việc lựa
chọn điều kiện thí nghiệm, lựa chọn thiết bị đo lườ ng
ng và xử lý số liệu thí
nghiệm. Mặt khác số liệu thí nghiệm thườ ng
ng phải đủ lớ n,
n, trong các kết quả
thườ ng
ng chỉ phản ánh từng chế độ làm việc nhất định và khó thấy ảnh hưở ng
ng
riêng rẽ của từng yếu tố điều đó làm tăng chi phí về thờ i gian và kinh phí
đồng thờ i khó có thể giải quyết đượ c các bài toán tối ưu. Chính vì vậy,
phươ ng
ng pháp thử nghiệm máy thườ ng
ng chỉ đượ c áp dụng để kh ảo sát động lực
học c ủa vi sai đã có trong điều ki ện s ử d ụng hoặc để kiểm chứng cho nghiên
cứu lý thuyết dướ i dạng mô hình toán hoặc cơ tức là chỉ hợ p lý ở giai
giai đoạn
kiểm tra đánh giá mức độ chính xác của kết quả nghiên cứu.
Tóm lại khi nghiên cứu động lực học ô tô – máy kéo nói chung và
nghiên cứu động lực học vi sai nói riêng có thể sử dụng phươ ng
ng pháp thử
nghiệm máy thực hoặc phươ ng
ng pháp nghiên cứu mô hình toán học. trong
phươ ng
ng pháp nghiên cứu mô hình lại phân chia ra thành nhiều d ạng mô hình
thườ ng
ng cho kết quả mang tính chất định tính nhưng khá hiệu quả trong nghiên
cứu. Mô hình lý thuyết có thể giải quyết bài toán có tính tổng quát cao và kết
quả giải quyết các phươ ng
ng trình vi phân chuyển động mang tính định lượ ng.
ng.
Như vậy mỗi một phươ ng
ng pháp đều có những ưu điểm và nhượ c điểm
nhất định và đượ c ứng dụng trong các bài toán cụ thể và trong những điều
kiện cụ thể nếu kết hợ p đượ c những phươ ng
ng pháp trên thì công tác nghiên c ứu
sẽ có hiệu quả cao hơ n vì cho lờ i giải chính xác, nhanh chóng hơ n.
n.
Qua quá trình phân tích ưu nhượ c điểm của các phươ ng
ng pháp trên, để
thực hiện đượ c nhiệm vụ của đề tài và trên cơ s
sở lý
lý thuyết động lực học vi sai
của máy kéo, cùng vớ i sự phù hợ p của thiết bị đo, xử lý số liệu thí nghiệm lên
chúng tôi lựa chọn phươ ng
ng pháp xây dựng mô hình toán học và sử dụng các
9
Tr ườ
ng Đại học Nông nghiệ p Hà N ội – Luận văn thạc s ỹ k
k
thuật……………….. ………………………
ườ ng
ỹ thu
phần mềm mô phỏng quá trình động l ực học c ủa vi sai và tiến hành xác định
một số thông số động lực học của bộ vi sai trên máy kéo MTZ - 80.
1.4. Đối tượ ng
ng nghiên cứ u
Trên cơ sở thực tế sản xuất hiện nay, máy kéo MTZ - 80 trang b ị khá
phổ biến ở Việt Nam. Máy kéo MTZ - 80 là máy kéo vạn năng, có cầu sau
chủ động do nhà máy cơ khí
khí Minckher- Bêlarút chế tạo. Máy kéo MTZ - 80
có trang bị c ơ c
c ấu khóa vi sai tự động việc đóng mở khóa
khóa vi sai bở i d ầu thủy
lực. Mặt khác do loại máy kéo này đã đượ c kiểm chứng tại điều kiện đồng
ruộng Việt Nam.
Để có cơ sở khoa
khoa học cho việc cải tiến các loại máy kéo có khóa cơ
học và thiết k ế ch ế t ạo mớ i các loại máy kéo có trang bị khóa vi sai tự động,
chúng tôi chọn máy kéo MTZ - 80 làm đối tượ ng
ng nghiên cứu. Thông số kỹ
thuật của máy kéo MTZ - 80 đượ c trình bày ở b
bảng 1.1.
10
Tr ườ
ng Đại học Nông nghiệ p Hà N ội – Luận văn thạc s ỹ k
k
thuật……………….. ………………………
ườ ng
ỹ thu
Bả ng 1.1. Các thông số k
k ỹ thu
thuậ t củ a máy kéo MTZ-80
STT
Các thông số kỹ thuật
Đơ n vị
Độ lớ n
1.
Trọng lượ ng
ng G
kg
3380
2.
Chiều dài cơ s
sở L
m
2,37
3.
Tọa độ trọng tâm dọc b
m
0,69
4.
Chiều rộng vết bánh trướ c B1
m
1,40
5.
Chiều rộng vết bánh trướ c B2
m
1,60
6.
Đườ ng
ng kính bánh trướ c
m
0,8
7.
Đườ ng
ng kính bánh sau
m
1,57
8.
Bề rộng bánh trướ c
m
0,19
9.
Bề rộng bánh sau
m
0,32
10. Áp suất hơ i bánh trướ c
KG/cm2
1,70
11. Áp suất hơ i bánh sau
KG/cm2
1,00
12. Hệ số lực kéo tiếp tuyến cầu sau
-
1,00
13. Hệ số khóa vi sai
-
0,5
14. Tỷ số truyền lực cuối cùng
-
5,31
11
Tr ườ
ng Đại học Nông nghiệ p Hà N ội – Luận văn thạc s ỹ k
k
thuật……………….. ………………………
ườ ng
ỹ thu
1.5. Mục đích và nhiệm vụ của đề tài
1.5.1. Mục đích
Nghiên cứu tính chất động lực học của vi sai và ảnh hưở ng
ng của hệ số
khoá vi sai đến tính năng kéo bám của máy kéo. Kết quả nghiên cứu lý thuyết
và thực nghiệm của đề tài sẽ là các cơ s
s ở khoa
khoa học góp phần hoàn thiện công
việc tính toán, thiết kế, chế tạo máy kéo dùng trong Nông – Lâm nghiệp ở
Việt Nam.
- Phân tích một số chỉ tiêu kỹ thuật gây ảnh hưở ng
ng đến tính năng làm
việc của máy kéo.
- Xây dựng mô hình nghiên cứu động lực học của bộ vi sai
- Xác định mô men khoá vi sai
- Mô phỏng sự làm việc của bộ vi sai, khi máy kéo chạy thẳng vớ i điều
kiện làm việc của các bánh chủ động khác nhau.
1.5.2. Nhiệm vụ của đề tài
- Tổng quan
+ Các vấn đề liên quan đã đư
đượ
ợ c nghiên cứu ở trong
trong nướ c và thế giớ i.i.
- Nghiên cứu lý thuyết:
+ Nghiên cứu về vi sai trên ô tô - máy kéo
+ Xây dựng mô hình toán về động lực học của vi sai
+ Giải và mô phỏng mô hình toán trên máy tính
- Nghiên cứu thực nghiệm trên máy kéo MTZ-80:
+ Xác định tính năng kéo bám của máy kéo khi khoá và không khoá vi sai.
+ Xác định ảnh hưở ng
ng của hệ số khoá vi sai đến tính năng kéo bám, khi
điều kiện làm việc của hai bánh xe chủ động khác nhau.
12
Tr ườ
ng Đại học Nông nghiệ p Hà N ội – Luận văn thạc s ỹ k
k
thuật……………….. ………………………
ườ ng
ỹ thu
2. CƠ S
SỞ LÝ
LÝ THUYẾT
2.1. Lự c và mô men tác d ụng lên ôtô - máy kéo khi chuy
ch uyển động [14]
2.1.1. Mô men chủ động
Khi ôtô – máy kéo làm việc công suất và mô men quay của động cơ
đượ c truyền qua hệ thống truyền lực rồi đến các bánh xe chủ động để tạo ra
sự chuyển động của ôtô – máy kéo.
Trên hình 2.1 đượ c trình bày sơ đồ đơ n giản của hệ thống truyền lực
máy kéo 4x2 bao gồm: động cơ 1, ly hợ p chính 2, hộp số 3, truyền l ực trung
ươ ng
ng 4 và truyền lực cuối cùng 5.
Mô men quay do động cơ truy
truyền đến các bánh chủ động đượ c gọi là mô
men chủ động, thườ ng
ng ký hiệu là MK.
1
2
3
4
ic
i
Ne, Me, n
ih
T
5
Nk
Mk
nk
Hình 2.1. Sơ đồ hệ thố
ng truyề n l ự
ự c củ a máy kéo bánh
1- Động cơ , 2- Ly hợ p,
p, 3- Hộp số, 4- Truyền lực chính, 5- Truyền lực cuối cùng.
Giá trị mô men quay MK phụ thuộc vào mô men quay của động cơ M
Me,
tỷ số truyền i và hiệu su
s uất ηm của h ệ thống truyền lực. Ngoài ra nó còn phụ
thuộc rất nhiều vào chế độ chuyển động của máy kéo.
Khi máy kéo chuyển động ổn định:
13
Tr ườ
ng Đại học Nông nghiệ p Hà N ội – Luận văn thạc s ỹ k
k
thuật……………….. ………………………
ườ ng
ỹ thu
MK = Me.i. ηm
vớ i
i = ih iT + ic
Trong đó:
Me: Mô men quay của động cơ .
(2.1)
i, ηm: Tỉ số truyền và hiệu suất của hệ thống truyền lực
ih; : Tỉ số truyền của hộp số và truyền lực trung ươ ng
ng
ic: Tỉ số truyền của truyền lực cuối cùng
Khi máy kéo chuyển động không ổn định:
M′k =
MC ± Jd
Trong đó:
Jd ;
dω
dω x
dω
i x .η x ± J k k
i.ηm ± ∑ J x
dt
dt
dt
(2.2)
dω
: Mô men quán tính c ủa các chi tiết chuyển động không
dt
đều trong động cơ quy
quy đổi đến trục khuỷu và gia tốc động cơ
Jx ;
dωx
: Mô men quán tính và gia tốc của chi tiết thứ x trong hệ
dt
thống truyền lực.
Jk ;
dωk
: Mô men quán tính và gia t ốc của bánh xe chủ động
dt
đượ
ợ c sử dụng trong trườ ng
Trong công thức (2.2), dấu (+) đư
ng hợ p chuyển động
đượ
ợ c sử dụng trong trườ ng
chậm dần và dấu (-) đư
ng hợ p chuyển động nhanh dần.
Mối liên hệ giữa gia tốc của máy kéo và gia tốc góc của bánh xe chủ
động có thể đượ c biểu diễn bằng biểu thức:
a=
Trong đó:
dωk
dω r
rk = . k
dt
dt i
a: Gia tốc tịnh tiến của máy kéo
rk: Bán kính bánh xe chủ động
i: Tỉ số truyền chung của hệ thống truyền lực
14
Tr ườ
ng Đại học Nông nghiệ p Hà N ội – Luận văn thạc s ỹ k
k
thuật……………….. ………………………
ườ ng
ỹ thu
Từ đó suy ra hệ thức sau:
dω a
= .i
dt rk
dω
a
dtx = rk .i x
dωk a
=
dt rk
Sau khi thay các giá trị vào công thức (2.2) và bằng phép biến đổi đơ n
giản ta nhận đượ c:
c:
M′k = M k ± Mak
Trong đó:
(2.3)
M : Mô men chủ động của máy kéo khi chuyển động ổn định
k
Mak: Mô men của các lực quán tính của các khối lượ ng
ng quay
không đều quy đổi đến bánh xe chủ động.
J di 2ηm + ∑ J x i2x ηm + J k
Mak = a.
rk
(2.4)
đượ
ợ c sử dụng trong trườ ng
Trong công thức (2.3), dấu (+) đư
ng hợ p chuyển động
đượ
ợ c sử dụng trong trườ ng
chậm dần và dấu (-) đư
ng hợ p chuyển động nhanh dần.
Như vậy khi chuyển động không ổn định mô men chủ động của máy
kéo M′k không chỉ phụ thuộc vào mô men quay của động cơ M
Me, tỷ số truyền i
và hiệu suất ηm của h ệ thống truyền lực mà còn phụ thuộc vào mô men quá
tính của các khối lượ ng
ng chuyển động quay không đều và bán kính của bánh xe
chủ động.
Khi máy kéo chuyển động nhanh dần, thành phần mô men quay Mk
đóng vai trò là mô men cản và mô men chủ động của máy kéo nhỏ hơ n so vớ i
trườ ng
ng hợ p chuyển động đều ( M′k < M k k ). Ngượ c l ại khi máy kéo chuyển động
15
Tr ườ
ng Đại học Nông nghiệ p Hà N ội – Luận văn thạc s ỹ k
k
thuật……………….. ………………………
ườ ng
ỹ thu
chậm dần, thành phần mô men quay Mk sẽ bổ xung thêm cho mô men chủ
động ( M′k > M k k ).
2.1.2. Khái niệm về lự c kéo, lự c bám và hệ số bám của bánh xe chủ động.
1. Lự c kéo.
Trong quá trình tác động tươ ng
ng hỗ giữa bánh xe vớ i mặt đườ ng
ng hoặc
đất x ảy ra rất ph ức t ạp, song về nguyên lý làm việc của bánh xe chủ động có
thể biểu diễn như hình vẽ sau:
Mk
Gk
Rk
r k
Pk
Zk
Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lý làm việ c củ a bánh xe chủ độ ng
Dướ i tác dụng của mô men chủ động bánh xe tác động lên mặt đườ ng
ng
một lực tiếp tuyến P, ngượ c lại mặt đườ ng
ng tác dụng lên bánh xe một ph ản lực
tiếp tuyến Pk cùng chiều chuyển động vớ i máy kéo có giá trị bằng lực P (Pk =
P). Phản lực Pk có tác dụng làm cho máy chuyển động.
Do vậy phản lực tiếp tuyến Pk đượ c gọi là lực kéo tiếp tuyến, đôi khi
còn đượ c gọi là lực chủ động.
Về bản chất, lực kéo tiếp tuyến Pk là phản lực của đất tác dụng lên bánh
xe do mô men chủ động gây ra, có chiều cùng chiều vớ i chiều chuyển động
của máy kéo.
16
Tr ườ
ng Đại học Nông nghiệ p Hà N ội – Luận văn thạc s ỹ k
k
thuật……………….. ………………………
ườ ng
ỹ thu
