Nghiên cứu động lực học quá trình phanh liên hợp máy kéo john deer 5310 với rơ moóc khi vận chuyển

i

LỜI CAM ĐOAN
Tơi cam đoan, đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu,
kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai cơng bố trong
bất kỳ cơng trình nghiên cứu nào khác.
Nếu nội dung nghiên cứu của tôi trùng lặp với bất kỳ cơng trình nghiên
cứu nào đã cơng bố, tơi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và tuân thủ kết luận
đánh giá luận văn của Hội đồng khoa học.
Đồng Nai, ngày..…tháng….năm 2017
Người cam đoan

Phùng Ngọc Thái Minh Duy


ii

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện đề tài này, tôi đã nhận được sự hướng dẫn,
chỉ bảo và giúp đỡ tận tình của các thầy, cơ giáo trong Khoa Cơ Điện và Cơng
Trình cùng các thầy cơ trong trường. Nhân dịp này, cho phép tơi được bày tỏ
lịng biết ơn chân thành và sâu sắc đến:
Tôi xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS. Lê Văn Thái đã trực tiếp
hướng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ tôi thực hiện đề tài này.
Tôi xin chân thành cảm cám ơn tập thể cán bộ, giáo viên trong Khoa
Cơ Điện và Cơng Trình - Trường Đại học Lâm Nghiệp – Hà Nội.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến các thầy cơ giáo đã trực tiếp
giảng dạy tơi trong q trình học tập tại trường và các thầy cô giáo Khoa Sau
Đại Học - Trường Đại học Lâm Nghiệp – Hà Nội
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu cùng các thầy cơ Khoa Cơ

Khí Động Lực, Trung Tâm Chất Lượng Cao - Trường Đại học Sư Phạm Kỹ
Thuật TP. Hồ Chí Minh
Tơi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu cùng các thầy cơ Khoa Cơ
Khí Động Lực - Trường TCN Kỹ Thuật Công Nghệ Hùng Vương – TP. Hồ
Chí Minh đã tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành đề tài này.

Tác giả

Phùng Ngọc Thái Minh Duy


iii

BẢN NHẬN XÉT
Của người hướng dẫn luận văn thạc sĩ
Họ và tên người hướng dẫn: PGS.TS Lê Văn Thái
Họ và tên học viên: Phùng Ngọc Thái Minh Duy
Chuyên ngành:Kỹ Thuật Cơ Khí
Khóa học: K23B-KTCK
Nội dung nhận xét:
1. Tinh thần, thái độ làm việc, ý thức tổ chức kỷ luật:.................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
2. Về năng lực và trình độ chun mơn: .....................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
3. Về q trình thực hiện đề tài và kết quả của luận văn: ...........................
......................................................................................................................
......................................................................................................................

4. Đồng ý cho học viên bảo vệ luận văn trước Hội đồng:

Có

Khơng

Hà Nội, ngày……tháng….năm 2017
Người nhận xét


iv

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................... i
MỤC LỤC ........................................................................................................ iv
DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................... vi
DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................... vii
LỜI NÓI ĐẦU .................................................................................................. 1
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................. 3
1.1Tình hình và thực trạng áp dụng cơ giới để vận chuyển nông sản tại đồng
bằng sơng Cửu Long ......................................................................................... 3
1.1.1 Tình hình thu hoạch và vận chuyển nông sản ở đồng bằng sông Cửu
Long................................................................................................................... 3
1.1.2 Thực trạng áp dụng cơ giới trong khâu vận chuyển nơng sản ................. 3
1.2 Tình hình nghiên cứu về động lực phanh ô tô - máy kéo bánh hơi ............ 7
1.2.1 Tình hình nghiên cứu trong nước............................................................. 7
1.2.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nước .......................................................... 10
1.3. Kết luận chương 1 .................................................................................... 13
Chương 2: MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU ................................................................................................. 14
2.1 Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................. 14
2.2. Nội dung nghiên cứu................................................................................ 14
2.3 Đối tượng nghiên cứu................................................................................ 14
2.4. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................. 19
2.5. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 19
Chương 3: ĐỘNG LỰC HỌC QUÁ TRÌNH PHANH LIÊN HỢP MÁY KÉO
JOHN DEER 5310 VỚI RƠ MOOC KHI VẬN CHUYỂN NƠNG SẢN ..... 20
3.1 . Xây dựng mơ hình tính tốn động lực học phanh ................................... 20


v

3.1.1 Các giả thiết............................................................................................ 20
3.1.2 Lựa chọn mơ hình động lực học q trình phanh .................................. 22
3.1.3 Mơ hình tính tốn động lực học q trình phanh của LHM .................. 24
3.3.2 Thuật giải phương trình vi phân bậc 2 theo phương pháp Runge-Kutta32
Chương 4: KHẢO SÁT SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ ĐẾN
HIỆU QUẢ PHANH CỦA LIÊN HỢP MÁY KÉO JOHN DEER 5310 VỚI
RƠ MOÓC KHI VẬN CHUYỂN NƠNG SẢN ............................................. 34
4.1 Mục đích khảo sát ..................................................................................... 34
4.2 Các phương án khảo sát ........................................................................... 34
4.3 Giới thiệu nội dung chính của Matlab – Simulink .................................... 36
4.4. Khảo sát ảnh hưởng của một số yếu tố đến hiệu quả phanh của liên hợp
máy kéo ........................................................................................................... 38
4.4.1. Khảo sát yếu tố thuộc về tự nhiên: (độ dốc (α) đến chất lượng phanh) 38
4.4.2 Khảo sát yếu tố thuộc về chế độ khai thác sử dụng liên hợp máy (ảnh
hưởng tải trọng chuyên chở đến chất lượng phanh)....................................... 42
4.4.3 Khảo sát yếu tố thuộc về kết cấu xe ....................................................... 46
4.5 Đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả phanh của liên hợp máy .......... 55

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ............................................................................. 57
1. Kết luận ....................................................................................................... 57
2. Đề nghị ........................................................................................................ 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 59
PHỤ LỤC ........................................................................................................ 61


vi

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Các thông số kỹ thuật của máy kéo John Deer 5310...................... 15
Bảng 2.2. Các thông số kỹ thuật rơ mooc RMH-3000 ................................... 17
Bảng 4-1: Ảnh hưởng của độ dốc mặt đường đến chất lượng phanh ............. 38
Bảng 4-2: Ảnh hưởng của tải trọng chuyên chở đến chất lượng phanh ......... 43
Bảng 4-3: Ảnh hưởng của hệ số liên kết () đến chất lượng phanh ............... 47
Bảng 4-4: Ảnh hưởng của toạ độ trọng tâm tải trọng đến chất lượng phanh . 51


vii

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1-1 Vận chuyển bằng thủ cơng bằng sức người....................................... 4
Hình 1-2 Vận chuyển bằng thủ cơng bằng sức động vật (trâu, bị..) ................ 5
Hình 1-3 Vận chuyển bằng đường thủy (ghe, tàu…) ....................................... 5
Hình 1-4 Vận chuyển bằng xe cơng nơng ......................................................... 6
Hình 2-1 Liên hợp máy kéo ............................................................................ 15
Hình 3-1 Liên hợp máy kéo phanh khi lên dốc............................................... 22
Hình 3-2 Liên hợp máy kéo phanh trên đường bằng phẳng ........................... 23
Hình 3-3 Liên hợp máy kéo phanh khi xuống dốc ......................................... 23
Hình 3-4 Sơ đồ lực tác dụng liên hợp máy kéo khi phanh ............................. 24

Hình 3 - 5 Sơ đồ xác định phản lực liên kết giữa máy kéo và rơ moóc khi
phanh ............................................................................................................... 28
Hình 4-1 Ảnh hưởng của độ dốc  =10o ......................................................... 40
Hình 4-2 Ảnh hưởng của độ dốc  =14o ......................................................... 41
Hình 4-3 Ảnh hưởng của độ dốc  =18o ......................................................... 42
Hình 4-4 Ảnh hưởng của tải trọng chuyên chở Qg = 1000kg ......................... 44
Hình 4-5 Ảnh hưởng của tải trọng chuyên chở Qg = 2000kg ......................... 45
Hình 4-6 Ảnh hưởng của tải trọng chuyên chở Qg = 3000kg ......................... 46
Hình 4-7 Ảnh hưởng của hệ số liên kết =0.5 ................................................ 49
Hình 4-8 Ảnh hưởng của hệ số liên kết =1 ................................................... 50
Hình 4-9 Ảnh hưởng của hệ số liên kết =1.5 ................................................ 51
Hình 4-10 Ảnh hưởng của tọa độ trọng tâm tải trọng b=0.3 .......................... 53
Hình 4-11 Ảnh hưởng của tọa độ trọng tâm tải trọng b=0.0 .......................... 54
Hình 4-12 Ảnh hưởng của tọa độ trọng tâm tải trọng b= -0.3 ........................ 55


1

LỜI NÓI ĐẦU
Từ lâu việc sử dụng phương tiện để đi lại cũng như vận chuyển hàng hoá
đã chiếm vị trí quan trọng trong các hoạt động xã hội. Ngày nay, giao thơng
vận tải có ý nghĩa đặc biệt đối với nền kinh tế của mỗi quốc gia.
Ở nước ta hiện nay, giao thơng đường bộ đóng vai trị chủ đạo và phần
lớn lượng hàng và người được vận chuyển trong nội địa bằng ơtơ. Vì vậy lĩnh
vực ơtơ - máy kéo đã nhận được được sự quan tâm của nhiều trường đại học,
cũng như nhiều cơ quan có liên quan.
Sản xuất nơng nghiệp là một q trình sản xuất đặt thù, nó mang tính độc
lập cao, điều kiện sản xuất phúc tạp, tiêu tốn nhiều lao động, để nâng cao
năng suất, giảm nhẹ sức lao động cho các khâu sản xuất cần phải áp dụng cơ
giới hóa vào sản xuất.

Năng suất bình qn đồng bằng sơng Cửu Long đạt gần 70tạ/ha; tổng sản
lượng toàn vùng ước đạt hơn 11 triệu tấn lúa, trong đó sản lượng lúa thơm,
lúa có phẩm chất gạo tốt chiếm trên 70%.
Việc sử dụng liên hợp máy kéo John Deer 5310 với rơ moóc khi vận
chuyển nơng sản rất quan trọng.
Do đó việc nghiên cứu về hệ thống phanh đang là vấn đề được đặt ra
hàng đầu đối với ngành cơ khí ơtơ trong giai đoạn hiện nay.
Nghiên cứu hệ thống phanh là một vấn đề tương đối phức tạp. Tuy
nhiên, với sự phát triển của công nghệ thông tin đã giúp cho việc nghiên cứu
hệ thống phanh được diễn ra thuận tiện hơn. Với sự trợ giúp của các phần
mền tiện ích, trong đó đặc biệt kể đến sự hỗ trợ của phần mền Matlab Sumulink đã giúp Tơi trong việc tìm hiểu nghiên cứu luận văn tốt nghiệp
“Nghiên cứu động lực học quá trình phanh liên hợp máy kéo John Deer
5310 với rơ moóc khi vận chuyển


2

+ Ý nghĩa khoa học của đề tài
Xây dựng được mơ hình động lực học q trình phanh của liên hợp
máy kéo John Deer 5310 với rơ moóc khi vận chuyển nơng sản, từ đó đã thiết
lập được hệ phương trình vi phân chuyển động khi phanh. Từ đó khảo sát sự
ảnh hưởng của một số yếu tố đến chất lượng quá trình phanh. Kết quả nghiên
cứu là cơ sở khoa học cho việc đề xuất thiết kế cải tiến và sử dụng liên hợp
máy an toàn và hiệu quả.
Bằng nghiên cứu thực nghiệm, đã xác định được thông số hình học,
tọa động trọng tâm, hệ số cản lăn, hệ số bám của đường vận chuyển. Kết quả
nghiên cứu thực nghiệm này là cơ sở phục vụ cho bài toán lý thuyết.
+ Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Kết quả nghiên cứu của luận văn sẽ là cơ sở khoa học cho việc đưa ra các giải
pháp về thiết kế cải tiến hoàn thiện hệ thống phanh của liên hợp máy nhằm

nâng cao chất lượng phanh cũng như đưa ra các khuyến cáo sử dụng liên hợp
máy.


3

Chương 1
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1Tình hình và thực trạng áp dụng cơ giới để vận chuyển nông sản tại đồng
bằng sơng Cửu Long
1.1.1 Tình hình thu hoạch và vận chuyển nông sản ở đồng bằng sông Cửu Long
- Nhu cầu cần vận chuyển ở đồng bằng sông cửu long
Theo số liệu của Tổng cục Thống kê Việt Nam năm 2011, tổng diện
tích các tỉnh, thành thuộc Đồng bằng sơng Cửu Long là 40.548,2 km² chiếm
13% diện tích cả nước, tốc độ tăng trưởng cao hơn cả nước (năm 2015 tăng
7,8% trong khi cả nước tăng 6,8%). Chỉ riêng lúa đã chiếm 47% diện tích và
56% sản lượng lúa cả nước; xuất khẩu gạo từ toàn vùng chiếm tới 90% sản
lượng.
Hiện nay vùng ĐBSCL có khoảng 12.455 chiếc máy kéo, mức độ cơ
giới hóa ở đồng bằng sơng Cửu Long còn thấp, khoảng 1/3 so với Thái Lan và
1/4 so với Trung Quốc. Chất lượng máy cày kéo, máy động lực cho nơng dân
là có vấn đề, hầu hết sử dụng máy cũ. Hệ số tiêu tốn nhiên liệu, độ bền, độ ổn
định hoạt động không đảm bảo, thường hư hỏng máy động lực, gây nguy
hiểm cho ngư dân
1.1.2 Thực trạng áp dụng cơ giới trong khâu vận chuyển nơng sản
Thu hoạch thóc... là một cơng đoạn trong q trình sản xuất nơng
nghiệp. Chúng ta sử dụng các cơng cụ thủ cơng hoặc máy móc để thu hoạch.
Đất đồng bằng sông Cửu Long thường là các vùng đất mềm, sình lầy nên việc
khai thác gặp rất nhiều khó khăn. Sau khi thóc... được thu hoạch, chúng phải
được tập kết ở một vị trí thuận lợi để thực hiện tiếp công đoạn vận chuyển.

Trong các khâu thu hoạch, vận chuyển là một khâu quan trọng, nó ảnh hưởng
rất lớn đến năng suất, giá thành và chi phí thu hoạch. Để thu gom thóc... từ


4

nơi thu hoạch ra các bãi tập chung, tuỳ theo điều kiện của mỗi nước và mỗi
vùng sản xuất khác nhau mà có thể áp dụng các hình thức vận chuyển thóc...
khác nhau sau đây:
- Vận chuyển bằng thủ cơng bằng sức người
- Vận chuyển bằng thủ công bằng sức động vật (trâu, bò..)
- Vận chuyển bằng đường thủy (ghe, tàu…)
- Vận chuyển bằng cơ giới (ô tô, liên hợp máy kéo…)

Hình 1-1 Vận chuyển bằng thủ cơng bằng sức người


5

Hình 1-2 Vận chuyển bằng thủ cơng bằng sức động vật (trâu, bị..)

Hình 1-3 Vận chuyển bằng đường thủy (ghe, tàu…)


6

Hình 1-4 Vận chuyển bằng xe cơng nơng
Đối với những nước có nền cơng nghiệp phát triển thì người ta dùng
những phương thức vận chuyển hiện đại hơn bẳng các loại máy móc có nhiều
tính năng hơn, năng suất cao hơn... Nhưng phương thức vận chuyển thóc...

chủ yếu vẫn là các loại liên hợp máy kéo chuyên dùng, các loại ô tô...Các loại
liên hợp máy kéo này có khả năng bám rất tốt. Tuy nhiên, chúng có cấu tạo
phức tạp, giá thành cao, vốn đầu tư lớn, phụ tùng thay thế khó khăn và giá
thành khá cao.
Một số nước đã sản xuất và sử dụng những loại máy này như : MTZ50/80 (Liên Xô), STEYER( Áo), MTZ-Volga (Bungary), FIAT (Ý), ZETOR6911 (Tiệp Khắc) , YANMAR (Nhật), KUBOTA (Nhật), Bông Sen 12 (Việt
Nam), Đông Phong, Cao Phong (Trung Quốc),
Mặt khác, hiện nay do tác động của cơ chế kinh tế nhiều thành phần, do
việc giao đất khoán rừng cho các hộ nông dân sử dụng lâu dài trên các địa bàn
trung du miền núi. Các trang trại sản xuất nông - nông nghiệp xuất hiện, kinh


7

tế trang trại và các sản phẩm từ trang trại cũng đang là thị trường hấp dẫn cho
các dịch vụ cơ khí nơng nghiệp, đặc biệt là cơng tác vận chuyển. Nhiều hộ gia
đình, các chủ trang trại đã mua máy kéo với mục đích để tự vận chuyển và
thực hiện các dịch vụ trên. Các loại máy kéo này chủ yếu là các loại máy kéo
cỡ nhỏ và trung bình như máy kéo Kobuta, Shibaura do Nhật bản chế tạo,
máy kéo Động Phong - Trung Quốc và máy kéo Bông Sen - Việt Nam ...
Đối với máy kéo nhỏ được sử dụng trong nước hiện nay có ưu điểm là
dễ dàng di chuyển trên địa hình phức tạp, nhưng chúng cũng cịn nhiều nhược
điểm như tính năng sử dụng và một số kết cấu chưa hợp lý hơn nữa khi áp
dụng vào từng điều kiện cụ thể trong nông nghiệp thì chúng khơng phát huy
được lợi thế của mình, công suất nhỏ chưa đáp ứng được nhu cầu vận chuyển
khi khai thác với khối lượng sản phẩm lớn.
Trong khi chúng ta chưa đủ khả năng để trang bị các máy chun dùng
với chi phí ban đầu lớn thì việc nghiên cứu cải tiến để nâng cao tính năng kỹ
thuật của máy kéo thông thường cho phù hợp với điều kiện sử dụng ở vùng
đổi núi sẽ có ý nghĩa không nhỏ, đặc biệt cho các trang trại, các đội sản xuất
nơng nghiệp và các nơng trường có vốn đầu tư nhỏ đang dùng máy kéo bánh

hơi cỡ nhỏ phổ biến hiện nay.
1.2 Tình hình nghiên cứu về động lực phanh ơ tơ - máy kéo bánh hơi
1.2.1 Tình hình nghiên cứu trong nước
Trong quá trình phát triển kinh tế đất nước, ngành công nhiệp chế tạo,
sản xuất lắp ráp xe ô tô được nhà nước ưu tiên phát triển với nhiều ưu đãi
về thuế và mặt bằng xây dựng nhằm kích thích ngành cơng nghiệp ơ tơ sản
xuất trong nước. Với mong muốn ngày càng hoàn thiện hơn và theo kịp
khoa học thế giới. Bộ khoa học công nghệ Việt Nam từ lâu đã đầu tư vào
nghiên cứu khoa học trong mọi đề tài và mọi lĩnh vực xã hội. Trong đó có
nhiều đề tài về chuyên ngành động lực, do yêu cầu về sự an toàn cho xe và


8

người khi tham gia giao thông nên vấn đề động lực q trình phanh của ơ tơ
cũng được ít nhiều sự quan tâm nghiên cứu của khoa học trong nước.
Qua tổng quan nghiên cứu vấn đề thấy rằng các đề tài về việc nghiên
cứu động lực học quá trình phanh ô tô từ trước đến nay, đều khẳng định vai
trò của hệ thống phanh ô tô trong khi vận tải hàng hóa là rất quan trọng. Vì
vận tải đường bộ có nhiều ưu điểm như giá thành vận chuyển, chủ động
được các kênh phân phối hàng hóa, khơng bị phụ thuộc hay tác động nhiều
do điều kiện thiên nhiên và xã hội… Nên ô tô ngày càng được nhiều người
sở hữu và sử dụng trong phát triển kinh tế xã hội, cũng như nghiên cứu, cải
tiến các loại xe ô tơ để ngày một tốt hơn, an tồn hơn, thỏa mãn hơn với nhu
cầu phục vụ xã hội…
Trong nhiều đề tài nghiên cứu về ô tô ở cấp nhà nước, các trường Đại
học nói chung và các đề tài nghiên cứu hệ thống phanh của ơ tơ nói riêng đã
có những đề tài sau:
Đề tài “Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới động lực phanh ô tô” đã
nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng tới động lực phanh ô tô và cấu tạo hệ thống

phanh dẫn động thủy lực, trợ lực chân khơng trên xe GAZ-66, tiến hành phân
tích kết cấu hệ thống phanh cụ thể trên xe.
Đề tài “Nghiên cứu động lực học quá trình phanh liên hợp máy kéo
Shibaura - 3000A khi vận chuyển gỗ rừng trồng” của Th.S Nguyễn Tài
Cường năm 2007 đã xây dựng mô hình tốn học khảo sát động lực học q
trình phanh của liên hợp máy kéo Shibaura - 3000A khi vận chuyển gỗ rừng
trồng, có sự chênh lệch về thời gian tác động của cơ cấu phanh máy kéo so
với cơ cấu phanh rơ moóc, có sự khác nhau về tốc động tăng lực phanh, có sự
khác nhau về hệ số liên kết giữa phanh rơ moóc và phanh máy kéo.
Đề tài : “Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng quá trình
phanh xe và đề xuất các giải pháp nâng cao độ an tồn chuyển động ơ tơ” đã


9

giới thiệu được những nét tổng quát về các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng
quá trình phanh xe, đồng thời đã kết hợp với q trình tính tốn để xác định
các chỉ tiêu đánh giá chất lượng phanh xe ZIL-130. Tuy nhiên đề tài mới chỉ
dừng lại tính tốn một loại xe, chưa xác định được các yếu tố ảnh hưởng trong
mối quan hệ mật thiết giữa chúng. Đặc biệt trong phần đề xuất mới chỉ ở
những nét tổng quát dù đã có những số liệu và định hướng phát triển ngành.
Đề tài “Nghiên cứu động lực quá trình phanh trên xe ơ tơ có trang bị
hệ thống ABS” của Th.S Vũ Duy Khiêm năm 2008 đã phân tích đánh giá so
sánh một số chỉ tiêu quan trọng của quá trình phanh với sự tác động của hệ
thống ABS trên xe ô tô INNOVA do hãng Toyota sản xuất và đưa ra một số
khuyến cáo để sử dụng hệ thống phanh hiệu quả, góp phần nâng cao an tồn
giao thơng.
Đề tài “Khảo sát động lực học q trình phanh của ô tô Toyota Vios
1,5L” năm 2011 đã nghiên cứu và khảo sát sự cố mất mômen phanh trong các
trường hợp xe đi thẳng mất phanh không đều theo dọc trục của xe, sự cố chậm

tác dụng dẫn động phanh đến các chỉ tiêu của phanh và tính ổn định của ơ tơ
khi phanh.
Đề tài “Thiết kế hốn cải hệ thống phanh ô tô tải Kia Rhino” của Th.S
Nguyễn Văn Bản viết năm 2008 đã nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý hệ thống
phanh của ô tô tải Kia Rhino từ đó tính tốn và khảo sát để đưa ra những giải
pháp cải tiến để nâng cao chất lượng hệ thống phanh.
Đề tài “Khảo sát ổn định hướng chuyển động của ô tô trong quá trình
phanh ô tô hai cầu” của Th.S Nguyễn Thanh Bình năm 2009 đã nghiên cứu
lý thuyết về sự mất ổn định hướng của ô tô khi phanh với mô phỏng dùng
phần mềm Matlab- công cụ Simulink để khảo sát sự mất ổn định hướng của ô
tô khi phanh trên đường thằng làm tiền đề cho việc thiết kế, cải tiến hệ thống


10

phanh nhằm nâng cao hiệu quả, độ ổn định chuyển động khi phanh, tăng độ
tin cậy làm việc của ô tơ khi chuyển động.
1.2.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nước
Cho đến nay trên thế giới đã có rất nhiều tác giả và nhiều cơng trình
khoa học nghiên cứu cả về lý thuyết và thực nghiệm quá trình làm việc của hệ
thống phanh xe ô tô, các biện pháp kết cấu, phương pháp tính tốn cũng như
các nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng làm việc của chúng. Nhiều nước
nghiên cứu đề ra tiêu chuẩn, phương pháp để kiểm tra chất lượng của hệ
thống phanh các xe ô tô mới sản xuất cũng như xe mới sử dụng.
Một trong số các nhà khoa học đã đặt nền móng cho việc nghiên cứu
sâu sắc và tồn diện hệ thống phanh ơ tơ là viện sĩ E.A Tru-đa-cốp. Ông đã
xây dựng phương pháp tính tốn cơ cấu phanh, đánh giá hiệu quả làm việc
cũng như các nhân tố ảnh hưởng tới quá trình làm việc của hệ thống phanh ô
tô. Trong nghiên cứu lý thuyết của mình ơng thừa nhận các giả thuyết đơn
giản sau:

- Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh có giá trị khơng đổi trong
q trình phanh.
- Bề mặt làm việc của tấm ma sát bị biến dạng cịn trống (đĩa) phanh
khơng bị biến dạng.
- Khi phanh, chỉ có tấm ma sát bị biến dạng cịn trống (đĩa) phanh khơng
bị biến dạng.
- Trong q trình phanh, hệ số bám giữa bánh xe với bề mặt đường là
không đổi.
Phát triển có hiệu quả các nghiên cứu của E.A. Tru đa cốp là việc sĩ
N.A. Bu kha rin. Ông đã ngihên cứu các phương pháp giải tích và đồ thị để
tính tốn cơ cấu phanh; các cơng thức để xác định nhiệt độ sinh ra trong cơ
cấu phanh. Ông cũng đề ra phương pháp đánh giá giáng tiếp độ bền lâu của


11

cơ cấu phanh theo công ma sát riêng, xây dựng cơng thức xác định qng
đường phanh của ơ tơ.
Các tính tốn, phân tích của N.A.Bu kha rin về cơ bản dựa trên các giả
thuyết của E.A Tru đa cốp, tuy nhiên ông thừa nhận quy luật phân bố không
đồng đều của áp suất theo chiều dài tấm ma sát trong cơ cấu phanh. Ơng cũng
nhận xét thấy sự khơng ổn định của hệ số mat sát giữa má phanh- Trông
phanh trong quá trình phanh và đã tiến hành khảo sát một loạt các nhân tố ảnh
hưởng tới nó ( tốc độ, áp suất, nhiệt độ, trạng thái của đôi bề mặt ma sát, sự
mài mòn của cặp ma sát trong quá trình phanh...)
Tiếp tục tư tưởng của N.A. Bu-kha-rin, các tác giả N. G. Lê-vin,
V.L.Ga-đơ-li-na, L.R. Su-tơ-gơ, Iu.B.Bê-len-ki, L.M. Pư-giê-vích, A.Jan-te...
đã nghiên cứu ảnh hưởng sự biến dạng của trống phanh tới quy luật phân bố
áp suất theo chiều dài má phanh, đến trị số mô men phanh mà cơ cấu có thể
tạo ra. Cơng trình nghiên cứu của A.X. Phê- đô- xốp đã khảo sát ảnh hưởng

các thông số kết cấu của cơ cấu phanh tới chất lượng tiếp xúc của cặp ma sát
và các thông số làm việc khác của cơ cấu.
Giáo sư A.F.Ma-sen-cơ đưa ra khía niệm tỷ số truyền của cơ cấu
phanh, hệ số ma sát tương đương của cơ cấu phanh để tính tốn, nghiên cứu,
so sánh các cơ cấu phanh khác nhau. Nhờ sử dụng các khái niệm này, phương
pháp tính tốn hiệu quả làm việc của các cơ cấu phanh khác nhau cũng như
việc so sánh khả năng làm việc của chúng trở nên chính xác và tồn diện hơn.
Sự đóng góp to lớn vào nghiên cứu quá trình làm việc của cơ cấu phanh
trong những năm gần đây là giáo sư B.B. Gen-bom cùng các cộng sự của ông
ở trường đại học ô tô và đường bộ Lơ -vốp ( Liên - xơ). Giáo sư đã tiến hành
các thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng có tính quy luật của các nhân tố kết
cấu, vận hành của cơ cấu phanh đến các chỉ tiêu hiệu quả phanh của xe và
tính ổn định của cơ cấu trong quá trình phanh; sử dụng phương pháp mơ hình


12

hóa, ơng đã tiến hành nghiên cứu q trình nhiệt xảy ra trong cơ cấu phanh xe
ơ tơ.
Trong q trình phanh nếu các bánh xe bị hãm cứng, trượt lết trên
đường sẽ làm cho xe bị mất ổn định và giảm hiệu quả của quá trình phanh. Để
khắc phục những thiếu sót này người ta đã nghiên cứu đưa vào trong hệ thống
phanh các bộ tự động điều chỉnh lực phanh và các bộ chống hãm cứng các
bánh xe khi phanh (BCHC).
Các tác giả G.M. Ka-xô-la-pôp, I.K.Ptrê-lin, V.A.I-la-ri-ô-nôp đã
nghiên cứu động lực học của quá trình phanh trên các xe có trang bị bộ chống
hãm cứng. Các tác giả này, trong mơ hình tốn học của mình đã xét đến sự
biến đổi của hệ số bám giữa bánh xe với mặt đường trong quá tronhf phanh.
G.M Ka-xô-la-pôp lấy trị số trung bình của hệ số bám trong quá trình phanh
để tính tốn, cịn V.A. I-la-ri-ơ-nơp thì xét sự biến đổi của hệ số bám theo vận

tốc của xe và độ trượt tương đối của bánh xe trên mặt đường trong quá trình
phanh. Tuy nhiên ở đây quan hệ giữa hệ số bám với vận tốc và độ trượt mới
chỉ được trình bày dưới dạng các bảng số rời rạc.
M. Mits-kê và P. Vi-nhê tiến hành nghiên cứu quá trình phanh ô tô khi
xe chuyển động trên đường không bằng phẳng. Các tác giả này đã mơ hình
hóa ơ tơ thành một hệ không gian. Các tác giả cũng xét sự biến đổi của hệ số
bám trong quá trình phanh phụ thuộc vào vận tốc chuyển động, đột trượt, góc
lăn lệch của bánh xe, tải trọng tác dụng lên bánh xe theo phương đứng và
phương ngang... Các quan hệ này cũng khơng được trình bày dưới dạng giải
tích nên việc tính tốn gặp nhiều khó khăn, ý nghĩa sử dụng trong thực tế
cũng bị hạn chế.
Song song với sự phát triển các học thuyết về cơ cấu phanh, dưới sự
lãnh đạo của giáo sư I.V. Kra-genk-xki, các kết quả nghiên cứu lý thuyết ma
sát ngồi và sự mài mịn của các vật thể rắn đã nâng khoa học về lĩnh vực ma


13

sát lên mức chất lượng cao. Các nghiên cứu của I.V. Kra-gen-xki, A.B. Tritri-nat-gie, V.X. Sê- đrôp đã làm sáng tỏ bản chất tiếp xúc ma sát, đánh giá
được ảnh hưởng của các nhân tố : vận tốc, áp suất, nhiệt độ đến chất lượng
làm việc của cặp ma sát.
Điểm qua các cơng trình nghiên cứu trong lĩnh vực của hệ thống phanh
ta thấy: Các nghiên cứu về phương pháp tính tốn hệ thống phanh ơ tơ cũng
như phân tích ảnh hưởng của ác nhân tố kết cấu, vận hành đến chất lượng làm
việc của nó rất phong phú, đề cập tới nhiều khía cạnh của q trình phanh.
Tuy nhiên do sự phức tạp của mối quan hệ giữa các thông số cũng như
của các nhân tố ảnh hưởng trong quá trình phanh nền nhiều tác giả đã phải sử
dụng các giả thuyết đơn giản để tính tốn. Những năm gần đây do ứng dụng
các thành tựu của ngành tin học và máy tính, việc sử dụng các máy điện tốn
cho phép xây dựng được các mơ hình tốn học phức tạp, nhiều tham số, phản

ánh sát với thực tế. Khi đó các nhân tố ảnh hưởng đến sự làm việc của hệ
thống phanh được xem xét toàn diện, đúng bản chât của nó, làm cho các cơng
trình nghiên cứu lý thuyết ngày càng có ý nghĩa thực tiễn hơn.
1.3. Kết luận chương 1
Theo số liệu của Tổng cục Thống kê Việt Nam, liên hợp máy kéo:
Kobuta, Shibaura, Yanmar, John Deer rất phổ biến và cần thiết cho đồng bằng
sông Cửu Long để phục vụ cho sản xuất cho nông nghiệp.
Các cơng trình nghiên cứu trong và ngồi nước chưa nghiên cứu động lực
học quá trình phanh liên hợp máy kéo John Deer 5310 ở đồng bằng sông Cửu
Long, chưa đưa ra được các khuyến cáo khi sử dụng, phương pháp bảo dưỡng
và sửa chữa,


14

Chương 2
MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Mục tiêu nghiên cứu
Xây dựng mơ hình động lực học quá trình phanh của liên hợp máy kéo
John Deer 5310 với rơ mc khi vận chuyển nơng sản, từ đó khảo sát một số
yếu tố ảnh hưởng nhằm đề xuất các giải pháp hoàn thiện hệ thống phanh cũng
như lựa chọn chế độ sử dụng liên hợp máy kéo an toàn và hiệu quả.
2.2. Nội dung nghiên cứu
- Tổng quan về vấn đề nghiên cứu
- Xây dựng mô hình động lực học quá trình phanh
- Khảo sát một số thơng số ảnh hưởng đến hiệu quả q trình phanh
- Kết luận và kiến nghị
2.3 Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là hệ thống phanh của liên hợp máy

kéo John Deer 5310 với rơ moóc khi vận chuyển nơng sản (hình 2.1).
a). Giới thiệu máy kéo John Deer 5310
Máy kéo John Deer 5310 là máy kéo bánh hơi, hai cầu chủ động (4x4),
sử dụng động cơ Diesel 4 kỳ 2.9L, loại 3 xylanh, bơm cao áp 3 nhánh độc lập
cung cấp cho 3 máy, hệ thống nạp tăng áp bằng turbo, là loại máy kéo do Mỹ
(USA) sản xuất với các thông số kỹ thuật sau:


15

Hình 2-1 Liên hợp máy kéo
Bảng 2.1. Các thơng số kỹ thuật của máy kéo John Deer 5310
Hãng sản xuất

John Deere

Mẫu mã

5310
Mã lực 55 HP, động cơ John Deere

Động cơ

3029H, 2400 vịng/phút, 3 xy lanh,
làm mát bằng nước,

Lọc gió
Hộp số

Lọc gió bằng lọc kép

9 cấp số tới
3 cấp số lùi

Thủy lực

Tổng lực nâng 1800 kgf

Ly hợp

Ly hợp ma sát khô

Hệ thống thắng

Trợ lực bằng dầu, thắng đĩa

Hệ thống lái

Trợ lực bằng thủy lực

Bánh xe
Trước

6.5 X 20, 8 PR

Sau

16.9 X 28, 12 PR

Thùng nhiên liệu

68 lít
ắc quy 12V/80Ah

Hệ thống điện

Máy nạp 12V/40Amp


16

Máy khởi động 2.5kW
Trọng lượng
Tổng trọng lượng

2000 - 2510 kg

Bánh xe cơ sở

2050 mm

Tổng chiều dài

3535 mm

Tổng chiều rộng

1850 mm

Khoảng trống tự do

435 mm

Bánh kính quay vịng

3150 mm

b) Giới thiệu rơ moóc RMH-3000
Rơ moóc RMH-3000 được thiết kế và chế tạo cho máy kéo. Rơ moóc
này có một cầu chủ động nhân mô men thông qua một hê thống thuỷ lực trợ
giúp cầu moóc. Khi vận tốc quay trục động cơ thuỷ lực bằng vận tốc quay qui
đổi từ bánh xe, lúc đó hê thống thuỷ lực hoạt động ở chế độ không tải. Khi
vận tốc quay trục động cơ thuỷ lực lớn hơn vận tốc quay qui đổi từ bánh xe
thì lưu lượng vào động cơ thuỷ lực sẽ lớn hơn lưu lượng ra, làm xuất hiên sự
tăng áp suất trong động cơ, lúc này hệ thống truyền động bắt đầu hoạt động để
bổ sung mô men quay cho cầu moóc. Khi vận tốc quay trục động cơ thuỷ lực
nhỏ hơn vận tốc quay qui đổi từ bánh xe thì lưu lượng vào động cơ thuỷ lực
nhỏ hơn lưu lượng ra, chuyển động quay của bánh xe cầu moóc truyền ngược
về động cơ thuỷ lực. Khi phanh liên hợp máy này dầu do bơm cung cấp được
đưa về thùng khơng qua động cơ thuỷ lực, do đó mơ men chủ động đưa đến
động cơ thuỷ lực bị cắt, đổng thời áp suất của dầu được đưa đến để phanh rơ
mc. Khi nhả phanh thì hê thống thuỷ lực lại hoạt động bình thường.
Hệ thống phanh rơ mc của liên hợp máy kéo JOHN DEERE 5310 là
hệ thống phanh dầu. Nó gồm hai phần chính là cơ cấu phanh và cơ cấu dẫn
động phanh. Cơ cấu phanh rơ moóc là cơ cấu phanh guốc của xe GAZ- 51 do


17

Liên Xơ sản xuất. Do cầu rơ mc cũng là của xe GAZ - 51 nên cơ cấu phanh
được liên kết với cầu rơ moóc theo đúng thiết kế tổng thể của nhà sản xuất.

Guốc phanh, xy lanh làm việc, lò xo, trống phanh được liên kết với nhau theo
đúng tiêu chuẩn của nhà sản xuất, tất cả các chi tiết được lắp ghép với nhau
nằm trong moay ơ của bánh xe. Hệ thống dẫn động phanh bao gổm: bàn đạp
phanh được dùng chung với bàn đạp của máy kéo, tổng phanh, hệ thống
phanh dầu.
Bảng 2.2. Các thông số kỹ thuật rơ mooc RMH-3000
Thông số

Chiều dài thùng mooc

Ký

Giá

hiệu

trị

Lm

3094

Đơn vị

Ghi chú

mm

Chưa người
lái

Bề rộng miệng thùng

B1

1700

mm

Bề rộng đáy thùng

B2

1100

mm

Chiều cao từ mặt đường đến điểm

hm

400

mm

Tải trọng của rơ mooc

Qm

1500

kg

Tải trọng chuyên chở tối đa

Qg

3000

kg

+ Dọc

b

300

mm

Đến cầu

+ Cao

hq

1200

mm

sau

mooc

Tọa độ trọng tâm:

c) Đường vận chuyển ở đồng bằng sông Cửu Long
Vùng đồng bằng sông Cửu Long của Việt Nam được hình thành từ
những trầm tích phù sa và bồi dần qua những kỷ nguyên thay đổi mực nước


18

biển; qua từng giai đoạn kéo theo sự hình thành những giồng cát dọc theo bờ
biển. Những hoạt động hỗn hợp của sơng và biển đã hình thành những vạt đất
phù sa phì nhiêu dọc theo đê ven sơng lẫn dọc theo một số giồng cát ven biển
và đất phèn trên trầm tích đầm mặn trũng thấp như vùng Đồng Tháp Mười, tứ
giác Long Xuyên – Hà Tiên, tây nam sơng Hậu và bán đảo Cà Mau. Địa hình
của vùng tương đối bằng phẳng, độ cao trung bình là 3 - 5m, có khu vực chỉ
cao 0,5 - 1m so với mặt nước biển.

Hình 2-2 Đường vận chuyển nơng sản
d). Hàng hóa nơng sản
Một số loại chính: Thóc (Lúa), Bắp, Khoai Lang, Trái cây…

Hình 2-3 Hàng hóa nơng sản