Khảo sát tính chất kéo bám của máy kéo Bông Sen 20 khi thay thế hệ thống di động bánh bằng hệ thống di động xích

Trong quá trình phát triển công nghiệp hoá, không có nước nào có thể bỏ qua công nghiệp hoá nông nghiệp và nông thôn.

MỞ ĐẦU

Trong quá trình phát triển công nghiệp hoá, không có nước nào có thể

bỏ qua công nghiệp hoá nông nghiệp và nông thôn Lịch sử phát triển kinh tế thế giới cũng đã chứng tỏ sự tác động qua lại giữa tiến bộ nông nghiệp và công nghiệp hoá đã thể hiện nông nghiệp là yếu tố cất cánh nền kinh tế các nước kém phát triển và các nước này quá trình công nghiệp hoá luôn được tiến hành từ sự phát triển nông nghiêp Gia tăng sản xuất nông nghiệp là nguyên nhân thúc đẩy công nghiệp hoá Ngược lại nền nông nghiệp lạc hậu, kém phát triển lại trở thành nhân tố cản trở , kìm hãm công nghiệp vươn lên.

Vào những thập kỷ tới đất nước ta bước vào thời kỳ công nghiệp hoá hiện đại hoá để không ngừng tăng trưởng kinh tế trong đó việc thúc đẩy sự phát triển công nghiệp hoá nông nghiệp và nông thôn sẽ là một trong những nhiệm vụ trọng tâm.

-Để thự hiện mục đích trên chúng ta cần nghiên cứu để tìm ra phương pháp, bước đi, các giải pháp khoa học công nghệ, một số biện pháp kinh tế xã hội cho phù hợp với từng thời kỳ, từng giai đoạn và từng khu vực Đây là vấn đề đang được Đảng, nhà nước và các ngành các cấp có liên quan tập trung giải quyết.

Trong những năm gần đây có sự tham gia trở lại của cơ khí nông nghiệp đã đóng góp một phần không nhỏ vào sự tăng trưởng của sản xuất nông nghiệp và phát triển nông thôn Các liên hợp máy kéo lớn hoạt động có hiệu quả trên diện tích đất canh tác lớn, các liên hợp máy kéo trung bình và nhỏ thích hợp trên diện tích đất canh tác vừa và nhỏ Thực tế cho thấy các liên hợp máy kéo vừa và nhỏ thích hợp với việc sản xuất nông nghiệp ở nước

ta Các liên hợp máy đó được sản xuất trong nước ở các nhà máy cơ khí nông nghiệp Hà Tây kết hợp với nhà máy cơ khí Trần Hưng Đạo và nhà máy điezen Sông Công và một số nhà máy địa phương khác.

Ngày nay, công ty chế tạo động cơ (viết tắt là VIKYNO), công ty điezen Sông Công ở miền Bắc (viết tắt la DISOCO), đã có nhiều tiến bộ trong việc

thay đổi chủng loại, nâng cao chất lương, phát triển số lượng và đã bước đầu

đã có xuất khẩu sang các nước trong khu vực đó là điều đáng mừng của ngành chế tạo máy kéo ở Việt Nam Nhưng chất lượng chưa thể bằng được với các nước tiên tiến trên thế giới.

Gần đây loại máy kéo công suất vừa và nhỏ (BS 8, BS 12, BS 20…) đã được sử dụng nhưng hiệu quả chưa cao Để có thể sử dụng có hiệu quả máy cần phải nghiên cứu kỹ tính năng sử dụng của nó Trong đó tính năng kéo và tính năng động lực học của máy kéo ảnh hưởng rất lớn đến năng suất của liên hợp máy kéo, tính năng kéo phụ thuộc rất lớn vào khả năng bám của bộ phận di động với mặt đất Do vậy việc nghiên cứu và tìm hiểu tính năng này

là một trong những nhiệm vụ cơ bản bộ môn động lực học chuyển động của ô

tô máy kéo Do vậy cần có những nghiên cứu đánh giá loại máy này để khai

thác và sử dụng có hiệu quả hơn, em đã nhận và thực hiện đề tài “Khảo sát tính chất kéo bám của máy kéo Bông Sen 20 khi thay thế hệ thống di động bánh bằng hệ thống di động xích”

Hà nội tháng 5, năm 2010 Sinh viên thực hiện

Chương 1 TỔNG QUAN

1.1 Đặc điểm địa hình của nước ta

Điều kiện sản xuất nông nghiệp ở nước ta có những đặc thù riêng, trướchết là địa hình ở các vùng khác nhau.Đồng bằng Nam bộ diện tích đất canhtác rộng và dễ dàng cho việc thực hiện cơ giới hoá nông nghiệp bằng nhữngloại máy kéo lớn Nhưng ở đồng bằng Bắc bộ , vùng núi phía bắc và duyênhải miền trung thì diện tích đất canh tác ít thửa ruộng và được chia nhỏ Do

đó khó đưa các loại máy kéo lớn vào sản xuất mà thường dùng loại máy kéonhỏ có công suất từ 12-30 mã lực do Việt Nam , Trung Quốc và Nhật Bản sảnxuất, đồng ruộng phân bố vụn vặt với kích thước lô thửa thường nhỏ và khôngvuông vắn, mặt đồng ruộng không bằng phẳng, đường xá đi lại khó khăn,thậm chí có nhiều khu không có lối cho máy vào

Đặc điểm lớn thứ hai là cơ cấu cây trồng rất đa dạng với các yêu cầu về

cơ giới hoá cũng rất khác nhau, tính quy hoạch đồng ruộng còn thấp, cùng mộtkhu hoặc ngay trên cùng một lô có thể trồng nhiều loại cây trồng khác nhau

Máy kéo là nguồn động lực chính để thực hiện các khâu công nghệ sảnxuất nông lâm nghiệp, phải hoại động trong những điều kiện rất khó khănphức tạp, đặc biệt là máy kéo lâm nghiệp vì hầu hết các vùng đất lâm nghiệpthường có độ dốc cao và chưa được cải tạo Do vậy đòi hỏi các máy kéo dùngtrong lâm nghiệp nói riêng, sản xuất nói chung phải có tính ổn định cao, cótính năng kéo bám tốt

Ở nước ta, một mặt do nền công nghiệp chế tạo máy nói chung và chếtạo máy kéo nói riêng chưa phát triển, mặt khác do khả năng về vốn đầu tưcòn hạn chế nên việc cải tiến các máy kéo nông nghiệp còn thấp Tuy nhiên,với các công việc đòi hỏi các máy kéo có công suất lớn và tính ổn định caophải sử dụng các máy chuyên dùng

1.2 Vài nét về tình hình phát triển máy kéo trên thế giới

Hiệu quả sử dụng các liên hợp máy kéo phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố,

có thế chia thành 3 nhóm chinh: các yếu tố về điều kiện sử dụng, về tính năng

kỹ thuật của máy kéo và tồ chức sử dụng máy Giữa các yếu tố này có mốiquan hệ, phụ thuộc và ảnh hưởng lẫn nhau, có thể hỗ trợ cho nhau hoặc kìmhãm nhau

Do vậy việc nghiên cứu hoàn thiện kết cấu và tổ chức sử dụng có hiệuquả các liên hợp máy kéo là nhiệm vụ trọng tâm nhất và cũng là nhiệm vụkhó khăn nhất trong công cuộc cơ giới hoá nông nghiệp Cũng chính vì vậynhiều cơ quan nghiên cứu ở nhiều nước trên thế giới đã đầu tư rất lớn vàonghiên cứu giải quyết vấn đề trên, đặc biệt là ở các nước công nghiệp pháttriển

Máy kéo thuộc loại máy có cấu tạo phức tạp, có nhiều chi tiết đòi hỏi

độ bền và độ chính xác cao Do đó công việc thiết kế chế tạo máy kéo làcông việc phức tạp đòi hỏi đầu tư cao về kỹ thuật công nghệ chế tạo và thiết

bị máy móc hiện đại Đứng đầu trong lĩnh vực này là Nhật Bản, Mỹ, Đức,Nga

Ở các nước chậm phát triển hoặc đang phát triển việc trang bị một số

hệ thống máy kéo cho quốc gia của mình chủ yếu theo hướng nhập khẩu Tuynhiên do hạn chế về vốn, để tiết kiệm vốn và để kích thích, tạo điều kiện chocông nghiệp trong nước phát triển, nhiều nước đang phát triển cũng đã hìnhthành và phát triển ngành chế tạo máy kéo

1.3 Tình hình phát triển máy kéo ở Việt Nam

1.3.1 Tình hình nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy kéo ở Việt Nam

Công tác nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy kéo ở nước ta bắt đầu khásớm, từ năm 1962 đã nghiên cứu thiết kế chế tạo và thử nghiệm nhiều loạimáy kéo Liên tục đã có nhiều chương trình nghiên cứu khoa học cấp Nhànước về chế tạo máy kéo Có thể nói sự phát triển của ngành chế tạo máy kéo

ở nước ta vẫn đang trong thời kỳ nghiên cứu và hoàn thiện.

1.3.2 Tình hình nhập và sử dụng máy kéo ở Việt Nam

Trong thời kỳ bao cấp, Miền Bắc nhập nhiều loại máy kéo từ các nướcĐông Âu, Trung Quốc Trong đó số lượng máy nhập từ Liên Xô (cũ) chiếmnhiều nhất Vê chất lượng, qua thực tế sử dụng nhiều năm đã khẳng định loạimáy kéo bánh MTZ – 50/80 và cả loại máy kéo xích DT – 75 do Liên Xô chếtạo là phù hợp với điều kiện sản xuất của nước ta trong thời kỳ bao cấp

Sau Nghị quyết 10 của Bộ Chính trị, ruộng đất được giao cho nông dân

sử dụng lâu dài, kích thước ruộng bị thu hẹp, manh mún Các máy kéo lớnkhông phát huy được hiệu quả sử dụng và thay vào đó là các loại máy kéocông suất nhỏ

Các máy kéo đang sử dụng ở Miền Bắc rất đa dạng về chủng loại, mãhiệu và tính năng kỹ thuật, công suất khoảng 6 – 12 mã lực đối với máy kéo 2bánh và 15 – 30 mã lực đối với máy kéo 4 bánh Phấn lớn trong số đó là cácmáy nhập từ Trung Quốc, Nhật Bản, Thái Lan,… Thực trạng vấn đề này donhiều nguyên nhân gây ra, một phần do kích thước đồng ruộng ở các vùngkhông giống nhau đặc biệt ở Miền Bắc diện tích thửa ruộng quá nhỏ, vốn đầu

tư từ nông hộ thì hạn chế ngay cả nhóm, cá nhân chuyên kinh doanh các máynông nghiệp đi làm thuê vẫn còn khó khăn về vốn Mặt khác, do nền côngnghiệp chế tạo máy kéo ở nước ta chưa phát triển các máy kéo chủ yếu nhậpngoại không được quản lý về chất lượng và cũng không có chỉ dẫn cần thiếtcủa các cơ quan khoa học Vì thế sự trang bị máy kéo ở các nông hộ gầngiống như một cuộc “thử nghiệm” với trình độ rất thấp và không có sự hỗ trợcủa các nhà khoa học cũng như sự bảo hộ của pháp luật đối với sử dụng máy.Hậu quả của việc trang bị máy móc thiếu những căn cứ khoa học cần thiết lànhiều chủ máy có hiệu quả sử dụng thấp thậm chí còn bị phá sản, chưa thực

sự có tác dụng kích thích phát triển sản xuất nông nghiệp Đây cũng là bài học

thực tế cho các nhà khoa học, các nhà quản lý và những người sử dụng máy.

Tình trạng phát triển của ngành chế tạo máy kéo ở nước ta rất chậm vàtrong những năm tới chưa thể chế tạo ra máy kéo lớn có chất lượng kỹ thuậtcao đáp ứng được yêu cầu cơ giới hóa sản xuất nông lâm nghiệp Hiện nay cảnước có khoảng 250000 máy kéo các loại tăng 1,64 lần so với năm 2000 Ởnước ta có nhà máy cơ khí nông nghiệp Hà Tây chuyên phân phối các loạimáy kéo có công suất nhỏ từ 12 – 22 mã lực động cơ 1 xylanh, và một số sảnphẩm về máy nông nghiệp khác

Những tính chất vật lý có ảnh hưởng lớn đến tính năng kéo bám củamáy kéo là thành phần cấu trúc, độ ẩm và độ chặt

Thành phần cấu trúc của đất (còn gọi là thành phần hạt) được đánh giábởi kích thước hàm lượng của các hạt cứng (cốt liệu) trong khối đất Theothành phần cấu trúc các loại đất được chia thành hai nhóm chính : nhóm đấtsét và nhóm đất cát Nhóm đất sét được cấu tạo chủ yếu bởi các hạt sét, cònnhóm đất cát chủ yếu là do các hạt cát cấu thành nên Tuỳ theo hàm lượng

của các thành phần các nhóm này còn được phân loại ra một số loại cụ thể

Độ ẩm của đất biểu thị lượng nước chứa trong khối đất và được đánh giábởi tỷ số giữa trọng lượng của phần nước chứa trong khối đất và trọng lượngtoàn phần của khối đất đó khi ở trạng thái tự nhiên Khi độ ẩm thay đổi thìtrạng thái và các tính chất cơ học của đất cũng thay đổi theo Ví dụ, tùy thuộcvào độ ẩm trạng thái của đất sét có thể là cứng, dẻo hoặc ở thể lỏng

Độ chặt (còn gọi là độ cứng) là lực cản riêng của đất trên mỗi đơn vịdiện tích đầu đo (máy đo độ chặt) khi ấn đầu đo đó vào trong đất từ trênxuống dưới theo phương thẳng đứng

Độ chặt và độ ẩm của đất có ảnh hưởng lớn đến các tính chất cơ học của

nó Khi khảo nghiệm máy kéo trên đồng ruộng thường phải xác định haithông số này ở các độ sâu khác nhau tùy thuộc vào mục đích nghiên cứu.Các tính chất cơ học của đất

Khi quan sát sự tác động tương hỗ giũa bộ phận di động của máy và đấtngười ta thấy thường xuất hiện các hiện tượng sau đây :

 Sự phá vỡ hoàn toàn cấu trúc của đất ở những vùng có ứng suất lớnhơn khả năng tiếp nhận ngoại lực của đất

 Xuất hiện lực ma sát giữa bộ phận di động và đất, giữa các phần tử đất(ma sát nội tại) do chúng bị trượt tương đối với nhau

 Đất bị nén lại và các phần tử đất dịch chuyển theo nhiều hướng khácnhau Do đó xuất hiện các ứng suất ở trong đất, trước tiên xuất hiện ở vùngtiếp xúc trực tiếp với bộ phận di động và sau đó sẽ được lan truyền vào bêntrong theo nhiều hướng khác nhau Độ lớn và sự phân bố các ứng suất phụthuộc vào tính chất tác động của tải trọng, loại và trạng thái vật lý của đất

Để tiện cho việc nghiên cứu người ta phân tích sự biến dạng của đất theohai phương : phương pháp tuyến (vuông góc với mắt đất) và phương tiếptuyến (song song với mặt đất) Các ứng suất cũng được phân tích thành haithành phần tương ứng với hai phương đó : ứng suất pháp tuyến (ứng suất nén)

và ứng suất tiếp tuyến (ứng suất cắt)

Độ sâu của vết bánh xe sẽ phụ thuộc vào ứng suất nén, còn tính chất kéobám của bộ phận di động sẽ phụ thuộc vào ứng suất cắt Do đó sức chống nén

và chống cắt là hai tính chất cơ học cơ bản có ảnh hưởng lớn đến tính năngkéo bám của máy kéo

Sức chống nén của đất được đặc trưng bởi ứng suất pháp tuyến Thựcngiệm cho thấy rằng, mối quan hệ định lượng giữa ứng suất pháp tuyến  và

độ biến dạng h của đất có tính chất phi tuyến Đường cong biểu diễn mốiquan hệ đó có dạng như hình 1.1 Đồ thị này còn có tên gọi là đặc tính néncủa đất hoặc đường cong nén đất

Đặc tính nén của đất có thể chia thành

3 phần tương ứng với ba giai đoạn của quá

trình nén đất Trong giai đoạn thứ nhất chỉ

xảy ra sự nén chặt làm cho các phần tử đất

xích lại gần nhau, quan hệ giữa ứng suất và

độ biến dạng là tuyến tính Trong giai đoạn

thứ hai sự nén chặt đất vẫn tiếp tục xảy ra

nhưng đồng thời xuất hiện cục bộ hiện

tượng cắt đất ở một số vùng bao quanh khối

đất Khi đó

ứng suất lớn hơn lực nội ma sát và lực dính giữa các hạt đất, do đó biến dạng

sẽ tăng nhanh hơn so với sự tăng ứng suất và quan hệ giữa chúng là phi tuyến.Cuối giai đoạn hai ứng suất trên toàn bộ vùng bao quanh khối đất lớn hơn nộilực ma sát và lực dính giữa các phần tử đất, quá trình nén chặt đất kết thúc

và bắt đầu xảy ra hiện tượng trượt hoàn toàn giữa khối đất và vùng đất baoquanh nó và ứng suất pháp tuyến đạt giá trị cực đại Trong giai đoạn thứ bachỉ xảy ra hiện tượng truợt của khối đất, ứng suất không tăng nhưng biếndạng vẫn tiếp tục tăng Ở một số loại đất trong giai đoạn này ứng suất còn

Hình 1.1 Quan hệ giữa ứng suất pháp s

giảm xuống chút ít.

Sự xuất hiện ứng suất pháp tuyến trong đất là do tác động của ngoại lực(lực nén) Khi tăng lực nén sẽ làm tăng ứng suất cho đến khi đạt đến ứng suấtcực đại, sau đó dù có tăng lực nén ứng suất không tăng nữa Do đó ứng suấtcực đại max sẽ đặc trưng cho khả năng chống nén của đất Trị số của smax phụthuộc loại đất và các tính chất vật lý của nó, đặc biệt là độ ẩm

Sự biến dạng của đất theo phương pháp tuyến liên quan đến độ sâu củavết bánh xe và do đó ảnh hưởng đến lực cản lăn của máy kéo Vì vậy đườngđặc tính nén đất được sử dụng như một cơ sở khoa học để tính toán thiết kế

hệ thống di động của máy kéo Để tiện sử dụng đặc tính này người ta thườngbiểu diễn mối quan hệ giữa ứng suất pháp tuyến và độ biến dạng bằng cáccông thức hồi quy thực nghiệm Tùy theo mục đích nghiên cứu và quan điểmcủa các tác giả và tùy thuộc cả loại đất, mối quan hệ đó có thể được biểu diễntheo các công thức thực nghiệm khác nhau Một trong các công thức hayđược sử dụng có dạng :

=k.hk.hn (1.1)

trong đó : k là hệ số thực nghiệm; h - độ biến dạng; n - chỉ số mũ.Trị số của k và n phụ thuộc vào loại đất, trạng thái vật lý của nó và đượcxác định bằng thực nghiệm

Sức chống cắt của đất được tạo thành bởi hai thành phần : lực ma sát vàlực liên kết (lực dính) giữa các phần tử đất Các thành phần lực này phụ thuộcvào các tính chất cơ lý và phụ thuộc vào áp suất pháp tuyến, tức là phụ thuộcvào tải trọng pháp tuyến

Trong quá trình cắt đất theo phương ngang xảy ra sự biến dạng và xuấthiện các ứng suất tiếp tuyến Thực nghiệm cho thấy rằng, mối quan hệ giữaứng suất tiếp tuyến  và biến dạng l có dạng như hình 1.2

Hình dạng của đường cong cắt đất cũng tương tự như đường cong nénđất Đối với đất dẻo,sau khi ứng suất cắt đạt đến giá trị cực đại max đường

biểu diễn là đường nằm ngang, chứng tỏ ứng suất không thay đổi Nhưng đốivới đất cứng, sau khi đạt giá trị cực đại ứng suất cắt giảm xuống chút ít rồisau đó sẽ giữ nguyên giá trị Điều này được giải thích rằng, ở đất cứng sứcchống cắt được tạo thành chủ yếu do lực ma sát giữa các phần tử đất Khi 

< max trong đất xuất hiện ma sát nghỉ nhưng khi  =k.h max sẽ bắt đầu xảy ra hiệntượng trượt hoàn toàn và do đó xuất hiện ma sát trượt và ứng suất cắt sẽ giảmxuống

Người ta thường sử dụng ứng suất cắt cực

đại max để đặc trưng cho khả năng chống cắt

của đất và gọi là sức chống cắt của đất Giá trị

max phụ thuộc vào áp suất pháp tuyến (ứng suất

nén), loại và trạng thái vật lý của đất

Thực nghiệm cho thấy rằng, mối quan hệ

giữa sức chống cắt  và ứng suất pháp  gần

như là tuyến tính, thể hiện như hình 1.3 Đối

với đất khô lực dính là không đáng kể, đồ thị đi

từ gốc tọa độ, còn ở các loại đất tự nhiên bao

giờ cũng tồn tại lực dính giữa các phần tử đất,

trên đồ thị được biểu diễn bởi o

Mối quan hệ giữa ứng suất tiếp tuyến và ứng suất pháp tuyến có thểđược biểu diễn theo công thức :

l

t

tmax2

tmax1

Trong các tính chất vật lý, độ ẩm ảnh hưởng rất lớn đến các tính chất cơ

học của đất Thực nghiệm cho thấy rằng, mối quan hệ giữa hệ số  và độ ẩm

W có dạng như hình 1.4

Độ ẩm còn gây ảnh hưởng đến cả tốc độ biến dạng của đất khi nó chịu tácđộng tải trọng động Vì tốc độ thoát nước qua các lỗ rỗng trong đất ảnh hưởngđến tốc độ lan truyền ứng suất và tốc độ biến dạng mà tốc độ thoát nước lại phụthuộc vào tốc độ thay đổi lực tác động lên đất Lực tác động của bộ phận di độngcủa máy kéo lên đất mang tính chất tải trọng động lực học Do đó độ ẩm sẽ gâyảnh hưởng đến tính năng kéo bám và độ trượt của máy kéo

Tóm lại, sức chống nén và sức chống cắt của đất là những thông số quantrọng và thường được sử dụng để tính toán cường độ chịu tải, tính ổn định củađất ở những công trình thủy lợi, xây dựng và là một trong những thông số cơbản xác định độ lún, số lượng, tiết diện và góc nghiêng của các loại mấu bámbánh xe máy kéo làm việc trên đất có độ ẩm cao

Chương 2

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Đường đặc tính của động cơ

Động cơ đặt trên các máy kéo chủ yếu là động cơ đốt trong loại piston.(động cơ lắp trên máy kéo Bông Sen 20 là loại động cơ 1 piston đặt nằmngang) Các chỉ tiêu năng lượng và tính kinh tế của động cơ được thể hiện rõtrên đường đặc tính làm việc của nó Tính chất hoạt động của động cơ ảnhhưởng rất lớn đến tính năng sử dụng của máy kéo Vì vậy cần thiết phải nắmvững các đường đặc tính của động cơ để giúp cho việc giải quyết vấn đề cơbản trong lý thuyết máy kéo như nghiên cứu các tính năng kéo và tính năngđộng lực học của máy kéo

Các đường đặc tính của động cơ có thể chia làm 2 loại :

- đường đặc tính tốc độ

- đường đặc tính tải trọng

2.1.1 Đường đặc tính tốc độ

Đường đặc tính tốc độ là đồ thị chỉ sự phụ thuộc của công suất hiệu dụng

Ne, mô men quay Me, chi phí nhiên liệu giờ GT và chi phí nhiên liệu riêng ge

(lượng chi phí nhiên liệu để sản ra một đơn vị công suất hiệu dụng) theo sốvòng quay n hoặc theo tốc độ góc  của trục khuỷu

Các loại động cơ điezen lắp trên máy kéo đều có bộ điều tốc (máy điềuchỉnh tốc độ) để duy trì tốc độ quay của trục khuỷu khi tải trọng ngoài (mômen cản Mc) thay đổi Đường đặc tính tốc độ của động cơ điezen phụ thuộcrất lớn vào đặc tính của bộ điều tốc, do đó nó còn gọi là đường đặc tính tựđiều chỉnh

Có hai loại đường đặc tính tốc độ :

 Đường đặc tính tốc độ ngoài, gọi tắt là đường đặc tính ngoài

 Đường đặc tính cục bộ.

Các đường đặc tính của động cơ nhận được bằng cách khảo nghiệm trêncác thiết bị chuyên dùng (bàn khảo nghiệm động cơ)

Đường đặc tính ngoài của động cơ nhận được khi khảo nghiệm động cơ

ở chế độ cung cấp nhiên liệu cực đại, tức là khi đặt tay thước nhiên liệu (ởđộng cơ điêzen) ở vị trí cực đại hoặc mở hoàn toàn bướm ga (ở động cơxăng) Nếu tay thước nhiên liệu hoặc bướm ga đặt ở vị trí trung gian sẽ nhậnđược đường đặc tính cục bộ Như vậy ở các động cơ lắp bộ điều tốc đa chế(máy điều chỉnh mọi chế độ) sẽ có một đường đặc tính ngoài và vô vàn đườngđặc tính cục bộ tùy thuộc vào vị trí tay ga

Trên hình 2.1 biểu diễn đường đặc tính ngoài tự điều chỉnh của động cơđiêzen

Qua đó ta thấy rằng, ở chế độ tốc độ nn công suất động cơ đạt giá trị cựcđại Nemax và chi phí nhiên liệu riêng đạt giá trị cực tiểu gemin, khi đó động cơlàm việc có hiệu quả nhất và được gọi là chế độ làm việc danh nghĩa hoặc chế

độ làm việc định mức ở chế độ này các chỉ tiêu của động cơ cũng có tên gọitương ứng : công suất định mức Nn =k.h Nemax, mô men quay định mức Mn và sốvòng quay định mức nn

Hình 2.1 Đường đặc tính tự điều chỉnh của động cơ điêzen

Khoảng biến thiên tốc độ từ số vòng quay định mức nn đến số vòng quaychạy không nck phụ thuộc vào độ không đồng đều của bộ điều tốc Phần đồ thịtương ứng khoảng tốc độ nn - nck được gọi là nhánh tự điều chỉnh (các đường

đồ thị có dạng đường thẳng), còn tương ứng với vùng tốc độ nhỏ hơn nn lànhánh không có điều tốc hoặc nhánh quá tải (các đồ thị có dạng đường cong)

Ở nhánh quá tải công suất của động cơ giảm còn chi phí nhiên liệu riêng tăng,tức là động cơ làm việc kém hiệu quả Ngoài ra, các chi tiết của động cơ sẽchịu tải trọng lớn hơn đồng thời sự bôi trơn các chi tiết cũng kém đi do tốc độquay của trục khuỷu thấp dẫn đến tăng tốc độ mài mòn các chi tiết và còn một

số nhược điểm khác nữa Do vậy không nên sử dụng động cơ ở nhánh quá tảitrong thời gian dài, chỉ được phép sử dụng để khắc phục các hiện tượng quátải tức thời

Ở nhánh quá tải, mô men quay vẫn tiếp tục tăng nhưng chậm và sau khiđạt giá trị cực đại Mmax nếu tải trọng tiếp tục tăng lên thì mô men động cơ Me

và tốc độ quay n sẽ giảm dần rồi ngừng quay vì lúc đó quá trình tự đốt cháynhiên liệu không thực hiện được Do vậy động cơ chỉ có thể hoạt động đượcvới tải trọng Mc < Mmax tương ứng với tốc độ quay n > nM

Để đánh giá khả năng khắc phục hiện tượng quá tải hay còn gọi là khảnăng thích ứng của động cơ đối với sự tăng tải, người ta đưa ra hệ số thíchứng theo mô men quay và được xác định như sau :

k M

M

max n

trong đó : Mmax - mô men quay cực đại của động cơ;

Mn - mô men quay định mức của động cơ

Động cơ nào có hệ số thích ứng càng lớn thì khả năng khắc phục hiệntượng quá tải càng tốt Ở các động cơ điêzen thông thường kM =k.h 1.1  1,25Máy kéo thường làm việc với tải trọng thay đổi ngẫu nhiên, trong phạm

vi rộng nhiều khi người lái không kịp phản xạ để điều chỉnh ga hoặc thay đổi

số truyền và dẫn đến bị chết máy Do vậy chỉ nên sử dụng công suất động cơnhỏ hơn công suất định mức và tất nhiên chỉ cho phép làm việc lâu dài ởnhánh tự điều chỉnh Mức độ sử dụng công suất động cơ được đánh giá bởi hệ

số sử dụng tải trọng :

 =k.h M M c

n (2.2) trong đó : Mc - mô men cản đặt lên trục khuỷu;

Mn - mô men quay định mức của động cơ

Khi tính toán các chỉ tiêu kéo của máy kéo có thể chọn  =k.h 0,8  0,9 Đường đặc tính tốc độ ngoài được sử dụng như một tài liệu kỹ thuật đểđánh giá tính năng kinh tế - kỹ thuật của động cơ Trong lý thuyết máy kéothường được sử dụng để tính toán tính năng kéo và tính năng động lực họchoặc sử dụng để tính toán các chỉ tiêu sử dụng các liên hợp máy kéo (máykéo liên hợp máy công tác)

Việc xây dựng chính xác đường đặc tính của động cơ chỉ có thể tiếnhành bằng thực nghiệm Tuy nhiên, nếu chấp nhận độ chính xác tương đốicũng có thể sử dụng phương pháp giải tích kết hợp sử dụng một số công thứchoặc hệ số thực nghiệm Một trong những công thức hay được sử dụng làcông thức S.R Lay Đecman, có dạng như sau :

Giá trị của mô men quay được xác định theo công thức :

n - số vòng quay của trục khuỷu, v/ph;

Me - mô men quay của động cơ, Nm

Như vậy, nhờ sử dụng các công thức (2.3) và (2.4) ta có thể xây dựngđược một cách gần đúng các đường cong Ne =k.h f(n) và Me =k.h f(n)

2.1.2 Đường đặc tính tải trọng

Đường đặc tính tải trọng là đồ thị biểu diễn mối quan hệ của công suấthiệu dụng Ne, số vòng quay của trục khuỷu n và chi phí nhiên liệu giờ GT với

mô men quay của động cơ Me Đường đặc tính tải trọng có dạng như hình 2.2

Về bản chất của các mối liên hệ giữa các thông số và cách xây dựng cácmối quan hệ đó hoàn toàn giống như đã phân tích trên đường đặc tính tốc độ.Nhưng đường đặc tính tải trọng sẽ thuận lợi hơn cho một số vấn đề nghiêncứu, nhất là khi nghiên cứu các tính năng kéo của máy kéo Vì rằng, nhánhđiều chỉnh trong đường đặc tính tải trọng (tương ứng với khoảng thay đổi mômen từ 0 đến Mn) có thể bố trí được rộng hơn so với nhánh điều chỉnh ởđường đặc tính tốc độ (trong khoảng nn - nck) Nhờ đó khi xác định giá trị củacác thông số trên đồ thị sẽ chính xác hơn Tuy nhiên, để đánh giá tính năngkinh tế - kỹ thuật của động cơ thì đường đặc tính tốc độ thể hiện đầy đủ hơn,

dễ so sánh giữa các động cơ với nhau thông qua chi phí nhiên liệu riêng ge

2.2 Tính năng kéo bám của máy kéo

Công dụng chính của các máy kéo nông nghiệp là dùng làm nguồnđộng lực cho các liên hợp máy thực hiện các công việc trên đồng ruộng Hiệuquả làm việc của các liên hợp máy phụ thuộc rất lớn vào tính năng kéo củamáy kéo

2.2.1 Khái niệm về lực kéo tiếp tuyến, lực bám và hệ số bám của bánh xe chủ động

2.2.1.1 Khái niệm về lực kéo tiếp tuyến (lực chủ động)

Quá trình tác động tương hỗ giữa bánh xe với mặt đường hoặc đất xảy rarất phức tạp, song về nguyên lý làm việc của bánh xe chủ động có thể biểudiễn như hình 2.3

Dưới tác dụng của mô men chủ động Mk bánh xe tác động lên mặtđường một lực tiếp tuyến P (không vẽ trên hình), ngược lại mặt đường tác

dụng lên bánh xe một phản lực tiếp tuyến Pk cùng chiều chuyển động vớimáy kéo và có giá trị bằng lực P (Pk =k.h P) Phản lực Pk có tác dụng làm chomáy chuyển động.

Do vậy phản lực tiếp tuyến Pk được gọi là lực kéo tiếp tuyến, đôi khi còn

được gọi là lực chủ động

Về bản chất, lực kéo tiếp tuyến là phản lực của đất tác dụng lên bánh xe do

mô men chủ động gây ra, có chiều cùng với chiều chuyển động của máy kéo.Giá trị lực kéo tiếp tuyến khi máy kéo chuyển động ổn định được xácđịnh theo công thức :

Me - mô men quay của động cơ;

i, m -tỷ số truyền và hiệu suất cơ học của hệ thống truyền lực;

rk- bán kính bánh xe chủ động

Qua đó ta thấy rằng, lực kéo tiếp tuyến sẽ đạt giá trị cực đại Pkmax khi sửdụng số truyền có tỷ số truyền lớn nhất i =k.h imax và mô men quay động cơ đạtgiá trị lớn nhất Me =k.h Mmax, nghĩa là :

Pkmax =k.h M e r i m

k

max max 

(2.6)Khi máy kéo chuyển động không ổn định mô men chủ động còn phụthuộc vào gia tốc và mô men quán tính của các chi tiết chuyển động quay

Hình 2.3

Sơ đồ nguyên lý làm việc của bánh xe chủ động

MkG

K

RK

rk

PKZ K

không đều trong hệ thống truyền lực và trong động cơ Lực kéo tiếp tuyến cóthể được xác định theo công thức :

P M

M r

ak k

trong đó: M’ k - mô men chủ động khi chuyển động không ổn định;

Mak - mô men các lực quán tính tiếp tuyến của các chi tiết chuyển

động quay không đều trong hệ thống truyền lực và trong độngcơ;

Pk, P’k - lực kéo tiếp tuyến khi chuyển động ổn đìnhva khi chuyển

Giá trị cực đại của lực kéo tiếp tuyến theo khả năng bám của bánh xe

được gọi là lực bám P , nghĩa là:

Pkmax =k.h Pj

Về bản chất, lực bám được tạo thành bởi 2 thành phần chính : lực ma sátgiữa bánh xe và mặt đường; sức chống cắt của đất được sinh ra do tác độngcủa các mấu bám Khi chuyển động trên đường cứng, lực bám được tạo tành

do lực ma sát, còn khi chuyển động trên nền đất mềm lực bám được tạo thành

do cả lực ma sát và lực chống cắt của đất Do vậy lực bám sẽ phụ thuộc vàođặc điểm cấu tạo của bánh xe, tính chất cơ lý của đất và tải trọng pháp tuyến.Khi chuyển động trên mặt phẳng ngang ( hình 2.4) tải trọng pháp tuyến Gk làphần trọng lượng máy kéo tác động lên bánh xe bao gồm cả trọng lượng bảnthân của bánh xe Tải trọng pháp tuyến Gk sẽ được cân bằng với phản lựcpháp tuyến Zk của đất

Thực nghiệm đã khẳng định rằng, lực bám phụ thuộc rất lớn vào tảitrọng pháp tuyến và có mối quan hệ tỷ lệ thuận Do đó mối quan hệ nàythường hay được sử dụng khi nghiên cứu khả năng bám của bánh xe

Tỷ số giữa lực bám P và tải trọng pháp tuyến Gk được gọi là hệ số bám

và thường được ký hiệu là , nghĩa là :

 =k.h P

G k

 (2.8)

Hệ số bám là một thông số quan trọng dùng để đánh giá tính chất bámcủa máy kéo Nó phụ thuộc vào kết cấu của hệ thống di động và trạng tháimặt đường Do tính chất phức tạp và đa dạng của điều kiện sử dụng máy kéocũng như sự phức tạp của các mối quan hệ giữa hệ số bám và các yếu tố ảnhhưởng cho nên giá trị của hệ số bám chỉ được xác định bằng thực nghiệm và

độ chính xác của các số liệu chỉ mang tính tương đối

Trên cơ sở công thức (2.8) ta có thể viết :

P =k.h Gk =k.h Zk (2.9)

Như vậy điều kiện cần để máy kéo có thể chuyển động được sẽ là :

PK < Pj (2.10)

Điều kiện trên cũng nói lên rằng khả năng chuyển động của máy kéo sẽ

bị giới hạn bởi khả năng bám của các bánh xe chủ động

Tóm lại, khi tính toán lực kéo tiếp tuyến hoặc lực chủ động của máy kéocần phải xem xét cho 2 trường hợp :

Khi đủ bám Pk sẽ tính theo mô men của động cơ, có thể sử dụng côngthức (2.5) hoặc (2.6).

Khi không đủ bám Pkmax sẽ tính theo lực bám :

P kmax = P (2.11)

2.2.2 Các lực cản chuyển động của máy kéo

Các lực cản chuyển động của máy kéo được sinh ra do nhiều nguyênnhân khác nhau Thành phần và tính chất của các lực cản phụ thuộc vào tínhchất công việc, địa hình và chế độ chuyển động Trường hợp tổng quát là khimáy kéo chuyển động lên dốc với tốc độ nhanh dần (hình 2.4)

Trong trường hợp này các thành phần lực cản của máy kéo bao gồm :lực cản lăn Pf, lực quán tính Pj , lực cản không khí Pw, lực cản kéo Pm, lực cảndốc Gsina

2.2.2.1 Lực cản lăn

Lực cản lăn của các bánh xe xuất hiện là do sự tiêu hao năng lượng bêntrong lốp khi nó bị biến dạng, do xuất hiện các lực ma sát giữa bánh xe vàmặt đường, trong các ổ trục bánh xe hoặc ma sát trong bộ phận di động xích,lực cản không khí chống lại sự quay của bánh xe và sự tiêu hao năng lượngcho việc tạo thành vết bánh xe

Do phụ thuộc đồng thời vào nhiều yếu tố nên việc xác định mức độ tiêuhao năng lượng của từng thành phần riêng là rất khó khăn Bởi vậy người taqui tất cả các thành phần tiêu hao năng lượng cho quá trình lăn của bánh xethành một lực cản và gọi là lực cản lăn.

Như vậy, có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến lực cản lăn của máy kéo.Thực nghiệm đã chứng tỏ rằng, phản lực pháp tuyến của mặt đường là yếu tốảnh hưởng lớn nhất Do đó có thể xác định lực cản lăn theo phản lực pháptuyến Z hoặc theo trọng lương của máy G, sự ảnh hưởng của các yếu tố còn

lại được qui thành một hệ số f và có thể viết :

Pf =k.h P¦k + P¦n =k.h ¦Z =k.h ¦G (2.12)trong đó : P¦k  lực cản lăn của các bánh chủ động

G  trọng lượng của máy kéo;

Lực cản không khí chủ yếu phụ thuộc vào tốc độ chuyển động, hìnhdáng bề mặt chắn gió phía trước Giá trị của lực cản không khí có thể đượcxác định theo công thức thực nghiệm :

2.2.2.4 Lực cản quán tính P j

Khi máy kéo chuyển động có gia tốc sẽ xuất hiện lực quán tính cóphương song song với phương chuyển động và điểm đặt tại trọng tâm củamáy kéo Nếu chuyển động chậm dần, lực quán tính Pj sẽ cùng chiều vớichiều chuyển động và có tác dụng hỗ trợ cho sự chuyển động của máy kéo.Ngược lại, khi chuyển động nhanh dần, lực quán tính sẽ chống lại sự chuyểnđộng và gọi là lực cản quán tính

Giá trị của lực quán tính có thể xem như tạo thành bởi hai thành phần :

Pj =k.h Pj’ + Pj’’ (2.16)

trong đó : Pj’ - lực cản quán tính tịnh tiến;

Pj’’ - lực cản quán tính do sự ảnh hưởng của các chi tiết chuyển động quay không đều trên máy kéo gây ra

Lực quán tính tịnh tiến Pj’ có thể được xác định theo công thức :

Pj’ =k.h aG g (2.17)

trong đó : a - gia tốc tịnh tiến của máy kéo;

G - trọng lượng máy kéo;

trong đó : Mak- mô men của các lực quán tính tiếp tuyến của các chi tiếtchuyển động quay không đều qui dẫn đến trục bánh chủ động

Man- mô men các lực quán tính tiếp tuyến của bánh trước (bánhdẫn hướng)

Man =k.h a Jn

r n (2.18)

Jn, rm - mô men quán tính và bán kính của bánh xe dẫn hướng

Thay các giá trị Mak và Man vào (2.18), sau đó thay các giá trị của Pj’ và

Pj’’ vào (2.16) ta sẽ nhận được lực cản quán tính chung của máy kéo

P G

g a

g G

r

J r

j

d m x x x k

k

n n

g G

r

J r

2.2.2.5 Lực cản kéo ở móc P m

Lực cản kéo ở móc Pm là thành phần lực cản do máy công tác hoặc rơmooc gây ra Phương và độ lớn của lực cản kéo Pm phụ thuộc vào loại máycông tác, tính chất công việc và cách liên kết với máy kéo Do đó không cócông thức chung để tính toán thành phần lực cản móc

2.2.3 Cân bằng lực kéo và phương trình vi phân chuyển động của máy kéo

Từ sơ đồ lực tác động lên máy kéo (hình 2.4) và xét sự cân bằng lực theophương chuyển động ta nhận được :

Pk =k.h Pf  Pa  Pj + Pm  Pw (2.22)Trong (2.22) lấy dấu cộng (+) trước Pa khi chuyển động lên dốc và lấydấu trừ () khi xuống dốc; trước Pj lấy dấu cộng (+) khi chuyển động nhanhdần và lấy dấu trừ () khi chuyển động chậm dần

Thay Pj từ biểu thức (2.21) vào phương trình (2.22) ta sẽ rút ra đượcphương trình vi phân chuyển động :

Khi chuyển động ổn định phương trình cân bằng lực có dạng :

Pk =k.h Pc

Điều kiện để máy kéo có thể chuyển động được sẽ là :

Pc < Pkmax < P (2.25)trong đó : Pkmax  lực kéo tiếp tuyến cực đại theo khả năng cung cấp mô menquay của động cơ;

P  lực bám của máy kéo;

Nếu Pkmax > Pc > P máy kéo không chuyển động được do các bánh chủđộng bị trượt quay hoàn toàn

Nếu Pkmax < Pc < P , máy kéo không chuyển động được và động cơ sẽ dừng quay "chết máy"

2.3 Phương trình cân bằng công suất và hiệu suất kéo

Phương trình cân bằng công suất của máy kéo là phương trình biểu thịmối quan hệ giữa công suất phát ra của động cơ và các thành phần công suấtchi phí cho các lực cản chuyển động Trường hợp tổng quát là khi máy kéo có

sử dụng trục thu công suất, phương trình có dạng như sau:

Ne =k.h Nm.s+ N¦ + N  Ni  Nj + Nm +N0 (2.26)

trong đó:

Ne  công suất hiệu dụng của động cơ;

Nm.s  công suất tiêu hao trong hệ thống truyền lực và trên nhánh xíchchủ động (nếu là máy kéo xích);

N¦  công suất tiêu hao cho lực cản lăn;

N  công suất tiêu hao do bánh chủ động hoặc xích bị trượt;

Ni  công suất tiêu hao do lực cản dốc, lấy dấu (+) khi lên dốc và lấydấu () khi xuống dốc;

Nj  công suất tiêu hao cho lực cản quán tính, lấy dấu (+) khi chuyểnđộng nhanh dần và lấy dấu () khi chuyển động chậm dần;

Nm  công suất có ích trên móc kéo (công suất kéo);

N0  công suất truyền cho trục thu công suất

Tỷ số giữa công suất kéo và phần công suất động cơ dùng để thực hiệncông việc kéo được gọi là hiệu suất kéo:

k m

e

N N

 (2.28)Hiệu suất kéo là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá tính chất kéo củamáy kéo và để đánh giá so sánh chất lượng kéo của các máy kéo khác nhau.Hiệu suất kéo phụ thuộc vào các thông số cấu tạo, chế độ tải trọng vàđiều kiện sử dụng chúng Vì vậy, cùng điều kiện sử dụng như nhau, hiệu suấtkéo của các máy kéo khác nhau là khác nhau hoặc cùng một loại máy kéo,hiệu suất kéo sẽ khác nhau khi làm việc ở điều kiện khác nhau

Để đơn giản trước hết ta xét trường hợp máy kéo chuyển động ổn địnhtrên đường nằm ngang và không sử dụng trục thu công suất Các trường hợpkhác sẽ được xem như là trường hợp đặc biệt

Trong trường hợp này phương trình cân bằng công suất như sau:

Pk  lực kéo tiếp tuyến ;

Sơ đồ truyền công suất từ động cơ đến máy nông nghiệp

m s e

N N

N

N N

   .   1 . (2.30)Suy ra: Nm.S =k.h( 1 -m)Ne

 Hiệu suất tính đến sự ảnh hưởng của độ trượt

R k

k

k t T hoặc  =k.h 1 -  (2.31)

 Hiệu suất tính đến sự ảnh hưởng của lực cản lăn:

f m

R

m k

m k

m m

N N

P v

P v

P P

P

 (2.32) Kết hợp các công thức (2.28),(2.31)và (2.32) với những phép biến đổiđơn giản ta nhận được:

cơ học trong hệ thống truyền lực là những đại lượng không đổi: f =k.h const; hm

Khi k=k.h kmax máy kéo làm việc có hiệu quả nhất, do đó giá trị lực kéoứng với kmax được gọi là lực kéo tối ưu Ptu.

Cần lưu ý rằng, hệ số ¦ và đường đặc tính trượt phụ thuộc vào cácthông số cấu tạo của máy kéo và các tính chất cơ lý của đất Do vậy các giá trị

kmax và Ptu của các máy kéo khác nhau sẽ khác nhau và cũng sẽ thay đổi khiđiều kiện sử dụng thay đổi

2.4 Khái niệm chung về đường đặc tính kéo dùng hốp số cơ học

Trong thực tế, trên các máy kéo hầu hết sử dụng loại hộp số cơ học phâncấp, không thể duy trì cho động cơ luôn luôn làm việc ở chế độ danh nghĩa,nghĩa là dộng cơ làm việc thiếu tải hoặc quá tải tuỳ thuộc vào tải trọng kéo và

số truyền làm việc Do vậy các đường cong công suất ứng với các số truyền làkhác nhau và được minh hoạ như hình 2.6

Đường bao của các đường cong công suất chính là đường đặc tính kéothế năng Như vậy ở mỗi số truyền chỉ có nhiều nhất là một điểm tiếp xúc vớiđường đặc tính kéo thế năng Đối với máy kéo xích (Hình 2.6a) do khả năngbám tốt nên điểm cực đại của các đường cong công suất nằm trên đường đặctính kéo thế năng, lúc đó động cơ làm việc ở chế độ danh nghĩa ở các máykéo bánh, khi lực kéo lớn độ trượt sẽ tăng nhanh nên điểm cực đại ứng vớicác số truyền thấp thường không nằm trên đường đặc tính kéo thế năng, ví dụ

số truyền 1 trên hình 2.6b

Như vậy chỉ khi dùng hộp số vô cấp máy kéo mới phát huy hết khả năng

Hình 2.5 Quan hệ giữa hiệu suất kéo và lực kéo ở móc

kéo, đó chính là lý do tại sao gọi đường cong công suất kéo Nm=k.hf(Pm)

Phân loại đường đặc tính kéo

Đường đặc tính kéo của máy kéo là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độtrượt , vận tốc chuyển động v, công suất kéo Nm, chi phí nhiên liệu giờ GT

và chi phí nhiên liệu riêng gT vào lực kéo ở móc Pm ứng với các số truyềnkhác nhau khi máy kéo chuyển động trên mặt đồng nằm ngang

Khi máy kéo làm việc trên các điều kiện đất đai khác nhau, đường đặctính kéo của nó cũng thay đổi Bởi vậy để có một khái niệm tổng quát về cáctính chất đặc trưng của máy kéo, thông thường người ta xây dựng đường đặctính kéo của máy kéo trên các loại đất điển hình

Tuỳ thuộc vào phương pháp xác định các chỉ tiêu kéo (v, d, Nm, GT, gT),đường đặc tính kéo của máy kéo có thể phân thành 2 loại: đường đặc tính kéothực nghiệm và đường đặc tính kéo lý thuyết

 Đường đặc tính kéo thực nghiệm được xây dựng trên cơ sở các số liệuthực nghiệm thu được khi khảo nghiệm máy kéo trên đường hoặc trên đồngruộng Các chỉ tiêu kéo có thể thu được trực tiếp trên thiết bị đo hoặc có sửdụng một số công thức đơn giản để tính toán

 Đường đặc tính kéo lý thuyết được xây dựng theo các kết quả tính toán

lý thuyết trên cơ sở sử dụng một số số liệu kỹ thuật hoặc số liệu thực nghiệm

Hình 2.6 Đường đặc tính kéo của máy kéo dùng hộp

làm điều kiện đầu Nói cách khác là các giá trị của các chỉ tiêu kéo được tínhtoán theo công thức, còn các số liệu ban đầu chỉ đóng vai trò phụ.

2.5 Xây dưng đường đặc tính kéo lý thuyết của máy kéo

Các số liệu ban đầu:

 Đường đặc tính tự điều chỉnh hoặc đường đặc tính tải trọng của động

cơ (hình 2.8);

 Một số thông số kỹ thuật của máy kéo : loại máy, trọng lượng và toạ độtrọng tâm, bán kính bánh xe chủ động hoặc bánh sao chủ động ;

 Hệ số cản lăn f và đường cong trượt thực nghiệm  =k.hf(Pm) của máy kéo

tương tự Nếu không có đường cong trượt  =k.hf(Pm) , độ trựơt có thể tính theocông thức thực nghiệm

Trình tự xây dựng :

Việc xây dựng đường đặc tính kéo lý thuyết có thể được tiến hành theomột vài phương pháp nhưng đều cùng một cơ sở khoa học, chỉ khác nhau cácbước tính toán cụ thể Dưới đây sẽ trình bày một phương pháp với các bướcnhư sau :

1) Xây dựng đường cong trượt  =k.hf(Pm)

2) Xây dựng các đưòng cong vận tốc thực tế v=k.h f(Pm)

Khi máy kéo chuyển động đều trên mặt đường nằm ngang, mô men quaycủa động cơ Me và vận tốc thực tế của máy kéo v có thể được xác định theocác công thức:

=k.hf(Pm) cho các số truyền khác nhau của máy kéo

3) Xây dựng các đường cong công suất kéo Nm=k.hf(Pm)

Các đường cong công suất kéo của máy kéo được xây dựng trên cơ sởcông thức :

Nm =k.h Pmv (2.36)

Do các đường cong vận tốc v =k.h f(Pm) phụ thuộc vào tỷ số truyền nên cácđường cong công suất Nm =k.h f(Pm) cũng phụ thuộc vào tỷ số truyền

4) Xây dựng các đườg cong chi phí nhiên liệu giờ GT=k.hf(Pm)

Cho giá trị bất kỳ của lực kéo Pm Sử dụng công thức (6.12) ta xác định

mô men quay Me ứng với Pm đã cho, sau đó từ đường đặc tính của động cơ GT

=k.hf(Me) xác định được giá trị GT tương ứng Từ cặp giá trị (Pm, GT) vừa xácđịnh được ta vẽ được một điểm của đồ thị Thay các giá trị lực kéo khác nhau

ta xác định được nhiều điểm và nối chúng lại sẽ được đường cong GT =k.h f(Pm)của số truyền đã cho

Tất cả các đường cong GT =k.h f(Pm) sẽ cắt nhau tại một điểm, tương ứngvới lúc máy kéo đứng yên và động cơ làm việc ở chế độ chạy không GT =k.h G

T0 Tại các điểm cực đại G T =k.h GTmax , tương ứng với lúc động cơ làm việc ởchế độ danh nghĩa

Ne =k.h Nemax, Me =k.h MeH và  =k.h H Trên đồ thị các điểm cực đại GTmax phảinằm trên một đường thẳng Tương tự như vậy, các điểm mút của các đườngcong GT - Pm cũng nằm trên một đường thẳng, tương ứng với lúc Me =k.h Memax.5).Xây dựng các đường cong chi phí nhiên liệu riêng gT=k.hf(Pm)

Chi phí nhiên liệu riêng của máy kéo là chỉ tiêu quan trọng để đánh giátính tiết kiệm nhiên liệu và được xác định theo công thức :

g G

N

T Tm

 103 , g/kWh (2.37)trong đó : G T - chi phí nhiên liệu giờ, kg/h; N - công suất kéo, kW

Các đường cong gT=k.hf(Pm) cũng được xây dựng cho từng số truyền

Cần lưu ý rằng các đường cong trên đường đặc tính kéo biểu thị mốiquan hệ giữa các chỉ tiêu kéo và lực kéo ở móc Các quan hệ này là các quan

hệ phi tuyến Do đó để đảm bảo độ chính xác cần thiết phải xác định nhiềuđiểm, nhất là ở vùng lực kéo mà công suất kéo đạt cực đại Nmax và chi phínhiên liệu riêng đạt cực tiểu gmin Trên Hình 2.8 là dạng đường đặc tính kéo lýthuyết

Một số nhận xét:

Qua đường đặc tính kéo ta thấy rằng các đường cong công suất kéo đều

có giá trị cực đại và các đường cong chi phí nhiên liệu riêng đều có giá trị cựctiểu gmin và cùng đạt được trong một vùng lực kéo Lúc đó hiệu quả làm việc

e