Nghiên cứu đề xuất các giải pháp nâng cao chất lượng phanh cho liên hợp máy kéo shibaura SD3100 với rơ moóc khi vận chuyển gỗ (khóa luận cơ điện và công trình

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CƠ ĐIỆN & CƠNG TRÌNH =====***===== KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG PHANH CỦA LIÊN HỢP MÁY KÉO SHIBAURA SD3100 VỚI RƠ MOÓC KHI VẬN CHUYỂN GỖ NGÀNH : CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ MÃ NGÀNH : 7510205 Giáo viên hướng dẫn : PGS.TS Lê Văn Thái Sinh viên thực : Ngơ Xn Hồi Mã sinh viên : 1651110349 Lớp : K61-KOTO Khóa học : 2016 - 2020 Hà Nội, 2020 LỜI CẢM ƠN Lời xin cho phép em gửi lời chúc tốt đẹp tới quý thầy cô trường Đại học Lâm Nghiệp, quý thầy khoa Cơ Điện Cơng Trình thầy cô dạy dỗ em suốt năm vừa qua Cũng người giúp đỡ em thời gian làm khóa luận tốt nghiệp vừa qua Trân trọng bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Lê Văn Thái định hướng nghiên cứu, tận tình bảo với tận tâm, trách nhiệm cao giúp đỡ em suốt trình nghiên cứu hồn thiện khóa luận Về phía nhà trường: Được học tập trường niềm vinh hạnh lớn cho em Ngành ô tô ngành mà xã hội cần thiếu, nên với tâm huyết hết long nghiệp giáo dục quốc gia nhà trường trọng chăm lo cho sinh viên nhà trường Với trang thiết bị ô tô để thực hành kiến thức mà sinh viên trường làm việc độc lập phục vụ xã hội Bên cạnh nhà trường chăm lo sức khỏe , đời sống tinh thần sinh viên, người sinh viên trường em xin gửi đến thầy cô giáo Ban Giám Hiệu thầy cô giảng dạy lời chân thành cảm ơn Đồng thời phía khoa Cơ Điện Cơng Trình em xin bày tỏ long biết ơn sâu xắc tới thầy tận tình dạy dỗ em năm vừa qua Đặc biệt em xin cảm ơn tới thầy Lê Văn Thái tận tình hướng dẫn giúp đỡ, tạo điều kiện cho em hồn thành khóa luận Cuối với lòng chân thành cảm ơn chúc cho quý thầy cô giáo hoạt động trường Đại học Lâm Nghiệp mạnh khỏe, gặt nhiều thành công rực rỡ nghiệp trồng người Sinh viên Ngơ Xn Hồi MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH ĐẶT VẤN ĐỀ Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình khai thác vận chuyển gỗ nước ta giới 1.1.1 Tình hình khai thác vận chuyển gỗ nước giới 1.1.2 Tình hình khai thác vận chuyển gỗ Việt Nam 1.2 Tình hình nghiên cứu động lực học phanh ô tô – máy kéo 10 1.2.1 Tình hình nghiên cứu nước 10 1.2.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 14 1.3 Giới thiệu liên hợp máy kéo Shibaura SD3100 với rơ moóc vận chuyển gỗ 16 1.4 Mục tiêu đề tài 19 1.5 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 19 1.6 Phương pháp nghiên cứu 19 1.6.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 19 1.6.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 20 Chương CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 21 2.1 Hiện trạng hệ thống phanh liên hợp máy kéo Shibaura SD3100 21 2.2 Các tiêu chung đánh giá chất lượng phanh liên hợp máy kéo 24 2.2.1 Hiệu phanh 24 2.2.3 Chỉ tiêu đánh giá hiệu phanh số nước 34 Chương ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG PHANH CHO LIÊN HỢP MÁY KÉO SHIBAURA SD3100 KHI VẬN CHUYỂN GỖ 38 3.1 Xác định chất lượng phanh liên hợp máy kéo Shibaura SD3100 38 3.1.1 Sơ đồ lực tác dụng lên liên hợp máy vận chuyển gỗ phanh 38 3.1.2 Xác định hiệu phanh LHM Shibaura SD3100 vận chuyển gỗ 39 3.1.3 Ổn định hướng phanh: 45 3.2 Đề xuất giải pháp cải tiến hệ thống phanh cho liên hợp máy kéo Shibaura SD3100 nhằm nâng cao chất lượng phanh 46 3.3 Sơ hạch toán giá thành 51 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Bảng thông số kỹ thuật máy kéo SHIBAURA SD3100 17 Bảng 1.2 Thông số kỹ thuật rơ moóc lắp sau máy kéo Shibaura SD3100 19 Bảng 2.1 Chỉ tiêu đánh giá hiệu phanh số nước 35 Bảng 2.2 Tiêu chuẩn Châu Âu hiệu phanh (ECE R13) 36 Bảng 2.3 Chỉ tiêu đánh giá hiệu phanh Việt Nam 36 Bảng 2.4 Tiêu chuẩn Ngành 22 – TCN 224 – 2001 (Bộ GTVT quy định – 2001) 37 Bảng 3.1 Sơ hạch toán giá thành hệ thống phanh liên hợp máy cải tiến 51 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 - Tỷ trọng loại rừng quản lý Việt Nam Hình 1.2 - Thị trường xuất gỗ Việt Nam năm 2012 Hình 1.3 - Liên hợp máy kéo SHIBAURA SD3100 rơ moóc vận chuyển gỗ rừng trồng 16 Hình 1.4: Cấu tạo rơ moóc trục 18 Hình 2.1 - Sơ đồ hệ thống phanh dầu máy kéo shibaura SD 3100 21 Hình 2.2 - Cấu tạo nguyên lý làm việc xylanh phanh 22 Hình 2.3 - Cơ cấu phanh bánh xe 23 Hình 2.4 - Đồ thị thay đổi quãng đường phanh theo vận tốc bắt đầu phanh v1 theo hệ số bám 𝝋 27 Hình 2.5 - Giản đồ phanh 28 Hình 2.6 - Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô phanh mà ô tô bị quay góc β 32 Hình 3.1 - Các lực tác dụng lên liên hợp máy phanh 38 Hình 3.2 - Cải tiến hệ thống phanh liên hợp máy kéo với rơ mc 47 Hình 3.3 - Sơ đồ, cấu tạo điều hòa lực phanh 48 Hình 3.4 - Nguyên lý hoạt động điều hòa lực phanh 48 Hình 3.5 - Bố trí điều hịa lực phanh hệ thống phanh liên hợp máy 50 ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện Việt Nam quốc gia phát triển với ¾ gần 80% dân số nông thôn miền núi Trong công công nghiệp hóa đại hóa đất nước theo định hướng xã hội chủ nghĩa, đôi với việc phát triển kinh tế nhiều thành phần, mở rộng khu công nghiệp, xây dựng sở hạ tầng Đảng nhà nước trọng đến việc phát triển kinh tế khu vùng núi, khu vùng sâu vùng xa với mục đích rút ngắn khoảng cách nghèo vùng nước Tuy nhiên, khu vực miền núi sản xuất nông lâm nghiệp chủ yếu, lại giữ vị trí quan trọng việc phát triển nề kinh tế nước nhà Nhưng kinh tế cịn khó khăn cộng với khoa học kĩ thuật chưa phát triển nên việc sản xuất nông lâm nghiệp khu vực miền núi nhiều hạn chế chưa đạt xuất cao Sản xuất nông lâm nghiệp q trình sản xuất đặc thù, mang tính độc lập cao, điều kiện sản xuất khó khăn phức tạp, tiêu tốn nhiều sức lao động Để nâng cao suất, giảm nhẹ sắc lao động sản xuất nông lâm nghiệp cần phải áp dụng giới hóa tổng hợp tồn hệ thống máy móc Một cơng việc sản xuất lâm nghiệp khâu vận chuyển, khâu quan trọng trình sản xuất Hoạt động vận chuyển thường vận chuyển địa hình tương đối khó khăn phải vận chuyển bề mặt đường lâm nghiệp Cơng đoạn khó khăn việc vận chuyển gỗ từ nơi khai thác đến địa điểm tập kết kho bãi gần đường giao thông Các đường từ nơi khác thác đến địa điểm thường đường mòn hẹp đường tự tạo thác Chúng có đất yếu, bề mặt gồ ghề, hiểm trở trơn trượt, nguy hiểm Chính thế, phương tiện vận chuyển ô tô phương tiện có tải trọng khó khơng thể di chuyển vận chuyển hàng hóa loại địa hình Từ điều kiện thực bề mặt đường lâm nghiệp, người ta thường sử dụng loại máy kéo kết hợp với rơ mc cho cơng đoạn vận chuyển Trong thực tế, trình vận chuyển thường gặp trường hợp xuất dốc cục trơn trượt làm vận tóc máy kéo rơ mc khơng gây khó khăn an toàn cho người điều khiển Để thực khâu vận chuyển gỗ rừng trồng Đề tài KC07 thiết kế chế tạo rơ moóc chuyên dùng cho liên hợp máy kéo SHIBAURA SD3100 Đây loại rơ moóc trục chủ động, dẫn động hệ thống truyền động thủy lực từ trục thu công suất máy kéo Các kết nghiên cứu ban đầu khẳng định tính ưu việt cảu loại liên hợp máy vận chuyển đường dốc lâm nghiệp áp dụng vào thực tế sản xuất Tuy nhiên, để đảm bảo cơng việc hiệu an tồn trình sản xuất, cần thiết phải tiếp tục nghiên cứu hồn thiện kết cấu, cơng nghệ chế tạo, đặc biết phải quan tâm đến tiêu an toàn liên hợp máy Hiện nay, việc nghiên cứu thiết kế, chế tạo thử nghiệm thiết bị chuyên dùng lắp nguồn động lực để sử dụng vào nhiều mục đích khác nhà khoa học quan tâm nghiên cứu Trên sở việc nghiên cứu, tìm hiểu tình hình giới hóa khâu sản xuất lâm nghiệp như: Tình hình khai thác, vận chuyển, chế biến, loại phương tiện vận chuyển nước ta trên giới Trên thực tế, máy kéo Shibaura SD3100 Nhật Bản chế tạo hoạt động loại địa hình phẳng phức tạp nước giới, nên nhà khoa học chế tạo liên hợp máy kéo Shibaura phù hợp với địa hình Đối với Việt Nam, có địa hình phức tạp, việc ứng dụng sử dụng liên hợp máy kéo phù hợp với địa hình Việt Nam nguy hiểm, hệ thống phanh để đảm bảo an tồn cho người vận hành người xung quanh cần thiết liên hợp máy kéo Shibaura Để nâng cao hiệu sử dụng đảm bảo an tồn q trình làm việc cần thiết phải tiến hành nghiên cứu đầy đủ động lực học liên hợp máy đặc biệt hệ thống phanh liên hợp máy trình làm việc điều kiện đường lâm nghiệp Với mục đích để hồn thành chương trình đào tạo kỹ sư chun ngành Kĩ Thuật Ơ Tơ, đồng ý Trường Đại học Lâm Nghiệp, Khoa Cơ điện Cơng trình, tơi tiến hành thực đề tài “ Nghiên cứu đề xuất giải pháp nâng cao chất lượng phanh cho liên hợp máy kéo Shibaura SD3100 với rơ moóc vận chuyển gỗ” Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình khai thác vận chuyển gỗ nước ta giới 1.1.1 Tình hình khai thác vận chuyển gỗ nước giới Ngành công nghiệp gỗ toàn cầu tăng trưởng mạnh: ưa chuộng sản phẩm từ gỗ quốc gia Mỹ EU giúp cho giá trị chế biến gỗ toàn cầu tăng từ 283 tỷ USD năm 2012 lên 373 tỷ USD vào năm 2016 với tốc độ tăng trưởng hàng năm (CAGR) 7.2% Đây tốc độ tăng trưởng cao so với mức tăng trưởng chung nhóm ngành Tốc độ dự báo tăng mạnh hơn, 9,2% (CAGR), giai đoạn 2016-2020 lên 531 tỷ USD (2020) nhóm sản phẩm ngành chế biến gỗ gồm dăm gỗ, gỗ công nghiệp (ván nhân tạo) đồ gỗ nội, ngoại thất Nhóm gỗ cơng nghiệp (Ván nhân tạo) bao gồm sản phẩm ván ép gỗ dán, ván dăm ván sợi Đây nhóm sản phẩm có tốc độ tăng trưởng mạnh khả khai thác gỗ tự nhiên ngày hạn chế Bên cạnh sản phẩm gỗ nhân tạo có số đặc tạo lợi đa dạng bề mặt, chống mối, chống ẩm Trong 15 năm qua, thương mại dăm gỗ toàn cầu tăng lên gần 75%, chủ yếu mở rộng công suất bột giấy Trung Quốc Hai thị trường nhập dăm gỗ lớn giới Trung Quốc Nhật Bản, Phần Lan, Thụy Điển Thổ Nhĩ Kỳ Để giảm bớt việc lao động chân tay người mà đại suất cao với phát triển tất ngành khoa học kỹ thuật :Tin học, khí, y học, giao thơng, sinh học sản suất lâm nghiệp nhà khoa học nghiên cứu áp dụng thành tựu khoa học vào Trong san xuất lâm nghiệp, khâu đòi hỏi việc lao động chân tay nhiều khâu khai thác, vận chuyển chế biến lâm sản Nhờ áp dụng khoa học kĩ thuật vào sản xuất lâm nghiệp khâu phần lớn giới hóa máy móc Cơ giới hóa thay sức lao động người máy móc để thực nhanh chóng với suất hiệu cao công Pjmk  PPmk  PA – Pimk (3.2) Trong đó: mk + Pj lực qn tính máy kéo chuyển động có gia tốc sinh xsc định theo công thức: Pjmk  Gmk J mk g (3.3) + PPmk - Lực phanh bánh xe sau máy kéo xác định theo công thức: PPmk  Z mk (3.4) Với: Z2 phản lực pháp tuyến bánh xe cầu sau máy kéo; ∅mk hệ số bám bánh xe sau máy kéo với mặt đường + Pimk - Lực cản độ dốc gây nên tính theo cơng thức: Pimk = Gmk sinα (3.5) PA , PB - Lực kéo moóc tác dụng lên máy kéo rơ mc Thay phương trình (3.3) (3.5) vào (3.2) ta có phương trình cân lực cho máy kéo phanh: Gmk J mk  PPmk  Gmk sin  PA g (3.6) Từ phương trình (3.6) rút ra: J mk  ( PPmk  Gmk sin   PA ).g Gmk (3.7) *Đối với rơ mc Xây dựng phương trình cân lực phanh cách chiếu lực tác dụng lên rơ moóc lên phương theo bề mặt đường (phương OX) ta có: Pjrm  PPrm  Pirm  PB  Pf (3.8) Trong đó: + PB phản lực liên kết máy kéo với rơ moóc khớp nối, cường độ, phương ngược chiều với PA 40 rm + Pj lực quán tính gây trọng lượng rơ mc chuyển động có gia tốc sinh ra: Pjrm  Grm J rm g (3.9) + PPrm - lực phanh sinh bánh xe rơ moóc xác định theo công thức: Ppm = Z3.𝜑𝑟𝑚 (3.10) + Pirm - Lực cản độ dốc gây nên tính theo công thức: Pirm = Gm.sinα (3.11) + Pf3 - Lực cản lăn bánh xe rơ moóc với mặt đường; ∅𝑟𝑚 - Hệ số bám bánh xe rơ moóc với mặt đường Thay phương trình (3.9) (3.11) vào phương trình (3.8), bở qua lực cản lăn bánh xe rơ mc, ta có phương trình cân lực lên rơ moóc phanh; Grm J m  PPr m  Grm sin   PB g (3.12) Từ phương trình (3.12) rút ra: J rm  ( PPr m  Grm sin   PB ).g Grm (3.13) 3.1.2.2 Xác định phản lực liên kết phản lực pháp tuyến máy kéo rơ moóc phanh Thiết lập phương trình cân tính học lực tác dụng máy kéo rơ moóc *Đối với rơ moóc Xét cân lực tác dụng lên rơ moóc phanh, ta có: M B   Z3 Lm  (PJrm  Grm sin  ).(hrm  hm )  G m cos  (Lm  d )   Z   Z B  X   P B (3.14)  Z3  Grm cos   (3.15)  (Grm sin   PPr m )  PPr m  (3.16) 41 Từ phương trình (3.16) suy ra: PB = PPrm – (Grm.sinα +𝑃𝐽𝑟𝑚 ) (3.17) Từ phương trình (3.14) suy ra: Z3  Grm cos  (Lm  d )  (PJrm  Grm sin  ).(hrm  hm ) Lm (3.18) Từ phương trình (3.15) suy ra: ZB = Grm cosα – Z3 =0 (3.19) Thay Z3 từ phương trình (3.18) vào phương trình (3.19) ta có: Grm cos  (Lm  d )  (PJrm  Grm sin  ).(hrm  hm ) Z B  Grm cos   Lm (3.20) *Đối với máy kéo Xét cân lực tác dụng lên máy kéo phanh ta có: ∑Z=0 ⇒Z1+Z2-ZA-Gmk.cosα =0 (3.21)  X   PPmk  Gmk sin  PJmk  PA  (3.22)  M 01  Z L  ( PJmk  Gmk sin ).hmk  Gmk cos a  PA hm  Z A  L  c   (3.23) Từ phương trình (3.22) suy ra: PA  Gmk sin  PJmk  PPmk (3.24) Từ phương trình (3.23) suy ra: Z2  Gmk cos a  ( PJmk  Gmk sin ).hmk  PA hm  Z A  L  c  L (3.25) Thay PA từ phương trình (3.24) ZA=ZB từ phương trình (3.20) vào phương trình (3.25) ta tìm Z2 3.1.2.3 Phương trình chuyển động liên hợp máy phanh Sau xác định gia tốc máy kéo (3.7) gia tốc rơ mc (3.13) ta có hệ phương trình chuyển động liên hợp máy kéo phanh là: ( PPmk  Gmk sin  PA ).g   J mk  Gmk    J  ( PPr m  Grm sin  PB ).g  rm Grm 42       (3.26) Thay PA = PB phương trình (3.17) PB = PA phương trình (3.24) vào phương trình (3.26) rút gọn ta được: (PPmk  PPr m )  (Gmk  Grm ).sin    J  g  mk  Gmk  Grm      J  (PPmk  PPr m )  (Gmk  Grm ).sin  g   rm  Gmk  Grm (3.27) Như gia tốc máy kéo rơ moóc có giá trị nhau, liên kết giữ máy kéo rơ moóc chốt nên cho phép máy kéo rơ moóc xoay tương đối mặt phẳng XOY quanh chốt Nếu coi lắp chốt khơng có khe hở theo phương dọc gia tốc chuyển động máy kéo rơ moóc có giá trị Jp = Jmk = Jrm; Gia tốc phanh gia tốc chậm dần (mang dấu âm) nên phương trình chuyển động liên hợp máy phanh là: J p  J mk  J rm  (Gmk  Grm ).sin   (PPmk  PPr m ) g Gmk  Grm (3.28) Các lực phanh sinh máy kéo rơ moóc xác định sau: *Đối với máy kéo: PPmk  PPmk max (1  e k1 (t tc1 ) ) (3.29) Với: PPmk max  mk Z  mk Gmk cos  a  ( PJrm  Grm sin  ).hmk  PA hm  Z A (L c) L (3.30) *Đối với rơ moóc: PPr m  PPr m max (1  e k2 (t tc ) ) (3.31) Với: PPmk max  rm Z  rm Grm cos  (Lm  d )  ( PJrm  Grm sin  ).(hrm  hm ) Lm (3.32) Trong đó: tc1, tc2 – Khoảng thời gian chậm tác dụng vào phanh máy kéo rơ moóc; K1,k2 – Hệ số tốc độc tăng lực phanh máy kéo rơ moóc 43 Nếu đặt   k2 gọi hệ số liên kết tốc độ tăng lực phanh máy k1 kéo tốc độ tăng lục phanh rơ mc ta có: Và PPmk  PPmk max (1  e k1 (t tc1 ) ) (3.33) PPr m  PPr m max (1  ek1 (t tc ) ) (3.34) Thay phương trình (3.33), (3.34) vào phương trình (3.28) ta xác định phương trình gia tốc phanh chậm dần phanh liên hợp máy  PPmk max (1  e k1 (t tc1 ) )  (Gmk  Grm ).sin       k1 ( t tc ) )    PPr m  PPr m max (1  e Jp  g Gmk  Grm (3.35) Tính tốn với số liệu từ thơng số kỹ thuật máy kéo Shibaura SD3100 với rơ moóc chở gỗ sau: - Trọng lượng máy kéo: Gmk =15.000 N - Trọng lượng thân rơ moóc trọng tải tối đa: Grm =8000 + 30.000 =38.000 N - Chiều dài sở mãy kéo: L = 1815 mm - Chiều dài sở rơ moóc: Lm = 3094 mm - Tọa độ trọng tâm máy kéo: hmk =522 mm; b = 690 mm; a = 1125 mm - Tọa độ trọng tâm rơ moóc: d = 300 mm; hrm =1200 mm - Khoảng cách từ cầu sau đến điểm moóc: c =420 mm - Chiều cao điểm treo rơ moóc đến trục OX: hm =400 mm - Hệ số bám bánh xe máy kéo: φmk = 0,6 rơ moóc: φmk = 0,55 - Vận tốc bắt đầu phanh: V0 = 16 km/h; Góc dốc: α =100 - Hệ số liên kết: λ =1, k1 =2 - Thời gian chậm tác động phanh máy kéo rơ moóc: tc1 = 0,2; tc2 = Kết tính tốn xác định được: - Gia tốc chậm dần phanh: Jmax = 6,8217 m/s2; - Quãng đường phanh Sp =6,8 m; - Thời gian phanh: = 2,393 s; 44 3.1.3 Ổn định hướng phanh: Để xác địng tiêu ổn định hướng phanh, từ hình 2.4, kết nghiên cứu mục 2.2.1.5 ta có: Góc lệch đường trục máy kéo so với phương chuyển động xác định theo phương trình: P  p ph  Pp.tr  B   '.v1    4.I z   g  (2.33) - Tổng lực phanh bánh xe bên phải xác định theo công thức: Pp ph  Pp.ph1  Pp.ph2 (2.25) Tổng lực phanh bánh xe bên trái xác định theo công thức: Pp.tr  Pp.tr1  Pp.tr2 (2.26) Việc xác định lực phanh bên phải trác máy kéo tiên hành thực nghiệm Kế thừa kết nghiên cứu từ tài liệu [6], ta có Pp.ph1  Z1. p1 (3.36) Pp.ph2  Z2  p (3.37) Pp.tr1  Z1.tr1 (3.38) Pp.tr2  Z tr (3.39) Z1, Z2 – phản lực phảp tuyến bánh trước bánh sau máy kéo Thay số vào phương trình (3.25) ta có:Z1 = 3,786 , Z2= 4,925  p1 ,  p hệ số bám bánh xe bên phải trước sau tr1 , tr hệ số bám bánh xe bên trái trước sau Kế thừa kết nghiên cứu từ tài liệu [6] ta có:  p1  0, 76  p  0, 76 tr1  0, 68 tr  0, 68 B: Bề rộng máy kéo, B= 1430 mm 45 𝜑: Hệ số bám máy kéo, 𝜑= 0,76 v1: Vận tốc ban đầu bắt đầu phanh, v1= 30 km/h Iz : Mô men quan tính máy kéo quanh trục z thẳng góc với mặt phẳng xOy qua trọng tâm A máy kéo Thay số vào phương trình (2.33) ta có:   20,139° Từ phương trình cho thấy tiêu ổn định hướng liên hợp máy phụ thuộc vào khác lực phanh (lực bám) hai hàng bánh bên phải bên trái Giá trị góc ổn định hướng liên hợp máy 𝛽 = 20,139° lớn so với tiêu chuẩn quy định để nâng cao chất lượng phanh cho liên hợp máy cần phải có giải pháp làm giảm góc ổn định hướng 3.2 Đề xuất giải pháp cải tiến hệ thống phanh cho liên hợp máy kéo Shibaura SD3100 nhằm nâng cao chất lượng phanh Hệ thống phanh liên hợp máy kéo phải thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật sau: - Có hiệu phanh cao tất bánh xe trường hợp - Hoạt động êm dịu để đảm bảo độ ổn định xe phanh - Điều khiển nhẹ nhàng để giảm cường độ lao động cho người lái - Có độ nhạy cao để thích ứng nhanh với trường hợp nguy hiểm - Đảm bảo phân bố mô men phanh bánh xe tuân theo nguyên tắc sử dụng hoàn toàn trọng lượng bám phanh với cường độ - Khơng có tượng tự xiết - Thốt nhiệt tốt - Có hệ số ma sát cao ổn định - Giữ mối quan hệ tỷ số lực tác động lên bàn đạp phanh lực phanh Qua nghiên cứu xác định tiêu đánh giá chất lượng phanh cho liên hợp máy Shibaura SD3100 với rơ moóc vận chuyển gỗ, từ chúng tơi có 46 đề xuất giải pháp nâng cao hiệu phanh ổn định hướng cho liên hợp máy sau: - Giải pháp 1: Thiết kế, lắp đặt bổ sung hệ thống phanh cho rơ moóc Lắp đặt hệ thống phanh thủy lực cho rơ moóc nhằm tăng thêm phanh lực hãm phanh cho liên hợp máy kéo phanh Đồng thời người lái đạp bàn đạp phanh, cấu phanh tạo lực làm cho bánh xe liên hợp máy kéo rơ moóc dừng lại khắc phục lực quán tính muốn giữ cho xe tiếp tục chạy, làm cho xe dừng lại Ngồi ra, việc lắp thêm phanh cho rơ mc cịn giảm lực qn tính từ rơ mc dồn lên máy kéo Hình 3.2 - Cải tiến hệ thống phanh liên hợp máy kéo với rơ moóc Tổng bơm; Cơ cấu phanh trước máy kéo; Cơ cấu phanh sau máy kéo; Cơ cấu phanh rơ moóc - Giải pháp 2: Lắp đặt điều hòa lực phanh cho liên hợp máy kéo a, Cấu tạo, nguyên lý hoạt động điều hòa lực phanh Bộ điều hòa lực phanh đặt dẫn động cấu phanh sau để hạn chế lực phanh bánh xe sau nhằm tránh tượng trượt lê Cũng có trường hợp để đảm bảo tính dẫn hướng mặt đường có hệ số bám thấp người ta bố trí điều hịa lực phanh dẫn động cấu phanh trước nhằm hạn chế lực phanh bánh xe trước Bộ điều hòa hoạt động hạn chế áp suất dẫn động đến bánh xe sau mà áp suất phụ thuộc vào áp suất điều khiển 47 phụ thuộc vào thay đổi tải trọng lên cầu sau gọi điều hòa hai thơng số -Cấu tạo: Hình 3.3 - Sơ đồ, cấu tạo điều hịa lực phanh Xilanh chính; Buồng khơng khí; Lị xo; Pittơng; Cuppen xilanh; Đường dầu bánh xe; - Nguyên lý hoạt động: Hình 3.4 - Nguyên lý hoạt động điều hòa lực phanh 48 Lực lò xo đẩy píttơng bên phải Áp suất thuỷ lực từ xilanh qua khe hở pittơng cúppen xilanh để tác động lực lên xi lanh phanh bánh trước sau Tại thời điểm này, lực tác động để làm pittông dịch chuyển sang bên trái cách tận dụng độ chênh diện tích bề mặt nhận áp suất, khơng thể thắng lực lị xo, pittơng khơng dịch chuyển (Hình A) Khi áp suất thuỷ lực tác động vào xilanh bánh sau tăng lên, áp suất đẩy pittông bên trái thắng lực lị xo làm cho pittơng dịch chuyển sang trái đóng mạch dầu (Hình B) Khi áp suất thuỷ lực từ xilanh tăng lên, mức tăng áp suất đẩy pittông sang phải để mở mạch dầu Khi trạng thái xảy ra, áp suất thuỷ lực đến xilanh bánh sau tăng lên, áp suất đẩy pittông sang trái bắt đầu tăng lên, trước áp suất thuỷ lực đến xilanh bánh sau tăng lên hồn tồn, pittơng dịch chuyển sang trái đóng mạch dầu Vận hành van lặp lặp lại để giữ áp suất thuỷ lực phía bánh sau khơng tăng cao áp suất phía bánh trước (Hình C) Khi áp suất thuỷ lực từ xilanh giảm xuống, dầu phía xilanh bánh sau qua bên ngồi cúppen xilanh trở phía xilanh (Hình D) b, Phương án lắp đặt điều hòa lực phanh cho liên hợp máy Bộ điều hòa lực phanh lắp đặt đường ống dẫn dầu đặt sau tổng bơm bố trí hình 3.5: 49 Hình 3.5 - Bố trí điều hòa lực phanh hệ thống phanh liên hợp máy Bên cạnh giải pháp cải tiến hệ thống phanh cho liên hợp máy kéo Shibaura cịn có nhiều giải pháp khác nhằm nâng cao hiệu phanh cho liên hợp máy kéo như: lắt đặt phanh có khả sinh lực lớn, lắp đặt van hạn chế áp suất đường dẫn động cầu xe, lắp chống hãm cứng bánh xe ABS, v.v Thì số biện pháp nhằm nâng cao hiệu phanh liên hợp máy kéo * Biện pháp đường xá hạ tầng sở giao thông đường - Nâng cao tỷ lệ đường rải nhựa, mặt đường phẳng, tránh trơn trượt, cải thiện chất lượng đường giao thơng… sử dụng đá sỏi để nâng cao hệ số bám đường rừng *Chế độ sử dụng an toàn cho người sử liên hợp máy kéo Shibaura – SD3100 Rơ moóc vận chuyển gỗ rừng trồng: - Khi vận chuyển gỗ, cần phải đảm bảo tuân thủ tải trọng chuyến xe cho phép, không vận chuyển tải - Khi xuống dốc, với mặt đường có hệ số bám thấp (trơn, trượt) nên vận tốc ≤ 30km/h 50 - Thường xuyên bảo dưỡng, kiểm tra định kỳ hệ thống phanh, lốp xe theo quy định 3.3 Sơ hạch toán giá thành Với giải pháp đưa nhằm nâng cao hiệu hệ thống phanh liên hợp máy kéo Shibaura SD3100 với rơ moóc kèm với chi phí giá thành thị trường Việt Nam chi tiết lắp đặt thêm cho liên hợp máy kéo rơ moóc ứng với từ giải pháp: Bảng 3.1 Sơ hạch toán giá thành hệ thống phanh liên hợp máy cải tiến 51 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết Luận Hệ thống phanh giữ vai trờ quan trọng trình điều khiển vận hành liên hợp máy kéo Shibaura rơ moóc vận chuyển gỗ nhằm giứp cho liên hợp máy chuyển động ổn định an toàn đường Vì việc nghiên cứu tiêu hiệu phanh, ổn định hướng phanh để làm sở cho việc đánh giá đề xuất giải pháp nhằm nâng cao chất lượng cho hệ thống phanh liên hợp máy kéo Shibaura rơ moóc vận chuyển gỗ Bằng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kế thừa tài liệu đề tài nêu trạng hệ thống phanh liên hợp máy kéo, đưa sơ đồ lực tác dụng lên liên hợp máy vận chuyển gỗ phanh (đang chuyển động xuống dốc), lập phương trình chuyển động liên hợp máy phanh Bằng phương pháp nghiên cứu động lực học phanh thiết lập phương trình động lực học phanh Các tiêu hiệu phanh bao gồm: gia tốc chậm dần phanh Jmax = 6,8217 m/s2; quãng đường phanh Sp =6,8 m; thời gian phanh: = 2,393 s; Sự ổn định hướng phanh, góc lệch trục máy kéo với phương chuyển động 𝛽= 20,139° Dựa sở kết nghiên cứu chất lượng phanh liên hợp máy kéo chở gỗ để đề xuất giải pháp nhằm nâng cao hiệu phanh ổn định hướng cho liên hợp máy sau: - 1: Thiết kế, lắp đặt bổ sung hệ thống phanh cho rơ mc; - 2: Lắp đặt điều hịa lực phanh cho hệ thống phanh máy kéo; - Cải thiện đường xá hạ tầng sở giao thơng đường Bên cạnh cịn sơ hạch toán giá thành cho phương án thiết kế cải tiến hệ thống phanh liên hợp máy kéo Shibaura – SD3100 Rơ moóc vận chuyển gỗ rừng trồng 52 Kiến nghị Sau hoàn thành đề tài “ Nghiên cứu đề xuất giải pháp nâng cao chất lượng phanh cho liên hợp máy kéo Shibaura SD3100 với rơ moóc vận chuyển gỗ” Với kết đạt thấy vấn đề phanh ô tô máy kéo vấn đề phức tạp nhiều vấn đề cần tiếp tục quan tâm Vì chúng tơi kiến nghị -Tiếp tục nghiên cứu mơ hình động lực học q trình phanh liên hợp máy theo phương án nghiên cứu kiểm chứng kết tính tốn thực tế để kết đạt -Nghiên cứu động lực học trình phanh liên hợp máy, có ảnh hưởng độ lớn khe hở chốt liên kết moóc -Nghiên cứu hệ thống phanh thủy khí trang bị hệ thống ABS cho liên hợp máy kéo rơ moóc 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Thanh Bình (2011) Khảo sát ổn đỉnh hướng chuyển động tơ q trình phanh ô tô hai cầu Học viện kỹ thuật quân sự-Hà Nội Nguyễn Hữu Cẩn (2004) Phanh ô tô – Cơ sở khoa học thành tựu Nhà xuất Khoa học kĩ thuật – Hà Nội Nguyễn Tài Cường (2007) Nghiên cứu động lực học trình phanh liên hợp máy kéo Shibaura – 3000A vận chuyển gỗ rừng trồng, Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật, Đại học Nông nghiệp 1, Hà Nội Lương Thế Hưng (2016) Đánh giá chất lượng phanh xe tải cỡ nhỏ sản xuất Việt Nam vận chuyển gỗ, Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật, Đại học Lâm Nghiệp Lê Văn Thái (2015) Động lực học kéo phanh ô tô- máy kéo Trường Đại học Lâm Nghiệp Trần Văn Tùng (2017) Nghiên cứu động lực học dọc liên hợp máy kéo bốn bánh rơ moóc trục vận chuyễn gỗ đường lâm nghiệp, Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật, Đại học Lâm Nghiệp Phan Đắc Yến Nghiên cứu mô hình động lực học trình phanh liên hợp máy vận chuyển đường đồi dốc, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Nông nghiệp I - Hà Nội www.news.oto-hui.com https://tailieuoto.vn/ket-cau-he-thong-phanh-thuy-luc-tren-o-to/ 10.http://www.thacogroup.vn/ 54 ... hợp lý nâng cao tính an tồn cho liên hợp máy kéo vận chuyển sản phẩm gỗ Chúng chọn đề tài ? ?Nghiên cứu đề xuất giải pháp nâng cao chất lượng phanh cho liên hợp máy kéo Shibaura SD3100 với rơ moóc. .. tiêu đề tài Nghiên cứu xác định tiêu đánh giá chất lượng trình phanh liên hợp máy kéo Shibaura SD3100 với rơ moóc từ đề xuất giải pháp nhằm nâng cao chất lượng phanh cho liên hợp máy vận chuyển gỗ. .. tốc phanh lớn (JPmax) 37 Chương ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG PHANH CHO LIÊN HỢP MÁY KÉO SHIBAURA SD3100 KHI VẬN CHUYỂN GỖ 3.1 Xác định chất lượng phanh liên hợp máy kéo Shibaura SD3100