Khảo sát quá trình khởi hành của liên hợp máy kéo với rơ moóc trên dốc
3.1. Các giả thiết
Việc khởi hành trên dốc luôn xẩy ra vì khi vận chuyển trên dốc do góc dốc cao ta phải chuyển từ số truyền cao về số thấp hơn, trong khi tham gia vận chuyển trên đ−ờng dốc do nhiều nguyên nhân khác, liên hợp máy phải dừng ở giữa dốc sau đó lại phải khởi hành từ vận tốc bằng không tới vận tốc làm việc của số truyền đã chọn... nh− vậy việc nghiên cứu động lực học quá trình khởi hành liên hợp vận chuyển trên dốc phải thành lập mô hình toán cho cơ hệ nghiên cứu. Mô hình thành lập bỏ qua càng ít các yếu tố khách quan ảnh h−ởng đến cơ hệ thì kết quả càng tin cậy và có độ chính xác cao.
Quá trình khởi hành của liên hợp máy kéo và rơ moóc trên dốc là một quá trình phức tạp nhất trong các quá trình liên hợp vận chuyển trong nông nghiệp. Ng−ời điều khiển máy vừa một lúc đồng thời phải tác động đết tất cả các cơ cấu điều khiển của máy kéo: Cắt ly hợp (côn), đạp phanh, vào số, nhả phanh, chuyển ngay chân điều khiển phanh sang bàn đạp ga, buông côn từ từ và lái máy. Các tháo tác này diễn ra có thứ tự nh−ng lại gần nh− đồng thời do đó để lập mô hình bài toán phải dựa trên một số giả thiết nhằm đơn giản hóa quá trình khởi hành trên dốc mà vẫn đảm bảo độ tin cậy cho phép.
- Đ−ờng truyền lực từ bộ ly hợp đến trục bánh xe chủ động là tuyệt đối cứng. - Liên kết giữa khung máy kéo và rơ móoc là tuyệt đối cứng.
- Bánh xe chuyển động không tr−ợt, bỏ qua độ giảm chấn của bánh xe chủ động. - Liên hợp máy khởi hành trên nền dốc phẳng, cứng tải trọng ngoài không đổi P = CONST.
- Quá trình gài ly hợp thực hiện êm dịu và đều đặn. Mô men ma sát của ly hợp luôn bằng mô men của động cơ và cùng với tốc độ đóng ly hợp, mô men của ly hợp tăng từ không đến mô men danh nghĩa của động cơ.
- Vận tốc góc của trục bị động ly hợp luôn nhỏ hơn hoặc bằng vận tốc góc phần chủ động ly hợp. Bỏ qua lực quán tính của cơ hệ.
- Trong khi khảo sát quá trình ta coi liên hợp máy là một khối liên kết cứng. Các lực t−ơng tác sẽ ảnh h−ởng đến toạ độ trọng tâm của cơ hệ.
3.2. Ph−ơng trình vi phân chuyển động của liên hợp máy
Từ mô hình liên hợp vận chuyển nh− trên hình 2.11. Sau khi đặt các lực và mô men tác dụng lên liên hợp máy và dựa trên các giả thiết nh− trình bày ở mục 3.1, dựa vào định luật thứ nhất của Newton có thể lập ph−ơng trình vi phân chuyển động cho cơ hệ khảo sát:
PK PC dv m dt − = ∑ (3.1) Trong đó: m = G Gm g +
- khối l−ợng của toàn liên hợp gồm khối l−ợng
của máy kéo và của rơ moóc;
Pk- lực chủ động của bánh xe chủ động; ΣPc- tổng lực cản của liên hợp máy;
dv/dt- gia tốc của trọng tâm liên hợp máy. Các thành phần lực cản gồm:
Pf- lực cản lăn;
Pi hay Pd- lực cản dốc; Pm- lực cản moóc; Pj- lực cản quán tính;
m- khối l−ợng toàn bộ hệ khảo sát; G- trọng l−ợng máy kéo;
g- gia tốc trọng tr−ờng. Mà Pp ≥ Pd trong đó Pd= (G+Gm)Sin α
Từ đó ta xác lập các ph−ơng trình tính toán sau:
Trong quá trình khởi hành, nếu kể đến ảnh h−ởng của các khối l−ợng tham gia chuyển động quay không đều đến khối l−ợng của cơ hệ ng−ời ta có thể tính các thành phần khối l−ợng đó theo công thức sau :
g Gr I Iei 1 i 2 b b t 2 t η +∑ + = δ (3.2)
Trong đó: δi - hệ số tính đến ảnh h−ởng của các khối l−ợng vận động quay. Hệ số δi có thể xác định theo công thức kinh nghiệm nh− sau:
δi = 1 + δ1i2h + δ2.
Trong các công thức trên: ih- tỷ số truyền của hộp số;
io- tỷ số truyền của truyền lực chính.
Các hệ số δ1 vàδ2 có giá trị gần đúng sau đây: δ1 ≈δ2 ≈ 0,05 Vậy: δi = 1,05 + 0,05 i2h
Chú ý đến ảnh h−ởng của các khối l−ợng chuyển động quay đến khối l−ợng của cơ hệ ph−ơng trình (3.1) có dạng sau :
dt dv m Pc P i k −Σ = δ
Từ các ph−ơng trình vừa xác lập, chúng tôi tiến hành lập ch−ơng trình giải quyết bài toán.