bé gi¸o dôc vµ ®µot¹o
trêng ®¹i häc n«ng nghiÖp 1
n«ng v¨n v×n
®éng lùc häc chuyÓn ®éng
m¸y kÐo « t«
(Dïng cho sinh viªn ngµnh c¬ khÝ ®éng lùc)
Hµ Néi 2007
Lêi nãi ®Çu
M¸y kÐo vµ « t« ®îc sö dông trong nhiÒu lÜnh vùc kinh tÕ kh¸c nhau nh n«ng
nghiÖp, l©m nghiÖp, c«ng nghiÖp, giao th«ng vËn t¶i ... Trong n«ng nghiÖp m¸y kÐo lµ
nguån ®éng lùc chÝnh thùc hiÖn c¸c kh©u c¬ giíi ho¸ trªn ®ång ruéng, vËn chuyÓn s¶n
phÈm vµ vËt t n«ng nghiÖp hoÆc liªn hîp víi c¸c m¸y tÜnh t¹i.
Do nhu cÇu cña s¶n xuÊt, ngµnh chÕ t¹o m¸y kÐo ®· sím ph¸t triÓn, tr íc hÕt lµ ë
c¸c níc ch©u ¢u. Tõ kho¶ng gi÷a thÕ kû XVIII ë Anh, Ph¸p ®· s¶n xuÊt ra mét sè lo¹i
m¸y kÐo b¸nh vµ ®Õn n¨m 1879 ë Nga ®· s¶n xuÊt ra lo¹i m¸y kÐo xÝch ®Çu tiªn trªn thÕ
giíi. Lóc bÊy giê chñ yÕu dïng ®éng c¬ h¬i níc. §Õn n¨m 1910 ë Nga ®· chÕ t¹o ra
m¸y kÐo dïng ®éng c¬ ®èt trong. §ã còng lµ nh÷ng chiÕc m¸y kÐo ®Çu tiªn trong lÞch
sö ph¸t triÓn m¸y kÐo hiÖn ®¹i.
Tõ ®ã ®Õn nay ®· tr¶i qua nhiÒu giai ®o¹n ph¸t triÓn, kÕt cÊu cña m¸y kÐo kh«ng
ngõng ®îc c¶i tiÕn vµ ngµy cµng ®îc hoµn thiÖn. Nhê ®ã hiÖu qu¶ sö dông chóng ngµy
cµng cao vµ ph¹m vi sö dông còng ®îc më réng ra.
Cïng víi sù ph¸t triÓn cña ngµnh chÕ t¹o « t« m¸y kÐo, m«n “§éng lùc häc
chuyÓn ®éng « t« m¸y kÐo” còng ®· ®îc h×nh thµnh vµ ph¸t triÓn. §ã lµ mét m«n khoa
häc chuyªn nghiªn cøu c¸c vÊn ®Ò ®éng häc, ®éng lùc häc cña tõng c¬ cÊu hoÆc cña
toµn m¸y trong c¸c ®iÒu kiÖn sö dông kh¸c nhau; nghiªn cøu c¸c tÝnh n¨ng sö dông, x¸c
lËp c¸c chØ tiªu vµ c¸c th«ng sè ®¸nh gi¸ c¸c tÝnh n¨ng ®ã nh»m x©y dùng c¬ së khoa
häc ®Ó hoµn thiÖn kÕt cÊu m¸y, vµ x¸c ®Þnh c¸c chÕ ®é sö dông hîp lý nh»m n©ng cao
hiÖu qu¶ sö dông chóng.
M«n §éng lùc hoc chuyÓn ®éng « t« m¸y kÐo ®îc h×nh thµnh trªn c¬ së ph©n tÝch
c¸c kÕt cÊu cña m¸y, kÕt hîp víi nh÷ng kinh nghiÖm ®óc kÕt ® îc trong qu¸ tr×nh sö
dông chóng. M«n khoa häc nµy ®îc h×nh thµnh muén h¬n ngµnh chÕ t¹o « t« m¸y kÐo.
Tuy vËy trong thùc tÕ nã ®· ®ãng mét vai trß quan träng trong viÖc thóc ®Èy sù ph¸t
triÓn ngµnh chÕ t¹o « t« m¸y kÐo. Kinh nghiÖm cña nhiÒu níc cho thÊy r»ng, ®a sè c¸c
trêng hîp thµnh c«ng trong lÜnh vùc thiÕt kÕ chÕ t¹o « t« m¸y kÐo lµ nhê vµo sù khai
th¸c c¸c m«n lý thuyÕt vÒ « t« m¸y kÐo. Tuy nhiªn, sù ph¸t triÓn cña ngµnh chÕ t¹o m¸y
kÐo còng nh sù tÝch lòy kinh nghiÖm sö dông chóng sÏ lµ nguån thóc ®Èy vµ hç trî cho
m«n khoa häc nµy ngµy cµng ph¸t triÓn vµ hoµn thiÖn h¬n.
Gi¸o tr×nh nµy sÏ giíi thiÖu c¸c kiÕn thøc c¬ b¶n vÒ tÝnh chÊt ®éng lùc häc cña «
t« m¸y kÐo nh»m môc ®Ých lµm tµi liÖu häc tËp chÝnh cho sinh viªn c¬ khÝ ®éng lùc
thuéc chuyªn ngµnh c¬ khÝ hãa s¶n xuÊt n«ng nghiÖp ®ång thêi cã thÓ lµm tµi liÖu tham
kh¶o cho c¸c kü s cã quan t©m ®Õn lÜnh vùc nµy.
Do tr×nh ®é vµ thêi gian cã h¹n, ch¾c r»ng kh«ng tr¸nh khái nh÷ng thiÕu sãt trong
khi biªn so¹n, t¸c gi¶ rÊt mong nhËn ®îc sù gãp ý cña c¸c b¹n ®ång nghiÖp vµ cña ®éc
gi¶ ®Ó bæ sung cho nh÷ng lÇn biªn so¹n sau.
Hµ Néi, th¸ng 2 n¨m 2006
T¸c Gi¶
Ch¬ng 1
TÝnh n¨ng sö dông
vµ ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña m¸y kÐo vµ « t«
1.1. TÝnh n¨ng sö dông m¸y kÐo vµ « t«
Trong s¶n xuÊt n«ng nghiÖp m¸y kÐo ®îc sö dông ®Ó thùc hiÖn nhiÒu c«ng viÖc
kh¸c nhau, trong c¸c ®iÒu kiÖn ®Êt ®ai khÝ hËu rÊt phøc t¹p vµ ®a d¹ng. Do ®ã c¸c yªu
cÇu kü thuËt ®Æt ra ®èi víi c¸c m¸y kÐo còng rÊt ®a d¹ng. §Ó ®¸p øng ® îc c¸c yªu cÇu
®ã ®ßi hái m¸y kÐo ph¶i cã mét sè tÝnh n¨ng sö dông nhÊt ®Þnh. C¸c tÝnh n¨ng nµy gi÷
vai trß quan träng trong viÖc n©ng cao hiÖu qu¶ sö dông m¸y kÐo trong nh÷ng ®iÒu kiÖn
nhÊt ®Þnh.
§èi víi « t«, ®iÒu kiÖn chuyÓn ®éng cã thuËn lîi h¬n vµ c¸c c«ng viÖc còng ®ì
phøc t¹p h¬n so víi m¸y kÐo nhng còng ®ßi hái cã nhiÒu tÝnh n¨ng sö dông, ®Æc biÖt lµ
c¸c lo¹i xe dông trong qu©n sù hoÆc c¸c lo¹i xe chuyªn dïng.
¶nh hëng cña tõng tÝnh n¨ng ®Õn hiÖu qu¶ sö dông chung cña « t« m¸y kÐo lµ
kh¸c nhau. §Ó ®¸nh gi¸ ¶nh hëng ®ã cÇn ph¶i ®a ra ®îc c¸c th«ng sè ®o còng nh c¸c
ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh trÞ sè cña chóng. Sù lùa chän ®óng ®¾n c¸c tÝnh n¨ng sö dông vµ
c¸c th«ng sè ®o c¸c tÝnh n¨ng ®ã sÏ cã ý nghÜ rÊt lín trong viÖc t×m kiÕm c¸c gi¶i ph¸p
kü thuËt nh»m n©ng cao chÊt lîng chÕ t¹o vµ n©ng cao hiÖu qu¶ sö dông cña m¸y kÐo ë
c¸c ®iÒu kiÖn kh¸c nhau.
C¸c tÝnh n¨ng sö dông quan träng cña m¸y kÐo vµ « t« cã thÓ chia ra thµnh 3
nhãm chÝnh : tÝnh n¨ng kinh tÕ - kü thuËt, tÝnh n¨ng kü thuËt chung vµ tÝnh n¨ng
chuyªn dïng (cßn gäi lµ tÝnh n¨ng ®Æc thï).
C¸c tÝnh n¨ng kinh tÕ-kü thuËt. Nh÷ng tÝnh n¨ng quan träng nhÊt trong nhãm nµy
lµ tÝnh n¨ng kÐo, tÝnh n¨ng ®éng lùc häc vµ tÝnh kinh tÕ cña m¸y kÐo vµ « t«.
TÝnh n¨ng kÐo cña m¸y kÐo khi thùc hiÖn c¸c c«ng viÖc trong n«ng nghiÖp ® îc
®Æc trng bëi kh¶ n¨ng thùc hiÖn c¸c c«ng viÖc kÐo ë c¸c ®iÒu kiÖn ®Êt ®ai kh¸c nhau.
TÝnh n¨ng nµy phô thuéc rÊt lín vµo kh¶ n¨ng b¸m cña bé phËn di ®éng víi mÆt ®ång.
Khi vËn chuyÓn, tÝnh n¨ng kÐo cña « t« vµ m¸y kÐo ® îc ®Æc trng bëi tèc ®é chuyÓn
®éng trung b×nh trªn c¸c lo¹i ®êng kh¸c nhau.
TÝnh n¨ng ®éng lùc häc cña m¸y kÐo khi thùc hiÖn c¸c c«ng viÖc trªn ®ång ruéng
hoÆc c¸c c«ng viÖc x©y dùng sÏ ®îc ®Æc trng bëi kh¶ n¨ng kh¾c phôc hiÖn tîng qu¸ t¶i,
kh¶ n¨ng rêi chç vµ t¨ng tèc víi t¶i träng kÐo lín. Khi vËn chuyÓn tÝnh n¨ng ®éng lùc
häc cña « t« vµ m¸y kÐo ®îc ®Æc trng bëi tèc ®é chuyÓn ®éng cùc ®¹i, gia tèc vµ ®é dèc
lín nhÊt mµ xe cã thÓ vît ®îc.
TÝnh n¨ng kÐo vµ tÝnh n¨ng ®éng lùc häc ¶nh hëng rÊt lín ®Õn n¨ng suÊt cña liªn
hîp m¸y kÐo vµ « t«. Do vËy viÖc nghiªn cøu vµ t×m hiÓu c¸c tÝnh n¨ng nµy lµ mét
trong nh÷ng nhiÖm vô c¬ b¶n cña m«n ®éng lùc häc chuyÓn ®éng cña m¸y kÐo vµ « t«.
TÝnh kinh tÕ cña c¸c m¸y kÐo vµ « t« ®îc ®¸nh gi¸ th«ng qua gi¸ thµnh c«ng viÖc
do chóng thùc hiÖn. TÝnh kinh tÕ phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè nh chi phÝ nhiªn liÖu vµ
c¸c vËt liÖu b«i tr¬n, chi phÝ cho ch¨m sãc kü thuËt vµ söa ch÷a, tr¶ tiÒn l¬ng cho c«ng
nh©n ... Trong m«n häc nµy chØ xem xÐt ®Õn tÝnh tiÕt kiÖm nhiªn liÖu. TÝnh tiÕt kiÖm
nhiÖn liÖu cña m¸y kÐo chñ yÕu phô thuéc vµo tÝnh tiÕt kiÖm nhiªn liÖu cña ®éng c¬, sù
ph©n bè tû sè truyÒn trong hÖ thèng truyÒn lùc còng nh viÖc sö dông hîp lý c¸c sè
truyÒn ®ã vµ cßn phô thuéc ®iÒu kiÖn sö dông cô thÓ.
TÝnh n¨ng kü thuËt chung. Nhãm tÝnh n¨ng nµy chñ yÕu liªn quan ®Õn ®é bÒn,
tuæi thä, tÝnh thuËn tiÖn trong ®iÒu khiÓn, ch¨m sãc kü thuËt , tÝnh an toµn vµ sù chuyÓn
®éng ªm dÞu cña m¸y kÐo vµ « t«.
§é bÒn vµ tuæi thä cña « t« m¸y kÐo ®îc thÓ hiÖn ë kh¶ n¨ng lµm viÖc mµ kh«ng
x¶y ra háng hãc hoÆc xÈy ra sù mµi mßn c¸c chi tiÕt qu¸ nhanh buéc ph¶i dõng m¸y ®Ó
söa ch÷a. §Ó c¶i thiÖn tÝnh n¨ng nµy cÇn ph¶i x¸c ®Þnh ®îc mét c¸ch chÝnh x¸c c¸c lùc
vµ c¸c m« men t¸c ®éng lªn c¸c chi tiÕt hoÆc c¸c c¬ cÊu cña m¸y. §ã lµ tiÒn ®Ò cho viÖc
tÝnh to¸n thiÕt kÕ hîp lý c¸c c¬ cÊu vµ c¸c chi tiÕt m¸y vµ còng lµ mét trong nh÷ng
nhiÖm vô quan träng cña m«n ®éng lùc häc chuyÓn ®éng cña m¸y kÐo vµ « t«.
TÝnh thuËn tiÖn ®iÒu khiÓn vµ ch¨m sãc kü thuËt cña « t« m¸y kÐo thÓ hiÖn ë kh¶
n¨ng l¸i nhÑ nhµng tho¶i m¸i, dÔ ch¨m sãc kü thuËt. Nã phô thuéc lo¹i tiÓu khÝ hËu
trong cabin, lo¹i c¬ cÊu treo, tÝnh chuyÓn ®éng ªm dÞu, ®é æn ®Þnh cña c¸c b¸nh l¸i, ®é
lín cña c¸c lùc mµ ngêi l¸i cÇn ph¶i t¸c ®éng lªn v« l¨ng, c¸c bµn ®¹p hoÆc c¸c cÇn ®iÒu
khiÓn m¸y, phô thuéc vµo tÇn sè vµ møc ®é phøc t¹p cña c¸c c«ng viÖc ch¨m sãc kü
thuËt vµ cßn nhiÒu yÕu tè kh¸c n÷a.
TÝnh an toµn chuyÓn ®éng cña m¸y kÐo khi lµm viÖc trªn ®ång ruéng hoÆc khi
thùc hiÖn c¸c c«ng viÖc x©y dùng chñ yÕu phô thuéc vµo kh¶ n¨ng chèng lËt vµ chèng
trît. Khi vËn chuyÓn tÝnh an toµn chuyÓn ®éng cña « t« m¸y kÐo phô thuéc vµo hiÖu lùc
cña phanh, ®iÒu kiÖn quan s¸t cña ngêi l¸i.
TÝnh chuyÓn ®éng ªm dÞu cña « t« m¸y kÐo ®îc ®Æc trng bëi tÇn sè vµ biÖn ®é dao
®éng cña xe vµ ghÕ ngåi khi chuyÓn ®éng trªn c¸c ®Þa h×nh kh«ng b»ng ph¼ng. TÝnh
chÊt nµy chñ yÕu phô thuéc vµo lo¹i c¬ cÊu treo cña xe vµ ghÕ ngåi.
C¸c tÝnh n¨ng kü thuËt chung g©y ¶nh hëng rÊt c¬ b¶n ®Õn n¨ng suÊt vµ chÊt lîng
c«ng viÖc cña c¸c liªn hîp m¸y kÐo vµ « t«.
C¸c tÝnh n¨ng ®Æc thï. Mçi lo¹i « t« m¸y kÐo, ngoµi nh÷ng tÝnh n¨ng chung cßn
cã nh÷ng tÝnh n¨ng ®Æc thï riªng ®Ó ®¸p øng víi yªu cÇu sö dông nh tÝnh n¨ng c¬ ®éng
vµ tÝnh n¨ng l¸i v.v...
TÝnh n¨ng c¬ ®éng cña « t« m¸y kÐo ®îc hiÓu lµ kh¶ n¨ng chuyÓn ®éng cña nã
trong nh÷ng ®iÒu kiÖn ®êng x¸ khã kh¨n vµ ®Þa h×nh phøc t¹p. §èi víi m¸y kÐo, ®¸ng
quan t©m lµ khi chuyÓn ®éng trªn ruéng nÒn yÕu vµ cã ®é Èm cao hoÆc trªn ruéng n íc. Trong trêng hîp nµy tÝnh c¬ ®éng cña m¸y kÐo chñ yÕu phô thuéc vµo ¸p lùc riªng
cña bé phËn di ®éng t¸c ®éng lªn ®Êt vµ kh¶ n¨ng b¸m cña c¸c b¸nh xe chñ ®éng hoÆc
d¶i xÝch víi ®Êt. Khi lµm viÖc gi÷a hµng c©y tÝnh c¬ ®éng cña m¸y kÐo phô thuéc vµo
kho¶ng s¸ng gÇm m¸y (kho¶ng c¸ch tõ ®iÓm thÊp nhÊt cña gÇm m¸y ®Õn mÆt ®êng) vµ
kh¶ n¨ng thay®æi bÒ réng c¬ së (kh¶ n¨ng thay ®æi kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c vÕt b¸nh xe).
Nãi chung, tÝnh n¨ng c¬ ®éng cña « t« m¸y kÐo phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè, trong ®ã
chñ yÕu lµ tÝnh n¨ng kÐo b¸m vµ c¸c kÝch thíc h×nh häc. Ngoµi ra nh÷ng ®Æc ®iÓm cÊu
t¹o cña c¸c côm riªng biÖt cña m¸y kÐo còng nh tr×nh ®é nghÒ nghiÖp cña ngêi l¸i còng
cã ¶nh hëng ®Õn tÝnh n¨ng c¬ ®éng.
TÝnh n¨ng l¸i cña « t« m¸y kÐo ®îc ®Æc trng bëi kh¶ n¨ng chuyÓn ®éng theo quÜ
®¹o ®Þnh tríc nhê t¸c ®éng vµo c¬ cÊu l¸i khi « t« m¸y kÐo lµm viÖc trªn c¸c ®iÒu kiÖn
®êng x¸ vµ ®iÒu kiÖn ®Êt ®ai kh¸c nhau. Mét trong nh÷ng chØ tiªu quan träng lµ tÝnh æn
®Þnh chuyÓn ®éng th¼ng v× nã ¶nh hëng ®Õn n¨ng suÊt, chÊt lîng c«ng viÖc vµ tÝnh an
toµn chuyÓn ®éng, ®Æc biÖt lµ khi lµm viÖc trªn ®åi dèc vµ khi vËn chuyÓn trªn ®õ¬ng.
TÝnh n¨ng l¸i chñ yÕu phô thuéc vµo ®Æc ®iÓm cÊu t¹o cña c¬ cÊu l¸i vµ tr×nh ®é ng êi
l¸i.
Tãm l¹i, m¸y kÐo vµ « t« cÇn cã nhiÒu tÝnh n¨ng sö dông vµ gi÷a c¸c tÝnh n»ng ®ã
cã nh÷ng mèi liªn hÖ chÆt chÏ, phøc t¹p vµ phô thuéc lÉn nhau . Møc ®é ¶nh h ëng cña
tõng tÝnh n¨ng riªng biÖt ®Õn hiÖu qu¶ sö dông chung cña m¸y lµ kh¸c nhau tuú thuäcc
vµo kÕt cÊu vµ ®iÒu kiÖn sö dông cô thÓ. Do vËy ®Ó n©ng cao hiÖu qu¶ sö dông m¸y kÐo
vµ « t« cÇn ph¶i nghiªn cøu ¶nh hëng cña tõng tÝnh n¨ng riªng rÏ vµ c¸c mèi liªn hÖ
gi÷a chóng, trªn c¬ së ®ã t×m ra c¸c gi¶i ph¸p thiÕt kÕ chÕ t¹o vµ sö dông hîp lý. Néi
dung cña c¸c ch¬ng sau sÏ xem xÐt cô thÓ c¸c vÊn ®Ò trªn.
1.2. C¸c tÝnh chÊt c¬ lý cña ®Êt
C¸c m¸y kÐo chñ yÕu lµm viÖc trªn ®ång ruéng hoÆc chuyÓn ®éng trªn c¸c lo¹i ® êng ®Êt. ViÖc nghiªn cøu c¸c qu¸ tr×nh t¸c ®éng t¬ng hç gi÷a bé phËn di ®éng cña m¸y
(b¸nh xe hoÆc d¶i xÝch) vµ ®Êt lµ cÇn thiÕt vµ quan träng. §Ó n¾m ® îc vÊn ®Ò nµy tríc
hÕt cÇn n¾m ®îc c¸c tÝnh chÊt c¬ lý cña ®Êt.
§Êt lµ mét m«i trêng phøc t¹p - ph©n t¸n rêi r¹c, kh«ng ®ång nhÊt vµ ®îc cÊu t¹o
bëi ba pha : pha cøng (c¸c h¹t cøng), pha láng (níc) vµ pha khÝ (kh«ng khÝ vµ h¬i). C¸c
tÝnh chÊt c¬ lý cña ®Êt sÏ thay ®æi tïy thuéc vµo tÝnh chÊt vµ thµnh phÇn cña c¸c pha
chøa trong ®Êt. ViÖc nghiªn cøu c¸c tÝnh chÊt c¬ lý cña ®Êt ®· ®îc tr×nh bµy kü trong
m«n c¬ häc ®Êt. ë ®©y chØ xem xÐt nh÷ng tÝnh chÊt c¬ b¶n cã ¶nh hëng lín ®Õn kh¶
n¨ng kÐo b¸m cña m¸y kÐo.
Nh÷ng tÝnh chÊt vËt lý cã ¶nh hëng lín ®Õn tÝnh n¨ng kÐo b¸m cña m¸y kÐo lµ
thµnh phÇn cÊu tróc, ®é Èm vµ ®é chÆt.
Thµnh phÇn cÊu tróc cña ®Êt (cßn gäi lµ thµnh phÇn h¹t) ®îc ®¸nh gi¸ bëi kÝch thíc hµm lîng cña c¸c h¹t cøng (cèt liÖu) trong khèi ®Êt. Theo thµnh phÇn cÊu tróc c¸c
lo¹i ®Êt ®îc chia thµnh hai nhãm chÝnh : nhãm ®Êt sÐt vµ nhãm ®Êt c¸t. Nhãm ®Êt sÐt ® îc cÊu t¹o chñ yÕu bëi c¸c h¹t sÐt, cßn nhãm ®Êt c¸t chñ yÕu lµ do c¸c h¹t c¸t cÊu thµnh
nªn. Tuú theo hµm lîng cña c¸c thµnh phÇn c¸c nhãm nµy cßn ®îc ph©n lo¹i ra mét sè
lo¹i cô thÓ.
§é Èm cña ®Êt biÓu thÞ lîng níc chøa trong khèi ®Êt vµ ®îc ®¸nh gi¸ bëi tû sè
gi÷a träng lîng cña phÇn níc chøa trong khèi ®Êt vµ träng lîng toµn phÇn cña khèi ®Êt
®ã khi ë tr¹ng th¸i tù nhiªn. Khi ®é Èm thay ®æi th× tr¹ng th¸i vµ c¸c tÝnh chÊt c¬ häc
cña ®Êt còng thay ®æi theo. VÝ dô, tïy thuéc vµo ®é Èm tr¹ng th¸i cña ®Êt sÐt cã thÓ lµ
cøng, dÎo hoÆc ë thÓ láng.
§é chÆt (cßn gäi lµ ®é cøng) lµ lùc c¶n riªng cña ®Êt trªn mçi ®¬n vÞ diÖn tÝch ®Çu
®o (m¸y ®o ®é chÆt) khi Ên ®Çu ®o ®ã vµo trong ®Êt tõ trªn xuèng díi theo ph¬ng th¼ng
®øng.
§é chÆt vµ ®é Èm cña ®Êt cã ¶nh hëng lín ®Õn c¸c tÝnh chÊt c¬ häc cña nã. Khi
kh¶o nghiÖm m¸y kÐo trªn ®ång ruéng thêng ph¶i x¸c ®Þnh hai th«ng sè nµy ë c¸c ®é
s©u kh¸c nhau tïy thuéc vµo môc ®Ých nghiªn cøu.
C¸c tÝnh chÊt c¬ häc cña ®Êt
Khi quan s¸t sù t¸c ®éng t¬ng hç giòa bé phËn di ®éng cña m¸y vµ ®Êt ngêi ta
thÊy thêng xuÊt hiÖn c¸c hiÖn tîng sau ®©y :
Sù ph¸ vì hoµn toµn cÊu tróc cña ®Êt ë nh÷ng vïng cã øng suÊt lín h¬n kh¶ n¨ng
tiÕp nhËn ngo¹i lùc cña ®Êt.
XuÊt hiÖn lùc ma s¸t gi÷a bé phËn di ®éng vµ ®Êt, gi÷a c¸c phÇn tö ®Êt (ma s¸t
néi t¹i) do chóng bÞ trît t¬ng ®èi víi nhau.
§Êt bÞ nÐn l¹i vµ c¸c phÇn tö ®Êt dÞch chuyÓn theo nhiÒu h íng kh¸c nhau. Do ®ã
xuÊt hiÖn c¸c øng suÊt ë trong ®Êt, tríc tiªn xuÊt hiÖn ë vïng tiÕp xóc trùc tiÕp víi bé
phËn di ®éng vµ sau ®ã sÏ ®îc lan truyÒn vµo bªn trong theo nhiÒu híng kh¸c nhau. §é
lín vµ sù ph©n bè c¸c øng suÊt phô thuéc vµo tÝnh chÊt t¸c ®éng cña t¶i träng, lo¹i vµ
tr¹ng th¸i vËt lý cña ®Êt.
§Ó tiÖn cho viÖc nghiªn cøu ngêi ta ph©n tÝch sù biÕn d¹ng cña ®Êt theo hai ph¬ng : ph¬ng ph¸p tuyÕn (vu«ng gãc víi m¾t ®Êt) vµ ph¬ng tiÕp tuyÕn (song song víi mÆt
®Êt). C¸c øng suÊt còng ®îc ph©n tÝch thµnh hai thµnh phÇn t¬ng øng víi hai ph¬ng ®ã :
øng suÊt ph¸p tuyÕn (øng suÊt nÐn) vµ øng suÊt tiÕp tuyÕn (øng suÊt c¾t).
§é s©u cña vÕt b¸nh xe sÏ phô thuéc vµo øng suÊt nÐn, cßn tÝnh chÊt kÐo b¸m cña
bé phËn di ®éng sÏ phô thuéc vµo øng suÊt c¾t. Do ®ã søc chèng nÐn vµ chèng c¾t lµ hai
tÝnh chÊt c¬ häc c¬ b¶n cã ¶nh hëng lín ®Õn tÝnh n¨ng kÐo b¸m cña m¸y kÐo.
Søc chèng nÐn cña ®Êt ®îc ®Æc trng bëi øng suÊt ph¸p tuyÕn .Thùc ngiÖm cho thÊy
r»ng, mèi quan hÖ ®Þnh lîng gi÷a øng suÊt ph¸p tuyÕn vµ ®é biÕn d¹ng h cña ®Êt cã
tÝnh chÊt phi tuyÕn. §êng cong biÓu diÔn mèi quan
hÖ ®ã cã d¹ng nh h×nh 1.1. §å thÞ nµy cßn cã tªn
max
gäi lµ ®Æc tÝnh nÐn cña ®Êt hoÆc ®êng cong nÐn ®Êt.
§Æc tÝnh nÐn cña ®Êt cã thÓ chia thµnh 3 phÇn
t¬ng øng víi ba giai ®o¹n cña qu¸ tr×nh nÐn ®Êt.
Trong giai ®o¹n thø nhÊt chØ x¶y ra sù nÐn chÆt lµm
cho c¸c phÇn tö ®Êt xÝch l¹i gÇn nhau, quan hÖ gi÷a
øng suÊt vµ ®é biÕn d¹ng lµ tuyÕn tÝnh. Trong giai
®o¹n thø hai sù nÐn chÆt ®Êt vÉn tiÕp tôc x¶y ra nh ng ®ång thêi xuÊt hiÖn côc bé hiÖn tîng c¾t ®Êt ë
mét sè vïng bao quanh khèi ®Êt. Khi ®ã øng suÊt
lín h¬n lùc néi ma s¸t vµ lùc dÝnh gi÷a c¸c h¹t ®Êt,
do ®ã biÕn d¹ng sÏ t¨ng nhanh h¬n so víi sù t¨ng
øng suÊt vµ quan hÖ gi÷a chóng lµ phi tuyÕn. Cuèi
III
II
I
giai ®o¹n hai øng suÊt trªn toµn bé vïng bao quanh
khèi ®Êt lín h¬n néi lùc ma s¸t vµ lùc dÝnh gi÷a 0
h
c¸c phÇn tö ®Êt, qu¸ tr×nh nÐn chÆt ®Êt kÕt thóc vµ
b¾t ®Çu x¶y ra hiÖn tîng trît hoµn toµn gi÷a khèi
H×nh 1.1
®Êt vµ vïng ®Êt bao quanh nã vµ øng suÊt ph¸p
Quan hÖ gi÷a øng suÊt ph¸p
tuyÕn ®¹t gi¸ trÞ cùc ®¹i. Trong giai ®o¹n thø ba chØ
vµ ®é biÕn d¹ng h
x¶y ra hiÖn tîng truît cña khèi ®Êt, øng suÊt kh«ng
t¨ng nhng biÕn d¹ng vÉn tiÕp tôc t¨ng. ë mét sè
lo¹i ®Êt trong giai ®o¹n nµy øng suÊt cßn gi¶m
xuèng chót Ýt.
Sù xuÊt hiÖn øng suÊt ph¸p tuyÕn trong ®Êt lµ do t¸c ®éng cña ngo¹i lùc (lùc nÐn).
Khi t¨ng lùc nÐn sÏ lµm t¨ng øng suÊt cho ®Õn khi ®¹t ®Õn øng suÊt cùc ®¹i, sau ®ã dï
cã t¨ng lùc nÐn øng suÊt kh«ng t¨ng n÷a. Do ®ã øng suÊt cùc ®¹i max sÏ ®Æc trng cho
kh¶ n¨ng chèng nÐn cña ®Êt. TrÞ sè cña max phô thuéc lo¹i ®Êt vµ c¸c tÝnh chÊt vËt lý
cña nã, ®Æc biÖt lµ ®é Èm.
Sù biÕn d¹ng cña ®Êt theo ph¬ng ph¸p tuyÕn liªn quan ®Õn ®é s©u cña vÕt b¸nh xe
vµ do ®ã ¶nh hëng ®Õn lùc c¶n l¨n cña m¸y kÐo. V× vËy ®êng ®Æc tÝnh nÐn ®Êt ®îc sö
dông nh mét c¬ së khoa häc ®Ó tÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ thèng di ®éng cña m¸y kÐo. §Ó
tiÖn sö dông ®Æc tÝnh nµy ngêi ta thêng biÓu diÔn mèi quan hÖ gi÷a øng suÊt ph¸p tuyÕn
vµ ®é biÕn d¹ng b»ng c¸c c«ng thøc håi quy thùc nghiÖm. Tïy theo môc ®Ých nghiªn
cøu vµ quan ®iÓm cña c¸c t¸c gi¶ vµ tïy thuéc c¶ lo¹i ®Êt, mèi quan hÖ ®ã cã thÓ ® îc
biÓu diÔn theo c¸c c«ng thøc thùc nghiÖm kh¸c nhau. Mét trong c¸c c«ng thøc hay ® îc
sö dông cã d¹ng :
= k.hn
(1.1)
trong ®ã : k lµ hÖ sè thùc nghiÖm;
h - ®é biÕn d¹ng;
n - chØ sè mò.
TrÞ sè cña k vµ n phô thuéc vµo lo¹i ®Êt, tr¹ng th¸i vËt lý cña nã vµ ® îc x¸c ®Þnh
b»ng thùc nghiÖm.
Søc chèng c¾t cña ®Êt ®îc t¹o thµnh bëi hai thµnh phÇn : lùc ma s¸t vµ lùc liªn kÕt
(lùc dÝnh) gi÷a c¸c phÇn tö ®Êt. C¸c thµnh phÇn lùc nµy phô thuéc vµo c¸c tÝnh chÊt c¬
lý vµ phô thuéc vµo ¸p suÊt ph¸p tuyÕn, tøc lµ phô thuéc vµo t¶i träng ph¸p tuyÕn.
Trong qu¸ tr×nh c¾t ®Êt theo ph¬ng ngang x¶y ra sù biÕn d¹ng vµ xuÊt hiÖn c¸c
øng suÊt tiÕp tuyÕn. Thùc nghiÖm cho thÊy r»ng, mèi quan hÖ gi÷a øng suÊt tiÕp tuyÕn
vµ biÕn d¹ng l cã d¹ng nh h×nh 1.2.
H×nh d¹ng cña ®êng cong c¾t ®Êt còng t¬ng tù nh ®êng cong nÐn ®Êt. §èi víi ®Êt
dÎo,sau khi øng suÊt c¾t ®¹t ®Õn gi¸ trÞ cùc ®¹i max ®êng biÓu diÔn lµ ®êng n»m ngang,
chøng tá øng suÊt kh«ng thay ®æi. Nhng ®èi víi ®Êt
cøng, sau khi ®¹t gi¸ trÞ cùc ®¹i øng suÊt c¾t gi¶m
xuèng chót Ýt råi sau ®ã sÏ gi÷ nguyªn gi¸ trÞ. §iÒu nµy
max1
1
®îc gi¶i thÝch r»ng, ë ®Êt cøng søc chèng c¾t ®îc t¹o
thµnh chñ yÕu do lùc ma s¸t gi÷a c¸c phÇn tö ®Êt. Khi
< max trong ®Êt xuÊt hiÖn ma s¸t nghØ nhng khi =
max2
2
max sÏ b¾t ®Çu x¶y ra hiÖn tîng trît hoµn toµn vµ do ®ã
xuÊt hiÖn ma s¸t trît vµ øng suÊt c¾t sÏ gi¶m xuèng.
Ngêi ta thêng sö dông øng suÊt c¾t cùc ®¹i max ®Ó
®Æc trng cho kh¶ n¨ng chèng c¾t cña ®Êt vµ gäi lµ søc
chèng c¾t cña ®Êt. Gi¸ trÞ max phô thuéc vµo ¸p suÊt
ph¸p tuyÕn (øng suÊt nÐn), lo¹i vµ tr¹ng th¸i vËt lý cña
®Êt.
Thùc nghiÖm cho thÊy r»ng, mèi quan hÖ gi÷a søc
chèng c¾t vµ øng suÊt ph¸p gÇn nh lµ tuyÕn tÝnh, thÓ
hiÖn nh h×nh 1.3. §èi víi ®Êt kh« lùc dÝnh lµ kh«ng 0
l
l02 l01
®¸ng kÓ, ®å thÞ ®i tõ gèc täa ®é, cßn ë c¸c lo¹i ®Êt tù
nhiªn bao giê còng tån t¹i lùc dÝnh gi÷a c¸c phÇn tö ®Êt,
H×nh 1.2
trªn ®å thÞ ®îc biÓu diÔn bëi o.
Quan hÖ gi÷a øng suÊt tiÕp
Mèi quan hÖ gi÷a øng suÊt tiÕp tuyÕn vµ øng suÊt
vµ ®é biÕn d¹ng l
ph¸p tuyÕn cã thÓ ®îc biÓu diÔn theo c«ng thøc :
1 ®Êt dÎo; 2 ®Êt kh«.
= o +
(1.2)
trong ®ã : o lµ øng suÊt do lùc dÝnh gi÷a c¸c phÇn tö ®Êt
t¹o nªn;
- hÖ sè ma s¸t gi÷a c¸c phÇn tö ®Êt:
= tg
- gãc néi ma s¸t;
- øng suÊt ph¸p tuyÕn.
Trong c¸c tÝnh chÊt vËt lý, ®é Èm ¶nh hëng rÊt lín ®Õn c¸c tÝnh chÊt c¬ häc cña
®Êt. Thùc nghiÖm cho thÊy r»ng, mèi quan hÖ gi÷a hÖ sè vµ ®é Èm W cã d¹ng nh
h×nh 1.4.
§é Èm cßn g©y ¶nh hëng ®Õn c¶ tèc ®é biÕn d¹ng cña ®Êt khi nã chÞu t¸c ®éng t¶i
H×nh 1.3. Quan hÖ gi÷a øng
suÊt tiÕpp vµ øng suÊt ph¸p
w
H×nh 1.4. ¶nh hëng ®é
Èm ®Õn hÖ sè
®Êt mÒm; 2 ®Êt cøng
träng ®éng. V× tèc ®é tho¸t níc qua c¸c lç rçng trong ®Êt ¶nh hëng ®Õn tèc ®é lan
truyÒn øng suÊt vµ tèc ®é biÕn d¹ng mµ tèc ®é tho¸t níc l¹i phô thuéc vµo tèc ®é thay
®æi lùc t¸c ®éng lªn ®Êt. Lùc t¸c ®éng cña bé phËn di ®éng cña m¸y kÐo lªn ®Êt mang
tÝnh chÊt t¶i träng ®éng lùc häc. Do ®ã ®é Èm sÏ g©y ¶nh hëng ®Õn tÝnh n¨ng kÐo b¸m
vµ ®é trît cña m¸y kÐo.
Tãm l¹i, søc chèng nÐn vµ søc chèng c¾t cña ®Êt lµ nh÷ng th«ng sè quan träng vµ
thêng ®îc sö dông ®Ó tÝnh to¸n cêng ®é chÞu t¶i, tÝnh æn ®Þnh cña ®Êt ë nh÷ng c«ng
tr×nh thñy lîi, x©y dùng vµ lµ mét trong nh÷ng th«ng sè c¬ b¶n x¸c ®Þnh ®é lón, sè l îng, tiÕt diÖn vµ gãc nghiªng cña c¸c lo¹i mÊu b¸m b¸nh xe m¸y kÐo lµm viÖc trªn ®Êt
cã ®é Èm cao.
Ch¬ng 2
Lùc vµ m« men t¸c ®éng lªn « t« m¸y kÐo
2.1. §êng ®Æc tÝnh cña ®éng c¬
§éng c¬ ®Æt trªn c¸c m¸y kÐo vµ « t« chñ yÕu lµ ®éng c¬ ®èt trong lo¹i pit«ng.
C¸c chØ tiªu n¨ng lîng vµ tÝnh kinh tÕ cña ®éng c¬ ®îc thÓ hiÖn râ trªn ®êng ®Æc tÝnh
lµm viÖc cña nã. TÝnh chÊt ho¹t ®éng cña ®éng c¬ ¶nh hëng rÊt lín ®Õn tÝnh n¨ng sö
dông cña « t« m¸y kÐo. V× vËy cÇn thiÕt ph¶i n¾m v÷ng c¸c ® êng ®Æc tÝnh cña ®éng c¬
®Ó gióp cho viÖc gi¶i quyÕt vÊn ®Ò c¬ b¶n trong lý thuyÕt « t« m¸y kÐo nh nghiªn cøu
c¸c tÝnh n¨ng kÐo vµ tÝnh n¨ng ®éng lùc häc cña m¸y kÐo.
C¸c ®êng ®Æc tÝnh cña ®éng c¬ cã thÓ chia lµm 2 lo¹i : ® êng ®Æc tÝnh tèc ®é vµ ®êng ®Æc tÝnh t¶i träng.
2.1.1. §êng ®Æc tÝnh tèc ®é
§êng ®Æc tÝnh tèc ®é lµ ®å thÞ chØ sù phô thuéc cña c«ng suÊt hiÖu dông N e, m«
men quay Me, chi phÝ nhiªn liÖu giê G T vµ chi phÝ nhiªn liÖu riªng g e (lîng chi phÝ nhiªn
liÖu ®Ó s¶n ra mét ®¬n vÞ c«ng suÊt hiÖu dông) theo sè vßng quay n hoÆc theo tèc ®é gãc
cña trôc khuûu.
C¸c lo¹i ®éng c¬ ®iezen l¾p trªn m¸y kÐo ®Òu cã bé ®iÒu tèc (m¸y ®iÒu chØnh tèc
®é) ®Ó duy tr× tèc ®é quay cña trôc khuûu khi t¶i träng ngoµi (m« men c¶n M c) thay ®æi.
§êng ®Æc tÝnh tèc ®é cña ®éng c¬ ®iezen phô thuéc rÊt lín vµo ®Æc Ýtnh cña bé ®iÒu tèc,
do ®ã nã cßn gäi lµ ®êng ®Æc tÝnh tù ®iÒu chØnh.
Cã hai lo¹i ®êng ®Æc tÝnh tèc ®é :
§êng ®Æc tÝnh tèc ®é ngoµi, gäi t¾t lµ ®êng ®Æc tÝnh ngoµi.
§êng ®Æc tÝnh côc bé.
C¸c ®êng ®Æc tÝnh cña ®éng c¬ nhËn ®îc b»ng c¸ch kh¶o nghiÖm trªn c¸c thiÕt bÞ
chuyªn dïng (bµn kh¶o nghiÖm ®éng c¬).
§êng ®Æc tÝnh ngoµi cña ®éng c¬ nhËn ®îc khi kh¶o nghiÖm ®éng c¬ ë chÕ ®é
cung cÊp nhiªn liÖu cùc ®¹i, tøc lµ khi ®Æt tay thíc nhiªn liÖu (ë ®éng c¬ ®iªden) ë vÞ trÝ
cùc ®¹i hoÆc më hoµn toµn bím ga (ë ®éng c¬ x¨ng). NÕu tay thíc nhiªn liÖu hoÆc bím
ga ®Æt ë vÞ trÝ trung gian sÏ nhËn ®îc ®êng ®Æc tÝnh côc bé. Nh vËy ë c¸c ®éng c¬ l¾p bé
®iÒu tèc ®a chÕ (m¸y ®iÒu chØnh mäi chÕ ®é) sÏ cã mét ®êng ®Æc tÝnh ngoµi vµ v« vµn ®êng ®Æc tÝnh côc bé tïy thuéc vµo vÞ trÝ tay ga.
Trªn h×nh 2.1 biÓu diÔn ®êng ®Æc tÝnh ngoµi tù ®iÒu chØnh cña ®éng c¬ ®iªzen.
N
e
N =N
Me
G
e
n
M
M
e
ge
N
emax
emax
e
G
e
Mn
H×nh 2.1
§êng ®Æc tÝnh tù ®iÒu
ge
chØnh cña ®éng c¬ ®iª den
Geo
Qua ®ã ta thÊy r»ng, ë chÕ ®é tèc ®é n n c«ng suÊt ®éng c¬ ®¹t gi¸ trÞ cùc ®¹i N emax
vµ chi phÝ nhiªn liÖu riªng ®¹t gi¸ trÞ cùc tiÓu g emin , khi ®ã ®éng c¬ lµm viÖc cã hiÖu qu¶
nhÊt vµ ®îc gäi lµ chÕ ®é
n lµm viÖcndanh nghÜa
n hoÆc chÕn ®é lµm viÖc ®Þnh møc. ë chÕ ®é
n tªn gäickt¬ng øng : c«ng suÊt ®Þnh møc N n = N emax ,
nµy c¸c chØ tiªu cña ®éngM c¬ còng cã
m« men quay ®Þnh møc Mn vµ sè vßng quay ®Þnh møc n n
Kho¶ng biÕn thiªn tèc ®é tõ sè vßng quay ®Þnh møc n n ®Õn sè vßng quay ch¹y
kh«ng nck phô thuéc vµo ®é kh«ng ®ång ®Òu cña bé ®iÒu tèc. PhÇn ®å thÞ t¬ng øng
kho¶ng tèc ®é nn - nck ®îc gäi lµ nh¸nh tù ®iÒu chØnh (c¸c ®êng ®å thÞ cã d¹ng ®êng
th¼ng), cßn t¬ng øng víi vïng tèc ®é nhá h¬n n n lµ nh¸nh kh«ng cã ®iÒu tèc hoÆc
nh¸nh qu¸ t¶i (c¸c ®å thÞ cã d¹ng ®êng cong). ë nh¸nh qu¸ t¶i c«ng suÊt cña ®éng c¬
gi¶m cßn chi phÝ nhiªn liÖu riªng t¨ng, tøc lµ ®éng c¬ lµm viÖc kÐm hiÖu qu¶. Ngoµi ra,
c¸c chi tiÕt cña ®éng c¬ sÏ chÞu t¶i träng lín h¬n ®ång thêi sù b«i tr¬n c¸c chi tiÕt còng
kÐm ®i do tèc ®é quay cña trôc khuûu thÊp dÉn ®Õn t¨ng tèc ®é mµi mßn c¸c chi tiÕt vµ
cßn mét sè nhîc ®iÓm kh¸c n÷a. Do vËy kh«ng nªn sö dông ®éng c¬ ë nh¸nh qu¸ t¶i
trong thêi gian dµi, chØ ®îc phÐp sö dông ®Ó kh¾c phôc c¸c hiÖn tîng qu¸ t¶i tøc thêi.
ë nh¸nh qu¸ t¶i, m« men quay vÉn tiÕp tôc t¨ng nhng chËm vµ sau khi ®¹t gi¸ trÞ
cùc ®¹i Mmax nÕu t¶i träng tiÕp tôc t¨ng lªn th× m« men ®éng c¬ M e vµ tèc ®é quay n sÏ
gi¶m dÇn råi ngõng quay v× lóc ®ã qu¸ tr×nh tù ®èt ch¸y nhiªn liÖu kh«ng thùc hiÖn ® îc.
Do vËy ®éng c¬ chØ cã thÓ ho¹t ®éng ®îc víi t¶i träng Mc < Mmax t¬ng øng víi tèc ®é
quay n > nM.
§èi víi ®éng c¬ x¨ng, ®êng ®Æc tÝnh còng cã cã d¹ng t¬ng tù nh ®éng c¬ ®iª den,
tuy nhiªn nã còng cã nh÷ng ®Æc ®iÓm kh¸c nhau nhÊt ®Þnh. Trªn h×nh 2.2 lµ ®êng ®Æc
tÝnh tèc ®é ngoµi cña ®éng c¬ x¨ng khi kh«ng cã bé phËn h¹n chÕ sè vßng quay (a) vµ
khi cã bé phËn h¹n chÕ sè vßng quay (b).
N
Nemax
N
e
M
Nemax
e
M
e
Memax
e
Memax
nmin
nM
nn
nck
nmin
nck
nM nn
a)
H×nh 2.2. §êng ®Æc tÝnh tèc ®é ngoµi cña ®éng c¬ x¨ng
b)
a kh«ng cã h¹n chÕ sè vßng quay; bcã bé h¹n chÕ sè vßng quay
§Ó ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng kh¾c phôc hiÖn tîng qu¸ t¶i hay cßn gäi lµ kh¶ n¨ng thÝch
øng cña ®éng c¬ ®èi víi sù t¨ng t¶i, ngêi ta ®a ra hÖ sè thÝch øng theo m« men quay vµ
®îc x¸c ®Þnh nh sau :
M
k M max
(2.1)
Mn
trong ®ã : Mmax - m« men quay cùc ®¹i cña ®éng c¬;
Mn - m« men quay ®Þnh møc cña ®éng c¬.
§éng c¬ nµo cã hÖ sè thÝch øng cµng lín th× kh¶ n¨ng kh¾c phôc hiÖn t îng qu¸ t¶i
cµng tèt. ë c¸c ®éng c¬ ®iªzen th«ng thêng kM = 1.1 1,25, cßn ë ®éng c¬ x¨ng k M =
1,1 1,35.
M¸y kÐo thêng lµm viÖc víi t¶i träng thay ®æi ngÉu nhiªn, trong ph¹m vi réng
nhiÒu khi ngêi l¸i kh«ng kÞp ph¶n x¹ ®Ó ®iÒu chØnh ga hoÆc thay ®æi sè truyÒn vµ dÉn
®Õn bÞ chÕt m¸y. Do vËy chØ nªn sö dông c«ng suÊt ®éng c¬ nhá h¬n c«ng suÊt ®Þnh
møc vµ tÊt nhiªn chØ cho phÐp lµm viÖc l©u dµi ë nh¸nh tù ®iÒu chØnh. Møc ®é sö dông
c«ng suÊt ®éng c¬ ®îc ®¸nh gi¸ bëi hÖ sè sö dông t¶i träng :
M
= c
(2.2)
Mn
trong ®ã : Mc - m« men c¶n ®Æt lªn trôc khuûu;
Mn - m« men quay ®Þnh møc cña ®éng c¬.
Khi tÝnh to¸n c¸c chØ tiªu kÐo cña m¸y kÐo cã thÓ chän = 0,8 0,9.
§êng ®Æc tÝnh tèc ®é ngoµi ®îc sö dông nh mét tµi liÖu kü thuËt ®Ó ®¸nh gi¸ tÝnh
n¨ng kinh tÕ - kü thuËt cña ®éng c¬. Trong lý thuyÕt m¸y kÐo th êng ®îc sö dông ®Ó
tÝnh to¸n tÝnh n¨ng kÐo vµ tÝnh n¨ng ®éng lùc häc hoÆc sö dông ®Ó tÝnh to¸n c¸c chØ tiªu
sö dông c¸c liªn hîp m¸y kÐo (m¸y kÐo liªn hîp m¸y c«ng t¸c).
ViÖc x©y dùng chÝnh x¸c ®êng ®Æc tÝnh cña ®éng c¬ chØ cã thÓ tiÕn hµnh b»ng thùc
nghiÖm. Tuy nhiªn, nÕu chÊp nhËn ®é chÝnh x¸c t¬ng ®èi còng cã thÓ sö dông ph¬ng
ph¸p gi¶i tÝch kÕt hîp sö dông mét sè c«ng thøc hoÆc hÖ sè thùc nghiÖm. Mét trong
nh÷ng c«ng thøc hay ®îc sö dông lµ c«ng thøc S.R. Lay §ecman, cã d¹ng nh sau :
2
3
n
n
n
N e N n a
b c
nn
n n
n n
(2.3)
trong ®ã : N e, n - c«ng suÊt hiÖu dông vµ tèc ®é quay cña ®éng c¬ øng víi
mét ®iÓm bÊt kú trªn ®êng ®Æc tÝnh ngoµi;
Nn, nn - c«ng suÊt ®Þnh møc (c«ng suÊt cùc ®¹i) vµ sè vßng quay
®Þnh møc;
a, b, c - c¸c hÖ sè thùc nghiÖm ®îc chän theo lo¹i ®éng c¬;
ë ®éng c¬ ®iªzen 2 kú a = 0,87; b = 1,13; c = 1;
ë ®éng c¬ ®iª zen 4 kú a = 0,5 0,7; b = 1,5 1,3; c = 1.
Gi¸ trÞ cña m« men quay ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc :
Me
10 4 N e
1,047 n
(2.4)
trong ®ã : N e - c«ng suÊt ®éng c¬, KW;
n - sè vßng quay cña trôc khuûu, v/ph;
Me - m« men quay cña ®éng c¬, Nm.
Nh vËy, nhê sö dông c¸c c«ng thøc (2.3) vµ (2.4) ta cã thÓ x©y dùng ® îc mét c¸ch
gÇn ®óng c¸c ®êng cong Ne = f(n) vµ Me = f(n).
2.1.2. §êng ®Æc tÝnh t¶i träng
§êng ®Æc tÝnh t¶i träng lµ ®å thÞ biÓu diÔn mèi quan hÖ cña c«ng suÊt hiÖu dông
Ne, sè vßng quay cña trôc khuûu n vµ chi phÝ nhiªn liÖu giê G T víi m« men quay cña
®éng c¬ Me. §êng ®Æc tÝnh t¶i träng cã d¹ng nh h×nh 2.3.
VÒ b¶n chÊt cña c¸c mèi liªn hÖ gi÷a c¸c th«ng sè vµ c¸ch x©y dùng c¸c mèi quan
hÖ ®ã hoµn toµn gièng nh ®· ph©n tÝch trªn ®êng ®Æc tÝnh tèc ®é. Nhng ®êng ®Æc tÝnh t¶i
träng sÏ thuËn lîi h¬n cho mét sè vÊn ®Ò nghiªn cøu, nhÊt lµ khi nghiªn cøu c¸c tÝnh
n¨ng kÐo cña m¸y kÐo. V× r»ng, nh¸nh ®iÒu chØnh trong ®êng ®Æc tÝnh t¶i träng (t¬ng
øng víi kho¶ng thay ®æi m« men tõ 0 ®Õn M n) cã thÓ bè trÝ ®îc réng h¬n so víi nh¸nh
®iÒu chØnh ë ®êng ®Æc tÝnh tèc ®é (trong kho¶ng n n - nck). Nhê ®ã khi x¸c ®Þnh gi¸ trÞ
cña c¸c th«ng sè trªn ®å thÞ sÏ chÝnh x¸c h¬n. Tuy nhiªn, ®Ó ®¸nh gi¸ tÝnh n¨ng kinh tÕ
- kü thuËt cña ®éng c¬ th× ®êng ®Æc tÝnh tèc ®é thÓ hiÖn ®Çy ®ñ h¬n, dÔ so s¸nh gi÷a
c¸c ®éng c¬ víi nhau th«ng qua chi phÝ nhiªn liÖu riªng g e.
N
e
n
G
n
e
n
n
g
e
N
e
G
e
g
e
0
M
M
emax
n
M
e
H×nh 2.3. §êng ®Æc tÝnh t¶i träng cña ®éng c¬
2.2. M« men chñ ®éng
Khi « t« m¸y kÐo lµm viÖc c«ng suÊt vµ m« men quay cña ®éng c¬ ® îc truyÒn qua
hÖ thèng truyÒn lùc råi ®Õn c¸c b¸nh xe chñ ®éng ®Ó t¹o ra sù chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn
cña «t« m¸y kÐo.
Trªn h×nh 2.4 tr×nh bµy s¬ ®å ®¬n gi¶n cña hÖ thèng truyÒn lùc m¸y kÐo b¸nh bao
gåm ly hîp chÝnh 2, hép sè 3, truyÒn lùc trung ¬ng 4 vµ truyÒn lùc cuèi cïng 5.
2
1
N ,M,n
e
H×nh 2.4.
e
4
3
ih
iT
i
c
5
NK
MK
nK
S¬ ®å ®éng häc hÖ thèng truyÒn lùc cña m¸y kÐo b¸nh
1 ®éng c¬ ; 2 ly hîp chÝnh; 3 hép sè; 4 truyÒn lùc chÝnh; 5 truyÒn lùc cuèi cïng
M« men quay do ®éng c¬ truyÒn ®Õn c¸c b¸nh chñ ®éng ® îc gäi lµ m« men chñ
®éng vµ thêng ®îc ký hiÖu lµ Mk.
Gi¸ trÞ cña m« men quay M k phô thuéc vµo m« men quay cña ®éng c¬ M e, tû sè
truyÒn i vµ hiÖu suÊt m cña hÖ thèng truyÒn lùc. Ngoµi ra cßn phô thuéc vµo chÕ ®é
chuyÓn ®éng cña m¸y kÐo.
Khi m¸y kÐo chuyÓn ®éng æn ®Þnh:
M k = Me i m
(2.5)
trong ®ã : Me - m« men quay cña ®éng c¬;
i, m - tû sè truyÒn vµ hiÖu suÊt cña hÖ thèng truyÒn lùc :
i = ih.iT.ic.
ih - tû sè truyÒn cña hép sè;
iT - tû sè truyÒn cña truyÒn lùc trung ¬ng;
ic - tû sè truyÒn cña truyÒn lùc cuèi cïng;
Khi m¸y kÐo chuyÓn ®éng kh«ng æn ®Þnh :
d x
d k
d
(2.6)
M k M e J d
ix x Jk
im J x
dt
dt
dt
d
trong ®ã : J®,
- m« men qu¸n tÝnh cña c¸c chi tiÕt chuyÓn ®éng kh«ng
dt
®Òu trong®éng c¬ qui ®æi ®Õn trôc khuûu vµ gia tèc gãc cña ®éng c¬;
d x
Jx ,
- m« men qu¸n tÝnh vµ gia tèc cña chi tiÕt thø x trong hÖ
dt
thèng truyÒn lùc;
d k
Jk ,
- m« men qu¸n tÝnh vµ gia tèc cña b¸nh xe chñ ®éng.
dt
Trong c«ng thøc (2.6), dÊu céng (+) ®îc sö dông cho trêng hîp chuyÓn ®éng chËm
dÇn vµ dÊu trõ (-) lµ khi chuyÓn ®éng nhanh dÇn.
Mèi liªn hÖ gi÷a gia tèc cña m¸y kÐo vµ gia tèc gãc cña b¸nh xe chñ ®éng cã thÓ
®îc biÓu diÔn qua biÓu thøc :
d
d rk
a k rk
dt
dt i
trong ®ã : a - gia tèc tÞnh tiÕn cña m¸y kÐo;
rk - b¸n kÝnh b¸nh xe chñ ®éng;
i - tû sè truyÒn chung cña hÖ thèng truyÒn lùc.
Tõ ®ã suy ra hÖ thøc sau :
d
a
i;
dt
rk
d x
a
ix ;
dt
rk
d k
a
dt
rk
Sau khi thay c¸c gi¸ trÞ trªn vµo c«ng thøc (2.6) vµ b»ng phÐp biÕn ®æi ®¬n gi¶n
nhËn ®îc :
(2.7)
M k M k M ak
trong ®ã : Mk - m« men chñ ®éng cña m¸y kÐo khi chuyÓn ®éng æn ®Þnh;
Mak- tæng m« men cña c¸c lùc qu¸n tÝnh tiÕp tuyÕn c¸c khèi l îng chuyÓn
®éng quay kh«ng ®Òu qui dÉn ®Õn b¸nh xe chñ ®éng :
J d i 2 m J x i x2 x J k
(2.8)
M a k a
rk
Trong c«ng thøc (2.7), dÊu céng dïng cho trêng hîp chuyÓn ®éng chËm dÇn vµ
dÊu trõ dïng cho trêng hîp nhanh dÇn.
Nh vËy, khi chuyÓn ®éng kh«ng æn ®Þnh m« men chñ ®éng cña m¸y kÐo M’ k
kh«ng chØ phô thuéc vµo m« men quay cña ®éng c¬ M e, tû sè truyÒn chung i, hiÖu suÊt
chung cña hÖ thèng truyÒn lùc m mµ cßn phô thuéc vµo m« men qu¸n tÝnh cña c¸c khèi
lîng chuyÓn ®éng quay kh«ng ®Òu vµ b¸n kÝnh cña b¸nh xe chñ ®éng.
Khi m¸y kÐo chuyÓn ®éng nhanh dÇn, thµnh phÇn m« men quay M k ®ãng vai trß lµ
m« men c¶n vµ m« men chñ ®éng cña m¸y kÐo nhá h¬n so víi tr êng hîp chuyÓn ®éng
®Òu (M’ k < Mk). Ngîc l¹i, khi chuyÓn ®éng chËm dÇn M ak sÏ bæ xung thªm cho m« men
chñ ®éng: M’k > Mk.
2.3. Hao tæn c«ng suÊt trong hÖ thèng truyÒn lùc
Trong qu¸ tr×nh truyÒn n¨ng lîng tõ ®éng c¬ ®Õn c¸c b¸nh chñ ®éng cña m¸y kÐo
cã mét phÇn bÞ tiªu hao ®Ó kh¾c phôc c¸c lùc c¶n trong hÖ thèng truyÒn lùc, sù tiªu hao
®ã cã thÓ chÝa thµnh 2 nhãm :
Nhãm thø nhÊt bao gåm sù tiªu hao n¨ng lîng do khuÊy dÇu vµ do ma s¸t gi÷a c¸c
phít ch¾n dÇu vµ c¸c trôc trong hÖ thèng truyÒn lùc. Nhãm nµy kh«ng phô thuéc vµo t¶i
träng ngoµi mµ chñ yÕu phô thuéc vµo tèc ®é quay cña c¸c chi tiÕt, ®é nhít cña dÇu vµ
do ®ã gäi tÊt nhãm nµy lµ hao tæn thñy lùc. Tèc ®é cµng lín th× hao tæn thñy lùc cµng
lín. Do kh«ng phô thuéc vµo t¶i träng nªn cã thÓ x¸c ®Þnh hao tæn thñy lùc ë chÕ ®é
kh«ng t¶i.
Nhãm thø hai bao gåm c¸c hao tæn do ma s¸t trong c¸c gèi ®ì vµ trªn c¸c b¸nh
r¨ng ®ang ¨n khíp. Nhãm nµy phô thuéc vµo t¶i träng, nghÜa lµ phô thuéc vµo m« men
quay ®îc truyÒn.
Nh vËy m« men ma s¸t trong hÖ thèng truyÒn lùc cã thÓ ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng
thøc :
Mm = M o + M T
trong ®ã : Mo m« men ma s¸t khi ch¹y kh«ng (nhãm 1)
MT m« men ma s¸t do t¶i träng g©y ra (nhãm 2)
M« men ma s¸t nhãm 1 kh«ng phô thuéc vµo t¶i träng, cßn m« men ma s¸t nhãm
2 sÏ t¨ng tû lÖ thuËn víi sù t¨ng t¶i träng, tøc lµ phô thuéc vµo m« men c¶n. M« men
c¶n trong hÖ thèng truyÒn lùc sÏ ®îc truyÒn ®Õn trôc khuûu vµ c©n b»ng víi m« men
®éng c¬. M« men ma s¸t nhãm 2 sÏ tû lÖ thuËn víi m« men cña ®éng c¬.
M
m
m
Mm
0,8
MT
M0
0
M0
0,6
0,4
M
e
H×nh 2.5
Sù phô thuéc cña c¸c thµnh
phÇn m« men ma s¸t vµo m«
men ®éng c¬
0,2
0,2
0,4
0,6
0,8
H×nh 2.6
Sù phô thuéc cña hiÖu suÊt c¬
häc vµo hÖ sè t¶i träng ®éng c¬
Trªn h×nh 2.5 biÓu diÔn sù phô thuéc m« men ma s¸t vµo m« men quay cña ®éng
c¬, Mm = f(M e).
HiÖu suÊt lµm viÖc cña hÖ thèng truyÒn lùc ®îc x¸c ®Þnh bëi c«ng thøc:
m=momT
(2.9)
trong ®ã : mo hiÖu suÊt cña hÖ thèng truyÒn lùc khi ch¹y kh«ng;
mT hiÖu suÊt cña hÖ thèng truyÒn lùc khi cã t¶i.
Tõ ph©n tÝch trªn cã thÓ x¸c ®Þnh thµnh phÇn hiÖu suÊt mo theo c«ng thøc :
M M o
k M
k
mo e
1 o n 1 o
M e
Me
trong ®ã : ko= Mo/ Mn -hÖ sè ma s¸t trong hÖ thèng truyÒn lùc khi ch¹y kh«ng,
k o = 0,03 0,05 ;
= Me/Mn - hÖ sè sö dông t¶i träng cña ®éng c¬;
Mo, Me - m« men quay cña ®éng c¬ lóc kh«ng t¶i vµ lóc cã t¶i.
- tèc ®é quay cña trôc khuûu.
Qua ®ã cho thÊy hiÖu suÊt mo phô thuéc vµo m« men ®îc truyÒn hoÆc hÖ sè sö
dông t¶i träng.
M« men ma s¸t MT thay ®æi tû lÖ thuËn víi m« men quay cña ®éng c¬ M e, do ®ã
thµnh phÇn hiÖu suÊt mT lµ ®¹i lîng kh«ng ®æi. Nguyªn nh©n chÝnh sinh ra m« men ma
s¸t M T lµ do ma s¸t gi÷a c¸c b¸nh r¨ng khi ¨n khíp, cßn ma s¸t trong c¸c æ trôc lµ
kh«ng ®¸ng kÓ vµ cã thÓ bá qua. Khi ®ã hiÖu suÊt ma s¸t mT cã thÓ ®îc x¸c ®Þnh theo
c«ng thøc sau :
mT = 1n1.2n2.3n3
trong ®ã : 1, 2, 3 - hiÖu suÊt c¬ häc cña mét cÆp b¸nh r¨ng trô, mét Æp b¸nh r¨ng c«n
vµ cña mét khíp truyÒn c¸c ®¨ng;
n1, n2, n3 sè cÆp b¸nh b¸nh r¨ng trô, b¸nh r¨ng c«n vµ sè khíp c¸c ®¨ng
®ang tham gia truyÒn m« men.
§èi víi m¸y kÐo : 1 = 0,985 0,990 ; 2 = 0,975 0,980 ; 3 = 0,990.
Sau khi thay thÕ c¸c gi¸ trÞ cña mo vµ mT vµo c«ng thøc (2.9) ta sÏ nhËn ®îc :
m 1n12 n 23 n 3 (1
K0
)
(2.10)
Sù phô thuéc hiÖu suÊt c¬ häc cña hÖ thèng truyÒn lùc vµ hÖ sè sö dông t¶i träng
m = f() cña ®éng c¬ ®îc thÓ hiÖn trªn h×nh 2.6.
Qua ®å thÞ ta thÊy hiÖu suÊt c¬ häc m thay ®æi trong ph¹m vi réng tïy thuéc vµo
møc ®é t¶i cña hÖ thèng truyÒn lùc vµ cña ®éng c¬ (thÓ hiÖn qua hÖ sè t¶i träng ). HiÖu
suÊt m = 0 khi = ko, tøc lµ khi ch¹y kh«ng t¶i. Lóc ®ß m« men quay cña ®éng c¬ chØ
®Ó kh¾c phôc hao tæn thñy lùc trong hÖ thèng truyÒn lùc M e = Mo. Khi t¨ng t¶i träng
hiÖu suÊt c¬ häc còng t¨ng lªn vµ khi > 0,5 hiÖu suÊt m t¨ng rÊt chËm cã thÓ xem lµ
h»ng sè.
§èi víi m¸y kÐo, ®éng c¬ thêng lµm viÖc víi t¶i träng lín do ®ã khi nghiªn cøu
c¸c tÝnh n¨ng kÐo vµ tÝnh n¨ng ®éng lùc häc cho phÐp bá qua ¶nh h ëng cña t¶i träng
®Õn hiÖu suÊt c¬ häc vµ cã thÓ chän m = 0,88 0,93 cho c¸c lo¹i m¸y kÐo mét cÇu chñ
®éng. §èi víi m¸y kÐo 2 cÇu chñ ®éng hiÖu suÊt c¬ häc m sÏ thÊp h¬n so víi lo¹i mét
cÇu chñ ®éng. NÕu trong hÖ thèng truyÒn lùc sö dông c¸c c¬ cÊu hµnh tinh th× hiÖu suÊt
c¬ häc cßn thÊp h¬n chót Ýt.
2.4. Kh¸i niÖm vÒ lùc kÐo tiÕp tuyÕn, lùc b¸m vµ hÖ sè b¸mcña b¸nh xe chñ ®éng
2.4.1. Kh¸i niÖm vÒ lùc kÐo tiÕp tuyÕn (lùc chñ ®éng)
Qu¸ tr×nh t¸c ®éng t¬ng hç gi÷a b¸nh xe víi mÆt ®êng hoÆc ®Êt x¶y ra rÊt phøc
t¹p, song vÒ nguyªn lý lµm viÖc cña b¸nh xe chñ ®éng cã thÓ biÓu diÔn nh h×nh 2.7.
Díi t¸c dông cña m« men chñ ®éng M k b¸nh xe t¸c ®éng lªn mÆt ®êng mét lùc
tiÕp tuyÕn P (kh«ng vÏ trªn h×nh), ngîc l¹i mÆt ®êng t¸c dông lªn b¸nh xe mét ph¶n lùc
tiÕp tuyÕn P k cïng chiÒu chuyÓn ®éng víi m¸y kÐo vµ cã gi¸ trÞ b»ng lùc P (P k = P).
Ph¶n lùc P k cã t¸c dông lµm cho m¸y chuyÓn ®éng.
Do vËy ph¶n lùc tiÕp tuyÕn P k ®îc gäi lµ lùc kÐo tiÕp tuyÕn, ®«i khi cßn ®îc gäi lµ
lùc chñ ®éng.
Mk
GK
H×nh 2.7
S¬ ®å nguyªn lý lµm viÖc
cña b¸nh xe chñ ®éng
RK
rk
PK
ZK
VÒ b¶n chÊt, lùc kÐo tiÕp tuyÕn lµ ph¶n lùc cña ®Êt t¸c dông lªn b¸nh xe do m«
men chñ ®éng g©y ra, cã chiÒu cïng víi chiÒu chuyÓn ®éng cña m¸y kÐo.
Gi¸ trÞ lùc kÐo tiÕp tuyÕn khi m¸y kÐo chuyÓn ®éng æn ®Þnh ®îc x¸c ®Þnh theo
c«ng thøc :
M
M i
Pk= k e m
(2.11)
rk
rk
trong ®ã : M k - m« men chñ ®éng;
Me - m« men quay cña ®éng c¬;
i, m -tû sè truyÒn vµ hiÖu suÊt c¬ häc cña hÖ thèng truyÒn lùc;
rk- b¸n kÝnh b¸nh xe chñ ®éng (sÏ ®îc nghiªn cøu kü h¬n ë ch¬ng 3).
Qua ®ã ta thÊy r»ng, lùc kÐo tiÕp tuyÕn sÏ ®¹t gi¸ trÞ cùc ®¹i P kmax khi sö dông sè
truyÒn cã tû sè truyÒn lín nhÊt i = i max vµ m« men quay ®éng c¬ ®¹t gi¸ trÞ lín nhÊt M e
= Mmax , nghÜa lµ :
M e max i max m
Pkmax =
(2.12)
rk
Khi m¸y kÐo chuyÓn ®éng kh«ng æn ®Þnh m« men chñ ®éng cßn phô thuéc vµo gia
tèc vµ m« men qu¸n tÝnh cña c¸c chi tiÕt chuyÓn ®éng quay kh«ng ®Òu trong hÖ thèng
truyÒn lùc vµ trong ®éng c¬. Lùc kÐo tiÕp tuyÕn cã thÓ ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc :
M'
M
Pk' k Pk ak
rk
rk
(2.13)
trong ®ã: M’ k - m« men chñ ®éng khi chuyÓn ®éng kh«ng æn ®Þnh;
Mak - m« men c¸c lùc qu¸n tÝnh tiÕp tuyÕn cña c¸c chi tiÕt chuyÓn
®éng quay kh«ng ®Òu trong hÖ thèng truyÒn lùc vµ trong ®éng c¬;
Pk, P’ k - lùc kÐo tiÕp tuyÕn khi chuyÓn ®éng æn ®×nhva khi chuyÓn
®éng kh«ng æn ®Þnh.
Trong c«ng thøc (2.13) lÊy dÊu céng khi chuyÓn ®éng chËm dÇn vµ dÊu trõ khi
chuyÓn ®éng nhanh dÇn.
2.4.2. Kh¸i niÖm vÒ lùc b¸m vµ hÖ sè b¸m
Nh ®· ®îc ph©n tÝch ë trªn, sù xuÊt hiÖn lùc kÐo tiÕp tuyÕn P k lµ do kÕt qu¶ cña
t¸c ®éng t¬ng hç gi÷a b¸nh xe vµ mÆt ®êng. Do ®ã gi¸ trÞ lín nhÊt cña lùc kÐo tiÕp
tuyÕn kh«ng chØ phô thuéc vµo kh¶ n¨ng cung cÊp m« men quay tõ ®éng c¬ mµ cßn phô
thuéc vµo kh¶ n¨ng b¸m cña b¸nh xe víi ®Êt hoÆc mÆt ® êng. Khi b¸nh xe kh«ng cßn
kh¶ n¨ng b¸m sÏ x¶y ra hiÖn tîng trît quay hoµn toµn, lóc ®ã trÞ sè cña lùc kÐo tiÕp
tuyÕn còng ®¹t ®Õn gi¸ trÞ cùc ®¹i.
Gi¸ trÞ cùc ®¹i cña lùc kÐo tiÕp tuyÕn theo kh¶ n¨ng b¸m cña b¸nh xe ®îc gäi lµ
lùc b¸m P , nghÜa lµ:
Pkmax = P
VÒ b¶n chÊt, lùc b¸m ®îc t¹o thµnh bëi 2 thµnh phÇn chÝnh : lùc ma s¸t gi÷a b¸nh
xe vµ mÆt ®êng; søc chèng c¾t cña ®Êt ®îc sinh ra do t¸c ®éng cña c¸c mÊu b¸m. Khi
chuyÓn ®éng trªn ®êng cøng, lùc b¸m ®îc t¹o tµnh do lùc ma s¸t, cßn khi chuyÓn ®éng
trªn nÒn ®Êt mÒm lùc b¸m ®îc t¹o thµnh do c¶ lùc ma s¸t vµ lùc chèng c¾t cña ®Êt. Do
vËy lùc b¸m sÏ phô thuéc vµo ®Æc ®iÓm cÊu t¹o cña b¸nh xe, tÝnh chÊt c¬ lý cña ®Êt vµ
t¶i träng ph¸p tuyÕn. Khi chuyÓn ®éng trªn mÆt ph¼ng ngang ( h×nh 2.7) t¶i träng ph¸p
tuyÕn Gk lµ phÇn träng lîng m¸y kÐo t¸c ®éng lªn b¸nh xe bao gåm c¶ träng lîng b¶n
th©n cña b¸nh xe. T¶i träng ph¸p tuyÕn G k sÏ ®îc c©n b»ng víi ph¶n lùc ph¸p tuyÕn Z k
cña ®Êt.
Thùc nghiÖm ®· kh¼ng ®Þnh r»ng, lùc b¸m phô thuéc rÊt lín vµo t¶i träng ph¸p
tuyÕn vµ cã mèi quan hÖ tû lÖ thuËn. Do ®ã mèi quan hÖ nµy th êng hay ®îc sö dông khi
nghiªn cøu kh¶ n¨ng b¸m cña b¸nh xe.
Tû sè gi÷a lùc b¸m P vµ t¶i träng ph¸p tuyÕn G k ®îc gäi lµ hÖ sè b¸m vµ thêng ®îc ký hiÖu lµ , nghÜa lµ :
=
P
Gk
(2.14)
HÖ sè b¸m lµ mét th«ng sè quan träng dïng ®Ó ®¸nh gi¸ tÝnh chÊt b¸m cña m¸y
kÐo. Nã phô thuéc vµo kÕt cÊu cña hÖ thèng di ®éng vµ tr¹ng th¸i mÆt ®êng. Do tÝnh
chÊt phøc t¹p vµ ®a d¹ng cña ®iÒu kiÖn sö dông m¸y kÐo còng nh sù phøc t¹p cña c¸c
mèi quan hÖ gi÷a hÖ sè b¸m vµ c¸c yÕu tè ¶nh hëng cho nªn gi¸ trÞ cña hÖ sè b¸m chØ ®îc x¸c ®Þnh b»ng thùc nghiÖm vµ ®é chÝnh x¸c cña c¸c sè liÖu chØ mang tÝnh t¬ng ®èi.
Trªn c¬ së c«ng thøc (2.14) ta cã thÓ viÕt :
P = Gk = Z k
(2.15)
Nh vËy ®iÒu kiÖn cÇn ®Ó m¸y kÐo cã thÓ chuyÓn ®éng ®îc sÏ lµ :
PK < P
(2.16)
§iÒu kiÖn trªn còng nãi lªn r»ng kh¶ n¨ng chuyÓn ®éng cña m¸y kÐo sÏ bÞ giíi
h¹n bëi kh¶ n¨ng b¸m cña c¸c b¸nh xe chñ ®éng.
Tãm l¹i, khi tÝnh to¸n lùc kÐo tiÕp tuyÕn hoÆc lùc chñ ®éng cña m¸y kÐo cÇn ph¶i
xem xÐt cho 2 trêng hîp :
Khi ®ñ b¸m P k sÏ tÝnh theo m« men cña ®éng c¬, cã thÓ sö dông c«ng thøc (2.11)
hoÆc (2.12).
Khi kh«ng ®ñ b¸m P kmax sÏ tÝnh theo lùc b¸m :
Pkmax = P
(2.17)
2.5. C¸c lùc c¶n chuyÓn ®éng cña m¸y kÐo
C¸c lùc c¶n chuyÓn ®éng cña m¸y kÐo ®îc sinh ra do nhiÒu nguyªn nh©n kh¸c
nhau. Thµnh phÇn vµ tÝnh chÊt cña c¸c lùc c¶n phô thuéc vµo tÝnh chÊt c«ng viÖc, ®Þa
h×nh vµ chÕ ®é chuyÓn ®éng. Trêng hîp tæng qu¸t lµ khi m¸y kÐo chuyÓn ®éng lªn dèc
víi tèc ®é nhanh dÇn (h×nh 2.8).
Trong trêng hîp nµy c¸c thµnh phÇn lùc c¶n cña m¸y kÐo bao gåm : lùc c¶n l¨n
Pf, lùc qu¸n tÝnh P j , lùc c¶n kh«ng khÝ P w, lùc c¶n kÐo P m, lùc c¶n dèc Gsin.
1) Lùc c¶n l¨n
Lùc c¶n l¨n cña c¸c b¸nh xe xuÊt hiÖn lµ do sù tiªu hao n¨ng lîng bªn trong lèp
khi nã bÞ biÕn d¹ng, do xuÊt hiÖn c¸c lùc ma s¸t gi÷a b¸nh xe vµ mÆt ® êng, trong c¸c æ
trôc b¸nh xe hoÆc ma s¸t trong bé phËn di ®éng xÝch, lùc c¶n kh«ng khÝ chèng l¹i sù
quay cña b¸nh xe vµ sù tiªu hao n¨ng lîng cho viÖc t¹o thµnh vÕt b¸nh xe.
V
v
a
PW
b
Pj
h
Z1
Pf1
Gcos G
L
H×nh 2.8.
S¬ ®å lùc t¸c dông lªn «t« m¸y kÐo
Gsin
Pk
ZK
Pm
Pfk
hm
Do phô thuéc ®ång thêi vµo nhiÒu yÕu tè nªn viÖc x¸c ®Þnh møc ®é tiªu hao n¨ng
lîng cña tõng thµnh phÇn riªng lµ rÊt khã kh¨n. Bëi vËy ng êi ta qui tÊt c¶ c¸c thµnh
phÇn tiªu hao n¨ng lîng cho qu¸ tr×nh l¨n cña b¸nh xe thµnh mét lùc c¶n vµ gäi lµ lùc
c¶n l¨n.
Nh vËy, cã rÊt nhiÒu yÕu tè ¶nh hëng ®Õn lùc c¶n l¨n cña m¸y kÐo. Thùc nghiÖm
®· chøng tá r»ng, ph¶n lùc ph¸p tuyÕn cña mÆt ®êng lµ yÕu tè ¶nh hëng lín nhÊt. Do ®ã
cã thÓ x¸c ®Þnh lùc c¶n l¨n theo ph¶n lùc ph¸p tuyÕn Z hoÆc theo träng l ¬ng cña m¸y
G, sù ¶nh hëng cña c¸c yÕu tè cßn l¹i ®îc qui thµnh mét hÖ sè f vµ cã thÓ viÕt :
Pf = Pk + Pn = Z = G
(2.18)
trong ®ã : P k- lùc c¶n l¨n cña c¸c b¸nh chñ ®éng
Pn- lùc c¶n l¨n cña c¸c b¸nh bÞ ®éng
hÖ sè c¶n l¨n;
Z ph¶n lùc ph¸p tuyÕn:
Z = Gcos ;
G träng lîng cña m¸y kÐo;
®é dèc mÆt ®êng.
BiÓu thøc (2.18) cã thÓ viÕt l¹i mét c¸ch tæng qu¸t h¬n :
Pf = f.Gcos
(2.19)
VÒ b¶n chÊt cña lùc c¶n l¨n, hÖ sè c¶n l¨n sÏ ®îc tiÕp tôc nghiªn cøu cô thÓ h¬n ë
ch¬ng 3 vµ ch¬ng 4.
2) Lùc c¶n dèc P
Khi m¸y kÐo lªn dèc hoÆc xuèng dèc sÏ xuÊt hiÖn thµnh phÇn Gsin cã ph¬ng
song song víi mÆt ®êng vµ ®îc goi lµ lùc c¶n dèc, ký hiÖu lµ P :
P = Gsin
(2.20)
trong ®ã : G - träng lîng m¸y kÐo;
- gãc dèc mÆt ®êng.
Tuy nhiªn lùc P chØ g©y c¶n chuyÓn ®éng khi m¸y kÐo lªn dèc, cßn khi xuèng
dèc nã sÏ cã t¸c dông ®Èy m¸y kÐo chuyÓn ®éng. Song ®Ó tiÖn cho viÖc nghiªn cøu,
trong lý thuyÕt m¸y kÐo qui íc chung cho c¶ hai trêng hîp cïng sö dông mét thuËt ng÷.
3) Lùc c¶n kh«ng khÝ P w
Khi m¸y kÐo chuyÓn ®éng sÏ lµm di chuyÓn bé phËn kh«ng khÝ bao quanh m¸y,
lµm xuÊt hiÖn c¸c dßng khÝ xo¸y phÝa sau vµ h×nh thµnh mét lùc c¶n gäi lµ lùc c¶n
kh«ng khÝ.
Lùc c¶n kh«ng khÝ chñ yÕu phô thuéc vµo tèc ®é chuyÓn ®éng, h×nh d¸ng bÒ mÆt
ch¾n giã phÝa tríc. Gi¸ trÞ cña lùc c¶n kh«ng khÝ cã thÓ ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc
thùc nghiÖm :
P w = kw F v2
(2.21)
trong ®ã : kw - hÖ sè c¶n kh«ng khÝ ;
F - diÖn tÝchc¶n chÝnh diÖn (diÖn tÝch h×nh chiÕu cña m¸y kÐo
trªn mÆt ph¼ng vu«ng gãc víi ph¬ng chuyÓn ®éng);
v - tèc ®é chuyÓn ®éng t¬ng ®èi gi÷a m¸y kÐo vµ kh«ng khÝ.
§èi víi m¸y kÐo thêng chuyÓn ®éng víi tèc ®é thÊp nªn cã thÓ bá qua lùc c¶n
kh«ng khÝ v× nã rÊt nhá so víi c¸c thµnh phÇn lùc c¶n kh¸c.
4) Lùc c¶n qu¸n tÝnh P j
Khi m¸y kÐo chuyÓn ®éng cã gia tèc sÏ xuÊt hiÖn lùc qu¸n tÝnh cã ph ¬ng song
song víi ph¬ng chuyÓn ®éng vµ ®iÓm ®Æt t¹i träng t©m cña m¸y kÐo. NÕu chuyÓn ®éng
chËm dÇn, lùc qu¸n tÝnh P j sÏ cïng chiÒu víi chiÒu chuyÓn ®éng vµ cã t¸c dông hç trî
cho sù chuyÓn ®éng cña m¸y kÐo. Ngîc l¹i, khi chuyÓn ®éng nhanh dÇn, lùc qu¸n tÝnh
sÏ chèng l¹i sù chuyÓn ®éng vµ gäi lµ lùc c¶n qu¸n tÝnh.
Gi¸ trÞ cña lùc qu¸n tÝnh cã thÓ xem nh t¹o thµnh bëi hai thµnh phÇn :
Pj = Pj’ + P j’’
(2.22)
trong ®ã : P j’ - lùc c¶n qu¸n tÝnh tÞnh tiÕn;
Pj’’ - lùc c¶n qu¸n tÝnh do sù ¶nh hëng cña c¸c chi tiÕt chuyÓn ®éng quay
kh«ng ®Òu trªn m¸y kÐo g©y ra.
Lùc qu¸n tÝnh tÞnh tiÕn P j’ cã thÓ ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc :
P j’ = a
G
g
(2.23)
trong ®ã : a - gia tèc tÞnh tiÕn cña m¸y kÐo;
G - träng lîng m¸y kÐo;
g - gia tèc träng trêng.
Thµnh phÇn lùc qu¸n tÝnh P j’’ ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc :
M
M
P'' = ak an
rk
rn
trong ®ã : Mak- m« men cña c¸c lùc qu¸n tÝnh tiÕp tuyÕn cña c¸c chi tiÕt chuyÓn
®éng quay kh«ng ®Òu qui dÉn ®Õn trôc b¸nh chñ ®éng (xem môc 2.2).
Man- m« men c¸c lùc qu¸n tÝnh tiÕp tuyÕn cña b¸nh tríc (b¸nh dÉn
híng)
Man = a
Jn
rn
Jn, rm - m« men qu¸n tÝnh vµ b¸n kÝnh cña b¸nh xe dÉn híng.
Thay c¸c gi¸ trÞ Mak vµ Man vµo (2.24), sau ®ã thay c¸c gi¸ trÞ cña P j’ vµ P j’’ vµo
(2.22) ta sÏ nhËn ®îc lùc c¶n qu¸n tÝnh chung cña m¸y kÐo
2
2
G g J d i m J x ix x J k J n
(2.25)
Pj a 1
2
2
g G
r
r
k
n
§Æt:
a 1
2
2
g Jd i m J x ix x J k Jn
G
rk2
rn2
Thay a vµo (2.25) ta cã :
Pj = a
G
g
(2.26)
(2.27)
Trong ®ã a ®îc gäi lµ hÖ sè qui ®æi khèi lîng tÝnh ®Õn sù ¶nh hëng cña c¸c chi
tiÕt chuyÓn ®éng quay kh«ng ®Òu cña m¸y kÐo.
5) Lùc c¶n kÐo ë mãc P m
Lùc c¶n kÐo ë mãc P m lµ thµnh phÇn lùc c¶n do m¸y c«ng t¸c hoÆc r¬ mooc g©y ra.
Ph¬ng vµ ®é lín cña lùc c¶n kÐo P m phô thuéc vµo lo¹i m¸y c«ng t¸c, tÝnh chÊt c«ng
viÖc vµ c¸ch liªn kÕt víi m¸y kÐo. Do ®ã kh«ng cã c«ng thøc chung ®Ó tÝnh to¸n thµnh
phÇn lùc c¶n mãc.
2.6. C©n b»ng lùc kÐo vµ ph¬ng tr×nh vi ph©n chuyÓn ®éng cña m¸y kÐo
Tõ s¬ ®å lùc t¸c ®éng lªn m¸y kÐo (h×nh 2.8) vµ xÐt sù c©n b»ng lùc theo ph ¬ng
chuyÓn ®éng ta nhËn ®îc :
Pk = Pf P Pj + Pm Pw
(2.28)
Trong (2.28) lÊy dÊu céng (+) tríc P khi chuyÓn ®éng lªn dèc vµ lÊy dÊu trõ ( )
khi xuèng dèc; tríc Pj lÊy dÊu céng (+) khi chuyÓn ®éng nhanh dÇn vµ lÊy dÊu trõ ( )
khi chuyÓn ®éng chËm dÇn.
Thay P j tõ biÓu thøc (2.27) vµo ph¬ng tr×nh (2.28) ta sÏ rót ra ®îc ph¬ng tr×nh vi
ph©n chuyÓn ®éng :
dv
g
a
Pk ( P f P Pm Pw )
dt
a G
(2.29)
§Æt
P c = Pf P + Pm + Pw
C«ng thøc (2.29) cã thÓ viÕt gän lai:
dv
g
( Pk Pc )
dt a G
(2.30)
Thµnh phÇn P c ®îc gäi lµ lùc c¶n chung cña m¸y kÐo.
Khi chuyÓn ®éng æn ®Þnh ph¬ng tr×nh c©n b»ng lùc cã d¹ng :
Pk = Pc
§iÒu kiÖn ®Ó m¸y kÐo cã thÓ chuyÓn ®éng ®îc sÏ lµ :
Pc < Pkmax < P
(2.31)
trong ®ã : P kmax lùc kÐo tiÕp tuyÕn cùc ®¹i theo kh¶ n¨ng cung cÊp m« men
quay cña ®éng c¬;
P lùc b¸m cña m¸y kÐo;
NÕu Pkmax > Pc > P m¸y kÐo kh«ng chuyÓn ®éng ®îc do c¸c b¸nh chñ ®éng bÞ trît quay hoµn toµn.
NÕu Pkmax < P c < P , m¸y kÐo kh«ng chuyÓn ®éng ®îc vµ ®éng c¬ sÏ dõng quay
"chÕt m¸y".
Ch¬ng 3
§éng lùc häc tæng qu¸t m¸y kÐo b¸nh vµ « t«
Sù chuyÓn ®éng cña m¸y kÐo b¸nh vµ « t« lµ kÕt qu¶ cña sù t¸c ®éng t¬ng hç gi÷a
b¸nh xe vµ mÆt ®êng. §Ó hiÓu ®îc c¸c tÝnh chÊt chuyÓn ®éng cña « t« m¸y kÐo tr íc hÕt
cÇn nghiªn cøu tÝnh chÊt ®éng häc vµ ®éng lùc häc cña tõng b¸nh riªng rÏ, sau ®ã míi
xem xÐt sù chuyÓn ®éng cña c¶ xe nh mét tæng thÓ. §©y lµ phÇn néi dung quan träng
lµm c¬ së cho viÖc tÝnh to¸n c¸c tÝnh n¨ng sö dông « t« m¸y kÐo.
Trong ch¬ng nµy sÏ kh¶o s¸t sù l¨n cña c¸c b¸nh xe trªn c¸c lo¹i ®Êt kh¸c nhau
®Ó hiÓu râ b¶n chÊt cña sù t¸c ®éng tt¬ng hç gi÷a b¸nh xe vµ ®Êt hoÆc mÆt ®êng khi
chóng chuyÓn ®éng. Trªn c¬ së ®ã x¸c lËp c¸c c«ng thøc tÝnh to¸n lùc c¶n l¨n, lùc chñ
®éng, lùc b¸m, ph¶n lùc ph¸p tuyÕn (lùc th¼ng gãc tõ mÆt ®êng t¸c dông lªn b¸nh xe)
vµ hÖ sè ph©n bè t¶i träng lªn c¸c cÇu cña « t« m¸y kÐo.
3.1. §éng häc b¸nh xe
C¸c th«ng sè ®Æc trng quan träng cho tÝnh chÊt ®éng häc cña b¸nh xe lµ vËn tèc,
gia tèc vµ quÜ ®¹o chuyÓn ®éng cña c¸c ®iÓm kh¸c nhau trªn b¸nh xe.
Tuú theo nguån n¨ng lîng t¹o ra sù chuyÓn ®éng, c¸c b¸nh xe cã thÓ ®îc chia ra
hai lo¹i: b¸nh chñ ®éng vµ b¸nh bÞ ®éng. B¸nh xe chñ ®éng lµ lo¹i b¸nh xe nhËn m«
men quay ®îc truyÒn tõ ®éng c¬ ®Õn, cßn b¸nh xe bÞ ®éng nhËn lùc ®Èy tõ khung xe.
TÝnh chÊt ®éng häc cña b¸nh xe chñ ®éng vµ bÞ ®éng cã nh÷ng ®iÓm kh¸c nhau
nhÊt ®Þnh vµ bÞ thay ®æi theo ®iÒu kiÖn l¨n kh¸c nhau. Trong thùc tÕ, sù l¨n cña b¸nh xe
lu«n lu«n kÌm theo c¸c hiÖn tîng trît t¬ng ®èi víi mÆt ®êng. Song ®Ó dÔ hiÓu ta sÏ xÐt
cho hai trêng hîp : l¨n kh«ng trît vµ l¨n cã trît.
3.1.1. B¸nh xe l¨n kh«ng trît (l¨n thuÇn tóy)
ChuyÓn ®éng cña mét ®iÓm bÊt kú trªn b¸nh xe cã thÓ ®îc xem nh tæng hîp cña
hai chuyÓn ®éng thµnh phÇn:
chuyÓn ®éng theo khung xe vËn tèc v o= v vµ chuyÓn
®éng quay t¬ng ®èi quanh trôc h×nh häc cña nã víi vËn tèc gãc .
Gi¶ thiÕt r»ng xe chuyÓn ®éng ®Òu víi vËn tèc v = const th× vËn tèc theo cña mäi
®iÓm trªn vµnh b¸nh xe còng cã trÞ sè kh«ng ®æi v o = v = const.
Trong chuyÓn ®éng t¬ng ®èi, vËn tèc tiÕp tuyÕn v tt ®îc x¸c ®Þnh theo vËn tèc
gãc:
vtt = r
(3.1)
S¬ ®å vËn tèc cña mét ®iÓm A bÊt kú trªn vµnh ngoµi b¸nh xe ® îc thÓ hiÖn trªn
h×nh 3.1.
v0
y
VËn tèc
®iÓm A (ký hiÖu v A) sÏ lµ vÐc t¬ tæng hîp cña 2 vÐc t¬
B tuyÖt ®èi cña
v0
thµnh phÇn :
A
v A v0 vtt
Gi¸trÞ cña vËn tèc tuyÖt ®èi ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc :
vtt
v
v A Av o2 vtt2 2 vo v t t cos
H×nh 3.1
Trêng 0hîp l¨n kh«ng trît ta cã : vo = vS¬
rvËn tèc cña mét ®iÓm trªn vµnh
tt = ®å
Do ®ã :
ngoµi b¸nh xe khi l¨n kh«ng trît
r
vA = 2r cos(/2)
(3.2)
o
T¹i ®iÓm B : = 0 ; vB = 2rcos0 = 2r = 2vo
®iÓm O1 : v= 180o; vO1 = 2rcos180 = 0
vT¹i
x
NÕu
ta01nèi ®iÓm 0A víi ®iÓm
O 1, ta dÔ dµng chøng minh ®îc r»ng vÐc t¬ v A sÏ
tt
vu«ng gãc víi ®o¹n th¼ng O 1A. VËy cã thÓ kÕt luËn : khi b¸nh xe l¨n kh«ng tr ît t©m
quay tøc thêi cña c¸c b¸nh xe chÝnh lµ ®iÓm tiÕp xóc O 1 cña b¸nh xe víi mÆt ph¼ng
chuyÓn ®éng (h×nh 3.1).
Khi ®· biÕt t©m quay tøc thêi viÖc x¸c ®Þnh vËn tèc tuyÖt ®èi cña mét ®iÓm bÊt kú
trªn b¸nh xe cµng dÔ h¬n. VÝ dô, vËn tèc tuyÖt ®èi cña ®iÓm A sÏ cã ph¬ng vu«ng gãc
víi ®o¹n O1A vµ cã ®é lín vA = O1A.
QuÜ ®¹o chuyÓn ®éng. Gi¶ sö b¸nh xe quay ®îc mét gãc (H×nh 3.2), lóc ®ã
®iÓm A sÏ dÞch ®Õn ®iÓm A' cã täa ®é x, y, qu·ng ®êng dÞch chuyÓn cña trôc b¸nh xe lµ
AO1' = r.
Tõ h×nh 3.2 cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc c¸c täa ®é cña ®iÓm A :
x r ( sin )
y r (1 cos )
(3.3)
víi lµ hµm cña thêi gian t .
y
0’
0
r
y
A
01
H×nh 3.2
A’
x
r
S¬ ®å x¸c ®Þnh to¹ ®é cña mét ®iÓm
trªn b¸nh xe khi l¨n kh«ng trît
0’1
x
Ph¬ng tr×nh (3.3) ®îc gäi lµ ph¬ng tr×nh chuyÓn ®éng cña mét ®iÓm trªn vµnh
b¸nh xe, ®ã lµ ph¬ng tr×nh cña ®êng cong xicl«it.
Nh vËy quÜ ®¹o chuyÓn ®éng cña mét ®iÓm trªn vµnh ngoµi b¸nh xe khi l¨n kh«ng
trît lµ ®êng cong xicl«it cã chu kú 2 (®êng 1,Hh×nh 3.3b).
NÕu lÊy ®¹o hµm ph¬ng tr×nh (3.3) theo thêi gian vµ lu ý ddt, ta nhËn ®îc
c¸c thµnh phÇn vËn tèc t¬ng øng :
dx
r (1 cos )
dt
dy
vy
r sin
dt
vx
tèc :
(3.4)
TiÕp tôc lÊy ®¹o hµm theo thêi gian mét lÇn n÷a sÏ nhËn ®îc c¸c thµnh phÇn gia
dv x
r 2 sin
dt
dv y
ay
r 2 co s
dt
Gia tèc tuyÖt ®èi cña ®iÓm thuéc vµnh ngoµi b¸nh xe sÏ lµ :
ax
a a x2 a 2y r 2
(3.5)
(3.6)
3.1.2. C¸c hiÖn tîng trît cña b¸nh xe
Trong thùc tÕ, do sù biÕn d¹ng cña lèp vµ ®Êt, sù l¨n cña c¸c b¸nh xe m¸y kÐo
lu«n kÌm theo sù trît t¬ng ®èi gi÷a b¸nh xe vµ mÆt ®êng. C¸c hiÖn tîng trît cña b¸nh
xe theo ph¬ng tiÕp tuyÕn chia thµnh 2 lo¹i : trît quay vµ trît lª.
HiÖn tîng trît quay (cßn ®îc gäi lµ trît l¨n) thêng x¶y ra ë c¸c b¸nh chñ ®éng.
Khi ®ã c¸c phÇn tö b¸nh xe tai vïng tiÕp xóc trît vÒ phÝa sau, ngîc víi chiÒu chuyÓn
®éng cña m¸y kÐo vµ do ®ã sÏ lµm gi¶m vËn tèc chuyÓn ®éng cña trôc b¸nh xe, qu·ng
®êng chuyÓn ®éng thùc tÕ nhá h¬n so víi trêng hîp l¨n kh«ng trît.. NÕu b¸nh chñ ®éng
bÞ trît hoµn toµn, nã chØ quay t¹i chç vµ xe dõng l¹i.
HiÖn tîng trît lª thêng x¶y ra víi b¸nh bÞ ®éng hoÆc khi b¸nh chñ ®éng phanh
l¹i. Ngîc víi hiÖn tîng trît quay, khi trît lª b¸nh xe sÏ trît t¬ng ®èi víi mÆt ®êng theo
chiÒu chuyÓn ®éng cña xe, qu·ng ®êng chuyÓn ®éng thùc tÕ lín h¬n so víi trêng hîp
l¨n kh«ng trît. Khi bÞ trît lª hoµn toµn b¸nh xe sÏ kh«ng quay mµ chØ chuyÓn ®éng tÞnh
tiÕn.
NÕu ký hiÖu vËn tèc tÞnh tiÕn (vËn tèc theo) cña trôc b¸nh xe khi l¨n kh«ng tr ît lµ
vo, khi trît quay lµ vo' vµ khi trît lª lµ vo'' ta sÏ cã :
Khi kh«ng trît : vo = vtt = r
Khi trît quay : vo' < vtt
Khi trît lª :
vo'' > vtt
Còng dÔ dµng suy luËn ra r»ng khi trît quay t©m quay tøc thêi cña b¸nh xe dÞch
gÇn vÒ t©m h×nh häc cña nã do v o' < vtt , quÜ ®¹o chuyÓn ®éng cña ®iÓm thuéc vµnh
ngoµi b¸nh xe lµ ®êng xicl«it co ng¾n. Ngîc l¹i, khi trît lª t©m quay tøc thêi sÏ dÞch ra
ngoµi b¸nh xe v× vo'' > vtt vµ quÜ ®¹o chuyÓn ®éng cña ®iÓm thuéc vµnh ngoµi b¸nh xe lµ
®êng xicl«it gi·n dµi.
Trªn h×nh 3.4 tr×nh bµy s¬ ®å vËn tèc vµ quÜ ®¹o chuyÓn ®éng cña b¸nh xe cho c¸c
trêng hîp l¨n kh¸c nhau : kh«ng trît, trît quay vµ trît lª. Ký hiÖu (') dïng cho trêng
hîp trît quay vµ ký hiÖu ('') dïng cho trît lª.
Kh¸i niÖm vÒ ®é trît:
§èi víi c¸c b¸nh xe m¸y kÐo, hiÖn tîng l¨n kh«ng trît chØ lµ gi¶ ®Þnh, cßn trong
thùc tÕ lu«n x¶y ra hiÖn tîng trît cña c¸c b¸nh xe. Do ®ã ngêi ta ®a ra 2 kh¸i niÖm : vËn
tèc lý thuyÕt vµ vËn tèc thùc tÕ.
VËn tèc lý thuyÕt lµ vËn tèc tÞnh tiÕn cña trôc b¸nh xe khi l¨n kh«ng trît, thêng
ký hiÖu lµ vt , nghÜa lµ :
vt = v o = r .
(3.7)
VËn tèc thùc tÕ lµ vËn tèc trôc b¸nh xe khi l¨n trong ®iÒu kiÖn cã tr ît, v
vt .
§é trît lµ mét th«ng sè dïng ®Ó ®¸nh gi¸ møc ®é trît cña b¸nh xe vµ ®îc x¸c
®Þnh bëi tû sè gi÷a ®é mÊt m¸t vËn tèc (v = vt v) vµ vËn tèc lý thuyÕt vt :
v v
( 3.8)
t
100%
vt
Khi trît quay = 0 100%,
Khi trît lª
= 0.
§é trît quay lµ mét trong y
c¸c th«ng sè quan träng dïng ®Ó ®¸nh gi¸ tÝnh chÊt
vo v®éng
”
’
b¸m cña b¸nh
chñ
vµ
tÝnh
n¨ng kÐo b¸m vµ tÝnh n¨ng phanh cña « t« m¸y
A vxe
o
o
kÐo.
r” §é trît phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè: c¸c th«ng sè cÊu t¹o cña b¸nh xe, c¸c tÝnh
1
chÊt c¬ lý cña ®Êt,
t¶i träng ph¸p tuyÕn trªn c¸c cÇu vµ c¸c lùc c¶n chuyÓn
2 ®éng cña3« t«
v
’v nµy
v”
tt vahÖ
m¸y kÐo. Nh÷ng quan
a a sÏ ®îc tiÕp tôc nghiªn cøu ë c¸c phÇn sau.
r’
0
x
2r’
0’1
01 tÝnh chÊt cña b¸nh h¬i (b¸nh lèp cã s¨m) 2r
3.2. C¸c
Trªn0”c¸c
« t« vµ m¸y kÐo b¸nh hÇu hÕt lµ sö dông b¸nh
h¬i. C¸c tÝnh chÊt biÕn
2r’’
1
r
d¹ng ®µn håi cña b¸nh xe cã ¶nh hëng lín ®Õn hÇu hÕt c¸c chØ tiªu sö dông m¸y. C¸c
a)
b)
H×nh 3.3. S¬ ®å vËn tèc vµ quÜ ®¹o chuyÓn ®éng cña b¸nh xe
a) S¬ ®å vËn tèc ; b) QuÜ ®¹o chuyÓn ®éng
1 - kh«ng tr ît; 2 - tr ît quay; 3 - tr ît lª
- Xem thêm -
.DOC 
57 
42 
84 
