BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI






 VŨ CÔNG CẢNH NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG MỘT SỐ
TÍNH CHẤT HOẠT ðỘNG CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN
ðỘNG THỦY LỰC CHO BỘ PHẬN DI ðỘNG TRÊN MÁY
NÔNG NGHIỆP TỰ HÀNH
LUẬN VĂN THẠC SỸ
HÀ NỘI – 2013
Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật
i

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số
liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng ñược ai công bố
trong bất kì công trình nghiên cứu khoa học nào khác.
Tôi xin cam ñoan, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện Luận văn này ñã
ñược cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong Luận văn ñều ñã ñược chỉ rõ
nguồn gốc. Tác giả luận văn Vũ Công Cảnh
Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật
ii

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

LỜI CAM ðOAN i
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC HÌNH………………………………………………………… vi
PHẦN I: MỞ ðẦU 1
1.1. ðặt vấn ñề 1
1.2. Mục tiêu của ñề tài 2
1.2.1. Mục tiêu 2
1.2.2. Nội dung 2
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài 2
PHẦN II: NỘI DUNG 4
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU 4
1.1. Các dạng truyền ñộng trên máy kéo nông nghiệp. 4
1.1.1. Truyền ñộng cơ khí 4
1.1.2. Truyền ñộng ñiện 5
1.1.3. Truyền ñộng thủy lực 5
2.1. Một số ứng dụng truyền ñộng thủy lực cho bộ phận di ñộng trên ô tô máy
kéo và xe chuyên dụng 6
2.2. Sơ ñồ truyền ñộng thuỷ lực trên các loại ô tô máy kéo và xe chuyên dụng .10
2.3. Các nghiên cứu trong và ngoài nước về truyền ñộng thủy lực cho bộ phận di
ñộng trên máy kéo, máy nông nghiệp tự hành 16
2.3.1. Các nghiên cứu ở ngoài nước về truyền ñộng thủy lực trên máy kéo, máy
nông nghiệp tự hành 16
2.3.2. Các nghiên cứu ở trong về truyền ñộng thủy lực trên máy kéo, máy nông
nghiệp tự hành 16
Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật
iv


4.1. Xây dựng mô hình khảo sát 40
4.2. Kết quả khảo sát 41
4.2.1. Kết quả khảo sát quá trình ñiều khiển van phân phối 41
4.2.2. Kết quả khảo sát quá trình thay ñổi mức ga 45
4.2.3. Kết quả khảo sát quá trình ñiều khiển van tiết lưu 49
4.2.4. Kết quả khảo sát quá trình thay ñổi tải trọng 52
CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 56
5.1 Kết luận 56
5.2 ðề nghị 57
TÀI LIỆU THAM KHẢO 58

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật
vi

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Truyền ñộng thủy lực một bơm, một motor cho 2 cầu 7
Hình 1.2. Hệ thống truyền lực máy kéo Fendt 400 8
Hình 1.3. Hệ thống truyền lực máy kéo Fendt 900 8
Hình 1.4. Hệ thống truyền ñộng xe nâng hàng 9
Hình 1.5. Hệ thống truyền lực xe lu rung 10
Hình 1.6 . Truyền ñộng thủy lực – cơ khí cho hai bánh chủ ñộng 11
Hình 1.7. Truyền ñộng thủy lực HST cho 2 bánh 11
Hình 1.8. Truyền ñộng thủy lực kết nối 2 bơm và hai motor thủy lực 13
Hình 1.9 Truyền ñộng thủy lực có hộp số cơ khí 13
Hình 1.10 Truyền ñộng xích nhận nguồn ñộng lực từ truyền ñộng thủy lực
có hộp số 14
Hình 1.11 Truyền ñộng xích nhận nguồn ñộng lực từ truyền ñộng thủy lực
không có hộp số 14
Hình 1.12. Truyền ñộng thủy lực cho 2 cầu chủ ñộng 15

Hình 4.7. Lưu lượng bơm thủy lực khi ñiều khiển van PP 45
Hình 4.8. Tốc ñộ quay DCDT khi thay ñổi mức ga 46
Hình 4.9. Lưu lượng bơm thuỷ lực khi thay ñổi mức ga DCDT 46
Hinh 4.10. Áp suất ñường cấp dầu khi thay ñổi mức ga DCDT 47
Hình 4.11. Áp suất ñường xả dầu khi thay ñổi mức ga DCDT 47
Hình 4.12. Tốc ñộ quay ñộng cơ thủy lực khi thay ñổi mức ga DCDT 48
Hình 4.13. Mô men ñộng cơ thuỷ lực khi thay ñổi mức ga DCDT 48
Hình 4.14. Lưu lượng trên ống cấp dầu khi thay ñổi tiết lưu 49
Hình 4.15. Áp suất ñường cấp khi ñiều khiển tiết lưu 50
Hình 4.16. Áp suất ống xả khi ñiều khiển tiết lưu 50
Hình 4.17. Tốc ñộ quay ñộng cơ thủy lực khi ñiều khiển van tiết lưu 51
Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật
viii

Hình 4.18. Tốc ñộ ñộng cơ thủy lực khi thay ñổi tải trọng 52
Hình 4.19. Mô men ñộng cơ thủy lực khi tải trọng thay ñổi 52
Hình 4.20. Lưu lượng bơm thủy lực khi tải trọng thay ñổi 53
Hình 4.21. Áp suất ống cấp dầu khi tải thay ñổi 54
Hình 4.22. Áp suất ống xả khi có sự thay ñổi tải trọng 54

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật
1

PHẦN I: MỞ ðẦU
1.1. ðặt vấn ñề
Hiện nay sản xuất nông lâm nghiệp vẫn giữ vai trò quan trọng trong
nền kinh tế quốc dân của Việt Nam. Nhờ áp dụng khoa học kỹ thuật vào
trong sản xuất nông nghiệp, kết hợp với ñiều kiện tự nhiên và sức lao ñộng
dồi dào nên ñã thu ñược những kết quả vượt bậc. Sản xuất trong lĩnh vực
nông lâm nghiệp là một quá trình hoạt ñộng mang tính ñặc thù, ñiều kiện

Trên cơ sở thực hiện một phần công việc nằm trong ñề án thiết kế chế
tạo máy kéo phục vụ sản xuất Nông – Lâm nghiệp, trong phạm vi giới hạn và
yêu cầu của một luận văn Thạc sỹ kỹ thuật cơ khí, tác giả ñề xuất ñề tài:
“Nghiên cứu thiết kế và mô phỏng một sô tính chất hoạt ñộng của
hệ thống truyền ñộng thủy lực cho bộ phận di ñộng trên máy nông
nghiệp tự hành”
1.2. Mục tiêu của ñề tài
1.2.1. Mục tiêu
Tính toán thông số, lựa chọn phần tử và xây dựng mô hình mô phỏng
mạch truyền ñộng thủy lực cho bộ phận di ñộng, làm cơ sở cho việc thiết kế
chế tạo máy nông nghiệp tự hành phục vụ sản suất nông nghiệp.
1.2.2. Nội dung
- Lựa chọn, thiết kế kết cấu máy phù hợp;
- Tính toán, xây dựng mô hình mô phỏng hệ thống truyền ñộng thuỷ
lực cho bộ phận di ñộng của máy nông nghiệp tự hành.
- Khảo sát mô hình và phân tích kết quả mô phỏng
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài
Xây dựng cơ sở cho việc ứng dụng truyền ñộng thuỷ lực vào trong sản
xuất nông lâm nghiệp với ñiều kiện thực tiễn ở nước ta.
Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật
3

Là tiền ñề ñể ứng dụng truyền ñộng thủy lực kết hợp với các truyền
ñộng khác trong hệ thống di chuyển trên máy nông nghiệp nói riêng và hệ
thống máy nói chung.
Tạo lập cơ sở tính toán thiết kế hệ thống truyền lực trên bộ phận công
tác của máy kéo trong các ngành nông lâm nghiệp, thủy lợi, xây dựng, giao
thông
* Ưu ñiểm:
- Kết cấu ñơn giản
- Chế tạo dễ dàng
- Làm việc chắc chắn, có khả năng chịu tải lớn
- Hiệu suất truyền ñộng cao
- Giá thành chế tạo rẻ
* Nhược ñiểm:
- Kích thước bộ truyền lớn, trọng lượng nặng
- Làm việc gây tiếng ồn lớn
- Khi truyền công suất ñi xa thường tổn thất công suất do ma sát và
quán tính lớn
- Tốc ñộ và mô men xoắn ñược biến ñổi theo cấp.
Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật
5

1.1.2. Truyền ñộng ñiện
Tðð ñược ứng dụng phổ biến trên các loại xe lai (Hybrid) hoặc xe
nâng hàng, kiểu truyền ñộng này không gây tiếng ồn, tiết kiệm nhiên liệu (xe
lai). Tuy nhiên do một số hạn chế như hiệu suất thấp, giá thành chế tạo cao,
thể tích riêng lớn, nên Tðð hầu như không ñược ứng dụng trên máy kéo
1.1.3. Truyền ñộng thủy lực
Truyền ñộng thủy lực là phương pháp truyền ñộng ñược sử dụng phổ
biến hiện nay và trở thành một trong những khuynh hướng phát triển trong
thiết kế chế tạo các loại máy móc hiện ñại, công nghệ cao.
Theo nguyên lý làm việc truyền ñộng thủy lực ñược chia làm hai loại:
truyền ñộng thủy ñộng và truyền ñộng thủy tĩnh.
+ Truyền ñộng thủy ñộng: với phương pháp truyền ñộng này không có
mối liên hệ cứng giữa khâu chủ ñộng và khâu bị ñộng. ðể truyền chuyển
ñộng tới khâu bị ñộng (trục tuabin), ñộng năng ñược sử dụng làm quay bánh
bơm. Ở ñây, trục bánh bơm quay ñược nhờ nhận trực tiếp chuyển ñộng quay

- Vận tốc truyền ñộng bị hạn chế vì phải ñề phòng hiện tượng va ñập
thủy lực, tổn thất cột áp, tổn thất công suất lớn và xâm thực.
- Yêu cầu chất lỏng làm việc tương ñối phức tạp, ñộ nhớt phải thích hợp
ít thay ñổi khi nhiệt ñộ và áp suất thay ñổi.
- Áp lực dầu công tác khá cao ñòi hỏi công nghệ chế tạo ñạt ñộ chính xác
cao, do ñó giá thành của bộ truyền ñộng thủy lực ñắt hơn các bộ truyền ñộng
khác.
2.1. Một số ứng dụng truyền ñộng thủy lực cho bộ phận di ñộng trên ô tô
máy kéo và xe chuyên dụng
Truyền ñộng thủy lực ñược ứng dụng phổ biến và ña dạng trên nhiều hệ
thống của ô tô máy kéo và xe chuyên dụng như phanh, lái, di ñộng …vv. Một
số ứng dụng dưới ñây chỉ tập trung giới thiệu dạng truyền ñộng thủy tĩnh
Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật
7

trong truyền lực cho bộ phận di ñộng của một số loại máy thông dụng sử dụng
trong giao thông, xây dựng, Nông – Lâm nghiệp…vv.
Hình 1.1. giới thiệu hệ thống truyền ñộng thủy lực có kết cấu khá ñơn
giản và hiệu quả, gồm một bơm thủy lực nhận toàn bộ công suất từ ñộng cơ
ñốt trong, ðộng cơ thủy lực tiếp nhận, biến ñổi năng lượng và truyền ñộng
cho 2 cầu chủ ñộng qua cacdan. Kiểu truyền ñộng này ñược sử dụng phổ biến
cho các loại máy xây dựng, lâm nghiệp (máy xúc, máy ñào…vv), hoạt ñộng
trong các ñiều kiện ñịa hình phức tạp, di chuyển trong phạm vi hẹp.

Hình 1.1. Truyền ñộng thủy lực một bơm, một motor cho 2 cầu
Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật
8Hình 1.2. Hệ thống truyền lực máy kéo Fendt 400

Sử dụng bơm mạch kín cấp dầu trực tiếp cho motor di chuyển bánh
thép và motor di chuyển bánh lốp (có thể chỉ cần một motor di chuyển bánh
lốp ñược kết nối trực tiếp vào cầu xe).
2.2. Sơ ñồ truyền ñộng thuỷ lực trên các loại ô tô máy kéo và xe chuyên
dụng
Hệ thống truyền ñộng thủy lực giống như một trục truyền ñộng kết nối tự
ñộng giữa ñộng cơ và tải.

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật
11
Hình 1.6 . Truyền ñộng thủy lực – cơ
khí cho hai bánh chủ ñộng

Hình 1.7. Truyền ñộng thủy lực
HST cho 2 bánh

Sơ ñồ truyền ñộng (hình 1.6) có ñặc ñiểm:
- Hai ñộng cơ thủy lực kết nối và truyền ñộng cho bánh xe chủ ñộng qua
cặp bánh răng truyền lực cuối cùng.
- Một bơm kết nối với ñộng cơ qua hộp giảm tốc ñể có tốc ñộ phù hợp, ñáp
ứng ñược yêu cầu áp suất và lưu lượng cần thiết cho xe di chuyển trên ñường.
- Truyền lực cuối cùng trên các bánh xe thường sử dụng cơ cấu bánh răng
hành tinh.
Sơ ñồ trên hình 1.7 biểu diễn mạch truyền ñộng thủy lực HST, gồm 2
bơm và 2 ñộng cơ piston, thay ñổi ñược lưu lượng. Mỗi cặp bơm – ñộng cơ
kết nối với các bán trục chủ ñộng, có thể ñiều khiển ñộc lập. ðộng cơ ñốt
trong cung cấp năng lượng qua hệ thống truyền lực và truyền ñộng cho bơm
Sơ ñồ hình 1.8 có kết cấu gần giống sơ ñồ HST, tuy nhiên cụm bơm và
ñộng cơ bố trí ở khoảng cách xa nhau, về kết cấu có thể sử dụng bơm hoặc
ñộng cơ có thể thay ñổi ñược thể tích làm việc. Trong sơ ñồ truyền ñộng này,
có hệ thống truyền lực thủy lực riêng cho từng bánh xe, không có các ñường
truyền lực cơ khí hay hộp số.
Qua nghiên cứu sơ ñồ truyền lực ở các hình 1.8 và 1.9 ta thấy: Trên
hình 1.8 sơ ñồ truyền lực ñơn giản các chi tiết trên hệ thống thông dụng, có
giá thành chế tạo, lắp ñặt rẻ. Tuy nhiên nó có những nhược ñiểm là hai ñộng
cơ thủy lực cũng như hai bơm thủy lực trong quá trình hoạt ñộng phải có
cùng công suất, quay với số vòng quay như nhau nếu không sẽ sinh ra công
suất ký sinh khi xe hoạt ñộng trên ñường. Loại này thường dung với các máy

Hình 1.8. Truyền ñộng thủy lực kết
nối 2 bơm và hai motor thủy lực

Hình 1.9 Truyền ñộng thủy lực có
hộp số cơ khí
Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật
14

có công suất nhỏ yêu cầu vận tốc làm việc nhỏ. Hiện nay ở một số hãng sản
xuất thường sử dụng hộp số thủy cơ như sơ ñồ truyền lực hình 1.9 ñể nâng
cao ñược tính năng kéo bám của xe. Loại này thường sử dụng trên các loại xe
chuyên dụng.


bánh sau 1 chút khoảng (1% - 2%), giúp cải thiện ñược tính năng lái và nâng
cao khả năng kéo trên xe.
Với các sơ ñồ truyền ñộng trên cần phải thiết kế ñể kích thước ñộng cơ và
truyền lực cuối cùng ñể mà vận tốc tiếp tuyến trên các bánh phía trước và phía
sau gần bằng nhau.
Thông qua những giải thích sơ bộ như trên ta ñi ñến kết luận như sau: Trên
hình 1.12 là sơ ñồ truyền lực ñược ứng trên những xe ô tô chuyên dụng hiện
ñại vì khả năng kiểm soát tốc ñộ, quay vòng ñược thực hiện trên từng bánh
xe. Do vậy chi phí chế tạo, lắp ñặt cho hệ thống truyền lực loại này cao, và
khi lắp các ñộng cơ thủy lực trên các bánh xe yêu cầu phải có cùng mã hiệu,