Mô hình khảo sát động lực học hệ thống truyền động thủy cơ trên máy tự hành

Vietnam J. Agri. Sci. 2019, Vol. 17, No. 4: 315-321 Tạp chí Khoa học Nông nghiệp Việt Nam 2019, 17(4): 315-321 
www.vnua.edu.vn 
315 
MÔ HÌNH KHẢO SÁT ĐỘNG LỰC HỌC HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY CƠ TRÊN MÁY TỰ HÀNH 
Đặng Đức Thuận1*, Bùi Việt Đức2, Nguyễn Ngọc Quế2 
1Đại học Công nghệ Giao thông vận tải 
2Khoa Cơ - Điện, Học viện Nông nghiệp Việt Nam 
*
Tác giả liên hệ: bvduc@vnua.edu.vn 
Ngày nhận bài: 04.05.2019 Ngày chấp nhận đăng: 17.07.2019 
TÓM TẮT 
Nghiên cứu này phát triển mô hình động lực học mô phỏng trạng thái làm việc của hệ thống truyền lực trên máy 
tự hành sử dụng hệ truyền động thủy tĩnh với hộp số cơ khí. Mô hình được xây dựng trên cơ sở các công thức, 
phương trình động lực học cho các phần tử từ động cơ đến bộ phận di động của máy tự hành hai bánh chủ động, sử 
dụng các cấu trúc dạng mô đun của phần mềm Sim-Hydraulic và Sim-Mechanic trong môi trường MATLAB/Simulink. 
Việc khảo sát mô hình được thực hiện với thông số đầu vào được xác định từ thực nghiệm trong một số điều kiện 
làm việc đặc trưng của máy tự hành. Các kết quả khảo sát được so sánh với thực nghiệm để đánh giá, kiểm chứng 
mô hình mô phỏng. 
Từ khóa: Máy tự hành đa năng, truyền động thủy lực - cơ khí, trạng thái động lực học. 
Dynamics Investigation of Hydromechanical Transmission on Self-Propelled Machine 
ABSTRACT 
This study develops the dynamic model that describe the behavior of a transmission system on self-propelled 
machine utilizing a hydrostatic transmission with a mechanical gearbox. The model is built on the basis of formulas, 
dynamic equations for elements from the engine to the wheel drive of the self-propelled machine and using the 
modular structures of Sim-Hydraulic and Sim-Mechanic software in MATLAB/Simulink environments. The model 
survey was carried out with input parameters determined from experiment in some typical operating conditions of 
self-propelled machine. The survey results are compared with experimental data to evaluate and verify the simulation 
model. 
Keywords: Self-propelled machine, hydromechanical transmission, dynamics behavior. 
1. ĐẶT VẤN ĐỀ 
Hiện nay, truyền động cơ khí và thủy lực 
được ứng dụng phổ biến trong hệ thống truyền 
lực của máy tự hành đa chức năng với nhiều 
däng kết hợp khác nhau tùy thuộc vào yêu cæu và 
điều kiện sử dụng. Hộp số thủy lực - cơ khí 
(HSTC) tích hợp trong hệ thống truyền lực của 
máy tự hành có thể câi thiện các tính năng như 
mở rộng phäm vi và thay đổi vô cçp tỷ số truyền, 
giâm thiểu các hän chế của truyền động cơ khí, 
đơn giân hóa các điều kiện vận hành, nâng cao 
hiệu quâ sử dụng máy tự hành đa năng (Renius, 
2004). Tuy nhiên đåy là hình thức truyền động 
phức täp do có sự kết hợp của nhiều däng truyền 
động có tính chçt làm việc khác biệt, cæn thiết 
phâi thực hiện xây dựng mô hình động lực học hệ 
thống truyền động thủy lực cơ khí, để có thể sử 
dụng trong khâo sát mô phông träng thái, tính 
chçt hoät động, thay thế cho hệ thống máy thực 
có kết cçu và điều kiện làm việc phức täp, nhằm 
rút ngắn thời gian và giâm thiểu chi phí cho 
nghiên cứu ứng dụng phát triển hệ thống truyền 
động kết hợp thủy lực cơ khí cho nhiều loäi máy, 
thiết bị công tác có tính năng khác nhau, hình 
thành các cơ sở khoa học trong tính toán thiết kế, 
chế täo sân xuçt và khai thác sử dụng hiệu quâ 
hệ thống máy. 
Mô hình khảo sát động lực học hệ thống truyền động thủy cơ trên máy tự hành 
316 
Nội dung của bài báo chủ yếu tập trung cho 
việc khâo sát, phân tích tính chçt động lực học 
của mô hình máy tự hành sử dụng HSTC trong 
một số điều kiện làm việc đặc trưng, các kết quâ 
mô phông được so sánh kiểm chứng qua kết quâ 
đo đäc thực nghiệm nhằm xác định sai số và 
đánh giá tính đúng đắn của mô hình mô phông. 
2. MÔ HÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP 
NGHIÊN CỨU 
Phương pháp nghiên cứu được sử dụng để 
thực hiện các nội dung công việc gồm kết hợp 
giữa nghiên cứu lý thuyết tính toán xây dựng 
mô hình mô phông và thực nghiệm đo đäc xác 
định thông số, kiểm chứng kết quâ khâo sát mô 
hình lý thuyết. 
Mô hình động lực học hệ thống truyền lực 
máy tự hành xây dựng trên cơ sở các quan hệ vật 
lý, toán học giữa các phæn tử trong hệ thống máy 
bao gồm từ động cơ đốt trong, hệ thống truyền 
động thủy lực, hệ thống tryền động cơ khí, hệ 
thống di động, được sử dụng để khâo sát một số 
träng thái hoät động của hệ thống máy dưới tác 
động ânh hưởng của các yếu tố kết cçu và điều 
kiện sử dụng. Các phæn tử trong hệ thống máy 
được tính toán thông số kỹ thuật, lựa chọn kết 
cçu và thiết kế cçu hình như hình 2. Hộp số thủy 
cơ sử dụng giâi pháp nối tiếp giữa truyền động 
thủy lực và truyền động cơ khí có kết cçu đơn 
giân, phäm vi thay đổi tỷ số truyền lớn, linh hoät 
và có thể ứng dụng phù hợp cho việc câi tiến các 
loäi máy tự hành sử dụng hộp số cơ khí. 
Mô hình tính toán mô phông được xây dựng 
trên cơ sở các thông số kỹ thuật được tính toán, 
đo đäc của các phæn tử từ động cơ đốt trong đến 
bộ phận di động trong hệ thống truyền lực của 
xe tự hành, với các giâ thiết các chi tiết truyền 
động cơ khí như trục, bánh răng là tuyệt đối 
cứng, bô qua hao tổn do rò rî trong các phæn tử 
thủy lực và nhiệt độ dæu thủy lực không thay 
đổi trong các trường hợp khâo sát. 
Công việc tính toán khâo sát được sự trợ 
giúp của các phæn mềm Sim Hydraulic, Sim 
Mechanic trong Matlab-Simulink. 
Hình 1. Hộp số thủy lực cơ khí (HSTC) trên các loại máy kéo, máy tự hành 
Hình 2. Mô hình xe tự hành sử dụng hệ thống truyền động thủy lực cơ khí 
Đặng Đức Thuận, Bùi Việt Đức, Nguyễn Ngọc Quế 
317 
Nguồn: Đặng Đức Thuận & cs., 2017 
Hình 3. Đặc tính động cơ diesel 3T84 
+ Phæn từ động cơ: sử dụng nhiên liệu 
diesel, công suçt 30 Hp, có các đặc tính được xây 
dựng từ kết quâ đo đäc thực nghiệm. 
Động cơ đốt trong được kết nối và truyền 
động trực tiếp cho bơm dæu, với giâ thiết trục 
truyền động từ động cơ đến bơm dæu tuyệt đối 
cứng, quá trình làm việc của động cơ đốt trong 
và bơm được mô tâ theo