Nghiên cứu tính chất truyền động và điều khiển hệ thống truyền động vô cấp phân tầng trên máy kéo nhỏ 4 bánh

 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT 
 HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM 
 NGUYỄN CÔNG THUẬT 
NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT TRUYỀN ĐỘNG VÀ ĐIỀU KHIỂN 
 HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG VÔ CẤP PHÂN TẦNG 
 TRÊN MÁY KÉO NHỎ 4 BÁNH 
 LUẬN ÁN TIẾN SĨ 
 CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ 
 HÀ NỘI – 2014
 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT 
 HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM 
 NGUYỄN CÔNG THUẬT 
NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT TRUYỀN ĐỘNG VÀ ĐIỀU KHIỂN 
 HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG VÔ CẤP PHÂN TẦNG 
 TRÊN MÁY KÉO NHỎ 4 BÁNH 
 CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ 
 MÃ SỐ : 62 52 01 03 
 NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: 
 1. PGS.TS. BÙI HẢI TRIỀU 
 2. TS. BÙI VIỆT ĐỨC 
 HÀ NỘI – 2014 
 LỜI CAM ĐOAN 
 Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả 
nghiên cứu đƣợc trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chƣa từng 
để bảo vệ ở bất kỳ học vị nào. 
 Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã đƣợc 
cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều đƣợc chỉ rõ nguồn gốc. 
 Hà Nội, ngày tháng năm 2014 
 Tác giả luận án 
 Nguyễn Công Thuật 
 i 
 LỜI CẢM ƠN 
 Với tất cả lòng chân thành, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy 
hƣớng dẫn: PGS.TS. Bùi Hải Triều, TS. Bùi Việt Đức – Bộ môn Động lực, khoa 
Cơ điện, Học viện Nông nghiệp Việt Nam, đã tận tình động viên, chỉ bảo, hƣớng 
dẫn và giúp đỡ tôi để tôi hoàn thành bản luận án này. 
 Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể các thầy, cô giáo Bộ môn Động lực, 
Khoa Cơ điện, Ban Quản lý đào tạo, Ban lãnh đạo Học viện Nông nghiệp Việt 
Nam đã giúp đỡ về chuyên môn cũng nhƣ tạo điều kiện cho tôi trong quá trình 
thực hiện luận án. 
 Xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu và tập thể cán bộ Khoa Ô tô 
Trƣờng Đại học Công nghiệp Việt - Hung đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá 
trình triển khai thí nghiệm, thực hiện luận án. 
 Tôi xin trân trọng cảm ơn các nhà khoa học, các bạn đồng nghiệp trong và 
ngoài cơ quan và ngƣời thân đã giúp đỡ, ủng hộ, động viên, góp ý kiến để tôi 
hoàn thành bản luận án này. 
 Xin trân trọng cảm ơn! 
 Tác giả luận án 
 Nguyễn Công Thuật 
 ii 
 MỤC LỤC 
Lời cam đoan i 
Lời cảm ơn ii 
Mục lục iii 
Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt vi 
Danh mục bảng x 
Danh mục hình xi 
MỞ ĐẦU 1 
1 Tính cấp thiết của đề tài 1 
2 Giả thuyết vấn đề nghiên cứu 2 
3 Phƣơng án kiểm định giả thiết 3 
4 Mục tiêu của luận án 3 
5 Đối tƣợng nghiên cứu 3 
6 Giới hạn nghiên cứu 3 
7 Đóng góp mới của luận án 3 
Chƣơng 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 5 
1.1 Khái quát về tình hình máy kéo nhỏ sử dụng trong sản xuất nông 
 nghiệp Việt Nam 5 
1.2 Tổng quan về truyền động vô cấp trên máy kéo 9 
1.2.1 Khái quát về các loại hình truyền lực vô cấp 9 
1.2.2 So sánh các loại CVT 15 
1.3 Công trình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc liên quan đến đề tài 
 luận án 18 
1.3.1 Các nghiên cứu về máy kéo với truyền lực vô cấp 18 
1.3.2 Các nghiên cứu về điều khiển truyền động vô cấp 24 
1.4 Ứng dụng truyền lực vô cấp phân tầng cho máy kéo nhỏ sản xuất 
 tại Việt Nam 28 
Chƣơng 2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31 
2.1 Phƣơng pháp mô hình hóa và mô phỏng 31 
 iii 
2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu thực nghiệm 36 
2.2.1 Phƣơng pháp đo các đại lƣợng không điện 37 
2.2.2 Phƣơng pháp điều khiển tỷ số truyền 39 
2.2.3 Phƣơng pháp tạo tải 46 
2.2.4 Phƣơng pháp xử lý và gia công số liệu thực nghiệm 47 
Chƣơng 3 XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC MÁY KÉO BỐN 
 BÁNH VỚI HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC VÔ CẤP PHÂN TẦNG 48 
3.1 Phác thảo sơ đồ truyền lực vô cấp phân tầng cho máy kéo nhỏ bốn bánh 48 
3.2 Xây dựng mô hình các hệ thống thành phần 49 
3.2.1 Mô hình động cơ máy kéo 49 
3.2.2 Mô hình truyền lực vô cấp phân tầng 50 
3.2.3 Mô hình hộp số- truyền lực chính và cuối 80 
3.2.4 Mô hình bánh xe máy kéo nông nghiệp 81 
3.2.5 Mô hình máy nông nghiệp 82 
3.2.6 Phần tử điều khiển (ECU) và cảm biến 83 
3.2.7 Kết nối mô hình mô phỏng và thử nghiệm mô hình 84 
Chƣơng 4 PHÂN TÍCH MỘT SỐ TÍNH CHẤT HOẠT ĐỘNG VÀ ĐIỀU 
 KHIỂN CỦA MÁY KÉO TRUYỀN LỰC VÔ CẤP PHÂN TẦNG 92 
4.1 Lựa chọn máy nông nghiệp đi kèm 92 
4.2 Ảnh hƣởng của vị trí lắp cảm biến tải trọng đến tính chất điều khiển 
 tỷ số truyền của CVT 94 
4.3 Ảnh hƣởng của hệ thống tự động điều khiển tỷ số truyền đến tính 
 chất hoạt động của máy kéo 98 
4.3.1 Liên hợp với cày trụ 99 
4.3.2 Liên hợp với cày chảo 103 
4.3.3 Phân tích sự biến thiên của lực cản cày và tỷ số truyền CVT 106 
Chƣơng 5 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 110 
5.1 Mục đích nghiên cứu 110 
5.2 Thiết kế, chế tạo mô hình thí nghiệm 110 
5.2.1 Mô tả chung 110 
 iv 
5.2.2 Tính toán, thiết kế các phần tử thiết bị thí nghiệm 111 
5.2.3 Hoàn thiện thiết bị thí nghiệm 115 
5.3 Tổ chức thí nghiệm 115 
5.3.1 Thí nghiệm hệ thống điều khiển tỷ số truyền vô cấp bằng tay 116 
5.3.2 Thí nghiệm điều khiển tự động tỷ số truyền vô cấp 118 
5.3.3 Thí nghiệm đối chứng đánh giá độ tin cậy của mô hình mô phỏng 119 
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 122 
1 Kết luận 122 
2 Đề nghị 122 
Danh mục công trình đã công bố có liên quan đến luận án 124 
Tài liệu tham khảo 125 
Phụ lục 129 
 v 
 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 
 Kí hiệu Tên gọi Đơn vị 
A Diện tích tác động của xi lanh tác động một chiều [mm2] 
 2
A1 Diện tích tác động khoang 1của xi lanh hai chiều [mm ] 
 2
A2 Diện tích tác động khoang 2của xi lanh hai chiều [mm ] 
b Bề rộng vành đai CVT [mm] 
bx Hệ số giảm chấn Shafai [mm/N] 
Clx Độ cứng của lò xo [N/mm] 
d Đƣờng kính con trƣợt điều khiển van thủy lực [mm] 
E Mô đun đàn hồi dầu thủy lực [mm-2] 
e Khoảng cách trục của CVT [mm] 
f Hệ số cản lăn [-] 
fn Thành phần lực pháp tuyến tác dụng lên phân tố đai [N] 
fR Lực ma sat giữa phân tố dai và bánh đai [N] 
ft Thành phần lực tiếp tuyến tác dụng lên phân tố đai [N] 
F Lực căng đai [N] 
F1 Lực căng của nhánh đai chủ động CVT [N] 
F2 Lực căng của nhánh đai bị động CVT [N] 
Fax1 Lực ép bánh đai chủ động [N] 
Fax2 Lực ép bánh đai bị động [N] 
Fc Lực cản máy nông nghiệp [N] 
Fl Lực cản lăn [N] 
Flx Lực ép của lò xo [N] 
Flx0 Lực ép ban đầu của lò xo [N] 
Flx1 Giá trị thay đổi của lực ép lò xo [N] 
Fn Lực pháp tuyến tác dụng lên dây đai [N] 
Ft Lực tiếp tuyến tác dụng lên dây đai [N] 
Fx Lực kéo [N] 
Fxl Lực tác động xi lanh thủy lực [N] 
 vi 
G Trọng lƣợng máy kéo [kG] 
h Chiều cao vành đai CVT [mm] 
iCVT Tỷ số truyền của CVT [-] 
it Tỷ số truyền hệ thống truyền lực [-] 
J Mô-men quán tính máy kéo quy dẫn bánh xe chủ động [kgm2] 
 2
J1 Mô-men quán tính CVT chủ động [kgm ] 
 2
J2 Mô-men quán tính CVT bị động [kgm ] 
k Hệ số hồi quy [-] 
 2
kDR Hệ số lƣu lƣợng qua van [ mm /(s N ) ] 
KPR Hệ số điều chỉnh [V/V] 
KVS Hệ số khếch đại trƣớc [mm/mA] 
L Chiều dài dây đai [mm] 
M Khối lƣợng của CVT [kg] 
Mc Mô-men cảm của máy nông nghiệp [Nm] 
MCVT Mô-men trục thứ cấp CVT [Nm] 
Me Mô-men động cơ [Nm] 
Mk Mô-men kéo của máy kéo [Nm] 
 -1
ne Số vòng quay động cơ [min ] 
p Áp suất dầu thủy lực trong xi lanh một chiều [N/m2] 
 2
p1 Áp suất dầu thủy lực khoang 1 xi lanh hai chiều [N/m ] 
 2
p1 Áp suất dầu thủy lực khoang 2 xi lanh hai chiều [N/m ] 
 2
PDQ Áp suất dầu thủy lực [N/m ] 
Q Lƣu lƣợng dầu thủy lực [mm3/s] 
 3
Q1 Lƣu lƣợng dầu thủy lực ra van điều khiển [mm /s] 
 3
Q2 Lƣu lƣợng dầu thủy lực về van điều khiển [mm /s] 
 3
Q1z Lƣu lƣợng từ nguồn vào van qua mép điều khiển 1 [mm /s] 
 3
Q2z Lƣu lƣợng từ nguồn vào van qua mép điều khiển 2 [mm /s] 
 3
Q1a Lƣu lƣợng từ van về thùng qua mép điều khiển 1 [mm /s] 
 3
Q2a Lƣu lƣợng từ van về thùng qua mép điều khiển 2 [mm /s] 
 vii 
r Bán kính bánh đai [mm] 
R Bán kính bánh xe máy kéo [mm] 
t Thời gian khảo sát [s] 
U Điện áp điều khiển [V] 
Uist Điện áp chuyển đổi [V] 
Usoll Điện áp so sánh [V] 
v Vận tốc máy kéo [m/s] 
 3
V0 Thể tích ban đầu xi lanh tác động một chiều [mm ] 
 3
V10 Thể tích ban đầu khoang 1 xi lanh tác động hai chiều [mm ] 
 3
V20 Thể tích ban đầu khoang 2 xi lanh tác động hai chiều [mm ] 
x Quãng đƣờng di chuyển của máy kéo [m] 
xK Hành trình điều khiển piston [mm] 
α Góc nghiêng bánh đai [°] 
β Góc nghiêng dây đai [°] 
γ Góc giữa đƣờng tâm của dây đai và hƣớng lực ma sát [°] 
δd Độ trƣợt đai [%] 
δm Độ trƣợt bánh xe máy kéo [%] 
ξ Hệ số Shafai [-] 
υ Modun đàn hồi của chất lỏng [mm2/N] 
φ Góc ôm của dây đai trên bánh đai [°] 
φ1 Góc ôm của dây đai trên bánh đai chủ động [°] 
φ2 Góc ôm của dây đai trên bánh đai bị động [°] 
ω Vận tốc góc bánh xe [rad/s] 
ωd1 Vận tốc góc bánh đai chủ động CVT [rad/s] 
ωd2 Vận tốc góc bánh đai bị động CVT [rad/s] 
µ Hệ số ma sát Coulomb [-] 
Φ Hệ số Guebeli [-] 
 viii 
Chữ viết tắt Diễn giải 
MNN Máy nông nghiệp 
LHM Liên hợp máy 
CVT Truyền động vô cấp 
PIV Thay đổi vô cấp chủ động 
PID Thuật toán vi tích phân tỷ lệ 
 (Proportional Integral Derivative) 
LQG / LTR Thuật toán điều khiển bền vững 
 (Linear Quadratic Gaussian/ loop transfer recovery) 
TĐĐ Truyền động điện 
TĐTT Truyền động thủy tĩnh 
TĐTĐ Truyền động thủy động 
 ix 
 DANH MỤC BẢNG 
TT Tên bảng Trang 
1.1 Đánh giá các loại truyền động 16 
1.2 So sánh các loại truyền động bao vòng vô cấp 17 
3.1 Thông số mô phỏng mô hình điều khiển tỷ số truyền CVT bằng tay 64 
3.2 Thông số của mô hình điều khiển tự động bằng van tùy động 75 
3.3 Các đặc trƣng thống kê của lực cản cày chảo, trụ cỡ nhỏ 83 
4.1 Thông số mô phỏng mô hình khảo sát ảnh hƣởng vị trí lắp cảm biến 
 tải đến tính chất điều khiển tỷ số truyền CVT máy kéo truyền lực 
 vô cấp phân tầng 94 
 x 
 DANH MỤC HÌNH 
TT Tên hình Trang 
1.1 Sơ đồ truyền lực của máy kéo BS12 6 
1.2 Sơ đồ truyền lực của máy kéo BS16,5 7 
1.3 Máy kéo nhỏ bốn bánh do VEAM sản xuất 8 
1.4 Phân loại truyền động vô cấp 9 
1.5 Hộp số tự động 7G-Tronic 10 
1.6 Truyền động thủy tĩnh trên máy kéo 11 
1.7 Hệ thống Hybrid 12 
1.8 Truyền động đĩa ma sát vô cấp 13 
1.9 Truyền động bao vòng vô cấp 13 
1.10 Truyền động xích vô cấp 14 
1.11 Truyền động dây đai kim loại vô cấp 14 
1.12 Truyền động đai bản rộng vô cấp 15 
1.13 Đánh giá các dạng truyền động vô cấp 16 
1.14 Bộ truyền động loại ZF / P.I.V. ASL8 Reimers 19 
1.15 Bộ truyền loại ZF / P.I.V. Reimers ASL 210 20 
1.16 Bộ truyền loại ZF / P.I.V. Reimers ASL 218 20 
1.17 Bộ truyền động loại ZF / P.I.V. Reimers T 518 21 
1.18 Hệ thống truyền lực cho máy kéo do Viện Khoa học Nông nghiệp 
 của Đại học Munich phát triển 22 
1.20 Máy kéo nhỏ với hệ thống truyền lực vô cấp phân tầng 24 
1.21 Truyền lực vô cấp trên xe máy 25 
1.22 Hệ thống điều khiển thủy lực với van tùy động 27 
1.23 Hệ thống VVT-I sử dụng mạch điều khiển hai vị trí 28 
2.1 Quá trình nghiên cứu bằng phƣơng pháp mô phỏng 36 
2.2 Encoder HE40B-6-300-N 38 
2.3 Cảm biến áp suất HB40T510 39 
2.4 Sơ đồ hệ thống thủy lực điều khiển tỷ số truyền CVT 40 
2.5 Tính chất điều khiển và đặc tính lƣu lƣợng của van 40 
 xi 
2.6 Van tiết lƣu và đặc tính lƣu lƣợng của van 41 
2.7 Sơ đồ cấu trúc của EasyDAQ U1001 42 
2.8 Sơ đồ chƣơng trình kết nối với card điều khiển 43 
2.9 Chƣơng trình kết nối với card điều khiển 44 
2.10 Sơ đồ khối của chƣơng trình 45 
2.11 Chƣơng trình thu thập, xử lí và điều khiển tỷ số truyền 45 
2.12 Sơ đồ hệ thống tạo tải bằng thủy lực 46 
2.13 Đặc tính mô men của bơm 47 
3.1 Sơ đồ truyền công suất của LHM kéo nhỏ 48 
3.2 Đặc tính ngoài động cơ D12 50 
3.3 Bộ truyền động vô cấp đai đai thang bản rộng 51 
3.4 Đặc trƣng hình học của CVT 52 
3.5 Mô hình ma sát 53 
3.6 Đặc điểm ma sát 53 
3.7 Lực tác dụng lên phân tố đai 54 
3.8 Lực dụng lên bánh đai 56 
3.9 Quan hệ của ξ với tỷ số truyền 59 
3.10 Đồ thị đƣờng cong trƣợt thực nghiệm đai thang 60 
3.11 Sơ đồ điều khiển iCVT bằng tay 61 
3.12 Mô hình CVT với hệ thống điều khiển bằng van đóng ngắt điện – 
 thủy lực 61 
3.13 Cấu trúc van đóng ngắt điện từ 3/3 62 
3.14 Đặc tính chuyển động của con trựơt van 63 
3.15 Mô hình mô phỏng điều khiển tỷ số truyền CVT bằng tay 63 
3.16 Kết quả khảo sát mô hình điều khiển tỷ số truyền CVT bằng tay 64 
3.17 Sơ điều khiển tự động sử dụng van tùy động 65 
3.18 Mô hình CVT với hệ thống điều khiển tự động bằng van tùy động 66 
3.19 Nguyên lý làm việc của van tùy động 66 
3.20 Đặc tính Qs – I của van 68 
3.21 Đặc tính Q-I 69 
 xii 
3.22 Đặc tính P-I 70 
3.23 Đồ thị Q – I 70 
3.24 Cấp điều khiển chính của van tùy động 71 
3.25 Bộ điều khiển 72 
3.26 Mô hình phần tử xi lanh 73 
3.27 Sơ đồ mô phỏng điều khiển tự động bằng van tùy động 76 
3.28 Kết quả khảo sát mô hình điều khiển tự động bằng van tùy động 77 
3.29 Mô hình điều khiển tự động sử dụng van đóng ngắt điện từ 78 
3.30 Sơ đồ mô phỏng điều khiển tự động bằng van đóng ngắt 79 
3.31 Kết quả khảo sát mô hình điều khiển tự động bằng van đóng ngắt 80 
3.32 Đặc tính kéo bám của bánh xe YM-3000 81 
3.33 Lực cản cày trụ 82 
3.34 Lực cản cày chảo 83 
3.35 Sơ đồ điều khiển ECU 83 
3.36 Mô hình mô phỏng động lực học LHM cày với máy kéo truyền lực 
 vô cấp phân tầng 84 
3.37 Xung điều khiển dƣơng (cấp dầu vào xi lanh- giảm tỷ số truyền ) 85 
3.38 Xung điều khiển âm (xả dầu – tăng tỷ số truyền ) 86 
3.39 Kết quả khảo sát tăng tải trọng dạng bậc 87 
3.40 Kết quả khảo sát giảm tải trọng dạng bậc 88 
3.41 Kết quả khảo sát thay đổi tải trọng dạng điều hòa (ω=1rad/s) 89 
3.42 Kết quả khảo sát thay đổi tải trọng dạng điều hòa(ω=3rad/s) 89 
3.43 Kết quả khảo sát thay đổi tải trọng dạng điều hòa (ω=8 rad/s) 90 
4.1 Mô hình khảo sát ảnh hƣởng vị trí lắp cảm biến tải đến tính chất 
 điều khiển tỷ số truyền CVT máy kéo truyền lực vô cấp phân tầng 95 
4.2 Kết quả khảo sát với tải trọng tăng đột ngột 96 
4.3 Kết quả khảo sát với tải trọng giảm đột ngột 97 
4.4 Mô hình tổng quát mô phỏng trong Matlab-Simulink 98 
4.5 Khảo sát với lực cản cày trụ biến động với biên độ nhỏ 99 
4.6 Khảo sát với lực cản cày trụ biến động với biên độ lớn 100 
 xiii 
4.7 Khảo sát với lực cản cày giảm do đi vào vùng đất mền 101 
4.8 Khảo sát với lực cản cày tăng do đi vào vùng đất cứng 102 
4.9 Khảo sát với lực cản cày chảo biến động với biên độ nhỏ 103 
4.10 Khảo sát với lực cản cày chảo biến động với biên độ lớn 104 
4.11 Khảo sát với lực cản cày chảo tăng do đi vào vùng đất cứng 105 
4.12 Khảo sát với lực cản cày chảo giảm do đi vào vùng đất mền 106 
4.13 Tần suất xuất hiện giá trị lực cản cày trụ (hai thân) 107 
4.14 Tần suất xuất hiện giá trị tỷ số truyền CVT ứng với các vùng phân 
 bố lực cản cày trụ 107 
4.15 Tần suất xuất hiện giá trị lực cản cày chảo 108 
4.16 Tần suất xuất hiện giá trị tỷ số truyền CVT ứng với các vùng phân 
 bố lực cản cày chảo 108 
5.1 Sơ đồ kết nối các phần tử của thiết bị thí nghiệm 111 
5.2 Động cơ dùng thí nghiệm 112 
5.3 Bánh đai CVT 113 
5.4 Trục chủ động CVT 113 
5.5 Trục bị động CVT 114 
5.6 Bản vẽ lắp 114 
5.7 Dây đai CVT (BANDO) 115 
5.8 Thiết bị thí nghiệm 115 
5.9 Tổ chức thí nghiệm 116 
5.10 Kết quả thí nghiệm giảm tỷ số truyền 117 
5.11 Kết quả thí nghiệm tăng tỷ số truyền 117 
5.12 Kết quả thí nghiệm điều khiển tự động tỷ số truyền vô cấp 118 
5.13 Kết quả đối chứng với phƣơng án tăng tải 120 
5.14 Kết quả đối chứng với phƣơng án giảm tải 120 
 ... ăng suất, giảm chi phí nhiên liệu. 
 5) Truyền lực vô cấp phân tầng điều khiển tự động tỷ số truyền bằng hệ 
thống thủy lực sử dụng van đóng ngắt điện từ có thể ứng dụng tốt cho máy kéo 
nhỏ với chi phí đầu tƣ thấp, phù hợp với công nghệ chế tạo Việt Nam. 
2. Đề nghị 
 1) Do kinh phí thực hiện còn hạn chế nên hệ thống điều khiển thủy lực 
trên thiết bị thí nghiệm sử dụng lƣu lƣợng không đổi, điều này làm tăng thời gian 
 122 
điều khiển tỷ số truyền của bộ truyền. Thiết bị thí nghiệm cần đƣợc đầu tƣ, sử 
dụng hệ thống thủy lực có áp suất không đổi để tiến hành những thí nghiệm tiếp 
theo nhằm đánh giá các tiêu trí khác của bộ truyền lực vô cấp phân tầng. 
 2) Tiếp tục nghiên cứu bộ truyền lực vô cấp phân tầng cho máy kéo nhỏ 
khi thực hiện vận chuyển trên đƣờng tạo cơ sở lý thuyết cho việc chế tạo máy 
kéo nhỏ truyền lực vô cấp phân tầng tại Việt Nam. 
 123 
 DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 
 CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 
1. Bùi Việt Đức và Nguyễn Công Thuật (2011). Ứng dụng truyền vô cấp cho máy kéo 
 công suất nhỏ sản suất tại Việt Nam, Tạp chí Cơ khí Việt Nam, Số đặc biệt: 48-52. 
2. Bùi Việt Đức và Nguyễn Công Thuật (2013). Khảo sát quá trình thay đổi tỷ số truyền 
 của bộ truyền động đai bản rộng vô cấp trên máy kéo công suất nhỏ, Tạp chí Cơ 
 khí Việt Nam, Số đặc biệt: 195-198. 
3. Nguyễn Công Thuật, Bùi Việt Đức và Bùi Hải Triều (2013). Điều khiển tỷ số truyền 
 của truyền động vô cấp nhờ van tùy động 2 cấp, Tạp chí Khoa học và Phát triển, 
 Số 5: 745-750 
4. Nguyễn Công Thuật, Bùi Việt Đức và Bùi Hải Triều (2013). Điều khiển tỷ số truyền 
 của truyền động vô cấp nhờ van đóng ngắt điện từ 3/3, Tạp chí Công nghiệp 
 nông thôn, số10: 42-45. 
5. Nguyễn Công Thuật, Bùi Việt Đức, Bùi Hải Triều và Đào Chí Cƣờng (2013). Mô 
 hình thí nghiệm tính chất truyền động và điều khiển bộ truyền động đai vô cấp 
 cho máy kéo công suất nhỏ, Tạp chí Giao thông vận tải, Số 11: 39-41. 
6. Nguyễn Công Thuật và Bùi Hải Triều (2013). Mô hình mô phỏng tính chất hoạt động 
 và điều khiển của máy kéo truyền lực vô cấp phân tầng, Tạp chí Cơ khí Việt 
 Nam, Số 10: 15-19. 
 124 
 TÀI LIỆU THAM KHẢO 
Tiếng Việt 
1. Cục Chế biến, Thƣơng mại Nông lâm Thủy sản và nghề Muối (2011). Tình hình cơ 
 giới hóa trong sản xuất nông nghiệp hiện nay và các cơ chế, chính sác hỗ trợ đầu 
 tƣ máy móc, thiết bị, vật tƣ phục vụ sản xuất nông nghiệp, Tham luận tại Hội 
 thảo “Cơ giới hóa Nông nghiệp” ngày 26 tháng 11 năm 2011 tại An Giang. 
2. Cyberlab JSC (2012). Hƣớng dẫn sử dụng Card Easy DAQ U1001, Truy cập ngày 
 02 tháng 9 năm 2013  pdf 
3. Hàn Trung Dũng, Bùi Hải Triều (2013). Thiết bị thí nghiệm để xây dựng đặc tính 
 bánh xe máy kéo nông nghiệp, Tạp chí Cơ khí Việt Nam, số đặc biệt: 199-203. 
4. Nguyễn Điền, Nguyễn Đăng Thân (1984). Đặc điểm địa hình và tính chất cơ, lý của 
 đất nông nghiệp Việt nam, NXB Nông nghiệp, Hà Nội. 
5. Hoàng Quốc Đô (1993). Về khả năng công nghệ sản xuất máy kéo và phƣơng 
 hƣớng năm tới, Tổng luận, Viện Thông tin Khoa học Kỹ thuật, Bộ Công nghiệp 
 nặng, Hà Nội. 
6. Việt Hà (2013). Đẩy mạnh và phát huy hiệu quả cơ giới hóa nông nghiệp các tỉnh 
 phía Bắc, Bản tin tiến bộ khoa học kỹ thuật của báo điện tử Đảng Cộng sản Việt 
 Nam ngày 30 tháng 5 năm 2013, Truy cập ngày 02 tháng 10 năm 2013 từ 
 n_id=588206. 
7. Đặng Tiến Hòa (1999). Nghiên cứu một số vấn đề động lực học của liên hợp máy cỡ 
 nhỏ làm việc trong điều kiện Việt Nam, Trƣờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội, 145tr. 
8. Đặng Thế Huy (1995). Phƣơng pháp nghiên cứu khoa học cơ khí nông nghiệp, NXB 
 Nông nghiệp, Hà Nội. 
9. Trần Thị Nhị Hƣờng, Đặng Thế Huy (1987). Một số phƣơng pháp toán học trong 
 Cơ học Nông nghiệp, NXB Nông thôn, Hà Nội. 
10. Phạm Văn Lang (1996). Nghiên cứu thiết kế và công nghệ chế tạo máy kéo bốn bánh 
 một cầu chủ động công suất 15 mã lực, Báo cáo khoa học đề tài KC-04-17, Hà Nội. 
11. Phạm Văn Lang (2012). Cơ giới hóa nông nghiệp Việt Nam trong tiến trình hiện 
 đại hóa nông nghiệp, Báo cáo khoa học, Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công 
 nghệ sau thu hoạch. 
12. Nguyễn Văn Sắt (1990). Về tình hình sản xuất máy kéo ở nƣớc ta và khả năng hợp 
 tác với nƣớc ngoài, Tổng luận, Viện thông tin Khoa học Kỹ thuật, Bộ Công 
 nghiệp nặng, Hà Nội. 
13. Tổng công ty Máy động lực và Máy nông nghiệp Việt Nam -VEAM ( 2013). 
 Hƣớng dẫn sử dụng máy kéo bông sen hai bánh, Truy cập ngày 02 tháng 10 năm 
 2013 từ  
 202%20banh%20website.pdf 
 125 
14. Nguyễn Công Thuật (2012). Nghiên cứu thiết kế chế tạo và khảo nghiệm truyền 
 động vô cấp phân tầng cho máy kéo nhỏ, Báo cáo khoa học đề tài 12RD/HĐ-
 KHCN, Hà Nội. 
15. Dƣơng Minh Trí (2007). Cảm Biến và Ứng dụng, NXB Trẻ, 508tr 
16. Võ Thiện Trung (2013). Tìm hiểu về hộp số tự động 7G-TRONIC PLUS của 
 Mercedes-Benz, Truy cập ngày 02 tháng 10 năm 2013 từ 
 g-tronic&catid=7:tin-tc&Itemid=0 
17. Trần Xuân Tùy (2002). Hệ thống Điều khiển tự động thủy lực, NXB Khoa học kỹ 
 thuật, Hà Nội, 216t. 
Tiếng Anh 
18. Abromeit, G. and Wilkinson, A. (1983). An electronic control concept for a 
 continuously variable transmission, In Proceedings of the International Symposium 
 on Automotive Technology and Automation, West Germany, Vol1: 31–45. 
19. Audi (1999). Audi multitronic transmission, retrieved 24 November 2013 from 
 http:/www. audiworld.com/news/99/multitronic/content.shtlm 
20. Bonsen, B. (2006). Efficiency optimization of the push-belt CVT by variator slip 
 control, Universiteitsdrukkerij, Technische Universiteit Eindhoven. 
21. Double, A. (1989). Closed loop trainng manual proportional & servo-valve. US -
 B-AA16-12-1989, Printed in USA. 
22. Gerbert, G. (1972). Force and Slip Behaviour in V-Belts, Engineering series No. 67. 
23. Gerbert, G. (1984). Mechanism of a metal V-belt, ASME No. 84-DET-227. 
24. Guebeli, M., Micklen, J. and Burrows, C. (1993). Maximum transmission 
 efficiency of a steel belt continuously variable Design, Vol. 115: 1044 – 1048. 
25. Hanyoung Nux (2012). HE series Instruction Manual, retrieved 20 November 2013 
 from  series.pdf. 
26. Huba Control (2011). OEM Relative pressure transmitter type 510, Technical data, 
 retrieved 24 November 2013 from  
 upload/domain1/Produkte/EN/Datenblatt/510_Pressure_sensor.pdf. 
27. Ide, T., Uchiyama, H. and Kataoka, R. (1994). A dynamic response analysis of a 
 vehicle with a metal V-Belt CVT, Proceeding of a AVEC 94, Vol.1: 230 – 235. 
28. Jelali, M. and Kroll, A.(2003) Hydraulic Servo Systems - Modelling, Identification 
 & Control, Springer, 2003. 
29. Joyang (2012). Hydraulic Equipment Engineering Information Catalogue, 
 Hydraulic gear pump, JP series. 
30. Jvshan (2013). Jinlang XR102, Technical data, retrieved 22 November 2013 from 
31. Le, Q. S. (1990). Tuning an electrohydraulic servovalave to obtain a high amplitide 
 ratis and a low resonance peak. The Journal of fluid control, Volume 20, 
 Number 3: 30 – 47. 
 126 
32. Kim, H., Song, H., Kim, T. and Kim, J. (1996). Metal Belt CVT and Engine 
 Optimal Operation by PWM Electro-hydraulic Control. SAE Technical paper 
 Series, No. 9636501: 157–160. 
33. Kim, W. and Vachtsevanos, G. (2000). Fuzzy Logic Ratio Control for a CVT 
 Hydraulic Module, In Proc. of the 15th IEEE Internat: 151–156. 
34. Richard Poley (2005). DSP Control of Electro-Hydraulic Servo Actuators, 
 SPRAA76. 
35. Sato, K., Sakakiyama, R. and Nakamura, H. (1996). Development of Electroni-
 cally Controlled CVT System Equipped with CVTip. SAE Technical Paper 
 Series, No. 9636321. 
36. Shafai, E., Simons, M., Neff, U. and Geering, H. (1995). Model of a continuously 
 variable transmission, JSAE No. 9636330. 
37. Spijker, E. (1994). Steering and Control of a CVT Based Hybrid Transmission for a 
 Passenger Car. PhD thesis, University of Eindhoven, 134p. 
38. Toyota Technician (2006), Technicial Education for Automotive Mastery, Team 21 
39. Van der Laan, M. and Luh, J. (1999). Model-based Variator Control Applied to a 
 Belt Type CVT. In Proc. of the Inernat. Congress on Continuously Variable 
 Power Transmission CVT: 105–110. 
40. Vroemen, B., Serrarens, F., and Veldpaus, F. (2000). CVT Control: a Hier-archical 
 Approach. in Proc. of Intern. Symposium on Advanced Vehicle Control. 
41. Wade, J. (1984). An Integrated Electronic Control System for a CVT Base 
 Powertrain. In Proceedings of the International Symposium on Automotive 
 Technology and Automation, Milan, Italy, Vol. 1: 93-107. 
42. Yuken Kogyo (2011). Hydraulic Equipment Engineering Information Catalogue, 
 Edit.11. 
43. Zsolt, F. István J. and György K. (2003). The application and modelling 
 possibilites of cvt in tractor, 5th international multidisciplinary conference. 
 Institute of Machine Design, Budapest University of Technology and Economics 
 Műegyetem rkp.3., H-1111 Budapest, Hungary. 
Tiếng Pháp 
44. Amontons. G. (1699). De le résistance causée dans les machines, Memoires de 
 lAcademie des, Sciences: 203–222. 
45. Coulomb, C. A. ( 1785). Théorie des machines simples, Memoires de 
 Mathématique et de Physique de lAcademie ds Sciences: 161–331. 
Tiếng Đức 
46. Bernhardt, W. und Heidemeyer, P.(1990). Auswahl und Strukturen stufenloser 
 PKW-Getriebe, VDI-Berichte 803,S. 149-180. 
47. Beuk, H. (1997). Die Zukunft ist stufenlos, Profi 9H.11: 82-86. 
48. Bosch (1991). Kraftfahrtechnisches Taschenbuch, Chenfred: Ulrich Adler. 
49. Bui. V. D. (2007). Untersuchung des dynamischen Betriebsverhaltens eines 
 127 
 stufenlosen Breitkeilriemengetriebes von Reisfeldtraktoren, Rostock. 
50. Eichhorn H. (1985). Landwirtschaftliches Lehrbuch /4/ Landtechnik. 
51. Erxleben, S. (1984). Untersuchungen zum Betriebsverhalten von Riemengetrieben 
 unter Berücksichtigung des elastischen Materialverhaltens, RWTH Aachen, 156 s. 
52. Hagedorn, H. (1974). Stufenlos verstellbare mechanische Getriebe und 
 Stufenschaltgetriebe, Getriebetechnik II, TH Karl-Marx-Stadt. 
53. Hirschmann, V. (1997). Trägfähigkeitsuntersuchungen an stufenlosen Umschlingun 
 –gsgetrieben, Dissertation TU München. 
54. Hofmann, L. (2000). Optimierung trockenlaufender CVT-Getriebe für die 
 Anwendung in Kraftfahrzeugen, Dissertation Universität Dresden. 
55. Kirste, Th. (1989). Entwicklung eines 30 kW-Forschungstraktors als Studie für 
 lärmarme Gesamtkonzepte, Dissertation TU München. 
56. Murrenhoff, H. und Wallentowitz, H. (1998). Fluidtechnik für mobile 
 Anwendungen, Aachen: Mainz. 
57. Reiner, N. (2009). Modellierung und Simulation Technischer Systene, Springer, 
 Berlin. 
58. Renius, K. Th. (1995). Stufenlose Fahrantriebe fuer Traktoren. Landtechnik 50 H.5. 
59. Rooij, J. und Schärläckens, W. (1993). Kräfte und Wirkungsgrad beim 
 Schubgliederband. Teil I, II, III: Allgemeine Kräftebetrachtungen. 
 Antriebstechnik Bd, Nr. 8, 9, 10. 
60. Sauer, G. (1996). Grundlagen und Betriebsverhalten eines Zugketten-Umsch -
 lingungsgetriebes. Dissertation TU München. 
61. Vahlensieck, B. (1999). Messung und Anwendung von Lastkollektiven für einen 
 stufenlosen Kettenwandler-Traktorfahrantrieb, Dissertation TU, München. 
62. Will, D. und Gebhardt, N. (2008). Hydraulik. 4. Aufl, Springer, Berlin. 
Tiếng Nga 
63. Алферов, С. А. (1973). Динамика зерноуборочного комбайна Издателство 
 Машиностоение Москва. 
64. Горячкин В.П и Др (1936). Теория и производство Селъсохозяйственных 
 машин. Москва. 
65. Луръе, А.Ъ. (1977). Громбчевский А.А Расчет и Конструирование селъско 
 хозейственных Машин Машиностроение Ленинграбское Отделение: 61-70. 
66. Шучкин, Р.И. (1952). Лемешные плуги и лущиъники. Издателъство 
 машиностроителъой литературы Москва: 96-100. 
67. То Тан (1970). Исследование процесса регулированияклино ременных 
 вариаторов Селъскохозяйственных мащин. Дисс На соскание ученой 
 стелени Кандидата Технических Наук. Москва, 146 c. 
68. Турбин Б.Г( 1963). Селъскохозяйственных машины Теория конструкция и 
 расчет. Издателъство мащиностроителъной литературы Москва: 73-82. 
 128 
PHẦN PHỤ LỤC 
 129 
PHỤ LỤC 1. THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA NGUYÊN MẪU MÁY KÉO 
1. Máy kéo 
 2000 v/p 
 43 Nm 
 Dải tốc độ 9,2 kW(12,5ML) 
 1,5 12,75 km/h 
 I 
 4 22,75 
 II 
 1 8,5 Truyền động 
 R R I vô cấp 
 Li hợp (i=0,34-2,92) 
 II 
 Phanh 
 Sơ đồ truyền động vô cấp phân tầng máy kéo nhỏ bốn bánh 
2. Bộ truyền động vô cấp đai thang 
 130 
 Bộ truyền động vô cấp 
 - Công suất Pmax = 15 kW. 
 - Tốc độ cực đại n1 = 2400 vòng /phút 
 - Kích thƣớc vành đai rộng x cao x dài: 55 x 15 x 1800 mm 
 - Góc nghiêng α = 26 ° 
 - Khối lƣợng riêng ρ = 01:15 kgm-3 
 - Đƣờng kính bánh đai: 
 + Dmax. = 248,7 mm 
 + Dmin. = 99,5 mô men 
 - Moment quán tính 
 + CVT chủ động: 0.042 kg/m2 
 + CVT bị động: 0.042 kg/ m2 
 - Khoảng cách trục e = 513,75 mm 
 - Hệ số ma sát μ = 0,4 
 - Điều chỉnh 8,5 
 - Tỉ lệ truyền 
 + imax = 2.5 
 + imin = 0.4 
 - Khoảng điều chỉnh lực lò xo ép 1350 N - 1470 N 
 - Độ cứng của lò xo : C= 5,15 N / mm 
3. Hộp số phân tầng 
 - Lựa chọn: 2 số tiến (nhanh và chậm), 1 số lùi 
 - Tỷ số truyền của hộp số, truyền lực cầu và truyền lực cuối 
 + Số tiến chậm i = 52 
 + Số tiến nhanh i = 25 
 + Số lùi i = 69.62 
 131 
Phụ lục 2: Chƣơng trình và thông số mô phỏng 
2.1. Chƣơng trình và thông số mô phỏng hệ thống điều khiển tỷ số truyền 
bằng tay 
Thông số mô hình điều khiển tỷ số truyền CVT bằng tay 
Thông số Giá trị Đơn vị Thông số Giá trị Đơn vị 
 2 
Av 7.3 mm C 20 N/mm 
k 4.104 2 S 100 mm 
 Dr mm /(s N ) 0 
 2 
PPQ 10 N/mm k 10 Ns/mm 
υ 8.104 mm2/N lk 1778 mm 
β 13 [0] e 513,75 mm 
 3 
V0 25120 mm bx 0.12 mm/N 
 132 
2.2. Chƣơng trình và thông số mô phỏng hệ thống điều khiển tự động tỷ số 
truyền sử dụng van tùy động. 
 Thông số của mô hình điều khiển tự động bằng van tùy động 
Thông số Giá trị Đơn vị Thông số Giá trị Đơn vị 
 2 
Av 7.3 mm C 20 N/mm 
k 4.104 2 S 100 mm 
 Dr mm /(s N ) 0 
 2 
PPQ 10 N/mm k 10 Ns/mm 
υ 8.104 mm2/N lk 1778 mm 
β 13 [0] e 513,75 mm 
 3 
V10 25120 mm bx 0.12 mm/N 
 3
V20 1256000 mm KPR 20 V/V 
Kws 0.02 mm/mA TR 12 ms 
Kv 2 mA/V Kws 0.05 V/mm 
 2 2
A1 1256 mm A2 837,3 mm 
 133 
2.3. Chƣơng trình mô phỏng hệ thống điều khiển tự động tỷ số truyền sử 
dụng van đóng ngắt 3/3. 
2.4. Chƣơng trình mô phỏng khảo sát sự ảnh hƣởng vị trí lắp cảm biến tải 
trọng 
 134 
2.5. Chƣơng trình và thông số mô phỏng khảo sát ảnh hƣởng tính chất 
truyền động và điều khiển máy kéo truyền động vô cấp phân tầng 
 Thông số bổ sung mô phỏng mô hình khảo sát ảnh hƣởng vị trí lắp cảm 
biến tải đến tính chất điều khiển tỷ số truyền CVT máy kéo truyền lực vô cấp 
phân tầng 
 Thông số Giá trị Đơn vị 
 MH 43 Nm 
 nH 2200 Vòng/phút 
 nmax 2600 Vòng/phút 
 mFz 720 kg 
 RRad 0.35 m 
 2 
 JFz 15 kgm
 ig 52 - 
 135 
Phụ lục 3: Một số hình ảnh chế tạo và thí nghiệm truyền động vô cấp. 
3.1. Một số hình ảnh chế tạo thiết bị thí nghiệm truyền động vô cấp. 
Chế tạo bánh đai CVT 
Chế tạo trục CVT 
Lắp ráp thí nghiệm 
 136 
3.2. Một số hình ảnh thí nghiệm truyền động vô cấp 
 137