2. Công suất động cơ và hệ truyền động: Nền tảng của khả năng kéo của máy kéo
2.1 Công suất và mô-men xoắn của động cơ
Công suất và mô-men xoắn có liên hệ chặt chẽ, nhưng mô tả những khía cạnh khác nhau trong hoạt động của động cơ.
Công suất động cơ
Công suất, có thể biểu thị bằng mã lực, cho biết tốc độ sinh công của động cơ. Nó ảnh hưởng đến khả năng duy trì công việc kéo của máy kéo ở một tốc độ làm việc nhất định.
Động cơ có công suất cao hơn thường cung cấp nhiều công suất hơn cho các công việc nặng như cày sâu, xới tầng đất sâu và vận hành nông cụ cỡ lớn.
Mô-men xoắn của động cơ
Mô-men xoắn thể hiện tác dụng làm quay do động cơ tạo ra.
Mô-men xoắn của động cơ được khuếch đại qua hệ truyền động và bộ truyền lực cuối rồi truyền đến bánh xe chủ động hoặc dải xích.
Trong các công việc nông nghiệp nặng, mô-men xoắn cao ở vòng tua thấp và dự trữ mô-men xoắn đủ lớn giúp máy kéo thích ứng với tải thay đổi mà vòng tua động cơ không giảm quá nhiều.
Tuy nhiên, lực kéo tại thanh kéo không chỉ phụ thuộc vào mô-men xoắn. Tỷ số truyền, tổn thất trong hệ truyền động, kích thước bánh xe chủ động và độ bám đất cũng ảnh hưởng đến lực kéo tạo ra.
Một ví dụ đơn giản:
Hãy hình dung một máy kéo bánh lốp công suất lớn đang làm việc trên ruộng ướt và lầy lội.
Động cơ tạo đủ công suất, nhưng bánh xe bắt đầu quay trượt vì lốp không duy trì được độ bám cần thiết.
Dù động cơ vẫn còn công suất, máy kéo không thể truyền công suất đó xuống mặt đất một cách hiệu quả.
Vì vậy, máy kéo có công suất lớn không phải lúc nào cũng tạo ra lực kéo hữu ích lớn hơn.
2.2 Tỷ số truyền
Hệ truyền động đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển đầu ra của động cơ thành lực dẫn động hữu ích.
Khi mô-men xoắn của động cơ và hiệu suất truyền động như nhau:
- Tỷ số giảm tốc tổng lớn hơn tạo ra mô-men xoắn tại bánh xe lớn hơn và tốc độ di chuyển thấp hơn.
- Tỷ số giảm tốc tổng nhỏ hơn tạo ra mô-men xoắn tại bánh xe nhỏ hơn và tốc độ di chuyển cao hơn.
Điều này giải thích vì sao máy kéo thường chạy ở số thấp khi làm đất nặng.
Chọn số phù hợp giúp duy trì vòng tua động cơ thích hợp, đáp ứng tải tốt hơn và giảm tổn thất công suất không cần thiết.
Trong các công việc như cày sâu và xới tầng đất sâu, chọn đúng số thường quan trọng không kém công suất động cơ.
2.3 Hiệu suất truyền động
Công suất động cơ đi qua nhiều bộ phận cơ khí trước khi đến bánh xe hoặc dải xích.
Các bộ phận này có thể gồm ly hợp, hộp số, trục truyền động, bộ vi sai và bộ truyền lực cuối.
Mỗi bộ phận gây ra một mức tổn thất công suất cơ khí hoặc thủy lực nhất định.
Các hệ truyền động như hộp số cơ khí, hộp số chuyển số dưới tải (powershift) và hộp số vô cấp (CVT) có những ưu điểm riêng về hiệu suất, khả năng điều khiển tốc độ và sự thuận tiện khi vận hành.
Hiệu suất truyền động thực tế phụ thuộc vào thiết kế và điều kiện vận hành.
Hệ truyền động phù hợp giúp truyền nhiều công suất hữu ích hơn xuống mặt đất trong khi vẫn duy trì tốc độ làm việc thích hợp.