Nghiên cứu hệ thống thủy lực điều khiển neo giữ liên hợp máy lâm nghiệp khi làm việc trên vùng đồi núi có độ dốc lớn

Nghiên cứu động lực học chuyển động và điều khiển của liên hợp máy vận xuất gỗ sử dụng hệ thống thủy lực neo giữ .... * Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Các mô hình mô phỏng động lực học

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

MAI HOÀNG LONG

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG THỦY LỰC ĐIỀU KHIỂN NEO GIỮ LIÊN HỢP MÁY LÂM NGHIỆP KHI LÀM VIỆC TRÊN VÙNG ĐỒI NÚI CÓ ĐỘ DỐC LỚN

Người hướng dẫn khoa học: 1 PGS TS Bùi Hải Triều

2 PGS TS Nguyễn Thanh Quang

HÀ NỘI - 2021

i

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 dùng để bảo vệ lấy 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 2021

Tác giả luận án

Mai Hoàng Long

ii

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án, tôi đã nhận được

sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình

Nhân dịp hoàn thành luận án, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới PGS TS Bùi Hải Triều và PGS TS Nguyễn Thanh Quang đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý Đào tạo,

Bộ môn Động lực, Khoa Cơ điện - Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận án

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long, Ban Giám hiệu và tập thể cán bộ Khoa Ô tô, Trường Đại học Công nghiệp Việt Hung đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình triển khai thí nghiệm

và thực hiện đề tài

Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận án./

Hà Nội, ngày tháng năm 2021

Nghiên cứu sinh

Mai Hoàng Long

iii

MỤC LỤC

Trang

Lời cam đoan 0

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục chữ viết tắt vi

Danh mục các ký hiệu vii

Danh mục hình x

Danh mục bảng giá trị các thông số xiv

Trích yếu luận án xv

Thesis abstract xvii

Phần 1 Mở đầu 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 3

1.3 Phạm vi nghiên cứu 3

1.4 Những đóng góp mới của luận án 4

1.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án 4

Phần 2 Tổng quan tài liệu 5

2.1 Điều kiện địa hình trong sản xuất lâm nghiệp tại Việt Nam 5

2.1.1 Độ dốc đất lâm nghiệp 5

2.1.2 Đường vận chuyển và vận xuất gỗ 5

2.2 Tình hình cơ giới hóa lâm nghiệp tại Việt Nam 8

2.3 Công nghệ khai thác gỗ trong và ngoài nước 9

2.3.1 Tình hình cơ giới hóa khai thác gỗ 9

2.3.2 Tình hình sử dụng máy kéo bánh hơi trong vận xuất gỗ 14

2.4 Các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước 20

2.4.1 Các công trình khoa học nghiên cứu về máy kéo nông nghiệp dùng trong khai thác gỗ lâm nghiệp 20

2.4.2 Các công trình nghiên cứu áp dụng hệ thống thủy lực trong xe máy công trình 20

iv

2.4.3 Các công trình nghiên cứu về tời kéo, neo giữ trên xe, máy lâm

nghiệp 21

Phần 3 Nội dung và phương pháp nghiên cứu 25

3.1 Địa điểm nghiên cứu 25

3.2 Thời gian nghiên cứu 25

3.3 Đối tượng nghiên cứu 25

3.4 Nội dung nghiên cứu 27

3.5 Phương pháp nghiên cứu 28

3.5.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 28

3.5.2 Phương pháp mô hình hóa và mô phỏng 28

3.5.3 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 33

Phần 4 Kết quả nghiên cứu và thảo luận 45

4.1 Sơ đồ hoạt động hệ thống thủy lực điều khiển neo giữ liên hợp máy vận xuất gỗ 45

4.2 Nghiên cứu lựa chọn sơ đồ mạch thủy lực điều khiển neo giữ liên hợp máy vận xuất gỗ 46

4.2.1 Hệ thống thủy lực neo giữ điều khiển bơm tác động áp suất 47

4.2.2 Hệ thống thủy lực sử dụng bơm thể tích không đổi và van giới hạn áp suất 50

4.2.3 Hệ thống thủy lực neo giữ điều khiển sơ cấp 55

4.2.4 Hệ thống thủy lực neo giữ điều khiển sơ cấp, sử dụng bơm thể tích không đổi 60

4.2.5 Hệ thống neo giữ tích hợp các phần tử thủy lực để thu hồi, tích lũy và tái sử dụng năng lượng 63

4.2.6 Định cỡ các phần tử thủy lực của hệ thống neo giữ 65

4.2.7 Mô hình mô phỏng các phần tử thủy lực của hệ thống neo giữ 67

4.3 Nghiên cứu mô phỏng tính chất động lực học và điều khiển của hệ thống thủy lực neo giữ 73

4.3.1 Khảo sát hệ thống khi thay đổi số vòng quay bơm 73

4.3.2 Khảo sát hệ thống khi thay đổi tải trọng trên trục tời 75

4.4 Nghiên cứu thực nghiệm 76

4.4.1 Mục đích thí nghiệm 76

v

4.4.2 Yêu cầu của mô hình thí nghiệm 76

4.4.3 Sơ đồ mạch thủy lực của mô hình thí nghiệm 76

4.4.4 Hệ thống đo và xử lý số liệu 78

4.4.5 Tổ chức thí nghiệm 88

4.5 Nghiên cứu động lực học chuyển động và điều khiển của liên hợp máy vận xuất gỗ sử dụng hệ thống thủy lực neo giữ 99

4.5.1 Sơ đồ truyền động thủy lực của liên hợp máy cỡ nhỏ 99

4.5.2 Sơ đồ mạch thủy lực điều khiển, neo giữ liên hợp máy 99

4.5.3 Xây dựng mô hình mô phỏng liên hợp máy vận xuất gỗ sử dụng hệ thống thủy lực neo giữ 100

4.5.4 Khảo sát một số chế độ động lực học và điều khiển của liên hợp máy vận xuất gỗ sử dụng hệ thống thủy lực neo giữ 108

4.6 Sử dụng hợp lý năng lƣợng tích lũy trong chu kỳ hoạt động của liên hợp máy vận xuất gỗ 115

4.6.1 Quá trình bốc dỡ gỗ 116

4.6.2 Quá trình khởi hành lên dốc có hỗ trợ tích áp 118

4.6.3 Mô hình kéo gom gỗ 122

4.6.4 Quá trình xuống dốc tích áp 123

Phần 5 Kết luận và kiến nghị 128

5.1 Kết luận 128

5.2 Kiến nghị 129

Danh mục các công trình công bố 130

Tài liệu tham khảo 131

Phụ lục 1 134

Phụ lục 2 135

Phụ lục 3 136

Phụ lục 4 137

vi

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt

DAQ Data Acquisition (Bộ thu thập dữ liệu)

FAO Food and Agriculture Organization of the United Nations

(Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp thế giới) HTĐK Hệ thống điều khiển

ILO International Labour Organization (Tổ chức Lao động Quốc tế )

PWM Pulse Width Modulation (Điều chế độ rộng xung)

Hệ số đặc trưng cho sự sai khác giữa giá trị lớn nhất của

đường cong bám với giá trị hệ số bám khi trượt hoàn toàn [-]

iS Tỉ số truyền giữa động cơ và bơm cung cấp dầu [-]

KWS Hệ số chuyển đổi vị trí theo điện áp điều khiển [V/mm]

ix

Qg Lưu lượng tích lũy trong các đường ống hệ thống [mm3/s]

V2 Tổng thể tích từ tích áp đến động cơ thủy lực [mm3]

x

DANH MỤC HÌNH

TT Tên hình Trang

2.1 Thiết bị chuyên dùng gom gỗ 11

2.2 Máy kéo nông nghiệp cỡ nhỏ vận xuất gỗ 11

2.3 Liên hợp máy cỡ nhỏ có rơ móc một cầu chở gỗ 12

2.4 Thiết bị bốc dỡ và vận xuất gỗ cự ly ngắn 13

2.5 Máy kéo lâm nghiệp chuyên dùng vận xuất gỗ 14

2.6 Máy kéo nông nghiệp được trang bị rơ moóc và tay thủy lực 15

2.7 Sử dụng máy kéo nông nghiệp được trang bị tời để gom gỗ 16

2.8 Máy kéo MTZ-50 kéo rơ móc chở gỗ với thiết bị tự bốc 18

2.9 Máy kéo VALMET vận chuyển gỗ 19

2.10 Tời kéo liên hợp máy vận xuất gỗ vượt dốc 22

2.11 Các vị trí lắp bộ tời 23

3.1 Mô hình tổng thể liên hợp máy vận xuất gỗ 26

3.2 Quá trình nghiên cứu bằng phương pháp mô phỏng 32

3.3 Sơ đồ hình thành áp suất và liên kết nguồn áp suất với phụ tải 37

3.4 Nguồn áp suất điều khiển hành trình không 38

3.5 Bơm đóng ngắt 39

3.6 Nguồn áp suất điều khiển số vòng quay bơm 39

3.7 Bơm thể tích không đổi với van giới hạn áp suất 40

3.8 Điều khiển không đồng bộ 41

3.9 Các phương pháp điều hưởng xung 42

3.10 Điều chỉnh vị trí nhờ van đóng ngắt điều hưởng bề rộng xung 44

4.1 Sơ đồ hoạt động của liên hợp máy vận xuất gỗ trang bị hệ thống thủy lực neo giữ 45

4.2 Sơ đồ mạch thủy lực điều khiển neo giữ bơm tác động áp suất 47

4.3 Sơ đồ mô phỏng hệ thống neo giữ điều khiển bơm tác động áp suất 48

4.4 Kết quả mô phỏng hệ thống thủy lực neo giữ điều khiển bơm tác động áp suất 49

4.5 Sơ đồ mạch thủy lực neo giữ sử dụng bơm thể tích không đổi 50

4.6 Sơ đồ mô phỏng hệ thống thủy lực neo giữ sử dụng bơm thể tích không đổi 52

xi

4.7 Kết quả mô phỏng hệ thống thủy lực neo giữ sử dụng bơm thể tích không đổi 54

4.8 Sơ đồ mạch thủy lực neo giữ điều khiển sơ cấp 55

4.9 Sơ đồ mô phỏng hệ thống thủy lực neo giữ điều khiển sơ cấp 56

4.10 Kết quả mô phỏng hệ thống thủy lực neo giữ điều khiển sơ cấp 59

4.11 Sơ đồ mạch thủy lực áp suất không đổi điều khiển neo giữ liên hợp máy 60

4.12 Sơ đồ khối mô phỏng hệ thống thủy lực điều khiển sơ cấp sử dụng bơm thể tích không đổi 61

4.13 Kết quả khảo sát hệ thống thủy lực neo giữ điều khiển sơ cấp, sử dụng bơm thể tích không đổi 62

4.14 Sơ đồ mạch thủy lực điều khiển neo giữ liên hợp máy vận xuất gỗ cỡ nhỏ 63

4.15 Động cơ Diesel 65

4.16 Bơm dầu JP30 66

4.17 Mô tơ thủy lực RE 540 67

4.18 Sơ đồ khối phần tử mạch bơm thủy lực 67

4.19 Sơ đồ khối mô phỏng hoạt động của bơm thủy lực 68

4.20 Sơ đồ khối các phân tử mạch động cơ thủy lực 68

4.21 Sơ đồ khối mô phỏng hoạt động của động cơ thủy lực 69

4.22 Sơ đồ khối mô phỏng quá trình hình thành áp suất 69

4.23 Sơ đồ hoạt động và mô phỏng quan hệ Q- p của van tiết lưu 69

4.24 Sơ đồ hoạt động và mô phỏng quan hệ Q- p của van giới hạn áp suất 70

4.25 Sơ đồ hoạt động và sơ đồ khối mô phỏng 71

4.26 Sơ đồ khối mô phỏng xy lanh bốc dỡ gỗ 71

4.27 Sơ đồ ký hiệu và mô phỏng phần tử tích áp trong mạch thủy lực 72

4.28 Sơ đồ mô phỏng hệ thống thủy lực neo giữ 73

4.29 Kết quả mô phỏng khi thay đổi số vòng quay bơm 74

4.30 Kết quả mô phỏng khi thay đổi tải trọng trên trục tời 75

4.31 Sơ đồ mạch thủy lực của mô hình thí nghiệm 77

4.32 Thiết bị thí nghiệm 78

4.33 Board mạch Arduino Uno 79

4.34 Sơ đồ kết nối Arduino với máy tính 80

4.35 Bộ điều khiển p/u 80

xii

4.37 Sơ đồ chương trình kết nối với card điều khiển 82

4.38 Đồ thị biến đổi bề rộng xung 83

4.39 Cảm biến áp suất 84

4.40 Cảm biến quang chữ U 85

4.41 Cảm biến lưu lượng AW-LAKE 87

4.42 Sơ đồ mạch thủy lực thí nghiệm đánh giá biến động áp suất nhân tạo 88

4.43 Biến động của áp suất điều khiển hệ thống khi thay đổi mô men cản trên trục tời 89

4.44 Biến động của áp suất điều khiển hệ thống khi thay đổi số vòng quay trục bơm 90

4.45 Sơ đồ mạch thủy lực thí nghiệm điều chỉnh áp suất khi liên hợp máy lên dốc 91

4.46 Diễn biến áp suất và tốc độ liên hợp máy khi có nhiễu từ mô men trục tời 92

4.47 Diễn biến áp suất và mô men khi gặp nhiễu lưu lượng 93

4.48 Sơ đồ mạch thủy lực thí nghiệm xuống dốc 94

4.49 Diễn biến áp suất, số vòng quay trục tời và mô men do lực căng dây tời 94

4.50 Quá trình thay đổi lưu lượng tích áp và vận tốc liên hợp máy khi lên dốc 95

4.51 Đánh giá các biến đổi của vận tốc, mô men, áp suất và lưu lượng giữa kết quả mô phỏng và thí nghiệm 97

4.52 Sơ đồ truyền công suất của liên hợp máy vận xuất gỗ 99

4.53 Sơ đồ mạch điều khiển neo giữ liên hợp máy vận xuất gỗ 100

4.54 Đặc tính ngoài của động cơ truyền lực 101

4.55 Sơ đồ mô phỏng quá trình khởi hành sử dụng năng lượng tích áp 102

4.56 Sơ đồ mô phỏng chuyển động lên dốc nhờ bơm thủy lực có điều khiển áp suất 103

4.57 Sơ đồ mô phỏng quá trình kéo gom xếp gỗ 104

4.58 Sơ đồ mô phỏng quá trình tích áp khi liên hợp máy xuống dốc 105

4.59 Sơ đồ mô phỏng quá trình bốc dỡ gỗ 106

4.60 Sơ đồ mô phỏng truyền động di động của liên hợp máy 106

4.61 Sơ đồ mô phỏng liên hợp máy chuyển động lên dốc sử dụng hệ thống thủy lực neo giữ điều khiển áp suất 108

4.62 Kết quả khảo sát khi thay đổi hệ số bám 111

4.63 Sơ đồ chuyển động của bánh xe vượt qua mấp mô đơn 113

4.64 Kết quả khảo sát khi liên hợp máy vượt qua mấp mô 115

xiii

4.65 Sơ đồ trật tự làm việc của liên hợp máy vận xuất gỗ trên vùng đất có độ

dốc cao 116

4.66 Mô hình mô phỏng quá trình nâng sàn móc 116

4.67 Quá trình vận tốc nâng xy lanh trút gỗ 117

4.68 Diễn biến áp suất xả tích áp và áp suất trong xy lanh bốc dỡ gỗ 118

4.69 Liên hợp máy khởi hành lên dốc nhờ năng lượng tích áp 119

4.70 Diễn biến của vận tốc, lưu lượng, áp suất và lực căng dây tời khi liên hợp máy lên dốc có hỗ trợ tích áp 121

4.71 Sơ đồ khối mô phỏng quá trình kéo gom gỗ 122

4.72 Quá trình vận tốc khi kéo gom gỗ nhờ năng lượng xả tích áp 123

4.73 Quá trình áp suất xả tích áp và quay mô tơ khi kéo gom gỗ 123

4.74 Sơ đồ liên hợp máy xuống dốc 124

4.75 Sơ đồ mô phỏng liên hợp máy chuyển động xuống dốc 125

4.76 Diễn biến áp suất, lực căng dây tời và tốc độ di chuyển của liên hợp máy khi xuống dốc, tích áp 126

xiv

DANH MỤC BẢNG GIÁ TRỊ CÁC THÔNG SỐ

3.1 Các thông số kỹ thuật của liên hợp máy 26

4.1 Bảng giá trị các thông số mô phỏng 48

4.2 Bảng giá trị các thông số mô hình mô phỏng mạch thủy lực neo giữ sử dụng bơm thể tích không đổi 52

4.3 Bảng giá trị các thông số mô hình liên hợp máy lên dốc có tích áp 56

4.4 Thông số kỹ thuật của động cơ 65

4.5 Thông số kỹ thuật của bơm dầu JP30 66

4.6 Bảng giá trị các thông số khi thay đổi số vòng quay bơm 73

4.7 Các thông số của Arduino Uno R3 79

4.8 Thông số kỹ thuật của cảm biến áp suất 85

4.9 Thông số kỹ thuật của cảm biến số vòng quay 86

4.10 Thông số kỹ thuật của cảm biến lưu lượng 87

4.11 Vị trí mạch các van điều khiển khi khởi hành 102

4.12 Vị trí mạch các van khi chuyển động lên dốc 103

4.13 Vị trí mạch các van khi liên hợp máy dừng, kéo gỗ 104

4.14 Vị trí mạch các van khi liên hợp máy xuống dốc 105

4.15 Vị trí mạch các van khi bốc dỡ gỗ 106

4.16 Các thông số mô hình khởi hành dời chỗ 110

4.17 Bảng giá trị các thông số mô phỏng 114

4.18 Các thông số mô hình trút gỗ 117

4.19 Các thông số mô hình khởi hành dời chỗ 118

4.20 Các thông số mô hình kéo gom gỗ 122

4.21 Vị trí van điều khiển khi liên hợp máy xuống dốc 124

xv

TRÍCH YẾU LUẬN ÁN Tên tác giả: Mai Hoàng Long

Tên luận án: Nghiên cứu hệ thống thủy lực điều khiển neo giữ liên hợp máy lâm

nghiệp khi làm việc trên vùng đồi núi có độ dốc lớn

Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí Mã số: 9 52 01 03

Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu lựa chọn cấu hình và định cỡ các phần tử trong HTTL điều khiển neo giữ LHM cỡ nhỏ làm việc trên vùng đất rừng có độ dốc lớn Mô phỏng để nghiên cứu một số tính chất động lực học của HTTL điều khiển LHM tương ứng các trạng thái làm việc ngoài hiện trường Nghiên cứu khả năng tích lũy và tái sử dụng năng lượng tích áp của HTTL khi LHM di chuyển xuống dốc

Thí nghiệm kiểm chứng độ tin cậy của mô hình mô phỏng, xác định các thông số

kỹ thuật của HTTL điều khiển LHM vận xuất gỗ cỡ nhỏ khi làm việc trên vùng đất rừng

có độ dốc lớn

Kết quả chính và kết luận

* Những vấn đề khoa học và kỹ thuật đã được nghiên cứu

Lựa chọn được cấu hình và xác được các thông số kỹ thuật của các linh kiên thiết

bị để thiết kế HTTL điều khiển neo giữ LHM vận xuất gỗ cỡ nhỏ là việc trên vùng đất rừng có góc dốc lớn lên đến 20 độ

Mô phỏng các trạng thái làm việc của HTTL điều khiển LHM tương ứng các trường hợp điển hình trong thực tế của LHM Kết quả mô phỏng và thí nghiệm cho thấy HTTL đã hoạt động tốt, thỏa mãn các điều kiện đặt ra về góc dốc, tải trọng và tốc độ di chuyển của LHM khi làm việc trên địa hình đất dốc cao

xvi

Hệ thống thủy lực điều khiển được thiết kế, chế tạo làm việc ổn định, an toàn giúp LHM vận xuất gỗ cỡ nhỏ có thể di chuyển lên dốc, xuống dốc trên vùng đất rừng có độ dốc lớn tương tự như khi di chuyển trên đường bằng phẳng Chi phí đầu tư trang thiết bị, vận tư, dụng cụ đo không quá cao, dễ tìm, phù hợp điều kiện nghiên cứu trong nước

* Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Các mô hình mô phỏng động lực học và điều khiển của HTTL neo giữ và LHM vận xuất gỗ được trang bị hệ thống neo giữ cũng như kết quả mô phỏng các trạng thái động lực học và điều khiển điển hình là cơ sở khoa học phục vụ thiết kế, tối ưu hóa và chỉ dẫn vận hành các thiết bị nông lâm nghiệp hoạt động trên đất dốc

Giải pháp công nghệ neo giữ, kéo, thả thiết bị cơ giới nhờ HTTL rất phù hợp với thực tế sản xuất lâm nghiệp trên vùng dốc cao, đặc biệt là các công đoạn khai thác và vận chuyển gỗ

xvii

THESIS ABSTRACT PhD Candidate: Mai Hoang Long

Thesis title: Research on hydraulic system to control mooring to keep forestry machine

complex when working on steep hills

Major: Mechanical engineering Code: 9 52 01 03

Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA) Research Objectives:

- Design and prototype the hydraulic system to control the anchorage of the wood transport machine complex to operate stably and safely on forestry land with a slope of

up to 20 degrees The system has the ability to recover and reuse kinetic energy when going downhill to support uphill movement, and serve other technological tasks during wood transportation

- Evaluate the dynamic and control properties of the wood transporter complex equipped with a hydraulic system to control anchors in some moving conditions when working in timber transport

Materials and Methods

Researching, selecting, configuring, and sizing the elements in the hydraulic system to control the anchors, keeping the small-sized machine complex to work on the forest land with high slope Simulation to study some of the dynamic properties of a hydraulic system controlling the machine combination corresponding to the working conditions in the field Study on accumulation and reuse of cumulative energy of hydraulic systems when the machine complex moves downhill

The experiment verifies the reliability of the simulation model, determines the technical parameters of the hydraulic system controlling the small-sized wood tractor when working on the forest land with a steep slope

Main findings and conclusions

* Scientific and technical issues have been studied

Selecting the configuration and determining the specifications of the equipment components to design the hydraulic system to control the anchors, keep the small wood tractor complex is working on the forest land with a higher slope angle to 20 degrees Simulating working states of the machine combination control hydraulic system corresponding to typical cases in the reality of the machine complex Simulation results and experiments show that the hydraulic system has worked well, satisfying the

* Scientific and practical significance

Dynamic and control simulation models of the anchored, holding and tractor hydraulic systems equipped with anchoring system as well as simulating results in typical control and dynamic states is an scientific basis for designing, optimizing and guiding the operation of agro-forestry equipment operating on sloping land

Technology solutions for anchoring, dragging and dropping motorized equipment thanks to the hydraulic system are very suitable for the practice of forestry production

on high slope areas, especially the stages of logging and transportation of wood

1

PHẦN 1 MỞ ĐẦU

1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Sản xuất lâm nghiệp là một quá trình sản xuất đặc thù, hầu hết các khâu công việc đều gắn với rừng, đất rừng và địa hình rừng, điều kiện sản xuất phức tạp Từ khâu làm đất, trồng cây, chăm sóc, khai thác, vận chuyển, … rất cần được nghiên cứu để nâng cao năng suất, giảm nhẹ sức lao động, an toàn cho người và thiết bị cũng như bảo vệ môi trường giúp phát triển bền vững Trong hoạt động sản xuất ngành lâm nghiệp nước ta đã đưa vào sử dụng nhiều máy móc thiết bị để cơ giới hóa các khâu như chặt hạ, vận xuất, bốc dỡ, vận chuyển gỗ Quá trình đó đã cung cấp cho nền kinh tế một lượng gỗ, nguyên liệu giấy, củi rất lớn đáp ứng nhu cầu thiết yếu của sự phát triển kinh tế, xã hội

Qua nhiều năm khai thác, do nhiều nguyên nhân, diện tích rừng tự nhiên đã

và đang bị suy giảm đáng kể Để bảo vệ môi trường sinh thái, phát huy chức năng sản xuất của rừng, Chính phủ đã ban hành Nghị quyết số 71/NQ-CP ngày 08/8/2017 (Chính phủ, 2017a) về tăng cường sự lãnh đạo của Đảng đối với công tác quản lý, bảo vệ và phát triển rừng và Thông báo số 511/TB-VPCP do Thủ tướng Chính phủ ký ngày 01/11/2017 về việc Tăng cường công tác quản lý bảo

vệ rừng và giải pháp thực hiện trong thời gian tới (Chính phủ, 2017b) Theo đó từ năm 2017, Chính phủ nghiêm cấm khai khác rừng tự nhiên, đồng thời đẩy mạnh việc trồng rừng Thời gian gần đây có nhiều chương trình, dự án về phát triển rừng từ việc trồng mới đến việc khai thác có hiệu quả và đảm bảo môi trường cũng như tăng cường yếu tố an toàn lao động trong sản xuất

Với cơ chế mở được áp dụng cho nhiều loại hình phát triển kinh tế, rừng và đất rừng được giao cho từng hộ gia đình, tổ chức quản lý và sử dụng lâu dài, tạo nên những trang trại sản xuất nông lâm nghiệp quy mô nhỏ Điều này đã hình thành một đặc thù mới đó là rừng trồng phân tán, sản lượng khai thác thấp, đường sá nhỏ hẹp và nhu cầu cơ giới hóa cũng dịch chuyển sang hướng sử dụng các thiết bị công suất vừa và nhỏ tăng đồng thời kéo theo tính hiệu quả của các thiết bị chuyên dùng công suất lớn lại giảm

Qua tìm hiểu về đặc điểm và tình hình sản xuất lâm nghiệp trong nước, được biết loại đường vận chuyển trong sản xuất lâm nghiệp thường là đường đất, cấp đường thấp và chịu nhiều ảnh hưởng của yếu tố thời tiết, nên mặt đường

2

không được đồng đều mà có nhiều mấp mô, chướng ngại vật Đặc biệt đất canh tác lâm nghiệp có độ dốc lớn phân bố chủ yếu tại miền bắc Việt Nam, trong đó góc dốc lớn hơn 200

chiếm khoảng 56,4% tổng diện tích

Quá trình cơ giới hóa trong sản xuất lâm nghiệp gặp rất nhiều khó khăn với địa hình đất dốc nhưng vẫn chưa có những thiết bị phù hợp Hầu hết các thiết bị đưa vào sử dụng ở các khâu làm đất, khai thác và vận xuất gỗ đều xuất xứ từ hai nhóm chính đó là thiết bị chuyên dùng, công suất lớn nhập từ nước ngoài và tận dụng máy kéo nông nghiệp (MKNN) công suất nhỏ được cải tiến tùy theo mục đích khai thác mang tính thời vụ Cả hai nhóm này đều có những ưu và nhược điểm nhất định nhưng điểm chung cần quan tâm và yếu tố an toàn khi chúng được đưa vào làm việc trên địa hình đất có độ dốc lớn chưa được đảm bảo

Trên thế giới có nhiều xe máy chuyên dùng có thể đáp ứng với đặc thù địa hình đất dốc nhưng hầu hết được thiết kế cho quy mô sản xuất lớn nên chi phí rất cao Những thiết bị này có thể vừa làm đất, khai thác và vận xuất gỗ với các loại

gỗ rừng trồng khác nhau Các thiết bị này có thể di chuyển linh hoạt trên địa hình đất dốc nhờ hệ thống tời thủy lực được lắp cố định hoặc không cố định trong các trường hợp khác nhau Hệ thống tời có thể neo giữ LHM đứng yên trên dốc để làm đất, khai thác gỗ hay di chuyển lên dốc, xuống dốc khi vận xuất gỗ mà vẫn đảm bảo an toàn cho người và thiết bị Trong trường hợp LHM di chuyển trên mặt đường bằng phẳng hoặc độ dốc nhỏ hệ thống tời có thể tạm ngưng hoạt động

mà không ảnh hưởng lớn đến các quá trình khác của LHM

Ở Việt Nam hầu như chưa có những thiết bị chuyên dùng với công suất nhỏ

để phù hợp quy mô sản xuất nhỏ cũng như điều kiện địa hình phức tạp Thay vào

đó là việc sử dụng các MKNN công suất nhỏ được cải tiến cho phù hợp từng hạn mục công việc riêng lẻ như làm đất, bốc dỡ gỗ hay vận xuất các sản phẩm lâm nghiệp Trong những năm gần đây đã có một số công trình nghiên cứu khoa học

về lĩnh vực này để cho ra đời những sản phẩm cụ thể như LHM cỡ nhỏ bánh xích, bánh hơi, … dùng trong vận chuyển, bốc dỡ gỗ lâm nghiệp Tuy nhiên đến nay vẫn chưa có nghiên cứu về thiết bị có thể làm việc trên địa hình đất rừng có

độ dốc lớn Thay vào đó là việc dùng bộ tời cơ khí để giúp LHM vượt dốc hay neo giữ LHM cố định trên dốc

Trong thực tế có nhiều hệ thống neo giữ thủy lực được sử dụng rộng rãi để dẫn dắt, kéo thả tàu biển ra vào cảng, kéo xe vượt lầy, dốc trên băng tuyết và gần

3

đây được sử dụng có hiệu quả để neo giữ xe, máy chuyên dụng, đặc biệt là xe, máy khai thác gỗ làm việc an toàn, ổn định trên đất dốc với độ dốc lên đến 70% (Bombosh & cs., 2003)

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

- Thiết kế, chế tạo mẫu HTTL điều khiển neo giữ LHM vận xuất gỗ hoạt động ổn định an toàn trên đất lâm nghiệp có độ dốc lên đến 20 độ, có khả năng thu hồi và tái sử dụng động năng khi xuống dốc để hỗ trợ chuyển động lên dốc và phục vụ các nhiệm vụ công nghệ khác trong quá trình vận xuất gỗ

- Đánh giá tính chất động lực học và điều khiển của LHM vận xuất gỗ có trang bị HTTL điều khiển neo giữ trong một số điều kiện chuyển động khi làm việc vận xuất gỗ

1.3 PHẠM VI NGHIÊN CỨU

- Phạm vi về nội dung:

Qua phân tích điều kiện làm việc của LHM vận xuất gỗ rừng trồng cỡ nhỏ (bao gồm MKNN và rơ móc một cầu) có trọng lượng tối đa 2 tấn, làm việc trên vùng đất có góc dốc lên đến 20 độ Qua nghiên cứu tài liệu lý thuyết và quan sát thực tế, tác giả được biết rằng LHM phải hoạt động trên địa hình đất dốc có điều kiện mặt đường là đất rừng có hệ số bám thấp, có thể có mấp mô kích thước thước lớn trên đoạn đường dốc Mặc khác loại dốc mà LHM thường di chuyển là dốc dọc, cụ thể là LHM chỉ di chuyển lên dốc (thường không có tải) và xuống dốc (thường đầy tải) nên phạm vi nghiên cứu về nội dung của đề tài là:

+ Góc dốc tối đa lên đến 20 độ (thông thường rừng trồng chỉ có ở các vùng đất có góc tối đa 20 độ, nếu góc dốc cao hơn nữa thì khâu làm đất, chăm sóc, … gặp rất nhiều khó khăn, nguy hiểm);

+ Mặt đường là đất tự nhiên có hệ số bám thấp, đôi khi xuất hiện mấp mô

4

- Phạm vi về không gian:

+ Quá trình thí nghiệm được tổ chức trong phòng thí nghiệm của Khoa Ô

tô, Trường Đại học Công nghiệp Việt Hung;

+ Đối tượng nghiên cứu là HTTL điều khiển neo giữ được lắp trên LHM vận xuất gỗ làm việc trên các vùng đất dốc có góc dốc lên đến 20 độ thuộc các tỉnh phía Bắc Việt Nam

1.4 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN

- Giải pháp công nghệ phù hợp cho LHM vận xuất gỗ cỡ nhỏ khi làm việc trên dốc cao, bố trí HTTL neo giữ điều khiển áp suất, tích hợp các phần tử thủy lực để thu hồi tích lũy và tái sử dụng năng lượng phù hợp;

- Thiết kế, chế tạo mẫu một HTTL điều khiển neo giữ phù hợp với LHM vận xuất gỗ cỡ nhỏ, hoạt động ổn định, an toàn, chi phí đầu tư hợp lý;

- Mô hình, mô phỏng động lực học của hệ thống neo giữ và LHM mô tả đầy

đủ về kết cấu, điều khiển và các trạng thái hoạt động của LHM vận xuất gỗ trên đất dốc lớn;

- Hệ thống thí nghiệm truyền động thủy lực có thể thực hiện linh hoạt các phương án kết cấu tải trọng và điều khiển, phục vụ tốt cho các nghiên cứu liên quan

1.5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN

Các mô hình mô phỏng động lực học và điều khiển của HTTL neo giữ và LHM vận xuất gỗ được trang bị hệ thống neo giữ cũng như kết quả mô phỏng các trạng thái động lực học và điều khiển điển hình là cơ sở khoa học phục vụ thiết kế, tối ưu hóa và chỉ dẫn vận hành các thiết bị nông lâm nghiệp hoạt động trên đất dốc

Giải pháp công nghệ neo giữ, kéo, thả thiết bị cơ giới nhờ HTTL rất phù hợp với thực tế sản xuất lâm nghiệp trên vùng dốc cao, đặc biệt là các công đoạn khai thác và vận chuyển gỗ

5

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 ĐIỀU KIỆN ĐỊA HÌNH TRONG SẢN XUẤT LÂM NGHIỆP TẠI VIỆT NAM

2.1.1 Độ dốc đất lâm nghiệp

Độ dốc là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hoạt động của xe, máy lâm nghiệp (Nguyễn Can, 2005) đất đồi núi chiếm 3/4 diện tích đất tự nhiên của Việt Nam Nhìn chung đây là những loại đất khó khai thác sử dụng và kém hiệu quả, đặc biệt khi đất đã mất thảm thực vật che phủ Trong những năm 40 của thế kỷ

XX, diện tích che phủ của nước ta khoảng 45%; đến những năm 80 của thế kỷ

XX, chỉ còn khoảng 20% Trong những năm gần đây, tỷ lệ che phủ rừng toàn quốc tăng từ 39,7% năm 2011 lên 40,84% năm 2015, 41,65% năm 2018, ước năm 2019 đạt 41,85%; ước năm 2020 đạt khoảng 42% (Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, 2018a), đạt chỉ tiêu đề ra tại Nghị quyết Đại hội Đại biểu toàn quốc lần thứ XII của Đảng

Diện tích rừng tính đến 31/12/2018 là 14,491 triệu ha, trong đó: (1) Chia theo nguồn gốc: Rừng tự nhiên: 10,256 triệu ha, Rừng trồng: 4,236 triệu ha; (2) Chia theo mục đích sử dụng: rừng đặc dụng: 2,155 triệu ha (rừng tự nhiên 2,072 triệu ha, rừng trồng 0,084 triệu ha), rừng phòng hộ: 4,588 triệu ha (rừng tự nhiên 3,932 triệu ha, rừng trồng 0,656 triệu ha), rừng sản xuất: 7,748 triệu ha (rừng tự nhiên 4,252 triệu ha, rừng trồng 3,496 triệu ha), theo Chính phủ (2007) và Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn (2018b)

Phần lớn diện tích đất có độ dốc dưới 150 (chiếm 21,9%) đã được sử dụng cho sản xuất nông nghiệp hoặc nông lâm kết hợp Diện tích đất có độ dốc từ

150 đến 200 chiếm khoảng 16,4%, còn lại là đất có độ dốc lớn hơn 200 (chiếm 61,7%)

6

xuất cũng đơn giản hơn so với đường máy kéo Vận xuất bằng máy kéo thích hợp với khai thác quy mô lớn và rừng có gỗ lớn, làm đường vận xuất lại tốn khá nhiều công sức, làm hư hại môi trường rừng nên ngày nay máy kéo xích không còn đắc dụng vận xuất gỗ rừng trồng bằng MKNN còn được dùng ở miền Bắc Vận xuất bằng đường dây cáp được dùng ở nơi có địa hình núi cao, hiểm trở và quy mô khai thác lớn Hiện nay, trong thực tế sản xuất ở Việt Nam phương thức này chưa được áp dụng Vận xuất bằng lao gỗ còn được dùng nhiều vì phù hợp với khai thác quy mô nhỏ, đơn giản dễ thi công Cơ giới hóa khai thác rừng, trong đó vận xuất là chủ chốt, cần được đẩy mạnh ở Việt Nam

Ngoài tính chất quan trọng nhất là đường dốc, mặt đường vận chuyển và vận xuất gỗ còn có tính chất không bằng phẳng và không đồng nhất về tính chất bám với bánh xe, các đặc trưng mấp mô đường cơ bản có thể kể đến như sau:

2.1.2.1 Biên dạng mặt đường mấp mô đơn

Đường vận chuyển lâm nghiệp thường được thiết kế, thi công theo quy trình quy phạm (theo tiêu chuẩn của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn); tuy nhiên trên đường thường phát sinh các chướng ngại tồn tại dưới dạng chướng ngại đơn có thể là các mô đất, các cục đá hoặc các mẫu gỗ do các nguyên nhân chủ quan hoặc khách quan tạo ra Khi chuyển động, nếu có một hoặc nhiều bánh

xe lăn trên các chướng ngại đơn đó thì các quá trình chuyển tiếp dao động và tải trọng động lực học biến đổi khá lớn, bánh xe bị kích động mạnh gây rung, xóc cho LHM và người lái, tạo ra khả năng mất ổn định lái rất lớn do lệch hướng chuyển động

2.1.2.2 Biên dạng mặt đường biến đổi tuần hoàn

Mô tả mấp mô biên dạng mặt đường như một tập hợp các mấp mô hình học riêng biệt kế tiếp nhau đặc trừng bởi chiều rộng và chiều cao mấp mô hoặc bằng dạng hàm số điều hòa đã được nhiều tác giả nghiên cứu áp dụng để đánh giá chất lượng êm dịu, khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng chuyển động của phương tiện

Trong phương pháp này người ta thường dùng kích động từ mặt đường có dạng hình sin để tính toán dao động cho phương tiện (Phạm Minh Đức, 2010): Công thức tính:

( )

7

Hoặc:

( ) (2.1) Trong đó:

2.1.2.3 Biên dạng mặt đường thể hiện bằng hàm ngẫu nhiên

Mấp mô biên dạng mặt đường được mô tả bằng hàm ngẫu nhiên liên tục của các chiều cao mấp mô mặt đường theo chiều dài đường khảo sát, đặc trưng của nó mang tính thống kê nhận được qua các phương tiện đo thể hiện số liệu thu được, ghi được, qua việc xử lý các kết quả đo và tính toán thông qua các phương tiện, phần mềm để xác định được hàm mật độ phổ Phương pháp này hiện nay được dùng khá phổ biến trong nghiên cứu động lực học của ô tô, máy kéo

Các tác giả thường xét cho trường hợp tổng quát là hàm ngẫu nhiên của chiều cao mấp mô mặt đường là các hàm 2 biến theo chiều dọc đường và chiều ngang đường tác dụng lên ô tô hay LHM tại các vết tiếp xúc của bánh xe với mặt đường

Thông thường hiện nay với các loại đường được xây dựng theo tiêu chuẩn đường bộ người ta mới chỉ xác định đặc trưng thống kê (hàm ngẫu nhiên) theo chiều dọc của đường

Mô tả mô biên dạng đường bằng hàm ngẫu nhiên theo chiều dài đường có thể xem như chúng là một tập hợp các thể hiện ngẫu nhiên của chiều cao mấp mô mặt đường theo chiều dọc đường q(k,s)

( ) { (2.2) Chỉ số k là phép thử thứ k, mỗi phép thử cho chúng ta một biểu hiện ngẫu nhiên

8

Đặc trưng thống kê chính của thể hiện ngẫu nhiên dừng và egozic q(s) như công thức trên bao gồm kỳ vọng toán học mq và hàm tương quan Rq(t), mật độ phổ S(Nguyễn Tiến Đạt, 2002)

Việc sử dụng hàm ngẫu nhiên mô tả mấp mô biên dạng mặt đường cho phép biểu diễn và đánh giá tác động lên phương tiện giao thông bằng các đặc trưng của quá trình ngẫu nhiên Để ứng dụng phương pháp mô tả này cần phải đo đạc mấp mô biên dạng mặt đường và xác định các đặc trưng thống kê thông qua tác động của mấp mô ngẫu nhiên mặt đường tác động vào phương tiện khi di chuyển trên đường

Khi lưu thông trên đường, khái niệm đường tốt, đường xấu luôn tồn tại trong ý tưởng mọi người, đặc biệt là người lái xe, chất lượng đường có ảnh hưởng trực tiếp đến sự chuyển động của xe, độ bền của các hệ thống, các cụm chi tiết, ảnh hưởng và tác động vào trạng thái thể chất, tâm lý của người lái xe kể cả những người ngồi trên xe và hơn thế nữa nó ảnh hưởng đến quỹ đạo chuyển động của xe, an toàn cho xe,

Chất lượng đường phụ thuộc nhiều yếu tố: Lớp lót, nền đường, áo đường hay còn gọi là mặt đường Độ mấp mô mặt đường ảnh hưởng rất nhiều đến các chỉ tiêu động học và động lực học của ô tô máy kéo, đặc biệt có ảnh hưởng rất lớn đến ổn định, tính năng làm việc của ô tô máy kéo, ảnh hưởng tâm lý trạng thái của người điều khiển phương triện Độ mấp mô mặt đường gây ra một loạt dao động cho phương tiện khi chuyển động

2.2 TÌNH HÌNH CƠ GIỚI HÓA LÂM NGHIỆP TẠI VIỆT NAM

Có thể nói địa hình đất lâm nghiệp ở Việt Nam khá phức tạp, có độ dốc lớn Hơn thế nữa, sản xuất lâm nghiệp thường tập trung ở vùng sâu, vùng xa nên khó khăn trong việc áp dụng cơ giới hóa vào sản xuất, thậm chí nhiều thiết bị không thể hoạt động được ở địa hình có góc dốc trên 15 độ (Nguyễn Tiến Đạt, 2002) Sản lượng khai thác gỗ rừng trồng: Tăng từ 5,16 triệu m3 năm 2011 lên 12,8 triệu m3

năm 2015, tới 18,5 triệu m3 năm 2018; Ước thực hiện năm 2019, sản lượng khai thác gỗ rừng trồng đạt 19,5 triệu m3

, năm 2020 đạt khoảng 20 triệu

m3, tương ứng tăng khoảng 1,5 lần so với năm 2015 Trong đó, sản lượng khai thác gỗ rừng trồng có chứng chỉ quản lý rừng bền vững đạt 2,0 triệu m3

Với sản

lượng rừng trồng tăng qua các năm đã tạo điều kiện chủ động được nguồn nguyên liệu cho công nghiệp chế biến, giảm phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu

9

nhập khẩu, góp phần giảm chi phí sản xuất và giá thành sản phẩm, đồng thời tạo

ưu thế cạnh tranh cho các sản phẩm gỗ của Việt Nam Với khối lượng công việc lớn như vậy, thì việc áp dụng cơ giới hóa là rất cần thiết Phấn đấu đưa tỷ lệ cơ giới hóa các khâu này lên 50% vào năm 2020 Trước mắt, nên tập trung ở một số khâu sản xuất quan trọng có khối lượng công việc lớn như làm đất trồng rừng,

tạo hố trồng cây, chăm sóc, chữa cháy, vận xuất và bốc xếp gỗ

Việc đưa máy móc vào sản xuất lâm nghiệp hầu như chưa đáp ứng được nhu cầu 70% khối lượng công việc được làm bằng thủ công chỉ có 30% khối lượng công việc là được cơ giới hóa Việc áp dụng cơ giới hóa chỉ mới được thực hiện hai khâu chặt hạ và vận chuyển, còn nhiều khâu sản xuất quan trọng chiếm

tỷ lệ khối lượng công việc lớn như trồng, chăm sóc, chữa cháy, vận xuất và bốc xếp thì tỷ lệ áp dụng cơ giới hóa thấp khoảng 2-5%

Trong những năm gần đây công nghệ cơ giới hóa làm đất trồng rừng đã phát triển cao hơn, nhiều máy móc thiết bị hiện đại đã được nhập bổ sung và thay thế các công cụ đã lạc hậu Các máy kéo lớn như T130, TZ171 của Liên xô hoặc KOMASU D53, D65 và D85 của Nhật đã được sử dụng rộng rãi để làm đất trồng rừng ở các vùng trồng rừng nguyên liệu tập trung tại vùng núi phía bắc, Tây nguyên và Đông Nam bộ

Đối với địa hình có độ dốc trên 15% có thể làm đất theo phương thức san ủi bậc thang theo đường đồng mức nhờ các máy kéo xích lớn sau đó cày lật hoặc cày ngầm Đặc biệt với địa hình cao hơn có thể là đất theo phương thức tạo hố trồng cây, sử dụng các máy khoan hố lắp sau máy kéo có công suất vừa và nhỏ

Ở nước ta, các khâu canh tác trong lâm nghiệp đã được nghiên cứu áp dụng với nhiều phương thức và mức độ khác nhau nhằm nâng cao năng suất, chất lượng các khâu công việc trong sản xuất (Đoàn Văn Thu, 2010) Những năm gần đây, một số loại thiết bị như: Komatsu D53A, D53P, D65A, D85A, Caterpilar, TZ-171 với các thiết bị canh tác kèm theo đã được ứng dụng vào sản xuất

2.3 CÔNG NGHỆ KHAI THÁC GỖ TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC

2.3.1 Tình hình cơ giới hóa khai thác gỗ

Công nghệ khai thác, vận xuất gỗ rừng trồng phổ biến hiện nay là sử dụng LHM bánh hơi, bánh xích có công suất nhỏ chủ yếu làm việc trên đất tương đối bằng phẳng Việc nghiên cứu, thiết kế chế tạo LHM vận xuất gỗ công suất nhỏ làm việc trên vùng đất dốc chưa được thực hiện trong khi nhu cầu thực tế sản xuất là rất lớn

10

Theo Simmons (1979) và FAO (1990) việc khai thác gỗ rừng trồng người

ta áp dụng các công nghệ chủ yếu sau:

- Khai thác gỗ nguyên cây: Cây gỗ sau khi hạ được giữ nguyên cả cành và tán rồi kéo ra bãi gỗ Tại đây chúng được cắt cành theo đúng quy cách sản phẩm, sau đó được vận chuyển đến nơi tiêu thụ

- Khai thác gỗ dài: Cây gỗ sau khi hạ, được cắt cành, ngọn tại nơi chặt hạ rồi được kéo ra ven đường vận chuyển hoặc ra bãi gỗ Tại đây được cắt khúc và vận chuyển đến nơi tiêu thụ

- Khai thác gỗ ngắn: Toàn bộ các thao tác hạ cây, cắt cành, ngọn và cắt khúc đều thực hiện tại nơi chặt hạ sau đó các khúc gỗ được đưa đến bãi gỗ ven đường và được vận chuyển đến địa điểm sử dụng

Trên thế giới, các nước phát triển thường áp dụng công nghệ và thiết bị tiên tiến để cơ giới hóa các khâu chặt hạ, vận xuất, bốc dỡ, vận chuyển gỗ tại các vùng khai thác gỗ tập trung, có sản lượng cao, đặc biệt là đã phát triển mạnh các

hệ thống máy phức hợp (Murrenhoff & Wallentowitz 1998) Hoạt động trong sản xuất lâm nghiệp không chỉ có yêu cầu cao về khả năng di động trên đất địa hình

mà các máy lâm nghiệp còn cần thỏa mãn các yêu cầu khắt khe về bảo vệ môi trường và hệ sinh thái

Một vài năm gần đây, các nước trên thế giới đã đưa vào sử dụng rộng rãi các loại máy lâm nghiệp phức hợp để khai thác gỗ Máy có khả năng dịch chuyển

bộ phận làm việc nhiều mét trong rừng nhờ một cơ cấu vươn xa Trên cơ cấu vươn xa, người ta bố trí bộ phận bốc xếp, một thiết bị đẩy và một cưa xích truyền động thủy lực Nhờ hệ thống máy phức hợp này, cây được cắt hạ tại chỗ, cắt cành

và cắt phân đoạn trong một hành trình di chuyển của máy

Di chuyển sau tổ hợp khai thác gỗ (harvester) là một thiết bị gom và vận chuyển gỗ (forwarder), có nhiệm vụ gom các đoạn gỗ đã cắt và vận chuyển về địa điểm trung chuyển Xe vận chuyển được trang bị cẩu bốc xếp và thùng chứa

gỗ dạng cột chắn Nhờ phương pháp khai thác gỗ phân đoạn có thể giảm bớt hư hại đến cây bên cạnh và còn khai thác rừng trồng có hiệu quả hơn Hệ thống máy truyền động thủy lực phức hợp này cần làm việc ổn định lâu dài trong điều kiện môi trường hoang dã, khó khăn với thời gian thu hoạch chính vào mùa đông

11

Một nhóm máy lâm nghiệp khác trong lĩnh vực khai thác gỗ dài là máy bóc

vỏ cây Nhóm máy này thường làm việc tĩnh trên đường rừng và đa số là các xe tải hoán cải được trang bị cần cẩu thu gom, bốc xếp và bộ phận bóc vỏ cây

Hình 2.1 Thiết bị chuyên dùng gom gỗ

Nguồn: John Deere Forest Harvesters (2010)Tại Phần Lan và các nước Bắc âu hình thức khai thác gỗ ngắn được sử dụng chủ yếu, việc hạ cây, cắt cành, cắt khúc được thực hiện tại nơi khai thác nhờ sử dụng cưa xích, máy hạ cây chuyên dung và máy khai thác liên hợp sau đó khúc

gỗ được chuyển đến các bãi nhỏ ven đường nhờ các máy kéo vận xuất bánh hơi chuyên dùng hoặc MKNN được trang bị tay thủy lực và rơ móc chở gỗ (Finnish Forestry Association, 1990; Finnish Foreign Trade Association, 1990)

Hình 2.2 Máy kéo nông nghiệp cỡ nhỏ vận xuất gỗ

Nguồn: The Research Agency of the Forestry Commission (2005)

Hoạt động khai thác chọn, hoặc tỉa thưa, hình thức khai thác gỗ ngắn được

áp dụng là chính Việc chặt hạ được thực hiện bằng cưa xích hoặc máy hạ cây chuyên dùng, sau đó các khúc gỗ được vận chuyển ra bãi gỗ bằng các thiết bị vận xuất hoặc các MKNN (FAO, 1988; Salminen, 1996)

Tại các nước đang phát triển, công nghệ khai thác gỗ phổ biến là công nghệ trung bình với đặc trưng là sử dụng MKNN được lắp đặt thêm các trang bị chuyên dùng để bốc dỡ vận chuyển cự ly ngắn (FAO, 1988; ILO, 1982)

Tại Việt Nam, đặc biệt là vùng chuyên canh gỗ nguyên liệu giấy, người ta

áp dụng chủ yếu loại hình khai thác gỗ ngắn Theo Nguyễn Văn Quân (2002) quy trình công nghệ như sau:

Hình 2.3 Liên hợp máy cỡ nhỏ có rơ móc một cầu chở gỗ

Nguồn: Trần Văn Tùng (2017)

- Khâu chặt hạ: Việc hạ cây, cắt cành, cắt khúc được thực hiện chủ yếu bằng các công cụ thủ công như búa, cưa cung Gần 70% gỗ nguyên liệu có chiều dài 4m được cắt khúc nơi chặt hạ, 30% được cắt khúc dưới chân đồi sau khi dùng các phương tiện khác nhau đưa cả thân cây xuống

13

- Khâu vận xuất: Vận xuất gỗ ở vùng nguyên liệu phổ biến gồm 2 bước:

Bước thứ 1: Gom gỗ từ nơi chặt hạ vào bãi bốc tạm thời ven đường bằng

sức người và công cụ đơn giản Do đặc điểm địa hình vùng này khá phức tạp, khó có khả năng cơ giới hóa nên trong nhiều năm qua, mặc dù được chính phủ đầu tư kỹ thuật, song việc tập trung gỗ từ nơi chặt hạ về các bãi đỗ ven đường hiện nay hầu như vẫn chủ yếu bằng thủ công Ở một số địa hình dốc người ta đã thử nghiệm dùng đường cáp một dây với công nghệ kéo căng, thả chùng để đưa

gỗ ra nhưng việc áp dụng này trong thực tế còn ít do những hạn chế về nguồn động lực và kết cấu

Bước thứ 2: Đưa gỗ đến bãi trung chuyển với cự ly khoảng 10-15km sử

dụng MKNN được trang bị thêm romoóc chở gỗ chuyên dùng và tay thủy lực tự bốc dỡ Tuy nhiên hiện nay việc sử dụng thiết bị này ngày càng bị thu hẹp

Hình 2.4 Thiết bị bốc dỡ và vận xuất gỗ cự ly ngắn

Nguồn: Laslo & Michael (2016)

- Khâu vận chuyển: Việc vận chuyển gỗ từ các bãi trung chuyển về các nhà máy chế biến được thực hiện bằng đường sông hoặc đường bộ Việc bốc xếp chủ yếu bằng thủ công Ở các bãi gỗ tập trung có quy mô lớn người ta dùng các máy bốc xếp kiểu hàm bốc để bốc dỡ cho ô tô hoặc đưa xuống các bến sông Ở những nơi có lượng gỗ ít, phân tán người ta dùng lao động thủ công để bốc dỡ cho các phương tiện vận chuyển

Ở các vùng rừng trồng khác thuộc các tỉnh phía Bắc nước ta công nghệ khai thác phổ biến gần đây như sau: hạ cây thủ công, sau đó chặt cành, cắt khúc tùy

14

theo yêu cầu về quy cách sản phẩm có thể sức người hoặc súc vật mang đến ven đường vận chuyển xếp thành đống rồi từ đây dùng ô tô vận chuyển đến nơi tiêu thụ hoặc dùng xe công nông chở đến các điểm tập trung Như vậy theo công nghệ này không chỉ khâu chặt hạ là thủ công mà toàn bộ khâu vận xuất, bốc dỡ cũng đều bằng thủ công, nặng nhọc, năng suất thấp

2.3.2 Tình hình sử dụng máy kéo bánh hơi trong vận xuất gỗ

Vận xuất gỗ là quá trình di chuyển từ nơi chặt hạ về nơi tập trung tại địa điểm thu gom đầu tiên Đây là khâu khó khăn, nặng nhọc và phức tạp nhất trong dây chuyền cộng nghệ khai thác gỗ Quá trình vận xuất gỗ thường được thực hiện tại các địa hình có độ dốc lớn Vận xuất gỗ có thể được thực hiện theo phương pháp kéo lết và phương pháp chở gỗ (Kantola & Harstela 1991) Theo phương pháp chở gỗ, toàn bộ gỗ được xếp đặt trên thùng chưa có bánh xe, rồi đưa về nơi tập trung bằng sức người, súc vật hoặc máy kéo

Trong vận xuất gỗ hiện đang sử dụng hai loại thiết bị: MKLN chuyên dùng

và MKNN được cải tiến để vận xuất gỗ

Hình 2.5 Máy kéo lâm nghiệp chuyên dùng vận xuất gỗ

Nguồn: Tigercat (2014) Máy kéo lâm nghiệp có công suất lớn, làm việc ổn định, cơ động, làm việc tin cậy và công suất cao Các máy kéo dùng để vận chuyển gỗ nửa lết (LKT80, Skidder, .) được trang bị tời gom gỗ từ xa, treo giữ một đầu bó gỗ khi di chuyển Các loại máy kéo bánh hơi được trang bị tay bốc thủy lực và rơ móc có

15

khả năng gom gỗ nằm rãi rác trong khu vực khai thác rồi vận chuyển đến địa điểm tập trung đầu tiên là các loại Forwarder của Phần Lan và Thụy điển đang được sử dụng rộng rãi và có mặt trên thị trường (Finnish Foreign Trade Association, 1994; Salminen, 1996; Timber Jack Company, 1994) Tuy nhiên các thiết bị này thường rất đắt tiền chỉ phù hợp với quy mô sản xuất lớn, trình độ cơ giới hóa cao cơ sở hạ tầng và dịch vụ kỹ thuật tốt

Máy kéo nông nghiệp đã được sử dụng rộng rãi trong việc khai thác gỗ rừng trồng (FAO, 1988; Stokes & Clair, 1998) Phần Lan sử dụng MKNN để chuyên chở gần 1/3 lượng gỗ khai thác hàng năm Việc sử dụng MKNN để vận xuất và vận chuyển gỗ ở Na uy, Thụy điển, Pháp, Italia, Canada, chiếm khoảng 45% sản lượng gỗ khai thác hàng năm

Hình 2.6 Máy kéo nông nghiệp được trang bị rơ moóc và tay thủy lực

Nguồn: Nisola (2020)

Để đáp ứng yêu cầu khai thác rừng, MKNN cần có công suất trên 35kW và phải có trục trích công suất Trên cơ sở đó có thể thiết kế, lắp đặt thêm các thiết

bị chuyên dùng như tời gom gỗ, cần trục cơ học, tay thủy lực, rơ móc chở gỗ,

và các kết cấu phụ trợ đảm bảo an toàn cho người và thiết bị khi làm việc trong rừng (Kantola & Harstela, 1991)

Sử dụng MKNN để vận xuất gỗ rất có hiệu quả đối với những vùng nông thôn vì vốn đầu tư, chi phí vận hành thấp hơn, phụ tùng thay thế sẵn có và rẻ tiền hơn so với MKLN chuyên dùng Ngoài ra người ta có thể mua MKNN cũ với vốn đầu tư thấp rồi cải tiến thành máy vận xuất gỗ

16

Hình 2.7 Sử dụng máy kéo nông nghiệp được trang bị tời để gom gỗ

Nguồn: Fransgård (2020) Yêu cầu chung đối với các máy kéo trong sản xuất lâm nghiệp là phải làm việc được trên điều kiện độ dốc cao, phải có tính năng kéo bám tốt, tính an toàn

và tính ổn định cao Về cỡ công suất đòi hỏi trong một rải rộng vì các công việc

cơ giới hóa sản xuất lâm nghiệp rất đa dạng, lực kéo cần thiết cho các loại máy công tác khác nhau cũng rất khác nhau Để đáp ứng yêu cầu đó, hệ thống máy kéo chuyên dùng cho sản xuất lâm nghiệp có thể sử dụng kết hợp nhiều loại máy kéo:

- Các máy kéo bánh xích thường đảm nhiệm các công việc có lực cản lớn, không yêu cầu lớn về điều kiện đường: Thường sử dụng vào các khâu vận xuất

gỗ, khâu làm đất, khâu làm đường vận xuất vận chuyển

- Các máy kéo bánh hơi thông thường đảm nhiệm các công việc có lực cản không lớn lắm và chỉ làm việc trên các địa hình có góc dốc nhỏ hơn 15 độ, yêu cầu điều kiện có đường: Thường sử dụng vào các khâu vận xuất, vận chuyển cự

ly ngắn, chăm sóc, bảo vệ rừng

- Các máy kéo cỡ nhỏ thực hiện các công việc chăm sóc và bảo vệ rừng

- Các máy kéo chuyên dùng khác đảm nhiệm các công việc trên các địa hình có góc dốc lớn tới 20 độ

17

Đối với ngành lâm nghiệp, trong thời kỳ trước đổi mới sản xuất lâm nghiệp chủ yếu tập trung vào khai thác gỗ rừng tự nhiên với những đặc điểm là kích thước và trọng lượng gỗ lớn, mật độ khá tập trung, điều kiện rừng và địa hình còn chưa quá phức tạp Để tiến hành cơ giới hóa các khâu công việc trong khai thác gỗ rừng tự nhiên, nước ta đã nhập các loại MKLN chuyên dùng có công suất trung bình và lớn như TDT-55, TT-4 (Liên Xô), LKT-80 (Tiệp Khắc)… Các loại máy kéo này đã sử dụng có hiệu quả trong khai thác gỗ rừng tự nhiên có kích thước lớn, sản lượng tập trung Từ những năm 70 của thế kỷ XX, ở khu nguyên liệu giấy sợi Vĩnh Phú (cũ) đã sử dụng các loại máy lâm nghiệp chuyên dùng trong sản xuất kinh doanh rừng như Volvo, Valmet …Các loại máy này đã phát huy được tác dụng nhất định trong điều kiện tổ chức sản xuất kinh doanh theo cơ chế bao cấp trước đây Sau khi kinh tế nước ta chuyển đổi theo cơ chế thị trường, việc tổ chức sản xuất lâm nghiệp có nhiều thay đổi theo hướng chú trọng đến hiệu quả kinh tế Bên cạnh đó, chủ trương giao đất, giao rừng cho các hộ gia đình

đã làm cho sản xuất kinh doanh rừng trồng có quy mô nhỏ, phân tán Hơn nữa rừng trồng ở nước ta có sản lượng thấp (60 – 120)m3/ha, kích thước và trọng lượng cây gỗ nhỏ, việc sử dụng các loại máy lâm nghiệp chuyên dùng có công suất lớn được nhập khẩu trước đây trở lên không có hiệu quả nên về cơ bản đã không còn được sử dụng rộng rãi

Từ phân tích trên cho thấy, hệ thống máy kéo chuyên dùng cho sản xuất lâm nghiệp hầu như chưa có ở nước ta Phần lớn các công việc được cơ giới hóa bằng cách sử dụng các loại máy kéo thông thường Điều đó đã hạn chế rất nhiều đến các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của máy kéo cũng như độ an toàn cho người sử dụng Để khắc phục tình trạng trên, nhiều nhà khoa học đã tập trung nghiên cứu theo hướng cải tiến các loại MKNN hiện đang thông dụng trong nước để thực hiện cơ giới hóa các khâu công việc trong sản xuất lâm nghiệp

Giai đoạn 1992-1995 một đề mục của đề tài cấp Nhà nước KN-03-04 đã thiết kế, chế tạo một loại hình thiết bị để vận xuất, bốc dỡ, vận chuyển gỗ nguyên liệu giấy Thiết bị là một LHM động lực được chọn là MKNN MTZ-50; trang bị chuyên dùng gồm có: Rơ móc một trục, tời cơ học và cơ cấu nâng đầu gỗ dẫn động bằng thuỷ lực Điểm độc đáo của loại hình thiết bị này là phương pháp bốc

gỗ nhỏ dọc trục xe bằng hệ thống tời cáp kết hợp với sự trợ giúp của cơ cấu nâng

gỗ thuỷ lực Phương án này đã khắc phục được tồn tại của các nghiên cứu trước

là phương án công nghệ mới tỏ ra khá phù hợp với việc khai thác gỗ nguyên liệu

18

giấy Tuy nhiên, qua khảo nghiệm trong điều kiện sản xuất, LHM còn một số tồn tại: Năng suất bốc gỗ chưa cao, việc điều khiển chưa linh hoạt, chưa phù hợp với địa hình đất dốc, cỡ máy kéo và thiết bị chuyên dùng còn lớn so với quy mô sản xuất trang trại

Hình 2.8 Máy kéo MTZ-50 kéo rơ móc chở gỗ với thiết bị tự bốc

Nguồn: Trần Văn Tùng (2017)

Giai đoạn 1995 – 2015: Tác giả Lê Tấn Quỳnh đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu lựa chọn công nghệ và hệ thống thiết bị cơ giới hóa các khâu làm đất, trồng, chăm sóc rừng trồng và khai thác gỗ” (Lê Tấn Quỳnh, 2006) Các sản phẩm nổi

bật của đề tài: Thiết kế cải tiến MKNN để làm việc trên điều kiện địa hình lâm nghiệp, hệ thống thiết bị xử lý thực bì chăm sóc rừng, hệ thống thiết bị làm đất trồng rừng, dây truyền công nghệ khai thác vận chuyển gỗ, đặc biệt đề tài đã nghiên cứu thiết kế rơ móc một trục kết hợp với máy kéo 4 bánh để vận chuyển

gỗ nhỏ rừng trồng,… Các công trình nghiên cứu trên đều lựa chọn và sử dụng các loại máy kéo 4 bánh cỡ vừa và nhỏ từ 20 đến 50 mã lực làm nguồn động lực Qua các nghiên cứu của Tổ chức Nông nghiệp và Lương thực thế giới (FAO) và chương trình đào tạo lâm nghiệp của Phần Lan cho thấy: Công nghệ trung bình với thiết bị cơ bản MKNN và cưa xích cỡ nhỏ thưởng tỏ ra thích hợp với các nước đang phát triển Để khuyến nghị và đẩy mạnh việc sử dụng MKNN trong các hoạt động lâm nghiệp ở các nước phát triển, FAO đã chỉ đạo thực hiện hàng loạt các nghiên cứu chuyên đề ở các vùng khác nhau trên thế giới

Năm 1986, FAO được sự giúp đỡ của chính phủ Phần Lan đã thực hiện đề tài nghiên cứu sử dụng MKNN có trang bị tời kéo gỗ ở Tanzania Nghiên cứu

19

được thực hiện trên một lô 4,3ha rừng thông 27 tuổi Cây có đường kính 40cm, chiều cao trung bình 25m Máy kéo được chọn ở đây là MKNN nhãn hiệu VALMET, động cơ Diesel 3 xilanh có công suất tối đa khoảng 50kW Máy kéo được trang bị tời 1 trống, đường kính dây cáp 10mm, dung lượng cuốn cáp của trống tời 130m, sức kéo lết của tời 6 tấn Mục tiêu nghiên cứu của đề tài này là xác định tính phù hợp của MKNN khi làm việc trong rừng, xác định năng suất và giá thành vận xuất gỗ của thiết bị Kết quả nghiên cứu của đề tài chỉ ra rằng MKNN có thể làm việc tốt trong điều kiện rừng tương đối bằng phẳng, phương pháp kéo gỗ dài cho năng suất cao hơn và giá thành thấp hơn so với phương pháp vận xuất gỗ ngắn

26-Cùng năm 1986, tại Ethiopia, FAO được sự giúp đỡ của chính phủ Thụy Điển đã hoàn thành một đề tài nghiên cứu khác về sử dụng MKNN trong khai thác rừng trồng Máy kéo được chọn nghiên cứu là MKNN nhãn hiệu VOLVO, động cơ diesel 3 xilanh có công suất tối đa 48kW Kết quả nghiên cứu cho thấy phương án dùng MKNN được trang bị rơ móc và tời cũng tỏ ra phù hợp và cho hiệu quả cao trong khai thác rừng trồng

Hình 2.9 Máy kéo VALMET vận chuyển gỗ

Nguồn: Komatsu Forest (2011) Năm 1988, FAO với sự giúp đỡ của chính phủ Phần Lan đã thực hiện tiếp

một đề tài nghiên cứu với tiêu đề: “Kết hợp khai thác rừng quy mô nhỏ với chế biến gỗ” tại Zimbabwe Mục tiêu của đề tài là đánh giá năng suất và giá thành

20

sản phẩm của phương án kết hợp khai thác rừng quy mô nhỏ với cưa xẻ gỗ tại cửa rừng Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy MKNN làm việc tốt, đáp ứng được các công việc trong rừng Phương án kết hợp khai thác với cưa xẻ gỗ tại cửa rừng

đã giảm được đáng kể giá thành Cư dân địa phương không những có thêm được việc làm mà còn được cung ứng gỗ xẻ thành phẩm và phế liệu dùng làm chất đốt

2.4 CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC

2.4.1 Các công trình khoa học nghiên cứu về máy kéo nông nghiệp dùng trong khai thác gỗ lâm nghiệp

Luận án phó tiến sỹ khoa học kỹ thuật của Nguyễn Nhật Chiêu (1998) tại

Học viện Kỹ thuật Lâm nghiệp Leningrad với đề tài: “Tải trọng của máy kéo bánh hơi khung gập với tay thủy lực khi gom và vận xuất gỗ trên các sườn dốc”

đã nghiên cứu ảnh hưởng của độ dốc và hướng vận xuất đến các lực công nghệ, nghiên cứu sự phân bố phản lực pháp tuyến và môn men quay trên các bánh chủ động

Với đề tài: “Nghiên cứu áp dụng máy kéo bánh hơi nông nghiệp để vận xuất

gỗ nhỏ rừng trồng” của Nguyễn Văn Quân (2002), Viện Khoa học Lâm nghiệp

Việt Nam, đã trình bày tổng quan về công nghệ khai thác rừng trồng và việc áp dụng máy kéo bánh hơi nông nghiệp để vận xuất gỗ Đồng thời luận án đã trình bày đầy đủ về cơ sở lý thuyết quả quá trình gom và bốc gỗ của LHM

Tác giả Trần Văn Tùng (2017) đã bảo vệ luận án tiến sĩ với đề tài: “Nghiên cứu động lực học dọc liên hợp máy kéo bốn bánh và rơ móc một trục khi vận chuyển gỗ trên đường lâm nghiệp” năm 2017 tại Trường Đại học Lâm nghiệp đã

xây dựng cơ sở lý luận cho việc nghiên cứu động lực học dọc của LHM bốn bánh

và rơ móc một trục đồng thời tác giả đã tính toán hoàn thiện thiết kế, góp phần xác định chế độ làm việc hợp lý của LHM trong thực tiễn sản xuất

2.4.2 Các công trình nghiên cứu áp dụng hệ thống thủy lực trong xe máy công trình

Trong đề tài nghiên cứu của tác giả Lê Tấn Quỳnh và nhóm thành viên tại

Bộ môn Động lực, Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã phát triển một HTTL trợ giúp chuyển động của LHM vận chuyển gỗ với rơ moóc 1 cầu HTTL gồm một bơm dẫn động từ trục trích công suất của máy kéo truyền năng lượng thủy lực cho một động cơ lắp trên trục cầu rơ moóc Hệ thống đã được chế tạo và thử nghiệm trên vùng sản xuất gỗ rừng trồng tại miền núi phía Bắc HTTL có thể trợ giúp LHM

tự động đóng ngắt phụ thuộc độ trượt Kết quả mô phỏng cho thấy LHM trang bị

hệ thống truyền động thủy lực trợ giúp có thể dễ dàng vượt qua các vị trí cản cục

bộ trên đường vận chuyển nhờ phản ứng kịp thời của hệ thống trợ giúp theo sự thay đổi độ trượt của máy kéo

Với đề tài: “Nghiên cứu công nghệ thu hồi để tái sử dụng năng lượng bằng

hệ thống truyền động thủy lực khi phanh xe cơ giới” tác giả Luyện Văn Hiếu

(2019) đã cho thấy việc sử dụng HTTL trên các phương tiện cơ giới nói chung có thể giúp tích lũy và tái sử dụng năng lượng trong truyền động cơ học góp phần tiết kiệm nguyên liệu, giảm ô nhiễm môi trường Với luận án này đã cho thấy năng lượng cơ học sinh ra khi phanh ô tô trên đường trong quá trình hoạt động có thể được tích lũy nhờ HTTL và năng lượng tích lũy này có thể sử dụng cho mục đích khác Cụ thể, trong trường hợp này đối tượng nghiên cứu chính là các xe chuyên dùng gom rác trong đô thị nên việc dừng xe trên đường là rất thường xuyên đồng thời việc cần có nguồn động lực để ép rác từ các thúng chứa tải lên thùng chứa của xe là thường xuyên và cần thiết

Tháng 3/2017 tại Học viện Kỹ thuật quân sự, tác giả Trần Như Tài (2017)

đã công bố công trình: “Nghiên cứu tái tạo năng lượng quán tính của hệ thống quay sàn dẫn động bằng thủy lực trên máy xúc” Nội dung công trình cũng đã chỉ

ra được khả năng phanh thu và tái sinh năng lượng động năng khi quay sàn bằng

hệ thống truyền động thủy lực trên máy xúc, tuy nhiên công trình mới dừng ở phần nghiên cứu lý thuyết

2.4.3 Các công trình nghiên cứu về tời kéo, neo giữ trên xe, máy lâm nghiệp

- Thiết bị vận xuất gỗ trên cơ sở MKNN Zetor1135 của Trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam có trang bị tời gom gỗ

- Tời cáp trang bị trên rơ móc chuyên dùng, động lực là MKNN Zetor thiết

kế tại Viện Khoa học lâm nghiệp, tuy nhiên chưa đi đến kết quả cuối cùng