Xe chuyên dụng nguyễn tiến dũng (chủ biên) và những người khá

NGUYỄN TIẾN DŨNG - v õ VĂN HƯỜNG
DƯƠNG NGỌC KHÁNH - ĐÀM HOÀNG PHÚC


NGUYỄN TIẾN DŨNG - võ VĂN HƯỜNG
DƯƠNG NGỌC KHÁNH - ĐÀM HOÀNG PHÚC

XE CHUYỂN DỊJ]\G

N H À XUẤT B Ả N G I Á O D Ụ C VIỆT N A M


Chưcyng 1

CÁC KHÁI NIỆM CO BẢN
1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ MỘT s ố KHÁI NIỆM VỂ HỆ THốNG GIAO THÔNG VÀ
PHƯƠNG TIỆN GIAO THÒNG
1.1.1. Lịch sử phát triển cúa phương tiện giao thông
Nhân loại có ba phát kiến vĩ đại là lừa, đồng tiền và bánh xe. Lứa là dấu hiệu “chúng ta” bước
từ thế giới “con” sang thế giới “người”; đồng tiền theo nghĩa cố điển làm vật trung gian để trao đổi
hàng hóa như vỏ cây, vỏ sò ... là yếu tố xác định loài người bất đầu hình thành xă hội nguyên thủy;
“bánh xe” khi được loài người phát hiện là công cụ lao động mang tính cơ giới nhằm tăng năng
suất lao động, Khoảng 3000 năm trước Công nguyên, do nhu cầu phục vụ chiến tranh và tôn giáo
dã xuất hiện các xe thô sơ. Những xe ô tô đúng nghĩa xuất hiện vào năm 1886 do Gottlieb Daimlcs
và được trang bị động cơ xăng do Nicolai Otto thiết kế. Đen năm 1892, động cơ dầu ra đời do
Rudolf Diesel phát minh. Đây là cuộc cách mạng thứ nhất của ngành công nghiệp ò tô. Vào năm
1894, Michelin chế tạo thành công lốp cao su đàn hồi cho phép ô tô chạy nhanh hơn. Năm 1894 là
khởi đầu cho cuộc cách mạng công nghiệp ô tô lần thứ hai với xu thế tăng tốc độ, nâng cao độ tin
cậy chuyền dộng, giàm tiêu hao nhiên liệu, an toàn vận chuyền và nâng cao độ êm dịu chuyển động
củng như tính tiện nghi. Cuộc cách mạng ô tô “cơ khí” (cuộc cách mạng lần thử hai) kết thúc vào
cuỏi những năm 1970 khi có dấu hiệu khùng khoáng năng lượng. Một diều may rnan là chúng ta đã

phát hiện ra hệ “Cybemetic” - hệ thống thông tin, được coi là phát kiến thứ tư cùa nhân loại, làm
thav dổi toàn diện xã hội loài người. Trên nền cùa điện tử công suất, vi mạch và kỹ thuật lập trình
diều khiển, chúng ta có những hệ thống máy tính ngày càng phát triển. Cùng với sự phát triển đó là
các hệ điện tử dã ra đời.
Như đã biết, con người ngày càng dòi hỏi ô tô chạy nhanh, êm dịu hơn, an toàn hơn, tiêu hao
nhiên liệu ít hơn và thân thiện với môi trường. Khi vận tốc tăng cao, môi trường giao thông thay
đồi, mật độ giao thòng tăng cao làm cho nguy cơ tai nạn cũng tăng theo. Ý tưởng của các kỹ sư Tây
Âu và Mỹ là thiết kế các hệ thống cơ điện tứ ô tô và ô tô tự động nhằm mở rộng khả năng lái vốn bị
hạn chế cùa con người và giảm áp lực khi lái xe. Nhờ những thành tựu của máy tính công nghiệp,
diện từ công suất, vi mạch, kỹ thuật lập trinh, đến nay con người có thể chế tạo các ô tô thông minh
[ 13]. Ô tô thông minh là sàn phẩm cùa cuộc cách mạng công nghiệp xe hơi lần thứ 3 [8]. Sau đây là
những hệ thống cơ điện tữ trong ô tô:
ABS (1979) - Hệ thống chống hãm cứng bánh xe; ASR (1986) - Hệ thống diều khiển lực kéo;
ESP (1995) - Hệ thống điều khiển ổn định chuyển động thẳng; EAS (1998) - Hệ thống treo khí
điều khiển điện tử, điều khiển độ cao thân xe; ACC (1999) - Hệ thống điều khiển khoảng cách và
vận tốc; AFS (2003) - Hệ thống lái tích cực; ABC ( 1999) - Hệ thống điều khiển hệ thống gầm tích
cực; CDC (2002) - Hệ thống điều khiển giám chấn liên tục; DDC (2003) - Hệ thống điều khiển
góc lắc ngang; GCC (Global Chasis Control) - Hệ thống điều khiển hệ thống gầm tích hợp.


1.1.2. Hệ thống giao thông (HTGT), (hình 1.1)
Giao thông (GT) là tổng các quá trình di chuyển hàng hóa và người từ nơi này đèn nơi khác.
Có ba yếu tố cấu thành hệ thống giao thông là phương tiện giao thông (PTGT), hạ tầng cơ sở giao
thông (HTCS), cơ quan điều hành (CQĐH).

Hình 1.1. Hệ thống giao thông
Điều khiển HTGT là sự vận hành hệ thống đó của con người thuộc CQĐH thông qua kế hoạch
mạng, kế hoạch tuyến mà các phương tiện giao thông được vận hành. Trong quá trìrứi vận hành, hệ
thống tín hiệu giao thông sẽ điều khiển các PTGT. Người lái điều khiến PTGT như một hệ con
trong hệ thống giao thông: hệ “Đường - Xe - Người”. Xe là đối tượng được điều khiển, chịu tác

động điều khiển của lái xe thông qua ba tác động là quay vô lăng, thay đổi chân ga để tăng tốc, hay
đạp phanh để phanh xe. Chuyển động cùa ô tô bị giới hạn bời HTGT, trước hết là bề mặt đường,
gió và các đối tác giao thông khác, xem hình 1.9. Phản ứng cùa lái xe phụ thuộc vào điều kiện
đường, năng lực lái xe và cuối cùng là kết cấu của xe, trong đó khả năng ổn định, khả năng dẫn
hướng của nó là yếu tố đặc trưng cho khả năng an toàn động lực học. Các xe hiện đại ngày nay là
các ô tô thông minh, có các hệ thống tự động điều khiển và có khả năng hỗ trợ lái xe, nhất là khi xe
rori vào vùng cận vật lý. Chú ý rằng, nàng lực lái xe vốn bị hạn chế vi con người là một thực thê
vừa tự nhiên vừa xã hội. Tiềm năng về tai nạn đều chứa đựng trong cả ba yếu tố trong hệ “Đường Người - Xe”, hình 1.10. Muốn giảm thiểu tai nạn giao thông đều phải hoàn chirứi đồng thời cà ba
yếu tố đó. Vai trò của các chuyên gia thiết kế ô tô là hoàn chinh nó để thân thiện với người và
tương thích với HTCS, đồng thời nó phải có khả năng tự động ổn định khi lái xe điều khiển quá
ngưỡng. Nhiệm vụ của các kỹ sư thiết kế là hoàn thiện kết cấu xe, nâng cao an toàn tích cực.

Hình 1.2. So* đồ hệ thống giao thông

Nguồn

GT quốc tế

GT lục dịa

GT nội tinh

"

I

\__________
Ị

•
Đích

)KM

W00KM

J

W000KM

Hỉnh 1.3. Phạm vi sử dụng của các phưo>ng tiện giao thông


Hình 1.4. Tổ họ>p các phương tiện giao thông

Hình 1.5. Cấu trúc hệ thống giao thông
Mục tiêu phát triên HTGT phụ thuộc vào yếu tố kinh tê, xã hội, chính trị, văn hóa và du lịch.
Thông sô xác định mục tiêu HTGT là lượng hàng hóa di chuyển, lượng người di chuyên và khoảng
cách di chuyến.
Giao thông có thề được chia làm hai dạng là giao thông hành khách và giao thông hàng hóa.
Trong đó, giao thông hành khách bao gồm hai dạng là giao thông cá nhân vói dặc trưng di chuyên
trực tiếp, không ngăt quãng, thời gian ngan và giao thông công cộng có đặc tnrng di chuyên số
lượng lớn, có cùng đích, nhiều phương tiện tham gia đồng thời, không liên tục. Phương tiện giao
thông hành khách bao gồm xe con (taxi), xe bus, tàu điện (tàu điện ngầm, tàu treo), tàu hòa, máy
bay, tàu thủy.
Mục tiêu cùa giao thông hành khách gồm các yếu tố: giảm thời gian đi lại, giảm năng lượng
tiêu hao cho vận tải, tăng công suất vận chuyển, bào đảm môi trường giao thông thân thiện.
Các biện pháp để bảo đảm các mục tiêu trên là giảm thiểu phương thức giao thông cá nhân, tối

ưu hóa HTGT, làm cho hệ thống giao thông công cộng thân thiện với con người.
Chi tiêu đánh giá giao thông hành khách gồm;
- Chi tiêu đối với xí nghiệp bao gồm: i) hiệu quả kinh tế, lợi nhuận cho xí nghiệp; ii) giám
thiểu thời gian cá nhân; iii) mức độ đáp ứng của các phương tiện vận tái và tính thân thiện cùa hệ
thống đối với khách hàng.
- Chi tiêu đối với hành khách bao gồm: i) thời gian là tối thiểu; ii) tiện lợi; iii) sự hấp dần.


- Chi tiêu môi trường bao gồm: i) nguồn tài nguyên tiêu tán (diện tích dùng cho HTCS, năng
lượng trong hệ thống giao thông); ii) khí thải, tiếng ồn; iii) cảnh quan.
Giao thông hàng hóa thường sử dụng các phưcmig tiện như xe tải, tàu hỏa, tàu thủy, máy bay,
đường ống trong một hệ thống liên hoàn trong giao thông hàng hóa. Việc chọn phương thức vận
chuyển nào là do tírứi chất đặc trưng của hàng hóa, số lượng hàng hóa, khoảng cách vận chuyển và
sự đáp ứng cùa HTCS, hình 1.6.
Nguồn vận
chuyển

Trạm
trung chuyển

Trạm
trung chuyển

Trạm
trung chuyển

Đích
vận chuyển

Hình 1.6. Sơ dồ vận chuyến hàng hoá

Hình 1.7. Phân loại xe chạy trên đường (ISO 3833)
Ỷ nghĩa của HTGT:
Trong một nền kinh tế hiện đại, đa chiều, đa ngành, chuyên môn hóa cao thì giao thông hàng
hóa là vô cùng quan trọng, bảo đảm sự lưu thông hàng hóa và phát triền sản xuất với hiệu quà cao.
Khi kinh tế phát triển, mức sống được nâng cao, nhu cẩu văn hóa ngày càng cao, đòi hỏi phài đáp
ứng các phương tiện giao thông cho vàn hóa du lịch. Khi nhu cầu sống của con người đòi hỏi, nó


tạo ra động lực cho công nghệ và khoa học phát triển. Với ý nghĩa đó, ngành ô tô nói riêng và
ngành giao thông nói chung là thước đo của sự phát triển vàn minh xà hội.
1.1.3. Các cụm cơ bản của ô tô
Việc phân loại ô tô và các cụm ô tô có ý nghĩa hàn lâm, thương mại và hướng tới mục tiêu một
xã hội cộng đồng thống nhất (ISO 3833). Đối với ô tô, người ta chia ra các cụm sau;
- Khung, vỏ gồm: khung chịu lực, vỏ chịu lực;
- Nội thất;
- Động lực gồm động cơ đốt trong, tuabin, động cơ điện;
- Hệ truyền lực gồm ly hợp, hộp số, biển mô, các đăng, vi sai, truyền lực cạnh.
- Hệ thống gầm gồm hệ thống treo, hệ thống lái, hệ thống phanh, hệ thống di động (bánh xe
hoặc xích).
Cấu trúc chung được diễn tả sơ lược như ưong hình 1.8.

Hình 1.8. Cấu trúc xe
1.1.4. Vấn đề điều khiển của lái xe
Hệ thống “Đường - Xe - Người” là hệ thống con trong hệ thống giao thông. Lái xe trong một
hoàn cảnh nhất định có một hay nhiều nhiệm vụ được đặt ra, tựu chung là tốc độ, quỹ đạo quay
vòng mong muốn. Từ mục tiêu đó, lái xe phán đoán điều kiện ngoại cành, đối tác, hệ thống tín
hiệu, khả năng hiện thời của xe và đưa ra các quyết định; ga, phanh hay quay vô lăng. Trước các
tác động đó của lải xe, xe sẽ phản ứng theo cách của nó một cách độc lập, có thể phù hợp và củng
có thể không phù hợp vóú mục tiêu của lái xe. Khi không đạt mục tiêu (từ cám nhận), lái xe sẽ phản

ứng tiếp theo. Có ba khả nàng: i) Phản ứng đúng, xe sẽ chuyển động theo hướng đạt mục tiêu của
lái xe; ii) Không phản ứng, xe chuyển động theo hướng cùa quán tính, tai nạn sẽ xảy ra; iii) Điều
khiển sai, tai nạn xảy ra nhanh hơn (hình 1.10).


Hinh 1.10. Quan hệ giữa hệ thống giao thông và an toàn giao thông
Xe

. An toàn thụ động, an toàn động lực học;

Dường: Hệ thông tín hiệu, hệ 5Ó bám, đôi tác, nhiệt độ, độ ẩm;
Người : Kv năng, sức khoẻ, ỳ thức cộng đồng, trạng thái tinh thần.

Khái niệm về an toàn giao thông:
An toàn thụ động là các biện pháp kết cấu để hạn chế thiệt hại khi tai nạn xảy ra như xe có
trang bị túi khí; khung vỏ cứng vững cao; xe ba đờ xốc giảm chấn động.
An toàn tích cực là các biện pháp kết cấu để tránh xày ra tai nạn khi xe chạy ở điểu kiện giới
hạn vật lý mà do lái xe không phán đoán đúng hoặc phản ứng không đúng hoặc không chính xác.
An toàn tích cực còn gọi là an toàn động lực học. Người ta thiết kế ô tô như một hệ tự động điều
khiến để hổ trợ lái xe khi xe rơi vào vùng cận vật lý mà lái xe không kiểm soát được. Nghĩa là khi
lái xe phán ứng không đủng, xe tự điều chinh để chuyển động ổn định. Trong sự phát triển chung
của xã hội, vận tốc xe ngày càng tăng, mật độ giao thông ngày càng lớn và trọng tải cùa xe ngày


càng tăng nhanh, thời tiết thay đổi dễ làm cho hệ số bám đưòmg cùa lốp thay đổi đột ngột dẫn dến
các phàn ứng sai và không chính xác của lái xe làm cho xe rơi vào các cận vật lý (mất khá năng ốn
định và điều khiến). Các xe ngày nay được thiết kế theo hướng xe thông minh, có khá năng điều
khiên tự động. Mục tiêu của ngành ô tô là tối ưu hóa hệ thống động lực học ô tô và tự động điều
chinh theo hướng sau:
- Điều khiển hệ thống lái;

- Điều khiển động cơ;
- Điều khiển hệ treo;
- Điều khiển áp suất lốp;
- Điều khiển chống hãm cứng bánh xe, điều khiển lực kéo;
- Điều hòa, chiếu sáng.

1.2. KHÁI NIỆM VỂ XE CHUYÊN DỤNG
1.2.1. Định nghĩa
Xe chuyên dụng là xe mặt đất, có thể di chuyển bằng bánh hơi hay xích, được thiết kế đế thực
hiện những nhiệm vụ vận tải chuyên biệt.
Xe chuyên dụng được định nghĩa theo xe vận tải chuyên dụng và xe đặc chủng chuyên dụng.
Xe vận tái chuyên dụng là xe có thùng hàng được thiết kế đặc biệt, dùng để chờ các loại hàng
hóa có trạng thái vật lý đặc biệt như chất lỏng, chất khô dạng hạt, hàng thực phẩm tươi sống hoặc
hàng có hình thù nhất định như ô tô, xe gắn máy, thùng hàng tiêu chuẩn hoá (container), các hàng
hóa siêu trường, siêu trọng.
Nói chung, công dụng các loại xe này vẫn là vận tải. Nhưng do loại hàng chờ dược định hình
hóa nên hiệu suât cao hơn về tận dụng không gian thùng chứa và chuyên môn hoá trong xếp dỡ. Xe
siêu trường siêu trọng không nằm trong hệ thống giao thông thông thường, nó thực hiện các chức
năng chuyên chớ ngoái hệ thống như công trường, hầm mó, xe quân sự.
Xe đặc chủng chuyên dụng là xe có công năng riêng biệt, được xác định cho từng mục dích sừ
dụng khác nhau ví dụ như: xe cẩu, thang, xe cứu hộ cháy và chữa cháy, xe tưới rứa đường.... Thực
chất chúng là những thiết bị tự hành.
Có một số xe vừa có chức năng xe vận tải chuyên dụng vừa có chức năng xe đặc chủng như xe
ép rác, chở rác; xe trộn dưỡng bê tông; xe bán xăng lưu động.
Thông thường, tất cả các loại xe trẽn đều có tên chung là xe chuyên dụng.
Trên thế giới hiện nay có hàng ngàn chủng loại xe chuyên dụng khác nhau, khó có thể có một
cách phân loại và định nghĩa tường minh về chúng. Một số xe siêu trường, siêu trụng, xe công trình lâm
nghiệp và khai thác mỏ, quân sự, xe nhiều cầu chạy địa hình (off - road) đối với hệ thống giao thông
công cộng đều là xe đặc chủng chuyên dụng, không được phép lưu hành nghiệp vụ trên đường.

10


1.2.2. Vai trò cùa xe chuyên dụng
Xe chuyên dụng ra đời do nhu cầu thực tiễn phát triển kinh tế xă hội. Sự phát triển dó không
ngừng làm náy sinh những nhu cầu mới đối với tính năng của ô tô, với nãng lực sáng tạo cùa khoa
học và công nghệ lượng xe chuyên dụng ngày càng nhiều và đa dạng. Xe tài chuyên dụng có thê
tăng năng suất vận chuyển từ 20

80% so với xe thưỏrng tính trên đầu xe và có thố thoà măn một

cách đầy đù các yêu cầu đặc biệt trong đời sống xã hội đặt ra. Trong vận chuyển hàng hoá, xe tải
chuyên dụng mang lại hiệu quà kinh tế cao, bảo đàm an toàn hàng hoá.
ở Liên Xô (cũ), trong những năm 70 của thế kỳ trước, do thiếu xe chuyên dụng nên khoai tây
được chuyên chở bị dập nát từ 30

40% khối lượng; lượng ngũ cốc tổn hao 1 + 1,5%, ngành xây

lẳp tốn thất 1,5 tỷ rưỡi viên gạch, 110 triệu mét vuông kính xây dựng và 9 triệu tấn cấu kiện
bê tông đúc sẵn, thất thoát do rơi văi trên đường khoảng 90 triệu tấn xi măng và 30 triệu m^ bê tông
tươi. Nếu dùng xe chuyên dụng có thể hạn chế được tổn thất trên. Đó là ví dụ ở một nước, nếu tinh
trên toàn thế giới thi con số này sẽ vô cùng lớn. Ngoài ra, nếu sừ dụng xe chuyên dụng có thế giảm
được giá thành do không cần phải đóng gói, bảo đảm được môi tnrờng giao thông sạch sẽ, Vận
chuyển bằng xe chuyên dụng có thể thực hiện chuyên môn hoá và cơ giới hoá trong việc bốc dỡ,
rút ngẳn thời gian vận chuyển, có khá năng tiết kiệm 4/5 thời gian, không phải dùng công nhân bốc
dỡ trong điều kiện độc hại, có khá năng bào quán tốt hàng hoá. Tuy nhiên, vận chuyên bang xe
chuyên dụng có thể làm tăng giá thành do giảm tải trọng định mức, tăng khối lượng bào dưỡng và
chở hàng một chiều. Chi có những xe siêu trường, siêu trọng mới đàm nhận được các nhiệm vụ
chuyên biệt của quân sự, khai thác mó và chớ các cấu kiện công trinh lớn như thủy điện.
1.2.3. Các chỉ tiêu chất iưựng của xe chuyên dụng

Các chi tiêu chất lượng can đạt đe bào đảm các tính năng đặc biệt của xe chuyên dụng;

- CÓ độ tin cậy cao, thoả mãn các yêu cầu cơ bàn do thực tiễn vận chuyến đề ra; được phân
dòng rõ ràng, được tiêu chuấn hoá và có khả năng lẳp lẫn cho cùng một dòng xe; thuận tiện và an
toàn trong thao tác vận hành; ít gây ô nhiễm cho môi trường.
Những xe chuyên dụng thông thường, phần yêu cầu cơ bản nằm ớ phan thiêt bị chuyên dụng.
Yêu cẩu phần xe cơ sớ vẫn là các yêu cầu đối với các xe thông dụng. Những xe chuyên dụng mà
phần xe cơ sở được thiết kế hoàn toàn cho mục đích chuyên dụng như xe địa hình nhiều cầu cho
mục đích quân sự hay xe siêu trường, siêu trọng, phải đánh giá khá năng làm việc tin cậy và đáp
ứng chức năng theo các cụm hệ thống treo - vận hành, hệ thống phanh, hệ thống lái, hệ thống
thông tin vệ tinh và tiện nghi trong cabin. Hệ thống treo của xe nhiều cầu địa hình phải là treo độc
lập, có hệ thống điều khiển mức điện tử bảo đảm cân bằng cho thân xe và tiếp đất đồng thời cùa
các bánh xe. Hệ thống phanh phải có độ tin cậy cao như có khả năng tự động điều chinh khe hở má
phanh, hệ thống phải có nhiều dòng trong đó phải có dòng dự phòng và khấn cấp, dòng phanh rà.
Trong tưong lai, hệ thống này cần trang bị đồng bộ với hệ truyền lực tự động điều khiên sang số đê
kết hợp với hệ thống phanh ABS/ARS để điều khiến tích hợp chi một cần điều khiển thay cho chân


côn, chân ga và chân phanh. Hệ truyền lực phải truyền mômen độc lập đến các bánh xe. Hệ thống
lái phải la hệ thống lái tất cả các bánh.
1.2.4. Xu hướng phát triển của xe chuyên dụng
Trên thế giới hiện nay cỏ khoảng 2000 xe chuyên dụng các loại, chắc chắn con số này sẽ còn
gia tăng. Ô Việt Nam, chúng ta đã chế tạo được một số xe chuyên dụng như xe ép rác, xe chờ rác,
xe chữa cháy, xe trộn dưỡng bê tông, xe kéo siêu trọng phục vụ công trình thuỷ điện Trị An.
Trên thế giới hiện nay, xe chuyên dụng được phát triển theo hướng vận chuyển bằng đoàn xe
kéo moóc khi các quốc gia có mạng lưới giao thông liên lục địa. Lợi thế của mạng đường này là
mặt đường rộng, thoáng, chất lượng mặt đường cao, vận hành an toàn, tốc độ đoàn xe có thể đạt
120km/h. Do các ưu điểm đó xe nửa moóc được phát triển rất mạnh ưên thế giới. Đen năm 1979,
xe nữa moóc ờ Mỹ chiếm 81% so với các loại xe moóc khác, ờ Pháp con số tương ứng là 85%.
Người ta cũng ghi nhận vai ữò to lớn đối với sự phát triển của dòng xe siêu trọng dùng trong xây

dựng và khai thác mỏ. ư u điếm của xe siêu trọng là giám đáng kể tiêu hao nhiên liệu, Ví dụ, có thế
giảm 25% nhiên liệu tiêu hao cho vận chuyển 100 tấn/km hàng hoá khi nâng tải trọng xe nửa moóc
từ 16 tấn lên 32 tấn; có thể tiết kiệm 10^ 15% nhiên liệu khi nâng từ 32 tấn lên 38 tấn. Tại các
nước công nghiệp phát triển, xe nửa moóc có trọng tải 38-ỉ-40 tan là rất phổ biến. Một số xe có
trọng tải vài ba trăm tấn. Đối với các loại xe chứa bồn chuyên dùng người ta cũng có xu thế sừ
dụng loại nứa moóc; thể tích có thể lên đến 40m^. Riêng ở Việt Nam, năm 1990 Công ty Phát triển
Kỹ thuật Cơ khí - Điện tử thành phố Hồ Chí Minh đã chế tạo thành công xe chữa cháy có the tích
bồn chứa 0,4 - lOm^. Một xu thế đang được phát triển là cái tiến thùng chứa hàng có khả năng thu
lại hoặc giàn ra để khẳc phục hiện tượng làm tăng hành trình trống cùa xe khi vận chuyển hàng một
chiều. Ngoài ra, người ta cũng sản xuất hàng loạt những loại thùng nhỏ để đáp ứng các yêu cằu đa
dạng của xã hội; đồng thời cũng ghi nhận được xu thế sử dụng động cơ diesel và tăng tái trọng; đa
năng hoá các loại hình xe chuyên dụng. Xe siêu trọng ngày càng có xu thế tâng tải trọng, có thê lẻn
vài ba tràm tấn. ở Quảng Ninh, hiện nay đang sử dụng xe tài CATT”777 với tải trọng 99 tan. Cho
mục đích quân sự và khai thác mỏ, ngày nay một số nước hướng tới chế tạo những xe siêu trọng
nhiều cẩu, chạy địa hình, ở những xe này có những yêu cầu chuyên biệt. Hệ thống truyền lực phải
câp mômen cho từng bánh xe riêng biệt, gần liên tục và phải có khả năng tự động sang số. Vì
đường truyền mômen lớn nên hệ thống truyền lực lai (Hybrid Transmission) được quan tâm: năng
lưọng sinh ra từ động cơ đốt trong được chuyển hóa thành điện dẫn đến các bánh xe một cách độc
lập làm quay các động cơ điện tại các bánh xe. Hệ thống phanh cũng cần có hệ phanh cơ điện từ
Hệ thống lái phái điều khiển đồng thời tất cà các bánh xe độc lập. Hệ thống treo và di động phái có
khả nàng tự cán bàng. Xu thế cùa tương lai là treo độc lập và cân bằng cục bộ, có khả năng điều
khiển mức cân bằng (hệ thống treo điều khiển thủy khí điện tử). Lốp phài được điều khiển áp suất
lốp tự động.
1.2.5. Những kiến thức cần thiết khi thiết kế, sử dụng xe chuyên dụng
Xe chuyên dụng gồm hai bộ phận cấu thành là xe cơ sờ và thiết bị chuyên dụng, phần thiết kế
xe cơ sờ đã được trinh bày ở các giáo trinh khác, đối với phần thiết bị chuyên dụng cần có một so
lưu ý như sau:
- Phương pháp xác định trọng tâm:

12

Đây là kiến thức cẩn thiết không thiếu được ừong thiết kế, phần lớn các xe chuyên dụng được
hoán cải từ các xe tải thông dụng. Phưomg pháp xác định trọng tâm có thể tim thấy trong giáo trinh
cơ học vật ran và trong giáo trình lý thuyết ô tô. Việc xác định trọng tâm liên quan đến việc xác
định giới hạn trượt dọc, trượt ngang, lật dọc, lật ngang của ô tô.
- Xác định bán kính quay vòng của xe và đoàn xe;
Đe thiết kế xe chuyên dụng, việc xác định lại bán kính quay vòng của xe và đoàn xe là cần
thiết vi bán kính quay vòng phụ thuộc vào điều kiện ràng buộc của đường xá.
- Những kiến thức liên quan khác:
Những kiến thức này liên quan đến nguyên lý hoạt động, đặc điểm kết cấu và các kỹ thuật vận
hành của các thiết bị sẽ được lap trên xe đặc chủng. Đôi khi người thiết kế phải thiết kể những thiết
bị mà ngoài thị trường chưa có. Trước đây, xe chuyên dụng được dựng trên sàn xe cơ sở, tuy nhiên
do sự phát triển nhiều khi những xe cơ sờ truyền thống không đáp ứng được những yêu cầu riêng
của xe chuyên dụng, vì vậy có thể chúng ta phải nghiên cứu thiết kế xe chuyên dụng ngay từ đầu,
tức là thiết kế ngay cá phần xe cơ sở.
- Những kiến thức về bố trí nguồn động lực của xe chuyên dụng:
Đây là những kiến thức phục vụ cho thiết kế các thiết bị chuyên dụng và những kiến thức về
cấu kiện cơ bản trong kỹ thuật điều khiển hệ cơ điện. Những loại cấu kiện này bao gồm: bộ trích
công suất, các động cơ thuỳ lực kể cà động cơ bước, bơm thuỷ lực, xi-lanh thuỷ khí, các van điều
khiển trong kỹ thuật thuỷ khí, các mạch điều khiển thuỷ khí, mạch điện điều khiển.
- Kiến thức liên quan đến đặc điểm kết cấu bánh xe và khả năng chịu tái của các loại bánh xe:
Những kiến thức này cho phép chọn bánh xe hợp lý, bánh xe cần được chọn theo giới hạn tái,
giới hạn vận tốc.
- Kiến thức về phanh đoàn xe:
Phanh đoàn xe là một vấn đề phức tạp liên quan đến quãng đường phanh, gia tốc phanh và
thường gây mất ổn định khi phanh. Việc chọn hệ thống phanh hợp lý, phân bố mômen phanh ra các
cầu hợp lý và trang bị đồng bộ hệ ABS là yêu cầu cẩn thiết.
- Kiến thức về kỹ thuật kéo đài và thu ngan đoàn xe:
Việc rút ngắn hoặc kéo dài khung nhằm đáp ứng việc lẳp đặt các thiết bị chuyên dụng. Khi rút

ngấn hoặc kéo dài khung cần chú ý đến khả nãng chịu tải của khung (xem chương 3).
- Kiến thức về thiết bị an toàn;
Cẩn thiết kế thiết bị âm thanh, thiết bị chiếu sáng và màu sắc đặc thù theo quy định.
- Kiến thức về mỹ thuật công nghiệp:
Cần nắm được kiến thức ưong thiết kế kiểu dáng công nghiệp, các tương tác về máu sắc và
tâm lý sử dụng của con người, cần chú ý về vấn đề khí động.
- Những kiến thức về pháp luật.
Những người thiết kế cần tuân thủ các quy định cùa pháp luật trong nước và quốc tế. Đối với
một số xe chuyên dụng, người thiết kế cần chì các chi dẫn cần thiêt mà người sừ dụng phài tuân thú
một cách chặt chẽ.

13


1.2.6. Nội dung thiết kc xe chuyên dụng
Khi thiết kế xe chuyên dụng, việc đầu tiên là nghiên cứu kết cấu tổng thể xe chuyên dụng, sau
đó là xác định tải trọng, kích thước hàng hoá và thiết bị phải đặt lên khung sàn xc, từ đỏ xác dịnh
trọng tâm cùa mặt hàng chuyên chở, không gian hàng hoá, trọng tâm cùa thiết bị chuyên dụng. Sau
đó ta cần tiến hành các bước liên quan như sau:
- Xác định chiều dài khung và phương án ghép nối;
- Phương án kết cấu thùng và phương án liên kết với sàn xe;
- Xác định tổng tải trọng và trọng tâm xe;
- Kiểm tra công suất kéo của động cơ;
- Xác định bán kính quay vòng; trong trường hợp cần thiết phải thiết kế lại hình thang lái;
- Khi thiết kế cần sử dụng các chi tiết đã dược tiêu chuẩn hoá một cách tối đa vì vậy cần
nghiên cứu các sản phẩm đã lưu hành trên thị trường.
1.2.7. Thành phần của xe chuyên dụng chạy trên mặt đất
- Xe cơ sở có thể có bộ phận di động là bánh hơi hoặc bánh xích (ô tô tài, xe kéo, xe xích).
- Cơ cấu chuyên dụng: là bộ phận đặc biệt được ghép với xe cơ sớ để thực hiện một nhiệm vụ
đặc biệt và cùng với xe cơ sớ được gọi là xe chuyên dụng. Bộ phận chuyên dụng có thề là téc nước,

téc xàng, cơ cấu quét gom rác, moóc kéo.
- Xe đặc chùng: là xe được thiết ke riêng cho một mục đích, đặc trưng là xe siêu trường siêu
trọng nhiều cầu chạy địa hình (chương 5, 6). Thiết kế của loại này là nhất quán cho một mục đích sừ
dụng không giống với bất kỳ loại xe nào, không tồn tại riêng rẽ xe cơ sớ và thiết bị chuyên dụng.
1.2.8. Phân loại hàng hóa
Các loại hàng hóa có thể chuyên chở bằng ô tô và các xe chuyên dụng, chúng có các thuộc
tính hàng hóa ảnh hướng dên kiêu và kêt câu cùa phương tiện chuyên dụng. Tính chất dỏ có thô là
vật lý, hóa hợc, sinh học, dược dánh giá qua một số thông số như khối lưọTig, thể tích, kích thước,
cách thức bôc dỡ, chuyên chở, bảo quàn, vệ sinh.
Có 5 nhóm hàng hóa như sau:
Nhóm ỉ: Có chiểu dài, thể íich tởn.
Nhóm 2: Hàng rời, bao gồm:
- Hàng rời thông thường (đất, vật liệu trơ);
- Hàng rời cẩn bảo vệ khỏi sự tác động của môi trường;
- Hàng rời dạng lỏng sệt (bê tông tươi, vữa, nhựa đường nóng ...).
Nhóm 3: Có ba dạng, gồm:
- Thực phẩm mau hòng;
- Sản phẩm công nghiệp gia dụng (đồ gỗ);
- Nguyên liệu ban đẩu cho công nghiệp nhẹ và thực phẩm (sợi, len, bột, đường).

14


Nhóm 4: Có hai dạng, gồm:
- Hàng lỏng dễ cháy và ăn mòn (dầu mỏ), hàng có ga (bia, sữa);
- Hàng dạng bột: Hút ẩm cao.
Nhóm 5: Hàng có kích thước lớn (kính tấm, giá bê tông cốt thép, dây cáp, ổng thép), cần chờ
ở vị trí thảng đứng.
1.2.9. Phân loại xe chuyên dụng
Cơ sở để phân loại xe chuyên dụng là nhiệm vụ và mục đích vận tài. Mục tiêu kinh tế xã hội

trong chuyên chớ là rất đa dạng và biến đôi nên khó có một cách phân loại hoàn chình.
Hiện tại có thể chấp nhận cách phân loại sau:
Nhóm I : Xe vận tải chuyên dụng gồm bốn loại:
- ỏ tô tài thùng kín thông thường, làm lạnh hoặc cách nhiệt;
- 0 tô tái có téc: chở nhiên liệu, đồ uống, ga lỏng, hàng rời;
- 0 tô chở hàng siêu trọng, siêu kích thước lưu hành trong hệ thống giao thông;
- 0 tỏ tài tự xếp và tải container.
Nhóm 2: Xe đặc chủng gồm:
- Xe vệ sinh môi trường;
- Xe chữa cháy;
- Xe thang;
- Xe máy công trinh;
- Xe cứu hộ, cứu thương;
- Xe ben siêu trọng;
- Xe siêu trọng nhiều cầu chạy địa hình;
- Xe quân sự.
1.2.10. Phân loại của Việt Nam
Theo nghị định 23/2004/NĐ-CP ngày 31-1-2004 và thông tư 06/2004/TT-BGTVT ngày 313-2004 có ba nhóm xe chuyên dụng.
Nhóm I : ó tô tải: tự đố, thùng kín, cần cẩu và các thiết bị nâng hạ, đông lạnh.
Nhóm 2: 0 tô tải chuyên dụng; ô tô tải chờ xe con, chở xe máy thi công, chờ rác, xi-téc, đầu
kéo, chở bê tông ướt, bình ga.
Nhóm 3: Ô tô chuyên dụng: chữa cháy, quét đường, hút chất thải, trộn vữa, trộn bê tông, cần
cẩu, cứu hộ, chờ tiền, truyền hình lưu động, xe dò sóng vô tuyến, rải nhựa đường, kiểm tra cáp điện
ngầm, chụp X-quang, phẫu thuật lưu động.
1.2.11. Một số tiêu chuẩn pháp lý khác liên quan đến xe chuyên dụng
- Quyết định 1260 QĐ/KHKT-PCVT ngày 4-6-1996 về cài tạo phương tiện cơ giới đường bộ;
- Nghị định 36 CP ngày 29-5-1995 về bảo đàm trật tự an toàn giao thông đường bộ;

15

- Thông tư 239 TT/TT-PC hướng dẫn quản lý và cấp giấy phép lưu hành đặc biệt;
- Thông tư 112/1998/TT- BGTVT ngày 29-^4-1998 hướng dẫn cấp phép xe quá tài, quá khồ,
bánh xích.
Nội dung cùa thông tư:
- Quy định chung: xe quá khổ, quá tải và xe xích lưu hành ưên đường giao thông công cộng
cần phải có giấy phép lưu hành đặc biệt.
- Định nghĩa: Xe quá tải là xe:
+ Vượt quá tải trọng thiết kế của nhà sán xuất;
+ Vượt quá tải trọng phân bố lên các cầu;
+ Vượt mức chịu tải của cầu và đường.
- Định nghĩa; Xe quá khồ khi lưu thông trên hệ thống giao thông công cộng là xe vượt quá
kích thước thiết kế của nhà sản xuất hoặc kích thước bao vưgrt quá quy định cho phép cùa cầu
và đường.
- Điều kiện cấp giấy phép lưu hành đặc biệt trên hệ thống đường bộ là; hàng hỏa không tách
rời được, hoặc container vượt quá giới hạn cho phép của cầu và đường.

16


Chương 2

ĐẠI CƯƠNG VỀ XE Cơ sở VÀ THlẾĩ BỊ CHUYÊN DỤNG
2.1. XE C ơ SỞ
0 tô vận tải, máy kéo, đầu kéo kèm theo rơ moóc hoặc sơmi - rơ moóc có còng dụng chung
hay chuyên dùng là phưomg tiện vận chuyến rất phổ biến trong xây dựng. Ngoài ra, chúng còn
được sừ dụng như là máy cơ sờ cho máy đào, cần trục, máy dóng cọc, máy khoan...
0 tô, máy kéo, đâu kéo được chế tạo hàng loạt, vì vậy nhiều cụm và tông thành cùa chúng
được sứ dụng phổ biến trong giao thông và xây dựng.
2. 1. 1. Ô tô tải

Ô tô tải rất đa dạng, trong hình 2.1 là các dạng điển hình, v ề cấu trúc xe tải gồm: Phần khung
vỏ cabin bao hàm nội thất, hình dáng khí động, Phần động lực là động cơ đốt trong; Hệ truyền lực
gồm ly hợp, hộp số, biển mô, vi sai, cầu; Cơ cấu di động gồm bánh xe hoặc cơ cấu xích; Hệ thống
gầm gồm hệ thống treo, hệ thống lái, hệ thống phanh.

d)

Hình 2.1. ô tô vận tải có công dụng chung
a) Xe hai cầu; b) Xe ba cầu; c) Đầu kéo; d) Xe tự đồ MoAz 7505; e) Xe đầu kéo MoAz 7503;
j) Xe đầu kéo MoAz 7405 - 9586.

ỉ-XECHUrỈMXM&A

17


Trong các ngành Xây dựng và khai thác mỏ ở Việt Nam sử dụng nhiều loại ô tô vận tải có tài
trọng từ 3 đến 100 tấn. Nhiều hãng chế tạo xe nổi tiếng thế giới như Catepillar (Mỹ), Komatsu
(Nhật), Volvo (Thụy Điển)... đă sản xuất nhiều loại xe vận tải có tài trọng tới 100 tấn với công suất
động cơ 700kw và đầu kéo rơ moóc tới 200 tấn. Nhiều loại xe vận tài có khá năng đi trên mọi địa
hình phức tạp ở công trường và mỏ lộ thiên.
Thông số cơ bản của xe ô tô tài là tải trọng tác dụng lên một cầu xe tùy theo tình trạng đường
xá thường là 60 đến lOOkN. Yêu cầu này không áp dụng với loại xe ô tô dùng trên địa hình chưa có
đưcmg. Đe đàm bảo khả năng thông qua cao và yêu cầu tài ữọng tác dụng lên một cầu các loại xc
được chế tạo với hai, ba cầu chủ động và hơn thế (hìrứi 2. lb,c). Các loại rơ moóc và sơ mi - rơ moóc có
thể kéo theo ô tô hoặc đặt ưên cơ cấu yên ngựa của đầu kéo. Đầu kéo thường lá sắt xi ô tô rút ngắn
(hình 2.lc). Trên khung (3) của đầu kéo ngưòri ta lắp cơ cấu đế yên ngựa (4) đỡ hoàn toàn tài frọng và
truyền lực kéo từ động cơ ô tô.
2.1.2. Máy kéo xích và máy kéo bánh lốp

Các loại máy này dùng đề kéo hàng nặng trên nền đất, nước hoặc đường tạm thời (off - road).
Chúng còn được dùng như một đầu kéo rơ moóc hay là máy cơ sờ của các máy xây dựng (máy cạp,
máy ủi, máy đào, cẩn trục...). Máy kéo xích có áp lực riêng lên đất nhò, hiệu suất kéo và khả nàng
bám cao nên có khả năng thông qua lớn hơn máy kéo bánh lốp. Tốc độ di chuyển cùa chúng không
quá 12km/h. Máy kéo bánh lốp linh hoạt hơn, tốc độ di chuyển có thể tới 40km/h, áp lực lên đất
của máy kéo bánh lốp là 0,2MPa đến 0,35MPa, còn máy kéo xích là 0,1 MPa.

Hình 2.2. Máy kéo
aj Máy kéo xích động ca đặt phía trước; b) Máy kéo xich động cơ đặt phía sau; c) Máy kéo bánh lốp với
bánh xe dẫn hướng phía trước; d) Máy kéo bánh lốp với lổ hợp khớp hàn lể.
Thông số chủ yếu cùa máy kéo là lực kéo tại moóc kéo, và cũng dựa vào đó mà phản loại máy
kéo thành từng nhóm. Lực kéo của moóc kéo được xác định ớ tốc độ 2,6km/h đến 3km/h đối với
máy kéo xích và 3km/h đến 3,5km/h đối với mảy kéo bánh lốp. Lực kéo của máy kéo xích gần
bàng trọng lượng của nó, còn đối với máy kéo lốp lực kéo bằng 0,5 đến 0,6 trọng lượng của máy.
Các loại máy kéo công nghiệp thường phân ra thành các nhóm có sức kéo 100, 150, 200, 250, 350,

18

2-)(ECHư\rỀNDỤN&«


500kN. Các loại máy kéo công nghiệp có các loại khác nhau để có thể làm máy cơ sờ cho xe nâng
hàng, máy ủi, máy xới... Công suất động cơ của chúng tới 800kW hoặc hơn.
Máy kéo gồm có khung, hệ thống truyền lực, xích hoặc bánh lốp và hệ thống lái. Ngoài ra,
trên tất cả các máy kéo công nghiệp đều bố trí hệ thống thủy lực để dẫn động các hệ thống
công tác.
ở máy kéo bánh lốp, với tổ hợp khớp bản lề nối các bán khung (hình 2.2d) mỗi bán khung tỳ
lên cầu chù động và đồng thời là cầu dẫn hướng. Việc quay vòng các khung về hai phía một góc
40° so với cẩu sau nhờ hai xi-lanh thủy lực.
Loại máy kéo này so với loại máy kéo có trục lái ở phía trước có tính cơ động cao hơn. Hệ

thống truyền lực của máy kéo có sự khác nhau đáng kể so với hệ thống truyền lực của ô tô. Các
loại máy kéo bánh xích hay bánh lốp thường không có bộ vi sai, còn khi quay vòng sẽ hàm một
trong các dải xích.
Hệ thống truyền lực của máy kéo có thể là cơ khí, cơ - thủy lực và điện.
Hệ thống truyền lực cơ khí của máy kéo xích (hình 2.3a). Truyền động cuối cùng làm tăng
mômen quay cho các bánh chủ động. Ly hợp chuyển hướng là một khớp nối ma sát nhiều đĩa luôn
đóng (hình 2.4). Nếu bộ ly hợp chuyển hướng của một bên được mờ, bên kia đóng thì mômen quay
từ động cơ tới sẽ được truyền cho bán trục ở phía có ly hợp đóng. Bánh xích chủ động của bên ly
hợp đóng sẽ quay, kết quả là máy kéo sẽ quay về phía ly hợp mờ.

Hinh 2.3. Truyền lực của máy kéo
a) Bánh xích; b) Bánh lốp.

19’


Thường tại mỗi bộ ly hợp chuyển hướng có trang bị hệ thống phanh để hãm khi cần thiết. Do
đó, nếu vừa mở ly hợp vừa phanh bán trục của bên ly hợp mở thì toàn bộ mômen quay sẽ truyền
cho bản trục bên kia. Ket quả là máy kéo có thể quay vòng tại chỗ. Khi đẩy núm cùa cần điều khicn
(12) (hình 2.4a) về bên trái, đĩa ép (2) bị kéo về bên phải, các đĩa chù động và bị động tách nhau ra,
ly hợp được mờ (hình 2.4b). Trục bị động cùa ly hợp tách khói truyền lực chínli, truyền lực cuối cùng
và bánh xích chú động bên phía ly hợp mở không nhận được mômen quay nữa. Trá cần điêu khiên về vỊ
trí ban đẩu, ly hợp đóng truyền lực chính và bánh xích chù động lại nhận được mômen quay
Bộ truyền cơ khí của máy kéo bánh lốp (hình 2.3b).
ờ bộ truyền máy kéo xích, máy kéo bánh lốp, đầu kéo một và hai trục, sắt xi chuyên dùng cho
xe nâng hàng, cần trục ô tô thường dùng bộ truyền thủy lục. ờ các bộ truyền này, khớp nối ma sát
được thay thế bằng biến tốc thủy lực, như vậy mối liên kết động học cứng giữa động cơ và các
bánh chù động được thay bang mối liên kết bằng chất lỏng. Hệ thống truyền lực này là hệ thống
thủy cơ. Khi lực cản di chuyển lớn (lúc chuyển bánh, khi lên dốc, di chuyển trong điều kiện đường
sá khó khăn) thì việc dùng biến tốc thủy lực sẽ làm tăng mômen quay của động cơ nhờ hệ số

khuếch đại mômen lớn khi tuabin còn quay chậm. Theo mức độ giảm dẩn cùa lực càn chuyên dộng,
sẽ giảm dân mômen, tăng tốc độ bánh xe một cách êm dịu, quá trình làm việc cùa biến mô thủy lực
chuyên sang che độ làm việc với hiệu suất cao hơn khi bien mô bị khóa. Khi ấy quá trinh sang số
được thực hiện tự động, tức là số cao chi được thực hiện khi trục thứ cấp đạt được số vòng quay
nhất định. Lúc này động cơ làm việc ở chế độ công suất tối đa, còn việc sang số thực hiện liên tục
mà không cần ngat mômen quay. Nhờ vậy mà giảm tái trọng động lên dộng cơ, có nghĩa là làm
tăng tuồi thọ của động cơ và hệ thống truyền lực.

Hình 2.4. So* dồ cắu tạo của ly hợp chuyền hướng dùng trên máy kéo xích
ì . Trục chủ động của ly hợp: 2. Đĩa ép: 3. Tang bị động: 4. Dĩa ma sát bị động: 5. Trục bị dộng của ly hợp
(noi với truvển lực cuối cùng): 6. Mặt bích cùa tntc bị động (bal chật với tang bị động): 7. Moay ơ chú động
(lap then hoa với tri4c chù động); 8. Đĩa chu động (di chuyền dọc trục trẽn moay ơ và quay cùng moay ơ):
9. Lò xo ép: 10. Bulông (bat trên đĩa ép): 11. Đai phanh: 12. Cân điểu khiến

Với máy kéo có bộ truyền động điện thì mômen quay được truyền từ động cơ điện một chiêu
tới bánh xích chủ động qua ly hợp bên và bộ truyền lực cuối cùng, Động cơ dốt trong cùa máy kéo
làm quay máy phát điện cung cấp điện năng cho động cơ điện. Hệ thống dẫn động gồm: động cơ
diesel - máy phát - động cơ điện làm cho sơ đồ của hệ thống truyền lực đơn giàn hơn (không có
hộp số và trục các đăng), đặc biệt là cho phép thay đổi tốc độ và mômen quay một cách vô cấp tùy
theo lực cản bên ngoài. Các bộ truyền lực kiểu thủy - cơ và truyền động điện hoàn toàn đáp ứng
chế độ làm việc của máy kéo có rơ moóc và các cơ cấu làm việc cùa máy xây dựng.

20


2.1.3. Đầu kéo
Các loại đẩu kéo một trục hay hai trục (hình 2.5) dùng làm máy cư sở cho máy xây dựng hay
dùng để kéo rơ moóc. Đầu kéo bánh lốp có sức kéo và tốc độ lớn (tới 50km/h và hơn thế), có nhiều
tôc độ và tính cơ động cao tạo năng suất cao cho các máy xây dựng dùng nó làm máy cơ sờ.

Hình 2.5. Các thiết bị kéo theo và treo của đầu kéo một và hai trục
a) Máy cạp: b) Xe chở đât: c) cần truc: d) Xe chở.xi măng hay cha! lóng; e) Xe chở hàng nặng: g) Cản trục
đặt đường ông: h) Máy đào rãnh: i) Mảy nhổ rễ cây: k) Máy ủi; l) Máy xới: m) Máy xúc lật.

21


Đầu kéo đuợc lắp từ các cụm và chi tiết đã được thống nhất hóa cao cùa máy kéo và ô tô có tái
trọng lớn làm chủng có tuổi thọ cao. Công suất của động cơ Diesel của các đầu kéo có thể tới
900kW, còn tải trọng lên một trục tới 750kN và hơn thế, đã cho phép thực hiện một trong những
hưómg phát triển kỹ thuật xây dựng là chế tạo máy xây dựng có công suất lớn.
Đầu kéo một trục (hirdi 2.6) gồm có sát xi ữên đặt động cơ (6), hệ thống truyền lực, hai bánh
xe chủ động, cabin và bệ móc nối. Bệ móc nối dạng trụ (2) có thể xoay quanh trục năm ngang trên
khung kéo theo hướng dọc trục đứng nên cho phép sơ mi - rơ moóc lệch với đầu kéo trong ba mặt
phăng đứng. Sơ mi - rơ moóc nối vóá đầu kéo bằng chốt (3).
Đầu kéo có thể xoay quanh đường trục sơ mi - rơ moóc một góc 90° về hai phía nhờ các
xi-lanh thùy lực (hình 2.6b) gồm; hộp trích công suất (7), biến tốc thủy lực (8), hộp số (9), trục
các đăng (10) và (12), cầu chủ động chứa bên trong bộ truyền lực chính và bộ vi sai (11), các bán
trục (13) và hộp giảm tốc hành tinh (14) nằm trong moay ơ của bánh xe chủ động. Hai bánh xe này
đồng thòri là bánh dẫn hướng. Hộp số và biến tốc thủy lực được lắp trên một hộp nên rất gọn. Trục
(12) được nối từ hộp trích công suất làm hoạt động các bơm dầu cho các bộ phận phụ khác cùa
sơ mi - rơ moóc. Van phân phối (1) làm nhiệm vụ điều khiển đầu kéo và các thiết bị kéo theo.

a)

c
10

-V - - - - - - CP- ^—

m

b)

-•

L -:|
13-

Hình 2.6. Đầu kéo một trục
Đầu kéo hai trục gồm hai bán khung nổi với nhau bằng khớp bản lề. Các bán trục khung xoay
được nhờ xi-lanh thủy lực hoạt động hai chiều như đầu kéo một trục. Đẩu kéo có thê có một hoặc

22


hai trục dẫn động, bố tri một hoặc hai động cơ. Truyền lực tới các bánh chủ động cùng tương tự
như trên.
Những năm gần đây xuất hiện đầu kéo một và hai trục lắp động cơ - bánh xe có đường kính
3m và chiều rộng lốp tới Im, tự động thay đổi áp suất lốp tùy theo điều kiện mặt đường. Động cơ bánh xe là một tổ hợp hoàn chinh gồm động cơ thủy lực hay động cơ điện và hộp giảm tốc hành
tinh nằm gọn trong moay ơ bánh xe. Động cơ đầu kéo sẽ cung cấp năng lưgmg cho các bơm dầu
hay máy phát điện (hình 2.6). Hệ thống điều khiển động cơ - bánh xe cho phép điều chinh mômen
và tôc độ quay của từng bánh xe, còn khi quay vòng có thể thay đổi cả hưÓTig quay của bánh xe.
Điều này rất quan trọng khi xe máy làm việc trong điều kiện không có đường (o ff- road).
2.1.4. Thiết bị động lực
Thiết bị động lực thường là động cơ đốt trong và hệ truyền lực hỗn hợp Hybrid gồm động cơ
đốt trong, máy phát và động cơ điện.

a) Động cơ đốt trong
Động cơ đốt trong được sử dụng nhiều hơn, đặc biệt là động cơ diesel. Công suất động cơ

diesel lắp trên máy làm đất có thể từ vài kw đến 2000kW. Động cơ diesel có hiệu suất tương đối
cao (30 - 37%), khối lượng trên lkw công suất không lớn lắm (3 - 4kg/kW), suất tiêu hao từ
0,2 - 0,25kg/kWh. Nếu khai thác tốt có thể kéo dài tuổi thọ của động cơ tới 6000 - 8000 giờ.
Nhược điếm cơ bản của động cơ diesel là khả nâng chịu tài quá kém vì đường đặc tính cơ học
“cứng”, hệ số thích ứng cùa động cơ bé. Đường đặc tính cơ học của động cơ diesel biếu hiện sự
thay đổi mômen xoắn vào số vòng quay động cơ tức là lực ờ bộ phận công tác với tốc độ tương ứng
của nó (hình 2.7).

Hình 2.7. Đường đặc tính CO’ học của động CO’
/. Diesel; 2. Động cơ điện không đồng bộ rôto dây cuốn; 2 Động cơ điện không đồng bộ rôto lồng sóc;
3. Động cơ điện một chiếu mắc nồi liếp; 4. Động cơ điện một chiếu mẳc song song; 5. Động cơ máy phát
điện một chiều ba dây cuốn; 6. Biến mô thủy lực; 7. Bơm thủy lực không điểu chinh: 8. Bơm thủy lực có
điều chinh.
Đường cong (1) trên hình 2.7 cho biết ở vùng làm việc chủ yếu của động cơ Diesel, mômen
xoăn tăng từ 0 đến T„ với số vòng quay tăng không đáng kể.

23


b) Động cơ điện
Động cơ điện được sử dụng rộng rãi ưong hệ truyền lực lai (FIybrid Transmission), gồm dộng
cơ đốt trong, máy điện, máy phát.
ư u điểm chính cùa động cơ điện là hiệu suất cao (tới 80%), gọn nhẹ, chịu vượt tài tương đối
tốt, thay đổi chiều quay và khới động nhanh, giá thành hạ, làm việc tin cậy, dễ tự động hóa, điều
kiện vệ sinh công nghiệp tốt, ít gây ô nhiễm môi trường.
Động cơ điện có nhiều chủng loại công suất và chia ra làm hai loại lớn: động cơ điện xoay
chiểu và động cơ điện một chiều. Động cơ điện xoay chiều lại chia ra: loại không đồng bộ và loại
đồng bộ.
Động cơ không đồng bộ với rôto lồng sóc cấu tạo đơn giản, ré tiền, dễ báo quán, làm việc tin
cậy, có thể mac trực tiếp vào lưới điện ba pha không cần biến đổi dòng điện. Nhược điểm của nó là

hiệu suất thấp (so với động cơ ba pha đồng bộ), không điều chinh được vận tốc (so với dộng cơ
điện một chiều và động cơ ba pha không đồng bộ rôto dây cuốn). Đưòrtg đặc tính cơ học cùa loại
này là đường cong (2’) trên hình 2.7. Tuy được sử dụng phổ biến nhưng công suất thường giới hạn
dưới 10kW.
Động cơ không đồng bộ rôto dây cuốn, cấu tạo phức tạp, đắt tiền, vận hành phức tạp nhưng
tính khởi động và điều tốc khá tốt (đường cong (2) trên hình 2.7), hệ số thay đồi số vòng quay:
n.

n.
Trong đó: n«

= 1,3

- số vòng quay định mức;

nmin - Số vòng quay nhó nhất.
Động cơ không đồng bộ rôto dây cuốn thường được che tạo với công suất N = 7 : lüOkW.
Loại động cơ điện xoay chiều đồng bộ có ưu diêm là hiệu suất và hệ số cos(p cao, số vòng
quay ổn định, hệ số quá tài lớn nhưng cấu tạo tương đối phức tạp, đất tiền, vận hành phức tạp, giá
thành khá cao V! phái có thiết bị phụ khởi động động cơ nên thường dùng cho các máy có yêu cầu
số vòng quay không đổi.
Động cơ điện một chiều mắc song song (đường (4) ưên hình 2.7) hoặc nối tiếp (đường (3) trên
hình 2.7) có phạm vi thay đổi số vòng quay lớn, mômen khời động cao, đảm báo khới động êm, phanh
và đào chiều dễ dàng, do đó dược dùng ưong các thiết bị vận chuyến bằng điện, máy đào, cần triic,
thang máy.
Nhược diêm của chúng là đắt, phái tăng thêm vốn đầu tư đê đặt các thiết bị chinh lưu hay máy
phát điện một chiều.
Đôi với các thiết bị cẩm tay, thường dùng động cơ một pha cô góp, có kích thước gọn nhẹ, có
khá năng thay đổi số vòng quay, làm việc ốn định dù đóng mờ thường xuyên nhưng giá thành
tương đối cao, bảo dưỡng phúc tạp.

Ngoài động cơ đốt trong và động cơ điện, trên máy xây dựng nhiều khi còn bố trí tổ hợp động
lực: động cơ đốt trong - máy phát điện nhàm cung cấp điện cho các cơ cấu dẫn động điện, động co
đốt trong (hay động cơ điện) - bơm thùy lực (bơm dầu) cung cấp năng lượng cho các cơ cấu dẫn
động thủy lực, động cơ đốt trong (hay động cơ điện) - máy nén khí (trạm nén khi) cung câp năng
lượng cho các cơ cấu và máy dẫn động khí nén. Trong các tổ hợp này, bơm thủy lực và máy nén
khí có vai trò quan frọng. Theo phương pháp truyền động thủy lực có các loại; bơm bánh răng, bơm
piston và bcrm cánh quét.

24


c) Các loại bơm thùv lực
Bơm bánh rãng (hình 2.8) gồm vỏ bơm (3) và các bánh răng (1), (2). Một trong hai bánh răng
được dẫn động từ động cơ, bánh răng thứ hai quay tự do trên trục. Các bánh răng quay ăn khớp dồn
ép dầu từ khoang hút vào khoang trống giữa các răng có lưu lượng ổn định và thường làm việc ờ số
vòng quay từ 500 đến 2500 vòng/phút. Tùy theo tốc độ quay, áp lực và độ nhớt của dầu thúy lực,
hiệu suất bơm bánh răng đạt từ 0,65 - 0,85. Các loại bơm bánh răng thường làm việc với áp suất tới
lOMPa và công suất đạt tới 30 -40kW .
Lưu lượng bơm bánh răng: Q = 2nZm^bn
Trong đó: Z: số răng của bánh răng chủ động;
m: Mô-đun ăn khớp;
b: Chiều rộng bánh ràng, m;
n: Số vòng quay cùa bánh răng chù động, 1/s.

Hình 2.8. Sơ đồ cấu tạo các loại bơm thủy lực
a) Bơìti bánh răng: b) Bơm piston hưởng trnc (sơ đồ nguvên Iv); c) Bơm cảnh gạt: d) Sơ đỗ cầu rạo bơm
hướng tnic không điều chinh: I, 2. Bánh răng: 3. Vó bơm: 4. Piston, 5. Tay biên: 6. Mâm xoay: 7. Khoang
phán phổi: 8. Rỏlo: 9. Cánh gạt; 10. Chốt trung tám: II. Vó bơm: 12, 13. ó bi; 14. Mâm; 15. Tay biên;
16. Piston; 17. Xi lanh: 18. Khoang phán phối; 19. Nắp bơm; 20. Tnic bơm.

Bơm piston chia làm hai loại: bơm hướng trục (hình 2.8d) và bcrm hướng kính. Loại bơm
hướng trục dùng phổ biến hơn vì bố trí truyền dẫn thúy lực gọn. Nguyên lý làm việc cùa bơm
hướng trục như sau: trục bơm làm quay mâm xoay (6) quanh trục 1 - 1, và qua các tay biên (5) làm
quay khối xi-lanh - vỏ bcrm (3). Các tay biên (5) được nổi bàng khớp cầu với mâm xoay (6) trên
đường tròn có đường kính Dc với piston (4). Vì mâm xoay đặt nghiêng so với trục quay cùa bơm.

25