Đề cương bài giảng xe chuyên dụng (chuyên ngành cơ điện tử ô tô )

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

BÀI GIẢNG DÙNG CHUNG
HỌC PHẦN: XE CHUYÊN DỤNG
SỐ TÍN CHỈ: 02
LOẠI HÌNH ĐÀO TẠO: ĐẠI HỌC CHÍNH QUY
CHUYÊN NGÀNH: CƠ ĐIỆN TỬ Ô TÔ

Hưng Yên, năm 2015


Khoa Cơ khí Động lực

Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên

MỤC LỤC
Chương 1 TỔNG QUAN VỀ XE CHUYÊN DỤNG .............................................................. 2
1.1. Định nghĩa và yêu cầu chung. ............................................................................................. 2
1.1.1. Định nghĩa. ................................................................................................................ 2
1.1.2. Yêu cầu chung. .......................................................................................................... 2
1.2. Các tiêu chuẩn pháp lý Việt Nam liên quan đến xe chuyên dụng. ...................................... 3
1.3. Cấu tạo chung và phân loại. ................................................................................................ 3
1.3.1. Cấu tạo chung. ........................................................................................................... 3
1.3.2. Phân loại xe chuyên dụng. ......................................................................................... 8
Chương 2 CÁC HỆ THỐNG VÀ CƠ CẤU ĐẶC TRƯNG TRÊN XE CHUYÊN DỤNG 10
2.1. Truyền động cơ khí. ........................................................................................................... 10
2.1.1. Công dụng, phân loại và ưu nhược điểm của truyền động cơ khí. ................................. 10
2.1.2. Thông số cơ bản của truyền động cơ khí. ................................................................ 13
2.1.3. Phạm vi sử dụng của truyền động cơ khí. ............................................................... 13
2.2. Truyền động thuỷ lực. ................................................................................................ 13

2.2.1. Đặc điểm. ................................................................................................................. 13
2.2.2. Truyền động thủy lực thủy tĩnh: ..................................................................................... 15
2.2.3. Truyền động thuỷ động. ................................................................................................. 21
2.3. Truyền động khí nén. ......................................................................................................... 33
2.3.1. Ưu nhược điểm của hệ thống truyền động khí nén. ................................................ 33
2.3.2. Phạm vi sử dụng của hệ thống. ................................................................................ 33
2.3.3. Cấu tạo chung của hệ thống bao gồm. ..................................................................... 34
2.4. Truyền động điện, điện từ. ................................................................................................ 41
2.4.1. Khái niệm, đặc điểm, phân loại và phạm vi ứng dụng. ........................................... 41
2.4.2. Cấu tạo chung hệ thống truyền động điện. .............................................................. 42
2.5. Các loại cơ cấu công tác điển hình của xe chuyên dụng. .................................................. 48
2.5.1. Cơ cấu nâng. ............................................................................................................ 48
2.5.2. Cơ cấu quay. ............................................................................................................ 49
2.5.3. Cơ cấu di chuyển. .................................................................................................... 57
Chương 3 XE XÍCH ................................................................................................................ 63
3.1. Các loại xe xích và phạm vi sử dụng: ................................................................................ 63
3.2. Cấu tạo cơ bản và hoạt động của xe xích: ......................................................................... 63
3.2.1. Cấu tạo chung: ......................................................................................................... 63
3.2.2. Hệ thống truyền lực: ................................................................................................ 65
3.2.3. Lái và phanh xe xích................................................................................................ 67
3.2.4. Các cơ cấu công tác của xe bánh xích: .................................................................... 74

Học phần: Xe chuyên dụng – Tín chỉ 1

1


Khoa Cơ khí Động lực

Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên

Chương 1
TỔNG QUAN VỀ XE CHUYÊN DỤNG
1.1. Định nghĩa và yêu cầu chung.
1.1.1. Định nghĩa.
Xe chuyên dụng là một khái niệm chung bao gồm ôtô chuyên dụng và máy
chuyên dụng, chúng được sử dụng để thực hiện các công việc riêng, chúng có đặc
điểm là có bộ phận công tác chuyên dụng để thực hiện một loại công việc đặc thù
nào đó trong xây dựng cơ bản, khai thác mỏ, vận chuyển hay bốc xếp hàng hóa
trong giao thông vận tải hoặc thực hiện các công việc đặc biệt trong nông lâm
nghiệp và thủy lợi như đào mương, xúc đất đá, san ủi mặt bằng v.v…
Tóm lại, xe chuyên dụng là một loại xe trong đó gồm đầu xe kéo liên hợp
hoặc xe cơ sở với một bộ phận công tác chuyên dụng để thực hiện một công việc
đặc thù trong công nghiệp, trong giao thông vận tải, trong nông lâm nghiệp,… đạt
được hiệu quả kinh tế cao.
* Xe chuyên dụng bao gồm 2 thành phần:
- Xe cơ sở, được hiểu là đầu kéo hay xe chuyên dụng hoặc ôtô, trên đó có lắp
hay kéo theo các máy công tác chuyên dụng để hoàn thành các công việc riêng, nó
có thể di chuyển bằng bánh hơi hoặc bánh xích (ôtô tải, xe kéo, xe xích).
- Bộ phận công tác chuyên dụng: là bộ phận đặc biệt được ghép với xe cơ sở để
thực hiện một nhiệm vụ đặc biệt và cùng với xe cơ sở được gọi là xe chuyên dụng. Bộ
phận chuyên dụng có thể là téc nước, téc xăng, thùng chở hàng, cơ cấu quét gom rác,
moóc kéo, cần cẩu hàng,...
1.1.2. Yêu cầu chung.
Để đáp ứng quá trình công nghệ trong các ngành xây dựng, giao thông vận tải,
thủy lợi, nông lâm nghiệp v.v… xe chuyên dụng cần bảo đảm các yêu cầu chung sau
đây:
- Yêu cầu về năng lượng: Chọn nguồn động lực với công suất động cơ hợp lý, cơ
động (thông thường người ta sử dụng động cơ đốt trong chạy bằng diesel) và tiết kiệm;
- Kích thước nhỏ gọn, nhẹ, dễ vận chuyển và dễ sử dụng trong địa bàn chật hẹp;

- Các yêu cầu kết cấu - công nghệ: Có độ bền và tuổi thọ cao, công nghệ tiên tiến;
- Các yêu cầu khai thác - công nghệ: Đảm bảo năng suất và chất lượng thi công
trong điều kiện nhất định, có khả năng phối hợp làm việc cùng các máy khác, bảo
dưỡng sửa chữa dễ dàng, nhanh chóng, có khả năng dự trữ nhiên liệu làm việc một vài
ca liên tục;
- Sử dụng thuận tiện, an toàn và có khả năng tự động điều khiển;
Học phần: Xe chuyên dụng – Tín chỉ 1

2


Khoa Cơ khí Động lực

Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên

- Không làm ảnh hưởng tới môi trường xung quanh;
- Yêu cầu kinh tế: Giá thành đơn vị sản phẩm thấp.
1.2. Các tiêu chuẩn pháp lý Việt Nam liên quan đến xe chuyên dụng.
- Nghị định 36 CP ngày 29-5-1995 về đảm bảo trật tự an toàn giao thông đường bộ.
- Quyết định 1260 QĐ/KHKT-PCVT ngày 4-6-1996 về tái tạo phương tiện cơ giới
đường bộ.
- Thông tư 112/1998/TT-BGTVT ngày 29-4-1998 hướng dẫn cấp phép xe quá tải, quá
khổ, bánh xích.
Nội dung của thông tư:
+ Quy định chung: Xe quá tải, quá khổ, xe xích lưu hành trên đường giao thông
công cộng phải có giấy phép lưu hành đặc biệt,
+ Khái niệm xe quá tải:
Vượt quá tải trọng thiết kế của nhà sản xuất,
Vượt quá tải trọng phân bố lên các cầu,
Vượt mức chịu tải của cầu và đường,

+ Khái niệm xe quá khổ:
Vượt quá kích thước của nhà sản xuất,
Kích thước bao quá qui định cho phép của cầu và đường,
+ Điều kiện cấp giấy phép lưu hành đặc biệt:
Hàng hoá không tách rời được, container, giới hạn cho phép của cầu và đường.
Các bạn có thể tham khảo trong trang web sau: />1.3. Cấu tạo chung và phân loại.
1.3.1. Cấu tạo chung.
Xe chuyên dụng là tổ hợp của một loạt các hệ thống, gồm những bộ phận chính
sau:
(1) Động cơ: Có nhiều loại: động cơ đốt trong, động cơ điện. Động cơ thường
dùng là loại động cơ đốt trong (động cơ xăng hoặc động cơ diesel) làm nguồn động
lực của xe chuyên dụng, có công dụng biến nhiệt năng do nhiên liệu cháy thành cơ
năng.
+ Nếu lắp động cơ ở phía trước và ngoài buồng lái thì thể tích chứa hàng hoặc
bố trí số ghế hành khách sẽ bị giảm đi khi ôtô có cùng chiều dài chung. Bố trí động
cơ phía trước, khi lái, người lái xe quan sát mặt đường không thuận lợi, tuy nhiên
việc chăm sóc sửa chữa động cơ sẽ thuận lợi và dễ dàng hơn.
+ Nếu lắp động cơ phía trước xe và trong buồng lái, khi đó hệ số sử dụng
chiều dài xe tăng lên, thể tích chứa hàng và hành khách lớn hơn, tuy nhiên việc chăm
sóc, sửa chữa động cơ gặp khó khăn hơn, vì vậy ở các loại xe mà động cơ bố trí phía
trước và trong buồng lái, nó thường được thiết kế ở dạng lật được, khi đó cấu tạo
Học phần: Xe chuyên dụng – Tín chỉ 1

3


Khoa Cơ khí Động lực

Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên

buồng lái phức tạp hơn.
+ Phương án lắp động cơ phía sau xe có ưu điểm làm cho hệ thống truyền lực
đơn giản hơn, người lái nhìn thoáng hơn, hệ số sử dụng chiều dài xe tăng lên, đồng
thời hành khách được cách nhiệt với động cơ tốt hơn. Kiểu bố trí này thường gặp ở
các xe du lịch, xe ôtô buýt, nhược điểm cơ bản của cách bố trí này là hệ thống điều
khiển côn, số, ga phức tạp hơn do động cơ bố trí xa người lái.
+ Khi lắp động cơ ở giữa xe, tức là bố trí giữa buồng lái và thùng xe thường
áp dụng trên các xe vận tải, kiểu bố trí này có ưu điểm làm tải trọng phân bố đều
giữa hai cầu chủ động khi không có tải trọng hữu ích (xe chạy không tải).
(2) Hệ thống truyền lực: Hệ thống truyền lực của xe chuyên dụng có tác dụng
truyền mômen quay từ động cơ cho bộ phận di chuyển gồm có: ly hợp, hộp số, truyền
động các đăng, truyền động chính, cơ cấu vi sai và truyền lực cuối cùng, bánh xe hoặc
bánh sao chủ động hay từ động cơ dùng để vận hành cơ cấu công tác.
+ Đối với ôtô du lịch hoặc ôtô buýt, để cách nhiệt cho hành khách và giảm
tiếng ồn, đồng thời cho người lái quan sát mặt đường tốt hơn, người ta thường bố trí
cầu sau chủ động và động cơ được lắp ở phía sau và truyền chuyển động cho cầu sau
chủ động (hình 1.1b).
+ Đối với sơ đồ 4X2 mà cầu trước vừa là chủ động vừa là cầu dẫn hướng,
chúng ta thường gặp động cơ lắp dọc ở cầu trước (hình 1.1c) hoặc động cơ lắp ngang
ở phía trước và truyền động trực tiếp cho hai bánh chủ động ở cầu trước (hình 1.1d),
kết cấu này thường gặp trên các xe du lịch (ôtô con), khi động cơ lắp ngang, người ta
có thể sử dụng truyền lực chính là các cặp bánh răng trụ, kết cấu hệ thống truyền lực
được đơn giản và gọn nhẹ hơn.

Hình 1.1: Sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực ôtô hai cầu
với các công thức bánh xe khác nhau.
Học phần: Xe chuyên dụng – Tín chỉ 1

4

Khoa Cơ khí Động lực

Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên

Đ. Động cơ; L. Ly hợp; H. Hộp số; C. Cầu chủ động; CĐ. Trục cácđăng;
P. Hộp số phụ hay hộp phân phối; K. Khớp ma sát.
Đối với ôtô ba cầu với công thức bánh 6X6 (6 bánh đều là chủ động) truyền
động ra các cầu chủ động phía sau có thể thực hiện bằng một trục truyền (hình 1.2a)
hoặc hai trục truyền động (hình 1.2b) nhờ truyền động cácđăng.
Ở ôtô bốn cầu chủ động (8X8) lại có các đặc điểm riêng biệt. Truyền động
theo một trục (hình 1.2c) có ưu điểm là đơn giản về kết cấu, nhưng nhược điểm là
sinh ra tải trọng phụ lên hệ thống truyền lực bởi hiện tượng tuần hoàn công suất, do
đó làm giảm hiệu suất, tăng độ hao mòn các chi tiết máy, giảm tuổi thọ của xe nói
chung.

Hình 1.2. Sơ đồ hệ thống truyền lực ôtô nhiều cầu với các bánh đều là chủ động.
Đ. Động cơ; L. Ly hợp; H. Hộp số; C. Cầu chủ động;
CĐ. Trục cácđăng; P. Hộp số phụ hay hộp phân phối.
Trên hình 1.3 là sơ đồ
hệ thống truyền lực của
ôtô vận tải hạng trung. Đặc
điểm của hệ thống truyền
lực này là người ta sử dụng
ly hợp thủy lực hoặc bộ biến
đổi mômen quay 1 làm việc
đồng thời với ly hợp ma sát
2. Hộp số được bố trí ngay
phía dưới buồng lái để thuận
tiện cho điều khiển.

Hình 1.3. Hệ thống truyền lực ôtô tải hạng nặng.
1. Ly hợp thủy lực hoặc bộ biến mô;
2. Ly hợp ma sát;

3. Truyền lực cuối cùng.
Trong moayơ của bánh chủ động có lắp bộ truyền lực cuối cùng kiểu hành
tinh 3, nhờ kết cấu này gầm máy không bị nâng lên quá cao.Trên ôtô nhiều cầu chủ

Học phần: Xe chuyên dụng – Tín chỉ 1

5


Khoa Cơ khí Động lực

Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên

động (hạng nặng) người ta thường sử dụng hộp phân phối dạng vi sai giữa các cầu
để giảm tác hại của tuần hoàn công suất, sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực của ôtô ba
cầu chủ động được giới thiệu trên hình 1.3. Đặc điểm của sơ đồ này là có hộp số phụ
1, hộp số phụ nhận mômen từ trục thứ cấp hộp số chính truyền đến, từ hộp số phụ
mômen được truyền đến hộp phân phối chính 2, là một vi sai bánh răng trụ không đối
xứng, từ đây mômen được phân thành hai mạch, một mạch đến cầu chủ động trước,
còn một mạch đến hộp phân phối phụ 3 để phân phối mômen cho cầu giữa và cầu
sau, hộp phân phối 3 là vi sai nón đối xứng, mômen được phân bố đều đến hai cầu
giữa và cầu sau.

Hình 1.4. Sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực ôtô ba cầu chủ động.
1. Hộp số phụ; 2. Hộp phân phối chính; 3. Hộp phân phối phụ;

4. Truyền lực chính và vi sai giữa các bánh trên cầu trước, cầu giữa và cầu sau.
Giữa các bánh xe chủ động trên cùng một cầu chủ động đều bố trí truyền lực
chính (truyền lực trung tâm) bánh răng nón hay bánh răng trụ. Để bảo đảm các bánh
xe quay với tốc độ khác nhau khi vào vòng hay khi lăn trên mặt đường không bằng
phẳng, giữa chúng đều bố trí vi sai bánh răng nón. Trên đa số ôtô và xe chuyên dụng
bánh nhiều cầu chủ động, khi có vi sai giữa các cầu và giữa các bánh chủ động đều
được trang bị bộ phận khóa vi sai nhằm giúp ôtô, xe chuyên dụng bánh vượt khỏi
vùng bị thiếu bám cục bộ của một bánh chủ động hay một cầu chủ động.
Hình 1.5. Sơ đồ hệ thống truyền
lực của xe bánh xích.
1. Ly hợp; 3. Hộp số; 4. Bộ vi sai;
14. Bộ phận chuyển hướng;
15. Bánh sao chủ động;
16. Dải xích.

Học phần: Xe chuyên dụng – Tín chỉ 1

6


Khoa Cơ khí Động lực

Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên

Trên hình 1.5 trình bày sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực của xe chuyên dụng
xích kiểu một dòng công suất, khác với truyền lực của xe chuyên dụng bánh, ở xe
chuyên dụng xích, sau truyền lực trung tâm 4 là đến hai bộ phận chuyển hướng 14
của xe chuyên dụng xích, từ trục bị động của bộ phận chuyển hướng, mômen được
truyền đến truyền lực cuối cùng 6 rồi đến bánh sao chủ động 15, bánh sao chủ động
ăn khớp với mắt xích của dải xích và đẩy cho xe chuyên dụng dịch chuyển trên

đường ray vô tận do dải xích tạo nên.
Hiện nay trên một số xe chuyên dụng xích có công suất lớn dùng trong công
nghiệp và các xe chuyên dụng, hệ thống truyền lực của chúng thường dùng kiểu hai
dòng công suất truyền từ động cơ đến hai bánh sao chủ động của hai dải xích riêng
biệt. Với sơ đồ hệ thống truyền lực hai dòng công suất như vậy, sẽ làm cho truyền
lực chính cũng như các chi tiết trong hộp số có kích thước nhỏ gọn hơn vì chịu tải
trọng thấp hơn. Điểm đặc biệt ở hệ thống truyền lực hai dòng công suất là trong hộp
số của xe chuyên dụng có hai trục thứ cấp, mỗi trục thứ cấp truyền mômen cho một
truyền lực chính riêng ở cầu chủ động và cho một bánh sao chủ động của một bên dải
xích.
(3) Hệ thống di chuyển và hệ thống treo: Hệ thống di chuyển tác dụng lên
mặt đường để biến chuyển động quay tròn của bánh xe hoặc bánh sao chủ động
thành chuyển động tịnh tiến của xe. Ngoài ra, hệ thống di chuyển còn có tác dụng đỡ
toàn bộ khối lượng và thay đổi hướng chuyển động của xe. Hệ thống di chuyển của
xe gồm có: bánh xe chủ động, bánh xe dẫn hướng hoặc xích.
Hệ thống treo của xe có tác dụng nối đàn hồi giữa khung hay thân xe với hệ
thống di chuyển, gồm có: bộ phận đàn hồi (nhíp hoặc lò xo) và bộ phận giảm xóc (loại
tay đòn hoặc ống).
(4) Khung, bệ máy, vỏ và cabin: Tuỳ theo đặc điểm dạng xe cơ sở mà có cấu
tạo khung xe khác nhau; khung của xe thường được tổ hợp từ thép hình, thép tấm tạo
thành kết cấu vững chắc.
Vỏ của xe thường làm bằng những tấm kim loại, được dập hay gia công theo một
hình dạng nhất định rồi hàn lại với nhau.
Buồng lái (cabin): được làm bằng những tấm thép dập và hàn lại với nhau. Cửa
buồng lái ôtô có kính điều khiển lên xuống và cả kính hứng gió xoay được. Các cửa
đều có cửa khoá và tay nắm để mở cửa từ trong hay bên ngoài buồng lái.
(5) Hệ thống điều khiển: Hệ thống điều khiển (lái, phanh, bộ phận chuyên dụng)
có tác dụng thay đồi hướng chuyển động hoặc giảm tốc độ của xe, ngoài ra còn có
nhiệm vụ điều khiển cơ cấu công tác chuyên dụng.

Học phần: Xe chuyên dụng – Tín chỉ 1

7


Khoa Cơ khí Động lực

Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên

(6) Các thiết bị phụ trợ, an toàn, chiếu sáng, tín hiệu hoặc các thiết bị điều
khiển điện tử để xử lý số liệu và điểu khiển tự động:
Các thiết bị phụ: Các thiết bị phụ dùng trong ôtô và xe chuyên dụng rất đa dang,
phụ thuộc vào nhiều yếu tố, đặc biệt là việc nâng cao khả năng làm việc của máy hoặc
cải thiện điều kiện làm việc của người lái. Các thiết bị phụ thường dùng trên xe là: cơ
cấu rửa kính chắn gió, máy điều hoà nhiệt độ hay quạt mát, gương chiếu, tấm che
nắng, rađiôcatset, điện thoại, hộp đựng đồ uống, gạt tàn thuốc lá.
Điện là một trong những loại năng lượng được sử dụng rộng rãi trên xe. Điện
năng dùng để khởi động máy, đốt cháy hỗn hợp hay hoà khí trong động cơ xăng hay
động cơ có bộ chế hoà khí (các-bua-ra-tơ), cung cấp cho các thiết bị chiếu sáng, còi,
tín hiệu ánh sáng, các bộ phận kiểm tra đo lường và các thiết bị phụ khác.
Để có điện năng, trên xe được trang bị máy phát điện và bình ắc quy. Máy phát
điện biến cơ năng thành điện năng, còn ắc quy biến hoá năng thành điện năng.
Như vậy một xe chuyên dụng là tập hợp của tất cả các cơ cấu và hệ thống máy
mà chúng ta đã được học trong giáo trình cấu tạo ôtô, các thiết bị đặc thù đi theo ôtô
để thực hiện chức năng chuyên môn mà xe chuyên dụng cần hoàn thành.
Tùy theo yêu cầu và chức năng, một xe chuyên dụng có thể có đủ các bộ phận kể
trên hoặc chỉ có một số bộ phận trong đó mà thôi.
1.3.2. Phân loại xe chuyên dụng.
Xe chuyên dụng là các xe tự hành, chúng được thiết kế chế tạo trên cơ sở của ôtô
hoặc xe chuyên dụng cơ sở và được trang bị các thiết bị và máy công tác đặc biệt để

hoàn thành một dạng công việc riêng hoặc trong các điều kiện làm việc đặc biệt. Vì
vậy để phân loại xe chuyên dụng, người ta có thể phân theo nhiều cách khác nhau.
Người ta thường phân loại xe chuyên dụng theo loại công việc mà chúng thực
hiện hay theo công dụng của chúng.
a/ Theo công dụng, phân loại thành 3 nhóm xe chuyên dụng:
Nhóm 1: Ôtô tải: xe tự đổ, thùng kín, cần cẩu và các thiết bị nâng hạ, đông lạnh.
Nhóm 2: Ôtô tải chuyên dụng: ôtô tải chở xe con, chở xe máy thi công, chở rác,
xi téc, đầu kéo, chở bê tông tươi, bình ga.
Nhóm 3: Ôtô chuyên dụng: chữa cháy, quét đường, hút chất thải, trộn vữa, trộn
bê tông, cần cẩu, cứu hộ, chở tiền, truyền hình lưu động, xe dò sóng, rải nhựa đường,
kiểm tra cáp điện ngầm, chụp x-quang, phẫu thuật lưu động.
b/ Theo nhiệm vụ và mục đích sử dụng ta có thể phân loại xe chuyên dụng, tuy
vậy mục đích sử dụng là rất đa dạng và biến đổi nên khó có một cách phân loại hoàn
chỉnh, hiện tại ta có thể chấp nhận cách phân loại sau:
Nhóm 1: Xe vận tải chuyên dụng gồm 5 loại:
+ Ôtô tải tự trút (tự đổ) hay xe ben dùng trong xây dựng, trong nông nghiệp,...
Học phần: Xe chuyên dụng – Tín chỉ 1

8


Khoa Cơ khí Động lực

Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên

+ Ôtô tải thùng kín thông thường, làm lạnh hoặc cách nhiệt.
+ Ôtô tải có téc: chở nhiên liệu, đồ uống, ga lỏng, hàng rời.
+ Ôtô chở hàng siêu trọng, siêu kích thước.
+ Ôtô tải tự xếp và tải container.
Nhóm 2: Xe dùng trong vệ sinh môi trường:

+ Xe quét đường và gom rác.
+ Xe hút bùn, thông cống.
+ Xe chữa cháy.
+ Xe nâng chuyển, cẩu.
Nhóm 3: Xe máy dùng trong xây dựng, nông nghiệp, thuỷ lợi, khai thác mỏ
+ Xe máy đào đất,
+ Xe máy san nền,
+ Xe máy đóng cọc,
+ Xe máy trộn bê tông.
Nhóm 4 : Xe quân sự
+ Xe công trình xa,
+ Xe lội nước,
+ Xe vượt hào,
+ Xe bọc thép chống đạn,
+ Xe khí tài chuyên dụng.
c/ Theo dạng máy cơ sở được sử dụng người ta phân xe chuyên dụng thành các
loại là ôtô chuyên dụng hay xe chuyên dụng chuyên dụng ví dụ: Ôtô cần cẩu hay xe
chuyên dụng cần cẩu;
d/ Theo dạng hệ thống di động xe chuyên dụng được phân thành hai loại: Xe
chuyên dụng bánh lốp (xe cần trục bánh lốp); xe chuyên dụng bánh xích (xe ủi
bánh xích) và xe chuyên dụng phối hợp bánh lốp với bánh xích v.v…
e/ Theo phương pháp điều khiển máy công tác người ta phân xe chuyên dụng
thành các loại: Xe chuyên dụng điều khiển cơ khí, điều khiển thủy lực hay điều khiển
khí nén v.v…
f/ Theo loại công việc mà xe chuyên dụng cần thực hiện người ta chia xe chuyên
dụng ra làm ba loại chính:
+ Xe chuyên dụng dùng để vận chuyển: Chủ yếu dùng để vận chuyển nguyên vật
liệu hàng hóa có đặc thù riêng như bêtông, xe tự đổ hàng, xe trở hàng siêu nặng v.v…
+ Xe chuyên dụng dùng để bốc xếp: Thường vận chuyển ở cự ly ngắn, chủ yếu
dùng để xếp dỡ hàng hóa, vật liệu tại các bến bãi, nhà kho, chân công trình v.v…

+ Xe chuyên dụng dùng để làm đất: đó là các máy tham gia thi công xây dựng
hay các công việc đặc biệt mà đối tượng tác động của máy công tác thường là đất đá.
Học phần: Xe chuyên dụng – Tín chỉ 1

9


Khoa Cơ khí Động lực

Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên

Chương 2
CÁC HỆ THỐNG VÀ CƠ CẤU
ĐẶC TRƯNG TRÊN XE CHUYÊN DỤNG
2.1. Truyền động cơ khí.
2.1.1. Công dụng, phân loại và ưu nhược điểm của truyền động cơ khí.
1/ Công dụng:
Truyền động cơ khí là một dạng của truyền động cơ học có tác dụng truyền
chuyển động hay công suất từ động cơ đến các bộ phận làm việc của máy hoặc từ trục
này đến trục khác nhờ cơ năng.
Hiện nay truyền động cơ khí vẫn được sử dụng rộng rãi trong các ngành công
nghiệp và chế tạo máy; đặc biệt chiếm ưu thế trong lĩnh vực chế tạo ôtô, xe chuyên
dụng và các máy xây dựng.
2/ Phân loại truyền động cơ khí:
Có 2 loại chuyển động cơ bản trong cơ khí :
- Chuyển động quay quanh một trục,
- Chuyển động tịnh tiến theo một phương.
Hai chuyển động cơ bản trên rất dễ thực hiện trong thực tế. Tất các các chuyển
động phức tạp đều được thực hiện dựa vào việc phối hợp hai chuyển động cơ bản. Cụ
thể còn được phân loại như sau :

a/ Theo hình thức cấu tạo, chia thành truyền động ăn khớp, truyền động ma sát,
truyền động dây cáp và truyền động thanh trục (xem hình 2.1).
TruyÒn ®éng c¬ khÝ

Thanh trôc

D©y c¸p

Trôc vÝt
TruyÒn
®éng xÝch §ai èc

B¸nh
r¨ng

TruyÒn ®éng ¨n khíp

B¸nh r¨ng
thanh r¨ng

B¸nh vÝt
trôc vÝt

TruyÒn ®éng ma s¸t

TruyÒn ®éng
b¸nh ma s¸t,
®Üa ma s¸t

TruyÒn ®éng

®ai

Hình 2.1. Sơ đồ phân loại truyền động cơ khí.
b/ Theo tỷ số truyền động, i 

n1
n2

Khi i < 1 , tức n1 < n2 ta có truyền động tăng tốc.
Khi i > 1 , tức n1 > n2 ta có truyền động giảm tốc.
Khi i = 1 , tức n1 = n2 ta có truyền động trực tiếp.
Học phần: Xe chuyên dụng – Tín chỉ 1

10


Khoa Cơ khí Động lực

Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên

Ở đây n1, n2 là số vòng quay ở trục dẫn và trực bị dẫn.
c/ Theo dạng truyền chuyển động:
- Truyền chuyển động quay: Truyền chuyển động quay từ trục này sang trục
khác; yêu cầu tỷ số truyền cố định.

Hình 2.2a. Một số dạng truyền động quay.
- Biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến:

Hình 2.2b. Một số dạng truyền chuyển động quay thành tịnh tiến.
d/ Theo chi tiết chuyển động:

 Ổ quay: Nhiệm vụ tạo khớp quay cho trục. Gồm hai loại ổ lăn và ổ trượt.
* Ổ lăn:
- Gồm 4 bộ phận chính: vòng ngoài, vòng trong, con lăn và vòng cách.

Ổ bi (ball bearing)

Ổ đũa (roller bearing)
Hình 2.2c. Ổ lăn.

Học phần: Xe chuyên dụng – Tín chỉ 1

11


Khoa Cơ khí Động lực

Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên

* Ổ trượt:
- Ổ trượt dùng để đỡ hoặc chặn các trục quay,
- Ma sát trên ổ trượt lớn hơn nhiều so với ổ lăn,
- Phân loại:
+ Ổ đỡ chịu lực hướng tâm,
+ Ổ chặn chịu lực dọc trục,
+ Ổ đỡ chặn vừa chịu lực hướng
tâm vừa chịu lực dọc trục.

Hình 2.2d. Ổ trượt.
* Ổ tịnh tiến:
- Nhiệm vụ tạo phương chuyển động tịnh tiến cho một chi tiết hoặc cụm chi tiết,

- Phân loại theo dạng ma sát trượt hay lăn,

Hình 2.2e. Một số ví dụ sống trượt ma sát trượt.
3/ Ưu nhược điểm của truyền động cơ khí :
+ Ưu điểm cơ bản của truyền động cơ khí là:
- Có khả năng truyền lực lớn và xa;
- Hiệu suất truyền động tương đối lớn;
- Có độ bền và độ tin cậy cao;
- Cho phép thay đổi đặc tính làm việc linh hoạt (có nhiều chế độ lực và chế độ
vận tốc);
- Chế tạo đơn giản, giá thành hạ, dễ bảo dưỡng và sửa chữa, riêng cơ cấu truyền
động ma sát còn có khả năng chống quá tải (nhờ hiện tượng trượt).
+ Nhược điểm:
- Cơ cấu làm việc ồn;
- Điều khiển nặng và kém nhạy;
Học phần: Xe chuyên dụng – Tín chỉ 1

12


Khoa Cơ khí Động lực

Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên

- Kích thước một số cơ cấu còn cồng kềnh (ví dụ như bộ truyền động đai, dây
cáp và truyền động xích ...);
2.1.2. Thông số cơ bản của truyền động cơ khí.
Thông thường trong mỗi cơ cấu truyền động đều có hai trục chính gọi là trục đầu
vào (trục dẫn) và trục đầu ra (trục bị dẫn) còn trong cơ cấu truyền động nhiều cấp tốc
độ, giữa hai trục chính nói trên còn có thêm trục trung gian.

Ta qui ước như sau:
- Gọi công suất ở trục đầu vào là N1 và ở trục đầu ra là N2 (kW).
- Gọi số vòng quay ở trục đầu vào là n1 và ở trục đầu ra là n2 (v/ph).
+ Hiệu suất truyền động của cơ cấu 


N2
N
hoặc   1  m
N1
N1

Nm - Công suất tiêu hao trong bộ truyền.
Tỷ số truyền động: i 

n1
n2

2.1.3. Phạm vi sử dụng của truyền động cơ khí.
Truyền động cơ khí được dùng rất nhiều trên các cơ cấu của xe chuyên dụng:
Trong động cơ đốt trong: cơ cấu trục khuỷu thanh truyền.
Trong hệ thống truyền lực trên xe như: hộp số, truyền động hành tinh, trục các
đăng, cơ cấu vi sai, đến cả bộ phận di chuyển như ở xe di chuyển bánh xích.
Trong truyền động cáp (ví dụ như bộ tời máy) được dùng nhiều trên các cần trục
bánh lốp hay cần trục bánh xích.
2.2. Truyền động thuỷ lực.
2.2.1. Đặc điểm.
Truyền động thủy lực là tổ hợp các cơ cấu thủy lực và máy thủy lực, dùng môi
trường chất lỏng làm không gian để truyền cơ năng từ bộ phận dẫn động đến bộ phận
công tác, trong đó có thể biến đổi vận tốc, lực, mômen và biến đổi dạng theo quy luật

của chuyển động. Truyền động thủy lực phù hợp với việc truyền công suất lớn, đặc
điểm êm dịu ổn định và dễ tự động hóa mà các truyền động khác không có.
1/ Ưu điểm của hệ thống truyền động thuỷ lực:
+ Truyền động được công suất cao và lực lớn (nhờ các cơ cấu tương đối đơn
giản, hoạt động với độ tin cậy cao nhưng đòi hỏi ít về chăm sóc, bảo dưỡng).
+ Điều chỉnh được vận tốc làm việc tinh và vô cấp (dễ thực hiện tự động hóa
theo điều kiện làm việc hay theo chương trình có sẵn).
+ Kết cấu gọn nhẹ, vị trí của các phần tử dẫn và bị dẫn không lệ thuộc nhau.
+ Có khả năng giảm khối lượng và kích thước nhờ chọn áp suất thủy lực cao.

Học phần: Xe chuyên dụng – Tín chỉ 1

13


Khoa Cơ khí Động lực

Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên

+ Nhờ quán tính nhỏ của bơm và động cơ thủy lực, nhờ tính chịu nén của dầu
nên có thể sử dụng ở vận tốc cao mà không sợ bị va đập mạnh.
+ Dễ biến đổi chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tịnh tiến của
cơ cấu chấp hành.
+ Dễ đề phòng quá tải nhờ van an toàn.
+ Dễ theo dõi và quan sát bằng áp kế, kể cả các hệ phức tạp, nhiều mạch.
+ Tự động hóa đơn giản, kể cả các thiết bị phức tạp, bằng cách dùng các phần
tử tiêu chuẩn.
2/ Nhược điểm:
+ Mất mát trong đường ống dẫn và rò rỉ bên trong các phần tử, làm giảm hiệu
suất và hạn chế phạm vi sử dụng.

+ Khó giữ được vận tốc không đổi khi phụ tải thay đổi do tính nén được của
chất lỏng và tính đàn hồi của đường ống dẫn.
+ Khi mới khởi động, nhiệt độ của hệ thống chưa ổn định, vận tốc làm việc thay
đổi do độ nhớt của chất lỏng thay đổi.
3/ Phân loại:
Theo nguyên lý làm việc, truyền động thuỷ lực được chia làm hai loại:
+ Truyền động thuỷ tĩnh: được truyền năng lượng giữa các bộ phận, được thực
hiện bằng áp năng của dòng chất lỏng, thường dùng các máy thể tích nên được gọi là
truyền động thể tích. Truyền động thể tích được ứng dụng nhiều trong các ngành kỹ
thuật.
+ Truyền động thuỷ động: truyền cơ năng giữa các bộ phận máy được thực hiện
bằng động năng của dòng chất lỏng.
Hình 2.3. Hai dạng truyền động cơ bản
của TĐTL
a) Thủy động,
b) Thủy tĩnh.

* Chất lỏng làm việc:
Ta dùng tất cả các loại chất lỏng (nước, dầu tổng hợp, hỗn hợp cồn, glyxêrin và
các chất khác). Vì tất cả các chất này đều có khả năng truyền năng lượng trong phạm
vi áp suất lớn, chúng đồng thời là môi trường trung gian của truyền động, cũng là chất
Học phần: Xe chuyên dụng – Tín chỉ 1

14


Khoa Cơ khí Động lực

Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên

bôi trơn các bộ phận làm việc. Có mâu thuẫn, để giảm rò rỉ cần chọn chất lỏng có độ
nhớt lớn, nhưng giảm bớt ma sát của dòng chất lỏng và tổn thất năng lượng lại cần
chất lỏng có độ nhớt bé.
Các yêu cầu cơ bản của chất lỏng làm việc :
1. Tính chống rỉ và ít bị phân hủy trong quá trình làm việc.
2. Tính chịu nhiệt tốt và độ nhớt tương đối nhỏ để tăng độ nhạy và độ chính xác
các bộ phận điều khiển.
3. Tính đồng chất và tính khiết; hàm lượng không khí ít.
4. Không ăn mòn không làm biến dạng đệm lót kín.
5. Tính ổn định môđun đàn hồi và khối lượng riêng, không được bốc hơi và tiêu
hao nhiều trong phạm vi nhiệt độ làm việc.
6. Có khả năng tạo màng dầu bền vững cho bề mặt kim loại (yếu tố này giảm độ
nhạy của các thiết bị).
7. Áp suất bay hơi bão hòa thấp, nhiệt độ sôi cao; có tính dẫn nhiệt tố, hệ số dãn
nở nhiệt thấp.
8. Không hút ẩm và không hòa tan trong nước, dễ dàng tách nước khi bị lẫn vào,
(hàm lượng nước thường nhỏ hơn 1%).
9. Có tính cách nhiệt tốt, không có mùi, không độc hại, không dễ cháy, dễ sản
xuất, giá thành rẻ.
2.2.2. Truyền động thủy lực thủy tĩnh:
a/ Phân loại truyền động thủy tĩnh:
- Dựa vào loại bơm thủy tĩnh và môtơ người ta chia TLTT thành các loại:
+ Bơm bánh răng ăn khớp trong
hay ăn khớp ngoài;
+ Bơm và môtô dạng piston;
+ Bơm và môtơ dạng mấu cam;
Trong HTTL của ôtô xe chuyên
dụng, TLTT được dùng phổ biến
nhất là loại bơm và môtơ dạng
pittông hướng trục.

Hình 2.4. Sơ đồ cấu tạo bộ truyền thủy tĩnh
bơm, môtơ dạng piston.
- Dựa vào dạng liên kết giữa bơm và môtơ người ta chia TLTT ra làm bốn loại cơ bản
sau:
+ Bơm chuyển đổi cố định truyền dầu áp suất cao cho môtơ chuyển đổi cố định;
Học phần: Xe chuyên dụng – Tín chỉ 1

15


Khoa Cơ khí Động lực

Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên

+ Bơm chuyển đổi biến đổi truyền động cho môtơ chuyển đổi cố định;
+ Bơm chuyển đổi cố định truyền động cho môtơ chuyển đổi biến đổi;
+ Bơm chuyển đổi biến đổi truyền động cho môtơ chuyển đổi biến đổi.

Hình 2.5. Cấu tạo bộ truyền thủy tĩnh với bơm chuyển đổi biến đổi
và môtơ chuyển đổi cố định.
b/ Cấu tạo chung :
Truyền động thủy tĩnh gồm 3 bộ phận chính:
- Bơm: Nguồn cung cấp năng lượng cho chất lỏng (biến cơ năng thành áp năng) thông
thường dùng bơm thể tích.
- Động cơ thủy lực: Biến đổi áp năng dòng chảy thành cơ năng bằng cách thực hiện
các chuyển động của nó (thẳng, quay, kết hợp).
- Phần tử trung gian (phần tử thủy lực): Điều khiển hệ thống (đường ống, van một
chiều, van an toàn cơ cấu phân phối).

Hình 2.6. Sơ đồ tổng quát cấu trúc mạch truyền động thuỷ lực.

- Cấu trúc của mạch thuỷ lực trong hệ thống truyền động thuỷ lực có thể là sơ đồ mạch
kín, sơ đồ mạch hở và sơ đồ vi sai.
+ Truyền động thủy tĩnh mạch kín: (hình 2.7) chất lỏng từ động cơ thuỷ lực sau khi
làm việc xong sẽ không trở về thùng chứa mà được chuyển về ống hút của bơm.
Thường trong hệ mạch kín người ta bổ sung thêm bơm phụ có công suất nhỏ (hoặc
một thùng chứa phụ), để bổ sung chất lỏng cho hệ thống và làm tăng áp suất làm việc
lên cao.
Học phần: Xe chuyên dụng – Tín chỉ 1

16


Khoa Cơ khí Động lực

Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên

Hình 2.7 - Sơ đồ cấu trúc TĐTT mạch kín.
1. Máy lai; 2. Bơm chính; 3. Đường ống dẫn dầu; 4. Van một chiều;5. Động cơ thuỷ
lực; 6. Bơm phụ; 7. Van an toàn; 8. Bộ truyền động xích; 9. Thùng dầu.
+ Ưu điểm: Hệ thống kín không có can thiệp bên ngoài.
Muốn đạt được công suất lớn trong truyền động người ta lắp tăng áp suất bơm phụ, lắp
bình ở nơi có áp suất thấp.
+ Nhược điểm: Nhiệt độ chất lỏng làm việc cao vì chất lỏng sau khi làm việc không
được làm lạnh. Mà nhiệt độ tăng thì độ nhớt giảm dẫn đến rò rỉ tăng.
1. Bơm,
2. Van phân phối,
3. Động cơ piston,
5. Bình bù,
6. Van một chiều.
Hình 2.8. Bố trí bình dầu bổ sung.

 Truyền động thủy tĩnh mạch hở: (hình 2.9) chất lỏng từ xilanh công tác (hoặc
động cơ thuỷ lực) làm việc xong lại được chuyển về thùng chứa mà không quay về
bơm.
Với chuyển động tịnh tiến: khi làm việc bơm 2 cung cấp dầu hay chất lỏng từ
thùng dầu qua van phân phối 8 và vào xilanh 5 làm cho piston 6 chuyển động tịnh tiến,
van phân phối 8 có nhiệm vụ điều khiển dòng chất lỏng làm đảo chiều chuyển động
của piston.
Như vậy trong truyền động này, cơ năng của bơm được biến thành áp năng của
chất lỏng, sau đó, trong xilanh 8, áp năng của chất lỏng lại biến thành cơ năng chuyển
Học phần: Xe chuyên dụng – Tín chỉ 1

17


Khoa Cơ khí Động lực

Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên

động tịnh tiến của piston. Đối với truyền động có chuyển động quay: khi làm việc,
bơm 2 cung cấp dầu hay chất lỏng từ thùng 11 qua van phân phối 8* vào động cơ thuỷ
lực, làm rôtô quay. Muốn đảo chiều quay của rôto chúng ta điều khiển van phân phối
làm thay đổi chiều chuyển động của dòng thuỷ lực cung cấp cho động cơ thuỷ lực.
Như vậy trong hệ thống truyền động thuỷ lực này, cơ năng của bơm được biến
thành áp năng của chất lỏng, sau đó ở động cơ thuỷ lực thì áp năng của chất lỏng lại
biến thành cơ năng chuyển động quay của rôto.

Hình 2.9. Sơ đồ cấu trúc mạch hở.
1. Máy lai; 2. Bơm thuỷ lực; 3. Đồng hồ áp lực; 4. Đường dầu cao áp;
5,6. Xilanh piston;7. Van an toàn; 8,8*. Van phân phối; 9. Động cơ thuỷ lực;
10. Bộ truyền động xích; 11. Thùng dầu; 12. Bầu lọc.

- Các thông số lý thuyết (chưa kể đến tổn hao công suất do mát sát hoặc do rò rỉ
dầu) của hệ thống truyền động thuỷ tĩnh có chuyển động quay được xác định như sau:
+ Lưu lượng bơm: QB=qB.nB (l/ph)
Trong đó: qB – lưu lượng riêng của bơm (l/vg)
nB - Số vòng quay của bơm trong một đơn vị thời gian (vg/ph).
+ Lưu lượng tiêu thụ của động cơ thuỷ lực: QD=qD.nD (l/ph)
Trong đó: qD -lưu lượng riêng của động cơ (l/vg)
nD - Số vòng quay của động cơ thuỷ lực trong một đơn vị thời gian (vg/ph).
Quan hệ giữa số vòng quay của bơm thuỷ lực và động cơ thuỷ lực thông qua biểu thức:
nD=nB.qB /qD
+ Công suất của bơm: NB=P.QB
P: áp suất công tác của dầu,
Học phần: Xe chuyên dụng – Tín chỉ 1

18


Khoa Cơ khí Động lực

Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên

+ Công suất tiêu thụ của động cơ thuỷ lực: ND=P.QD=P.nD.qD .
+ Mô men quay do rôto của động cơ thuỷ lực tạo ra:
MD=ND/(2.nD) = P.qD/(2.).
Như vậy:
+ Vận tốc động cơ trong thực tế không chỉ phụ thuộc vào bơm Q B mà còn phụ
thuộc vào áp suất làm việc của hệ thống dù QB = const nếu áp suất trong hệ thống tăng
thì vận tốc của động cơ thủy lực giảm. Nếu áp suất tăng đến lưu lượng rò rỉ bằng lưu
lượng bơm thì vận tốc của động cơ thủy lực bằng 0. Lúc này chất lỏng trong hệ thống
bị tháo hoàn toàn qua van an toàn và khe hở trong hệ thống, hiện tượng này gọi là hiện

tượng quá tải.
+ Đối với lực và mômen của động cơ thì chúng phụ thuộc vào áp suất của động
cơ và các thông số hình học của động cơ. Nếu các thông số hình học không thay đổi và
áp suất không đổi p = const thì lưu lượng và mômen quay cũng không đổi.
Tóm lại: Trong việc điều chỉnh vận tốc, lực, mômen quay của động cơ về trị số,
phương hoặc chiều ngoài việc dùng bơm, động cơ còn điều chỉnh được bằng các phần
tử thủy lực.

Hình 2.10. Sơ đồ truyền động thủy tĩnh mạch hở chuyển động tịnh tiến.

Hình 2.11. Sơ đồ truyền động thủy tĩnh mạch hở nâng hạ lưỡi ủi.
Học phần: Xe chuyên dụng – Tín chỉ 1

19


Khoa Cơ khí Động lực

Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên

+ Truyền động thủy tĩnh sơ đồ vi sai:
Trong sơ đồ chuyển động thủy tĩnh cần một phía lưu lượng chảy vào và chảy ra.
Nếu ghép theo sơ đồ kín thì lưu lượng qua ống hút và đẩy bơm khác nhau. Để khắc
phục hiện tượng này người ta bố trí thêm thùng chứa phụ (4) và ghép mạch truyền
động theo sơ đồ vi sai.
1. Bơm cánh gạt,
2. Cơ cấu phân phối,
3. Động cơ thủy lực,
4. Bình bù chất lỏng,
5. Van một chiều,

6. Van điều khiển.
Hình 2.12. Mạch truyền động thủy
tĩnh theo sơ đồ vi sai.
Bơm đẩy chất lỏng qua cơ cấu phân phối 2 làm piston chuyển động sang phải
qua cơ cấu phân phối về ống hút của bơm, lúc này lưu lượng ra bơm nhỏ hơn lưu
lượng vào bơm, chất lỏng từ thùng chứa phụ bổ sung qua van một chiều 5 vào ống hút.
Lúc này do áp suất ở ống đẩy đóng van 6 lại. Nếu piston chuyển động ngược (qua trái)
chất lỏng từ khoang trái về van phân phối về ống hút và một phần qua van 6 về bể
chứa phụ, dưới áp suất cao van một chiều 5 đóng lại.
Ưu điểm: sơ đồ vi sai giúp cho việc điều hòa chuyển động của hệ thống và còn
bổ sung lượng dầu rò rỉ cho hệ thống.

Hình 2.13. Tổng thể hệ thống thủy lực thủy tĩnh trên máy đào thủy lực.
Học phần: Xe chuyên dụng – Tín chỉ 1

20


Khoa Cơ khí Động lực

Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên

2.2.3. Truyền động thuỷ động.
Trong truyền động thuỷ động năng lượng được truyền chủ yếu nhờ động năng
của dầu, còn áp suất dầu không cần lớn.
- Ưu điểm của truyền động thuỷ động:
+ Bảo vệ máy an toàn khi gặp quá tải,
+ Hệ thống máy linh hoạt, đơn giản về kết cấu, trọng lượng bản thân tương đối
nhỏ.
- Nhược điểm:

+ Hiệu suất thấp do có sự trượt (s), tổn thất,
+ Giá thành đắt,
+ Cần có thiết bị làm mát, bổ sung chất lỏng.
- Tổn thất gồm:
Do ma sát bề mặt cánh dẫn, phụ thuộc: Kích thước, hình dáng cánh dẫn, độ
nhớt dòng chảy, độ nhám bề mặt.
Do sự thay đổi đột ngột về phương chuyển động của dòng chảy nhất là tại các
lối vào các bánh (hiện tượng tách dòng chảy, va đập thủy lực cửa vào, xoáy...).
Do sự thay đổi nồng độ vận tốc dòng chảy tại các phần thu hẹp các rãnh bánh
công tác. Vậy khi thiết kế phải giảm tối thiểu tổn thất để tăng hiệu suất.
Truyền động thuỷ động có hai loại: Khớp nối thuỷ lực và biến tốc thuỷ lực.
1/ Khớp nối thuỷ lực (ly hợp thuỷ lực):
a/ Cấu tạo chung:

Hình 2.14a. Sơ đồ nguyên lý cấu tạo và làm việc của ly hợp thủy lực:
a) Nguyên lý cấu tạo và làm việc; b) Cấu tạo; c) Mặt cắt ngang của ly hợp.
1. Vỏ ly hợp; 2. Bánh bơm; 3. Bánh tuabin; 4. Vách ngăn.
Học phần: Xe chuyên dụng – Tín chỉ 1

21


Khoa Cơ khí Động lực

Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên

Khớp nối thủy lực là loại truyền động thủy động truyền áp năng từ trục bơm
sang trục tuốc bin thông qua sự chuyển động chất lỏng trong bánh công tác, nên
nT < nB.
Hiệu số giữa vòng quay của bánh bơm và bánh tuốc bin chia cho bánh bơm (s)

được gọi là hệ số trượt của khớp nối thủy lực.
s

n B  nT
n
 1  T  1  i  η = i.
nB
nB

- Nếu s = 0  i = 1  nT = nB thì áp suất chất lỏng tác dụng lực ly tâm lối ra bánh
bơm và lối vào bánh tuốc bin bằng nhau  chất lỏng không có chuyển động tương đối
từ bánh bơm sang bánh tuốc bin, khi đó hệ thống quay như vật rắn.
- Như vậy khớp nối làm việc khi nT < nB; s = (2÷3)%; η = i = (97÷98)%.

Hình 2.14b. Các trường hợp thay đổi hệ số trượt s của ly hợp thủy lực.
Khi hệ số trượt s = 0 thì không có sự chuyển động tương đối của chất lỏng trong
các bánh của khớp nối thủy lực.
Khi tăng tải trọng của trục tuốc bin s = (0,01 – 0,05) số vòng quay bánh tuốc bin
giảm, gây ra chuyển động tương đối của chất lỏng trong bánh.
Nếu s = (0,3 – 0,35) thì chất lỏng có xu hướng dịch chuyển về bánh tuốc bin
nhiều hơn tạo thành vùng khép kín rỗng ở giữa.
Tiếp tục răng mômen cản s = (0,4 – 0,45) thì vòng khép kín sẽ lớn dần.
Sự biến đổi trạng thái từ vòng khép kín nhỏ sang vòng khép kín lớn xảy ra đột
ngột làm mômen tăng đột ngột, làm mất ổn định chế độ làm việc khớp nối.

Học phần: Xe chuyên dụng – Tín chỉ 1

22

Khoa Cơ khí Động lực

Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên

Khắc phục: Làm sao cho chất lỏng chỉ chuyển động một vòng. Lắp thêm trên
bánh một đĩa chắn thì khớp nối thủy lực chuyển động ổn định.
b/ Nguyên lý làm việc:
Khi trục dẫn 5 quay làm bánh bơm 2 quay, chất lỏng trong bánh bơm quay từ tâm
ra rìa cánh và phóng sang rìa cánh tuabin 3 làm cánh tuabin quay. Dòng chất lỏng đó
chạy từ ngoài vào tâm cánh tuabin, năng lượng dòng chất lỏng giảm dần. Cứ tiếp tục
như vậy nối tiếp các dòng chất lỏng sẽ làm cho trục ra 4 nối liền với bánh tuabin quay.
Chất lỏng trong khớp nối thủy lực thực hiện đồng thời hai chuyển động: Chuyển
động tuần hoàn từ bánh bơm sang bánh tuốc bin rồi lại sang bánh bơm và chuyển động
quay quanh trục khớp nối. Tổng hợp hai chuyển động này cho ta chuyển động xoắn
của các phần tử chất lỏng trong khớp nối thủy lực.


Ứng dụng: thay thế cho ly hợp ma sát bởi tính an toàn và năng lượng truyền lớp

của dòng chất lỏng.
 Ưu điểm:
Truyền mômen được êm dịu,
 Tốc độ mòn chậm hơn ly hợp ma sát nên thời gian sử dụng lâu hơn.
Nhược điểm:






Nếu quá tải sẽ bị trượt bánh tuabin và bánh bơm gây mất an toàn,
 Nhiệt độ phát sinh ra lớn làm cho dầu bị lão hóa nhanh nên phải thay theo kỳ,
 Chế tạo tốn kém, giá thành cao.
- Mô men xoắn trên trục bị dẫn.
M = . . D5. n2
: Hệ số biến mô,
D: Đường kính có hiệu quả của ly hợp thủy lực,
: Khối lượng riêng của chất lỏng,
n: Số vòng quay của động cơ.
2/ Biến tốc thuỷ lực:
a/ Cấu tạo: Biến tốc thủy lực có 3 bánh: Bánh bơm, bánh tuốc bin, bánh phản
ứng.

Học phần: Xe chuyên dụng – Tín chỉ 1

23


Khoa Cơ khí Động lực

Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên

- Khi cần thay
đổi mômen quay
giữa trục bơm và
trục tuốc bin thì
người ta dùng biến
tốc
thủy
lực,

thường dùng để
tăng mômen quay
giữa trục bị dẫn vì
số vòng quay của
trục bị dẫn luôn
luôn nhỏ hơn số
vòng
dẫn.

quay

trục

Hình 2.15a. Biến tốc thủy lực.
1. Bánh bơm; 2. Bánh tuabin;
3. Bánh phản ứng; 4. Khớp một chiều;

- Bánh phản ứng có tác dụng như sau: Thay đổi hướng dòng chảy cho phù hợp
với lối vào của bánh công tác tiếp theo; Thay đổi trị số vận tốc của dòng chảy cho phù
hợp với lối vào của bánh công tác tiếp theo. Sở dĩ gọi là bánh phản ứng vì chất lỏng
khi đi qua bánh này truyền cho nó một mômen quay nhưng vì bánh cố định với vỏ có
tác dụng như một điểm tựa và truyền lại cho chất lỏng một mômen động lượng
(mômen phản ứng). Nếu bánh phản ứng quay thì mômen quay của trục dẫn truyền qua
trục bị dẫn không thay đổi khi đó biến tốc thủy lực làm việc như khớp nối thủy lực.

Học phần: Xe chuyên dụng – Tín chỉ 1

24