kỹ thuật ô tô chuyên dụng

Chương 1 – Các khái niệm chung

Hình 2 – Bơm ly tâm, sơ đồ cấu tạo và biểu đồ lưu lượng – áp suất

Hình 3 – Sơ đồ cấu tạo
các loại bơm có thể tích
xác đònh

Kỹ thuật ô tô chuyên dùng

Chương 1

1


Hình 5 – a) Van tiết lưu dọc trục
1. Vít điều chỉnh 2. Rãnh tiết lưu

b) Van tiết lưu quanh trục
1. Rãnh tiết lưu 2. Lỗ thông

Hình 6 – Van một chiều
a) Sơ đồ nguyên lý
b) Ký hiệu
c) Quan hệ lưu lượng – sụt áp

Hình 7 – Van một chiều có điều khiển mở : a) Sơ đồ b) p dụng

Hình 8 – Van một chiều có điều khiển đóng
Kỹ thuật ô tô chuyên dùng

Chương 1

2


Hình 9 – Van điều khiển 5 cửa 2 vò trí

Hình 10 – Vò trí trung gian van điều khiển

1.3.3.3 Xy lanh thủy lực :
- Đây là chi tiết tiêu chuẩn về đường kính trong. Đường kính này thay đổi từ 25 –
Kỹ thuật ô tô chuyên dùng

Chương 1

3


Hình 11 – Xy lanh không pis ton, tác dụng đơn, tác dụng kép

Kỹ thuật ô tô chuyên dùng

Chương 1

4


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Ô TÔ CHUYÊN DÙNG
I. Ô TÔ CHUYÊN DÙNG
Đònh nghóa:

Hiện nay không có chuẩn mực chung về ô tô chuyên dùng mà tùy mỗi nước. Tại Việt
nam, căn cứ theo TCVN 6211:2003 - Phương tiện giao thông đường bộ, kiểu , thuật ngữ và
đònh nghóa, ta có thể phân ra các loại ô tô sau:
Ô tô (motor vehicle): Là loại PTGTĐB chạy bằng động cơ có từ bốn bánh xe
trở lên, không chạy trên đường ray và thường được dùng để chở người và hàng hoá,
kéo các rơmoóc, sơmi rơmoóc, thực hiện các chức năng, công dụng đặc biệt.
Ô tô còn bao gồm cả các xe được nối với một đường dây dẫn điện, ví dụ ô tô
điện bánh lốp (trolley bus) và các xe ba bánh có khối lượng bản thâ n lớn hơn 400kg.
Ô tô chuyên dùng: Có kết cấu và trang bò để thực hiện một chức năng, công
dụng đặc biệt. Ví dụ: Xe chữa cháy, xe hút hầm cầu, xe thang, xe trộn bê tông, xe quét
đường….
Phân loại: Có 2 cách phân loại, theo mục đích sử dụng hoặc theo kết cấu.
Phân loại theo mục đích sử dụng:
1. XCD trong ngành thương nghiệp: Xe chở gia súc, chở bia, chở xe máy …
2. XCD trong ngành vệ sinh môi trường đô thò: Xe ép rác, tưới đường, quét đường …
3. XCD trong ngành xây dựng: Xe ủi, xe xúc, xe lu, xe trộn bê tông …
4. XCD trong ngành nông thủy sản:Xe đông lạnh, xe chở trái cây, xe bồn …
5. XCD trong ngành y tế: Xe cứu thương
6. XCD trong ngành sân bay, hải cảng: Xe nạp nhiên liệu, xe cẩu …
7. XCD trong ngành lâm nghiệp: Xe kéo gỗ
8. XCD trong ngành mỏ, đòa chất: Xe cần trục, xe ben …
9. XCD trong ngành an ninh quốc phòng: Xe chữa cháy, xe việt dã..
10. ……
Phân loại theo kết cấu:
1. Xe tự đổ (xe ben)
2. Xe tự xếp dỡ hàng (xe tải cẩu)
3. Xe thùng kín có bảo ôn (xe đông lạnh) hay không có bảo ôn (xe rác , xe quét
đường)
4. Xe bồn (chở xăng dầu, sữa…, chữa cháy, tưới đường)
5. Xe có kết cấu chuyên biệt khác (xe thang, xe bơm bê tông…)

1


Vai trò
Ô tô chuyên dùng đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Với ô tô
chuyên dùng, ta có thể:
-

Mở rộng công năng vận tải: Có thể chở các loại hàng hoá đặc biệt như chất lỏng (xe
bồn), chất ô nhiễm nhờ thùng kín (xe ép rác, xe hút hầm cầu), có khả năng tự bốc dỡ
hàng hóa, giảm được chi phí, thời gian bốc xếp (xe tải cẩu)…

-

Nâng cao lượng hàng hoá chuyên chở hữu ích: Tăng lượng hàng hóa /m 2 sàn xe nhờ
kết cấu chuyên dùng (xe chở gia súc nhiều tầng, xe chở ôtô), nhờ cơ cấu đặc biệt (xe ép
rác), .

-

Đảm bảo an toàn cho hàng hoá chuyên chở, giảm tỷ lệ hư hỏng do vận chuyển gây
nên: Xe đông lạnh, xe vận chuyển hoa quả.

-

Giảm bao bì khi vận chuyển, do đó giảm chi phí vận chuyển và công lao động: Xe
ben, xe bồn.

-

Thựïc hiện các chức năng đặïc biệt không thể thiếu cho an ninh – quốc phòng, giao
thông công chánh: Xe chữa cháy, xe thang, xe cứu thương, xe hút cầu cống…

Xu hướng hiện nay trong nước là cải tạo xe vận tải thành xe chuyên dùng nhằm tăng
tính kinh tế – an toàn cho việc vận chuyển hàng hóa.
II. PHƯƠNG PHÁP LUẬN TRONG VIỆÂC THIẾT KẾ XE CHUYÊN DÙNG
Ô tô chuyên dùng là sự kết hợp giữa các thiết bò chuyên dùng, thùng chuyên dùng với
ô tô cơ sở. Công thức thành lập ô tô chuyên dùng là:
Ô tô chuyên dùng = Ô tô cơ sở + Thiết bò chuyên dùng + Thùng chuyên dùng
Các thiết bò chuyên dùng trên ô tô là những thiết bò đặc biệt, tạo được những thao tác
riêng biệt cho ô tô chuyên dùng đó. Ví dụ: Thiết bò nâng hạ thùng của xe ben; thiết bò lấy
rác, ép rác, thải rác của xe chở rác; thiết bò làm lạnh trên xe đông lạnh; thiết bò bơm hút trên
xe hút hầm cầu…..
Các thiết bò này có thể sử dụng các kiểu điều khiển cơ học, thủy lực, khí nén, điện
hoặc hỗn hợp các kiểu trên. Hiện nay kiểu điều khiển thủy lực được sử dụng rộng rãi do
những ưu điểm của nó, vì vậy ở đây chúng ta đi sâu nghiên cứu các chi tiết của hệ thống điều
khiển thủy lực.
Để sản xuất xe chuyên dùng, chúng ta có các phương pháp sau:
- Thế giới: Sản xuất công nghiệp, có thiết kế ngay từ đầu.
- Việt nam: Một số liên doanh có chế tạo xe chuyên dùng, nhưng có giá thành cao.
Phương pháp phổ biến hiện nay là cải tạo từ các loại xe tải thông thường thành các xe
chuyên dùng. Phương pháp này có các ưu điểm chính sau:
 Giá thành hạ
 Có kích thước phù hợp với nhu cầu, điều kiện hoạt động cụ thể của từng loại hàng
hoá chuyên chở.
 Thùng xe đóng chắc hơn, thành cao nên chở được nhiều hàng so với xe nguyên
thủy nhập về.

2



Tiết kiệm được ngoại tệ, tạo việc làm cho lực lượng công nhân kỹ thuật trong
nước.

Về nguyên lý, xe chuyên dùng gồm ba cụm chính :
1. Xe cơ sở:
- Cabin chassis
- Chassis
- Xe tải hiện hữu
- Xe nào đó
2. Thiết bò chuyên dùng
3. Thùng chuyên dùng
- Thùng nhập (bồn )
- Thùng tự chế tạo
- Thùng cải tạo từ thùng cũ…
Trên cơ sở phối hợp ba cụm này, ta sẽ có bố trí chung của xe, thỏa mãn các tiêu
chuẩn kỹ thuật – kinh tế – xã hội.
Trọng lượng xe sau cải tạo : Ga = Gcs + G tbcd + G tcd
Gcs – Trọng lượng xe cơ sở
Gtcd – Trọng lượng thùng chuyên dùng
Gtbcd – Trọng lượng thiết bò chuyên dùng
-

Yêu cầu xe sau cải tạo:
Xe sau cải tạo phải có tải trọng tương đương tải trọng cho phép của xe nền.
Các thông số, yêu cầu kỹ thuật thỏa mãn các quy đònh, tiêu chuẩn Việt Nam.
Phải bảo đảm tính an toàn trong sử dụng.

Trình tự thiết kế:
1. Từ mục đích sử dụng, xác đònh các thông số cơ bản của xe:
 Loại xe cơ sở, tải trọng xe cơ sở.
 Loại hàng, tỷ trọng hàng.
 Kích thước thùng hàng sau cải tạo.
2. Thiết kế sơ bộ: Chọn phương án bố trí chung (xe cơ sở, thùng chuyên dùng, thiết
bò chuyên dùng), xây dựng các kích thước cơ bản L x B x H.
3. Thiết kế kỹ thuật: Thiết kế thùng; bố trí lắp đặ t thiết bò chuyên dùng; tính toán
kiểm tra bền các chi tiết của thùng, của hệ thống dẫn động; kiểm tra các cụm
quan trọng của xe sau cải tạo : Khung xe, hệ thống phanh, hệ thống lái….
4. Kiểm tra tính ổn đònh xe sau cải tạo : n đònh dọc, ổn đònh ngang, ổn đònh tónh, ổn
đònh động…
5. Tính toán kinh tế.

III. VẬT LIỆU SỬ DỤN G TRÊN CÁC Ô TÔ CHUYÊN DÙNG
Trên ô tô chuyên dùng hiện nay, ngoài các vật liệu thông thường như gỗ, thép tấm .
thép đònh hình…, người ta còn sử dụng các loại vật liệu khác, tùy theo công năng của xe, ví
dụ nhôm (thùng xe đông lạnh), polyurethan (vật liệu cách nhiệt thùng bảo ôn, đông lạnh),
fiberglass (thùng thao tác xe thang, xe nâng). Để có thể thiế t kế phù hợp, người kỹ sư thiết
kế cần hiểu thêm cơ, lý, hoá tính các loại vật liệu mới này.

3


IV. ĐẠI CƯƠNG VỀ HỆ THỐN G THỦY LỰC SỬ DỤNG TRÊN Ô TÔ CHUYÊN
DÙNG
Hệ thống thủy lực
Truyền động dầu ép là truyền động trong đó thành phần làm việc chủ yếu là chất
lỏng (dầu thủy lực), được thực hiện bằng cách cung cấp cho dầu một năng lượng dưới dạng
thế năng (bơm dầu nén dầu dưới áp suất nhất đònh), sau đó biến đổi thế năng dầu thành cơ

năng (đẩy piston của xy lanh thủy lực) để thực hiện công cần thiết.
Trên các ô tô chuyên dùng, hệ thống thủy lực được sử dụng rộâng rãi do các đặc điểm
sau:
Ưu điểm:
-

Truyền được lực và công suất lớn với cơ cấu có kích thước, trọng lượng nhỏ gọn.
Sử dụng dễ dàng: Sự đa dạng các chi tiết thủy lực cho phép tạo nhiều chức năng
khác nhau: Chuyển động thẳng và quay hai chiều, khoá, không tải, thay đổi vận
tốc..

-

Điều khiển linh hoạt, dễ dàng tự động hóa, truyền động êm dòu: Có thể điều chỉnh
dễ dàng áp suất để có lực theo ý muốn. Có thể thay đổi lưu lượng để thay đổi vận
tốc các cơ cấu chấp hành. Có thể dùng các tín hiệu điện rất nhỏ vẫn điều khiển
được hệ thống.

-

Làm việc ổn đònh, ít phụ thuộc vào tải trọng bên ngoài.

-

Các chi tiết, bộ phận được tiêu chuẩn hóa và phổ biến.

-

Có cơ cấu an toàn chống quá tải.

-

Tính không nén được của dầu : Tại áp suất thông thường (<350 bar), dầu được xem
là không nén được. Điều đó cho phép :
 Dừng các chuyển động một cách tức thời và chính xác;
 Giữ được các lực mà không tiêu tốn năng lượng;
 Tạo ra các chuyển động rất chính xác.
Khuyết điểm:

-

Giá thành: p suất làm việc cao nên đòi hỏi hệ thống phải đảm bảo kín khít, không
rò rỉ. Việc này đòi hỏi độ chính xác khi gia công chi tiết, nên giá thàn h tương đối
cao.

-

Đòi hỏi thiết bò chuyên dùng: Mỗi hệ thống thủ y lực phải bao gồm các linh kiện cần
thiết như bể chứa, bơm, đường ống, van….

-

Giám sát: Cần giám sát thường xuyên hệ thống thủy lực , bảo đảm độ kín khít các
mối ghép, và đặc biệt là giám sát dầu: Mực dầu, độ sạch củ a dầu, nhiệt độ làm việc
của dầu …

-

Vận tốc truyền động bò hạn chế vì cần đề phòng hiện tượng va đập thủy lực, tổn
thất cột áp, tổn thất công suất lớn.

-

nh hưởng bởi nhiệt độ: Trong quá trình biến đổi năng lượng, một phần năng lượng
tiêu hao biến thành nhiệt làm độ nhớt dầu giảm. Kết quả là làm tăng rò rỉ và kèm
theo là mất áp, giảm vận tốc

4


Dầu thủy lực (nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại, tính toán và chọn . . .
Bơm thủy lực (nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại, ứng dụng, ký hiệu, tính toán và chọn . .
.
Van thủy lực (nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại, ký hiệu, vò trí trung gian, tính toán và
chọn . . .
Xylanh thủy lực (nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại, ký hiệu, tính toán và chọn . . .
Động cơ thủy lực (nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại, ký hiệu, vò trí trung gian, tính toán
và chọn . . .
Sơ đồ mạch thủy lực
Tính toán thủy lực: Lưu lượng, áp suất, tổn thất, độ cao, . . .
Sơ đồ tổng quát hệ thống thủy lực
Một hệ thống thủy lực cơ bản sử dụng trên ô tô phải bao gồm các chi tiết sau (hình
1.5):
1.
2.
3.
4.
5.
6.

Thùng dầu
Bơm dầu
Các van điều chỉnh (van phân phối, van an toàn, van tiết lưu, van 1 chiều ).
Cơ cấu chấp hành (xy lanh thủy lực, động cơ thủy lực)
ng dẫn, lọc dầu.
Đồng hồ áp suất

Hình 1.5 – Sơ đồ hệ thống thủy lực cơ bản
1. Xy lanh thủy lực
2. Piston thủy lực
3. Van tiết lưu
4. Van một chiều
5. Van phân phối 5/3
6. Cơ cấu điều khiển van
7. Bơm dầu
8. Đường dầu
9. Van an toàn
10. Đường dầu về
11. Thùng dầu
Ký hiệu các chi tiết hệ thống thủy lực
Các thành phần của hệ thống thủy lực phải có ký hiệu thống nhất để thể hiện trên các
sơ đồ nguyên lý. Các ký hiệu này căn cứ theo TCVN 1806 – 76 hoặc ISO 1219:1976. Ta có
thể tổ hợp (hợp lý về mặt kỹ thuật) các ký hiệu cơ bản để tạo nên các ký hiệu khác.
Tính điều chỉnh được
Đường dầu chính
Đường dầu điều khiển, dầu hồi

5

Ống dẫn chéo nhau
Ống dẫn nối nhau
Ống dẫn bò bòt
Ống dẫn mềm
Nối cơ khí
Điều khiển bằng tay gạt
Điều khiển bằng nút nhấn
Điều khiển bằng cam
Điều khiển bằng bàn đạp chân 1 chiều
Điều khiển bằng bàn đạp chân 2 chiều
Điều khiển bằng khí nén
Điều khiển bằng thủy lực
Điều khiển bằng điện
Thùng chứa chất lỏng làm việc
c quy thủy lực
Bộ lọc
Bộ tản nhiệt
Bộ gia nhiệt
Đồng hồ đo áp
Bơm thủy lực, một chiều, lưu lïng không đổi
Bơm thủy lực, đổi chiều, lưu lượng thay đổi
Động cơ thủy lực
Động cơ điện
Động cơ đốt trong
Xy lanh thủy lực cán piston một phía
Xy lanh thủy lực cán piston hai phía
Xy lanh lồng tác dụng đơn
Xy lanh có lỗ dẫn trong cán piston
Van nhiều vò trí: (Giải thích ký hiệu cửa/vò trí)
Hai vò trí

Ba vò trí
Vò trí ống dẫn
Vò trí nối, chiều chảy

6


Nối các rãnh bên trong
Các rãnh bò bòt kín
Phổ biến nhất là loại bốn cửa:
P – Pressure (supply)

A , B – Output ports

T – Tank (return)
Van một chiều
Đóng bởi lò xo
p suất mở quan trọng
Có điều khiển
Van điều áp (pressure control valve), van an toàn , van tràn
Van thường đóng
Van thường mở
Van tự điều khiển
Van điều khiển từ bên ngoài
Van tiết lưu
Không điều chỉnh
Có điều chỉnh
Điều chỉnh theo một chiều
Bơm thủy lựïc: Là thiết bò biến đổi cơ năng (ngẫu lực, vận tốc quay) của độn g cơ điện
cung cấp thành động năng (lưu lượng) và thế năng (dưới dạng áp suất) của dầu.

Phân loại: Có hai nhóm chính: Bơm có lưu lượng thay đổi và bơm có lưu lượng
cố đònh.
a) Bơm có lưu lượng thay đổi: Điển hình là bơm ly tâm (hình 1.6a). Khi áp suất tăng,
lưu lượng bơm giảm (hình 1.6b). Nếu bòt kín đầu ra của bơm làm tăng áp suất, thì lưu lượng
bơm giảm bằng 0. Bơm hoạt động nhờ cánh quạt quay, hút chất lỏng vào qua cửa hút bên
hông, và đẩy chất lỏng ra bằng lực ly tâm. Loại bơm này sử dụng hạn chế trong hệ thống
thủy lực, thường dùng làm bơm mồi cho một bơm chính dạng thể tích xác đònh, hoặc bơm
chuyển chất lỏng, bơm hệ thống làm mát.

Hình 1.6 – Bơm ly tâm, sơ đồ cấu tạo và biểu đồ lưu lượng – áp suất

7


b) Bơm cólưu lượng cố đònh: Đây là loại bơm mà lưu lượng lý thuyết bơm cung cấp
không thay đổi theo áp suất ra. Khi đầu ra của bơm bòt kín, do lưu lượng cung cấp không thay
đổi, áp suất sẽ tăng vọt nhanh chóng đến giá trò tối đa bơm chòu được về mặt cơ khí.
Bơm có lưu lượng cố đònh luôn được dùng làm bơm chính trong hệ thốn g thủy lực. Có
hai nhóm bơm chính: Bơm quay và bơm tònh tiến, trong mỗi nhóm lại có nhiều dạng khác
nhau:
 Chuyển động bơm quay
 Bơm bánh răng ăn khớp ngoài
 Bơm bánh răng ăn khớp trong
 Bơm rotor quay
 Bơm trục vít
 Bơm cánh gạt
 Chuyển động bơm tònh tiến
 Bơm piston hướng kính
 Bơm piston hướng trục
 Bơm piston thẳng hàng

Hình 1.7 – Sơ đồ cấu tạo
các loại bơm có lưu lượng
cố đònh

8


Thông số các loại bơm :
Bảng 1.1
Loại bơm
p suất thấp
Trục vít
p trung bình
p suất cao
Bánh răng
Cánh gạt
Piston
Hướng kính
Hướng trục
Dãy (thẳng hàng)

Lưu lượng (lít/phút)
3 – 5.103
3 – 200
1.6 – 378
Đến 800
30 – 640
0.8 – 65

p suất (kG/cm2)
10 – 15
30 – 60
60 - 200
10 – 200
0.6 – 175
Đến 320
Đến 175
Có thể đến 500

Tiêu chuẩn chọn lựa bơm:
Do các bơm rất đa dạng về chủng loại nên việc chọn lựa bơm thích hợp cho hệ thống
phải được căn cứ trên những thông số chính sau đây :
a)
Lưu lượng tối đa bơm cung cấp: Bơm được chọn phải có khả năng cung cấp
đủ lưu lượng yêu cầu của hệ thống. Tùy theo hiệu suất thể tích của bơm mà ta chọn vượt 10 15 % lưu lượng max có ích.
Nhà chế tạo thường cho biết lưu lượng riêng của bơm q (cm3/vòng), từ đó ta tính toán
được lưu lượng của bơm:
q - lưu lượng riêng (cm3/vòng)
n – số vòng quay bơm (vòng / phút)
Lưu lượng bơm lý thuyết : Q = 10 -3.q.n (lít/phút)
Lưu lượng bơm thực tế Qtt < Q do tổn thất thể tích (rò rỉ, trượt).
Hiệu suất thể tích : Lưu lượng bơm thực tế / lưu lượng bơm lý thuyết

v 

Qtt
Q

Lưu lương bơm thực tế: Qtt = Q. ηv = 10-3. q.n. ηv (l/p)

Hiệu suất cơ khí: ηck do ma sát của các chi tiết chuyển động…
Hiệu suất tổng hợp : η = ηv. ηck
Công suất cung cấp cho bơm hoạt động: (kW)
Q .P
N  tt
600.
P – p suất bơm (bar)
b)
p suất làm việc tối đa: Chọn vượt 15 – 30 % áp suất có ích của hệ thốn g. p
suất làm việc của hệ thống lại phụ thuộc nhiều yếu tố khác. Tổng quát, áp suất làm việc
càng cao thì chi phí cho các thiết bò càng cao và khả năng chọn lựa thiết bò càng thấp. Bù lại,
sử dụng áp suất cao sẽ giảm lưu lượng, kích thước bơm và các chi tiết khác trong hệ thống
nhỏ gọn hơn.
c) Các điều kiện làm việc: Độ nhớt dầu thủy lực, khoảng nhiệt độ làm việc, vận
tốc quay, nhòp sử dụng.

9


d)
-

Các tính chất khác:
Môi trường xung quanh (bụi, nhiệt độ, hỏa hoạn…)
Cách tháo lắp dự kiến.
Mức ồn có thể chấp nhận được.
Sự dễ dàng trong bảo trì, phụ tùng thay thế.
Tuổi thọ dự kiến.
Giá thành.

Van thủy lực : Đây là những thiết bò tạo nên giao tiếp giữa dầu ép, tín hiệu điều
khiển và cơ cấu chấp hành. Chúng dùng để kiểm soát áp suất dầu ép, lưu lượng và hướng
dòng dầu.
Tổng quát, van thủy lực gồm các loại van chính sau:
a) Van điều áp : Dùng giới hạn áp suất cực đại (van an toàn), xác đònh áp suất mở
đường dầu về (van tràn ), thay đổi áp suất trong đường ống (van giảm áp). Nguyên lý hoạt
động chính là áp suất dầu phải thắng lực cản gây nên bởi lò xo.
Hình 1.8 – Van điều áp
1, 2 – Lò xo
3 – Bi
4 – Vít điều chỉnh
5 – Piston
6 – Rãnh tam giác hay
chữ nhật
7 – Lỗ tiết lưu
Ký hiệu van điều áp :

Đây là van thường đóng, chỉ mở một phần cho phép dầu chảy về bể chứa khi áp suất
dầu vào lớn hơn lực ép của lò xo. Nếu không có mũi tên trên hình lò xo, có nghóa áp suất mở
van đã được đònh sẵn.
Có thể dùng bi, mặt côn hay tấm phẳng để bít lỗ vào van.
b) Van tiết lưu: Dùng điều chỉnh lưu lượng dầu, do đó điều chỉnh được vận tốc cơ cấu
chấp hành (thường là xy lanh thủy lực) trong hệ thống.
Có hai loại van tiết lưu: Điều chỉnh dọc trục và điều chỉnh quanh trục.

10


Hình 1.9 – a) Van tiết lưu dọc trục
1. Vít điều chỉnh 2. Rãnh tiết lưu

b) Van tiết lưu quanh trục
1. Rãnh tiết lưu 2. Lỗ thông

c) Van một chiều: Chỉ cho phép dầu chảy theo một chiều và hạn chế theo chiều
ngïc lại. Ký hiệu van một chiều như hình vẽ. Lưu ý khi giá trò lực ép lò xo có ý nghóa quan
trọng, ta thể hiện hình lò xo trên ký hiệu.

d) Van điều khiển:
3.4.2.1 Cơ cấu chấp hành
Xy lanh thủy lực
Xy lanh quay

Hình 1.10 – Van một chiều
a) Sơ đồ nguyên lý
b) Ký hiệu
c) Quan hệ lưu lượng – sụt áp

Có trường hợp van một chiều được điều khiển đóng hoặïc mở bằng áp suất đường dầu
điều khiển (hình 1.11 và 1.12)

11


H. 1.11 – Van một chiều có điều khiển mở : a) Sơ đồ b) p dụng

H.1.12 – Van một chiều có điều khiển đóng
Trên hình 1.11, khi có hiện tượng “tuột” ở đầu xy lanh dưới, áp suất đầu trên (là áp
suất điều khiển van một chiều ) giảm, khiến van được đóng chặt, hiện tượng giật ngừng lại.
Trên hình 1.12, van một chiều làm nhiệm vụ như van an toàn. Khi áp suất dầu mạch 1

giảm, ngay lập tức mạch dầu 2 cũng được mở.
d) Van điều khiển: Thường gặp nhất là van với ty van trượt. Việc điều khiển ty van có
thể bằng cơ khí, thủy lực hoăïc điện.

Hình 1.13 – Van điều khiển 5 cửa 2 vò trí

12


Với van 5/3, có thêm vò trí trung gian. Tùy kết cấu , vò trí trung gian có thể có những
kiểu nối khác nhau.(Bảng 1.2)
Bảng 1.2 – Vò trí trung gian van điều khiển

Xy lanh thủy lực :
Đây là chi tiết tiêu chuẩn về đường kính trong. Đường kính này thay đổi từ 25 –
320mm, có thể mở rộng đến 500mm hay hơn nữa.
Hành trình thông thường từ 30 đến 1000mm.

13


p suất danh đònh là 60, 80, 120, 160, 250 bars.
Thông thường người ta chia làm hai loại:
- Xy lanh thủy lực tác động đơn (1 chiều )
- Xy lanh thủy lực tác động kép (2 chiều)

Hình 1.14 – a) Xy lanh không pis ton,
b) Xy lanh tác dụng đơn,
c) Xy lanh tác dụng kép

14


CHƯƠNG 2 - XE TỰ ĐỔ
I. CÔNG DỤN G – YÊU CẦU
1.1 Công dụng – Đặc điểm:
Các loại hàng hóa chuyên chở bằng xe tải thường là hàng hóa có thể tích lớn, do đó
thùng xe tải thường phải có kích thước lớn để tận dụng hết côn g suất của động cơ. Một số loại
hàng hóa cần tránh mưa nắng nên thùng xe tải có mui. Hai bửng hông và bửng sau có khớp
bản lề, có thể mở bửng thuận tiện cho việc xếp hàng. Thùng xe tải thường dài nên tính năng
quay vòng thấp.
Trong khi đó, xe tự đổ chủ yếu dùng chuyên chở hàng rời rạc có khối lượng riêng lớn
như cát, đá, vật liệu xây dựng, đất rác . . . nên thùng xe được làm ngắn và chắc chắn, hai
bửng hông và bửng sau lật được để tháo dỡ hàng. Vật liệu chuyên chở không đòi hỏi bảo
quản mưa nắng nên thùng không có mui.
Xe có chiều dài xe rất ngắn do đó có tính năng quay vòng tốt nên. Xe thường được
trang bò loại bánh xe có tính năng thông qua cao và có thể chạy được trên đất mềm.
1.2 Yêu cầu:
- Thỏa mãn các tiêu chuẩn về an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường (xem 22TCN 224
– 2001, 22 TCN 307 – 03) của phương tiện giao thông cơ giới đường bộ do Bộ Giao thông
Vận tải ban hành.
- Thùng có kích thước, hình dáng phù hợp để chứa được lượng hàng hóa lớn nhất, dễ
tháo sạch lòng thùng khi đổ.
Quy đònh chung về kích thước cho phép lớn nhất:
Chiều rộng thùng xe không quá 2,5 m
Chiều cao thùng xe không quá 4,0 m
Chiều dài toàn xe không quá 12,2 m
Đối với xe cơ giới cỡ nhỏ, để kích thước hình dáng bảo đảm tính hài hòa, Bộ Giao thông
Vận tải quy đònh như sau:
Chiều dài toàn bộ xe L  1,95 L0 (chiều dài cơ sở)

Chiều cao tối đa xe Hmax  1,75 WT
Wt là khoảng cách giữa tâm vết tiếp xúc của hai bánh xe sau với mặt đường trường hợp
trục sau lắp bánh đơn, hay là khoảng cách giữa tâm vết tiếp xúc của hai bánh xe sau phía
ngoài trường hợp trục lắp bánh đôi (hình 2.1)
- Đảm bảo tính an toàn khi nâng, đổ hàng cũng như khi vận chuyển, không làm rơi vãi
hàng hóa khi vận chuyển. Xe phải trang bò cơ cấu khóa nắp thùng, cơ cấu an toàn, thùng phải
đủ bền và cứng vững, có mái bảo vệ cabin khi chất hàng.
- Góc nâng thùng phải đủ lớn để trút sạch hàng hóa.
1


Hình 2.1 – Phương pháp xác đònh giá trò W t
- Xe phải có tính ổn đònh khi nâng, hạ thùng.
- Kết cấu gọn nhẹ, dễ chế tạo, giá thành thấp.
- Dễ bảo trì, bảo dưỡng, sửa chữa, thao tác vận hành đơn giản . . .
II. KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
Công thức cấu tạo: Xe cơ sở + Thùng hàng tự đổ + Cơ cấu nâng hạt hùng hàng

Hình 2.2 – Xe tự đổ KAMAZ 65111

2


2.1 Xe cơ sở:
Các xe tự đổ hiện nay thường được cải tạo từ xe tải thùng hở. Việc chọn lựa xe cơ sở
được tiến hành trên cơ sở phân tích khối lượng riêng loại hàng cần chuyên chở, thể tích hàng
vận chuyển tối ưu, từ đó xác đònh được tải trọng xe.
Trong quá trình cải tạo từ xe tải thùng sang xe tự đổ, thường phải cắt ngắn khung xe,
dời cầu và thay thùng tải bằng thùng tự đổ.
Thùng sau cải tạo thường được gia cố vững chắc hơn, ngoài ra còn phải bố trí thêm cơ

cấu nâng hạ thùng, do đó tự trọng xe tăng lên, hệ quả là tải trọng xe giảm xuống. Điều này
cần lưu ý khi chọn xe cơ sở ban đầu, sao cho tải trọng xe sau cải tạo vẫn phù hợp với yêu cầu
vận chuyển hàng và yêu cầu an toàn cho xe.
Sau khi xác đònh được tải trọng, việc chọn xe cơ sở còn căn cứ vào các điều kiện khác
như: Có/không hộp phân phối, khả năng trích công suất để dẫn động hệ thống nâng thùng,
giá thành . . .
2.2 Thùng hàng:
2.2.1

Kết cấu:

Hình 2.3 – Tổng thể xe tự đổ (Hyundai 15T)
Hình 2.4 – Thùng trước và sau cải tạo
Thùng được chế tạo từ thép các loại. Khung thùng làm từ thép cán đònh hình, thường
là thép chữ C, thép L, sau đó hàn thép tấm tạo thành mặt bên và đáy. Tấm đáy chòu tải trọng
lớn nên thường dày hơn các tấm bên. Ở thùng nguyên thủy, các tấm bên có thể lật ra; nhưng
thùng sau cải tạo thường làm thành bên cố đònh để tăng độ cứng vững (hình 2.4).
Để bảo đảm an toàn cho người điều khiển xe, phần trên thùng được làm dài ra, che
phủ cabin.

3


Phần sau thùng có thể làm dốc lên (hình 2.4), ngăn không cho vật liệu tràn ra ngoài
khi vận chuyển, nhưng vẫn dễ dàng tháo sạch vật liệu khi nâng thùng lên. Tuy nhiên, hiện
nay phần lớn thùng tự đổ đều bố trí tấm bửng sau. Trong trường hợp này, bản lề bửng pha ûi
được bố trí phía trên, bảo đảm sau khi đổ hàng tấm bửng không bò vướn g như trường hợp bản
lề nằm dưới.
Để việc tháo dỡ hàng thuận tiện, thùng được bố trí cơ cấu khoá bửng sau tự động.

Hình 2.5 – Sơ đồ nguyên lý
cơ cấu khóa bửng tự động
1. Lò xo giữ chốt khoá
2. Xích
3. Chốt khóa
4. Bửng sau

Nguyên lý hoạt động như sau:
Tấm bửng sau 4 được giữ bởi chốt khóa 3. Trên trục mang chốt khóa O 3, người ta hàn
cứng cánh tay đòn điều khiển 5, một đầu liên kết với lò xo giữ 1, đầu còn lại nối với xích 2.
Đầu kia của xích 2 nối bản lề với khung xe tại O1. Trục quay thùng là O 2. Như vậy, khi nâng
thùng lên góc , điểm O 3 quay quanh O 2, còn còn điểm A quay quanh O1.
Đặt

O1O2 = l1 = const
O1O3 = l2  const
O2O3 = l3 = const

O1A = l4  const
O3A = l5 = const

Khi thùng nâng lên:
Xét tam giác O1O2O3’:

l22 = l32 + l12 – l3l1.cos(+)

Xét tam giác O1A’O3’:

l42 = l22 + l52 – l2l5.cos(O1O 3’A’)
cos O1O3' A' 

l 22  l52  l 42
l 2 l5

Vậy , khi  tăng thì l2 tăng (theo công thức trên). Nhưng ở công thức dưới, khi l2 tăng,
tử sẽ tăng nhanh hơn mẫu, do đó góc O 1O3’A’ giảm, có nghóa là khóa 3 sẽ quay quanh O 3 để
mở bửng sau, thực hiện đổ hàng.
Lò xo 1 có tác dụng giữ bửng không bung ra ở vò trí nằm ngang.

4


2.2.2

Phương án lật thùng:

Khi đổ vật liệu, thùng phải được nâng lên một góc nào đó so với mặt phẳng ngang. Ta
có các phương án lật thùng như sau:
 Bố trí đổ ngang
Ưu khuyết điểm:
- Đổ vật liệu nhanh chóng do tiết diện đổ lớn.
- Khó tăng góc nghiêng thùng nên khó đổ hết
vật liệu.
- Không thích hợp ở những nơi chật hẹp.
- Vật liệu cản trở sự di chuyển của xe.
- Kích thước ngang lớn, kém ổn đònh
Hình 2.6 – Sơ đồ đổ ngang
 Bố trí đổ dọc

Hình 2.7 – Sơ đồ đổ dọc

Ưu khuyết điểm:
- Rất thích hợp cho việc đổ hàng ở những nơi chật hẹp.
- Có thể lùi vào đổ hàng, sau đó tiến ra hoặc vừa đổ
vừa di chuyển.
- Xe có tính ổn đònh cao khi đổ hàng.
- Tốn nhiều thời gian đổ vì tiết diện bé.

Hiện nay, phương án
đổ dọc được sử dụng phổ biến
hơn cả. Tuy nhiên, có những
xe được bố trí đồng thời đổ
ngang và đổ dọc, rất thuận
tiện cho sử dụng ở những nơi
chật hẹp ở đó xe không thể
quay đầu, hoặc khi chuyên
chở vật có hình dạng dài, tiết
diện nhỏ như ống nước, sắt
xây dựng (hình 2.8)

Hình 2.8 – Phương án đổ phối hợp
5


2.3 Cơ cấu nâng hạ
2.3.1


Hệ thống nâng hạ: Có thể sử dụng hệ thống cơ khí, khí nén hay thủy lực .

Phương án 1 : Dùng hệ thống truyền động bằng cơ khí
Ưu điểm: Giá thành thấp, dễ chế tạo, đơn giãn, dễ bảo trì, bảo dưỡ ng, thay thế
Khuyết điểm: - Kết cấu cồng kềnh, phức tạp
- Lực nâng thùng nhỏ
- Làm việc nguy hiểm, không an toàn
Hình 2.9 – Sơ đồ nâng hạ dùng
truyền động cơ khí
1. Thùng xe
2. Trục vít
3. Bánh vít
4. Tời
5. Ròng rọc
6. Cơ cấu kẹp chặt đầu cáp

Phương án 2 : Dùng hệ thống truyền động bằng khí nén
Nhược điểm: - Lực nâng thùng nhỏ
- Kết cấu cồng kềnh
- Không ổn đònh vì không khí có thể nén được




Phương án 3 : Dùng hệ thống truyền động bằng thủy lực

Ưu điểm: - Lực nâng lớn
- Kết cấu nhỏ gọn
- Làm việc ổn đònh
Khuyết điểm: Giá thành cao, bảo trì, bảo dưỡng thườ ng xuyên . . .

6

Hình 2.10 – Chu trình mở hệ thống thủy lực
1. Xy lanh thủy lực
2. Piston thủy lực
3. Van tiết lưu
4. Van một chiều
5. Van phân phối 5/3
6. Van điện từ
7. Bơm dầu
8. Đường dầu
9. Van an toàn
10. Đường dầu về
11. Thùng dầu

2.3.2 Phương án nâng hạ: Trên cơ sở phân tích ở trên, ta chỉ đi sâu vào phương án
nâng hạ sử dụng hệ thống thủy lực.
 Nâng hạ trực tiếp


Dùng xy lanh một tầng
Ưu khuyết điểm:
- Kết cấu đơn giản, giá thành thấp
- Áp suất làm việc nhỏ
- Góc nâng nhỏ vì chòu ảnh hưởng chiều
dài xy lanh thủy lực.
- Chiếm khoảng không gian lớn

Hình 2.12 – Xy lanh một tầng trực tiếp


Dùng xy lanh nhiều tầng

Khi nâng thùng, dầu từ bơm qua cơ cấu điều khiển vào buồng A đẩy piston 2 lên, đồng
thời dầu từ buồng B chảy về thùng. Khi piston 2 đi hết hành trình, dầu tiếp tục vào cửa A
nâng piston 1 đi lên, còn dầu từ cửa C về buồng chứa.

7