CHUYÊN ĐỀ TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ỦI KOMATSU D61EX

CHUYÊN ĐỀ TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG
THỦY LỰC TRÊN MÁY ỦI KOMATSU D61EX-12
6.1 NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG
Trong quá trình làm việc của máy móc nói chung và của máy xây dựng – xếp
dỡ nói riêng, nguồn cơng suất do bộ phận động lực (động cơ) sinh ra cần phải được
truyền đến các bộ phận ( bộ công tác) để cho chúng hoạt động. Cơ cấu làm nhiệm
vụ này gọi là cơ cấu truyền động.
Hiện nay cơ cấu truyền động này chủ yếu sử dụng hai dạng: truyền động cơ khí
và truyền động thủy lực.
Hệ thống truyền động cơ khí hiện nay vẫn được sử dụng nhiều, chủ yếu trên ơ
tơ, máy kéo, máy xây dựng,.. do nó có nhiều ưu điểm như: hiệu suất truyền động
cao, độ bền và độ tin cậy lớn, giá thành rẻ,… tuy nhiên nó vẫn có nhiều hạn chế do
kết cấu cồng kềnh, khó truyền chuyển động đi xa,…
Hệ thống truyền động thủy lực(HTTĐTL) trong khoảng 30 năm trở lại đây
được sử dụng khá rộng rãi, nó là một tiến bộ của khoa học kỹ thuật. Việc ứng dụng
hệ thống này ngày càng nhiều đã góp phần nâng cao các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật
của máy, nhất là đáp ứng một phần nhu cầu tự động hóa ngày càng cao trong kỹ
thuật.
Sở dĩ HTTĐTL được sử dụng rộng rãi như vậy là nó có rất nhiều ưu điểm nổi
bật như:
- Có khả năng truyền được lực lớn và đi xa.
Trọng lượng và kích thước nhỏ hơn so với các kiểu truyền động khác.
- Có khả năng tạo ra các tỉ số truyền lớn ( tới 2000 hoặc cao hơn nữa)
- Quán tính của truyền động nhỏ
- Truyền động êm dịu, không gây tiếng ồn
- Điều khiển nhẹ nhàng, êm dịu, tiện lợi, không phụ thuộc vào công suất
truyền động
- Cho phép điều chỉnh vơ cấp tốc độ của bộ cơng tác
- Có khả năng tự bôi trơn bộ truyền, nâng cao được tuổi thọ của máy
- Có khả năng tự bảo vệ máy khi q tải
- Có khả năng bố trí bộ truyền theo ý muốn, tạo hình dáng tổng thể đẹp, có độ

thẩm mỹ cao
- Dễ dàng chuyển đổi chuyển động quay thành tịnh tiến và ngược lại
- Sử dụng các cụm máy đã được tiêu chuẩn hóa, thống nhất hóa, tiện lợi cho
việc sửa chữa, thay thế cụm chi tiết, giảm thời gian và giá thành sửa chữa.
Bên cạnh các ưu điểm nổi bật trên HTTĐTL còn tồn tại nhiều nhược điểm:


Khó làm kín các bộ phận làm việc, chất lỏng cơng tác ( dầu thủy lực) dễ bị
rị rỉ ra ngồi làm giảm hiệu suất và tính chất làm việc ổn định của bộ truyền
động. Do vậy cần phải thường xuyên kiểm tra bộ truyền động.
- Áp lực công tác của dầu khá cao, đòi hỏi phải chế tạo bộ truyền động từ các
loại vật liệu đặc biệt và chất lượng cơng nghệ chế tạo phải cao, do đó làm
giá thành bộ truyền động thủy lực đắt.
Tuy nhiên với các ưu điểm nổi bật ở trên và sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật,
HTTĐTL ngày càng được sử dụng rộng rãi, phát huy tốt các ưu điểm mà các hệ
thống truyền động khác khơng có được. Ngày nay, khuynh hướng thủy lực hóa
ngày càng chiếm ưu thế, các máy xây dựng và xếp dỡ như cần trục ô tô, xe nâng
hàng, máy làm đất,… chiếm tới 94 % và ngày càng tăng.
-

6.2 HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY LÀM ĐẤT
Máy làm đất chiếm tỉ lệ lớn trong các máy xây dựng ở VN. Với các loại máy
hiện đại thì khơng thể thiếu HTTĐTL. Hiện nay với sự phát triển của khoa học kỹ
thuật, với nhu cầu tự động hóa ngày càng cao thì xu hướng thủy lực hóa ngày càng
rộng rãi.
- Trên máy đào: khi mới ra đời thì nó sử dụng hệ thống truyền động cơ học,
tuy nhiên kết cấu của nó cồng kềnh, làm việc kém hiệu quả. Khi HTTĐTL
ra đời và nó được áp dụng trên máy đào thì kết cấu của máy gọn, hình dáng
đẹp, trọng lượng máy nhỏ, làm việc chính xác, quỹ đạo đào đa dạng, do vậy
có thể đảm đương được những nhiệm vụ phức tạp hơn. Trên các bộ công

tác, bộ di chuyển, bộ máy quay, bộ điều khiển đều sử dụng truyền động
thủy lực.
- Trên máy ủi: với hệ thống truyền động cơ khí thì kết cấu của máy phức tạp,
nặng, việc ấn lưỡi ủi xuống đất phải sử dụng trọng lượng của chính lưỡi ủi.
Khi sử dụng HTTĐTL với cặp xl nâng hạ bộ cơng tác, nó có thể ấn sâu lưỡi
ủi xuống đất làm giảm trọng lượng của lưỡi ủi, ngồi ra nó cịn sử dụng các
cặp xl để nghiêng hoặc quay lưỡi ủi (với máy ủi vạn năng) làm tăng khả
năng làm việc của máy ủi.
- Trên máy san: việc sử dụng HTTĐTL với các xl nâng hạ bàn san, xl đẩy
trượt lưỡi san, mô tơ thủy lực quay bàn san,… đã làm tăng khả năng làm
việc cho máy san.
- Ở một số máy làm đất khác như máy lu, máy bốc xúc, lưỡi xới,… cũng sử
dụng nhiều các thiết bị thủy lực ở bộ công tác.
- Hệ thống truyền động thủy động cũng được sử dụng trên các máy làm đất
như các ly hợp, biến tốc thủy lực. Nó có thể đóng ngắt các chuyển động
hoặc thay đổi vận tốc, mơmen. Nhờ nó có thể giúp cho máy hoạt động êm
dịu hơn khi thực hiện nối ly hợp, tránh các thành phần lực động, do đó tăng


tuổi thọ cho động cơ và các chi tiết khác. Biến tốc thủy lực cịn có thể thay
đổi được vơ cấp tốc độ và có thể thay đổi được mơmen tùy theo sự điều
khiển của người lái.
Như vậy trên các máy làm đất đã sử dụng rộng rãi HTTĐTL . Nó đã mang lại rất
nhiều ưu điểm, tạo ra nhiều khả năng làm việc cho máy, do vậy nó góp phần nâng
cao các chỉ tiêu kinh tế- kỹ thuật cho máy.
6.3 HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ỦI
Máy ủi là một trong các loại máy chủ đạo nằm trong nhóm máy đào và vận
chuyển đất. Hiện nay số lượng máy ủi chiếm tỉ trọng khá lớn trong các máy làm
đất, nó được sử dụng rộng rãi trong cơng tác xây dựng công nghiệp và dân dụng,
trong giao thông, thủy lợi, khai thác mỏ,… Do máy ủi dùng để đào và vận chuyển

đất nên bộ cơng tác của nó chủ yếu gồm lưỡi ủi và khung ủi. Để điều khiển hoạt
động của bộ công tác hiện nay người ta sử dụng HTTĐTL với các xylanh nâng
hạ lưỡi ủi.
- Ở các máy ủi thường: có sử dụng HTTĐTL thì nó chỉ gồm có bơm thủy lực
để tạo ra lưu lượng dầu qua các van an toàn, van phân phối, van một chiều,
… tới các xylanh thủy lực để nâng hạ lưỡi ủi, với một số máy ủi khác thì
cịn có xylanh nâng hạ lưỡi xới.
Đây chính là hệ thống truyền động thủy lực được sử dụng với các máy ủi
được áp dụng đầu tiên như các máy ủi của Liên Xô (cũ) và các máy ủi đời cũ
của Komatsu,…
- Với các máy ủi hiện đại: ngoài các hệ thống trên nó cịn có thêm nhiều các
hệ thống tiên tiến, nhiều chi tiết hiện đại khác để phục vụ cho hoạt động của
máy ủi như:
- Hệ thống tự điều chỉnh góc nghiêng của bơm theo tải trọng
- Hệ thống lái hiện đại với việc sử dụng mô tơ lái thủy lực điều khiển
bằng van phân phối (khác với các máy ủi cũ sử dụng ly hợp để ngắt
chuyển động cho một đĩa xích để lái)
- Sử dụng hệ thống thủy lực để điều khiển các cấp ( số I,II,III) của hộp
số.
- Sử dụng hệ thống thủy lực để điều khiển van phân phối
- Sử dụng biến tốc thủy lực
- Sử dụng các cụm van ưu tiên, van hồi nhanh, van hút, van không tải,
van hồi áp suất,…
Tất cả các hệ thống, chi tiết này được sử dụng với mục đích giảm tiêu hao
công suất, nâng cao năng suất của máy ủi, tận dụng hết công suất của máy,
…


Ngồi ra trên các máy ủi hiện đại cịn có các hệ thống cảm biến về áp
suất, cảm biến về tốc độ quay, cảm biến về nhiệt độ,…tất cả các tín hiệu này

đều được đưa về hộp đen để sử lý. Với một biến cố bất thường nào sảy ra đều
được đưa về hộp đen để phân tích và báo về màn hình hiển thị cho người lái
biết để có biện pháp kiểm tra và sử lý. Do vậy mà máy có thể tránh khỏi các
sự cố gây nguy hiểm, máy luôn làm việc ổn định, đảm bảo các chỉ tiêu về kỹ
thuật, tiến độ và kinh tế.
6.4 TÌM HIỂU VỀ HTTĐTL TRÊN MÁY ỦI KOMATSU D61EX-12
6.4.1 Sơ đồ mạch thủy lực của bộ công tác
Sơ đồ mạch thủy lực trên máy ủi D61EX-12 được trình bày chi tiết trong
bản vẽ A0 số 05 hoặc được thể hiện ở phụ lục 6.1
6.4.2 Nguyên lý làm việc chung của mạch thủy lực trên máy ủi D61EX-12
- Lưu lượng dầu được tạo ra nhờ bơm thủy lực (29) kiểu piston hướng trục có thể

thay đổi được lưu lượng, nó hút dầu từ thùng dầu lên, qua bơm tới các van phân
phối. Bơm (29) này được dẫn động từ động cơ S6D114 qua hộp trích cơng suất.
Sự thay đổi lưu lượng bơm nhờ việc thay đổi góc nghiêng của đĩa nghiêng. Khi
bộ cơng tác của máy ủi chưa làm việc thì góc nghiêng của bơm là nhỏ nhất để
tránh tổn thất công suất. Khi khởi động bộ cơng tác thì nó sẽ tự động tăng góc
nghiêng để tăng lưu lượng dầu tới bộ công tác.
- Dầu thủy lực được bơm từ thùng qua bơm tới cặp van ưu tiên (12), van an tồn
chính cho cả hệ thống (14) và van khơng tải (15).
• Khi bộ cơng tác chưa làm việc thì dầu qua van khơng tải (15) về
thùng dầu.
• Khi bộ cơng tác bắt đầu làm việc thì dầu sẽ qua van ưu tiên (12) tới
cụm van phân phối
• Khi áp suất dầu vượt quá trị số cho phép (14,2 MPa) thì van an toàn
sẽ mở để dầu qua van về thùng để đảm bảo an toàn cho toàn bộ hệ
thống
- Khi dầu qua van ưu tiên (12) sẽ tới van giảm áp và cặp van bù áp suất để tới
cụm van phân phối
Van giảm áp chỉ cho áp suất dầu lên bộ công tác là 20,6 MPa

Van bù áp suất sẽ bù áp cho các cơ cấu đang làm việc
Ở cụm van phân phối có 5 thớt van đó là: van phân phối cho cơ cấu lái, van
phân phối cho xl nâng hạ lưỡi xới, van phân phối cho cặp xl nâng hạ bộ
công tác, van phân phối cho cặp xl quay lưỡi ủi và van phân phối cho xl
nghiêng lưỡi ủi.
• Với van phân phối cho cặp xl nâng hạ lưỡi xới


Đây là van phân phối kiểu: 6 cửa 3 vị trí.
Van phân phối điều khiển bằng tay gạt và lị xo

Hình 6.1 Van phân phối cho cặp xl nâng hạ lưỡi xới
3 vị trí của van phân phối là:
- Vị trí giữ : ở vị trí này thì xl nâng hạ lưỡi xới khơng làm việc
- Vị trí hạ: ở vị trí này xl sẽ hạ lưỡi xới xuống để xới đất
- Vị trí nâng: ở vị trí này xl nâng lưỡi xới lên
6 cửa của van phân phối:
- Cửa 1: đưa dầu cao áp vào
- Cửa 2,3: đưa dầu ra van bù áp (8)
- Cửa 4: đưa dầu thấp áp về thùng dầu
- Cửa 5,6: đưa dầu tới xl nâng hạ lưỡi xới
Việc điều khiển tới các vị trí này nhờ tay gạt, khi không tác động lên
tay gạt thì nó tự động về vị trí giữ (nhờ các lị xo), xl khơng làm việc
Với van phân phối cho cặp xl quay lưỡi ủi
Cũng tương tự như van phân phối cho xl nâng hạ lưỡi xới, nó cũng
gồm 6 cửa, 3 vị trí: giữ, quay trái, quay phải.
Do nó có hai xl hoạt động đồng thời và ngược nhau nên việc bố trí
các đường dầu cho hai xl này là ngược nhau, đảm bảo có thể quay được
lưỡi ủi.
•

Với van phân phối cho xl lanh nghiêng lưỡi ủi
Cũng tương tự như van phân phối cho xl nâng hạ lưỡi xới, nó cũng
gồm 6 cửa, 3 vị trí: giữ, nghiêng sang trái, nghiêng sang phải.
•

Với van phân phối cho cơ cấu lái
Cũng tương tự như van phân phối cho xl nâng hạ lưỡi xới, nó cũng
gồm 6 cửa, 3 vị trí: giữ, lái trái, lái phải.
•


Với van phân phối cho cặp xl nâng hạ bộ cơng tác
Van phân phối này có khác với ba van ở trên do nó có 6 cửa và 4 vị
trí, điều khiển bằng tay gạt và lị xo.
•

Hình 6.2 Van phân phối cho cặp xl nâng hạ bộ công tác
4 vị trí của van tương ứng là:
- vị trí 1: vị trí giữ ( khơng làm việc)
- vị trí 2: vị trí nâng bộ cơng tác
- vị trí 3: vị trí hạ bộ cơng tác
- vị trí 4: vị trí trơi
Vị trí trơi sử dụng khi máy ủi làm việc, lưỡi ủi có thể tự dâng lên hoặc
hạ xuống tùy theo tải trọng tác dụng lên nó.
Vị trí các cửa cũng tương tự như ở trên.
- Cửa 1: đưa dầu cao áp vào
- Cửa 2,3: đưa dầu ra van bù áp
- Cửa 4: đưa dầu thấp áp về thùng dầu
- Cửa 5,6: đưa dầu tới cặp xl nâng hạ bộ công tác

- Khi dầu qua van phân phối sẽ tới các xl hoặc mô tơ thủy lực để thực hiện cơng
việc của nó.
- Ngồi ra trên mạch thủy lực của máy ủi D61EX này cịn có một bơm thuỷ lực
nữa, bơm (33) nó cũng được dẫn động từ động cơ và qua hộp trích cơng suất.
Bơm này hơi khác so với bơm (29), nhiệm vụ của nó là:
- Bơm dầu từ thùng để cho nó qua lọc dầu, từ đó dầu được lọc quay trở về
thùng.
- Bơm dầu qua bộ phận làm mát (30) để làm mát cho dầu. Dầu chỉ được bơm
đi làm mát khi áp suất trên đường dầu từ bơm vượt quá giá trị giới hạn của
van tràn (34) là 2,94 MPa, khi đó dầu sẽ chảy qua van tràn tới bộ làm mát.
- Cung cấp dầu cho bộ điều khiển (24). Đây là bộ điều khiển cho hệ thống lái
( lái trái, lái phải). Dầu cao áp từ bơm tới cơ cấu này, dưới sự tác động của


người lái máy lên cần điều khiển sẽ cho dầu đi theo một trong hai đường,
qua van (23) sẽ đưa dầu cao áp lên van phân phối cho cơ cấu lái (18). Áp
suất dầu này sẽ đẩy ngăn kéo trong van phân phối của cơ cấu lái từ đó sẽ
cho dầu đi đến mô tơ lái để làm quay mô tơ, từ đó tạo ra sự khác nhau về
vận tốc giữa hai cặp bánh răng của bộ truyền động cuối và làm thay đổi
hướng chuyển động của máy.
Như vậy van phân phối (18) khác với các van phân phối ở trên do việc
điều chỉnh nó khơng phải trực tiếp bằng tay mà thông qua hệ thống thủy lực
điều khiển gián tiếp van (18).
Trên đây là nguyên lý chung cho hoạt động của mạch thủy lực của máy ủi
D61EX-12. Để tìm hiểu kỹ hơn về các phần tử trong mạch thủy lực này sẽ được
trình bày trong phần sau.
6.4.3 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của một vài phần tử quan trọng trong
mạch thủy lực trên máy ủi Komatsu D61EX-12
Trên các máy ủi hiện đại, việc xuất hiện thêm một vài phần tử trong mạch thủy
lực đã góp phần giảm tiêu hao công suất cho máy, giúp cho máy hoạt động an

toàn và chắc chắn hơn, tăng tuổi thọ cho các chi tiết trong mạch, phát huy tối đa
công suất của máy,…Như vậy chúng có một ý nghĩa rất quan trọng trong mạch
thủy lực.
Phần dưới đây sẽ được trình bày về: chức năng nhiệm vụ, sơ đồ nguyên lý, cấu
tạo, nguyên lý làm việc của một vài hệ thống và phần tử chính như: hệ thống tự
điều chỉnh góc nghiêng bơm, hệ thống cân bằng tải trọng cho mô tơ thủy lực, các
van bù áp suất, van an toàn, van ưu tiên, van xả nhanh, van hút, van giảm áp, van
khơng tải,…
1. Hệ thống tự điều chỉnh góc nghiêng bơm
a. Nhiệm vụ
Nhiệm vụ của hệ thống này là nhận giá trị áp suất dầu từ đường điều khiển
(nét đứt) từ các van bù áp suất (8) cùng với áp suất dầu từ bơm hiện có để cân
đối và từ đó nó sẽ điều khiển góc nghiêng của bơm một cách hợp lý để đảm bảo
công suất dành cho bơm là ít nhất nhưng vẫn đảm bảo cung cấp đủ lưu lượng
dầu cho các xl và mô tơ thủy lực.
Khi bộ cơng tác chưa làm việc thì nó sẽ điều chỉnh góc nghiêng của bơm là
nhỏ nhất, tránh tiêu hao cơng suất.
Khi bộ cơng tác bắt đầu làm việc nó sẽ điều khiển tăng dần góc nghiêng của
bơm và tăng lưu lượng để cung cấp đủ dầu cho xl, mô tơ thủy lực hoạt động,
khi đó máy sẽ hoạt động khỏe hơn.


b.Sơ đồ nguyên lý

Hình 6.3 Sơ đồ nguyên lý của cơ cấu điều chỉnh góc nghiêng bơm
(trường hợp điều chỉnh bơm cho góc nghiêng nhỏ nhất)
Trong đó:
Bơm thủy lực điều chỉnh được góc nghiêng
Van điều chỉnh tiết lưu
Van LS

Cơ cấu chấp hành điều chỉnh góc nghiêng bơm
a: đường dầu ra khỏi bơm
c: đường dầu vào bơm
b: đường dầu rò về thùng
d: đường dầu điều khiển (LS)
e: đường dầu về thùng
1.
2.
3.
4.

c. Nguyên lý làm việc
Khi khởi động động cơ, qua hộp trích cơng suất sẽ dẫn động cho bơm,
trường hợp bình thường: bơm sẽ hút dầu từ thùng qua đường (c) vào bơm và tạo


ra lưu lượng dầu ra ngoài qua đường (a), dầu rò từ bơm sẽ quay trở về thùng
dầu qua đường (b).
Khi bộ công tác chưa làm việc (máy chạy không tải) thì áp suất dầu trên
đường đường d (PLS) nhỏ, khi đó trên van LS ( van 3) sẽ được thể hiện ở hình
vẽ:

Áp suất dầu từ bơm sẽ thắng được áp suất dầu trên đường (d) và áp lực lị
xo, và van (3) sẽ ở vị trí như trên hình vẽ.
Do đó nó sẽ cho đường dầu từ bơm lên qua van (3) lên van (2) điều khiển
cơ cấu (4).
Khi dầu từ van (3) qua van (2) lên cơ cấu (4) tùy theo áp suất dầu từ bơm
mà nó có thể phải qua tiết lưu hoặc khơng qua. Như vậy van điều chỉnh tiết
lưu (2) có nhiệm vụ tránh sự thay đổi đột ngột góc nghiêng của bơm khi áp
suất dầu trong bơm đang lớn.

Khi áp suất bơm thấp khơng thắng được lực đẩy của lị xo: vị trí van(2) được
thể hiện ở hình vẽ.
Lúc này dầu khơng qua tiết lưu.

Khi dầu qua van (2) lên cơ cấu (4) khi đó nó sẽ điều chỉnh góc nghiêng
của bơm.
Cấu tao của (4) giống như một xl có tiết diện hai đầu piston khác nhau.


Hình 6.4
Ngun lý làm việc

Hai đầu của piston (4) có tiết diện khác nhau.
Dầu từ van (2) vào khoang (2) và từ bơm sẽ vào khoang (1), tiết diện hai
piston ở hai khoang này cũng khác nhau:
- Áp suất dầu từ bơm tác dụng lên piston (4) lực P1
- Áp suất dầu từ van (2) tác dụng lên piston (4) lực P2
- Lò xo tác dụng lên piston (4) lực Plx
Trong trường hợp này áp suất dầu từ (2) cũng bằng áp suất dầu từ bơm, do
tiết diện khác nhau nên P2 > P1 + Plx như vậy nó sẽ đẩy piston (4) sang trái và
do đó làm thay đổi góc nghiêng của bơm về vị trí có góc nghiêng nhỏ nhất.
Khi bộ công tác làm việc, qua hệ thống van bù áp suất (8) sẽ cho dầu có áp
suất cao vào đường dầu điều khiển ( nguyên lý của nó sẽ được trình bày trong
phần van bù áp suất (8) ). Như vậy đường dầu (d) sẽ có áp suất cao. Nhờ thêm
áp lực của lò xo tác dụng lên van nên nó đủ thắng được áp lực dầu từ bơm tác
dụng lên van. Vị trí van (3) được thể hiện ở hình vẽ:

Trong trường hợp này dầu từ bơm sẽ khơng lên được van (2), lúc đó dầu từ
khoang (2) sẽ qua van (3) và van (2) quay trở về thùng bằng đường (e)

Như vậy áp lực của dầu từ bơm ở khoang (1) sẽ đẩy piston (4) sang bên
phải và làm tăng góc nghiêng của bơm.

Hình 6.5 Sơ đồ cấu tạo của hệ thống điều khiển góc nghiêng bơm
( Trường hợp điều chỉnh bơm cho góc nghiêng nhỏ nhất)
Trong đó:
1.
2.
3.
4.

Bơm thủy lực điều chỉnh được góc nghiêng
Van điều chỉnh tiết lưu
Van LS
Hệ thống chấp hành thay đổi góc nghiêng bơm

Dầu thủy lực từ bơm

Dầu thủy lực từ đường điều khiển về


2. Hệ thống điều khiển hoạt động của mô tơ thủy lực (cụm van hãm).
a. Chức năng
Hệ thống điều khiển hoạt động của mơ tơ thủy lực có tác dụng đảm bảo
cho mô tơ thủy lực và máy ủi hoạt động an toàn, nhịp nhàng, tránh những hoạt
động đột ngột có thể làm hỏng mơ tơ.
Hệ thống này đảm bảo:
- Cung cấp dầu tới mô tơ đều đặn.
- Áp suất tăng hoặc giảm từ từ, không gây giật cục làm hỏng mơ tơ

Đảm bảo cho máy làm việc an tồn (nhất là trong trường hợp máy xuống
dốc )
b. Sơ đồ nguyên lý
Sơ đồ nguyên lý của hệ thống điều khiển hoạt động của mô tơ thủy lực
(cum van hãm) rất phức tạp, tuy nhiên có thể sơ đồ hóa nó đơn giản như hình
vẽ sau:


Hình 6.6 Sơ đồ nguyên lý của cụm van hãm
Trong đó:
Van cân bằng
Van một chiều
Van an tồn hoạt động hai chiều
Mô tơ thủy lực
c. Nguyên lý làm việc
Nguyên lý làm việc của các chi tiết trong cụm van này có mối quan hệ mật
thiết với nhau, các hoạt động của chúng ln gắn kết với nhau. Tuy nhiên có thể
trình bày nguyên lý hoạt động của chúng như sau:
- Với van an:
Đây là van an toàn hoạt động hai chiều. Nó có tác dụng đảm bảo cho mơ tơ
thủy lực có thể hoạt động trong vùng áp suất cho phép. Với mơ tơ thủy lực, áp
suất hoạt động của nó cho phép là 41,2 MPa. Van an toàn được đặt áp suất là
38,7 MPa để đảm bảo cho mô tơ có thể hoạt động an tồn.
1.
2.
3.
4.


a’, b’: đường dầu điều khiển van an toàn

Do một lý do nào đó mà áp suất dầu trên đường a tăng vượt quá giá trị áp
suất đặt trên van an tồn ( 38,7 MPa). Khi đó dầu sẽ qua đường dầu điều khiển
a’ lên tác động tới van an toàn và sẽ nối trực tiếp đường dầu từ a sang b không
đi qua mô tơ thủy lực nữa.
Tương tự như vậy khi dầu có áp suất cao quá mức cho phép trên đường b
nó cũng làm cho van an tồn mở và khơng cho dầu qua mơ tơ thủy lực nữa.

-

Với cụm van cân bằng và van một chiều:

Nhiệm vụ của cụm van này là đảm bảo cho mô tơ hoạt động an toàn.


Trên sơ đồ thì khi dầu cao áp tới cung cấp cho mơ tơ thì chúng sẽ qua van một
chiều tới thẳng mô tơ và không qua van cân bằng (1), đường dầu từ mô tơ thủy
lực về sẽ không qua được van một chiều mà phải đi qua van (1). Khi qua van
(1) thì nó sẽ phải qua tiết lưu. Khi áp suất đường dầu vào tăng vượt quá giá trị
4,5 KPa thì nó sẽ tác động
vào van (1) qua đường dầu
điều khiển, khi đó nó sẽ
làm cho đường dầu từ mô
tơ về thùng dầu sẽ không
phải qua tiết lưu nữa, làm
tăng khả năng lưu thông
dầu.

Nguyên lý này sẽ được thể hiện rõ hơn nhờ hình vẽ sau:

Hình 6.7 Sơ đồ nguyên lý làm việc của cụm van cân bằng và van 1 chiều


Trong đó:
1.
2.
3.
4.

Van phân phối
Van cân bằng
Van một chiều
Mơ tơ thủy lực

Ngồi ra cụm van này cịn đảm bảo cho máy ủi hoạt động an toàn khi xuống
dốc trên nền nghiêng. Đây là trường hợp hay gặp phải do máy ủi phải làm
việc trên những địa hình phức tạp để ủi đất.
Trong trường hợp này do trọng lượng bản thân của máy nên nó sẽ kéo máy
ủi xuống và do nền nghiêng nên nó có thể làm quay mơ tơ lái (4).
Khi chưa thực hiện thao tác lái trên van phân phối của cơ cấu lái lúc đó máy
đang di chuyển thẳng. Khi máy xuống dốc và di chuyển trên nền nghiêng, nó
có xu hướng sẽ quay. Như vậy mơ tơ lái sẽ quay trong khi không điều khiển
trên van phân phối.


Hình 6.8 Hoạt động của cụm van cân bằng và van một chiều khi
máy ủi di chuyển thẳng và xuống dốc

Ban đầu áp suất dầu trên hai đường (a) và (b) cân bằng nhau và lực tác
dụng lên ngăn kéo bằng nhau, và do đó nó ở vị trí giữa ngăn không cho dầu từ

(a) hoặc từ (b) về thùng.
Khi mơ tơ thủy lực quay, trong trường hợp này nó làm cho áp suất dầu trên
đường (b) sẽ tăng lên do nó đã bị ngăn cản trở về thùng ở van cân bằng. Áp
suất này tăng sẽ làm ngăn cản chuyển động quay của mơ tơ và do đó nó ngăn
cản máy ủi quay.
Nếu áp suất dầu trên đường (b) tăng q giới hạn cho phép thì nó sẽ qua
van an toàn (3) và trở về thùng dầu, đảm bảo an tồn cho hoạt động của máy
ủi, tránh hỏng mơ tơ thủy lực
Khi đã điều chỉnh van lái để cho mơ tơ của máy ủi quay, tuy nhiên do địa
hình xuống dốc và nền bị nghiêng này nên mô tơ thủy lực sẽ quay nhiều hơn
và cũng sẽ gây nguy hiểm cho máy ủi. Với sự có mặt của cụm van cân bằng
và van một chiều sẽ ngăn cản chuyển động qua đó.


Hình 6.9 Hoạt động của cụm van cân bằng và van một chiều khi
máy ủi xuống dốc khi thực hiện lái

Khi mô tơ thủy lực quay với với vận tốc
lớn hơn vận tốc do áp suất dầu tạo ra, lúc đó nó sẽ làm cho áp suất dầu trên
đường (b) tăng và lớn hơn trên đường (a). Như vậy nó sẽ đẩy ngăn kéo sang
phải ( theo chiều mũi tên) và làm cho dầu về trên đường (b) sẽ phải đi qua tiết
lưu.
Áp suất dầu trên đường (b) tăng sẽ ngăn cản chuyển động quay của mô tơ
thủy lực và do đó nó ngăn cản chuyển động quay của máy ủi.
Khi áp suất trên đường (b) tăng quá mức cho phép thì nó cũng qua van an
tồn và trở về thùng dầu
Như vậy cụm van hãm này có tác dụng rất lớn trong việc bảo vệ mô tơ thủy
lực và đảm bảo cho máy ủi làm việc an toàn.

3. Hệ thống điều khiển hoạt động của cơ cấu lái
a. Chức năng
Hệ thống điều khiển hoạt động của cơ cấu lái có nhiệm vụ phân phối dầu
lên van phân phối cơ cấu lái. Các hoạt động của máy ủi: tiến trái, tiến phải, lùi
trái, lùi phải đều được điều khiển bằng cơ cấu này.
b. Sơ đồ nguyên lý
Sơ đồ nguyên lý của cơ cấu này như sau:
Hình 6.10 Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều khiển cơ cấu lái
Trong đó:
1. Bơm thủy lực dẫn động hệ thống điều khiển cơ cấu lái
2. Cần điều khiển hướng lái ( tiến, lùi)
3. Cần điều khiển lái trái, lái phải
4. Van đảo chiều
5. Van phân phối cho mô tơ lái
a. Đường dầu từ bơm lái tới van phân phối
b,c Đường dầu hồi về thùng dầu
d,e Đường dầu tới mô tơ lái
f. Đường dầu về thùng dầu
b. Sơ đồ nguyên lý
Toàn bộ hệ thống này có nhiệm vụ tạo đường dầu điều khiển tới
van phân phối.
Dầu được lấy từ bơm điều khiển (1) tới các đầu chờ ở các cần (2) và
(3)
Dưới tác động của người lái vào các cần điều khiển (2) và (3) sẽ tạo
hướng chuyển động cho máy ủi. Bình thường van đảo chiều (4) có lị
xo ln đặt ở chế độ tiến cho máy ủi.

Khi điều khiển cần (3) sang phải: đường dầu đi như hình vẽ

Khi đó nó qua van (4) tới van phân phối cơ cấu lái và điều khiển van (5)
sang trái.
Tương tự như vậy khi điều khiển cần (3) sang phải thì nó sẽ cho đường dầu
tới van phân phối (5) đẩy ngăn kéo sang phải và thay đổi chiều quay của mô
tơ.
Khi đã tác động lên cần điều khiển để nối đường dầu đi điều khiển thì áp
lực dịng dầu cũng tác động lại cần điều khiển và ln có xu hướng đẩy nó về
vị trí cũ. Như vậy khi người lái khơng tác động vào cần nữa thì nó tự động trở
lại vị trí ban đầu và khơng nối đường dầu nữa.

Đường dầu đi được thể hiện trên
hình vẽ.

Trường hợp lái khi máy ủi di chuyển lùi thì sử dụng cả hai cần (2) và(3).
Khi tác động vào cần (2) sang trái nó sẽ mở đường dầu tác động vào van đảo
chiều (4) và đẩy ngăn kéo di chuyển sang phải.
a: đường dầu đi điều
khiển
b: đường dầu hồi về
thùng

Như vậy do yêu cầu về khả năng làm việc của cơ cấu lái nên việc điều khiền
nó khác với các cơ cấu khác, đó là sự điều khiển gián tiếp bằng thủy lực có


dẫn động bằng bơm riêng cho van phân phối của cơ cấu lái, còn các van phân
phối cho bộ phận công tác khác đều điều khiển trực tiếp bằng tay.
4. Cụm van an tồn và van khơng tải cho cả hệ thống
a. Chức năng
Dầu thủy lực từ thùng sau khi đi qua bơm sẽ tới cụm van này trước. Chức

năng của từng van như sau:
- Van an toàn: đảm bảo cho toàn bộ các phần tử thủy lực trong mạch hoạt
động an tồn, nó đảm bảo cho áp suất dầu trong mạch luôn nằm trong giới
hạn cho phép.
- Van không tải: là van cho dầu đi qua khi máy ủi chạy nhưng bộ công tác
của máy không làm việc, lúc đó dầu được bơm lên sẽ khơng phục vụ cho
các phần tử trong mạch thủy lực. Trong trường hợp này máy ủi sẽ tiêu hao
cơng suất trích cho bơm. Dầu được bơm lên sẽ đi qua van không tải và lúc
đó góc nghiêng của bơm là nhỏ nhất để giảm tối thiểu công suất tiêu hao.
Khi bộ công tác làm việc thì dầu sẽ khơng đi qua van khơng tải mà nó đi
cung cấp cho bộ cơng tác, lúc đó góc nghiêng của bơm lớn để đủ cung cấp
dầu cho bộ cơng tác.
b. Sơ đồ ngun lý.

Hình 6.11 Cụm van an tồn và van khơng tải
Trong đó:
1. Van an tồn
2. Van không tải
a. Đường dầu từ bơm lên


b. Đường dầu từ van về thùng dầu
c. Đường dầu điều khiển
d. Đường dầu lên các van phân phối của bộ công tác

c. Nguyên lý làm việc.
- Với van an tồn
Đây là van an tồn chính cho mạch nên giá trị của nó là lớn nhất. Giá trị
của nó được đặt là 40,2 MPa. Khi áp suất dầu vượt quá trị số này thì nó sẽ nối
đường dầu từ bơm về thùng mà không qua cơ cấu công tác nữa.

Khi áp suất dầu >40,2 MPa
thì dầu sẽ đi như sau:
a. dầu từ bơm
b. dầu về thùng

- Với van không tải.
Giá trị áp suất đặt lên van không tải là 3,4 MPa.
Nguyên lý hoạt động của van không tải này khác so với van an toàn do chế
độ làm việc của nó phụ thuộc vào hai yếu tố đó là áp suất dầu từ bơm và áp
suất dầu từ đường dầu điều khiển (đường LS) cịn ở van an tồn chỉ phụ thuộc
vào áp suất dầu từ bơm.
- Trường hợp 1: khi bộ công tác (cả mô tơ lái ) chưa làm việc (tức là áp suất
dầu trên đường điều khiển cịn thấp).
Khi đó dầu từ bơm lên có áp suất cao sẽ tác dụng vào van không tải, tới một
lúc nào đó áp suất vượt quá giá trị 3,4 MPa thì lực tác dụng lên van thắng áp
lực của lị xo, và nó sẽ nối đường dầu, cho dầu đi qua và về thùng.


a. dầu từ bơm
b. dầu về thùng
c. dầu điều khiển

Vậy tác dụng của van không tải này là tạo đường dầu về thùng cho bơm
trong khi bơm hoạt động mà các bộ phận khác trên bộ công tác chưa hoạt động.
Trong trường hợp tác động vào van phân phối để kết thúc hoạt động của bộ
cơng tác, khi đó áp suất dầu từ bơm đang cao và áp suất dầu trên đường dầu
điều khiển giảm dần do nó qua tiết lưu về thùng, thơng qua van khơng tải nó
cũng cho dầu về thùng.
Giá trị 3,4 MPa được đặt ra vừa để tạo độ chênh lệch với áp suất trên đường
dầu điều khiển vừa để tạo ra một giá trị áp suất ban đầu cho bơm để khi điều

khiển van phân phối cho bộ công tác hoạt động không bị đột ngột và độ trễ của
nó ít.
-

Trường hợp 2: khi bộ công tác làm việc
Khi tác động vào van phân phối để thực hiện các thao tác của bộ cơng tác
thì qua cụm van bù áp suất nó sẽ đưa dầu tới đường dầu điều khiển làm cho áp
suất trên đường dầu điều khiển tăng lên. Cùng với áp lực của lị so nó sẽ thắng
được áp lực dịng dầu từ bơm và đóng kín đường dầu trên van khơng tải,
khơng cho dầu về thùng, như vậy áp suất dầu sẽ tăng. Tuy nhiên cùng với sự
tăng áp suất dầu từ bơm thì áp suất dầu trên đường dầu điều khiển cũng tăng
nên nó khơng thể làm mở đường dầu trên van không tải.
a. dầu từ bơm
b. dầu về thùng
c. dầu điều khiển


Vậy trong trường hợp này van khơng tải sẽ đóng để tránh tổn thất dầu từ
bơm qua van về thùng.
5. Cụm van giảm áp và van điều chỉnh tiết lưu
a. Chức năng
Cụm van này có chức năng điều hịa áp suất, giữ cho áp suất lên bộ cơng tác
có một giá trị nhất định và tránh gây va đập khi có sự tăng áp suất đột ngột từ
bơm
- Van giảm áp giúp cho áp suất lên bộ công tác (nâng – hạ, quay, nghiêng
lưỡi ủi) không vượt quá giá trị 20,6 MPa để đảm bảo sự hoạt động của bộ
công tác.
- Van điều chỉnh tiết lưu có tác dụng phân bổ lưu lượng dầu cho bộ công tác
và mô tơ lái một cách hợp lý để phát huy hết công suất của bơm. Do mô tơ
lái và bộ công tác rất ít khi hoạt động cùng nhau nên người ta sử dụng van

này. Đồng thời nó cịn tránh sự thay đổi đột ngột lưu lượng dầu khi chuyển
từ điều khiển hoạt động của bộ công tác sang điều khiển hoạt động của mơ
tơ lái và ngược lại.
Do cách bố trí vị trí của lị xo nên khi máy bắt đầu làm việc thì dầu qua
van điều chỉnh tiết lưu sẽ được ưu tiên cho mô tơ lái trước.
Trong trường hợp nào đó cả hai đều làm việc:
- Nếu dầu đủ cung cấp cho cả hai bơ phận trên thì tỉ lệ cung cấp gần
bằng nhau
- Nếu dầu không đủ cung cấp cho cả hai bộ phận thì dầu được ưu tiên
cho mô tơ lái trước để đảm bảo hoạt động của máy ủi vì lúc đó máy ủi
cần ưu tiên cho cơ cấu lái để lái máy hơn là sự hoạt động của bộ cơng tác.
Lúc đó tỉ lệ phân bố dầu cho hai bộ phận này là khác nhau.
Chính vì thế nên van này cịn được gọi là van ưu tiên lái.
Ngun lý làm việc của nó được trình bày ở phần dưới đây nhờ sơ đồ
nguyên lý của nó.

b. Sơ đồ nguyên lý


Hình 6.12 Sơ đồ nguyên lý của cụm van giảm áp và van điều chỉnh tiết lưu
Trong đó:
Van điều chỉnh tiết lưu ( van ưu tiên lái )
Van giảm áp.
Đường dầu cung cấp từ bơm lên
Đường dầu qua van (1) tới cơ cấu lái
Đường dầu qua van (1) tới van (2) lên bộ công tác
Đường dầu điều khiển (đường LS)
Nguyên lý làm việc
Với van điều chỉnh tiết lưu là loại van tự động điều khiển với hai đường dầu:
đường điều khiển (LS) và đường trích từ đường dầu phục vụ cho mơ tơ lái

( đường b). Nó cịn có lị xo để luôn ưu tiên cho cơ cấu lái.
Ban đầu khi máy bắt đầu làm việc, do chưa có áp suất dầu trên cả hai đường
điều khiển nên dưới tác dụng của lò xo sẽ đẩy ngăn kéo sang phải để ưu tiên
cho cơ cấu lái trước ( được thể hiện trong hình 6.12)
Khi dầu qua van (1) lên cơ cấu lái qua đường (b) nếu cơ cấu này hoạt động
thì lúc đó dầu vẫn được ưu tiên cho cơ cấu này. Nếu cơ cấu lái khơng hoạt
động thì áp suất trên đường (b) sẽ tăng lên (trên đường d vẫn giữ nguyên) tới
một lúc nào đó nó đủ áp lực tác dụng lên ngăn kéo thắng được lực đẩy của lò