BÀI GIẢNG kỹ thuật ô tô chuyên dụng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

HỒ ANH CƯỜNG

BÀI GIẢNG

TÊN BÀI GIẢNG
Trình độ: ( ĐH )
Ngành: Kỹ thuật Cơng nghệ Ơ tơ
Mơn: Kỹ thuật Ơ tơ chun dụng
Thời lượng giảng dạy: 30 tiết

TP. HỒ CHÍ MINH – 2016
LƯU HÀNH NỘI BỘ


Mục lục
Chương 1

Trang
TỔNG QUAN VỀ XE CHUYÊN DÙNG

1.1 Xe chuyên dùng ……………………………………………………….

1

1.1.1 Định nghĩa ……………………………………………………………

1

1.1.2 Phân loại………………………………………………………………

1

1.2 Phương pháp luận trong việc thiết kế xe chuyên dùng…………………

2

1.2.1 Về nguyên lý………………………………………………………….

2

1.2.2 Yêu cầu xe sau cải tạo………………………………………………...

3

1.3 Vật liệu sử dụng trên các xe chuyên dùng………………………………

3

1.4 Đại cương về hệ thống thủy lực sử dụng trên ô tô chuyên dùng……….

4

Chương 2

TRANG BỊ TRÊN XE CHUYÊN DÙNG

2.1 Hệ thống thủy lực……………………………………………………….

5

2.1.1 Khái quát về hệ thống thủy lực trên xe chuyên dùng…………………

5

2.1.2 Các bộ phận chính và phân loại hệ thống thủy lực trên xe chuyên

6

dùng
2.2 Các bộ phận chính hệ thống thủy lực…………………………………...

8

2.2.1 Bơm và mô tơ thủy lực………………………………………………..

8

2.2.2 Cấu tạo bơm và mô tơ thủy lực kiểu pittong………………………….

12

2.3 Xy lanh thủy lực và động cơ lắc………………………………………...

14

2.3.1 Xy lanh tác động đơn…………………………………………………

14

2.3.2 Xy lanh tác động kép………………………………………………….

16

2.3.3 Động cơ lắc……………………………………………………………

17

2.4 Các van thủy lực………………………………………………………...

19

2.4.1 Van phân phối………………………………………………………...

19

2.4.2 Van chặn………………………………………………………………

21

2.4.3 Van áp suất……………………………………………………………

22

2.4.4 Van dòng……………………………………………………………...

22

2.5 Tích áp thủy lực…………………………………………………………

24

2.5.1 Khái niệm chung……………………………………………………...

24

2.5.2 Phân loại tích áp thủy lực……………………………………………..

24

2.6 Các phần tử kết nối……………………………………………………...

26

2.6.1 Ống cứng và ống mềm………………………………………………..

26

2.6.2 Nối ống cứng và nối ống mềm………………………………………..

27

2.7 Hệ thống thủy lực hoàn thiện trên xe chuyên dùng…………………….

28

2.7.1 Cơ cấu treo……………………………………………………………

28

2.7.2 Hộp phân phối………………………………………………………...

29

2.7.3 Điều chỉnh chất lượng làm việc của máy công tác……………………

29

2.7.4 Hệ thống chống trượt (tăng trọng lượng bám)………………………..

31

2.8 Trục thu công suất………………………………………………………

32

2.8.1 Nhiệm vụ và phân lại………………………………………………….

32

2.8.2 Cấu tạo trục thu công suất…………………………………………….

33

Chương 3

XE TỰ ĐỔ

3.1 Công dụng – phân loại - yêu cầu………………………………………..

35

3.1.1 Công dụng…………………………………………………………….

35

3.1.2 Yêu cầu………………………………………………………………..

35

3.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động………………………………………...

36

3.2.1 Xe cơ sở……………………………………………………………….

37

3.2.2 Thùng hàng……………………………………………………………

37

3.2.3 Cơ cấu nâng hạ……………………………………………………….

38

3.2.4 Sơ đồ nguyên lý hệ thống…………………………………………….

41

Chương 4

XE CẦN TRỤC

4.1 Công dụng – phân loại - yêu cầu……………………………………….

42

4.1.1 Công dụng…………………………………………………………….

42

4.1.2 Phân loại cần trục tự hành…………………………………………….

42


4.1.3 Yêu cầu……………………………………………………………….

42

4.2 Kết cấu và nguyên lý hoạt động xe cần trục……………………………

43

4.2.1 Cấu tạo chính…………………………………………………………

43

4.2.2 Các thơng số cơ bản xe cần trục……………………………………..

44

4.2.3 Phân loại xe cần trục…………………………………………………

45

4.2.3.1 Truyền động bằng cơ học…………………………………………...

45

4.2.3.2 Truyền động bằng điện……………………………………………..

45

4.2.3.3 Truyền động bằng thủy lực…………………………………………

46

4.2.3.4 Truyền động hỗn hợp……………………………………………….

46

4.3 Quy tắc an toàn sử dụng thiết bị nâng………………………………….

46

4.4 Giới thiệu một số xe cần trục…………………………………………...

47

4.4.1 Cần trục truyền động bằng cơ học……………………………………

48

4.4.2 Cần trục truyền động bằng thủy lực………………………………….

48

Chương 5

XE TẢI CẨU

5.1 Công dụng - yêu cầu……………………………………………………

49

5.1.1 Công dụng……………………………………………………………

49

5.1.2 Yêu cầu……………………………………………………………….

49

5.2 Kết cấu và nguyên lý hoạt động………………………………………...

49

5.2.1 Các phương án nâng hạ………………………………………………

49

5.2.1.1 Dùng càng dọc……………………………………………………..

49

5.2.1.2 Dùng cần trượt……………………………………………………..

50

5.2.1.3 Dùng cần cẩu……………………………………………………….

50

5.3 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động xe tải cẩu dùng cơ cấu thủy lực………

51

5.3.1 Cấu tạo chung…………………………………………………………

52

5.3.2 Nguyên lý làm việc……………………………………………………

53

5.4 Qui tắc an toàn sử dụng xe tải cẩu………………………………………

53

5.5 Giới thiệu một số xe tải cẩu……………………………………………..

54


Chương 6

XE VẬN CHUYỂN RÁC

6.1 Công dụng – yêu cầu – phân loại……………………………………….

56

6.1.1 Công dụng……………………………………………………………

56

6.1.2 Yêu cầu……………………………………………………………….

56

6.1.3 Phân loại………………………………………………………………

56

6.1.3.1 Loại xe thu gom, vận chuyển rác không ép………………………..

56

6.1.3.2 Loại xe thu gom, vận chuyển rác có ép…………………………….

58

6.2 Sơ đồ hệ thống thủy lực…………………………………………………

59

Chương 7

XE TRỘN BÊ TƠNG

7.1 Cơng dụng – yêu cầu – phân loại……………………………………….

61

7.1.1 Công dụng…………………………………………………………….

61

7.1.2 Yêu cầu……………………………………………………………….

61

7.1.3 Phân loại………………………………………………………………

62

7.2 Kết cấu và nguyên lý hoạt động………………………………………..

62

7.2.1 Thùng trộn bê tông……………………………………………………

62

7.2.2 Truyền động quay thùng………………………………………………

63

7.2.3 Dẫn động bơm nước…………………………………………………..

64

7.3 Quy tắc an tồn sử dụng xe trộn bê tơng……………………………….

65

7.4 Giới thiệu một số xe trộn bê tông………….……………………………

66

7.5 Giới thiệu xe phun bê tông……………………………………………..

66

Chương 8

XE THANG

8.1 Phân loại………………………………………………………………...

68

8.2 Cấu tạo………………………………………………………………….

70

8.3 Sơ đồ mạch điều khiển thủy lực………………………………………...

71

TÀI LIỆU THAM KHẢO


Chương 1

TỔNG QUAN VỀ XE CHUYÊN DÙNG

1.1. Xe chuyên dụng
1.1.1 Định nghĩa
Hiện nay khơng có chuẩn mực chung về ơ 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 định nghĩa, ta có thể phân ra các loại ơ tơ sau: Ơ tơ (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 rơmc, sơmi rơmc,
thực hiện các chức năng, cơng dụng đặc biệt. Ơ tơ cịn bao gồm cả các xe được nối
với một đường dây dẫn điện, ví dụ ơ tơ điện bánh lốp (trolley bus) và các xe ba

bánh có khối lượng bản thân lớn hơn 400kg.Ơ tơ chun dùng: Có kết cấu và trang
bị để thực hiện một chức năng, cơng dụng đặc biệt. Ví dụ: Xe chữa cháy, xe hút
hầm cầu, xe thang, xe trộn bê tông, xe quét đường….
1.1.2 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 thị: 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, địa chất: Xe cần trục, xe ben …
9. XCD trong ngành an ninh quốc phòng: Xe chữa cháy, xe việt dã..
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 ơn (xe đơng lạnh) hay khơng có bảo ơn (xe rác, xe quét
đường)
Kỹ thuật ô tô chuyên dụng

Trang 1


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…)
1.2 Phương pháp luận trong việc thiết kế xe chun dùng
Ơ tơ chun dùng là sự kết hợp giữa các thiết bị chuyên dùng, thùng chuyên dùng

với ô tô cơ sở. Công thức thành lập ô tô chun dùng là:
Ơ tơ chun dùng = Ơ tơ cơ sở + Thiết bị chuyên dùng + Thùng chuyên dùng
Các thiết bị chuyên dùng trên ô tô là những thiết bị đặc biệt, tạo được những thao
tác riêng biệt cho ơ tơ chun dùng đó. Ví dụ: Thiết bị nâng hạ thùng của xe ben;
thiết bị lấy rác, ép rác, thải rác của xe chở rác; thiết bị làm lạnh trên xe đông lạnh;
thiết bị bơm hút trên xe hút hầm cầu…..
Các thiết bị 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.
1.2.1 Về nguyên lý
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 bị 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 + Gtbcd + Gtcd
Gcs – Trọng lượng xe cơ sở
Gtcd – Trọng lượng thùng chuyên dùng
Kỹ thuật ô tô chuyên dụng

Trang 2

Gtbcd – Trọng lượng thiết bị chuyên dùng
1.2.2 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 định, tiêu chuẩn Việt Nam.
- Phải bảo đảm tính an tồn trong sử dụng.
Trình tự thiết kế:
1. Từ mục đích sử dụng, xác định các thơng 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
bị 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 đặt thiết bị chun dùng; tính tốn
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 định xe sau cải tạo: Ổn định dọc, ổn định ngang, ổn định tĩnh,
ổn định động…
5. Tính tốn kinh tế.
1.3 Vật liệu sử dụng trên các xe chuyên dùng
Trên ơ tơ chun dùng hiện nay, ngồi các vật liệu thơng thường như gỗ, thép
tấm, thép định hình…, người ta còn sử dụng các loại vật liệu khác, tùy theo cơng
năng của xe, ví dụ nhơm (thùng xe đơng lạnh), polyurethan (vật liệu cách nhiệt
thùng bảo ôn, đông lạnh), fiberglass (thùng thao tác xe thang, xe nâng). Để có thể
thiết kế phù hợp, người kỹ sư thiết kế cần hiểu thêm cơ, lý, hố tính các loại vật liệu
mới này
1.4 Đại cương về hệ thống thủy lực sử dụng trên ô tô chuyên dùng
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 định), 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 rộng rãi do các đặc
điểm sau:
Kỹ thuật ô tô chuyên dụng

Trang 3


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, khố, khơng tải, thay đổi vận
tốc..
- Điều khiển linh hoạt, dễ dàng tự động hóa, truyền động êm dịu: 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 định, ít phụ thuộc vào tải trọng bên ngoài.
- Các chi tiết, bộ phận được tiêu chuẩn hóa và phổ biến.
- Có cơ cấu an tồn chống q tải.
- Tính khơng nén được của dầu: Tại áp suất thông thường (<350 bar), dầu được
xemlà khơng 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: Ap suất làm việc cao nên đòi hỏi hệ thống phải đảm bảo kín khít,
khơng rị rỉ. Việc này địi hỏi độ chính xác khi gia cơng chi tiết, nên giá thành tương
đối cao.

- Đòi hỏi thiết bị chuyên dùng: Mỗi hệ thống thủy 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 của dầu, nhiệt độ làm việc
của dầu…
- Vận tốc truyền động bị hạn chế vì cần đề phịng hiện tượng va đập thủy lực, tổn
thất cột áp, tổn thất công suất lớn.
- Ảnh 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 Dầu thủy lực (nhiệm vụ, u cầu, phân loại, tính
tốn và chọn . . .
Kỹ thuật ô tô chuyên dụng

Trang 4


Chương 2

TRANG BỊ TRÊN XE CHUYÊN DÙNG

2.1 Hệ thống thủy lực
Thuỷ lực là một công nghệ về điều khiển và truyền năng lượng thông qua dầu áp
lực. Công chất trong thuỷ lực có thể là nước, dầu, xăng nhẹ.
Lịch sử phát triển của hệ thống truyền động thủy lực
+/ 1920 đã ứng dụng trong lĩnh vực máy công cụ.
+/ 1925 ứng dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp khác nhau: nơng nghiệp, máy
khai thác mỏ, máy hóa chất, giao thơng vận tải, hàng không, ...
+/ 1960 đến nay ứng dụng trong tự động hóa thiết bị và dây chuyền thiết bị với trình
độ cao, có khả năng điều khiển bằng máy tính hệ thống truyền động thủy lực với
cơng suất lớn.

2.1.1 Khái quát về hệ thống thủy lực trên ô tô máy kéo và xe chuyên dụng
Hiện nay máy kéo và xe chuyên dụng được chế tạo có xu hướng nâng cao cơng
suất động cơ, để hồn thành nhiều cơng việc nặng nhọc khác nhau, và tăng năng
suất lao động. Cùng với việc nâng cao công suất động cơ, các xe chun dụng được
thiết kế và tính tốn sao cho việc sử dụng cơng suất động cơ có hiệu quả nhất và
thuận tiện nhất

Hình2.1: Các thiết bị thủy lực trên máy kéo và xe chuyên dụng

Kỹ thuật ô tô chuyên dụng

Trang 5


1-Bơm thủy lực; 2-Trợ lực tay lái thủy lực; 3-Điều khiển ly hợp trợ lực thủy lực; 4Phanh
trợ lực thủy lực; 5-Dẫn động các thiết bị thủy lực đi theo máy kéo; 6-Nâng hạ thủy
lực cơ
cấu treo; 7-Điều khiển trụcTCS bằng thủy lực; 8-TTLB bằng thủy lực; 9-Khóa vi sai
bằng
thủy lực; 10-Hệ thống thủy lực điều khiển hộp số; 11-Gài cầu trước bằng thủy lực

Nhờ các tính năng biến đổi năng lượng thuận nghịch, khả năng truyền động
êm dịu và ở khoảng cách bất kỳ cũng như khả năng làm việc ổn định và an toàn với
hiệu suất khá cao, nên hệ thống thủy lực đã được trang bị để thực hiện nhiều nhiệm
vụ đa dạng khác nhau:
- Điều khiển các máy công tác như cày, lưỡi ủi, gầu xúc …Liên kết với các máy
công tác treo trên máy kéo qua cơ cấu treo, điều khiển máy công tác vào các vị trí
làm việc, vận chuyển, nâng hạ v.v..;
- Điều khiển các hệ thống của máy kéo như trợ lực tay lái hoặc lái bằng thủy lực,
đóng mở ly hợp, dẫn động hệ thống phanh, khóa vi sai, truyền động cho trục thu

công suất;
- Điều khiển hộp số và truyền lực tự động nhờ các ly hợp khóa số, gài và cắt cầu
chủ động trước nhờ ly hợp thủy lực, gài và cắt trục thu công suất và bu ly truyền
động;
- Tăng trọng lượng bám cho máy kéo thông qua hệ thống thủy lực và cơ cấu treo.
Ngoài ra trên một số máy kéo và ôtô, hệ thống thủy lực cịn tham gia vào việc điều
khiển cơ cấu giảm xóc, hệ thống giảm chấn cho thân xe, ghế ngồi người lái và hành
khách.
2.1.2 Các bộ phận chính và phân loại hệ thống thủy lực trên xe chuyên dùng
Các bộ phận chính trong hệ thống thủy lực:

Một hệ thống thủy lực hồn thiện gồm các bộ phận chính sau: Bơm thủy lực,
thiết bị điều khiển (van, hộp phân phối v.v..) và bộ phận chấp hành (xylanh lực,
môtơ thủy lực và các thiết bị khác..). Các bộ phận này liên kết với nhau nhờ hệ
thống ống dẫn, mạch dầu và cácthiết bị phụ trợ khác như thùng dầu, bình tích áp,
acquy thủy lực v.v…
Bơm thủy lực là bộ phận dùng biến đổi cơ năng từ động cơ truyền đến thành
thủy năng (áp suất của chất lỏng -thường là dầu thủy lực). Bộ phận chấp hành bao
gồm các thiết bị thủy lực khác nhau, phụ thuộc nhiệm vụ và mục đích sử dụng,
chúng có thể là xylanh lực, mơtơ thủy lực, ly hợp khóa số v.v…, khi dầu có áp suất
Kỹ thuật ơ tô chuyên dụng

Trang 6


lớn do bơm tạo ra truyền đến bộ phận chấp hành, ở đây chúng thực hiện quá trình
ngược lại là biến áp suất của dầu thành lực cơ học để làm chuyển động các bộ phận
làm việc của máy công tác.
Thiết bị điều khiển gồm các van, các hộp phân phối dùng để thực hiện việc liên
kết hai bộ phận chính là: Bơm và bộ chấp hành theo ý định của người điều khiển

hoặc tự động. Các thiết bị phụ trợ khác như bình ổn áp, bình tích áp v… dùng để
nâng cao tính năng làm việc của hệ thống, giúp hệ thống làm việc tin cậy, an toàn
và hiệu quả cao.
Phân loại hệ thống thủy lực:
Các thiết bị thủy lực dùng trên ơtơ máy kéo với nhiều mục đích khác nhau, theo
đó sẽ có các sơ đồ làm việc khác nhau. Hiện nay thường dùng hai sơ đồ thủy lực cơ
bản đó là hệ thống thủy lực mạch hở và hệ thống thủy lực mạch kín.

Hình2.2: sơ đồ hệ thống thủy lực mạch hở
Hệ thống thủy lực mạch hở xuất hiện sớm từ những năm 40 của thế kỷ trước.
Trong hệ thống này đường nạp của bơm dầu được nối trực tiếp với thùng chứa, còn
đường dầu từ bơm đi ra được xả trực tiếp về thùng dầu khi van phân phối ở vị trí
trung gian, khi đó áp suất ở cửa đẩy của bơm nhỏ, khi van phân phối ở vị trí nâng
hay hạ, dầu từ bơm qua hộp phân phối đến xylanh đẩy pittông về bên này hoặc bên
kia. Khi pittơng đi hết hành trình, áp suất của dầu tăng cao, thắng áp suất điều khiển
của van an toàn, dầu ở cửa đẩy mở van an toàn và chảy về thùng chứa, đồng thời
khi đó con trượt phân phối sẽ được tự động hoặc do người lái đẩy về vị trí trung
gian. Lúc này áp suất ở cửa đẩy của bơm nhỏ và bằng áp suất ở rãnh thốt của hộp
phân phối (hình). Khi đó bơm làm việc ở chế độ chạy không tải.

Kỹ thuật ô tô chuyên dụng

Trang 7


Hệ thống thủy lực mạch kín có hai dạng: Dùng acquy thủy lực với van điều
khiển tích áp và dùng bơm biến đổi thể tích với van điều khiển cửa hút.

Hình 2.3: Sơ đồ hệ thống thủy lực mạch kín
a, Dùng bơm biến đổi thể tích. b, Dùng acquy thủy lực

Trong đó 1-Van phân phối cho các thiết bị làm việc; 2-Van điều khiển nạp;
3-bơm thủy lực; 4-Van một chiều; 6- Acquy thủy lực.
Người ta tính tốn dung tích của acquy, sao cho lưu lượng và áp lực của nó đủ
cung cấp cho các bộ phận chấp hành làm việc đồng thời. Hệ thống này đơn giản và
rẻ tiền, song nhược điểm chính là thể tích của acquy thủy lực thường lớn, khó bố trí
lắp đặt trên máy kéo.
2.2 Các bộ phận chính của hệ thống thủy lực
2.2.1 Bơm và mơtơ thủy lực
Bơm thủy lực có nhiệm vụ chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng
thủy lực và ngược lại môtơ thủy lực chuyển đổi năng lượng thủy lực đưa đến từ
bơm thành năng lượng cơ học làm vận hành các bộ phận làm việc của máy công tác.
Bơm thủy lực nhận truyền động từ động cơ điện khi hệ thống làm việc tĩnh tại, từ
động cơ diêzel khi hoạt động trên các thiết bị tự hành như máy kéo, xe chuyên
dụng.
Theo hoạt động có thể phân loại bơm và môtơ thủy lực thành hai dạng: Thay
đổi được thể tích làm việc và khơng thay đổi được thể tích làm việc. Thể tích làm
việc của bơm được hiểu là thể tích dầu cung cấp trong một vịng quay, cịn thể tích
làm việc của mơtơ là thể tích dầu tiếp nhận sau mỗi vòng quay.
Các loại bơm:
a. Bơm với lưu lượng cố định:
Kỹ thuật ô tô chuyên dụng

Trang 8


 Bơm bánh răng ăn khớp ngoài;
 Bơm bánh răng ăn khớp trong;
 Bơm trục vít;
 Bơm pittong dãy;
 Bơm cánh gạt kép;

 Bơm rô to;
b. Bơm với lưu lượng thay đổi.
 Bơm pittong hướng tâm;
 Bơm pittong hướng trục (truyền băng đĩa nghiêng);
 Bơm pittong hướng trục (truyền băng khớp cầu);
 Bơm cánh gạt đơn.
1. Bơm bánh răng:

Hình 2.4 Nguyên lý làm việc của bơm bánh răng
Nguyên lý làm việc của bơm bánh răng là thay đổi thể tích: khi thể tích của
buổng hút A tăng, bơm hút dầu, thực hiện chu kỳ hút; và nén khi thể tích giảm, bơm
đẩy dầu ra ở buồng B, thực hiện chu kỳ nén. Nếu như trên đường dầu bị đẩy ra ta
đặt một vật cản (ví dụ như van), dầu bị chặn sẽ tạo nên một áp suất nhất định phụ
thuộc vào độ lớn của sức cản và kết cấu của bơm.
Kỹ thuật ô tô chuyên dụng

Trang 9


2. Bơm trục vít:
Bơm trục vít là sự biến dạng của bơm bánh răng. Nếu bánh răng nghiêng có số
răng nhỏ, chiều dày và góc nghiêng của răng lớn thì bánh răng sẽ thành trục vít.

Hình 2.5 Bơm trục vít
Bơm trục vít thường được sản xuất thành 3 loại:
 Loại áp suất thấp: p = 10 ÷15bar
 Loại áp suất trung bình: p = 30 ÷ 60bar
 Loại áp suất cao: p = 60 ÷ 200bar.
Bơm trục vít có đặc điểm là dầu được chuyển từ buồng hút sang buồng nén
theo chiều trục và khơng có hiện tượng chèn dầu ở chân ren.

3. Bơm cánh gạt:
Bơm cánh gạt cũng là loại bơm đượcdùng rộng rãi sau bơm bánh răng và chủ yếu
dủng ở hệ thống có áp thấp và trung bình.
So với bơm bánh răng, bơm cánh gạt bảo đảm một lưu lượng đều hơn, hiệu suất thể
tích cao hơn.
Kết cấu bơm cánh gạt có nhiều loại khác nhau, nhưng có thể chia thành hai loại
chính:
 Bơm cánh gạt đơn.
 Bơm cánh gạt kép.
a. Bơm cánh gạt đơn:
Kỹ thuật ô tô chuyên dụng

Trang 10


Bơm cánh gạt đơn là khi trục quay một vỏng, nó thực hiện một chu kỳ làm việc bao
gồm một lần hút và một lần nén
Lưu lượng của bơm có thể điều chỉnh bằng cách thay đổi độ lệch tâm ( xê dịch vòng
trượt)

b. Bơm cánh gạt kép
Bơm cánh gạt kép là khi trục quay một vịng, nó thực hiện hai chu kỳ làm việc bao
gồm hai lần hút và hai lấn nén.

Kỹ thuật ô tô chuyên dụng

Trang 11


Hình 2.6: bơm cánh gạt kép

2.2.2 Cấu tạo bơm và môtơ thủy tĩnh kiểu pittông
Bơm pittong
Bơm pittong là loại bơm dựa trên nguyên tắc thay đổi thể tích của cơ cấu
pittong – xilanh. Vì bề mặt làm việc của cơ cấu này là mặt trụ, do đó dễ dàng đạt
được độ chính xác gia cơng cao, bảo đàm hiệu suất thể tích tốt, có khả năng thực
hiện được với áp suất làm việc lớn (áp suất lớn nhất có thể đạt được là p= 700bar)
Bơm pittong thường dùng ở những hệ thống dầu ép cần áp suất cao và lưu lượng
lớn: đó là máy truốt, máy xúc, máy nén…
Dựa trên cách bố trí pittong, bơm có thể phân thành hai loại:
 Bơm pittong hướng tâm.
 Bơm pittong hướng trục.
a. Bơm pittong hướng tâm:
Lưu lượng được tính tốn bằng việc xác định thể tích của xilanh. Nếu ta đặt
d là đường kín của xilanh (cm), thì thể tích của một xilanh khi rơ to quay một
vịng:

Trong đó: h- hành trình pittong (cm)
Kỹ thuật ô tô chuyên dụng

Trang 12


Vì hành trình của pittong h=2e (e là độ lệch tâm của rơ to và stato), nên nếu
bơm có z pittong và làm việc với số vòng quay là n [vịng/phút], thì lưu lượng của
bơm sẽ là:

Hành trình của pittong thơng thường là h=(1,3 ÷1,4).d và số vịng quay nmax=1500vg/ph.

Hình 2.7: Bơm pittong hướng tâm
b. Bơm pittong hướng trục

Bơm pittong hướng trục là loại bơm có pittong đặt song song với trục của rô to
và được truyền bằng khớp hoặc bằng đĩa nghiêng. Ngoài những ưu điểm như của
bơm pittong hướng tâm, bơm pittong hướng trục còn ưu điểm nữa là kích thước của
nó nhỏ gọn hơn, khi cùng một cỡ với bơm hướng tâm.

Kỹ thuật ô tô chuyên dụng

Trang 13


Hình 2.8: Bơm pittong hướng trục

Nếu lấy các ký hiệu như bơm pittong hướng tâm và đường kính trên đó
phân bố các xilanh là D [cm], thì lưu lượng của bơm sẽ là:

Loại bơm này thường được chế tạo với lưu lượng Q=30÷640 l/ph và áp suất p= 60
bar, số vòng quay thường dùng là 1450 vg/ph hoặc 950vg/ph, nhưng ở những bơm
có rơ to khơng lớn thì số vịng quay có thể dùng từ 2000÷2500vg/ph.
2.3 Xy lanh thủy lực và động cơ lắc
Xylanh thủy lực có khả năng chuyển đổi một cách đơn giản chuyển động quay
của bơm thủy lực thành chuyển động tịnh tiến. Khi đó có thể điều khiển vơ cấp q
trình vận tốc cho cả hành trình tiến và hành trình lùi cũng như điều khiển đảo chiều
chuyển động một cách nhanh chóng. Để có chuyển động quay gián đoạn người ta
ưu tiên sử dụng các động cơ lắc đặc biệt.
2.3.1 Xylanh tác động đơn
Xylanh tác động đơn chỉ được dầu thủy lực tác động vào một phía, thường là để
thực hiện hành trình làm việc. Hành trình trả về được thực hiện nhờ lực cơ học như
lị xo, trọng lượng pittơng hoặc thường gặp nhất là trọng lượng của thiết bị hoặc
trọng lượng cần nâng.
Trong thực tế thường sử dụng 2 loại xylanh tác động đơn: Xylanh tác động đơn và

xylanh nhiều cấp hoặc vươn xa.

Kỹ thuật ô tô chuyên dụng

Trang 14


Hình 2.9: Xylanh tác động đơn thơng dụng
Xi lanh tác động đơn thông dụng cấu tạo gồm xi lanh 1 được gia cơng bóng bề
mặt trong và pittơng 2 (hình). Không gian trước đáy pittông được nối thông với
đường dầu áp suất cao. Phía bên kia của xi lanh được thơng với khơng khí bên
ngồi và được bảo vệ nhờ bộ lọc 3. Pittông và cần pittông được hướng dẫn chuyển
động và được làm kín trong xi lanh. Lực tác dụng lên đáy pittơng được xác định bởi
diện tích đáy pittông và áp suất dầu thủy lực.
Xylanh nhiều cấp hoặc xylanh vươn xa:
Khi cần hành trình của pittơng lớn nhưng lại có cấu tạo xylanh nhỏ gọn, thí dụ
xylanh trên rơmoóc tự trút, các xe bốc xếp, điều khiển gầu xúc v.v… người ta
thường sử dụng xylanh vươn xa.

Hình 2.10: cấu tạo xylanh vươn xa
Xylanh vươn xa đơn giản:
Trên xylanh vươn xa đơn giản (hình) dầu thủy lực tác động trước hết vào diện
tích lớn nhất A1 của pittơng, bởi vì nơi này yêu cầu áp suất nhỏ nhất. Sau đó dầu tác
Kỹ thuật ơ tơ chun dụng

Trang 15


động đến diện tích tiếp theo nhỏ hơn A2,… và cuối cùng là tác động vào diện tích
nhỏ nhất A4.

Xylanh vươn xa chuyển động đều:

Hình 2.11: xylanh vươn xa chuyển động đều
Trên các xylanh vươn xa chuyển động đều (hình) các khơng gian xylanh có diện
tích A2, A3, A4 được nối thơng lần lượt với các khơng gian xylanh có diện tích , , :
A*2A *A 3 A* 4 với A* 2 , A3 với A* 3 cũng như A4 với A* 4 có diện tích bằng
nhau.Khi dầu thủy lực tác động lên diện tích A1 phần dầu từ khơng gian xylanh có
diện tích A* 2 cũng chảy đến dưới pittơng có diện tích A2 và cùng nâng pittơng.
Đồng thời dầu thủy lực cũng chảy từ các khơng gian có diện tích A* 3 , A* 4 vào
dưới đáy A3, A4. Do đó ngay từ khi bắt đầu tác động vào diện tích A1 tất cả các
pittơng cũng bắt đầu chuyển động mà không xuất hiện va đập vận tốc và áp suất.
2.3.2 Xy lanh tác động kép
Xylanh tác động kép có thể tiếp nhận tác động của dầu thủy lực ở hai phía
của pittơng, nhờ đó có thể truyền lực ở cả hai chiều hành trình. Xylanh tác động kép
được phân biệt theo các dấu hiệu sau: Cần pittông 2 phía và cần pittơng 1 phía.
Xylanh có cần pittơng 2 phía cịn được gọi là xylanh chuyển động đều, xylanh có
cần pittơng 1 phía được gọi là xylanh vi sai.
Xylanh có cần pittơng một phía (xylanh vi sai)

Kỹ thuật ô tô chuyên dụng

Trang 16


Xylanh vi sai thường có đường kính cần pittơng lớn hơn. Hình sau giới thiệu một
xylanh vi sai tác động kép có giảm chấn vị trí cuối ở cả hai phía.
Xylanh có cần pittơng một phía (hình) có thể có 3 phương thức hoạt động:
- Hành trình tiến nhờ tác động áp suất vào diện tích A1 (q trình làm việc);
- Hành trình về nhờ tác động áp suất vào diện tích A2;
- Hành trình tiến nhờ tác động đồng thời vào các diện tích A1, A2 (tiến nhanh).

Hình 2.12: xylanh tác động kép có cần pittong một phía:
1- Pittong; 2- Phần giảm chấn; 3-Lỗ khoan trên xi lanh;
4- Vành tạo bậc diện tích; 5-Van tiết lưu điều khiển được;
Xylanh có cần pittơng hai phía

Hình 2.13: xylanh có cần pittong hai phía
Trên xylanh có cần pittơng hai phía (hình) khi có điều kiện hai cần pittơng như
nhau, áp suất và lưu lượng khơng đổi ở cả hai phía, thì sẽ giữ được lực và vận tốc
trong hành trình tiến và lùi như nhau.
2.3.3 Động cơ lắc
Để giới hạn chuyển động quay khi thay đổi chiều quay có thể sử dụng các động
cơ lắc chuyên dùng, hoạt động theo nguyên lý truyền động cơ học hoặc tác động
thủy lực trực tiếp
Động cơ lắc truyền động cơ học:

Kỹ thuật ô tô chuyên dụng

Trang 17


- Xylanh thủy lực với thanh răng
Động cơ lắc trên hình, cấu tạo từ một xylanh và một pittơng có cần là thanh răng.
Chuyển động qua lại của pittông - thanh răng được chuyển đổi thành chuyển động
lắc của bánh răng.

Hình 2.14: Động cơ lắc thanh răng
Mơ men quay xuất hiện khi đó được tính theo cơng thức:
M = pAr;
Trong đó: p là áp suất làm việc;

A- diện tích đáy pittơng; r- đường kính
vịng trịn chia của bánh răng. Góc lắc của động cơ này chỉ phụ thuộc vào chiều dài
thanh răng, có thể đạt đến 3600
- Động cơ lắc trục vít me:

Hình 2.15: Động cơ lắc trục vít me
1-vỏ; 2- pittong; 3-trục lắc; 4,5 –trục vít me
Động cơ kiểu vít me được giới thiệu (hình) bao gồm vỏ 1, pittơng 2 và trục
lắc 3. Các đoạn trục vít me 4 và 5 được lắp chặt vào bên phải và bên trái pittơng.
Trục vít me 4 ăn khớp ren với vỏ cịn trục vít me 5 ăn khớp ren với trục lắc. Khi áp
suất dầu tác động lên pittông – thí dụ qua cửa A - pittơng sẽ chuyển động xoắn sang
Kỹ thuật ô tô chuyên dụng

Trang 18


trái. Khi di chuyển dọc trục sang trái sẽ làm pittông quay trái. Chuyển động quay
của pittông được truyền đến trục lắc cố định dọc trục. Nhờ vít me 5, chuyển động
sang trái của pittông được chuyển đổi thành chuyển động xoay cùng chiều. Khi các
vít me 4 và 5 có cùng bước xoắn, trục lắc 3 nhận được tần số quay gấp đôi so với
pittông.
2.4 Các van thủy lực.
Để điều khiển hoặc điều chỉnh năng lượng cũng như công suất, trên các hệ thống
thủy lực sử dụng rất nhiều các van khác nhau.
2.4.1 Van phân phối

Hình2.16 : Van phân phối con trượt 3/3 tác động bằng tay có lị xo trả về:
1-Con trượt; 2-Lò xo
Van phân phối được phân biệt theo chức năng là van phân phối không tiết lưu
và van phân phối tiết lưu. Loại thứ nhất chỉ dùng để điều khiển khởi hành, dừng lại

và điều khiển chiều dịng dầu, cịn loại thứ hai có thêm các phương án khuếch đại
lưu lượng.
Các dạng cấu trúc cơ bản của van phân phối
Theo cấu tạo có thể phân loại van phân phối thành van con trượt (trượt dọc và
quay) và van đế tựa.

Kỹ thuật ô tô chuyên dụng

Trang 19


Hình 2.17: Van phân phối con trượt quay 4/3 tác động bằng tay
Nhờ van con trượt quay biểu diễn trên hình 8-29 có thể lựa chọn dịng dầu
cung cấp từ bơm nối với đầu nối xylanh A hoặc B. Các đầu nối không nối thông với
đầu nối từ bơm được tự động nối với đầu nối trả về thùng, do đó dầu cuốn từ xylanh
có thể chảy về thùng qua một lỗ khoan trong con trượt

Hình 2.18: Liên hợp van con trượt dọc và con trượt quay tác động bằng tay
Liên hợp giữa trượt dọc và trượt quay cũng thường được ứng dụng trong van
phân phối, thí dụ để có thể nâng hạ lựa chọn xylanh 1 hoặc xylanh 2 hay cùng nâng
hạ cả hai xylanh 1 và 2

Kỹ thuật ô tô chuyên dụng

Trang 20