Bài báo cáo môn ô tô chuyên dùng đề tài nghiên cứu xe tự đổ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
PHÂN HIỆU TẠI TP. HỒ CHÍ MINH
���

BÀI BÁO CÁO
MƠN: Ơ TƠ CHUN DÙNG
ĐỀ TÀI:NGHIÊN CỨU XE TỰ ĐỔ

Giáo viên hướng dẫn:T.s TRẦN VĂN LỢI
Sinh viên thực hiện: NHĨM 1
Lớp: Kỹ Thuật Ơ Tơ 1 K59

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THÁNG 11 NĂM 2021


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN:
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................

TP. HCM, ngày……tháng……năm 2021


MỤC LỤC
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ XE TẢI TỰ ĐỔ.................................................................. 1
1. Khái niệm................................................................................................................. 1
2. Phân loại...................................................................................................................... 1
a. Phân loại theo mục đích sử dụng:............................................................................. 1
b. Phân loại theo hướng đổ của thùng hàng: (hình 3.4)................................................ 2
C. Phân loại theo nguyên lý tác dụng của hệ thống nâng lật thùng..............................3
d. Phân loại theo hình dạng vỏ thùng: ( hình 3.6)......................................................... 3
e. Phân loại theo phương tiện....................................................................................... 4
f. Phân loai theo trọng tải............................................................................................. 5
3.Kết cấu......................................................................................................................... 5
3.1. Bơm thủy lực......................................................................................................... 5
4. Nguyên lý làm việc...................................................................................................... 9
5 . Lựa chọn phương án lật thùng và nâng thùng........................................................... 18
5.1. Phương án lật thùng xe ben................................................................................. 18
5.2. Phương án nâng thùng......................................................................................... 21
5.3. Kết luận............................................................................................................... 23
6. Nội dung tìm hiểu...................................................................................................... 24
6.2. Giới thiệu thùng hàng.......................................................................................... 24
6.3. Giới thiệu khung phụ........................................................................................... 25
6.4. Giới thiệu hệ thống nâng hạ................................................................................ 26
6.5. Giới thiệu xe cơ sở.............................................................................................. 27
Chương 2. TÍNH TỐN THIẾT KẾ XE TẢI TỰ ĐỔ HINO FC2AG1A-DXXAE.........33
1. Tính tốn các khối lượng và phân bố khối lượng...................................................... 33
2. Tính toạ độ trọng tâm ô tô......................................................................................... 35
2.1. Xác định tọa độ trọng tâm khi không tải............................................................. 35

2.2. Xác định tọa độ trọng tâm khi đầy tải.................................................................. 36
3. Tính ổn định của xe ơ tơ............................................................................................ 37
4. Tính tốn động lực học kéo....................................................................................... 41
4.1. Đường đặc tính ngồi của động cơ Hino A05C-TE............................................. 41


4.2. Đặc tính nhân tố động lực học của ơ tô HINO FC2AG1A-DXXAE...................41
4.3 Đánh giá khả năng tăng tốc khi ơ tơ đầy tải.......................................................... 42
5. Tính tốn kiểm tra lực đẩy của xy lanh và góc nâng lớn nhất của thùng...................42
6. Tính tốn ổn định khi nâng thùng hàng tự đổ............................................................ 43


Chương 1. TỔNG QUAN VỀ XE TẢI TỰ ĐỔ
1. Khái niệm
Hệ thống thủy lực nâng thùng xe tải (power pack for Tipper) là hệ thống được dùng
để điều khiển xi lanh tầng thủy lực nâng thùng xe tải. Đây là mẫu xe tải đóng thùng xe
tách rời so với khung sàn cơ sở, được sử dụng cho các loại xe tải chở vật liệu xây
dựng, đất, đá… Khi nâng thùng xe lên sẽ đổ các vật trong thùng xe ra nhằm tiết kiềm
thời gian dỡ hàng. Tùy vào yêu cầu sử dụng của loại xe mà có thể thiết kế nâng thùng
lên theo hướng dọc xe hoặc hướng vng góc như hình bên:

2. Phân loại
a. Phân loại theo mục đích sử dụng:
Ơ tơ và đồn ơ tơ có thùng tự đổ dùng trong nơng nghiệp: Thường có tính vạn năng hơn
vì phạm vi sử dụng tương đối rộng (phân bón, ngũ cốc, rau quả…), tỷ trọng hàng hóa
khoảng 0,3- 1,0T/m3. Góc nâng thung khoảng 45˚ -50˚.
Ơ tơ và đồn ơ tơ có thùng tự đổ dùng trong xây dựng (nhà cửa, cầu đường, thủy lợi…):
Tỷ trọng hàng hóa khoảng 1,3- 1,6T/m3, góc nâng thùng khơng nhỏ hơn 45˚, đối với loại

1

có thùng kiểu góc nâng thùng khơng nhỏ hơn 65˚ . Thể tích thùng hàng là bội số của thể
tích gầu máy xúc, chiều cao thung 0,6- 1,5m.
Ơ tơ và đoan ơ tơ sử dụng trong khai thác mỏ: có tải trọng lớn, tỷ trọng hàng khoảng
1,7T/m3, góc nâng thùng thường từ 55˚ -65˚, và đặc biệt 90˚. Thùng xe thường khơng
có thanh phía sau.

b. Phân loại theo hướng đổ của thùng hàng: (hình 3.4)
Hình 3.4: Các hướng đổ của thùng hàng:
a- Thùng lật về phía sau,
b- Thùng lật sang phai bên,
c- Thùng lật sang cả hai phai bên,
d- Nâng thùng lên cao rồi mới lật,
e- Trút hàng ở đáy thùng,
g- Hàng tự dơi về phía trên,


Loại nâng thùng lật phía sau dựng phổ biến. Loại lật thùng phía bên cần chú ý phương
pháp hạ thùng sao cho không ảnh hưởng đến sự di chuyển của ô tô. Loại nâng thùng cao
lên rồi mới lật dùng để đổ hàng vào toa tàu hoặc các bể chứa. Loại trút hàng ở đáy thùng
thường sử dụng đổ các hợp chất xây dựng, nông nghiệp vào thùng chứa.
C. Phân loại theo nguyên lý tác dụng của hệ thống nâng lật thùng.
Ơ tơ và đồn ơ tơ tự đổ lật thùng cưỡng bức: Loại này được sử dụng rộng dãi, dùng
kích nâng để lật thung ( hình 3.5)

Hình 3.5: Ơ tơ và đồn ơ tơ tự lật thùng cưỡng bức
a- Kích năng đặt dưới đáy thùng, b- Kích nâng đặt ở đầu thùng, c- Kích đặt giữa
ơ tơ kéo và nửa móoc
Ơ tơ tự đổ loại thùng tự lật là loại thùng hàng có trong tâm lệch lùi sau điểm quay lật

của thùng, chỉ cần rút chốt hãm là thùng tự lật.
d. Phân loại theo hình dạng vỏ thùng: ( hình 3.6)

a) Dạng hình hộp

b) Dạng hình chữ V


c) Dạng hình elip

d) Dạng hình cầu

Hình 3.6: Một số kiểu thùng chứa hàng
Thùng có dạng hình hộp (hình 3.6a) thường dùng trong nơng nghiệp, thung có dạng hình
elip (hình 3.6c) và hình chữa cầu (hình 3.6d) thường dùng trong xây dựng, thùng có dạng
hình V (hình 3.6b) thường dùng trong khai thác mỏ.
e. Phân loại theo phương tiện.
Ơ tơ tự đổ, đồn ơ tơ tự đổ ( mc tự đổ và nửa mc tự đổ).
Đồn ơ tơ kéo mc tự đổ có các loại:
- Ơ tơ kéo có thùng tự đổ lật sang bên, mc lật thung phía sau.
- Ơ tơ kéo và mc đều lật thùng phía sau (hình 3.7a).
- Ơ tơ kéo một trục (hình 3.7b)
cho phép tăng tính cơ động của đồn ơ tơ (quay được 90˚), giảm được lực cản chuyển
động, nhược điểm khi lùi khó khăn.

Hình 3.7: Một số kiểu đồn ơ tơ tự đổ
a. Ơ tơ kéo tự đổ và mc tự đổ, b. Ơ tơ kéo một trục và mc tự đổ.
1. Ơ tơ kéo, 2. Mc, 3. Bãi đổ hàng.

f. Phân loai theo trọng tải.
Ơ tơ tải có trọng tải nhỏ dưới 2 tấn (hình a), có trọng tải vừa 4- 5T(hình b), có trọng
tải lớn 8- 11T (hình c), có trọng tỉa cực lớn trên 12T (hình d).

3.Kết cấu
Một hệ thống thủy lực hoàn thiện gồm các bộ phận chính sau: Bơm thủy lực, van điều
khiển và xylanh thủy lực. Các bộ phận này liên kết với nhau nhờ hệ thống ống dẫn, mạch
dầu.
3.1. Bơm thủy lực
3.1.1 Cấu tạo
Bơm thuỷ lực là loại bơm dầu kiểu bánh răng có nhiệm vụ hút dầu từ thùng chứa, đẩy dầu
có áp suất cao qua van bi một chiều và van điều khiển
Kết cấu của bơm thuỷ lực gồm có một cặp bánh răng ăn khớp với nhau có các trục đặt
trên bốn ổ bi nằm trong vỏ bọc và một trục dẫn động nằm xuyên qua vỏ. Ở đầu ổ bi, phía
khơng tiếp xúc với bánh răng có các khoang chứa dầu và thông với khoang đẩy của bơm
bằng rãnh thông đặc biệt. Bánh răng chủ động được làm liền trục, phía đầu vào được làm
kín bằng phốt chắn dầu và đệm làm kín giữa ổ bi ngồi và nắp.


3.3.2 Van điều khiển
Trên hình 3.5 giới thiệu van điều khiển dạng con trượt dọc ở vị trí tĩnh. Đầu nối từ bơm
và đầu nối về thùng bị chặn lại, do đó dịng dầu cung cấp từ bơm được chảy về thùng và
con trượt van đứng yên. Nếu đẩy tay điều khiển đến vị trí nâng thì con trượt 1 sẽ được đẩy
sang trái. Nhờ đó, đầu nối từ bơm thông với đầu nối đến xylanh và dầu từ bơm được dẫn
đến xylanh, đẩy pittông làm nâng thùng. Tại vị trí hạ, con trượt được đẩy về phía phải và
pittơng trong xylanh dưới tác động của ngoại lực, thường là trọng lực của thiết bị cần
nâng, từ từ hạ xuống. Lưu lượng dầu cuốn qua ống nối chảy về thùng. Khi để tay điều
khiển tự do, con trượt van sẽ chuyển động về vị trí giữ ban đầu nhờ lực lị xo 2.

Giữ

Hạ

Nâng

Dầu vào xylanh

1

Hình 3.5. Van điều khiển


Hình 3.6 là một dạng khác của van điều khiển, bơm dầu hút dầu từ thùng chứa, đẩy dầu
có áp suất cao qua van bi một chiều và van điều khiển. Lúc này trục trượt van điều khiển
đóng kín với rãnh dầu hồi, nên dầu cao áp từ van điều khiển theo đường ống đến khoảng
trống phía dưới đẩy piston đi lên để nâng thùng xe nghiêng đi một góc nào đó để đổ hàng.
( hình 3.6 a).
Khi cần thiết phải ngừng nâng và định vị thùng xe ở vị trí nâng lúc này bơm dầu chạy
khơng tải do được ngắt truyền động, trục trượt van điều khiển vẫn đóng kín rãnh dầu hồi
và van bi một chiều được đóng lại, dầu trong xi lanh được giữ nguyên nên thùng xe dừng
ở vị trí đã nâng. ( hình 3.6 b )
Muốn hạ thùng xe, trục trượt van điều khiển mở rãnh hồi dầu e. Do tác dụng trọng lượng
của thùng xe, piston bị đẩy xuống dưới và ép dầu trong khoang dưới piston theo đường
ống về van điều khiển và qua đường hồi dầu trở về thùng chứa. Do tiết diện lưu thông của
van điều khiển nhỏ nên tạo ra sức cản làm thùng xe hạ xuống từ từ.( hình 3.6 c)
Trong trường hợp áp lực dầu trong hệ thống vượt quá giá trị quy định, van an toàn (2) mở
cho dầu thoát về thùng chứa.

a

b

c)


a) . Nâng thùng;
1. Lị xo van an tồn;
2. Van an toàn;
3. Vỏ van điều khiển;
4. Trục trượt van điều khiển;
5. Rãnh khuyết;
6. Van bi một chiều

b) Giữ thùng;

c) Hạ thùng

a. Đường dẫn dầu hồi;
b. Rãnh dầu;
c. Đường dầu đến xi lanh lực;
d. Đường dầu từ bơm vào van;
e. Rãnh dầu hồi

3.3.3. Xylanh thủy lực
Xylanh thủy lực có khả năng chuyển đổi một cách đơn giản chuyển động quay của bơm
thủy lực thành chuyển động tịnh tiến.
Xi lanh lực gồm có ống thép hai đầu có hai nắp bắt với nhau bằng các vít cấy. Hai nắp ép
khít trong xilanh bằng các vòng đệm cao su. Trong xi lanh piston thường chế tạo bằng
hợp kim nhơm. Trong rãnh piston có các vịng đệm cao su làm kín. Piston được bắt chặt
trên cần đẩy thép bằng một đai ốc hãm và vịng khít. Cần đẩy xun qua nắp, ở đầu cần
đẩy bắt một đầu nối để nối với khớp ở phía dưới ben xe thông qua chốt.

Khi nâng ben, dầu từ bơm qua van điều khiển vào khoang dưới piston đẩy piston đi lên
để nâng ben đổ hàng.
Khi hạ ben, van điều khiển mở đường dầu thoát để dầu trong xi lanh thoát qua van điều
khiển, theo rãnh và đường dầu hồi trở về thùng chứa. Dầu được ép ra khỏi xi lanh do
trọng lượng của ben, van điều khiển có tiết diện rãnh thoát nhỏ nên ben hạ xuống từ từ.
Các xylanh thủy lực được chia làm hai nhóm cơ bản: xylanh một chiều chỉ tạo ra lực đẩy
về một phía và xylanh hai chiều tạo lực đẩy về hai phía. Trên hệ thống thủy lực của xe tải
sử dụng xylanh một chiều


Hình 3.7. Xylanh thủy lực
1. Đầu nối 2.Phốt làm kín 3. Vỏ xylanh
4. Piston 5. Đường dầu vào 6. Đai ốc hãm 7. Cần đẩy
4. Nguyên lý làm việc
Nguyên lý làm việc của hệ thống kích nâng thủy lực đặt ở đầu thùng hàng

Cơ cấu ben nâng thủy lực:







Sơ đồ cơ cấu ben nâng thủy lực:


 Khi muốn nâng thùng: Tay điều khiển mở tắt bơm (6a) gạt tay gạt khí nén
đến vị trí 2 nối đường khí vào bộ trích cơng suất từ hộp số qua bơm (2) làm
bơm quay hút dầu từ thùng dầu đưa dầu có áp cao đi qua van 1 chiều. Đồng

thời van điều khiển cụm van phân phối (6b) ta gạt tay điều khiển sang vị trí 1
nối thơng đường khí nén đi qua van giới hạn(5) ở vị trí 1 và đi tới đẩy con
trượt của van phân phối(3) sang vị trí 3 nối thơng đường dầy từ bơm tới phần
dưới của piston xilanh kích nâng thùng lên.


 Khi xilanh nâng đến 1 độ cao tối đa: xilanh nghiên đi một góc chạm vào
cần đẩy của van giới hạn chuyển từ vị trí nối thơng van điều khiển 6a với
cụm van phân phối (3) và giữ cho thùng hàng đứng yên.
 Khi giữ thùng hàng ở một vị trí nào đó : Van điều khiển đóng đường dầu
nối với khoang dưới piston, con trượt cụm van phân phối ở vị trí 2, lượng
dầu trong khoang dưới khơng đổi, bơm chạy không tải, thùng hàng được giữ
nguyên ở một vị trí.


 Khi muốn hạ thùng: Van điều khiển bơm (6a) chuyển tay gạt sang vị trí 1
ngắt đường truyền trích công suất của sang bơm, bơm ngừng hoạt động.
Đồng tời van điều khiển (3) điều khiển cụm van phân phối gạt tay gạt sang vị
trí 3 nối thơng đường khí nén đến cụm van phân phối (3) đẩy con trượt sang
vị trí 1(đường dầu hồi), đường dầu từ xi lanh được nối thông về thùng dầu.
Do trọng lượng của thùng xe ép xi lanh từ từ đi xuống, đẩy dầu về thùng
chứa qua của van 1. Do tiết diện lưu thông của van điều khiển nhỏ nên tạo ra
sức cản làm thùng xe hạ xuống từ từ.
5 . Lựa chọn phương án lật thùng và nâng thùng
5.1. Phương án lật thùng xe ben
Tùy vào yêu cầu sử dụng của loại xe mà có thể thiết kế lật thùng về phía sau hoặc
lật thùng sang bên sườn hoặc nâng cao thùng lên rồi mới lật.
Loại lật thùng về phía sau : Tương đối phổ biến, được dùng nhiều để chở vật liệu
xây dựng, khai thác mỏ

Lật thùng về phía sau
Loại lật thùng sang bên sườn : Thường dùng để vận tải sản phẩm nông nghiệp, có
thể chở vật liệu xây dựng, xe này sử dụng kích nâng đặt ở giữa thùng, khả năng trút hàng
linh hoạt tùy thuộc điều kiện, vì xe có thể đổ nghiên về hai hay ba phía


Lật thùng sang bên sườn
Loại nâng thùng lên cao rồi mới lật : Khả năng chở hàng là không lớn, tuy nhiên
đem lại hiệu quả cao khi trút hàng vào bể chứa, vào toa xe đường sắt


Nâng thùng lên cao rồi mới lật
5.2. Phương án nâng thùng
5.2.1. Loại bố trí xylanh thủy lực đặt trực tiếp với thùng
Sử dụng xylanh thủy lực đặt ở đầu thùng : Ưu điểm của phương pháp này là kích
thước nhỏ gọn, kết cấu đơn giản, ít chi tiết nên dễ chế tạo, rẻ tiền. Nhược điểm là tuổi thọ
xylanh thấp, khả năng chịu tải và độ cứng vững của hệ thống kém, thể tích thùng hàng
giảm

Hệ thống nâng hạ dùng xylanh thủy lực đặt ở đầu thùng
Sử dụng xylanh thủy lực đặt ở giữa thùng : Ưu điểm của phương pháp này là kích
thước nhỏ gọn, kết cấu đơn giản, ít chi tiết nên dễ chế tạo, rẻ tiền, so với phương án
xylanh đặt ở đầu thùng thì khơng gian lắp đặt được thu hẹp, kết cấu nhỏ gọn, độ cứng
vững cao hơn, hành trình nâng ngắn hơn. Nhược điểm là tuổi thọ xylanh thấp, yêu cầu lực
nâng lớn