BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

LÊ DUY LONG
“NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG THỦY LỰC TRÊN XE
CHUYÊN DỤNG CHỞ RÁC ARM ROLL DƯỚI 1
TẤN”

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Hà Nội - 2015


BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

LÊ DUY LONG

“NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG THỦY LỰC TRÊN XE
CHUYÊN DỤNG CHỞ RÁC ARM ROLL DƯỚI 1 TẤN”
Chuyên ngành : Kỹ thuật Cơ khí Động lực
Mã số

: 60.52.01.16

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. LÊ HỒNG QUÂN

Hà Nội - 2015

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả
trong luận văn là trung thực và chưa từng công bố trong bất cứ công trình nào
khác.

Học viên

Ks. Lê Duy Long


LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn Trường Đại học công nghiệp Hà nội, trung tâm
sau đại học, Khoa Công nghệ Ôtô đã cho Em thực hiện luận văn tại trường.
Em xin cảm ơn trung tâm sau đại học về sự hỗ trợ và tạo điều kiện thuận lợi
cho Em trong suốt quá trình làm luận văn.
Em xin chân thành cảm ơn TS. Lê Hồng Quân đã hướng dẫn Em hết sức
tận tình và chu đáo về mặt chuyên môn để Em hoàn thành luận văn.
Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Khoa Công nghệ Ôtô trường đại
học Công nghiệp Hà nội đã luôn giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho Em
trong thời gian làm luận văn.
Cuối cùng Em xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã động viên, khuyến khích và
ủng hộ Em trong thời gian làm luận văn.

Học viên

Ks. Lê Duy Long


MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN................................................................................................................................... 6
LỜI CẢM ƠN........................................................................................................................................ 7
MỤC LỤC............................................................................................................................................. 8
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT.................................................................................................................. 11
DANH MỤC CÁC BẢNG....................................................................................................................... 12
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ................................................................................................................... 17
LỜI NÓI ĐẦU....................................................................................................................................... 1
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ........................................................................................................................................1
1.2. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI............................................................................................................................1
1.3. TÍNH CẤP THIẾT ĐỀ TÀI.......................................................................................................................1
Chương 1:........................................................................................................................................... 3
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THỦY LỰC TRÊN ÔTÔ CHUYÊN DỤNG........................................................3
1.1. SỰ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG THỦY LỰC........................................................................................3
1.2. PHẠM VI ỨNG DỤNG, ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ THỦY LỰC.......................................3
1.2.1. Phạm vi ứng dụng...........................................................................................................................3
1.2.2. Ưu và nhược điểm của truyền động thủy lực.................................................................................4
1.3 . GIỚI THIỆU XE ARM ROLL..................................................................................................................5
1. 3.1. Các tính năng hoạt động của xe.....................................................................................................5
1.3.2. Bố trí chung và phân bố trọng lượng xe Arm Roll..........................................................................6
1.3.3. Trọng lượng của xe chở rác Arm Roll..............................................................................................7
1.3.4. Sự phân bố trọng lượng của xe chở rác Arm Roll...........................................................................8
1.3.5. Đặc tính cơ bản của xe Arm Roll....................................................................................................10
1.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG THỦY LỰC XE CHUYÊN DỤNG TRÊN THẾ GIỚI.......................16
1.5. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG THỦY LỰC XE CHUYÊN DỤNG TRONG NƯỚC........................16
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1........................................................................................................................ 17
Chương 2:......................................................................................................................................... 18
CƠ SỞ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG THỦY LỰC TRÊN ÔTÔ CHUYÊN DỤNG..............................18
2.1. CÁC NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC................................................................18
2.1.2. Phương trình dòng chảy................................................................................................................18



2.1.2.1. Phương trình dòng chảy liên tục................................................................................................18
2.1.3. Đơn vị đo các đại lượng cơ bản (Hệ mét).....................................................................................19
2.1.4. Nguyên lý truyền động thủy lực....................................................................................................20
2.1.5. Dầu thủy lực..................................................................................................................................22
2.1.6. Tổn thất trong hệ thống truyền động bằng thủy lực....................................................................25
2.2. BƠM DẦU.........................................................................................................................................27
2.2.1. Nguyên lý chung............................................................................................................................27
2.2.2. Một số loại bơm dầu thường dùng...............................................................................................28
2.3.2. Động cơ thủy lực...........................................................................................................................40
2. 4. CÁC VAN THỦY LỰC.........................................................................................................................45
2.4.1. Van điều chỉnh áp suất..................................................................................................................45
2.4.2. Van tiết lưu....................................................................................................................................51
2.4.3. Van một chiều...............................................................................................................................51
2.4.4. Van điều khiển...............................................................................................................................54
2.4.5. Van chắn........................................................................................................................................59
2.4.6. Chọn van thủy lực..........................................................................................................................60
2.5. CÁC THIẾT BỊ KHÁC TRONG HỆ THỐNG THỦY LỰC...........................................................................60
2.5.1. Thùng dầu.....................................................................................................................................60
2.5.2. Bộ lọc dầu......................................................................................................................................62
2.5.3. Bình tích áp (ác quy thủy lực)........................................................................................................65
2.5.4. Ống dẫn và cút ống.......................................................................................................................67
2.5.5. Vòng chắn......................................................................................................................................68
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2........................................................................................................................ 70
Chương 3:......................................................................................................................................... 71
TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC..............................................................................71
3.1. CÁC VẤN ĐỀ TRONG TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN XE CHUYÊN DỤNG. 71
3.2. TÍNH TOÁN BƠM DẦU......................................................................................................................72
3.2.1. Chọn kiểu bơm..............................................................................................................................72
3.2.2. Chọn thông số kỹ thuật chủ yếu....................................................................................................72

3.3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ XI LANH THỦY LỰC.........................................................................................74
3.4. TÍNH TOÁN CHỌN MÔ TƠ THỦY LỰC...............................................................................................78
3.5. TÍNH TOÁN CHỌN BÌNH TÍCH ÁP......................................................................................................78
3.5.1. Xác định các thông số làm việc.....................................................................................................80


3.6. VẬN HÀNH VÀ CHĂM SÓC BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG THỦY LỰC.......................................................82
3.6.1. Những điều cần lưu ý trong vận hành hệ thống truyền động thủy lực........................................82
3.6.2. Những điều lưu ý khi thiết kế chế tạo thiết bị thủy lực.................................................................83
3.6.3. Các quy phạm an toàn..................................................................................................................84
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3........................................................................................................................ 86
KẾT LUẬN CHUNG LUẬN VĂN............................................................................................................. 87
HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO....................................................................................................... 88
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................................................ 89
PHỤ LỤC 1......................................................................................................................................... 90
MỘT SỐ BẢN VẼ THIẾT KẾ VÀ HÌNH ẢNH XE CHUYÊN DỤNG ARM ROLL TRONG THỰC TẾ....................90
PHỤ LỤC 2......................................................................................................................................... 94
KÝ HIỆU CỦA CÁC PHẦN TỬ THỦY LỰC............................................................................................... 94


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

STT
1.
2.
3.
4.
5.

Chữ viết tắt

BTA
NL
Van logic OR
Cr
C

Ý nghĩa
Bình tích áp
Năng lượng
Van HOẶC
Crôm
Cacbon


DANH MỤC CÁC BẢNG

LỜI CAM ĐOAN................................................................................................................................... 6
LỜI CẢM ƠN........................................................................................................................................ 7
MỤC LỤC............................................................................................................................................. 8
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT.................................................................................................................. 11
DANH MỤC CÁC BẢNG....................................................................................................................... 12
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ................................................................................................................... 17
LỜI NÓI ĐẦU....................................................................................................................................... 1
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ........................................................................................................................................1
1.2. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI............................................................................................................................1
1.3. TÍNH CẤP THIẾT ĐỀ TÀI.......................................................................................................................1
Chương 1:........................................................................................................................................... 3
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THỦY LỰC TRÊN ÔTÔ CHUYÊN DỤNG........................................................3
1.1. SỰ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG THỦY LỰC........................................................................................3
1.2. PHẠM VI ỨNG DỤNG, ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ THỦY LỰC.......................................3

1.2.1. Phạm vi ứng dụng...........................................................................................................................3
1.2.2. Ưu và nhược điểm của truyền động thủy lực.................................................................................4
1.3 . GIỚI THIỆU XE ARM ROLL..................................................................................................................5
1. 3.1. Các tính năng hoạt động của xe.....................................................................................................5
1.3.2. Bố trí chung và phân bố trọng lượng xe Arm Roll..........................................................................6
Hình 1.1 Bố trí chung xe chở rác Arm Roll dưới 1 tấn...........................................................................7
1.3.3. Trọng lượng của xe chở rác Arm Roll..............................................................................................7
1.3.4. Sự phân bố trọng lượng của xe chở rác Arm Roll...........................................................................8

Bảng 1.1 Sự phân bố trọng lượng xe chở rác Arm Roll....................................8
1.3.5. Đặc tính cơ bản của xe Arm Roll....................................................................................................10

Bảng 1.2 Thông số kỹ thuật xe chở rác Arm Roll...........................................10
1.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG THỦY LỰC XE CHUYÊN DỤNG TRÊN THẾ GIỚI.......................16
1.5. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG THỦY LỰC XE CHUYÊN DỤNG TRONG NƯỚC........................16
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1........................................................................................................................ 17


Chương 2:......................................................................................................................................... 18
CƠ SỞ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG THỦY LỰC TRÊN ÔTÔ CHUYÊN DỤNG..............................18
2.1. CÁC NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC................................................................18
2.1.2. Phương trình dòng chảy................................................................................................................18
2.1.2.1. Phương trình dòng chảy liên tục................................................................................................18
Hình 2.1 Phương trình dòng chảy liên tục..........................................................................................18
Hình 2.2 Phương trình Bernuli............................................................................................................19
2.1.3. Đơn vị đo các đại lượng cơ bản (Hệ mét).....................................................................................19

Bảng 2.1 Bảng chuyển đổi giữa các đơn vị.....................................................20
2.1.4. Nguyên lý truyền động thủy lực....................................................................................................20
Hình 2.3 Sơ đồ mạch thủy lực chuyển động tịnh tiến........................................................................21

Hình 2.4 Sơ đồ mạch thủy lực chuyển động quay..............................................................................22
2.1.5. Dầu thủy lực..................................................................................................................................22
2.1.6. Tổn thất trong hệ thống truyền động bằng thủy lực....................................................................25
2.2. BƠM DẦU.........................................................................................................................................27
2.2.1. Nguyên lý chung............................................................................................................................27
2.2.2. Một số loại bơm dầu thường dùng...............................................................................................28
Hình 2.5 Bơm bánh răng.....................................................................................................................29
Hình 2.6 Bơm cánh gạt đơn................................................................................................................30
Hình 2.7 Bơm cánh gạt đơn và nguyên tắc điều chỉnh.......................................................................31
Hình 2.8 Bơm cánh gạt kép.................................................................................................................32
Hình 2.9 Bơm píttông..........................................................................................................................33
Hình 2.10 Bơm píttông hướng kính với trục lệch tâm........................................................................33
Hình 2.11 Bơm píttông hướng trục kiểu đĩa nghiêng.........................................................................34
Hình 2.12 Bơm píttông hướng trục kiểu khớp cầu.............................................................................34
Hình 2.13 Bơm trục vít........................................................................................................................35
Hình 2.14 Xi lanh thủy lực...................................................................................................................36
Hình 2.15 Xi lanh tác dụng đơn...........................................................................................................37
Hình 2.16 Xi lanh tác dụng kép............................................................................................................38
Hình 2.17 Xi lanh lồng.........................................................................................................................38
Hình 2.18 Xi lanh thủy lực tác dụng hai chiều.....................................................................................39
2.3.2. Động cơ thủy lực...........................................................................................................................40
Hình 2.19 Động cơ bánh răng.............................................................................................................41
Hình 2.20 Động cơ cánh gạt đơn........................................................................................................42
Hình 2.21 Động cơ dầu cánh gạt kép..................................................................................................42
Hình 2.22 Động cơ píttông kiểu hướng kính.......................................................................................43
Hình 2.23 Động cơ píttông kiểu hướng trục.......................................................................................44
2. 4. CÁC VAN THỦY LỰC.........................................................................................................................45
2.4.1. Van điều chỉnh áp suất..................................................................................................................45
Hình 2.24 Van kiểu bi..........................................................................................................................46
Hình 2.25 Cấu tạo van kiểu bi.............................................................................................................47



Hình 2.26 Kiểu van con trượt.............................................................................................................48
Hình 2.27 Van điều chỉnh hai cấp áp suất...........................................................................................48
Hình 2.28 Van cản...............................................................................................................................49
Hình 2.29 Van con trượt......................................................................................................................49
Hình 2.30 Rơle áp suất........................................................................................................................50
2.4.2. Van tiết lưu....................................................................................................................................51
Hình 2.31 Van tiết lưu.........................................................................................................................51
2.4.3. Van một chiều...............................................................................................................................51
Hình 2.32 Van một chiều đơn.............................................................................................................51
Hình 2.33 Van chặn có điều khiển.......................................................................................................53
2.4.4. Van điều khiển...............................................................................................................................54
Hình 2.34 Van 2 cửa 2 vị trí.................................................................................................................54
Hình 3.35 Van 3 cửa 2 vị trí.................................................................................................................55
Hình 2.36 Van 4 cửa 2 vị trí.................................................................................................................56
Hình 2.37 Van 5 cửa 2 vị trí.................................................................................................................56
Hình 2.38 Van 5/2 nối với xi lanh thủy lực 2 chiều.............................................................................57
Hình 2.39 Van 5 cửa 3 vị trí.................................................................................................................58
2.4.5. Van chắn........................................................................................................................................59
Hình 2.40 Van logic OR........................................................................................................................59
Hình 2.41 Van chia dòng.....................................................................................................................59
2.4.6. Chọn van thủy lực..........................................................................................................................60
2.5. CÁC THIẾT BỊ KHÁC TRONG HỆ THỐNG THỦY LỰC...........................................................................60
2.5.1. Thùng dầu.....................................................................................................................................60
Hình 2.42 Thùng dầu...........................................................................................................................61
2.5.2. Bộ lọc dầu......................................................................................................................................62
Hình 2.43 Bộ lọc dầu...........................................................................................................................63
Hình 2.44 Cách lắp bộ lọc trong hệ thống...........................................................................................64
2.5.3. Bình tích áp (ác quy thủy lực)........................................................................................................65

Hình 2.45 Kiểu bình tích áp.................................................................................................................66
Hình 2.46 Bình tích áp kiểu túi hơi......................................................................................................66
2.5.4. Ống dẫn và cút ống.......................................................................................................................67
Hình 2.47 Ống dẫn và cút ống.............................................................................................................67
2.5.5. Vòng chắn......................................................................................................................................68
Hình 2.48 Vòng chắn...........................................................................................................................69
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2........................................................................................................................ 70
Chương 3:......................................................................................................................................... 71
TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC..............................................................................71
3.1. CÁC VẤN ĐỀ TRONG TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN XE CHUYÊN DỤNG. 71
3.2. TÍNH TOÁN BƠM DẦU......................................................................................................................72
3.2.1. Chọn kiểu bơm..............................................................................................................................72


Bảng 3.1 Thông số các loại bơm.....................................................................72
3.2.2. Chọn thông số kỹ thuật chủ yếu....................................................................................................72
3.3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ XI LANH THỦY LỰC.........................................................................................74
Hình 3.1 Gioăng thủy lực....................................................................................................................77
3.4. TÍNH TOÁN CHỌN MÔ TƠ THỦY LỰC...............................................................................................78
3.5. TÍNH TOÁN CHỌN BÌNH TÍCH ÁP......................................................................................................78
Hình 3.2 Bình tích áp trong hệ thống thủy lực....................................................................................79
3.5.1. Xác định các thông số làm việc.....................................................................................................80

Bảng 3.2 Thông số bình tích áp.......................................................................81
3.6. VẬN HÀNH VÀ CHĂM SÓC BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG THỦY LỰC.......................................................82
3.6.1. Những điều cần lưu ý trong vận hành hệ thống truyền động thủy lực........................................82
3.6.2. Những điều lưu ý khi thiết kế chế tạo thiết bị thủy lực.................................................................83
3.6.3. Các quy phạm an toàn..................................................................................................................84
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3........................................................................................................................ 86
KẾT LUẬN CHUNG LUẬN VĂN............................................................................................................. 87

HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO....................................................................................................... 88
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................................................ 89
PHỤ LỤC 1......................................................................................................................................... 90
MỘT SỐ BẢN VẼ THIẾT KẾ VÀ HÌNH ẢNH XE CHUYÊN DỤNG ARM ROLL TRONG THỰC TẾ....................90
Hình PL1 – 1.1 Bản vẽ tổng thể xe Arm roll.........................................................................................90
Hình PL1 – 1.2 Bản vẽ khung thùng Arm roll......................................................................................91
Hình PL1 – 1.3 Bản vẽ khung sát xi phụ..............................................................................................91
Hình PL1 – 1.4 Bản vẽ khung sát xi chính............................................................................................92
Hình PL1 – 1.5 Bản vẽ bố trí khung gầm xe.........................................................................................92
PHỤ LỤC 2......................................................................................................................................... 94
KÝ HIỆU CỦA CÁC PHẦN TỬ THỦY LỰC............................................................................................... 94

Bảng PL 2 – 1. Ký hiệu của các phần tử thủy lực.........................................101



DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
LỜI CAM ĐOAN................................................................................................................................... 6
LỜI CẢM ƠN........................................................................................................................................ 7
MỤC LỤC............................................................................................................................................. 8
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT.................................................................................................................. 11
DANH MỤC CÁC BẢNG....................................................................................................................... 12
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ................................................................................................................... 17
LỜI NÓI ĐẦU....................................................................................................................................... 1
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ........................................................................................................................................1
1.2. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI............................................................................................................................1
1.3. TÍNH CẤP THIẾT ĐỀ TÀI.......................................................................................................................1
Chương 1:........................................................................................................................................... 3
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THỦY LỰC TRÊN ÔTÔ CHUYÊN DỤNG........................................................3
1.1. SỰ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG THỦY LỰC........................................................................................3

1.2. PHẠM VI ỨNG DỤNG, ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ THỦY LỰC.......................................3
1.2.1. Phạm vi ứng dụng...........................................................................................................................3
1.2.2. Ưu và nhược điểm của truyền động thủy lực.................................................................................4
1.3 . GIỚI THIỆU XE ARM ROLL..................................................................................................................5
1. 3.1. Các tính năng hoạt động của xe.....................................................................................................5
1.3.2. Bố trí chung và phân bố trọng lượng xe Arm Roll..........................................................................6
Hình 1.1 Bố trí chung xe chở rác Arm Roll dưới 1 tấn...........................................................................7
1.3.3. Trọng lượng của xe chở rác Arm Roll..............................................................................................7
1.3.4. Sự phân bố trọng lượng của xe chở rác Arm Roll...........................................................................8
1.3.5. Đặc tính cơ bản của xe Arm Roll....................................................................................................10
1.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG THỦY LỰC XE CHUYÊN DỤNG TRÊN THẾ GIỚI.......................16
1.5. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG THỦY LỰC XE CHUYÊN DỤNG TRONG NƯỚC........................16
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1........................................................................................................................ 17
Chương 2:......................................................................................................................................... 18
CƠ SỞ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG THỦY LỰC TRÊN ÔTÔ CHUYÊN DỤNG..............................18
2.1. CÁC NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC................................................................18


2.1.2. Phương trình dòng chảy................................................................................................................18
2.1.2.1. Phương trình dòng chảy liên tục................................................................................................18
Hình 2.1 Phương trình dòng chảy liên tục..........................................................................................18
Hình 2.2 Phương trình Bernuli............................................................................................................19
2.1.3. Đơn vị đo các đại lượng cơ bản (Hệ mét).....................................................................................19
2.1.4. Nguyên lý truyền động thủy lực....................................................................................................20
Hình 2.3 Sơ đồ mạch thủy lực chuyển động tịnh tiến........................................................................21
Hình 2.4 Sơ đồ mạch thủy lực chuyển động quay..............................................................................22
2.1.5. Dầu thủy lực..................................................................................................................................22
2.1.6. Tổn thất trong hệ thống truyền động bằng thủy lực....................................................................25
2.2. BƠM DẦU.........................................................................................................................................27
2.2.1. Nguyên lý chung............................................................................................................................27

2.2.2. Một số loại bơm dầu thường dùng...............................................................................................28
Hình 2.5 Bơm bánh răng.....................................................................................................................29
Hình 2.6 Bơm cánh gạt đơn................................................................................................................30
Hình 2.7 Bơm cánh gạt đơn và nguyên tắc điều chỉnh.......................................................................31
Hình 2.8 Bơm cánh gạt kép.................................................................................................................32
Hình 2.9 Bơm píttông..........................................................................................................................33
Hình 2.10 Bơm píttông hướng kính với trục lệch tâm........................................................................33
Hình 2.11 Bơm píttông hướng trục kiểu đĩa nghiêng.........................................................................34
Hình 2.12 Bơm píttông hướng trục kiểu khớp cầu.............................................................................34
Hình 2.13 Bơm trục vít........................................................................................................................35
Hình 2.14 Xi lanh thủy lực...................................................................................................................36
Hình 2.15 Xi lanh tác dụng đơn...........................................................................................................37
Hình 2.16 Xi lanh tác dụng kép............................................................................................................38
Hình 2.17 Xi lanh lồng.........................................................................................................................38
Hình 2.18 Xi lanh thủy lực tác dụng hai chiều.....................................................................................39
2.3.2. Động cơ thủy lực...........................................................................................................................40
Hình 2.19 Động cơ bánh răng.............................................................................................................41
Hình 2.20 Động cơ cánh gạt đơn........................................................................................................42
Hình 2.21 Động cơ dầu cánh gạt kép..................................................................................................42
Hình 2.22 Động cơ píttông kiểu hướng kính.......................................................................................43
Hình 2.23 Động cơ píttông kiểu hướng trục.......................................................................................44
2. 4. CÁC VAN THỦY LỰC.........................................................................................................................45
2.4.1. Van điều chỉnh áp suất..................................................................................................................45
Hình 2.24 Van kiểu bi..........................................................................................................................46
Hình 2.25 Cấu tạo van kiểu bi.............................................................................................................47
Hình 2.26 Kiểu van con trượt.............................................................................................................48
Hình 2.27 Van điều chỉnh hai cấp áp suất...........................................................................................48
Hình 2.28 Van cản...............................................................................................................................49
Hình 2.29 Van con trượt......................................................................................................................49
Hình 2.30 Rơle áp suất........................................................................................................................50

2.4.2. Van tiết lưu....................................................................................................................................51


Hình 2.31 Van tiết lưu.........................................................................................................................51
2.4.3. Van một chiều...............................................................................................................................51
Hình 2.32 Van một chiều đơn.............................................................................................................51
Hình 2.33 Van chặn có điều khiển.......................................................................................................53
2.4.4. Van điều khiển...............................................................................................................................54
Hình 2.34 Van 2 cửa 2 vị trí.................................................................................................................54
Hình 3.35 Van 3 cửa 2 vị trí.................................................................................................................55
Hình 2.36 Van 4 cửa 2 vị trí.................................................................................................................56
Hình 2.37 Van 5 cửa 2 vị trí.................................................................................................................56
Hình 2.38 Van 5/2 nối với xi lanh thủy lực 2 chiều.............................................................................57
Hình 2.39 Van 5 cửa 3 vị trí.................................................................................................................58
2.4.5. Van chắn........................................................................................................................................59
Hình 2.40 Van logic OR........................................................................................................................59
Hình 2.41 Van chia dòng.....................................................................................................................59
2.4.6. Chọn van thủy lực..........................................................................................................................60
2.5. CÁC THIẾT BỊ KHÁC TRONG HỆ THỐNG THỦY LỰC...........................................................................60
2.5.1. Thùng dầu.....................................................................................................................................60
Hình 2.42 Thùng dầu...........................................................................................................................61
2.5.2. Bộ lọc dầu......................................................................................................................................62
Hình 2.43 Bộ lọc dầu...........................................................................................................................63
Hình 2.44 Cách lắp bộ lọc trong hệ thống...........................................................................................64
2.5.3. Bình tích áp (ác quy thủy lực)........................................................................................................65
Hình 2.45 Kiểu bình tích áp.................................................................................................................66
Hình 2.46 Bình tích áp kiểu túi hơi......................................................................................................66
2.5.4. Ống dẫn và cút ống.......................................................................................................................67
Hình 2.47 Ống dẫn và cút ống.............................................................................................................67
2.5.5. Vòng chắn......................................................................................................................................68

Hình 2.48 Vòng chắn...........................................................................................................................69
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2........................................................................................................................ 70
Chương 3:......................................................................................................................................... 71
TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC..............................................................................71
3.1. CÁC VẤN ĐỀ TRONG TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN XE CHUYÊN DỤNG. 71
3.2. TÍNH TOÁN BƠM DẦU......................................................................................................................72
3.2.1. Chọn kiểu bơm..............................................................................................................................72
3.2.2. Chọn thông số kỹ thuật chủ yếu....................................................................................................72
3.3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ XI LANH THỦY LỰC.........................................................................................74
Hình 3.1 Gioăng thủy lực....................................................................................................................77
3.4. TÍNH TOÁN CHỌN MÔ TƠ THỦY LỰC...............................................................................................78
3.5. TÍNH TOÁN CHỌN BÌNH TÍCH ÁP......................................................................................................78


Hình 3.2 Bình tích áp trong hệ thống thủy lực....................................................................................79
3.5.1. Xác định các thông số làm việc.....................................................................................................80
3.6. VẬN HÀNH VÀ CHĂM SÓC BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG THỦY LỰC.......................................................82
3.6.1. Những điều cần lưu ý trong vận hành hệ thống truyền động thủy lực........................................82
3.6.2. Những điều lưu ý khi thiết kế chế tạo thiết bị thủy lực.................................................................83
3.6.3. Các quy phạm an toàn..................................................................................................................84
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3........................................................................................................................ 86
KẾT LUẬN CHUNG LUẬN VĂN............................................................................................................. 87
HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO....................................................................................................... 88
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................................................ 89
PHỤ LỤC 1......................................................................................................................................... 90
MỘT SỐ BẢN VẼ THIẾT KẾ VÀ HÌNH ẢNH XE CHUYÊN DỤNG ARM ROLL TRONG THỰC TẾ....................90
Hình PL1 – 1.1 Bản vẽ tổng thể xe Arm roll.........................................................................................90
Hình PL1 – 1.2 Bản vẽ khung thùng Arm roll......................................................................................91
Hình PL1 – 1.3 Bản vẽ khung sát xi phụ..............................................................................................91
Hình PL1 – 1.4 Bản vẽ khung sát xi chính............................................................................................92

Hình PL1 – 1.5 Bản vẽ bố trí khung gầm xe.........................................................................................92
PHỤ LỤC 2......................................................................................................................................... 94
KÝ HIỆU CỦA CÁC PHẦN TỬ THỦY LỰC............................................................................................... 94

Bảng PL 2 – 1. Ký hiệu của các phần tử thủy lực..Error: Reference source not
found


1

LỜI NÓI ĐẦU
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiện nay vấn đề gia tăng dân số, tốc độ đô thị hóa nhanh tại các thành
phố, đi kèm với nó là lượng rác thải lớn, ô nhiễm môi trường. Để giải quyết
vấn đề này đang là một trong những thách thức đối với chính quyền các thành
phố lớn. Thực trạng này đang diễn ra tại các thành phố, lượng rác thải mỗi
ngày quá lớn, trong khi ngân sách còn hạn hẹp, chưa đáp ứng được đủ xe
chuyên dụng chở rác, bởi hiện nay loại xe này còn phải nhập khẩu từ nước
ngoài với giá thành cao.
Để nâng cáo hiệu suất thu gom rác, giảm tối đa sức lao động cho người
công nhân bằng cách cơ giới hóa tối đa phương thức thu gom và vận chuyển,
đồng thời cũng nhằm giải quyết tốt vấn đề kinh tế, đề tài đi vào “Nghiên cứu
hệ thống thủy lực trên xe chuyên dụng chở rác Arm Roll dưới 1 tấn” với một
số cải tiến hệ thống thủy lực trên xe đã giải quyết được vấn đề thu gom và vận
chuyển rác hiện nay.
1.2. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
- Hệ thống thủy lực đóng vai trò chính đối với tính năng nâng hạ của xe
chở rác.
-


Động lực học và động học của hệ thống thủy lực quyết định chất

lượng làm việc của xe chở rác: nâng hạ nhẹ, tải trọng nâng tối đa, kết cấu tối
ưu.
- Ít có nghiên cứu chuyên sâu về hệ thống thủy lực của xe chuyên dụng
chở rác hiện nay.
1.3. TÍNH CẤP THIẾT ĐỀ TÀI
- Vấn đề thu gom rác thải ở khu đô thị khó khăn do kết cấu hạ tầng giao
thông chưa đồng bộ, đòi hỏi có một loại xe chuyên dụng chở rác đáp ứng được
việc thu gom và vận chuyển ra các khu xử lý rác thải.


2

- Công nghệ thu gom rác thải hiện nay chủ yếu dựa vào sức lao động
của con người và máy móc nhập khẩu từ nước ngoài với giá thành cao.
- Các loại xe Ôtô chuyên dụng sử dụng hiện nay mới chỉ phục vụ ở một
nhiệm vụ nhất định chưa có tính tự động hóa cao và đa năng.
1.4. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
- Tính toán, khảo sát động học hệ thống thủy lực phù hợp với xe Arm
Roll dưới 1 tấn. Nhằm đưa ra được thiết kế tối ưu về kết cấu nhằm sử dụng
công nghệ vật liệu phù hợp điều kiện trong nước.
- Đạt được kết quả tính toán và mô phỏng hoạt động của hệ thống thủy
lực bằng công cụ phần mềm mới và hiện đại.
1.5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Phương pháp lý thuyết :
+ Sử dụng các tài liệu chuyên ngành về xe chuyên dụng và tài liệu
chuyên ngành hệ thống thủy lực trên xe ô tô.
+ Sử dụng công cụ phần mềm chuyên dụng để tính toán thiết kế và khảo
sát động học hệ thống thủy lực.

1.6. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Nội dung nghiên cứu luận văn gồm các phần sau :
Chương 1: Tổng quan về hệ thống thủy lực trên Ôtô chuyên dụng.
Chương 2: Cơ sở khoa học nghiên cứu hệ thống thủy lực trên Ô tô
chuyên dụng.
Chương 3: Tính toán hệ thống truyền động thủy lực.
Hà nội, ngày 31 tháng 05 năm 2015


3

Chương 1:
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THỦY LỰC TRÊN ÔTÔ
CHUYÊN DỤNG
1.1. SỰ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG THỦY LỰC
Trong lịch sử nhân loại, con người đã hướng việc nghiên cứu chất lỏng
vào mục đích áp dụng rộng rãi nó để phục vụ nhu cầu của mình.
Thuỷ lực học, là khoa học nghiên cứu về quy luật vận động, cân bằng
của chất lỏng và phương pháp sử dụng những quy luật đó, để giải quyết
nhiệm vụ thực tế của sản xuất. Trong máy thuỷ lực, chất lỏng tác dụng tương
hỗ vào các thành phần và tổ hợp của máy.
Truyền động thuỷ lực là tổ hợp các cơ cấu thuỷ lực và máy thuỷ lực. Nó
có công dụng, dùng môi trường chất lỏng làm không gian để truyền cơ năng
từ bộ phận dẫn động đến bộ phận công tác, trong đó có thể biến đổi vận tốc,
lực, mô men và biến đổi dạng theo quy luật của chuyển động. Truyền động
thuỷ lực phù hợp với việc truyền công suất lớn, nhưng êm dịu, ổn định và dễ
tự động hoá mà các truyền động khác không có.
1.2. PHẠM VI ỨNG DỤNG, ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÔNG
NGHỆ THỦY LỰC
1.2.1. Phạm vi ứng dụng

Hệ thống truyền động thủy lực năm 1920 đã ứng dụng trong lĩnh vực
máy công cụ.
Năm 1925 ứng dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp khác như: nông
nghiệp, máy khai thác mỏ, máy hóa chất, giao thông vận tải, hàng không.
Năm 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 công suất lớn.


4

Trong ngành công nghiệp ô tô, công nghệ thủy lực được ứng dụng để
vận hành các thiết bị công tác trên các xe chuyên dụng và trên một số hệ
thống khác của ô tô như: hệ thống phanh, hệ thống lái, hệ thống treo.
1.2.2. Ưu và nhược điểm của truyền động thủy lực
a. Ưu điểm:
- Truyền động được công suất cao và lực lớn (nhờ các cơ cấu tương đối
đơn giản, hoạt động với độ tin cậy cao nhưng đòi hỏi ít về chăm sóc, bảo
dưỡng).
- Điều chỉnh được vận tốc làm việc tinh và vô cấp, (dễ thực hiện tự động
hóa theo điều kiện làm việc hay theo chương trình có sẵn).
- Kết cấu gọn nhẹ, vị trí của các phần tử dẫn và bị dẫn không lệ thuộc
vào nhau.
- Có khả năng giảm khối lượng và kích thước nhờ chọn áp suất thủy lực
cao.
- Nhờ quán tính nhỏ của bơm và động cơ thủy lực, nhờ tính chịu nén của
dầu, nên có thể sử dụng ở vận tốc cao mà không sợ bị va đập mạnh ( như trong
cơ khí và điện).
- Dễ biến đổi chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tịnh
tiến của cơ cấu chấp hành.

- Dễ đề phòng quá tải nhờ van an toàn.
- Dễ theo dõi và quan sát bằng áp kế, kể cả các hệ phức tạp, nhiều mạch.
- Tự động hóa đơn giản, kể cả các thiết bị phức tạp, bằng cách sử dụng
các phần tử tiêu chuẩn hóa.
b. Nhược điểm
- Mất mát trong đường ống dẫn và rò rỉ bên trong các phần tử, làm giảm
hiệu suất và hạn chế phạm vi sử dụng.


5

- Khó giữ được vận tốc không đổi khi phụ tải không đổi do tính nén
được của chất lỏng và tính đàn hồi của đường ống dẫn.
- Khi mới khởi động, nhiệt độ của hệ thống chưa ổn định,vận tốc làm
việc thay đổi do độ nhớt của chất lỏng thay đổi.
1.3 . GIỚI THIỆU XE ARM ROLL
1. 3.1. Các tính năng hoạt động của xe
Hiện nay ở nước các loại xe chuyên sử dụng chở rác đang được sử dụng
chủ yếu là xe chở rác cỡ lớn, xe cuốn ép chở rác Hino 9m 3, xe cuốn ép chở
rác Isuzu 18m3, xe ép rác Dongfeng 16m3, xe cuốn ép chở rác Deawoo 22m3,
xe cuốn ép rác Hyundai HD 260 22m 3… Các loại xe chở rác trên chở được
lượng rác lớn từ các trạm trung chuyển ra các khu xử lý rác thải.Nhưng việc
thu gom, vận chuyển từ các cụm dân cư, tổ dân phố, phường, ra trạm trung
chuyển tốn nhiều kinh phí và nhân lực, thời gian. Vì vậy cần một loại xe chở
rác chuyên dụng để giải quyết vấn đề thu gom và vận chuyển rác từ các cụm
dân cư, tổ dân phố, phường ra các khu xử lý. Xe chở rác Arm Roll dưới 1 tấn
được lựa chọn để giải quyết những vấn đề trên.
Xe chuyên dùng thu gom chở rác Arm Roll được sử dụng khu vực nông
thôn, các thành phố trong giờ hành chính. Xe có kết cấu kiểu tay cuộn (Arm
Roll) tiện lợi trong vận hành và vận chuyển.

+ Ưu điểm của xe : Xe Arm Roll dưới 1 tấn gọn nhẹ dễ hoạt động trong
các khu đô thị, các ngõ hẻm, các tổ dân phố, khu vực nông thôn, tính cơ động
cao. Mỗi tổ dân phố, cụm dân cư, xóm làng… có thể để đặt một thùng chuyên
dụng của xe chở rác Arm Roll phục vụ cho việc thu gom và vận chuyển rác.
Tính đa năng của xe, ngoài chở rác xe có thể thay thùng rác bằng thùng Ben
phục vụ vận chuyển các loại hàng hóa.
+ Nhược điểm : Khối lượng rác chở được không lớn


6

1.3.2. Bố trí chung và phân bố trọng lượng xe Arm Roll


37°

7

400
15°

830

2600

1055

37°

400

15°

830

2600

1055

Hình 1.1 Bố trí chung xe chở rác Arm Roll dưới 1 tấn
1.3.3. Trọng lượng của xe chở rác Arm Roll
Đối với ôtô - vận tải việc lựa chọn bố trí chung theo hướng: Đơn giản, dễ
chế tạo, an toàn phù hợp trong điều kiện khai thác và sử dụng ở Việt Nam.
Vì vậy chọn bố trí chung ô tô kiểu phổ thông, thùng rời Cabin, loại đầu
ngắn: Cabin 02 chỗ.
Thùng chở hàng loại hở - kiểu thùng tự đổ, bằng kim loại, công thức
bánh xe 4 x 2R (loại 1 cầu chủ động).
Hệ thống truyền lực được bố trí như sau: động cơ đặt ở phía trước - Li
hợp - Hộp số - Các đăng - Cầu sau chủ động.


8

1.3.4. Sự phân bố trọng lượng của xe chở rác Arm Roll
Trọng lượng bản thân của ôtô được xác định theo tổng trọng lượng của
các cụm tổng thành và tọa độ trọng tâm của chúng trên khung Ôtô. Trọng
lượng của các cụm tổng thành được xác định như sau:
Bảng 1.1 Sự phân bố trọng lượng xe chở rác Arm Roll
Thông số tính toán
TT
Tên thành phần

1
Động cơ, ly hợp và hộp số
2
Két nước
3
Các đăng
4
Cầu trước + 02 bánh xe
5
Cầu sau + 04 bánh xe
6
Khung xe
7
Khung phụ, giá xi lanh nâng ben
8
Thùng hàng
9
Cụm buồng lái
10
01 bánh xe dự phòng
11
Nhíp trước
12
Nhíp sau
13
Xi lanh nâng thùng
14
Ắc qui
15
Chắn bùn

16
Các chi tiết phụ
17
Nhiên liệu
18
Dầu thuỷ lực
19
Kíp lái
20
Tải trọng
TT
Các thông số kích thước
1
Chiều dài toàn bộ
2
Chiều dài cơ sở
3
Chiều dài khung
4
Khoảng cách từ đầu ôtô đến tâm

Vị trí
Qđc
Qkn
Qcđ
Qct1
Qcs1
Qk
Qkp
Qth

Qcb
Qdp
Qnt
Qns
Qxl
Qaq
Qbh
Qp
Qnl
Qtl
Qkl
QQ
Kí hiệu
Ltb
Lcs
Lk
l1

Tr.lượng (kG)
420
20
10
110
150
70
40
490
210
20
25

40
110
10
10
25
40
10
130
960
Giá trị (m)
4,090
2,300
3,750
0,840

5

cầu trước
Khoảng cách từ đuôi ôtô đến tâm

l2

0,950

6

cầu sau
Khoảng cách từ đuôi khung ôtô

l3


0,160

đến đuôi thùng hàng