BÀI GIẢNG HỌC PHẦN: HỆ THỐNG ĐIỆN THỦY LỰC VÀ XE MÁY CHUYÊN DÙNG SỐ TÍN CHỈ: 02 LOẠI HÌNH ĐÀO TẠO: ĐẠI HỌC CHÍNH QUY NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BÀI GIẢNG HỌC PHẦN: HỆ THỐNG ĐIỆN THỦY LỰC VÀ XE MÁY CHUYÊN DÙNG SỐ TÍN CHỈ: 02 LOẠI HÌNH ĐÀO TẠO: ĐẠI HỌC CHÍNH QUY NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ Hưng Yên - 2015 Bài giảng môn: Hệ thống điện-thủy lực xe máy chuyên dụng Chương 1: Giới thiệu chung 1.1 Các dạng truyền động xe chuyên dùng 1.1.1 Khái niệm truyền động Hệ thống truyền động (gọi tắt truyền động) dùng để truyền chuyển động (công suất) từ động tới cấu phận cơng tác Trong q trình truyền chuyển động cho phép biến đổi tốc độ, lực, mô men, biến đổi dạng quy luật chuyển động Trong xe chun dụng phải có truyền động tốc độ cần thiết phận cơng tác nói chung khác tốc độ hợp lý động tiêu chuẩn (thường thấp tốc độ động cơ, chế tạo động có tốc độ thấp, mơ men xoắn lớn kích thước lớn giá đắt); cần truyền chuyển động từ động đến nhiều cấu làm việc với tốc độ khác nhau; động thực chuyển động quay phận công tác cần chuyển động tịnh tiến chuyển động với tốc độ thay đổi theo quy luật điều kiện sử dụng, an tồn lao động kích thước máy Các thông số đặc trưng truyền: Một truyền chung thường có thơng số đặc trưng như: + Công suất trục dẫn N1 trục bị dẫn N2, KW (Công suất công thực đơn vị thời gian) + Hiệu suất: η = N 2/ N1 ( hiệu suất xác định tỉ số công suất trục đầu với công suất trục đầu vào truyền, cơng có ích cơng tồn phần, nói lên mức độ hao tổn lượng truyền) + Tỉ số truyền: i =n1/n2 Đây thơng số đặc trưng truyền nói chung truyền khí nói riêng Tỉ số truyền xác định tỉ số tốc độ (số vòng quay) trục đầu vào với tốc độ (số vịng quay) trục đầu Thơng số nói lên khả giảm tốc tăng tốc truyền Trong xe chuyên dụng thường cần phải giảm tốc độ quay so với tốc độ quay động nên truyền đóng vai trị giảm tốc + Mô men xoắn trục dẫn Khi biết cơng suất trục vào số vịng quay trục mơ men xoắn trục xác định theo công thức: M1= 9550 N/n (N.m) (1.1) đó: N- cơng suất trục vào, KW; n- số vịng quay trục, v/phút + Mơ men xoắn trục bị dẫn Mô men xoắn trục bị dẫn (trục ra) xác định tương tự cơng thức xác định theo mô men trục đầu theo công thức sau: M2= M1 i.η 9550 N./n (N.m) Từ công thức nhận thấy công suất không đổi, mà muốn có mơ men xoắn lớn (ví dụ cần khắc phục lực cản lớn) tốc độ quay phải nhỏ (ví dụ xe lên dốc lực cản lớn phải số bé để có mơ men xoắn lớn) 1.1.2 Các dạng truyền động xe chuyên dùng Truyền động xe chuyên dụng thực theo nhiều phương pháp khác kết cấu đa dạng Theo phương pháp truyền lượng, truyền động chia thành: - Truyền động khí - Truyền động điện - Truyền động thuỷ lực - Truyền động khí ép - Truyền động hỗn hợp 1.2 Truyền động điện xe chuyên dùng Hệ thống truyền động điện (gọi tắt truyền động điện) hệ thống thiết bị dùng để biến đổi điện thành phục vụ cấu thiết bị công tác đồng thời dùng để điều khiển cấu Truyền động điện có ưu điểm bật truyền động xa kích thước nhỏ gọn, có khả tự động hố cao, truyền động nhanh, xác, đảm bảo vệ sinh mơi trường tốt, hoạt động tương đối êm dịu, không gây tiếng ồn, chăm sóc kỹ thuật dễ dàng Bên cạnh ưu điểm trên, truyền động điện có số nhược điểm ln địi hỏi chặt chẽ biện pháp thiết bị bảo vệ an toàn cho người thiết bị Yêu cầu người sử dụng phải có trình độ cao, phải phối hợp với hệ truyền động khác truyền khí, công suất truyền động thường không 100 kW, công suất lớn động thường giá thành cao Truyền động điện đa dạng song phân chia thành dạng theo nguyên tắc sau: - Căn theo dòng điện phân thành truyền động điện dịng xoay chiều với tần số cơng nghiệp tần số cao, truyền động điện dòng chiều truyền động điện dòng xoay chiều- chiều - Theo số lượng động dẫn động phân thành truyền động điện động đơn chiếc, truyền động điện động theo nhóm (một động điện dẫn động cho nhiều cấu máy), truyền động điện nhiều động (nhiều động điện dẫn động cho cấu) - Theo cấu tạo động điện phân thành truyền động điện dịng chiều (kích thích song song, kích thích nối tiếp, kích thích hỗn hợp), truyền động điện dòng xoay chiều (loại pha, loại ba pha, loại đồng bộ, loại không đồng rơto lồng sóc, loại khơng đồng rơto dây cuốn) Truyền động điện thường bao gồm động điện, phận truyền động trung gian (ví dụ hộp giảm tốc), dây dẫn thiết bị điều khiển (Đôi có phận đặc biệt nắn điện, biến đổi tần số.v.v) 1.3 Truyền động thủy lực xe chuyên dùng Truyền động thuỷ lực tiến khoa học kỹ thuật áp dụng rộng rãi khoảng 30 năm trở lại nhiều ngành chế tạo máy Việc áp dụng truyền động thuỷ lực góp phần nâng cao khả tự động hoá tiêu kinh tế kỹ thuật máy xây dựng Truyền động thuỷ lực phân thành hai loại, truyền động thuỷ tĩnh truyền động thuỷ động Truyền động thuỷ lực có nhiều ưu điểm như: - Có khả truyền lực lớn xa; - Trọng lượng kích thước nhỏ so với truyền khác; - Có khả tạo truyền với tỉ số truyền lớn (tới 2000 chí lớn hơn); - Quán tính truyền động nhỏ; - Truyền động êm dịu không gây tiếng ồn; - Điều khiển dễ, nhẹ nhàng không phụ thuộc vào công suất truyền động; - Cho phép điều chỉnh vô cấp tốc độ cơng tác; - Có khả tự bơi trơn nên tuổi thọ chi tiết cao; có khả tự bảo vệ máy bị tải; có khả bố trí truyền theo ý muốn tạo dáng tổng thể đẹp; dễ dàng biến đổi dạng chuyển động từ chuyển động quay sang chuyển độnga tịnh tiến ngược lại; cho phép sử dụng cụm máy tiêu chuẩn hoá thống hoá tiện lợi cho việc sửa chữa thay cụm; giảm thời gian giá thành sửa chữa Bên cạnh ưu điểm, truyền động thuỷ lực có số nhược điểm như: - Khó làm kín phận làm việc; - Chất lỏng cơng tác dễ bị rị rỉ; - Khí bên ngồi dễ lọt vào làm giảm hiệu suất, làm giảm tính làm việc ổn định hệ thống; - Áp lực dầu cao Do đó, đòi hỏi truyền động phải làm từ vật liệu đặc biệt công nghệ chế tạo phải xác nên giá thành cao Truyền động thuỷ tĩnh dạng truyền động mà lượng truyền động thể dầu có áp suất cao chuyển động với vận tốc nhỏ Chương 2: Hệ thống truyền động thủy lực xe chuyên dụng 2.1 Đặc điểm hệ thống truyền động thủy lực Truyền động thủy lực có tác dụng truyền chuyển động hay cơng suất từ động đến phận làm việc máy từ trục đến trục khác, nhờ chất lỏng hay động chất lỏng * Ưu điểm hệ thống truyền động thuỷ lực: + Cấu tạo hệ thống gọn nhẹ, bố trí theo ý muốn + Khai thác suất cao, độ tin cậy cao + Truyền lực lớn xa, tỷ số truyền lớn, quán tính nhỏ, dễ dàng thay đổi hình thức chuyển động, điều chỉnh vơ cấp tốc độ cấu, tự bảo vệ máy tải, tự bôi trơn, truyền động êm không ồn * Nhược điểm hệ thống: + Khó làm kín khít phận cơng tác chất lỏng có khả bị dị rỉ, làm khơng khí bị lọt vào, dẫn đến hiệu suất làm việc bị giảm, phải thường xuyên chăm sóc + Áp suất làm việc cao, đòi hỏi truyền phải chế tạo từ vật liệu đặc biệt với độ xác cao + Giá thành đắt Phân loại: Theo nguyên lý làm việc, truyền động thuỷ lực chia làm hai loại: Truyền động thuỷ lực thuỷ tĩnh: Chất lỏng có áp suất cao vận tốc nhỏ Truyền động thuỷ động: Chất lỏng có áp suất thấp vận tốc cao 2.2 Các phần tử hệ thống truyền động thủy lực 2.2.1 Bơm động thủy lực Cụm bơm kép máy xúc PC Hình ảnh thực tế Shaft (Front) Cradle Case (Front) Rocker cam Shoe Piston Cylinder block Valve plate End cap 10 Shaft (Rear) 11 Case (Rear) 12 Servo piston Function • The rotation and torque transmitted to the pump shaft are converted into hydraulic energy, and pressurized oil is discharged according to the load • It is possible to change the discharge amount by changing the swash plate angle Structure • Cylinder block (7) is supported to shaft (1) by a spline, and shaft (1) is supported by the front and rear bearings • The tip of piston (6) is a concave ball, and shoe (5) is caulked to it to form one unit Piston (6) and shoe (5) form a spherical bearing Rocker cam (4) has flat surface A, and shoe (5) is always pressed against this surface while sliding in a circular movement Rocker cam (4) brings high pressure oil at cylinder surface Bwith cradle (2), which is secured to the case, and forms a static pressure bearing when it slides • Piston (6) carries out relative movement in the axial direction inside each cylinder chamber of cylinder block (7) • The cylinder block seals the pressure oil to valve plate (8) and carries out relative rotation This surface is designed so that the oil pressure balance is maintained at a suitable level The oil inside each cylinder chamber of cylinder block (7) is sucked in and discharged through valve plate (8) Các hình ảnh bơm thủy lực: Bơm bánh Hình 2.1 Bơm bánh Bơm piston hướng trục- thẳng Hình 2.2 Bơm piston hướng trục- thẳng Mơ tơ piston hướng trục – nghiêng Hình 2.3 Mơ tơ piston hướng trục – nghiêng Hình ảnh cụm bơm máy đào Komatsu Hình 2.4 Cụm bơm kép máy đào thủy lực KOMASTU 10 2.2.2 Van điều khiển Kí hiệu cấu điều khiển van trượt 11 Các hình ảnh van thủy lực Hình 2.5 Cấu tạo van điều khiển 2/4 Hình 2.6 Cấu tạo van điều khiển 3/4 12 Hình 2.7 Cấu tạo van điều khiển 2/5 Van thủy lực điều khiển điện-từ Hình 2.8 Cấu tạo van điều khiển điện từ 13 Hình 2.9 Hình ảnh số van điều khiển Van điều khiển tay Hình 2.10 Hình ảnh số van điều khiển tay 14 Cụm van điều khiển máy đào PC Hình 2.11 Hình ảnh van điều khiển máy đào PC Van điều khiển máy đào PW 15 Hình 2.10 Cụm van điều khiển máy đào PW 2.2.3 Van điều khiển áp suất – Van an toàn 16 17 2.2.4 Cơ cấu điều khiển lưu lượng van chiều 2.2.5 Kí hiệu phần tử khác 18 Hình ảnh xi lanh thủy lực 19