Chương 1 tiến hành tìm hiểu tổng quan về các hệ thống truyền động nói chung và hệ thống truyền lực thủy lực nói riêng. Chương 2 là chương cơ bản của đề tài, tiến hành tìm hiểu về ứng dụng của phầm mềm Matlab - Simulink; xây dựng các mô hình mô phỏng về bơm, mô tơ thủy lực, mô hình mô phỏng về bơm bù và các van tràn, van điều khiển áp suất và mô phỏng hệ thống truyền lực thủy lực mạch kín. Nội dung chương 3 là trọng tâm của đề tài. Ở chương này ta tiến hành khảo sát mô phỏng các điều kiện làm việc của hệ thống, sự ảnh hưởng của các thông số kết cấu của hệ thống đến các thông số làm việc của hệ thống.
Tuy vậy, ở đây mới tiến hành thực hiện trên cơ sở nghiên cứu mô phỏng, để hiểu sâu hơn về sự ảnh hưởng các thông số ta cần tiến hành thực hiện triên cơ sở khoa học vừa lý thuyết kết hợp với thực tiễn. TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC THỦY LỰC TRÊN XE CHUYÊN DỤNG 1. Khái niệm chung về ô tô máy kéo và xe chuyên dụng 1. Khái niệm a) Khái niệm chung Ô tô, máy kéo và xe chuyên dụng là các xe tự hành, chúng được thiết kế và chế tạo để hoàn thành các dạng công việc khác nhau, do công dụng và tính chất công việc không giống nhau nên mặc dù có đặc điểm chung là xe tự hành song chúng có kết cấu cụ thể, cũng như được trang bị thiết bị đặc biệt để thực hiện các công việc riêng, vì vậy chúng rất đa dạng về chủng loại và phong phú về kết cấu.
Để giảm nhẹ cường độ lao động, đặc biệt trong các lĩnh vực cần chi phí nhân công lớn như san ủi, đào mương, bốc xếp hàng, thu hoạch gỗ… người ta trang bị máy công tác chuyên dụng lắp cho máy kéo hoặc ô tô, khi đó máy kéo hoặc ô tô được gọi là xe chuyên dụng dùng để hoàn thành công việc với hiệu suất cao. b) Khái niệm xe chuyên dụng Xe chuyên dụng là khái niệm chung cho các loại ôtô, máy kéo và đầu kéo sử dụng để thực hiện các công việc riêng; chúng khác ô tô, máy kéo có công dụng chung ở chỗ được liên kết với các máy công tác chuyên dùng để thực hiện một loại công việc đặc thù nào đó trong xây dựng, khai thác mỏ, vận chuyển hay bốc xếp hàng hóa trong giao thông vận tải hoặc thực hiện các công việc đặc biệt trong nông lâm nghiệp và thủy lợi như đào mương, xúc đất đá, san ủi mặt bằng… đạt hiệu quả kinh tế cao. Như vậy có thể hình dung xe chuyên dụng bao gồm hai phần cơ bản là xe cơ sở và máy công tác chuyên dụng kèm theo. Phân loại ô tô máy kéo và xe chuyên dụng Để đáp ứng những yêu cầu về sử dụng và nâng cao hiệu quả kinh tế của xe máy, người ta đã chế tạo ra rất nhiều loại ô tô, máy kéo và xe chuyên dụng khác nhau về công suất, tính năng sử dụng, tính năng kỹ thuật và khác nhau về kết cấu.
Thông thường ô tô, máy kéo và xe chuyên dụng được phân loại như sau: 3 a) Phân loại ô tô Tùy theo công dụng, loại động cơ và tính năng mà người ta phân ô tô thành các loại như: ô tô du lịch, tải và ô tô chuyên dùng; ô tô dùng nhiên liệu lỏng, nhiên liêu khí và điện; ô tô tính năng cơ động thấp và ô tô có tính năng cơ động cao. b) Phân loại máy kéo - Theo công dụng phân máy kéo thành các loại chính: máy kéo dùng trong nông nghiệp (máy kéo công dụng chung, vạn năng và chuyên dùng) và công nghiệp. - Theo cấu tạo bộ phận di động được phân thành các loại: máy kéo bánh bơm, máy kéo xích và máy kéo nửa xích. - Theo kết cấu của khung chia thành các loại sau: máy kéo có khung, máy kéo nửa khung và máy kéo không khung.
- Theo loại động cơ dùng trên máy kéo chia ra thành ba loại: Máy kéo dùng động cơ diêzel, máy kéo dùng động cơ xăng, máy kéo dùng động cơ điện. - Theo lớp lực kéo: 0,2; 0,6; 0,9; 1,4; 2; 3; 4; 5; 6; 9; và 15 tấn. Các loại máy kéo có lớp lực kéo hơn 6 tấn thường dùng trong công nghiệp. Máy kéo có lớp lực kéo từ 0,2 ÷ 1,4 tấn thường là loại bánh bơm, máy kéo có lực kéo từ 2÷5 tấn có thể là loại bánh hoặc xích, loại có lực kéo trên 6 tấn thường là xích hoặc nửa xích.
c) Phân loại xe chuyên dụng Đặc điểm chung nhất có thể hình dung xe chuyên dụng là các thiết bị tự hành, vì vậy phần máy cơ sở có nhiều bộ phận và hệ thống giống nhau như động cơ, hệ thống truyền lực, hệ thống lái, hệ thống phanh, hệ thống di động… chúng chỉ phân biệt với nhau dựa trên các máy công tác chuyên dùng để thực hiện các công việc chuyên môn. Vì vậy, để phân loại xe chuyên dụng có nhiều cách khác nhau. Phổ biến nhất là dựa vào loại xe và loại công việc để phân loại chúng. - Theo loại xe cơ sở trên đó lắp các thiết bị để thực hiện các công việc chuyên dụng phân thành xe ô tô chuyên dụng và máy kéo chuyên dụng, ví dụ ô tô hoặc máy kéo cần cẩu.
Ngoài ra người ta cũng phân theo hệ thống di động của xe cơ sở như xe chuyên dụng dùng xích, xe chuyên dụng dùng bánh lốp hoặc xe chuyên dụng phối hợp bánh lốp với bánh xích… 4 - Theo loại công việc mà xe chuyên dụng đảm nhận, dựa vào loại công việc mà xe chuyên dụng cần hoàn thành, chia ra: + Xe chuyên dụng dụng để vận chuyển. Loại này dùng để vận chuyển các hàng hóa như ô tô vận chuyển và trộn bê tông, máy kéo hay ô tô vận chuyển hàng tự đổ, ô tô với rơmoóc dùng để chở hàng đặc biệt siêu trường, siêu nặng… + Xe chuyên dụng dùng để làm đất. Gồm các máy kéo xích hoặc ô tô và máy kéo bánh, kéo theo hay treo trên chúng các máy công tác đặc biệt dùng để đào đất, san ủi, cạp đất hoặc xúc đất… + Xe bốc xếp hàng hóa. Đó là các xe nâng hàng, dùng động cơ điện hoặc động cơ diêzel, xe xúc lật đổ phía trước hoặc phía sau và xe cần cẩu.
+ Xe công dụng đặc biệt. Loại này là các xe có trang bị các thiết bị đặc biệt để hoàn thành các công việc đặc thù như cứu hỏa, cứu thương, thu hoạch gỗ… - Theo phương pháp điều khiển máy công tác phân thành các loại: xe chuyên dụng điều khiển cơ khí, điều khiển thủy lực hay điều khiển khí nén… Xe chuyên dụng là tổ hợp của một loạt các hệ thống, gồm những bộ phận chính như sau: - Động cơ (Bộ phận tạo nguồn động lực chính cho xe); Khung và bệ máy; - Hệ thống truyền lực; Hệ thống di động và hệ thống treo; - Hệ thống điều khiển bao gồm hệ thống lái, hệ thống phanh và hệ thống điều khiển máy công tác kéo theo; - Cơ cấu quay máy công tác (hoặc quay toa xe); - Các thiết bị phụ trợ, an toàn, chiếu sáng, tín hiệu hoặc các thiết bị điều khiển điện tử để xử lý số liệu và điều khiển tự động. Các hệ thống truyền lực trên xe chuyên dụng 1. Khái niệm cơ bản Hệ thống truyền lực (HTTL) trên xe chuyên dụng là tổ hợp của một loạt các cơ cấu và hệ thống nhằm truyền mô men quay từ trục khuỷu động cơ đến bánh chủ động của xe chuyên dụng.
HTTL còn có tác dụng nhằm biến đổi về trị số và chiều 5 của mômen quay truyền, cho phép xe dừng tại chỗ lâu dài mà động cơ vẫn làm việc, hệ thống truyền lực còn có thể trích một phần công suất của động cơ để truyền đến bộ phận làm việc của máy công tác. Phụ thuộc vào đặc điểm cấu tạo của xe cụ thể mà trong HTTL của của xe chuyên dụng có nhiều kết cấu khác nhau. Hệ thống tuyền lực có cấp (truyền lực cơ khí) Như trình bày ở dưới, do người lái thường ngồi phía sau để quan sát sự làm việc của các máy công tác, nên khớp nối 2 thường được bố trí giữa ly hợp 1 và hộp số 3, bố trí như vậy sẽ giúp cho hộp số máy kéo được đặt ngay phía dưới buồng lái, nhờ đó cấu tạo cơ cấu điều khiển hộp số đơn giản và thuận tiện khi điều khiển. Nhược điểm lớn nhất của loại này là số cấp số có hạn nên không thể đáp ứng một cách chính xác các điều kiện chuyển động.
Sơ đồ hệ thống truyền lực có cấp: a) Cầu sau chủ động; b) Hai cầu chủ động; c) Máy kéo xích; (1- Ly hợp; 2- Khớp nối; 3- Hộp số; 4, 11- Truyền lực chính; 5, 12- Vi sai; 6-Truyền lực cuối cùng; 7- Bán trục; 8-Cầu sau; 9- Hộp 6 phân phối; 10- Truyền lực cac đăng; 13-Bộ truyền bánh răng nón; 14- Bộ phận chuyển hướng; 15- Bánh sao chủ động; 16- Dải xích) 1. Hệ thống tuyền lực vô cấp Truyền lực vô cấp có đặc điểm là tỷ số truyền biến đổi liên tục từ giá trị lớn nhất khi khởi hành hoặc khi tải trọng ngoài tăng cao đến giá trị nhỏ nhất khi tải trọng giảm xuống thấp nhất nhờ đó động cơ luôn làm việc ở chế độ tải trọng định mức, với mức chi phí nhiên liệu riêng nhỏ nhất, mặt khác nó thực hiện luôn cả chức năng của một hộp số tự động, song nó tự động thay đổi tỷ số truyền một cách êm dịu và liên tục phụ thuộc tải trọng của động cơ, tính năng gia tốc của xe đạt giá trị cực đại, vượt hơn cả truyền lực với hộp số tự động phân cấp. Nguyên lý cấu tạo truyền lực vô cấp kiểu bộ truyền đai: a) Tỷ số truyền lớn; b) Tỷ số tryền nhỏ; 1- Bánh đai chủ động; 2- Bánh đai bị động; 3- Đai thang; 4-Bộ điều khiển Hình 1-3. Sơ đồ HTTL vô cấp kiểu đĩa quay với con lăn; a) Tỷ số truyền bằng 1; b) Tỷ số truyền lớn nhất; c) Tỷ số truyền nhỏ nhất; (1-Đĩa chủ động; 2-Đĩa tỳ; 3-Đĩa bị động).
Sơ đồ HTTL vô cấp kiểu truyền lực thủy tĩnh: 1-Bơm thủy tĩnh; 2- Môtơ; 3- Truyền lực chính (hoặc bánh xe động cơ) 1. HTTL thủy động Các bộ truyền thủy động ứng dụng trong HTTL hiện nay thường có hai dạng là ly hợp thủy lực và bộ biến đổi mô men quay. Bộ truyền thủy động đơn giản (hình 1-5 a) gồm bánh công tác - bánh bơm và bánh tuabin, bộ truyền này được gọi là khớp thủy lực hay ly hợp thủy lực.