钟汉华 第二章 施工机械基础知识

1、2.1 动力装置动力装置 发动机是将某一种形式的能量转变成机械能的机器。发动机是将某一种形式的能量转变成机械能的机器。1 1、按燃料的使用不同分、按燃料的使用不同分汽油机汽油机柴油机柴油机2.1.1发动机的定义发动机的定义与分类与分类 二、发动机的分类二、发动机的分类 ： 现代汽车大多使用往复活塞式内燃机。它将燃料在发动机气缸现代汽车大多使用往复活塞式内燃机。它将燃料在发动机气缸内部进行燃烧，把产生的热能转变成机械能。内部进行燃烧，把产生的热能转变成机械能。第第2章章 施工机械基础知识施工机械基础知识一、发动机的定义一、发动机的定义3 3、按冷却方式不同、按冷却方式不同水冷发动机水冷发动机风冷

2、发动机风冷发动机2 2、按完成一个工作循环所需行程数、按完成一个工作循环所需行程数四行程发动机四行程发动机二行程发动机二行程发动机4 4、按气缸数及排列方式、按气缸数及排列方式单缸发动机单缸发动机多缸发动机多缸发动机单列式单列式型型对置式对置式单列式单列式型型对置式对置式2.1.2发动机总体组成发动机总体组成 发动机系统是在一个机体上安装一个机构发动机系统是在一个机体上安装一个机构(曲柄连杆机构曲柄连杆机构)和六大系统和六大系统(换气系统，燃料供给系统、润滑系统、冷却系统、点火系统和起动系统换气系统，燃料供给系统、润滑系统、冷却系统、点火系统和起动系统)，图图21所示。柴油机是压燃的，为五大系

3、统，没有点火系统。所示。柴油机是压燃的，为五大系统，没有点火系统。(1) 曲柄连杆机构曲柄连杆机构曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动

4、。缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。(2) 换气系统换气系统配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。配气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。配气机构大多采用顶置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组气机构大多采用顶置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。成。(3) 燃料供给系统燃料供给系统汽油机燃料供给系的功用是根据发动机

5、的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的功用供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。气排出。 (4)点火系统点火系统在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入

6、燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系，点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点电火花的全部设备称为点火系，点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。火线圈和火花塞等组成。(5)润滑系统润滑系统 润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油

7、滤清器和一些阀门等组成。润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。(6) 冷却系统冷却系统冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、适宜的温度状态下工作。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。水箱、节温器等组成。(7) 起动系统起动系统要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃

8、混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。因此，曲轴在使曲轴旋转。发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系。起动。完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系。 图图21所示为我国自行设计的为黄河所示为我国自行设计的为黄河JN118C13两型汽车配套的两型汽车配套的6135Q型型6缸缸四冲程柴

9、油发动机，其结构特点是曲轴为每缸分段式组合曲轴而且主轴承采四冲程柴油发动机，其结构特点是曲轴为每缸分段式组合曲轴而且主轴承采用圆柱滚子轴承、摩擦损失很小、气缸采用隧道式结构、刚度大，曲轴可沿用圆柱滚子轴承、摩擦损失很小、气缸采用隧道式结构、刚度大，曲轴可沿主轴承孔轴线整体由气缸体端面拆装，维修十分方便。主轴承孔轴线整体由气缸体端面拆装，维修十分方便。12 柴油机的结构原理柴油机的结构原理 施工机械发动机中一般都采用的内燃机是柴油机。以常见的四冲程柴油施工机械发动机中一般都采用的内燃机是柴油机。以常见的四冲程柴油发动机为例：发动机为例：二、四冲程柴油机结构特点与工作原理二、四冲程柴油机结构特点与

10、工作原理结构特点：没有火花塞，喷油器直接安装在气缸顶向气缸内喷油（图结构特点：没有火花塞，喷油器直接安装在气缸顶向气缸内喷油（图1-5）。）。1-1-气缸；气缸；2-2-活塞；活塞；3-3-连杆；连杆；4-4-曲轴；曲轴；5-5-气缸盖；气缸盖；6-6-进进气门；气门；7-7-进气道；进气道；8-8-喷油器；喷油器；9-9-排气门；排气门；10-10-排气道排气道 图图2-22-2四冲程柴油机基本结构简图四冲程柴油机基本结构简图工作原理：进气行程进入气缸的是纯空气，而不是可燃混合气；在压缩行程工作原理：进气行程进入气缸的是纯空气，而不是可燃混合气；在压缩行程末，喷油器向气缸喷入高压柴油，由于气

11、缸的高温高压作用，柴油迅速着火末，喷油器向气缸喷入高压柴油，由于气缸的高温高压作用，柴油迅速着火燃烧，使气体急剧膨胀，推动活塞作功。其着火方式属于压燃式，而不是汽燃烧，使气体急剧膨胀，推动活塞作功。其着火方式属于压燃式，而不是汽油机的点燃式。油机的点燃式。燃料：柴油，粘度高，不易挥发，自燃点低，不会产生爆燃。为了使柴油可燃料：柴油，粘度高，不易挥发，自燃点低，不会产生爆燃。为了使柴油可靠着火，提高发动机燃烧热效率，柴油机的压缩比汽油机高得多，一般为靠着火，提高发动机燃烧热效率，柴油机的压缩比汽油机高得多，一般为1622，所以其最高燃烧压力也比汽油机高，工作也比汽油机粗暴。，所以其最高燃烧压力也

12、比汽油机高，工作也比汽油机粗暴。柴油机与汽油机的比较柴油机与汽油机的比较 13 柴油发动机的工作原理柴油发动机的工作原理 柴油发动机的工作过程其实跟汽油发动机一样的，每个工作循环也经历柴油发动机的工作过程其实跟汽油发动机一样的，每个工作循环也经历进气、压缩、作功、排气四个行程。但由于柴油机用的燃料是柴油，其粘度进气、压缩、作功、排气四个行程。但由于柴油机用的燃料是柴油，其粘度比汽油大，不易蒸发，而其自燃温度却较汽油低，因此可燃混合气的形成及比汽油大，不易蒸发，而其自燃温度却较汽油低，因此可燃混合气的形成及点火方式都与汽油机不同。点火方式都与汽油机不同。 柴油机在进气行程中吸入的是纯空气。在压缩

13、行程接近终了时，柴油经柴油机在进气行程中吸入的是纯空气。在压缩行程接近终了时，柴油经喷油泵将油压提高到喷油泵将油压提高到10MPa以上，通过喷油器喷入气缸，在很短时间内与压以上，通过喷油器喷入气缸，在很短时间内与压缩后的高温空气混合，形成可燃混合气。由于柴油机压缩比高（一般为缩后的高温空气混合，形成可燃混合气。由于柴油机压缩比高（一般为16-22），所以压缩终了时气缸内空气压力可达），所以压缩终了时气缸内空气压力可达3.5-4.5MPa，同时温度高达，同时温度高达750-1000K（而汽油机在此时的混合气压力会为（而汽油机在此时的混合气压力会为0.6-1.2MPa，温度达，温度达600-700

14、K），），大大超过柴油的自燃温度。因此柴油在喷入气缸后，在很短时间内与空气混大大超过柴油的自燃温度。因此柴油在喷入气缸后，在很短时间内与空气混合后便立即自行发火燃烧。气缸内的气压急速上升到合后便立即自行发火燃烧。气缸内的气压急速上升到6-9MPa，温度也升到，温度也升到2000-2500K。在高压气体推动下，活塞向下运动并带动曲轴旋转而作功，废。在高压气体推动下，活塞向下运动并带动曲轴旋转而作功，废气同样经排气管排入大气中。气同样经排气管排入大气中。 普通柴油机的是由发动机凸轮轴驱动，借助于高压油泵将柴油输送到各普通柴油机的是由发动机凸轮轴驱动，借助于高压油泵将柴油输送到各缸燃油室。这种供油方

15、式要随发动机转速的变化而变化，做不到各种转速下缸燃油室。这种供油方式要随发动机转速的变化而变化，做不到各种转速下的最佳供油量。而现在已经愈来愈普遍采用的电控柴油机的共轨喷射式系统的最佳供油量。而现在已经愈来愈普遍采用的电控柴油机的共轨喷射式系统可以较好解决了这个问题。可以较好解决了这个问题。共轨喷射式供油系统由高压油泵、公共供油管、喷油器、电控单元（共轨喷射式供油系统由高压油泵、公共供油管、喷油器、电控单元（ECU）和一些管道压力传感器组成，系统中的每一个喷油器通过各自的高压油管与和一些管道压力传感器组成，系统中的每一个喷油器通过各自的高压油管与公共供油管相连，公共供油管对喷油器起到液力蓄压作

16、用。工作时，高压油公共供油管相连，公共供油管对喷油器起到液力蓄压作用。工作时，高压油泵以高压将燃油输送到公共供油管，高压油泵、压力传感器和泵以高压将燃油输送到公共供油管，高压油泵、压力传感器和ECU组成闭环组成闭环工作，对公共供油管内的油压实现精确控制，彻底改变了供油压力随发动机工作，对公共供油管内的油压实现精确控制，彻底改变了供油压力随发动机转速变化的现象。其主要特点有以下三个方面：转速变化的现象。其主要特点有以下三个方面： 1、喷油正时与燃油计量完全分开，喷油压力和喷油过程由、喷油正时与燃油计量完全分开，喷油压力和喷油过程由ECU适时控适时控制。制。 2、可依据发动机工作状况去调整各缸喷油

17、压力，喷油始点、持续时间，、可依据发动机工作状况去调整各缸喷油压力，喷油始点、持续时间，从而追求喷油的最佳控制点。从而追求喷油的最佳控制点。 3、能实现很高的喷油压力，并能实现柴油的预喷射。、能实现很高的喷油压力，并能实现柴油的预喷射。 相比起汽油机，柴油机具有燃油消耗率低（平均比汽油机低相比起汽油机，柴油机具有燃油消耗率低（平均比汽油机低30），而），而且柴油价格较低，所以燃油经济性较好；同时柴油机的转速一般比汽油机来且柴油价格较低，所以燃油经济性较好；同时柴油机的转速一般比汽油机来得低，扭距要比汽油机大，但其质量大、工作时噪音大，制造和维护费用高，得低，扭距要比汽油机大，但其质量大、工作时

18、噪音大，制造和维护费用高，同时排放也比汽油机差。但随着现代技术的发展，柴油机的这些缺点正逐渐同时排放也比汽油机差。但随着现代技术的发展，柴油机的这些缺点正逐渐的被克服，现在的不是高级轿车都已经开始使用柴油发动机了。的被克服，现在的不是高级轿车都已经开始使用柴油发动机了。2.2 传动装置传动装置 定义：把动力装置的动力传递给工作机构等的中间设备。定义：把动力装置的动力传递给工作机构等的中间设备。 1.两个或更多的两个或更多的齿轮齿轮互相联贯在一起组成的互相联贯在一起组成的系统系统. 2.是指汽车上的一系列齿转将是指汽车上的一系列齿转将发动机发动机产生的产生的动力动力传导到车轮传导到车轮.传动系统

19、一般由传动系统一般由离合器离合器、变速器变速器、万向传动装置、主、万向传动装置、主减速器减速器、差速器差速器和和半轴等组成。半轴等组成。2.2.1 传动系统概说传动系统概说 传动系统的基本功用是将发动机发出的动力传给汽车的驱动车轮，产生传动系统的基本功用是将发动机发出的动力传给汽车的驱动车轮，产生驱动力，使汽车能在一定速度上行驶。驱动力，使汽车能在一定速度上行驶。 对于前置后驱的汽车来说，发动机发出的转矩依次经过离合器、对于前置后驱的汽车来说，发动机发出的转矩依次经过离合器、变速箱变速箱、万向节万向节、传动轴传动轴、主减速器、差速器、半轴传给后车轮，所以后轮又称为驱、主减速器、差速器、半轴传给

20、后车轮，所以后轮又称为驱动轮。驱动轮得到转矩便给地面一个向后的作用力，并因此而使地面对驱动动轮。驱动轮得到转矩便给地面一个向后的作用力，并因此而使地面对驱动轮产生一个向前的反作用力，这个反作用力就是汽车的驱动力。汽车的前轮轮产生一个向前的反作用力，这个反作用力就是汽车的驱动力。汽车的前轮与传动系一般没有动力上的直接联系，因此称为从动轮（如图与传动系一般没有动力上的直接联系，因此称为从动轮（如图2-3）。）。 传动系统的组成和布置形式是随发动机的类型、安装位置，以及汽车用传动系统的组成和布置形式是随发动机的类型、安装位置，以及汽车用途的不同而变化的。例如，越野车多采用四轮驱动，则在它的传动系中就

21、增途的不同而变化的。例如，越野车多采用四轮驱动，则在它的传动系中就增加了分动器等总成。而对于前置前驱的车辆，它的传动系中就没有传动轴等加了分动器等总成。而对于前置前驱的车辆，它的传动系中就没有传动轴等装置。装置。 图图2-3 传动系传动系组成示意图组成示意图汽车发动机所发出的动力靠传动系传递到驱动车轮。传动系具有减速、汽车发动机所发出的动力靠传动系传递到驱动车轮。传动系具有减速、变速、倒车、中断动力、轮间差速和轴间差速等功能，与发动机配合工作，变速、倒车、中断动力、轮间差速和轴间差速等功能，与发动机配合工作，能保证汽车在各种工况条件下的正常行驶，并具有良好的动力性和经济性。能保证汽车在各种工况

22、条件下的正常行驶，并具有良好的动力性和经济性。 汽车传动系的基本功能就是将发动机发出的动力传给驱动车轮。它的首汽车传动系的基本功能就是将发动机发出的动力传给驱动车轮。它的首要任务就是与汽车发动机协同工作，以保证汽车能在不同使用条件下正常行要任务就是与汽车发动机协同工作，以保证汽车能在不同使用条件下正常行驶，并具有良好的动力性和燃油经济性，为此，汽车传动系都具备以下的功驶，并具有良好的动力性和燃油经济性，为此，汽车传动系都具备以下的功能：能： 2.2.2 减速和变速减速和变速 我们知道，只有当作用在驱动轮上的牵引力足以克服外界对汽车的阻力我们知道，只有当作用在驱动轮上的牵引力足以克服外界对汽车的

23、阻力时，汽车才能起步和正常行驶。由实验得知，即使汽车在平直得沥青路面上时，汽车才能起步和正常行驶。由实验得知，即使汽车在平直得沥青路面上以低速匀速行驶，也需要克服数值约相当于以低速匀速行驶，也需要克服数值约相当于1.5汽车总重力得滚动阻力。以汽车总重力得滚动阻力。以东风东风EQ1090E型汽车为例，该车满载总质量为型汽车为例，该车满载总质量为9290kg（总重力（总重力91135N），），其最小滚动阻力约为其最小滚动阻力约为1367N。若要求满载汽车能在坡度为。若要求满载汽车能在坡度为30的道路上匀速的道路上匀速上坡行驶，则所要克服的上坡阻力即达上坡行驶，则所要克服的上坡阻力即达2734N。东

24、风。东风EQ1090E型汽车的型汽车的6100Q-1发动机所能产生的最大扭距为发动机所能产生的最大扭距为353Nm（1200-1400rpm）。假设将）。假设将这以扭距直接如数传给驱动轮，则驱动轮可能得到的牵引力仅为这以扭距直接如数传给驱动轮，则驱动轮可能得到的牵引力仅为784N。显然，。显然，在此情况下，汽车不仅不能爬坡，即使在平直的良好路面上也不可能匀速行在此情况下，汽车不仅不能爬坡，即使在平直的良好路面上也不可能匀速行驶。驶。 另一方面，另一方面，6100Q1发动机在发出最大功率发动机在发出最大功率99.3kW时的曲轴转速为时的曲轴转速为3000rpm。假如将发动机与驱动轮直接连接，则对

25、应这一曲轴转速的汽车速。假如将发动机与驱动轮直接连接，则对应这一曲轴转速的汽车速度将达度将达510km/h。这样高的车速既不实用，也不可能实现（因为相应的牵引。这样高的车速既不实用，也不可能实现（因为相应的牵引力太小，汽车根本无法启动）。力太小，汽车根本无法启动）。 为解决这些矛盾，必须使传动系具有减速增距作用（简称减速作用），为解决这些矛盾，必须使传动系具有减速增距作用（简称减速作用），亦即使驱动轮的转速降低为发动机转速的若干分之一，相应地驱动轮所得到亦即使驱动轮的转速降低为发动机转速的若干分之一，相应地驱动轮所得到的扭距则增大到发动机扭距的若干倍。的扭距则增大到发动机扭距的若干倍。 汽车的

26、使用条件，诸如汽车的实际装载量、道路坡度、路面状况，以及汽车的使用条件，诸如汽车的实际装载量、道路坡度、路面状况，以及道路宽度和曲率、交通情况所允许的车速等等，都在很大范围内不断变化。道路宽度和曲率、交通情况所允许的车速等等，都在很大范围内不断变化。这就要求上海翻译公司汽车牵引力和速度也有相当大的变化范围。对活塞式这就要求上海翻译公司汽车牵引力和速度也有相当大的变化范围。对活塞式内燃机来说，在其整个转速范围内，扭距的变化范围不大，而功率的及燃油内燃机来说，在其整个转速范围内，扭距的变化范围不大，而功率的及燃油消耗率的变化却很大，因而保证发动机功率较大而燃油消耗率较低的曲轴转消耗率的变化却很大，

27、因而保证发动机功率较大而燃油消耗率较低的曲轴转速范围，即有利转速范围很窄。为了使发动机能保持在翻译公司有利转速范速范围，即有利转速范围很窄。为了使发动机能保持在翻译公司有利转速范围内工作，而汽车牵引力和速度有能在足够大的范围内变化，应当使传动系围内工作，而汽车牵引力和速度有能在足够大的范围内变化，应当使传动系传动比（所谓传动比就是驱动轮扭距与发动机扭距之比以及发动机转速与驱传动比（所谓传动比就是驱动轮扭距与发动机扭距之比以及发动机转速与驱动轮转速之比）能在最大值与最小值之间变化，即传动系应起变速作用。动轮转速之比）能在最大值与最小值之间变化，即传动系应起变速作用。 2.2.3 实现汽车倒驶实现

28、汽车倒驶汽车在某些情况下，需要倒向行驶。然而，内燃机是不能反向旋转的，汽车在某些情况下，需要倒向行驶。然而，内燃机是不能反向旋转的，故与内燃机共同工作的传动系必须保证在发动机选择方向不变的情况下，能故与内燃机共同工作的传动系必须保证在发动机选择方向不变的情况下，能够使驱动轮反向旋转。一般结构措施是在变速器内加设倒档（具有中间齿轮够使驱动轮反向旋转。一般结构措施是在变速器内加设倒档（具有中间齿轮的减速齿轮副）。的减速齿轮副）。 2.2.4 必要时中断传动必要时中断传动 内燃机只能在无负荷情况下起动，而且启动后的转速必须保持在最低稳内燃机只能在无负荷情况下起动，而且启动后的转速必须保持在最低稳定转

29、速上，否则即可能熄火，所以在汽车起步之前，必须将发动机与驱动轮定转速上，否则即可能熄火，所以在汽车起步之前，必须将发动机与驱动轮之间的传动路线切断，以便起动发动机。发动机进入正常怠速运转后，再逐之间的传动路线切断，以便起动发动机。发动机进入正常怠速运转后，再逐渐地恢复传动系的传动能力，即从零开始逐渐对发动机曲轴加载，同时加大渐地恢复传动系的传动能力，即从零开始逐渐对发动机曲轴加载，同时加大节气门开度，以保证发动机不致熄灭，且汽车能平稳起步。刚学驾驶车的朋节气门开度，以保证发动机不致熄灭，且汽车能平稳起步。刚学驾驶车的朋友应该有比较深的认识吧，起动时忘踩离合或者离合放得太快就会友应该有比较深的认

30、识吧，起动时忘踩离合或者离合放得太快就会“死火死火”。此外，在变换北京翻译公司传动系传动比档位（换档）以及对汽车进行制动此外，在变换北京翻译公司传动系传动比档位（换档）以及对汽车进行制动之前，都有必要暂时中断动力传递。为此，在发动机与变速器之间，可装设之前，都有必要暂时中断动力传递。为此，在发动机与变速器之间，可装设一个依靠摩擦来传动，且其主动和从动部分可在驾驶员操纵下彻底分离，随一个依靠摩擦来传动，且其主动和从动部分可在驾驶员操纵下彻底分离，随后再柔和接合的机构后再柔和接合的机构离合器。离合器。 同时，再汽车长时间停驻时，以及在发动机不停止运转情况下，使汽车同时，再汽车长时间停驻时，以及在发

31、动机不停止运转情况下，使汽车暂时停驻，传动系应能较长时间中断传动状态。为此，变速器应设有空挡，暂时停驻，传动系应能较长时间中断传动状态。为此，变速器应设有空挡，即所有各档齿轮都能自动保持在脱离传动位置的档位。即所有各档齿轮都能自动保持在脱离传动位置的档位。 2.2.5 差速作用差速作用 当汽车转弯行驶时，左右车轮在同一时间内滚过的距离不同，如果两侧当汽车转弯行驶时，左右车轮在同一时间内滚过的距离不同，如果两侧驱动轮仅用以根刚性轴驱动，则二者角速度必然相同，因而在汽车转弯时必驱动轮仅用以根刚性轴驱动，则二者角速度必然相同，因而在汽车转弯时必然产生车轮相对于地面滑动的现象。这将使转向困难，汽车的动

32、力消耗增加，然产生车轮相对于地面滑动的现象。这将使转向困难，汽车的动力消耗增加，传动系内某些零件和轮胎加速磨损。所以，我们需要在传动系内某些零件和轮胎加速磨损。所以，我们需要在驱动桥驱动桥内装置具有差内装置具有差速作用的部件速作用的部件差速器，使左右两驱动轮可以以不同的角速度旋转。差速器，使左右两驱动轮可以以不同的角速度旋转。 种类种类汽车传动系可按能量传递方式的不同，划分为汽车传动系可按能量传递方式的不同，划分为机械传动机械传动、液力传动液力传动、液、液压传动、电传动等。压传动、电传动等。汽车传动系按照结构和传动介质分，其型式有机械式、液力机械式、静汽车传动系按照结构和传动介质分，其型式有机

33、械式、液力机械式、静液式（容积液压式）、电力式等。液式（容积液压式）、电力式等。 工程机械传动系可用简图表示其动力的传递途径和系统组成情况。常见工程机械传动系可用简图表示其动力的传递途径和系统组成情况。常见的工程机械中，的工程机械中，T2-120A推土机、快速履带式推土机为机械传动。其传动系推土机、快速履带式推土机为机械传动。其传动系简图如图简图如图2-5所示。所示。2.3 行驶装置行驶装置2.3.1 行驶系的功用行驶系的功用 2.3.2 行驶系的分类行驶系的分类 1.轮式：适用普通道路轮式：适用普通道路 2. 履带式：适用无路或草地或沼泽地履带式：适用无路或草地或沼泽地1、将汽车构成一个整体

34、，支撑汽车全部质量。、将汽车构成一个整体，支撑汽车全部质量。2、将传动系传来的转矩化为汽车行驶的驱动力。、将传动系传来的转矩化为汽车行驶的驱动力。3、承受并传递路面作用于车轮上的各种反力和力矩。、承受并传递路面作用于车轮上的各种反力和力矩。4、减少振动，缓和冲击，保证汽车平顺行驶。、减少振动，缓和冲击，保证汽车平顺行驶。 2.3.3 行驶系的组成行驶系的组成1、轮式行驶系的组成：、轮式行驶系的组成： 车架（或承载式车身）、车桥、车轮和悬架等。轮式行驶系的组成轮式行驶系的组成图图2-6 2-6 轮式行驶系的组成轮式行驶系的组成 有的汽车行驶系中直接与路面接触部分是履带，则称之为履带式，如图27所

35、示。 轮式行驶系一般由车架、车桥、车轮和悬架等四部分组成，前、后车轮分别安装在前后车桥上，车桥又通过前、后悬架与车架相连接，车架是整个汽车的装配基体，这样，行驶系就联结成一个整体，构成汽车的装配基础。 图图2-7 2-7 履带式汽车（全履带式）履带式汽车（全履带式） 行驶系的主要作用是将传动系传来的转矩转化为汽车行驶的驱动力；将汽车构成一个整体；支承汽车的总重量；承受并传递路面作用于车轮上的力和力矩；减小振动、缓和冲击，保证汽车平顺行驶；与转向系配合，以正确控制汽车的行驶方向。2.4.2 转向系统的基本组成转向系统的基本组成 (1)转向操纵机构主要由转向盘、转向轴、转向管柱等组成。转向操纵机构

36、主要由转向盘、转向轴、转向管柱等组成。 (2)转向器将转向盘的转动变为转向摇臂的摆动或齿条轴的直线往复运转向器将转向盘的转动变为转向摇臂的摆动或齿条轴的直线往复运动，并对转向操纵力进行放大的机构。转向器一般固定在汽车车架或车身动，并对转向操纵力进行放大的机构。转向器一般固定在汽车车架或车身上，转向操纵力通过转向器后一般还会改变传动上，转向操纵力通过转向器后一般还会改变传动方向方向。 (3)转向传动转向传动机构机构将转向器输出的力和将转向器输出的力和运动运动传给车轮传给车轮(转向节转向节)，并使左，并使左右右车轮车轮按一定关系进行偏转的机构。按一定关系进行偏转的机构。 用来改变或保持汽车行驶方向

37、的称为转向。控制机械转向的一整套机用来改变或保持汽车行驶方向的称为转向。控制机械转向的一整套机构，称为工程机械的转向系。构，称为工程机械的转向系。 转向系的功用是使工程机械按照其需要保持稳定的直线行驶或准确灵转向系的功用是使工程机械按照其需要保持稳定的直线行驶或准确灵活地改变行驶方向（即转向）。活地改变行驶方向（即转向）。2.4 2.4 回转装置回转装置2.4.1 转向系的功用转向系的功用 按转向能源的不同，转向系统可分为机械转向系统和动力按转向能源的不同，转向系统可分为机械转向系统和动力转向系统两大类。转向系统两大类。 机械转向系：由转向器和转向传动机构组成机械转向系：由转向器和转向传动机构

38、组成（如图（如图2-8）；）； 转向器：转向器：由方向盘，方向盘转向轴，转向啮合付由方向盘，方向盘转向轴，转向啮合付(转向器转向器)组组成；成； 转向传动机构：转向传动机构：由转向臂由转向臂(转向垂臂转向垂臂)，直拉杆，直拉杆臂，直拉杆，直拉杆臂，左右梯形臂，横拉杆，若干球头左右梯形臂，横拉杆，若干球头关节关节组成；组成； 由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三部分组成，汽由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三部分组成，汽车转向时，驾驶员作用于转向盘上的力，经过转向轴车转向时，驾驶员作用于转向盘上的力，经过转向轴(转向柱转向柱)传到转向器，转向器将转向力放大后，又通过转向传动机构的传到转向器，

39、转向器将转向力放大后，又通过转向传动机构的传递，推动转向轮偏转，致使汽车行驶方向改变。传递，推动转向轮偏转，致使汽车行驶方向改变。 动力转向系：由机械转向系加转向加力装置构成动力转向系：由机械转向系加转向加力装置构成（如图（如图2-9、2-10）；）； 液压式动力转向系，是在机械式转向系的基础上，增加了液压式动力转向系，是在机械式转向系的基础上，增加了转向控制阀、转向油泵、转向动力缸等一套液压助力装置。转向控制阀、转向油泵、转向动力缸等一套液压助力装置。2.4.3 转向系的类型及工作原理转向系的类型及工作原理图图2-8 机械式转向系组成机械式转向系组成图图2-10 电控式动力转向系电控式动力转

40、向系图图2-9 液压式转向动力系液压式转向动力系 当汽车转向时，由发动机驱动的油泵产生高压油，高压油在控制阀的作用下，进入动力缸推动转向轮偏转，这时作用在转向盘的作用力就很小，从而减轻了驾驶员的劳动强度。 液压式动力转向系操纵轻便，灵活省力，维护简单。目前，广泛应用于高速轿车和重型货车上。 (1) 各车轮形成统一的转向中心；各车轮形成统一的转向中心； （2）工作可靠；）工作可靠； （3）操纵轻便；）操纵轻便； （4）转向灵敏。）转向灵敏。2、对转向系统的要求：、对转向系统的要求：2.4.4 实例实例1、对转向机构的基本要求、对转向机构的基本要求 轮胎式液压挖掘机对其转向机构的基本要求：轮胎式液

41、压挖掘机对其转向机构的基本要求： 1）因挖掘机工作条件很差，经常在畸岖不平的土地上行驶，故对转）因挖掘机工作条件很差，经常在畸岖不平的土地上行驶，故对转向机构零部件的强度和使用寿命有较高的要求，以保证转向机构工作安全、向机构零部件的强度和使用寿命有较高的要求，以保证转向机构工作安全、可靠。可靠。 2）因挖掘机转向操作频繁，应操纵轻便，减轻驾驶员的劳动强度，）因挖掘机转向操作频繁，应操纵轻便，减轻驾驶员的劳动强度，以便提高挖掘机的生产效率。以便提高挖掘机的生产效率。 3）为养活挖掘机行驶阻力，保证其行驶方向及运动轨迹的准确性，）为养活挖掘机行驶阻力，保证其行驶方向及运动轨迹的准确性，并减轮胎磨损

42、，转向时车轮应纯滚动，且车轮在水平面内无摆动。并减轮胎磨损，转向时车轮应纯滚动，且车轮在水平面内无摆动。 4）转向机械的逆效率应较低，以减少车轮冲击对方向盘的反应。）转向机械的逆效率应较低，以减少车轮冲击对方向盘的反应。 5）转向机构应保养方便，调整部位少而简单。）转向机构应保养方便，调整部位少而简单。 6）能保证挖掘机上部转台相对于底架回转）能保证挖掘机上部转台相对于底架回转360度。度。 轮胎式液压挖掘机的转向方式有：轮胎式液压挖掘机的转向方式有： 1）按整机转向型式有偏转车轮转向和折腰式转向等。）按整机转向型式有偏转车轮转向和折腰式转向等。 2）按转向机构的传动方式有机械式转向、液压助力

43、转向、液压转向和）按转向机构的传动方式有机械式转向、液压助力转向、液压转向和气压助力转向等。气压助力转向等。 3）按转向轮位置有前轮转向、后轮转向和全转向等。）按转向轮位置有前轮转向、后轮转向和全转向等。2、转向原理、转向原理 目前轮胎式液压挖掘机广泛采用偏转前轮液压转向方式，并利用反馈目前轮胎式液压挖掘机广泛采用偏转前轮液压转向方式，并利用反馈机械解决方向盘与转向轮之间的联锁问题。机械解决方向盘与转向轮之间的联锁问题。 轮胎式液压挖掘机偏转前轮液压转向是通过转向器的操纵，油泵输出轮胎式液压挖掘机偏转前轮液压转向是通过转向器的操纵，油泵输出的压力油经中心回转接头进入转向油缸，推动左转向节臂，使

44、其绕转向节的压力油经中心回转接头进入转向油缸，推动左转向节臂，使其绕转向节主销转动。通过转向横拉杆带动右转向节臂，使两侧转向轮同时偏转，从主销转动。通过转向横拉杆带动右转向节臂，使两侧转向轮同时偏转，从而实现转向。转向器由驾驶员操纵方向盘控制。而实现转向。转向器由驾驶员操纵方向盘控制。 上述转向节臂有用液压推动、液压助力推动、气压助力推动和静液压上述转向节臂有用液压推动、液压助力推动、气压助力推动和静液压推动等几种方式，但以液压推动最为普遍推动等几种方式，但以液压推动最为普遍 。图图1为我国目前最具代表性的第二代为我国目前最具代表性的第二代ZL50型轮式装载机的总体结构图。它型轮式装载机的总体

45、结构图。它主要由柴油机系统主要由柴油机系统1、传统系统、传统系统2、防滚翻及落物保护装置、防滚翻及落物保护装置3、驾驶室、驾驶室4、空、空调系统调系统5、转向系统、转向系统6、液压系统、液压系统7、车架、车架8、工作装置、工作装置9、制动系统、制动系统10、电、电气仪表系统气仪表系统11、复盖件、复盖件12、操纵系统、操纵系统13等等13个部分及系统组成。个部分及系统组成。空调系统及防滚翻与落物保护装置是第一代没有的，是第二产品新增空调系统及防滚翻与落物保护装置是第一代没有的，是第二产品新增加的，主要是增加安全舒适性。其它部件如转向系统、制动系统、驾驶室、加的，主要是增加安全舒适性。其它部件如

46、转向系统、制动系统、驾驶室、工作装置、车架等也有重大变化，在第一代的基础上采用了十多项先进技工作装置、车架等也有重大变化，在第一代的基础上采用了十多项先进技术及选进结构。因此，第二代与第一代相比在可靠性、安全舒适性、作业术及选进结构。因此，第二代与第一代相比在可靠性、安全舒适性、作业效率等都有相当大的提高，同时外观造型也美观得多。效率等都有相当大的提高，同时外观造型也美观得多。 液压挖掘机的作业操纵系统是用来完成挖掘作业中各种动作的操纵，液压挖掘机的作业操纵系统是用来完成挖掘作业中各种动作的操纵，它是挖掘机的主要操纵系统。它是挖掘机的主要操纵系统。 液压挖掘机挖掘作业过程中主要有铲斗转动、斗杆

47、收放、动臂升降和转液压挖掘机挖掘作业过程中主要有铲斗转动、斗杆收放、动臂升降和转台回转等四个动作。作业操纵系统中工作油缸的推拉和液压马达的正、反台回转等四个动作。作业操纵系统中工作油缸的推拉和液压马达的正、反转，绝大多数是采用三位轴向移动式滑阀来控制油液流动的方向，而作业转，绝大多数是采用三位轴向移动式滑阀来控制油液流动的方向，而作业速度则是根据液压系统的型式（定量系统或变量系统）和阀的开度大小等速度则是根据液压系统的型式（定量系统或变量系统）和阀的开度大小等由操作人员控制或者通过辅助装置来控制。由操作人员控制或者通过辅助装置来控制。 1、 对作业操纵系统的基本要求对作业操纵系统的基本要求 对

48、液压挖掘机作业操纵系统的基本要求包括：对液压挖掘机作业操纵系统的基本要求包括： 1）作业操纵系统要集中布置在驾驶室内，并符合人体机能学的要求。）作业操纵系统要集中布置在驾驶室内，并符合人体机能学的要求。例如，按男子例如，按男子160-180cm、女子、女子150-170cm身高来设计、布置操纵装置及身高来设计、布置操纵装置及驾驶室。驾驶室。 2）作业操纵时的启动和停止应平稳，并控制其速度和力量。可以同时）作业操纵时的启动和停止应平稳，并控制其速度和力量。可以同时控制复合动作。控制复合动作。 3）操纵简单，轻便和直观。一般手柄上的操作力不超过）操纵简单，轻便和直观。一般手柄上的操作力不超过40-60N，而，而单边的手柄操作选种不超过单边的手柄操作选种不超过17cm，转动手柄的转角不超过，转动手柄的转角不超过35-40度。脚踏度。脚踏板转动角度不超过板转动角度不超过60-70度。踏板行程在度。踏板行程在6-20cm范围内，踏板的踏动力不范围内，踏板的踏动力不超过超过80-100N。 4）操纵机构的杠杆变形要小，机构组成的间隙