工程机械及车辆(2)讲解

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1、内容回顾 传动系的基本类型与组成 机械传动 液力机械传动 液压传动 电传动 优点：成本低廉、传动效率高 缺点：负荷冲击大、有级变速 内容回顾 传动系的基本类型与组成 机械传动 液力机械传动 液压传动 电传动 优点：自动适应载荷、冲击小 缺点：结构复杂、效率略低 内容回顾 传动系的基本类型与组成 机械传动 液力机械传动 液压传动 电传动 优点：无级变速、布置方便 缺点：成本高、噪声大 内容回顾 传动系的基本类型与组成 机械传动 液力机械传动 液压传动 电传动 优点：便于控制、便于布置 缺点：成本更高、自重大 第二章 主离合器 主离合器的功能 主离合器工作原理 主离合器主要类型 主离合器的功能 发

2、动机 带动车 辆启动 一旦启动 车辆突然 接入动力 产生瞬时 的冲击 造成机件的损害 驱动力不足以克 服车辆惯性力， 发动机熄火 直接 换档 1档啮合齿轮载荷未卸除，其啮合齿面间的压力很大而难于分开 2档啮合齿轮圆周速度不等，产生较大齿端冲击 车辆紧急制动 ，车轮转速急 剧下降 传动系受到较大的冲击，造成机件损害 发动机转速急剧下降，造成熄火 在以内燃机为动力且采用机械式传动型式的工程机械中， 内燃机和传动系之间装有的离合器称为主离合器。 主离合器的功能 W1：车辆起步时，需要先将发动机动力分离吗？F1：平稳起步 W2：车辆换档时，需要先将发动机动力分离吗？F2：便于换档 W3：车辆紧急制动时

3、需要将发动机动力分离吗？F3：过载保护 2. 主离合器工作原理 按照工作原理不同 摩擦式离合器液力式离合器电磁式离合器 结构组成：主动部分（发动机飞轮）、从动部分（从动盘、从 动盘毂和从动轴）、压紧机构（压紧弹簧）和操纵机构（踏板 和环套在从动盘毂环槽中的拨叉） 组装方式：从动盘带有摩擦衬片，并与从动盘毂铆接成一体； 从动盘毂通过花键与从动轴相连，并在轴上滑动；压紧弹簧将 从动盘压紧在飞轮的端面上 2. 主离合器工作原理 主离合器接合状态： 从动盘和从动盘毂发动机扭矩 压紧弹簧预紧力 摩擦作用 从动轴 花键动力输出 主离合器分离状态： 拨叉驾驶员踩下踏板 杠杆作用 从动盘和从动盘毂右移 克服弹

4、簧初 始预紧力 从动盘飞轮 间出现间隙 动力切断花键 2. 主离合器工作原理 主离合器是常合式离合器 摩擦式主离合器所能传递的最大 扭矩就是摩擦面间的最大静摩擦 力矩 如何提高摩擦式主离合器最大静摩擦力矩？ 提高压紧弹簧的初始预紧力？ 分离困难 不可行 提高摩擦面间摩擦系数？ 提升空间 不大 不可行 增大摩擦面距旋转中心的距离？ 结构庞大 不可行 增加从动盘的个数？ 适当调整 可行 单片离合器多用于轻、中型车辆，而对于重型车辆而言， 多采用双片或多片离合器。 2. 主离合器工作原理 单片离合器 主离合器的类型 功率不大的工程机械 多选用干式离合器 功率大、工作条件恶劣的 工程机械多选用此离合器

5、 T1:按从动盘数量分：双片离合器 多片离合器 T2:按散热条件分： 干式离合器 湿式离合器 Q：用油液强制冷却会对摩擦面摩擦系数造成什么影响？ A：摩擦面摩擦系数降低为原值的1/41/3。 T3:按压紧弹簧结构分： 膜片弹簧离合器 螺旋弹簧离合器 周布 中央 主离合器的工作要求 保证能传递发动机发出的最大转矩，并且还有一定的传递 转矩富裕量。 从动部分的转动惯量要小，以减轻换档时变速器齿轮间的 冲击，同时也便于换档。 能作到分离时，彻底分离，接合时柔和，并具有良好的散 热能力。 具有缓和转动方向冲击，衰减该方向振动的能力，且噪音 小。 压盘压力和摩擦片的摩擦系数变化小，工作稳定。 操纵省力，

6、维修保养方便。 从动盘总成 压盘 飞轮 压紧弹簧 离合器盖 分离杠杠 分离套筒 常接合干式离合器 单片主离合器 主动部分包括飞轮、压盘和离合器盖，其中飞轮与离合器盖通过螺钉连接，离 合器盖与压盘通过传动销连接；从动部分包括从动盘、从动盘毂和离合器轴， 其中从动盘铆接在从动盘箍上，从动盘箍通过花键与离合器轴连接；压紧机构 由若干在离合器盖和压盘之间的螺旋弹簧组成，这些弹簧在装配后始终处于压 紧状态；操纵机构包括分离杠杆、分离轴承、分离套筒、分离拨叉、传动杠杆 和脚踏板组成。小制动器主要包括制动器转动盘和制动器制动盘等，目的是为 了便于换挡。小制动器结构形式为P15图1-4， 应注意一般轮式工程机

7、械上不 设小制动器，而只在履带式工程机械上设置。 常接合干式离合器双片主离合器 该离合器典型特征是仅在中央存在一个圆柱形压紧弹簧。由主动部分、从 动部分和压紧分离机构等组成。主动部分包括飞轮、离合器盖、压盘和中间压盘 组成。从动部分包括两个从动盘和从动轴。压紧分离机构由中央压紧弹簧、分离 套筒、压紧杠杆等机构组成。中央弹簧的压紧力通过分离套筒、传力杆和压紧杠 杆，将离合器的主、从动部分压紧。与多弹簧式离合器相比较，其主要特点：1 、压紧力可调；2、由于压紧杠杆的存在，可用较软的弹簧获得较大的压紧力， 因此适用于重型车辆。此外，中央压紧弹簧与压盘不直接接触，使弹簧避免直接 受热和过热，保持良好性

8、能。 从动盘具体结构形式 从动盘有整体式（本体是完整的钢片，摩擦片 直接铆接在从动盘本体上）、分开式（从动盘本体 上铆接波形弹簧片，摩擦片铆接在波形弹簧片上） 和组合式三种形式。 从动盘由从动盘本体，摩擦片和从动盘毂三个 基本部分组成。为了避免转动方向的共振，缓和传 动系受到的冲击载荷，大多数工程机械都在离合器 的从动盘上附装有扭转减振器。 带扭转减振器从动盘动力传递顺序为从动盘本 体减振器弹簧从动盘毂。 非经常接合湿式主离合器 干式离合器靠空气 冷却，存在散热差，磨 损较快等问题。为了解 决以上问题，出现了用 油液强制冷却的湿式主 离合器。该离合器由于 采用油液强制冷却，因 此散热、耐磨及稳

9、定性 均比干式好，摩擦衬片 使用寿命是干式的56 倍。但是由于摩擦系数 降低为原来的1/41/3 ，因此需要增大正压力3 4倍，导致操纵力增大 ，为了使操纵轻便，通 常装有液压助力器。 湿式主离合器比较 适合在恶劣条件下工作 ，故在工程机械和重型 车辆上使用较多。 非经常接合湿式主离合器 从动部分由从动盘、从动盘毂和离合器轴组成，其中从动盘与从动盘毂之 间通过齿轮啮合连接，并可沿轴向移动。离合器轴通过前后滚柱轴承分别与飞 轮和轴承座连接。 主动部分由飞轮、压盘和中间主动盘组成，其中主动盘和压盘与飞轮之间 通过齿轮啮合连接，并且主动盘和压盘可作轴向移动，压盘通过复位弹簧与离 合器盖连接。 该离合

10、器同样主要由主动部分、从动部分、压紧分离机构、液压助力式操 纵机构和小制动器等组成。 非常接合式主离合器是指既可以稳定地处于接合状态，又可以稳定 地处于分离状态。此离合器接合和分离需要双向操纵，一般由手操 纵杆进行控制，该离合器能可靠的处于分离位置。若机械需要短时 间停车，只需分离离合器即可，而不需将变速杆放入空档。履带式 机械多采用这种离合器。 离合器从动片摩擦材料是铜基粉末冶金，其结构特点是 ：周向布置若干蝶形弹簧，保证接合更加平稳柔和，分离更 加快速彻底；从动盘表面开有螺旋和径向油槽；外缘形成波 形面，以获得更加理想的弹性。 非经常接合湿式主离合器 压紧分离机构由分 离滑套、调整盘、 施

11、压盘、肘式杠杆 压紧机构等组成， 其中肘式杠杆机构 由离心块、推杆和 两个滚轮组装而成 。肘式杠杆压紧机 构和离合器盖一同 随飞轮转动。 滚轮 压盘 施压盘 从动盘 离合器盖 回位弹簧 调整盘 压杆 分离滑套 推杆 肘式杠杆机构在接合时，由拨叉使分离滑套前移，推杆随着前移，滚轮绕离心块与 调整盘连接的铰销摆动，并压紧施压盘。在接合离合器时，应使分离滑套越过死点位置 ，这时离心块旋转产生的离心力有助于滚轮和推杆保持在接合位置，防止离合器自动分 开。离合器分离时，分离滑套后移，回位弹簧将压盘拉回，中断动力传递。此时离心块 产生的离心力促使滚轮和推杆保持在脱开位置，防止离合器自动接合。 转动调整盘，

12、可改变推杆、压杆、滚轮和分离滑套等的相对位置，对离合器进行 调整。 肘式杠杆压紧机构的杠杆刚度不能太大，太大会使摩擦片磨损加剧，经 常需要调整。但也不能太小，过小将导致压紧力不足或使压紧行程过大 。由于湿式离合器从动片具有比较好的轴向弹性，并且采用铜基粉末冶 金摩擦材料，从而使离合器的调整次数减少。 液压助力式操纵机构 结构组成：阀杆、活塞、 阀体和大小两个平衡弹簧 组成，其中大弹簧左侧抵 在活塞中心孔内端面上， 小弹簧左侧抵在阀杆台肩 上，两弹簧右侧抵靠在挡 圈上，挡圈被阀杆和活塞 上的两个卡环共同限制； 初始情况下，在大小平衡弹簧的作用下，阀杆稳定地处于中间位置，四个油 腔相通； 阀杆右侧

13、移动，阀杆中部的左侧凸台将A腔和O腔切断，右侧凸台将H腔和B 腔切断，活塞在A腔油压作用下右侧移动，离合器趋向接合状态； 阀杆左侧移动，阀杆中部的左侧凸台将A腔和H腔切断，右侧凸台将O腔和B 腔切断，活塞在B腔油压作用下左侧移动，离合器趋向分离状态； 活塞移动或停止移动，其方向、速度、位置始终追随阀杆的动作，因此这种 液压助力器实际上是一个液压随动装置。 n带凸台的阀杆将活塞内分隔成4个腔室：进油腔H、回油腔O、左工作油腔A 和右工作油腔B； 主离合器循环油路系统供压线路：油泵 助力器 冷却器 离合器从动轴中心孔道前轴承从动盘毂各运动副 离合器底壳油泵 小制动器由制动鼓、制动 带和制动臂组成。

14、其中制 动臂的活动由固结在助力 器杠杆上的调整螺钉控制 ，当离合器分离时，调整 螺钉顶推制动臂，使其绕 支点逆时针转动，使制动 带抱紧制动鼓，离合器从 动轴被迅速制动，使变速 器换档顺利。由此可见， 该主离合器的小制动器其 实是带式的。 膜片式主离合器 该离合 器与其他离 合器最大的 不同就在于 使用膜片弹 簧作为其压 紧弹簧和分 离杠杆。 飞轮 从动盘 压盘 离合器壳 膜片弹 簧为碟形， 其上开有若 干径向切槽 ，切槽内端 开通，外端 为防应力集 中的圆孔， 每两切槽之 间钢板形成 一个弹性杠 杆。 膜片式离合器 膜片弹簧为碟形 1、结构特点 开有若干径向切槽 切槽内端开通 外端为防应力集中

15、的圆孔 2、安装特点 安装前，离合器盖和飞轮 端面之间有一定的距离， 膜片弹簧变形很小 安装后，离合器盖、压盘 迫使膜片弹簧以右侧支承 圈为支点发生弹性变形， 膜片弹簧的反弹力使其外 缘对压盘和从动盘产生压 紧力 每两切槽之间钢板形成一 个弹性杠杆 3、工作原理 分离轴承推动膜片弹簧内 缘前移 左侧支承圈为支点，膜片 弹簧外缘通过分离钩将压 盘向后拉动，使离合器分 离 思考题：膜片弹簧离合器 在使用性上为何优于螺旋 弹簧离合器？ 由右图可知，在摩擦片磨损达容许的极限位 置 时，弹簧压缩变形量减小到 ，此时 螺旋弹簧压紧力下降较大，将使离合器压紧 力不足而产生滑磨，但膜片弹簧压紧力相差 不大，离

16、合器仍能继续工作； 当弹簧达到分离量 ，膜片弹簧离合器所 需作用力比螺旋弹簧离合器的作用力小的多 ，膜片弹簧离合器操作轻便； 膜片弹簧离合器本身兼压紧弹簧和分离杠杆 的作用，使离合器结构大大简化并显著地缩 短了离合器的轴间尺寸； 膜片弹簧与压盘的整个圆周接触，使压力分 布均匀，摩擦片接触良好，磨损均匀； 轴对称零件，平衡性好，而周置的螺旋弹簧 因离心力会产生横向挠曲，降低对压盘的压 紧力。 是装配好后正常工作的位置 表示弹簧变形量，P表示压紧力 表示摩擦片磨损后，弹簧预紧变形量的阈值 表示使离合器分离的弹簧预紧变形量阈值 膜片式离合器优点 结构紧凑 高速性能好 使用寿命长操纵轻便 总结 主离合器一般由主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机 构等部分组成； 主动部分一般由飞轮、压盘和离合器盖组成； 总结 从动部分一般由从动盘、从动盘毂和离合器轴等组成； 从动盘一般由从动盘本体、摩擦片、从动盘毂和弹簧式扭 转减振器等组成。 总结 压紧机构主要由弹簧（周向布