施工机械基本知识综述

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1、第二章 施工机械的一般常识 第一节 施工机械的动力装置内燃机 一、内燃机的定义、分类与作用 1、内燃机的定义 内燃机：将燃料和空气在气缸内部进行燃烧， 使燃烧的化学能转换为热能，再通过一定的机 构将热能转化为机械能的一种机器。 特点：机动性好、起动容易、效率高、可拖动 其它机械产生新的能源。（电能、高压空气等 ） 2、发动机的分类: 车车用内燃机(冷 却方式不同) 水冷发动发动 机 风风冷发动发动 机 车车用内燃机(气 缸数不同) 车车用内燃机( 燃料不同) 车车用内燃机(作 功方式不同 ) 四冲程发动发动 机 二冲程发动发动 机 汽油发动发动 机 柴油发动发动 机 单单缸发动发动 机 多缸发

2、动发动 机 化油器式发动发动 机 直接喷喷射式发动发动 机发动发动 机 CNG发动机 3、发动机的作用 为施工机械提供动力源，并保证机械正常运行。 二、四行程发动机的工作原理 n（一）发动机的基本名词术语 上止点 下止点 活塞行程(S) 曲柄半径(R) 气缸工作容积积(V h ) 发动发动 机排量(VL) 燃烧烧室容积积(Vc ) 气缸总总容积积(Va ) 压缩压缩 比： Vh= D2S 10-6/4 （L） D气缸直径mm S活塞行程mm VL= V h i = + V h / Vc （二）四行程发动机的工作原理 一个工作循环包括进气 、压缩、排气、做功四 个行程。此时，曲轴旋 转2周，凸轮

3、轴旋转1周 。 单单缸四冲程柴油机的工作过过程 三、内燃机构造 n一、四冲程发动机总体构造 n1 、曲柄连杆机构 n功用:将燃料燃烧后的热能转换为活塞上下运动的机械 能,并通过飞轮将动力传至底盘。 n1）机体组 n功用：是发动机的骨架和安装机体。 n组成：气缸体、气缸盖、气缸垫、油底壳和气门室盖 等。 n2）活塞连杆组 n功用：将活塞的往复上下运动变为曲轴的旋转运动， 从而带动飞轮转动。 n组成：活塞、连杆、活塞销、活塞环、滑动轴承（轴 瓦）等。 3）曲轴飞轮组： n功用：承受连杆传来的力，并通过飞轮将动力 输出，同时驱动水泵、凸轮轴、发电机等附属 装置。 n组成：曲轴、飞轮、飞轮齿圈等。 n

4、2、配气机构 n功用：按照发动机的工作循环与配气定时的要 求使气门按次序定时开启，将新鲜的空气（或 可燃混合气）及时引入气缸，并使燃烧后的废 气及时排出。 n组成：凸轮轴、凸轮、挺柱、推杆、摇臂、气 门、气门弹簧等。 n3、燃油供给系 n1）汽油机燃油供给系：根据不同的工况，配 制不同数量及浓度的可燃混合气，供入气缸。 汽油滤滤清器汽油泵泵 化油器(混合) 空气滤滤清器 排气管 在 气缸内燃绕绕 油箱 排气消声器 n2）柴油机燃料供给系供给路线： 油箱柴油滤滤清器 高压油泵泵 燃烧室空气滤滤清器 排气管 排气消声器 4、润滑系： n功用：在摩擦副间形成一层油膜，以减小摩擦 系数，减缓磨损，同时

5、清洗并冷却摩擦面，并 兼起密封作用。 n润滑的形式：压力润滑和飞溅润滑。 n5、冷却系 n功用：使发动机始终保持一个正常的工作温度 （80-90C）。 n6、点火系（只有汽油机才有）： n功用：根据发动机点火次序的要求，及时点燃 燃烧室内的可燃混合气。 n7、起动系 n功用：使静止的发动机起动，并转为自行起动 。 第二节 基础传动部件及施工机械传动机构 一、基础传动部件的几种形 式 1、皮带传动 带传动的类型：主要有平带 传动和V型传动。 带传动构造：带传动是由主 动小带轮、从动大带轮、传 动带及机架组成。 带传动的使用和维护带传动的使用和维护 为了延长带的使用寿命，确保带传动的正常运行，必

6、须正确使用和维修。 1）传动带的使用温度范围为：-40120。 2）安装时两带轮轴线必须平行，同时保证皮带传动 时应有足够大的包角（）， 值越大，传动效果越 好，一般120度 。 3）严防带与矿物油、酸、碱等介质接触，也不宜在 阳光下曝晒。 4）多根带的传动，坏了少数几根，不要用新带补上 ，以免新旧带并用，长短不一，受载不均匀而加速新带 损坏。这时可用未损坏的旧带补全或全部换新。 2、啮合传动 啮合传动的主要形式有：齿轮传动和蜗轮蜗杆 传动。 齿轮传动： 优点优点 1）适应性广。 2）传动比恒定。 3）效率较高，齿轮机构传动效率一般在95以上。 4）工作可靠，寿命较长。 5）可以传递空间任意两

7、轴间的运动。 缺点缺点 1）制造和安装精度要求高，成本高。 2）低精度齿轮传动时噪声和振动较大。 3）不适于距离较大的两轴间的运动传递等。 齿轮传动的工作原理： 主动轮动轮 1 从动轮动轮 2 i12=n1/n2= z2/z1= M2/M1 z1 ，n1 ， M1为为主动齿轮动齿轮 的 参数。 z2 ，n2 ， M2为为从动齿轮动齿轮 的 参数。 i= 从动齿轮齿动齿轮齿 数 主动齿轮齿动齿轮齿 数 1、平面齿轮机构 人字齿轮传动 齿轮机构分类： 直齿圆柱齿轮传动 斜齿圆柱齿轮传动 内啮合齿轮传动 齿轮齿条传动 齿轮机构分类： 2、空间齿轮机构 圆锥齿轮传动 交错轴斜齿轮传动 准双曲面齿轮传动

8、 蜗轮蜗杆传动 蜗轮蜗杆传动 蜗杆传动用于传递空间两交错轴之间 的运动和动力，通常两轴垂直交错， 轴交角=90。 蜗杆传动的主要优点是：传动比 大，在动力传动中一般i=8100，在 分度机构中传动比可达1000；传动平 稳，噪声小；结构紧凑。主要缺点 是：蜗杆传动效率低；蜗轮常需要用 较贵重的青铜制造，故成本较高。在 蜗杆传动中，是用蜗杆带动蜗轮传递 运动和动力的。 3、液压传动 1 1）液压传动的工作原理）液压传动的工作原理 依靠液体的压力来实现力的传递，使从动件产生直线运动或旋转 运动。 液 压 泵 液 压 缸 油箱 截止阀 单向阀单向阀 负荷 液压系统的工作原理 2 2）液压传动系统的组

9、成）液压传动系统的组成 从上述实例可以看出，整个液压系统由以下几个部分组成： （1）动力元件：油泵 （2）执行元件：油缸、油马达 （3）控制元件：控制阀 （4）辅助元件：油管、液压油等。 3 3）液压传动的特点液压传动的特点 液压传动与其他传动形式相比较，有以下特点： （1）功率密度（即单位体积所具有的功率）大，结构紧凑， 重量轻。 （2）操纵方便、省力，特别是与电气组合应用时。 （3）由于液压元件质量小，惯性矩小，故变速性好。 （4）运动平稳可靠，能自行润滑，使用寿命较长 （5）液压元件易于实现标准化、系列化和通用化，有利于生 产与设计。 4、液力传动： 液力传动是利用液体的动能进行能量传递

10、，实现运动 与动力的传递。 常见液力传动装置：液力偶合器和液力变矩器。 液力偶合器 液力变矩器 主要由可旋转的泵轮和涡轮以及固定不动的导轮三个元件组成 变矩器之所以能起变矩的作用，是由于结构上比耦合器多了导轮机 构，在循环流动的过程中，固定不动的导轮通过油液给涡轮一个反作用 力矩。而这一反作用力矩则随着从涡轮流出液体的方向的改变而改变大 小，从而使涡轮输出的转矩不同于泵轮输入的转矩 5、变速器 功用：1、改变变汽车车的行驶驶速度和牵牵引力 传动传动 比：输输入轴转轴转 速与输输出轴转轴转 速的比值值 2、改变驱动轮变驱动轮 的旋转转方向 3、使动动力与驱动轮驱动轮 脱离 4、驱动驱动 其他机构

11、 类型：有级变速器和无级变速器。 工作原理：利用不同齿数的齿轮传动改变输出 轴的转速，从而改变其输出扭矩。输出转速越 低，输出扭矩越大。 6、万向传动装置 功用：在轴间夹轴间夹 角和轴轴的相互位置经经常发发生 变变化的转轴转轴 之间继续传递动间继续传递动 力。 组成：万向节节、传动轴传动轴 、中间间支承。 万向节 中间支承 主传动轴 中间传动轴 驱动桥 刚性万向节的正确安装及动作演示： 7、离合器 离合器的功用 1）、使发动机与传动系平顺的结合，保证汽 车起步平稳； 2）、暂时切断发动机与传动系的联系，便于 变速器的换档； 3）、限制所传递的扭矩，防止传动系过载。 类型：机械式和液力式两种。

12、离合器的组成 由主动部分、从动部分、压紧装置和分 离机械组成。 摩擦片式离合器的工作原理 离合器助 力装置 离合器踏板 分离杠杆 分离轴承 压紧弹簧 离合器壳 压盘 摩擦片 离合器分离过程 飞轮 离合器的工作过程 离合器分离过程 离合器结结合过过程 二、施工机械传动机构的组成 1、轮胎式机械传动机构 动力传动路线： 内燃机 离合器 液力偶合器（变矩器） 变速器 万向节 驱动桥 驱动轮。 2、履带式传动机构 动力传动路线： 内燃机 离合器 联轴器 变速器 驱动桥 驱动轮。 第三节 施工机械控制系统构造及工作原理 一、制动系统 制动系统的作用：按行驶的需要减速或在最短 的距离内停车；并使车辆可靠的

13、停放在原地不 动。 1、机械式制动装置 多采用拉杆杠杆式操纵机构，制动效果较差 ，且费力，现在使用较少。 2、液压式制动装置 由车轮制动器（鼓式和钳式两种）和制动传动 装置组成。 特点：结构简单，制动效果好且耐用，操作省 力。 二、转向系统 转向系统作用：改变或保持车辆的行驶方向。 1、机械式 2、液压式 三、工作装置操作系统 液压式操作系统 第四节 行走装置及传动特点 行走装置的作用：将车辆连成一个整体，并承 受各种作用力矩，缓和振动，保证车辆平顺行驶 。 一、轮式行走装置 组成：由车架、车桥、车轮和悬架四部分组成。 二、履带式行走装置 由机架和履带总成组成。 思考题 1、工程机械用柴油机由

14、哪二大机构和四 大系统组成？各部分起什么作用？ 2、在使用皮带传动时，有哪些使用注意 事项？ 3、液压传动系统由哪几部分组成？各部 分有哪些典型的部件？ 4、施工机械中的离合器起什么作用？有 哪几种类型？ 5、施工机械的控制系统由哪几部分组成 ？各起什么作用？ 液压式转转向系统结构 机械转转向器 转转向摇摇臂 转转向拉杆 转转向节节 梯形臂 转转向横拉杆 转转向油罐 转转向油泵泵 转转向控制 阀阀 转转向动动力 缸 机械式转向系统构造及工作过程 液压式制动装置基本构造 制动踏板 制动主缸 制动油管 制动鼓 制动轮缸 摩擦片 制动蹄 支承销 回位弹簧 轮胎式机械传动传动 机构 发动机 离合器 变速器 万向节 驱动桥 主减速器 差速器 传动轴 半轴 有级式普通齿轮变速器的结构 输输入轴轴（ 一轴） 输输出轴轴（ 二轴） 中间轴间轴 （ 宝塔轴）倒档轴轴 变变速齿轮齿轮 结结合套 冷却系的组成 连连杆飞轮飞轮曲轴轴活塞 进进气 门门 排气门门推杆挺柱 正时齿轮时齿轮 配气机构 曲柄连杆机 构 发动机的整体构造