第8章传动系统

1、第二部分第二部分 工程机械底盘工程机械底盘底盘的底盘的作用作用： 工程机械底盘是整机的支承，并能使整机以作工程机械底盘是整机的支承，并能使整机以作业所需要的速度和牵引力沿规定方向行驶。业所需要的速度和牵引力沿规定方向行驶。底盘的底盘的分类分类 按行走系的特点分：按行走系的特点分： （1 1）轮式底盘：）轮式底盘：传动系、制动系、转向系、行走系传动系、制动系、转向系、行走系 （2 2）履带式底盘：）履带式底盘：传动系、转向系（包括制动）、传动系、转向系（包括制动）、行走系、回转支承装置（承载型）行走系、回转支承装置（承载型） 工程机械底盘工程机械底盘一般由一般由传动系、行走系、转向系和制传动系、

2、行走系、转向系和制动系动系组成。组成。一、传动系一、传动系 传动系传动系是动力装置和行走系之间的是动力装置和行走系之间的动力传动动力传动和和操纵操纵、控制控制机构组成的系统。它将动力装置输出的功率传给驱动轮，并改机构组成的系统。它将动力装置输出的功率传给驱动轮，并改变动力装置的功率输出特性以满足工程机械作业行驶要求。变动力装置的功率输出特性以满足工程机械作业行驶要求。 传动系传动系根据根据动力传动形式动力传动形式分为分为机械式机械式、液力机械式液力机械式、全液全液压式压式和和电传动式电传动式等四种传动系统类型。等四种传动系统类型。 在铲土运输机械中多数为在铲土运输机械中多数为机械式机械式与与液

3、力机械式传动系统液力机械式传动系统。 在小型工程机械上采用在小型工程机械上采用全液压式传动系统全液压式传动系统较多。较多。 在大型工程机械上已出现由电动机直接装在车轮上的在大型工程机械上已出现由电动机直接装在车轮上的电动轮电动轮式传动系统。式传动系统。传动系的功用传动系的功用二、行走系二、行走系1. 功用：功用：行走系用以支承工程机械底盘各部件并保证行走系用以支承工程机械底盘各部件并保证工程机械的行驶。工程机械的行驶。2. 分类：分类：轮胎式、履带式、轨行式、步行式等。轮胎式、履带式、轨行式、步行式等。3. 组成组成 轮胎式组成：轮胎式组成：机架、车桥、悬架和车轮。机架通机架、车桥、悬架和车轮

4、。机架通过悬架与前后车桥相连，车桥两端则安装车轮。过悬架与前后车桥相连，车桥两端则安装车轮。 履带式组成：履带式组成：机架、履带架、四轮一带等组成。机架、履带架、四轮一带等组成。 轨行式轨行式由机架、转向架和轮对等组成。由机架、转向架和轮对等组成。 步行式步行式由机架和步行装置等组成。由机架和步行装置等组成。1-1-车架；车架；2-2-车桥；车桥；3-3-悬架；悬架；4-4-车轮车轮轮式行走系统的组成轮式行走系统的组成 1-1-驱动轮；驱动轮；2-2-驱动轮轴；驱动轮轴；3-3-下支承架轴；下支承架轴；4-4-台车架；台车架；5-5-托轮；托轮；6-6-引导轮；引导轮；7-7-张紧螺杆；张紧螺

5、杆；8-8-支重轮；支重轮；9-9-履带；履带；10-10-履带销；履带销；11-11-履带履带；12-12-链轮链轮履带式行走系组成履带式行走系组成三、转向系三、转向系1.功用：功用：用以保证工程机械行走时改变行走方向。用以保证工程机械行走时改变行走方向。2.分类：分类： 履带式工程机械转向：履带式工程机械转向：由操纵传动系中由操纵传动系中转向离合器转向离合器和和转转向制动器向制动器实现转向，或由分别操纵左右两侧履带的传动实实现转向，或由分别操纵左右两侧履带的传动实现转向。现转向。 轮胎式工程机械转向：轮胎式工程机械转向：由转向器、动力转向装置和转向由转向器、动力转向装置和转向传动系统等组成

6、。传动系统等组成。轨行式轨行式工程机械由轨道引导转向。工程机械由轨道引导转向。步行式步行式多用于有转台回转装置的工程机械，步行装置置多用于有转台回转装置的工程机械，步行装置置于转台两侧，转台相对于底架回转，就可实现步行方向的于转台两侧，转台相对于底架回转，就可实现步行方向的改变。改变。 1-1-转向盘；转向盘；2-2-转向轴；转向轴；3-3-蜗杆；蜗杆；4-4-齿扇；齿扇；5-5-转向摇臂；转向摇臂；6-6-转向纵拉杆；转向纵拉杆；7-7-转向节臂；转向节臂；8-8-主销；主销；9 9左梯形臂；左梯形臂；10-10-转向横拉杆；转向横拉杆；11-11-前轴；前轴；12-12-右梯形臂；右梯形臂

7、；13-13-转向节转向节轮胎式工程机械的转向系统组成轮胎式工程机械的转向系统组成四、制动系四、制动系1.功用：功用：用以保证工程机械行走时的减速与停止用以保证工程机械行走时的减速与停止. 履带式工程机械履带式工程机械由行走制动器实现制动。由行走制动器实现制动。 轮胎式工程机械轮胎式工程机械因行走速度高，为确保安全，因行走速度高，为确保安全，故设有主制动装置、停放制动装置。故设有主制动装置、停放制动装置。 一、传动系统一、传动系统 1. 功用：功用：将动力装置发出的动力传给驱动车轮和工作装置，将动力装置发出的动力传给驱动车轮和工作装置，并改变动力装置的功率输出特性，以满足工程机械作业和并改变动

8、力装置的功率输出特性，以满足工程机械作业和行驶的要求。行驶的要求。 内燃机特性与作业机械之间的矛盾：内燃机特性与作业机械之间的矛盾： 内燃机的输出特性内燃机的输出特性：转矩小、转速高和转矩、转速变化范围小。：转矩小、转速高和转矩、转速变化范围小。 工程机械的作业要求工程机械的作业要求：大转矩、低速度；转矩、速度变化范围：大转矩、低速度；转矩、速度变化范围大。大。 为此，传动系统的为此，传动系统的功用功用就是将发动机的动力按需要适当就是将发动机的动力按需要适当降低转速增加转矩后传动驱动轮上，使之适应工程机械运降低转速增加转矩后传动驱动轮上，使之适应工程机械运行或作业的需要。行或作业的需要。 此外

9、，还具有此外，还具有切断动力、倒行、变速和差速切断动力、倒行、变速和差速的功能。的功能。 传动系统概述传动系统概述增扭增扭减速减速 （1 1）实现增扭减速）实现增扭减速（变速器和主减速器）；（变速器和主减速器）； （2 2）实现变速）实现变速（变速器）；（变速器）； （3 3）实现倒车）实现倒车（变速器）；（变速器）； （4 4）必要时中断传动系的动力传递）必要时中断传动系的动力传递（离合器和变速（离合器和变速器）；器）； （5 5）具有差速功能）具有差速功能（差速器）。（差速器）。传动系统作用及发挥作用部件：传动系统作用及发挥作用部件：2.2.传动系统的分类、组成传动系统的分类、组成v 传动

10、系统分为传动系统分为机械式、液力机械式和全液压式和电传动。机械式、液力机械式和全液压式和电传动。 （1）机械传动机械传动轮式轮式：发动机：发动机主离合器主离合器变速箱变速箱传动轴传动轴 主传动器、差速器主传动器、差速器 轮边减速器；轮边减速器；履带式：履带式：发动机发动机主离合器主离合器变速箱变速箱 主传动器（中央传动）主传动器（中央传动）终传动装置；终传动装置；离合器离合器变速器变速器万向节万向节+传动轴传动轴主传动器主传动器+差速器差速器半轴半轴万向传动装置万向传动装置万向节（1）图图8-1 T2208-1 T220履带推土机传动系统图履带推土机传动系统图1-1-柴油机；柴油机；2-2-主

11、离合器；主离合器；3-3-联轴节；联轴节；4-4-变速箱；变速箱；5-5-主传动器；主传动器；6-6-制动器；制动器；7-7-转向离合器；转向离合器；8-8-最终传动；最终传动；9-9-驱动链轮；驱动链轮；P P1-1-工作装置油泵；工作装置油泵；P P2-2-主离合器油泵；主离合器油泵；P P3-3-转向泵转向泵履带式工程机械传动系统简图履带式工程机械传动系统简图前桥前桥离合器离合器前桥前桥减速器减速器变速器变速器后传动轴后传动轴发动机发动机前传动轴前传动轴分动器分动器后桥减后桥减速器速器后桥后桥全轮驱动的全轮驱动的nWDnWD（n Wheel Driven Wheel Drive）方案方案

12、 履带式机械传动与轮式机械传动履带式机械传动与轮式机械传动有何不同？有何不同？转向方式不同转向方式不同： 即履带式工程机械在驱动桥内设置了即履带式工程机械在驱动桥内设置了转向离转向离合器合器。 另外，在动力传至驱动链轮之前，为进一步另外，在动力传至驱动链轮之前，为进一步减速增矩，增设了减速增矩，增设了终传动终传动装置，以满足履带式机装置，以满足履带式机械较大牵引力的需求。械较大牵引力的需求。 优点：优点：结构简单，工作可靠，价廉，传动效率高，结构简单，工作可靠，价廉，传动效率高， 可利用惯性作业等。可利用惯性作业等。缺点缺点:当外阻力变化剧烈时易熄火；当外阻力变化剧烈时易熄火； 换档时动力中断

13、时间长；换档时动力中断时间长； 机械循环作业时频繁换档劳动强度大；机械循环作业时频繁换档劳动强度大； 传动系零部件受到的冲击载荷大；传动系零部件受到的冲击载荷大； 机械变速箱档位较多，结构复杂。机械变速箱档位较多，结构复杂。机械传动的优缺点：机械传动的优缺点：（2 2）液力机械传动（动液传动液力机械传动（动液传动) )v轮式： 发动机变矩器（动力换档）变速箱 传动轴主传动器、差速器轮边减速器v履带式： 发动机变矩器（动力换档）变速箱 中央传动终传动装置 变矩器变矩器靠靠液体介质液体介质在在主动元件主动元件和和从动元件从动元件之间之间循环流动循环流动过程中过程中动能的变化动能的变化来来传递动力传

14、递动力。1-液力变矩器液力变矩器2-单向离合器单向离合器3-行星变速器行星变速器4-换档离合器换档离合器5-脱桥机构脱桥机构6-传动轴传动轴ZL50装载机传动系统简图装载机传动系统简图液力变矩器液力变矩器发动机发动机行星齿轮变速器行星齿轮变速器 优点：优点： 变速箱档位少，动力换档轻，简化结构；变速箱档位少，动力换档轻，简化结构； 发动机功率利用好，防熄火，换档次数少，劳发动机功率利用好，防熄火，换档次数少，劳动强度低；动强度低； 传动系振动小，机械零部件寿命长；传动系振动小，机械零部件寿命长； 机械可实现零起步，起步平稳。机械可实现零起步，起步平稳。 缺点缺点：（：（与机械传动系比较）成本相

15、对较高，传动效率与机械传动系比较）成本相对较高，传动效率较低。较低。 适用范围：适用范围：中、大型施工机械（推土机、装载机、铲运中、大型施工机械（推土机、装载机、铲运机），高级轿车，重型汽车等。机），高级轿车，重型汽车等。液力机械传动的优缺点及适用范围：液力机械传动的优缺点及适用范围：液力机械式传动系统与机械式传动液力机械式传动系统与机械式传动系统相比有何优点？系统相比有何优点？（1）能自动适应外阻力的变化能自动适应外阻力的变化，使机械能在一定范围内无级，使机械能在一定范围内无级地变更其输出轴转矩与转速，当阻力增加时，则自动降低转地变更其输出轴转矩与转速，当阻力增加时，则自动降低转速，增加转矩

16、，从而提高机械的平均速度与生产率；速，增加转矩，从而提高机械的平均速度与生产率；（2）因液力传动的工作介质是液体，所以）因液力传动的工作介质是液体，所以能吸收并消除来自能吸收并消除来自内燃机及外部的冲击和振动内燃机及外部的冲击和振动，从而提高了机械的寿命；，从而提高了机械的寿命；（3）因液力装置自身具有）因液力装置自身具有无级调速无级调速的特点，故变速器的档位的特点，故变速器的档位数可以减少，并且因采用动力换档变速器，减小了驾驶员的数可以减少，并且因采用动力换档变速器，减小了驾驶员的劳动强度，简化了机械的操纵。劳动强度，简化了机械的操纵。（3）液压传动系统）液压传动系统原理：原理：靠液体传动介

17、质靠液体传动介质静压力能的变化静压力能的变化来来传递能量传递能量。发动机输出的发动机输出的机械能机械能通过通过液压泵液压泵转换成转换成液压能液压能，然后再由然后再由液压马达液压马达将液压能转换成将液压能转换成机械能机械能。 静液压式：静液压式：发动机发动机 液压泵液压泵 液压马达液压马达 轮边减速器轮边减速器 液压机械式液压机械式：发动机：发动机 液压泵液压泵 液压马达液压马达 减速箱减速箱 轮边减速器轮边减速器发动机发动机油泵油泵液压自动控制装置液压自动控制装置变速操纵杆变速操纵杆液压马达液压马达驱动桥驱动桥 静液式传动系的组成静液式传动系的组成l液压马达直接驱动车液压马达直接驱动车轮轮每一

18、个驱动轮上每一个驱动轮上都设置一个液压马达。都设置一个液压马达。l主减速器、差速器和主减速器、差速器和半轴等机械传动部件半轴等机械传动部件都可取消。都可取消。高速液压马达驱动的车轮高速液压马达驱动的车轮1-高速液压马达；高速液压马达；2-行星减速器；行星减速器；3-轴承；轴承；4-制动蹄；制动蹄；5-制动鼓；制动鼓；6-桥；桥；7-减速器外壳；减速器外壳；8-驱动装置外壳驱动装置外壳（4）电传动）电传动图图8-4 8-4 电传动系统示意图电传动系统示意图1-1-柴油机；柴油机；2-2-发电机；发电机；3 3、4-4-操纵装置；操纵装置；5-5-电动轮电动轮 电传动电传动是由内燃机带是由内燃机带动动发电机发电机发电，再由发电，再由电动电动机机驱动驱动桥驱动驱动桥或或由由电动机电动机直接驱动带有直接驱动带有轮边减速器轮边减速器的驱动轮（的驱动轮（电动轮电动轮）。）。 组成组成：内燃机：内燃机 发电机发电机 电动机电