施工机械基本知识

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:车用内燃机(冷却方式不同)水冷发动机风冷发动机车用内燃机(气缸数不同)车用内燃机(燃料不同)车用内燃机(作功方式不同)四冲程发动机二冲程发动机汽油发动机柴油发动机单缸发动机多缸发动机化油器式发动机直接喷射式发动机发动机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（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(Vh)发动机排量(VL)燃烧室容积(Vc)气缸总容积(Va)压缩比ε：Vh=πD2·S×10-6/4（L）D——气缸直径mmS——活塞行程mmVL=Vh×iε

=Ⅰ+Vh/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，凸轮轴旋转1周。单缸四冲程柴油机的工作过程三、内燃机构造一、四冲程发动机总体构造1、曲柄连杆机构功用: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。1）机体组功用：是发动机的骨架和安装机体。组成：气缸体、气缸盖、气缸垫、油底壳和气门室盖等。2）活塞连杆组功用：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。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：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。组成：曲轴、飞轮、飞轮齿圈等。2、配气机构功用：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。组成：凸轮轴、凸轮、挺柱、推杆、摇臂、气门、气门弹簧等。3、燃油供给系1）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。汽油滤清器汽油泵化油器(混合)空气滤清器排气管在气缸内燃绕油箱排气消声器2）柴油机燃料供给系供给路线：油箱柴油滤清器高压油泵燃烧室空气滤清器排气管排气消声器4、润滑系：功用：在摩擦副间形成一层油膜，以减小摩擦系数，减缓磨损，同时清洗并冷却摩擦面，并兼起密封作用。润滑的形式：压力润滑和飞溅润滑。5、冷却系功用：使发动机始终保持一个正常的工作温度（80-90°C）。6、点火系（只有汽油机才有）：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。7、起动系功用：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为了延长带的使用寿命，确保带传动的正常运行，必须正确使用和维修。1）传动带的使用温度范围为：-40～120℃。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（α），α值越大，传动效果越好，一般α＞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轴间的运动。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1从动轮2i12=n1/n2=z2/z1=M2/M1z1，n1，M1为主动齿轮的参数。z2，n2，M2为从动齿轮的参数。i=从动齿轮齿数主动齿轮齿数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

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=8～100，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）．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）．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）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，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、改变汽车的行驶速度和牵引力 传动比：输入轴转速与输出轴转速的比值2、改变驱动轮的旋转方向3、使动力与驱动轮脱离4、驱动其他机构类型：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：在轴间夹角和轴的相互位置经常发生变化的转轴之间继续传递动力。组成：万向节、传动轴、中间支承。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。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合过程二、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？液压式转向系统结构机械转向器转向摇臂转向拉杆转向节梯形臂转向横拉杆转向油罐转向油泵转向控制阀转向动力缸机械式转向系统构造及工作过程液压式制