工程机械构造要点

第一篇：工程机械构造要点

传动系功用

1.将发动机的动力传递到驱动轮

2.接通、断开动力的功能3.改变行驶速度和牵引力的能力

4.使机械实现倒退 5.一定的过载保护能力

（1）动力传递

（发动机）→主离合器→变速器→万向传动装置→ 驱动桥（主传动器→差速器→半轴）→（驱动轮

（2）组成  主离合器

 位于发动机和变速器之间，由驾驶员操纵，根据  需要接通或切断发动机传给变速箱的动力，以满足机  械起步、换档与发动机不熄火停车等需要。 变速器

 改变从前面传来动力的转速和扭矩，以适合不同  作业工况的需要。 万向传动装置

 用于两不同心轴或有一定夹角的轴间，以及工作  中相对位置不断变化的两轴间传递动力。由万向节和  传动轴组成。 主传动器

 改变动力方向，降低转速增加扭矩，以满足机械  运行或作业的需要。 差速器

 使两侧驱动轮以不同转速旋转，实现只滚不滑的 纯滚动状态。（1）动力传递

（柴油机）→分动箱→主离合器→变速箱→驱动桥（主传动器→转向离合器和制动器→最终传动）→（驱动链轮）组成

 转向离合器和转向制动器  最终传动（1）优点

结构简单、便于维修、工作可靠、成本低廉、传 动效率高，可以利用柴油机运动构件的惯性作业。（2）缺点

 人力换档变速箱换档时需要切断动力，降低了发动机的功率利用率，影响了车速和生产率。

车辆循环作业时，需经常变换方向和车速，换档频繁，而每次换档都需要操纵主离合器和换档机构，加大了驾驶员的劳动强度。

 当作业阻力急剧变化时，发动机容易过载熄火。

 发动机的振动直接传到传动系的各零件，而行驶阻力的变化又直接影响发动机的工作，因此降低了发动机和传动系中各零件的使用寿命。行驶阻力的变化直接改变发动机的工况，为了充分利用发动机的功率，需要增加变速箱的档位数，因而使变速箱结构复杂，并增加了驾驶员换档的次数

（柴油机）→液力变矩器→变速器→万向传动装置 →驱动桥（主传动器→差速器→半轴→行星轮边传动）→（驱动轮）

（柴油机）→转向油泵

3、变速箱和变矩器油泵4及工作装置油泵5  液力变矩器能在一定范围内根据外界阻力的变化自动实现无级变速。

 由于液力变矩器具有一定的变矩、变速能力，故在实现相同变速范围的情况下，可以减少变速箱的档位数，简化变速箱结构。

 液力变矩器的非刚性传动可减小传动系及柴油机零件的冲击、振动等动载荷，提高机械使用寿命。

 结构复杂，传动效率低。

通常采用定量轴向柱塞式或叶片式或齿轮式液压马达，减速装置需要一对或两对正齿轮与一列或两列行星齿轮组合成减速器，并与液压马达和制动器组成一个独立、紧凑的整体。1）缺点

 由于液压泵本身的流量脉动和液流在管路、元件中的扰动，液压系统工作噪声大。 传动效率低，元件易发热，功率较大时需要专门的散热系统。 液压元件制造精度要求高，工艺复杂，成本高，需专业工厂制造。 液压元件密封困难。

优点

 可实现无级变速且变速范围大，车辆可实现微动。 变速和变向操纵简便，一根操纵杆即可。 可利用液压传动系统实现制动。

 采用左、右轮分别驱动系统，能够方便地实现车辆的弯道行驶和原地转向。 便于实现自动化操纵和远距离操纵。

 液压元件由专业厂家生产，容易实现标准化。 易于实现过载保护，延长构件寿命。

（1）缺点

电传动笨重，成本比液力机械传动高20％左右。

 动力装置和车轮间无刚性联系，便于总体布置及维修。 变速操纵轻便，可实现无级变速。

 电动轮通用性强，可简单地实现任意多驱动轮驱动方式以满足不同机械对牵引性能和通过性能的要求。 容易自动操纵。

iikioif 式中：ik—变速箱传动比； io—主传动器传动比；

if—最终传动（轮边传动）传动比。

 机械传动公比q通常为1.4-1.8；液力机械传动q一般取1.4-2.0。

MpMmaximM—由柴油机（或变矩器）确定的最大转矩； pi—柴油机（或变矩器）到计算构件的传动比； ηm—柴油机（或变矩器）到计算构件的机械效率

MpGrdimMp′—由附着力确定的最大转矩； 

φ—附着系数； rd—车辆的动力半径；

i′—由计算构件到驱动轮的传动比； ηm′—由计算构件到驱动轮的机械效率。

实际强度计算时，在上述两个结果Mp、Mp′中取较小值。速度连续原则

 发动机应始终工作于设定功率Ne′以上的范围（柴油机工作转速处于nA与nB之间）。 工况变化时，机器在设定工作范围的端点换档，换档后机器应立刻工作于设定范围的另一端点，而且换档前后理论速度不变。2.充分利用发动机功率原则

在换档时机恰当的条件下，机器在全部工作范围内应该获得尽可能大的平均输出功率。按这一原则确定中间档的方法是，通过调整中间档传动比，使所有档位曲线下面的面积最大。也就是通过调整曲线2使曲线下（图1-7）的面积最大。由此得到目标函数，利用最优理论求解。

工程机械在国外也称建筑机械或建设机械，是 指用于基本建设施工领域中各类专用的施工机械，主要包括建筑工程、市政工程、道桥工程和港口工 程等所使用的各种施工机械

1.用来减轻体力劳动和提高生产力的工具。2.提高劳动生产率，加速工程进度。3.提高工程质量。4.降低工程造价。

5.采用机械化施工，特别有利于广泛采用新技术，改 善劳动条件。

按用途分铲土运输机械，压实机械，工程起重机械，凿岩机械，桩工机械，钢筋混凝土机械，公路路面机械，铁道线路机械。按工作原理分，固定是施工机械，拖式施工机械，自行式施工机械，按作业性能分为牵引性机械运输型机械驱动型工作机械。动力装置（内燃机，电动机，空气压缩机），底盘（传动系（机械攒动，业力机械传动，液压传动，电传动），行走系（履带式，轮胎式，轨行式，步行式），转向系，制动系），工作装置 1.牵引性能不同工作速度下的最大牵引能力。2.动力性能最大行驶速度、所能克服最大坡度及加速 能力。

3.燃料经济性小时油耗和比油耗。

4.稳定性（安全性）抗倾翻和抗滑坡能力。

5.通过性（越野性）通过各种作业区和障碍物能力。6.转向性（灵活性）最小转弯半径和转向能力。1.足够的刚度和强度

工程机械工作条件恶劣，冲击力大。2.扭矩适应性系数高

工程机械载荷变化范围较大。3.具有良好的全程式调速器 4.工作可靠，便于维修

液力传动：利用液体动能的变化来传递能量

（三）机构组成

1.密闭工作腔

2.带叶片工作轮及输入输出轴

3.满足性能要求的工作液 液力耦合器

原理

 ：工作液在泵轮旋转离心力的作用下经泵轮外沿高速冲向涡轮，将机械能转变为动能和压能。

 涡轮受到来自泵轮的液流作用，将动能和压能转变为机械能，实现能量传递。

特征参数及应用

 液力偶合器实现传动的必要条件：工作液在泵轮和涡轮之间有循环流动

 泵轮转速恒大于涡轮转速，即：n1>n2，二者转速相等时，液力耦合器不能起传动作用

 液体作为传动介质，泵轮和涡轮之间没有刚性连接，二者之间允许很大转速差  安装液力偶合器，保证工程机械平稳起步和加速，衰减发动机传给传动系的扭矩振动，防止过载，减小换挡数，暂时停车不摘档维持发动机怠速

等矩传递，不能改变力矩大小，即: M2=-M1。

N2Mnn222iN1M1n1n1

 原始特性n1一定，随负荷增大，n2降低，η也降低。选用偶合器时，应尽量使之工作于高效区。一般η=i≥0.9。

应用输送机械如大型刮板运输机、皮带运输机等重载起动

 液力变矩器：油液在泵轮旋转离心力作用下经泵轮外沿高速冲击涡轮叶片（机械能转变为动能和压能）使涡轮转动，从而带动输出轴旋转（动能和压能转变为机械能），将动力输出到变速箱。从涡轮流出油液流入固定不动的导轮，在导轮中调整方向后进入泵轮

 与液力变矩器和耦合器的异同：相同点工作时贮于环形内腔中的工作液，除有绕变矩器轴的圆周运动以外，还有在循环园中循环流动，故能将扭矩从泵轮传递到涡轮  不同点

液力偶合器只能传递力矩，不能改变力矩大小；

液力变矩器不仅能够传递力矩，而且在泵轮力矩不变的情况下，随着涡轮转速的不同（反映工程机械作业或运行时的阻力），改变涡轮输出的力矩数值 变矩原理

 液力变矩器中工作液承受的外力矩有泵轮力矩Mb、涡轮力矩M'w和导轮力矩Md。根据工作液的力矩平衡方程有：M'w= Mb + Md

 液流对涡轮的冲击力矩Mw（变矩器输出扭矩）与涡轮对液流作用力矩M'w方向相反，大小相等，即：

-Mw = M'w= Mb + Md

当Mb与Md同号时，涡轮力矩M'w大于泵轮力矩Mb

当Mb与Md异号时，涡轮力矩M'w小于泵轮力矩Mb

当导轮转矩Md=0时，涡轮力矩M'w等于泵轮力矩Mb

25Mn11D 液力变矩器计算方程式1λ1: 泵轮力矩系数

(m·(r/min)2)-1

γ: 液体密度kg/m3 n1: 泵轮转速 r/min

D: 变矩器的有效直径，即循环圆内工作液体液流的最大直径m 外特性：

泵轮转速n1一定，变矩器输入转矩M1、输出转矩M2、效率η与涡轮转速n2的关系。即: M1=f(n2)、M2=f(n2)、η=f(n2)

输入转矩M1一定，变矩器泵轮转速n1、输出转矩M2、效率η与涡轮转速n2的关系。即: n1=f(n2)、M2=f(n2)、η=f(n2)

透穿性：定义：泵轮转速n1一定，载荷M2的变化引起泵轮转矩M1 变化的性能；

物理意义：变矩器输出轴负载对输入特性的影响程度，也就是变矩器输出轴负载透过变矩器施加到发动机的程度

（1）正透穿性M2增大时M1也增大（2）负透穿性M2增大时M1反而减小（3）不透穿性M2增大时M1不变化

（4）混合透穿性变矩器工作区段既有正透穿性又有负透穿性。

原始特性：可知，液力变矩器泵轮力矩系数λ

1、变矩系数K和效率η均为传动比i的函数，即：λ1=f(i)、K=f(i)、η =f(i)，通常将这三条曲线称为液力变矩器的原始特性曲线（无因次特性）

三种工况：

1.启动工况传动比i=0

2.最高效率工况取i*表示最高效率ηmax时传动比

3.偶合器工况取iM表示偶合器工况下的传动比，此时变矩系数K=1

1.起动变矩系数K0传动比i=0时的变矩系数。

2.泵轮起动力矩系数λ10 传动比i=0时的泵轮力矩系 数。

3.工作效率η工机器正常工作时所允许的最低效率，工程车辆一般取η工=0.75，汽车η工=0.80 4.工作变矩系数K工 与η工对应的变矩系数。5.工作传动比i工

与η工对应的传动比。6.最高效率ηmax

7.最大效率变矩系数Kmax与ηmax对应的变矩系数。8.最大效率传动比i*

与ηmax对应的传动比9.偶合器工况传动比iM 当K=1时的传动比。

10.偶合器工况下的泵轮力矩系数λ1M 当K=1时的泵轮力矩系数 1）反映变矩性能

K0，K工，Kmax（2）反映经济性能 ηmax，iM

（3）反映负荷性能

λ10，λ1max，λ1max，П

1.根据工作需要将柴油机与传动系间的动力传递接合或 分离。

2.主离合器分离，可实现空载起动，也可使机器短时间 停车而发动机不熄火，还能减少换档时的冲击。3.主离合器平稳接合可使机器平稳起步。

4.当机器负荷剧增时，利用主离合器的打滑可起到过载 保护作用。

5.操纵主离合器使它处于半接合状态（半联动操纵），使机械实现微动或慢动。

按工作状态分:1.常接合式（弹簧压紧）

分离时需要操作，接合时只需松开操作即可，一般用于需在行驶中换档的机械，如：汽车、拖拉机和轮式装载机上。2.非常接合式（杠杆压紧）

接合和分离都要用手操作，用于经常停车、起步和倒退的履带式推土机。摩擦片工作条件分：1.干式

摩擦系数大、操纵力小、结构简单、分离彻底，但发热大、散热差、磨损快，一般用于离合器不经常操作或功率较小的机械，如：汽车和拖拉机等。2.湿式

散热好、寿命长、可频繁工作，但操纵力大、结构复杂，常用于功率较大、接合频繁的机械，如推土机和装载机等。按从动摩擦片数量分：1.单片

工作可靠、结构简单、分离彻底、散热良好，在能良好的传递发动机转矩的条件下应尽量需用。

2.双片和多片

单片不能满足需要时采用，但必须充分考虑散热的良好性和分离的彻底性。

按操纵机构形式分：人力操纵、液压助力和气动操纵等。大功率机械主离合器操作频繁，多采用液压助力操纵的主离合器

 湿式主离合器组成

主动部分、被动部分、杠杆压紧机构、制动器及液压助力器、主离合器油泵、主离合器壳等。

主动部分

组成主动片、后压盘和油泵驱动齿轮等。主动片及后压盘以外齿与飞轮啮合，随飞轮旋转，同时可轴向移动； 被动部分

 动力传递当发动机运转时，主动部分是转动的。即：飞轮→主动片，后压盘→承压盘→油泵驱动齿轮

 组成：被动片、被动毂和离合器轴。被动摩擦片以内齿与被动毂啮合，并可轴向移动；被动毂和离合器轴通过花键连接。

 动力传递被动摩擦片（铜基粉末冶金）→被动毂→离合器轴。

被动摩擦片由烧结有铜基粉末冶金的两片钢板铆结而成，性脆，为缓和冲击，钢片之间均布蝶形弹簧（接合平顺、分离彻底），并表面开有螺旋槽和径向槽。

压紧分离机构：组成分合套筒7（调整环4）、推杆

11、压紧滚子

12、离心块5和分离弹簧3等（见教材P62图3.2）。

 作用原理离心块的形状使旋转产生的离心力在压紧时帮助压紧，分离时帮助分离。

 提高摩擦力矩Mm的方法

增大正压力；增大内外径差，增加片数；改善冷却条件。变速箱

1.减速增扭降低发动机转速，增大扭矩

2.变速变扭改变发动机与驱动轮间的传动比，使 机械的牵引力和行驶速度适应各种工况的需要。3.实现倒档使机械实现后退行驶。

4.实现空档使发动机和传动系保持分离，机器较 长时间停车。

5.使发动机处在最佳工作状态 换挡方式：人力换挡，动力换挡 轮系形式：定轴式（人/动），行星式（动）

变速箱类型：人力换档变速箱、定轴式动力换档变速箱和行星式动力换档变速箱。轮胎式装载机、铲运机、平地机等多采用动力换档变速箱，人力换档变速箱用的越来越少。

 换挡基本原理：

移动式齿轮换挡：行进中换档时两齿轮啮入时的线速度不同（不同步），使换档较困难，齿轮易损坏。

 换档时齿轮移动距离较长。

 不能采用斜齿圆柱齿轮，直齿圆柱齿轮传力不平稳，机构不紧凑。 零部件数量少，结构简单，传动效率高。

 常用于小型机械（如拖拉机）和不太常用的档位（如汽车倒档）。

啮合套换挡：换档时啮合套的一圈内齿与齿轮的一圈外齿同时啮合，传动强度比移动齿轮式大，啮合套的移动距离比前述齿轮小，也提高了换档时的抗冲击能力。 变速箱齿轮为常啮合，可采用斜齿轮，传力平稳。

 未传动的齿轮工作时在轴上空转，其润滑问题需充分考虑。常用于转矩较大，对换档过程无严格要求的机械，如推土机等。同步器换挡：

同步器可看作是啮合套的改进，其基本原理是挂档前先利用摩擦力使两个元件同步，然后进行换档；  同步器从机械结构上保证待啮合的啮合套与接合齿轮的花键齿在达到同步之前不可能接触，可以避免齿间冲击和噪音；  广泛应用于汽车等高速机械；

 分类：锁环式惯性同步器、锁销式惯性同步器 操纵机构：换挡机构，实现换档，由变速杆

1、换向滑杆（拨叉轴）6和拨叉7等组成。互锁机构，（1）作用

一次只能拨动一个拨叉，防止同时挂两个档，并能促使变速传动杆回到中立位置

（2）工作原理（摆架式）

铰于变速箱顶部，变速杆穿过摆架，下端进入待拨拨叉轴槽中，同时卡块A、B卡在相邻拨叉轴槽内，阻止其移动，故变速杆只能拨动一根拨叉轴 连锁机构：

作用：离合器接合时变速箱扳不动，离合时齿轮不会自由滑动而引起“跳档”；齿轮没有拨到位，主离合器不能接合，防止齿轮在半齿啮合下工作 结构：包括柱塞（锁销），每一个锁销上装一个圆弹簧，铣有四个平面的锁轴和主离合器踏板（操作杆）相连

3）工作原理

 锁销排成一排，在支架的垂直孔中滑动，每一根拨叉轴在每一个锁销下面，每一根拨叉轴在锁销下面切有两个或三个凹槽  连锁状态下，锁销端部落入一个凹槽

 离合器接合时，拨叉轴由锁销锁定在一定位置  离合器分离时，锁轴转到非锁定位置，及锁轴铣出的平面对着锁销，不再顶住锁销，搬动变速杆，可使任一拨叉轴前后滑动

行星式动力换挡变速器： 1）三基本元件

太阳轮t、行星架j、齿圈q（2）行星排转速方程式 nt+ knq-(1+k)nj= 0

（3）二自由度行星排

 固定某一元件（如采用制动器），行星排成为一自由度系统，即可由转速方程式确定行星排传动比。 六种传动方案

（4）结论简单行星排变速箱可得到6种传动方案，但其传动比受结构参数k的限制，尚不能满足工程机械的要求，因此行星变速箱通常由几个简单行星排组合而成。

差速器：转弯时，外侧车轮走过的距离要比内侧车轮走过的距离大；

 高低不平的道路运行时，左右车轮走过的距离总是不等；  左右驱动轮轮胎气压不等，胎面磨损程度不同或者左右车轮负载不均，轮胎滚动半径总不绝对相等； 构造；

 由差速器壳

1、行星齿轮轴

2、行星齿轮3和两个半轴齿轮5组成。

 动力由主传动从动齿轮6传到差速器壳1，然后经过行星齿轮3分配到两边的半轴齿轮输出。

半轴：

 安装在差速器和轮边传动间传递动力的实心轴。

 按半轴与驱动轮轮毂在桥壳上的支承形式分为全浮式半轴和半浮式半轴。分为半浮式半轴和全浮。

转向系：功用

 操纵车辆的行驶方向，根据需要保持车辆稳定地沿直线行驶或灵活地改变行驶方向； 保证工程机械安全行驶，减轻驾驶人员劳动强度和提高作业生产率。基本要求轮胎式 1.工作可靠

转向零件应有足够的刚度、强度和寿命。

2.操纵轻便（减轻劳动强度，提高生产率，保证安全）（1）作用力要小

（2）方向盘的回转圈数要少，圈数不超过2~2.5圈（3）直线行驶时方向盘应稳定

（4）方向盘能自动回正，转向器具有一定的可逆性，又要求正确确定转向轮定位角 3.调整简单，尽量少调整，磨损后做必要的调整时，简单方便

4.使用经济，减小弯道行驶时轮胎的滑动磨损，以及由此而引起的功率损耗的增加 转向系分类：

轮式机械转向系按转向方式可分为偏转车轮转向、铰接转向（偏转机架转向）和速差转向三类。

1）偏转前轮转向（汽车起重机、平地机、挖掘机）

前轮转向半径大于后轮转向半径；易于用前轮估计避开障碍物，有利于行车安全。（2）偏转后轮转向（叉车）

后轮转向半径大于前轮转向半径；不易估计避开障碍物和掌握行驶方向。（3）全轮转向（装甲车辆）

前后轮转向半径相同，转向半径小、机动性好；容易避让障碍物；结构复杂。偏转机架转向：

 用垂直铰销3把前车架1和后车架2连在一起，利用前后车架的相对偏转实现转向。 优点：转向半径小，机动性好，结构简单。

 缺点：转向稳定性差，保持直线行驶的能力差，转向后不能自动回正。速差转向：左、右车轮角速度不同以实现转向（类似于履带式转向），转向半径最小，但轮胎磨损最大。组成及工作原理：

1.转向器（转向机构）

将作用于转向盘上的操纵力放大并传给转向传动装置。

2.转向传动装置（1）传动杆件  由转向垂臂、纵拉杆、转向节臂组成；  将转向器放大的力传至转向梯形机构。（2）转向梯形机构

 由转向梯形臂、前桥横梁和横拉杆组成；

 使内外两侧转向轮偏转角具有一定关系，以获得统一的转向中心而减轻轮胎的磨损。3,工作原理

驾驶员操纵转向盘，通过转向器将力放大，由传动杆件传递给转向梯形机构使车轮偏转。（1）循环球齿条齿扇式转向器

转向时，转向盘通过转向轴带动螺杆转动，通过循环钢球使方形螺母移动，从而带动齿扇摆动，即带动转向垂臂轴摆动，通过转向传动机构或转向加力器使转向轮偏转，实现转向。

1.传动效率高（>90％），正、逆传动效率均高，保证转向轮自动回正，操纵更轻便。

2.转向器瞬时传动比和平均传动比为常数

2）球面蜗杆滚轮式转向器（3）螺杆曲柄指销式转向器

3.分类（按可逆程度分）（1）不可逆式转向器（2）可逆式转向器

（3）极限（或临界）可逆式转向器

 正向传动：作用力从转向盘传到转向垂臂的过程

 逆向传动：转向垂臂将地面的冲击力传到转向盘的过程

 内蹄式制动器优点：

1.制动毂散热性较好，密封容易； 2.蹄片的刚度大，磨损较均匀； 3.蹄片压紧制动毂时的位移较小；

4.驱动装置（分泵或凸轮）安装紧凑，制动效能较高；.简单对称非平衡式制动器 前进制动

左蹄转紧蹄（摩擦力T1对铰点产生力矩使蹄片向毂压紧），同理，右蹄为转松蹄；

左蹄与毂间正压力的合力N1>右蹄和毂间正压力的合力N2，二力之差最终传给桥壳（不平衡）。

结构简单可靠；

制动毂正反转时制动作用相同（对称性）；

衬带磨损后调整方便；

连续作业机械（很少用倒档）衬片磨损不均；

2.差级分泵式简单平衡式制动器 3.非对称简单平衡式制动器（单向 4.双向（对称式）平衡式制动器 5.单向自动增力式制动器 6.双向自动增力式制动器 7.凸轮张开式制动器

制动系组成： 1）制动驱动机构

 制动踏板、制动主缸等。

 作用：将制动动力源的作用力传给制动器并控制制动器动作。

（2）制动器

 制动蹄、制动鼓和摩擦片等。 作用：产生制动力矩Mμ

制动原理：

 制动力FZ≤φGK=Fφ（附着力）。

 当FZ=Fφ，继续增大制动力矩Mμ，制动蹄将制动鼓抱死，车轮处于纯滑移状态：加剧轮胎磨损，制动距离加长；轮胎失去承受侧向力和转向能力，整车方向稳定性破坏。

行走系：

 支持整机的重量和载荷。

 接受由发动机经传动系传来的转矩并转变为驱动力，以保证机械行驶和作业。 缓和不平路面对机械造成的振动和冲击，保证机械平顺行驶。组成：

 一般由车架、车桥、悬架和车轮等组成；

 相互连接关系：车架通过悬架连接车桥，车轮安装在车桥两端。车架：分为整体式车架，铰接式车架，整体式车架的转向轮定位

 车架的功用是支承、连接机器的各总成，使各总成保持相对正确的位置，并承受机器工作和行驶时的各种载荷；

 车架是整个机械的基础，其结构形式需满足整机总体布置的要求；  车架要有足够的刚度和强度，且质量要小；

 车架结构在保证必要的离地间隙条件下，使机械重心位置尽量低，机械稳定性好；  行走式工程机械车架可分为整体式和铰接式两类。整体式车架：

 一般由两根纵梁和若干根横梁采用铆接或焊接的方法连接成坚固的框架。

 纵梁一般用钢板冲压而成，也可用槽钢焊接制成；重型机械的车架，为提高其抗扭强度，纵梁断面可以采用箱形。

 横梁用来保证机架的扭转强度和承受纵向载荷及支承机械的各个部件。整体式车架广泛应用于各种自行式机械

轮式机械的通过性：最小离地间隙(越大能力越高，越小稳定性越高)，接近角和离去角（接近角α和离去角β表示工程机械接近和离开障碍物时不发生碰撞的可能性。），纵向通过半径（在整机侧视图上与前、后车轮及它们之间机器的最低点相切的圆弧半径称为纵向通过半径ρ1 …..在轴距相同情况下，ρ1越小，通过能力越好。），横向通过半径（在整机正视图上与左、右车轮内侧及它们之间机器的最低点相切的圆弧半径称为横向通过半径ρ2。在轮距相同情况下，ρ2越小，通过能力越好。），最大涉水深度（保证工程机械正常行驶时所能通过浅水滩的最大深度）。

弹性悬架：组成：

弹性元件：传递垂直载荷，缓和车轮冲击。

导向装置：决定车轮相对车架的运动特性，同时传递作用力。减振装置：衰减地面不平引起的车架和车桥间的振动。

分类：根据弹性元件的不同，可分为钢板弹簧悬架，油气弹簧悬架等。

四）轮式机械的特点 1.适用于道路行驶。

2.硬路面需高气压、窄轮胎；软路面需要低气压、宽车胎，以降低行驶阻力。

3.道路车辆轮胎趋向小，以减轻悬架下部质量，以降低地面不平带来的振动冲击。

4.非道路车辆轮胎较大，以加大接地面积，降低接地比压，减小地面变形，提高牵引力。5.适当的弹簧刚度K和阻尼C可使悬架满足一定的路面情况，保证乘车的舒适性。

铲土运输机械的履带式行走系：（1）组成

 由驱动轮

1、履带

2、支重轮

3、履带张紧装置和导向轮

5、托链轮7以及连接支重轮和机体的悬架（包括台车架4和悬架弹簧6）等组成。

（2）主要功能

 将由发动机传到驱动轮上的驱动扭矩变为拖拉机在地面上的行走移动（扭矩变成驱动力,转速变成车辆移动速度）；  支承拖拉机的全部重量。

结构：机架，悬架，履带，驱动轮，支重轮和拖链轮，张紧缓冲装置和引导轮，第四节履带式机械的特点

1.通过性能好

支承面积大，接地比压小（0.1MPa）。2.附着性能好

履带支承面上有履齿，不易打滑。3.行驶速度低，机动性较差

履带式行走系结构复杂，质量大，减振功能差，“四轮一带”磨损严重。

第二篇：工程机械构造作业及复习题（最终版）

工程机械构造作业及复习题

1、常接合离合器由哪几部分组成？是怎么连接的？

答：常接合离合器由主动部分、从动部分、压紧机构和分离机构组成。主动部分与发动机曲轴连在一起，离合器盖与飞轮靠螺栓连接，压盘与离合器盖之间是靠3—4个传动片传递转矩的。从动部分是由单片、双片或多片从动片组通过摩擦传来的动力传给变速器输入轴。压紧机构主要由螺旋弹簧或碟形弹簧组成，与主动部分连在一起旋转以离合器盖为依托，将压盘压向飞轮，从而将处于飞轮和压盘间的从动盘压紧，分离机构分为：力式、助力式和动力式以及机械式、液压式、气压式。

2、3、为保证离合器接合平稳，在从动盘结构上应采用什么样的措施？

答：为使离合器接合平稳，从动盘均具有轴向弹性，即将从动盘本体沿径向切制分割成若干扇形区域，沿圆周方向将这些扇形钢片翘曲成波浪状，两摩擦片分别与其波峰与波谷部分铆接，借助从动盘波浪状翘曲钢片弹性变形能力，形成从动盘轴向弹性。

4、人力换挡变速器有几种换挡方式？各有什么特点？

答：人力换档变速器按操纵方式分：

（1）机械换档：人力操纵变速装置，拨动齿轮、啮合套或同步器实现换档。机械式操纵机构具有结构简单、制造成本低、故障少等优点，因此，广泛有用于轻、中型载货汽车和客车上，它既可以采用干洗传动，也可以利用绳索传动。（2）液力换档：操纵变速阀，利用油液压力使换档离合器接合，换档离合器使齿轮与I轴由空套变为连接而实现挂档。液力操纵机构具有摩擦阻力小、质量小、布置方便、接合柔和等优点，广泛运用于轿车和传动距离比较长的大型客车上。

5、主轴式与副轴式变速器有何区别？各有什么特点？

答：主轴式与副轴式变速器的区别：主轴式的特点是输入轴1与输出轴5布置在同一轴线上，可以获得直接档，由于输入轴与输出轴和中间轴处在同一平面内，故称为平面三轴式变速箱。副轴式的特点是输入轴、中间轴和输出轴呈空间三角形布置，以保证各档齿轮副的传动关系。特点：（1）主轴式（平面三轴式）： 有直接档、通常只有一个直接档。（2）副轴式（空间三轴式）：支承较好、倒档较多。

6、为什么要有自锁、互锁、联锁与倒档锁？常用自锁与互锁有几种形式？

答：自锁机构用来保证变速箱内各齿轮处在正确的工作位置，在工作中不会自动脱档；互锁机构用来防止同时拨动两根滑杆而同时换上两个档位；联锁机构是用来防止离合器未彻底分离时换挡。倒档锁机构防止前进时误挂倒档而导致零件损坏起到了倒档锁的作用。常用自锁与互锁形式有：框板式，摆架式，顶销式。

7．什么是二自由度与四自由度的变速器，并举出两个变速器的实例说明这两个变速器结构上有何不同？答：接合一个离合器得到一个档位的变速器是二自由度变速器；而同时接合三个离合器得到一个档位的变速器是四自由度变速器。

8、换挡离合器一般有那几个部分组成，相互怎样连接？

答：换挡离合器一般由传动部分，包括固定在轴上部分和空转部分；压紧分离机构；自动倒空阀组成。输入轴端用螺栓连接，其输出轴端一般用花键与传动轴相连。

9、常用的换挡离合器在压紧分离机构与布置位置上有几种形式，各有什么特点? 答:压紧分离机构包括肘式杠杆压紧机构、分离套筒、分离弹簧和液压助力器等五组，肘式杠杆压紧机构

为单向压紧的，结构简单。

10、自动倒空阀起什么作用，它安装在什么位置？

11．由简单行星排组成的行星变速器中，实现前进挡的有几种方案，实现倒档有几种方案，画出简图。答：有6种方案。前进档：（4种）

①，齿圈固定，太阳轮为主动件，行星架为从动件。大减(1+α)。②，齿圈固定，太阳轮为从动件，大增,1/(1+a)。③，太阳轮固定，齿圈为主动件，小减,(1+α)/ α。④，太阳轮固定，齿圈为从动件，小增，α/(1+α)。倒档：（2种）

⑤，行星架固定，太阳轮为主动件，齿圈为从动件，减速，-α。⑥，行星架固定，齿圈为主动件，增速，-1/α。

12.叙述T220、TY220推土机变速箱、ZL50装载机变速箱的结构特点，并叙述各自的工作情况？

答： ①T220履带推土机变速箱是由箱体、齿轮、轴和轴承等零件组成的，具有五个前进档和四个倒档，采用啮合套换挡，属于空间三轴式变速箱。它共有输入轴、中间轴、输出轴三根轴，这三根轴呈空间三角形布置，以保证各档齿轮副的运动关系。工作情况：其传动部分由换向与变速两部分组成，共可实现前进五档、倒退四档。

②TY220推土机变速箱由四个行星排组成，前面第一、二行星排构成换向部分，这里行星排II是双行星轮行星排，当其齿圈固定时，则行星架与太阳轮转向相反而实现倒退档；后面第三、四行星排构成变速部分，整个变速箱实际上是由前变速箱与后变速箱串联组合而成。应用四个制动器与一个闭锁离合器实现三个前进档与三个倒退档，通过液压系统操作进行换挡。属于行星式动力换挡变速箱。工作情况：整个变速箱是由两个二自由度变速箱串联组成，共可实现前进三档与倒退三档。

③ZL50装载机的行星变速箱由两个行星排组成，只有两个前进档和一个倒档。与该变速箱配用的液力变矩器具有一级、二级两个涡轮，分别用二根相互套装在一起的并与齿轮做成一体的一级、二级输出齿轮，将动力通过常啮齿轮副传给变速箱。由于常啮齿轮副的速比不同，故相当于变矩器加上一个两档自动变速箱，它随外载荷变化而自动换挡。再由于双涡轮变矩器高效率区较宽，故可相应减少变速箱档数，以简化变速箱结构。它属于行星式动力换挡变速箱。工作情况：该变速箱两个行星排间有两个连接件，故属于二自由度变速箱。因此，只要接合一个操纵件即可实现一个排档，现有二个制动器和一个闭锁离合器共可实现三个档，即两个前进档和一个倒档。

⑤①③②④⑥

13.普通十字轴万向节由哪几部分组成？如何实现等角速度传动？

答：①普通十字式刚性万向节一般由一个十字轴，两个万向节叉和四个滚针轴承组成。如图：

②只要第一个万向节两轴间夹角α1与第二个万向节两轴间夹角α2相等。并且第一个万向节的从动叉与第二个万向节的主动叉在同一平面内，则经过双万向节传动后，就可使第二个万向节从动轴与第一个万向节主动轴一样作等速转动。如图：

14、等角速万向节适用于什么情况？有几种类型，各出哪几个主要部分组成？

答：汽车运行中路面不平产生跳动，负荷变化或者两个总成安装位置差异，都会使得变速器输出轴与驱动桥主减速器输入轴之间的夹角和距离发生变化，因此要用一个“以变应变”的装置来解决这一个问题，因此就需要使用万向节这个东西。球叉式万向节按其钢球滚道形状不同可分为圆弧槽和直槽两种形式。圆弧槽滚道型的球叉式万向节由两个万向节叉,四个传力钢球和一个定心钢球组成。直槽滚道型球叉式万向节，两个球叉上的直槽与轴的中心线倾斜相同的角度,彼此对称.在两球叉间的槽中装有四个钢球。球笼式万向节是带分度杆的,球形壳1的内表面和星形套3的球表面上各有沿圆周均匀分布的六条同心的圆弧滚道,在它们之间装有六个传力钢球2,这些钢球由球笼4保持在同一平面内.当万向节两轴之间的夹角变化时,靠比例合适的分度杆6拨动导向盘5,并带动球笼4使六个钢球2处于轴

15、传动轴在结构上应满足什么要求？

答案：（1）传递相同的转矩时要节省钢材料而且要有足够的刚度。（2）传动轴的转速较高。（3）传动轴和万向节装配后要保持平衡，平衡后要保证拆装时保持原来的二者相对位置。（4）通常用花键连接保证传动轴在各种工况下，既不脱开也不顶死。

16.轮式底盘驱动桥在传动系中起什么作用？它由哪几个主要部分组成？主传动有几种类型，各适用于什么情况？

答：轮式底盘驱动桥在传动系中的作用：1，通过主传动器改变转矩旋转轴线的方向。2，输出非行使动力。轮式底盘驱动桥由主传动器，差速器，半轴，最终传动（轮边减速器）和桥壳等零部件组成。主传动的类型分为：

（一）按主传动器的减速型式。

1.单级减速主传动器。一般机械均采用这种传动模式。

2.两级减速主传动器。它可以获得较大的传动比和离地间隙，但结构复杂，采用较少。

（二）按锥齿轮的齿形。

1.直齿锥齿轮。制造简单，轴向力校，没有附加轴向力，但它不发生根切的最少齿数多，齿轮重叠系数小，齿面接触区小，故传动噪声大，承载能力小，在主传动器上使用较少。

2.零度圆弧锥齿轮。轴向力和最小齿数同直齿锥齿轮，传动性能介于直齿锥齿轮和螺旋锥齿轮之间。传递载荷能力较大，传动较平稳。

3.螺旋锥齿轮。结构尺寸小，同时啮合齿数多，重叠系数大，传动平稳，噪声小，承载能力高，使用广泛。

4.延伸外摆线锥齿轮。其性能和特点与螺旋锥齿轮相似。

5.双曲线齿轮。在总体布置上可以增大机械离地间隙或降低机械重心，从而提高机械的通过性和稳定性。

（三）按主从动锥齿轮轴的相互位置

1.两轴垂直相交。2.两轴相交但不垂直。3.两轴垂直但不相交。

这3种布置形式中，以第一种形式采用最普遍。

（四）按主动锥齿轮的支承形式

1.悬臂式支承。容易布置，但承载能力受限制。

2.跨置式支承。支承刚度好，故在大、中型机械上采用较多，但结构复杂。17.绘出行星锥齿轮差速器的结构简图，并说明其差速原理及传动特点。为什么普通圆锥齿轮差速器是“差速不差力”？为了提高工程机械构造的越野性能，应该采用什么样的差速器，并简述其工作原理。答：行星锥齿轮差速器差速原理：

（1）不差速：整机直驶，行星锥齿轮相当于一个等臂杠杆，将动力等半分配给左右半轴锥轮，行星锥齿轮仅有公转，则有：n左＝n右=n壳。

（2）差速：整机右转，车轮的滑移趋势使行星锥齿轮受力不平衡而既有公转，又有自转星锥齿轮自转使左右半轴锥齿轮转速不同，且有：n左+n右=2n壳。

行星锥齿轮差速器传力特点：因差速器差速时：M左≈M右＝(1/2)M壳，行星锥齿轮差速器不论起差速作用与否,“只差速，不差力”。如1.当中央制动器制动，使差速器壳转速为零，即：n壳=0时，由：n左+n右=2n壳，n左 =-n右。2.当一只车轮陷入泥坑，由M左= M右，车轮无法驶出泥坑。

只差速，不差力的原因：当机械直线行驶或转弯时都有T左≈T右＝(1/2)T壳，即转矩总可以认为是平均分配给两半轴齿轮的。

（1）提高工程机械的越野能力应采用防滑差速器，原理：即在一侧半轴齿轮与差速器壳体之间装有多片式离合器，离合器连接一侧的半轴齿轮与差速器壳体。差速器正常工作时（即在良好的路面直线行驶或转向时），离合器处于分离状态。当有一侧车轮在附着力小的路面的打滑时，两侧车轮转速差过大时，控制离合器适当接合，差速器壳通过离合器驱动一侧半轴齿轮。则另一侧的半轴齿轮转速在差速器作用下被约束，从而防止附着力小的车轮打滑。

18、转向驱动桥与一般驱动桥结构上有何不同？什么是全浮式半轴？

答：转向驱动桥有等角速万向节而一般驱动桥没有。全浮式半轴驱动轮上受到的各反力及其由它们产生的弯矩均由桥壳承受，半轴只承受转矩而不受任何弯矩作用。这种半轴受力条件好，只是结构较复杂。由于轮式机械和半轴需承受很大的载荷，所以通常均采用这种形式的半轴。19.履带式机械如何实现转向？如何控制转向半径大小？ 答：履带车辆转向原理：（1）两端转向离合器接合，整机直线行驶；（2）一端转向离合器半分离，整机以较大的转弯半径转向；（3）一端转向离合器全分离，整机以较小的转弯半径转向；

4、同上且带式制动器制动。

20、叙述偏转车轮式机械转向系的组成及工作过程，转向梯形机构的作用。

答：偏转车轮式机械转向系由转向器（蜗杆曲柄指销式转向器、球面蜗杆滚轮式转向器、循环球式转向器）和转向传动机构（转向垂臂、转向纵拉杆、转向横拉杆）组成。转向器将转向盘上的操纵力加以放大，并改变动力传动方向，经转向垂臂传给转向传动装置。转向传动机构把转向器传来的力和运动传给转向车轮，使转向轮偏转以实现车辆转向。转向梯形机构的作用:

转向时，可使左右两侧偏转车轮的偏转角度不同，以获得统一的转向 中心而减轻轮胎的磨损。

21、简述转向器的种类及各自的特点。

答：转向器按结构形式可分为多种类型。目前较常用的有蜗杆曲柄指销式、球面蜗杆滚轮式、齿轮齿条式、循环球式、循环球曲柄指销式等。（1）蜗杆曲柄指销式转向器。

特点：它是以蜗杆为主动件，曲柄销为从动件的转向器。这种转向器通常用于转向力较大的载货汽车上。（2）球面蜗杆滚轮式转向器。

特点：传动效率70～80%。在坏路面或无路面时效果较好。

（3）齿轮齿条式转向器。

特点：结构简单，成本低廉，转向灵敏，体积小，可以直接带动横拉杆。在汽车上得到广泛应用。（4）循环球式转向器。

特点：操纵轻便；且两级传动副耐磨，传动效率及可逆性均高，但结构复杂。

22.绘出非平衡式蹄式制动器的结构简图；叙述其工作过程，指出增减势蹄。

答：工作过程与制动力矩分析： 液压力使制动蹄压向制动鼓，摩擦副间产生作用于车轮上的制动力矩MT，车轮与地面作用

后，地面的制动力PT 使整机减速、停驶。当制动鼓逆转时,左 蹄摩擦力加强了Ｐ力作用效果;右蹄削弱了Ｐ力作用效果。故左 蹄为领蹄（增势蹄），右蹄为从蹄（减势蹄）。

23、带式制动器的种类及结构简图，并叙述其制动过程。

答：（1）带式制动器的种类：单端拉紧式、双端拉紧式、浮式带式制动器。（2）结构简图：

（3）制动过程：（1)P力摆动曲臂，支承销带动制动带将制动鼓“抱死 ”。（2)支承销一只固定，另一只浮动中使Ｔ力由制动带施加到制动鼓上，在双向“自行增力”中实现制动。

24、组合履带由几部分组成？彼此怎样连接？

答：组合履带由销套、锁紧销套、锁紧销、履带节、弹性锁紧销套组成。

25、间述履带式车辆行驶系中“四轮一装置”的组成及各自作用。结构上有何特点？

履带工行走装置的特点是，驱动力大（通常每条履带的驱动力可达机重的35%-45%），接比压小（40-150kPa），因而越野性能及稳定性好，爬坡能力大（一般为50%-80%，最大的可达100%），且转弯半径小，灵活性好。履带式行走装置在液压挖掘上使用较为普遍。

但履带式行走装置制造成本高，运行速度低，运行和转向时功率消耗大，零件磨损快，因此，挖掘机长距离运行时需借助于其他运输车辆。

履带式行走装置由“四轮一带”（即驱动轮、导向轮、支重轮、托轮、以及履带），张紧装置和缓冲弹簧，行走机构，行走架等组成。

挖掘机运行时，驱动轮在履带的紧边——驱动段及接地段（支撑段）产生一个拉力，企图把履带从支重轮下拉出，由于支重轮下的履带与地面间有足够的附着力，阻止履带的拉出，迫使驱动轮卷动履带，导向轮再把履带铺设到地面上，从而使挖掘机借支重轮沿着履带轨道向前运行。

26、如何调整履带张紧度？为什么要缓冲弹簧？

27、什么是半钢性悬架，当遇到障碍时，悬架是怎样起作用？

28、转向桥上的车轮怎样偏转实施转向？简述前轮定位，其后的主销后倾，前轮外倾，前轮前束的作用及原理？

29、车轮包括哪几部分组成？轮胎有几种类型？各有何特点？

答：车轮构造：轮胎、轮毂、轮盘、轮辋。

（1）轮胎种类：按胎体结构不同，可分为充气轮胎和实心轮胎，充气轮胎又分为有内胎轮胎和无内胎轮胎（真空胎）。内胎中充满着压缩空气；外胎是用以保护内胎使其不受外来损害的强度高而富有弹性的外壳；垫带放在内胎与轮辋之间，防止内胎被轮辋及外胎的胎圈擦伤和磨损。弹性好，断面宽，与道路接触面大，壁薄而散热性良好。这些特点提高了汽车行驶平顺性、转向操纵的稳定性。此外，道路和轮胎本身的寿命也得以延长。

（2）按胎体中帘线排列的方向不同，可分为普通斜交胎、带束斜交胎和子午线胎。

子午线轮胎的优缺点： ① 耐磨性好，行驶里程比普通胎长50％以上； ②滚动阻力小，节约燃料。与普通胎相比滚动阻力可减小25～30％，油耗可降低8％左右。③承载能力大，减振性能和附着性能好，胎面耐刺穿和自重轻等。④但子午线胎胎侧易裂口，胎圈易损坏，且侧向稳定性较差。30、叙述推土机直铲式推土装置的组成、推土板断面的结构型式？

答：推土装置由刀角、切削刃、铲刀、中央拉杆、顶推架、调节拉杆、倾斜油缸、提升油缸、框销组成。按纵向结构外形分：直线型和U型两种，U型推土板积土、运土容量大，且运距稍长。

31、简述挖掘机的种类及适合场所，单斗挖掘机的可换工作装置有哪些？

挖掘机按工作装置不同可分为正铲、反铲、拉铲和抓铲四种。

正铲挖掘机：主要适于挖掘停机面以上的土方，但不能用于水下挖掘。反铲挖掘机：适用于挖掘深度不大于4m的基坑、基槽、管沟，也适用湿土、含水量较大的及地下水位以下的土壤开挖。拉铲挖掘机：开挖停机面以下的土方。

抓铲挖掘机：适于在狭窄的地方挖掘和出料，或抓取沉井中的水下淤泥、砂卵石等松软土方，当然也可以用来装卸散粒材料。

挖掘机可以配装多种工作装置如挖掘、起重、装载、平整、夹钳、推土、冲击锤等.32，简述装载机的作用‘，装载机工作装置的组成及工作过程;简述六连杆转斗机构的传动特点。

装载机是一种集铲、装、运、卸作业为一体的自行机械,沿地面薄层铲土，短距离内自装自运。

工作装置结构：由铲斗、臂架系统及其操纵装置组成。• 工作装置的作业过程通常由以下5种典型工况组成的：

•（1）地面插入工况Ⅰ

动臂下放至下限位置，铲斗插入地面，斗尖触地，开动装载机，铲斗借助机器的牵引力插入堆料。

•（2）下限收斗工况Ⅱ

完成工况Ⅰ以后，转动铲斗，铲取物料，操作转斗缸实现收斗作业过程。

•（3）重载运输工况Ⅲ

转斗缸闭锁，举升动臂，将工况Ⅱ之铲斗升高到适当的运输位置（以斗底离地的高度小于最小允许距离为准），然后驱动装载机，载重向卸料点。

•（4）上限举升工况Ⅳ

保持转斗缸长度不变，操纵举升缸，将动臂升至上限位置。

•（5）上限卸料工况Ⅴ

在上限举升工况Ⅳ下，实现转斗缸翻转铲斗，向运输车辆或固定仓料卸料。

• 卸载结束后，操作举升缸下放动臂，实现铲斗自动平放，再次进入地面插入工况，并进行下一循环作业过程。

第三篇：汽车构造(上)要点总结1-3

车 辆 构 造

一、汽车带来的好处1.汽车是最重要的交通工具；（和飞机、火车相比，方便，保有量高）2.汽车工业综合性强和经济效益高；（涉及范围广，影响大）3.汽车是科学技术发展水平的标志；（采用新材料、新工艺、新技术）

二、汽车带来的问题1.能源问题；2.环境问题；3.行车安全。三大重要课题。

三、汽车产品的技术发展前景

1.安全可靠 ：ABS,ASR 2.环境保护:

电喷、共轨电控柴油喷射系统

3.节约能源：整车轻量化、减小Ff、Fw，其它

燃料

4.操纵方便，乘坐舒适：AMT、电控助力转向、电控悬架、智能汽车、GPS、自动避撞 §0.3

汽车的分类

按用途:运输汽车(货车、客车、轿车；牵引车：半挂牵

全挂牵）特种用途汽车:（娱乐汽车、竞赛汽车、特种作业汽车）按动力装置形式：活塞式内燃机汽车：往复和旋转活塞式、电动汽车、燃气轮机汽车

按行驶道路条件：公路用车、非公路用车（矿山、机场、工地、专用道路等，非公路地区行驶的汽车，越野汽车：轻型、中型、重型、超重型）

按行驶机构的特性：轮式汽车、其它型式的汽车：履带式、雪橇式、气垫式

按总布置形式：FR、FF、RR、MR、nWD

二、运输汽车的分级

轿车（发动机排量）：载送2-9乘员 微型：≤1.0 普及型：1.0--≤1.6 中级：1.6--≤2.5 中高级：2.5--≤4.0 高级：＞4.0 客车：载送9个以上乘员，供公共服务用的汽车（总长度）微型：≤3.5m 轻型：3.5--≤7 中型：7--≤10 大型：10--≤12 特大型：指铰接式与双层客车 货车：载送货物的运输汽车（汽车总质量t）微型：≤1.8 轻型：1.8--≤6 中型：6--≤14 重型：>14

三、越野车的分级

轻型越野车（汽车总质量/t≤5)中型越野车（5＜汽车总质量/t≤13）

重型越野车（13＜汽车总质量/t）

§ 0.4 国产汽车产品型号编制 汽车型号包括首部、中部和尾部三部分。

首部：由2个或3个拼音字母组成，是企业代号。

如CA代表一汽，EQ代表二汽等。

中部：由4位数字组成，分为首位、中间两位和末位数字三部分，其含义如下页表所示。

尾部：由拼音字母或拼音字母加上数字表示，可以表示专用汽车或变型车与基本型的区别。? § 0.5

汽车总体构造 1.传动系：传动系用来将发动机的动力传输给各驱动轮。传动系包括离合器、变速器、驱动桥、传动轴等部件。

2.行驶系：支承并连接各总成，将发动机的旋转运动变成汽车的直线运动，实现平顺行驶。它包括车轮、车轴和桥壳、悬架、车架等部件。

3.转向系：控制汽车的行驶方向，使其按照驾驶员的意愿行驶。它由转向操纵机构、转向器和转向传动机构组成，采用动力转向时，还应有转向动力系统。4.制动系：保证汽车实现减速停车，或在坡道上停车。汽车的制动系包括行车、驻车、应急和辅助制动等制动装置。

三、车身

容纳司机、乘客和货物的空间环境，具有安全、隔振、隔声、保温、防雨、防尘的功能。

四、电气设备

用于汽车的起动、照明、灯光、信号、状态及参数指示。由电器设备和电子设备两部分组成。电器设备由电源(蓄电池、发电机)、汽油机点火设备、发动机起动电动机、照明与信号设备、仪表、空调、刮水器、收录机、门窗玻璃电动升降设备等组成。电子设备由电控燃油喷射及电

控点火、进气、排气、怠速、增压等装置，变速器的电控自动换档装置，制动器的制动防抱死装置(ABS)，车门锁的遥控及自动防盗报警装置等。

一、质量参数

1.整车装备质量：汽车完全装备好的质量。

2.最大总质量：汽车满载时的质量。

3.最大装载质量：最大总质量和整车装备质量之差。

4.最大轴载质量：汽车单轴所承载的最大总质量。

二、尺寸（结构）参数

1.车长(L)：平行于车辆纵向对称平面并分别抵靠在汽车前、后最外端突出部位的两车辆两条垂线间的距离(mm，以下各尺寸参数同)。

2.车宽(B)：垂直于车辆纵向对称平面并分别抵靠车辆两侧固定突出部位(除后视镜、侧面标志灯、方位灯、转向指示灯等)的两平面之间的距离。

3.车高(H)：车辆支撑平面与车辆最高突出部位相抵靠的水平之间的距离。

4.轴距(L1、L2)：汽车直线行驶位置时，同侧相邻两轴的车轮落地中心到车辆纵向对称平面的两条垂线间的距离。

5.轮距(A1、A2)：在支撑平面上，同轴左右车轮两轨迹中心间的距离(轴两端为双轮时，为左右两条双轨迹的中间的距离)。6.前悬(S1)：在直线行驶位置时，汽车前端刚性固定件的最前点到通过两前轮轴线的两条垂面间的距离。

7.后悬(S2)：汽车后端刚性固定件的最后点到通过最后车轮轴线的垂面间的距离。

三、性能参数

1.最小离地间隙(C)：满载时，车辆支撑平面与车辆(图0-2所示，0.8b区域内)最低点之间的距离。

2.接近角(α1)：汽车前端突出点向前轮引的切线与地面的夹角(°)。

3.离去角(α2)：汽车后端突出点向后轮引的切线与地面的夹角(°)。

4.转弯半径：外转向轮(转向盘

转达到极限位置)的中心平面在车辆支撑面(地面)上的轨迹圆半径(m)。

5.最高车速：汽车在平坦公路上行驶时能达到的最高速度(km／h)。

6.最大爬坡度：汽车满载时的最大爬坡能力(°)或(％)。7.平均燃料消耗量：汽车在公路上行驶时平均的燃料消耗量(L/100km)。

一、汽车的驱动力和阻力 汽车在道路上以一定的速度行驶，加速、减速，是作用在汽车上正、反向力的综合的结果。1.驱动力

汽车的驱动力由发动机产生。-Ft=F0=Mt/rr Ft——驱动力

F0——驱动轮与地面接触处向地面施加的作用力

Mt——传动系施加给驱动车轮的转矩

rr ——车轮滚动半径 2.阻力

（1）滚动阻力Ff

滚动阻力主要是由于车轮滚动时轮胎与路面变形而产生的。Ff=Ga*f

Ga——汽车的总重力 f ——滚动阻力系数（2）空气阻力（风阻）Fw 汽车行进时，空气与车身摩擦；气流的迎面压力；涡流等造成的阻力。

Fw=CD*A*ua2/21.15 CD——空气阻力系数 A ——迎风面积 ua ——实际车速（3）坡度阻力Fi

汽车上坡，重力的分力Fi= Ga*sinα。

坡度

i=tanα，公路坡度较小 sinα≈ tanα，所以

Fi= Ga*i。

（4）加速阻力Fj Fj=δ*m*du/dt

δ——汽车旋转质量换算系数 m——汽车质量（kg）

du/dt——行驶加速度（m/s2）

二、汽车行驶满足的条件 汽车行驶的必要条件——驱动条件：

Ft≥Ff+Fw+Fi+Fj

汽车行驶的充分条件——附着

条件：

Ft≤Fφ

其中

Fφ=G* φ Fφ——附着力 G——附着重力 φ——附着系数

汽车行驶的充分必要条件： Ff+Fw+Fi+Fj ≤ Ft≤Fφ 外燃机：蒸汽机、汽轮机、热气机等 内燃机：

①活塞式内燃机：a、按所用的燃料分类：液体燃料发动机 和气体燃料发动机 b、按冷却方式分类：水冷式和风冷式c、按活塞运动的行程数分类：四冲程和二冲程发动机d、按进气状态分类：增压和非增压e、按气缸数及其排列方式分类：单缸和多缸，立式与卧式f、按着火方式分类：点燃式发动机与压燃式发动机 ②燃气轮机

一、单缸发动机

曲柄连杆机构

配气机构

二、基本术语

1、上止点

2、下止点

3、活塞行程

4、曲柄半径

5、气缸工作容积

6、燃烧室容积

7、气缸总容积

8、压缩比

9、内燃机排量

10、工作循环 三、四冲程汽油发动机的工作循环

1、进气行程

2、压缩行程

3、作功行程

4、排气行程

示功图：表示活塞在不同位置时气缸内气体压力的变化情况。§1.2.2

四冲程柴油机工作原理

工作原理和结构的不同点 柴油机与汽油机的特点比较 汽油机：优点：具有转速高，质量小、工作噪 声小、起动容易、制造 和维修 费用低等特点。缺点：燃油 消耗率高，燃油经济性差。

应用：用在轿车和轻型货车及 越野车 柴油机： 优点：燃油 消耗率低，且柴油价格较 低，所以燃油经济性好。缺点：转速较汽油机低、质量大、制 造和维修费用高。应用：应用越来越广泛。§1.2.3

四冲程发动机工作循环总结

1、四冲程发动机在一个工作循环的四个活塞行程中，只有一个行程是作功的，其余三个行程则是作功的辅助行程。缺点：发动机运转不平稳。改正措施：采用多缸发动机。

2、在多缸四冲程发动机的每一个气缸内，所有的工作过程是相同的，并按上述次序进行，但所有气缸的作功行程并不同时发生。

优点：气缸数越多，发动机的工作越平稳。

缺点：一般将使其结构复杂，尺寸及质量增加。

§1.3.1 二冲程汽油机工作原理

1、定义

二冲程发动机的工作循环是在两个活塞行程内，即曲轴旋转一周的时间内完成的。

2、在二冲程发动机内，一个工作循环所包含的两个行程是:（1）第一行程(压缩+进气)活塞自下止点向上移动，事先已充入活塞上方气缸内的混合气被压缩，当进气孔打开，新的可燃混合气又自化油器被吸入活塞下方的曲轴箱内。

（2）第二行程(作功+排气或换气)接近上止点时，燃烧。活塞自上止点向下移动，活塞上方进行着作功过程和换气过程。

3、二冲程和四冲程相比较 优点：曲轴每转一周，作功一次，在相同的n,V下，功率是四冲程的2倍。运转平稳、结构简单、质量小、使用方便。

缺点：没有专门的换气机构（造成废气排不干净，有效行程减小），功率是四冲程的1.5~1.6倍，不经济。应用：摩托车（广泛）§1.3.2

二冲程汽油机工作原理

1、第一行程（换气＋压缩）活塞从下→上，进气孔、排气门打开，进行换气。继续向上，进

气孔、排气门关闭，进行压缩。

2、第二行程

接近上止点处，喷油燃烧。活塞从上→下，作功。2／3S处，进行排气。剩下1／3S，进气孔打开，进行换气。应用：大型低速船 §1.4 发动机的总体构造 两大机构：曲柄连杆机构、配气机构

五大系统：燃油供给系、点火系、冷却系、润滑系、起动系（1）曲柄连杆机构

构成：包括机体、气缸、气缸盖、气缸垫、活塞、连杆、带有飞轮的曲轴等。

作用：支承发动机的所有零部件，将活塞的直线往复运动变为曲轴的旋转运动并输出动力。（2）配气机构

构成：包括进气门、排气门、摇臂、气门间隙调节器、凸轮轴以及凸轮轴定时带轮。

作用：使可燃混合气（或空气）及时充入气缸并及时从气缸 排出废气。（3）燃料供给系

构成：包括汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、化油器、空气滤清器、进气管、排气管、排气消声器等。作用：把汽油和空气混合成成分合适的可燃混合气供入气缸，以供燃烧，并将燃烧生成的废气排出发动机。（4）点火系

构成：包括供给低压电流的蓄电池和发电机以及分电器、点火线圈与火花塞等。

作用：保证按规定时刻准时点燃气缸中被压缩的混合气。（5）润滑系

构成：油底壳、机油泵、机油集滤器、限压阀、润滑油道、机油滤清器等。

作用：将润滑油供给作相对运动的零件，以减少它们之 间的摩擦

阻力，减轻机件的磨损，并部分地冷却摩擦零件，清洗摩擦表面。（6）冷却系

构成：包括水泵、散热器、风扇、节温器、分水管以及气缸体和气缸盖里铸出的空腔－水套等。作用：把受热机件的热量散到大气中去，以保证发动机正常工作。

（7）起动系

构成：蓄电池、起动开关、起动机等组成。

作用：用以使静止的发动机起动并转入自行运转。

§1.5 发动主要性能指标与特性

一、动力性指标

1、有效转矩

发动机通过飞轮对外输出的转矩称为有效转矩，以Te表示，单位为N·m。

2、有效功率

发动机通过飞轮对外输出的功率称为有效功率，用Pe表示，单位为kW。

二、经济性指标

发动机每发出lkW有效功率，在lh内所消耗的燃油质量，称 为燃油消耗率，用be表示。很明显，燃油消耗率越低，经济性越好。

三、发动机的运转性能指标 发动机的运转性能指标主要指排气品质、噪声、起动性等。

1、排气品质

发动机的排气中含有对人体有害的物质，主要 有氮氧化合物(NO，)、碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)等以及排气颗粒。它对大气的污染已形成公害。为此，各国采取了许多对策，并制定相应的控制法规。

2、噪声

汽车是城市主要的噪声源之一，发动机又是汽车的主要噪声源，故必须给予控制。

3、起动性能

起动性能好的发动机在一定温度下能可靠发动，起动迅速，起动消耗的功率小，起动期磨损少。

四、发动机的速度特性 发动机速度特性：发动机的速度特性指发动机的功率、转矩和燃油消耗率三者随曲轴转速变化的规律。

测量：可以通过发动机在试验台上进行试验求得。

发动机外特性：如果改变节气门开度可得到不同组特性，当节气门到最大时所得到的发动机的速度特性。

作用：发动机外特性代表了发动机所具有的最高动力性能。

五、发动机工作状况

发动机工作状况一般是用它的功率与曲轴转速来表征，有时也用负荷与曲轴转速来表征。§1.6 内燃机产品名称和型号编制规则

第二章

曲柄连杆机构

一、功用

作功冲程：将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再转变为曲轴旋转运动而对外输出动力。

其他冲程：把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动。（依靠曲轴与飞轮的惯性）

1、机体组：气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖和气缸垫---不动件

2、活塞连杆组：

由活塞、活塞环、活塞销和连杆------运动件

3、曲轴飞轮组：曲轴、飞轮、减振器

三、受力分析

主要有气压力，往复惯性力，旋转离心力和摩擦力。

1.气压力：气压力P的集中力PP分解为NP和SP，NP称侧压力，它使活塞的一个侧面压向气缸壁，造成该侧磨损严重；SP经连杆传给曲柄销，分解为RP和TP，RP使曲轴主轴颈处受压，TP为周向产生转矩的力。

2.往复惯性力Pj：活塞在上半行程时，惯性力(加速度反向）都向上，下半行程时，惯性力都向下。在上下止点活塞运动方向改变，速度为零，加速度最大，惯性力也最大；在行程中部附近，活塞运动速度最大，加速度为零，惯性力也等于零。

3.离心惯性力PC：旋转机件的圆周运动产生离心惯性力，方向背离曲轴中心向外。离心力加速轴承与轴颈的磨损，也引起发动机振动而传到机体外。4.摩擦力：指相互运动件之间的摩擦力，它是造成配合表面磨损的根源。§2.2 机体组

主要由气缸体、气缸盖、曲轴箱、气缸垫、油底壳、发动机支撑等组成。

（1）一般式气缸体

特点：油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。优点：机体高度小，重量轻，结构紧凑，便于加工，曲轴拆装方便。

缺点：刚度和强度较差。

（2）龙门式气缸体

特点：油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。

优点：强度和刚度都好，能承受较大的机械负荷。

缺点：工艺性较差，结构笨重，加工较困难。

（3）隧道式气缸体

特点：曲轴的主轴承孔为整体式，采用滚动轴承，主轴承孔较大，曲轴从气缸体后部装入。优点：结构紧凑、刚度和强度好。缺点：加工精度要求高，工艺性较差，曲轴拆装不方便。

2.气缸

定义：气缸体内引导活塞做往复运动的圆筒

（1）气缸的排列形式:单列（直列）：构简单、加工容易，但发动机长度和高度较大。

V型：缩短了机体的长度和高度，增加了刚度，减轻了发动机的重量；形状复杂，加工困难。对置：高度小，总体布置方便。（2）对气缸的要求：必须耐高温、耐磨损、耐腐蚀。从气缸的材料、加工精度和结构等方面来采取措施。

例如，采用优质合金铸铁，气缸内壁按2级精度并经过珩磨加工。（3）气缸的冷却：水冷（发动机用水冷却时，气缸周围和气缸盖中均有用以充水的空腔，称为水套，采用水套冷却）、风冷。3.气缸套

（1）采用气缸套的原因：为了减少材料上的浪费，同时满足耐磨性的要求，缸体采用铸铁，气缸套采用铸铁中加入少量合金元素。

（2）分类：有干式和湿式两种。

干缸套：外壁不直接与冷却水接触。

1）壁厚较薄（1mm～3mm）； 2）与缸体承孔过盈配合； 3）不易漏水漏气。强度和刚度都较好，加工复杂，拆装不便，散热不良。

湿缸套：外壁直接与冷却水接触。1）壁厚较厚（5mm～9mm）； 2）散热效果好；

3）易漏水漏气； 4）易穴蚀。

散热良好、冷却均匀、加工容易。强度和刚度不如干缸套，易漏水。湿缸套防止漏水的措施： a.在缸套凸缘C下面装垫片；b.在下支承密封带装橡胶密封圈；c.缸套装入座孔后，通常高出气缸体上

平面0.05~0.15mm。

二、气缸盖

1.作用：密封气缸上部，并与活塞顶部和气缸壁一起形成燃烧室。冷却。2.结构形式

气缸盖上有冷却水套、燃烧室、进排气门道、气门导管孔和进排气门座、火花塞孔（汽油机）或喷油器座孔。

a.单体气缸盖：在多缸发动机的一列中，只覆盖一个气缸的气缸盖，称为单体气缸盖。

缸径>105mm

可用；缸

径>120mm的优先采用；缸径>160mm 都采用。

b.块状气缸盖：能覆盖部分（两个以上）气缸的，称为块状气缸盖。

适用于105mm<缸径<160mm的发动机。

c.整体气缸盖：能覆盖全部气缸的气缸盖，则称为整体气缸盖。优点：采用整体气缸盖可以缩短气缸中心距（缸与缸之间）和发动机的总长度。

缺点：刚性较差，在受热和受力后容易变形而影响密封；损坏时必须整个更换。

应用：适用于缸径<105mm的发动机。

3.燃烧室

汽油机的燃烧室是由活塞顶部及缸盖上相应的凹部空间组成。

（1）楔形燃烧室

a.气门斜置，气流导流较好，充气效率高；

b.有挤气—冷激面，可形成挤气涡流；

c.燃烧速度较快，CO和HC排放较低而NO的排放稍高。（2）盆形燃烧室 a.气门平行于气缸轴线； b.有挤气—冷激面，可形

成挤气涡流；

c.盆的形状狭窄，气门尺 寸受限，换气质量较差，燃烧速度较低，CO和HC 排放较高而NO的排放较低。

三、气缸垫

气缸盖与气缸体之间置有气缸垫，以保证燃烧室的密封。

1.气缸垫应满足以下主要要求：（1）在高温、高压燃气作用下有足够的强度，不易损坏。（2）耐热和耐腐蚀，即在高温、高压燃气下或有压力的机油和冷却水的作用下不烧损、不变质。（3）具有一定弹性，能补偿接合面的不平度，以保证密封。（4）拆装方便，能重复使用，寿命长。2.分类

（1）纯金属衬垫：一般由单层或多层金属片（钢、铝或低碳钢）制成。（e）

（2）金属——石棉衬垫：石棉中间夹有金属丝或金属屑，且外覆铜皮或钢皮。(a,b,c,d)（3）加强型无石棉衬垫：（f）（4）其它：单层金属＋耐热密封胶，耐热密封胶

四、油底壳

1.功用：贮存和冷却机油并封闭曲轴箱。2.构造：

（1）用薄钢板冲压而成。（2）内部设有稳油挡板，以防止汽车振动时油底壳油面产生较大的波动。

（3）最低处有放油塞。（4）曲轴箱与油底壳之间有密封衬垫。

五、发动机的支承

发动机一般通过气缸体和飞轮壳或变速器壳上的支撑支承在车架上。发动机的支承方法，一般有三点支承和四点支承两种，如图 2-14所示。

三点支承可布置成前二后一或前一后二，北京492QA型发动机的支承是前面两个支承点位于曲轴箱的支撑上，后面一个支承点在变速器壳上（图2-15）。前一后二的三点支承法用于解放CA6102型汽车发动机上。采用四点支承法时，前后各有两个支承点。§2.3

活塞连杆组

一、活塞 作用：

（1）活塞是发动机的重要传力机构，承受气缸中的气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆，以推动曲轴旋转。

（2）活塞顶部与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室。

对活塞的要求：

（1）有足够的刚度、强度和耐热性，以承受燃气的高温高压；（2）加工精度要求高，保证密封又不增加磨损；

（3）尽量降低重量，以减少惯性载荷；

（4）润滑性和耐磨性良好，以提高寿命。

活塞的基本结构可分为顶部、头部和裙部三部分。2.活塞头部

（1）定义：活塞头部是活塞最后一个环槽以上的部分。（2）作用：a.传力；b.密封；c.传热。

（3）主要结构：上面1-2道气环槽，下面一道油环槽（有许多径向小孔通向油底壳）。为提高活塞环槽寿命，加入了环槽护圈。3.活塞裙部

（1）定义：活塞裙部是指自油环槽下端面起至活塞底面的部分。

（2）作用：是为活塞在气缸内作往复运动导向和承受侧压力。?（3）裙部膨胀变形：

在燃烧气体的压力p、侧压力FN和金属膨胀的作用下，致使活塞裙部受热变形，在沿活塞销座轴线方向的直径增量大于其它方向。

活塞整体变形规律

a.活塞的热膨胀量大于气缸的膨胀量，使配缸间隙变小。因活塞温度高于气缸壁，且铝合金的膨胀系数大于铸铁；

b.活塞自上而下膨胀量由大而小。因温度上高下低，壁厚上厚下薄；

c.裙部周向近似椭圆形变化，长轴沿销座孔轴线方向。因销座处金属量多而膨胀量大，以及侧压力作用的结果。

（4）防止活塞卡在气缸内所采用的措施：

a.椭圆形裙部。冷态下，把裙部加工成长轴垂直于活塞销方向的椭圆形。

b.裙部沿销座外表面制成下陷0.5~1.0mm。

c.裙部开有绝热——膨胀槽。在裙部受力较小的面，开有“T”形或“Ⅱ”形槽。横槽——绝热槽，竖槽——膨胀槽。

d.采用双金属活塞：即在活塞裙部或销座内嵌铸入钢片，以减少裙部的膨胀量。

4.偏心活塞

（1）定义：活塞销座朝向承受作功侧压力的一面（图示左侧）偏移1mm～2mm。

（2）优点：可以减轻活塞“敲缸”，减小噪声，改善发动机工作的平顺性。

（3）缺点：增大活塞裙部两端的尖角负荷，引起这些部位的磨损或变形。弥补方法是使活塞的间隙尽可能的小。

活塞环的间隙

（1）端隙Δ1：又称开口间隙，是活塞环装入气缸后开口处的间隙。一般为0.25mm～0.50mm；（2）侧隙Δ2：又称边隙，是环高方向上与环槽之间的间隙。第一道环因温度高，一般为0.04mm～0.10mm；其它气环一般为0.03mm～0.07mm。油环一般侧隙较小，一般为0.025mm～0.07mm；（3）背隙Δ3：是活塞环装入气缸后，活塞环背面与环槽底部的间隙。一般为0.5mm～1mm。1.气环

（1）作用：保证活塞与气缸壁间的密封，防止气缸中的高温、高压燃气大量漏入曲轴箱，同时还将活塞顶部的大部分热量传导到气缸壁，再由冷却水或空气带走。

（2）工况：在高温、高压、高速以及润滑困难的条件下工作，是发动机所有零件中工作寿命最短的零件。材料为合金铸铁，有时镀铬、镀锡或磷化、喷铜。

（3）气环的密封原理 A.第一密封面的建立：环在自由状态下，环外径＞缸径，装缸后在其弹力P0作用下与缸壁压紧，形成第一密封面。

B.第二密封面的建立：活塞环在运动时产生惯性力Pj，与缸壁间产生摩擦力F，以及侧隙有气体压力P1，在这三个力的共同作用下，使环靠在环槽的上侧或下侧，形成第二密封面。C.气环的第二次密封：窜入背隙和侧隙的气体，使环对缸壁和环槽进一步压紧，加强了第一、二密封面的密封。

（4）矩形气环的泵油作用及危害 现象：

当活塞带着环下行（进气行程）时，环靠在环槽的上方，环从缸壁上刮下的润滑油充入环槽下方；当活塞又带着环上行（压缩行程）时，环又靠在环槽的下方，同时将油挤压到环槽上，如此反复，就将润滑油泵到活塞顶。

原因：

a.存在侧隙和背隙；

b.环运动时在环槽中靠上靠下。危害：

a.增加了润滑油的消耗； b.火花塞沾油不跳火； c.燃烧室积炭增多，燃烧性能变坏；

d.环槽内形成积炭，挤压活塞环而失去密封性； e.加剧了气缸的磨损。措施： a.采用扭曲环； b.采用组合式油环 c.油环下设减压腔。

（5）气环按断面形状分类 a.矩形环：是常用的。工艺性和导热效果较好，但产生“泵油作用”。b.锥形环：可改善环的磨合。c.扭曲环：防止泵油作用，增加密封性。安装时，应将其内圆切槽向上，或外圆切槽向下。d.梯形环：易于挤出槽中的积炭，加强了环的密封作用，提高使用寿命。其缺点是上、下两面的工艺复杂。

e.桶形环：有利于密封，但加工较困难。

2.油环

（1）作用：油环用来刮除气缸壁上多余的机油，并在气缸壁面涂上一层均匀的机油膜，这样既可以防止机油窜入气缸燃烧，又可以减小活塞、活塞环与气缸的磨损和摩擦阻力。此外，油环也

起到封气的辅助作用。其特点为

1）密封好：第一密封面，靠径向力，因衬簧长大于刮片长而产生径向力。

第二密封面，靠轴向力，因衬簧和钢片总厚度大于环槽高而产生轴向力。

2)无侧隙，不窜油。

3)刮油能力强：因钢片薄，对缸壁比压大。

4)上下片可分别动作，适应性好。5)回油能力强。

三、活塞销

1.作用：连接活塞和连杆，并传递活塞的力给连杆。

2.结构：用低碳钢或低碳合金钢制成的厚壁管状体。3.连接方式(1)全浮式

1）定义：在发动机正常工作温度下，活塞销在连杆小头孔和活塞销座孔中都能转动。2）装配：

A.销与销座孔在冷态时为过渡配合，采用分组选配法。B.热装合：将活塞放入热水或热油中加热后，迅速将销装入。(2)半浮式

1)定义：销与销座孔和连杆小头两处，一处固定，一处浮动。（一般固定连杆小头）

2)装配：加热连杆小头后，将销装入，冷态时为过盈配合。

四、连杆

1.作用：将活塞承受的力传给曲轴，从而使得活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。2.要求：在质量尽可能小的条件下，有足够的刚度和强度。一般用中碳钢或合金钢经模锻或辊锻而成，然后经机械加工和热处理。3.组成：（1）连杆小头

有青铜衬套，润滑方式为压力润滑（通过杆身的纵向压力油道）或飞溅润滑（通过集油孔或集油槽）。

（2）连杆杆身

“工”字形断面,杆身断面一般从小头到大头逐渐加大。连杆体上有些钻有喷油孔，用来润滑气缸、活塞等。

（3）连杆大头

连杆螺栓：

连接大头的两半，材料为优质合金钢或优质碳素钢。连杆螺栓必须以工厂规定的拧紧力矩，分2-3次均匀地拧紧；必须设有防松装置，常用的有开口销、锁片、铁丝、自锁螺母、防松胶等方法。

连杆的安装：

a.不能破坏连杆杆身与盖的配对及装合方向，在二者的同一侧打有配对标记。

b.不能装反，也不能乱缸，在杆身上有方向标记，大头侧面有缸号标记。4.V形发动机连杆

V形发动机左右两侧对应两气缸的连杆是共同连接在一个曲柄销上的，它有三种形式：（1）并列连杆式：相对应的左右两缸的连杆一前一后地安装在同一个曲柄销上。

（2）主副连杆式：一列气缸的连杆为主连杆，其大头直接安装在曲柄销全长上；另一列气缸的连杆为副连杆，其大头与对应的主连杆大头（或连杆盖）上的两个凸耳作铰链连结。（3）叉形连杆式：左右两列气缸的对应两个连杆中，一个连杆的大头做成叉形，跨于另一个连杆的厚度较小的片形大头两端。

一、曲轴

1.作用：承受连杆传来的力，并由此造成绕其本身轴线的力矩，把活塞的往复运动变为旋转运动。

2.对曲轴的要求：具有足够的刚度和强度，表面要耐磨，润滑良好。

曲轴一般采用中碳钢或中碳合金钢模锻，其主轴颈和曲柄销表面上均需高频淬火或渗氮，再精磨。

3.曲轴的分类：

（1）按结构形式分为：整体式、组合式

整体式的优点：具有较高的强度和刚度，结构紧凑、质量轻，应用广泛。

组合式的优点：加工方便，便于系列化；

缺点：强度和刚度较差，装配复杂

（2）按曲轴的主轴颈数分为 A:全支承曲轴

提高曲轴的刚度和弯曲强度，减轻主轴承的载荷.曲轴的加工表面增多，主轴承数增多，使机体加长

柴油机一般多采用此种支撑方式

B:非全支承曲轴

缩短了曲轴的长度，使发动机总体长度有所减小 主轴承载荷较大

承受载荷较小的汽油机可以采用此种方式 4.曲轴的构造

曲轴主要由三部分组成： ①曲轴的前端轴（或称自由端）：第一个主轴颈之前的部分； ②若干个由曲柄销和它左右两端的曲柄4，以及前后两个主轴颈2组成的曲拐；

③曲轴后端 凸缘6(或称功率输出端)：最后一个主轴颈之后的部分。

（1）曲轴前端：装有定时齿轮、带轮、止推片、甩油盘和起动爪（中小型发动机）、减振器（有时）。

（2）曲轴的曲柄销、曲柄、主

轴颈

曲柄销（连杆轴颈）：与连杆大头相连，并在曲轴轴瓦内转动。曲柄：是主轴颈与曲柄销的连接部分。

主轴颈：支承曲轴、安装轴瓦的地方。

曲柄销、曲柄、主轴颈、轴瓦上都有油孔或油道，用来润滑。5.曲轴的轴向定位

原因：曲轴经常受到离合器施加于飞轮的轴向力作用而有轴向窜动的趋势。曲轴窜动将破坏曲柄连杆机构各零件正确的相对位置。

方法：止推轴承有翻边轴瓦和止推片两种。

（1）结构：在某一道主轴承的两侧装止推片。止推片由低碳钢背和减磨层组成。

（2）安装注意：止推片有减磨层的一面朝向转动件。当曲轴向前窜动时，后止推片承受轴向推力；向后窜动时，前止推片承受轴向推力。

（3）曲轴的轴向间隙的调整：更换止推片的厚度。6.曲拐的布置（1）布置原则

曲轴的形状和各曲拐的相对位置取决于缸数、气缸排列方式（单列或V形等）和发火次序。a.使各缸作功间隔角尽量相等。对缸数为i的四冲程发动机而言，发火间隔角为720°/i。即曲轴每转720°/i时，就应有一缸作功，以保证发动机运转平稳。b.连续作功的两缸相隔尽量远，减少主轴承连续载荷和避免相邻两缸进气门同时开启的抢气现象。

c.V型发动机左右两排气缸尽量交替作功。

二、曲轴扭转减振器

1.作用：传给曲拐的力是周期性变化，飞轮因转动惯量大，可认为瞬时角速度不变。这样，曲拐相对于飞轮忽快忽慢。当激力频率与曲轴自振频率成整数倍时，曲轴扭转振动便因共振而加剧。这将使发动机功率受到损失，定时齿轮或链条磨损增加，严重时甚至将曲轴扭断。为了消减曲轴的扭转振动，有的发动机在曲轴前端装有扭转减振器。

2.工作原理及分类：汽车发动机常用的曲轴扭转减振器是摩擦式减振器，其工作原理是使曲轴扭转振动能量逐渐消耗于减振器内的摩擦，从而使振幅逐渐减小。可分为橡胶摩擦式（图2-53）、干摩擦式（图2-54）和粘液式（图2-55）三种。

三、飞轮

飞轮为一外缘有齿圈的铸铁圆盘。

1.功用

（1）贮存能量：在作功行程贮存能量，用以完成其它三个行程，使发动机运转平稳。

（2）利用飞轮上的齿圈起动时传力。

（3）将动力传给离合器。（4）克服短暂的超负荷。2.注意事项

（1）飞轮质量应集中在轮缘上；（2）飞轮上刻有第一缸发火定时记号；

（3）飞轮与曲轴一起进行平衡试验。

有的飞轮上有一缸上止点记号和点火提前角刻度线（汽油机）或供油提前角刻度线（柴油机），以便调整和检验点火正时，供油提前角和气门间隙。

第四篇：工程机械

破碎机企业的创新带动中西部基础建设发展

中西部基础建设的发展为东部破碎机行业提供了新的机遇，对淄博博山圣水源机械制造厂来说是机遇也是挑战。淄博博山圣水源机械制造厂作为破碎机行业的领头羊企业，近年来通过准确把握国家经济动向，研发的多款破碎筛分设备可为中西部经济发展提供有力支撑，公司研发辊式破碎机、PE/PEX系列颚式破碎机；PC/PCA系列锤式破碎机；双棍破碎机、PF反击式破碎;TD/D系列斗式提升机等十分适合中西部经济发展需要。

未来一段时间内“西高东低”的局面还将延续。在稳增长的背景下，短期内扩大投资将是东西部省份的共同选择。西部地区将通过加快重大项目开工来继续依赖投资实现高增长，今年6月，陕西出台了十条稳增长的意见，其中很重要的就是要加快开工一批重大项目，包括确保西安至成都客运专线、西安至合肥铁路复线、蒙西—华中运煤通道等项目下半年实质性开工建设。

迫于经融危机、欧债危机时代世界经济增速缓慢，很多国外矿山机械生产制造商、零部件配套商在中国投资建厂、寻找市场发展空间。由此，2008-2009年中国超越北美成为全球矿山机械销量最多的市场。2011年中国矿山机械市场占全球销量比重达到41%，相对2010年36%增长达到5%，中国的需求将在2012-2015年达到50%以上占比。这为国内矿山机械的发展提供了强力支持。

未来中西部地区仍将是支撑我国经济发展的重要资源提供地，也将为破碎机行业发展提供市场空间。面对这样的形势，就要求国内的破碎机制造企业要坚持不断创新发展的理念，要努力提高破碎机等矿山设备的生产效率，以确保其可以满足当前市场的需求，确保其可以为西部发展提供保障。

所以现如今，中西部经济、文化等各项建设正在如火如荼的进行着，中西部矿产资源开发、城镇化建设、交通水利设施建设等都已提上了日程，这意味着中西部对矿产、电力等各种资源的需求量大量增加，这给包括破碎机行业在内的各种行业带来了新的发展机遇。

第五篇：工程机械

湖南农业大学东方科技学院课程论文

学 院：东方科技学院 班 级：2012级土木工程一班 姓 名：李子豪 学 号：201241933105 课程论文题目：我国工程机械自动化技术的现状与发展 课程名称：工程机械

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我国工程机械技术自动化的现状与发展 论文关键词：机械；现状；发展；自动化

论文摘要：本文结合我国机械的现状，提出了我国机械行业目前所面临的主要问题，并分别从机械产品自身发展及行业出发，指出了未来工程机械行业的发展趋势，并根据我国行业自身发展特点，提出了相应的发展和改进措施，为机械的行业发展提供了一定的理论看法同时对机械自动化的产生及在我国的现状做了概述，在此基础上探索了我国机械自动化的发展之路。

引言

经过多年的迅速发展，特别十五”期间，中国机械行业取得了很多可喜的成绩，在国内和国际上已取得一定地位，从业企业在市场、资金、人才和技术等方面都初具特色，为中国机械行业的进一步发展奠定了良好的基础，但我们仍要对行业形势及企业自身发展有一个清醒、客观的认识。机械未来的行业发展趋势显的至关重要，它很大程度上牵制和引领着中国机械行业的发展现状以及未来方向，因此有针对性的研究和分析国内外机械的发展趋势以及对我国机械行业的影响非常重要，机械自动化，主要指在机械制造业中应用自动化技术，实现加工对象的连续自动生产，实现优化有效的自动生产过程，加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与发展，是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自动化的技术水准，不仅影响整个机械制造业的发展，而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。

（一）机械

1．我国机械的现状

中国是世界上机械生产大国，但离机械强国的距离较远，一方面国产机械产品的技术、质量距国际先进水平还有较大差距，行业的生产集中化程度很差，企业经营效率仍很低，自主开发能力和企业盈利能力差距仍大，还缺乏在国际市场上有竞争力的品牌。虽然经过多年的市场经济的引导，通过引进技术、与跨国公司合资和合作生产，在技术要求上力争贯彻ISO质量管理体系标准，全行业总体的产品质量水平有所提升，但我国工程机械产品质量水平依然不能令人满意，这一积极因素使得我国机械行业市场竞争力在国际市场上处于一定的地位，但是相比于欧美发达国家而言，仍然处于二流水平，现实不容乐观。作为市场核心因素的产品技术质量上看，问题依然很严峻，主要表现为可靠性差，寿命低，早期故障多;从产品的市场包装上看，外观造型呆板，设计单一不够鲜明;这些来自产品

导致工程机械产品的市场反应差，在国际市场上而言，其占有率相比发达国家而言，差别较大。同时，部分工程机械行业由于仅仅限制于国内市场，在量上大做文章，使得生产的机械产品存在着产能过剩的危机；尽管“十五”规划的实施，使得产能过剩得到一定的条件，逐渐降低80%以下，但20%的过剩产能仍然是一个很为严重的问题，它不仅仅暗示着国内企业的效益低下，另一方面也指示了目前国内企业所必须面临的企业生存以及优化发展的困境。而且随着我国加入WTO以后，外资企业的不断涌进，必将对行业生存状况带来更大的压力，因此着眼机械行业长远发展是非常重要的工程机械行业的长远发展依然得从产品技术质量着手，工程机械作为技术含量很高的机械产品，它的质量水平受制于国内整个经济技术水平。随着中国加入WTO以后，中国已逐步融入全球一体化的经济范畴，实施全球采购已成必然趋势，在国家“十五”优厚内部环境以及国际大熔炉的大好时机下，我们应该完全有条件在短期内把中国工程机械产品的质量提高一步，加快脚步对工程机械行业进行产业结构调整，这是提高企业竞争力的必由之路

全行业水平有待进一步提高，这是很明了的。抓紧发展的大好时机，踏实认真地改善自己的工作，增强危机意识、竞争意识和质量意识，共同努力把行业水平再提高一步，这才是现在的关键

2．国内外工程机械的发展趋势以及相应的措施

目前工程机械发展总的趋势:发展快，水平高，工程机械产品向着系列化、模块化、大型化和微型化方向发展;电子化、信息化、智能化水平不断提高，而且这几个方面高度交叉融合，彼此间的界限越来越模;环保节能新技术将得到推广;可靠性、安全性、舒适性、将得到高度重视;面向工程机械产品生命周期的系统设计将广泛采用、面向施工工艺的研究将不断加强。工程机械发展正由动力革命变成控制革命，由液压手动控制发展为机群集中控制，电气设计由仪表检测、断电器控制发展到现场总线控制系统。产品的发展走过了从工程机械机电一体化发展到机器人化的过程。工程机械机器人20世纪90年代发展的重要标志，也将21世纪各类工程机械发展的总趋势。

产品设计必须满足不同客户的需

随着社会各行业的纵深发展以及不同行业的交叉发展，对机械产品的需求以及要求也越加严格和精细，因此适应不同要求的产品设计也应该提到行业改革的通过对近年来机工程机械产品的市场分析来看，未来工程机械产品的大致发展特色如下 2.1.1产品功能多样化，设计微型

功能多样化是近年来工程机械的一个新特点。多功能化作业装置改变了单一作业功能，为完成更多的作业功能，工程机械主机作业功能将尽可能扩大，单一功能将向多功能转化，扩大了工程机械的应用领域

系列化是工程机械发展的重要趋势。国外著名大公司逐步实现其产品系列化进程，形成了从微型到特大型不同规格的产品。与此同时，产品更新换代的周期明显缩短同样随着行业越来越深入到更为具体更为实际的工作环境，不同层次用户的需求为求方便，逐渐向小型化及微型化方向发展。几年来，中等型号工程机械基本上没有大的发展，近几年来还有下降趋势。但小型工程机械一直呈快速发展之势，特别是在欧美发展很快。显然紧跟市场信息是万能的钥匙

2.1.2产品的智能化

随着控制及信息等技术的发展，必然导致多行业的交叉创新，从各方层次各个角度去应用新技术，满足不同行业不同客户的发展需要。机械产品的智能系统相应的出现了，它广泛应用于工程机械的产品设计，使工程机械向信息化、智能化方向大步前进，提高了工程机械的高科技含量，促进了工程机械的发展随着工程施工技术的不断发展完善，用户对工程建设机械也提出了更高的市场要求，实现工程机械工作过程的在线状态监测和自动故障诊断，预测并根据一定的智能体系排除可能出现的故障是日前机械行业的最新发展动向 2.1.3产品设计的绿色环

一方面，产品设计应该结合产品材料自身的特色，发挥在环保功能上的作用，这样不仅使得产品的功能得到更好的满足而且很大程度上可以提高产品自身的功能效益，比如在环保型材料的利用上，应尽量采用能再生利用的材料和资源，采用长寿命、低能耗及减轻重量的设计原则，延长产品寿命，可减少机械的生产量和降低其报废降低产品能耗，可减少对环境的污另一方面，产品设计在满足产品所自身提供的功能的基础上，更应该通过一定的先进技术降低在它挥发自身主要功能的同时对环境和其他工作状况的影响，这一结果必然会达到一个合格而健康的产品的诞生。我们从降低整机振动与噪声这一产品设计中最关注的焦点来看，显然是必不可少的，减少对环境的振动与噪声是对减轻了对周围环境的破坏与污染。

2.2 机械行业发展的集中化发展

过去传统的从产品的零部件生产到成品的拼装、市场的销售及售后服务等等一条龙的工作流程显然已经不再适应，各企业已经从不同的角度进行分工协调，各司其职的进行，集中度越来越高特别是制造商兼并联合加快，使得产品的集中化趋势显示的更为明显另一方面，企业的合作机制发生了较大的变化，过去传统的工程机械制造商大公司兼并小公司的行为已经上升到大公司之间的联手合作，这样的强强连手必然导致整体资源的势力的大大增加，势必对行业的竞争带来致命的冲击，因此各行业应加强自身市场应变的能力，随时准备抗击巨大的外来压力 2.3 我国机械行业应采取的措施

面对国内外机械行业这些发展趋势，必然导致市场竞争更为激烈，自身的发展是尤为重要。目前中国工程机械行业企业为数纵多，可规模较小，近几年在政策的调控下，尽管行业中兼并、重组、联合已有较大进展，但是行业的利润空间仍然带来了不少自主出击的中小型企业，它们采取一系列变化无常的运行机制，更加剧了市场恶性竞争，无法形成一股较强的国际竞争力。现在国际工程机械行业重组联合兼并之风日盛，跨国公司规模越来越大，产品品种齐全，销售网络遍布全球，在这种形势下，如果我们不抓紧行业结构调整，不把企业做强做大，不减少内耗并规避无序竞争，就不可能与这些跨国公司进行同台竞技在产品结构调整方面，应首先内市场需求进行，同时发展在国际市场上有竞争力的产品。对于原已占有市场的优势产品，要增加新品种，以满足不同地区和不同气候的多种多样的工作环；要缩短产品开发和更新周期，减少重复建设项;产品开发要着眼于国际市场水平和国内建设项目以及农村发展的需要，多做用户调研和市场分析。加快与国际市场接轨，开拓国际市场显然已成为我国工程机械行业发展的战略要策显然，我国工程机械的发展要想取得长足的发展，就必须根据自身的实际情况，增加产品的技术质量，加强各行业的融合，发展适合我国工程建设的机械，同时着眼于国内外机械行业发展的趋势，提高我国机械行业工程产品国内以及国际竞争力

（二）机械自动化

1、机械自动化的产生

机械自动化技术从上个世纪20年代首先在机械制造冷加工大批量生产过程中开始发展应用，上世纪60年代后为适应市场的需求和变化，为增强机械制造业对市场灵活快速反应的能力，开始建立可变性自动化生产系统，即围绕计算机技术的柔性自动化。它是在制造系统不变或变化较小的情况下，机器设备或生

信息处理、分析判断自动地实现预期的操作或某种过程，并能够自动地从制造一种零件转换到制造另一种不同的零件。社会实践证明，这种定义下的制造系统自动化与当代大多数企业的实际不相容。目前，世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外，大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外，需要循序渐进，不断努力，创造条件，向自动化的高级理想阶段迈进。

2、我国机械自动化的现状

机械自动化技术从上个世纪20年代开始发展应用以来，已经得到了迅速的发展，特别是近年来计算机的高度集成化，开始采用了计算机集成制造系统，大大加快了机械自动化的发展，但我国仍处于初级操作阶段的自动化。目前，世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外，大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外，我国的产业结构层次低。我国机械制造业目前有11.4万个企业，发展很不平衡，有大量落后于现代水准的产业，大部分企业还比较落后，手工劳动占有相当的比重，我国能独立开发现代机械自动化技术的企业可以说没有；我国机械制造业企业中自动化装备少、水准低，不仅在数量上同世界先进国家有较大差距，而且在品种上、质量上、使用上，同世界先进水准也存在阶段性差距。实现我国机械自动化技术是一个长期的过程，不可能一蹴而就。需要循序渐进，不断努力，创造条件，向自动化的高级理想阶段迈进。当前，我国还处在社会主义初级阶段，经济、财力、生产力水准、国民素质等，与世界主要国家的差距是很大的；我国有丰富的劳动力资源，每年城镇新增就业人口达两千多万，且今后每年的就业人数还会增加。机械自动化最大限度地提高劳动生产率，劳动力的过剩和分工的转移就是一个现实问题。

3、我国机械自动化发展之路探索

（1）结合生产实际发展机械自动化技术

先进制造技术的全部真谛在于应用。发展机械自动化技术，应以企业的生产和技术发展的实际需要及具体条件为导向。只有对合适的产品采用与之相适应的自动化方式进行生产，才能收到良好的技术经济效益和社会经济效益。我国发展机械自动化技术，应结合实际，注重实用，即对国民经济产生实际效益。那种盲目搞自动化、搞自动线的做法，全年生产任务只需1～2个月就完成的低负荷率生产也要搞的倾向应当纠正，对国民经济不产生显著促进、效率低下的要缓搞。我们要的是效益，而不单纯是速度。国产造型生产线因产品质量差、可靠性低、50％～60％。而能在生产中长期服役的主力生产线很少，像第一汽车制造厂的01线、第二汽车制造厂的BMD线等具有全年开工业绩的线更是凤毛麟角。这种现象不属偶然或局部，而是带有普遍性。据调查，我国引进的弧焊机器人，完全正常运转、充分发挥效益的只占1/3；另外1/3处于负荷不满或不能完全正常运转状态；还有1/3不能正常使用，直接影响了用户使用更多机器人的信心。（2）发展投资少、见效快的低成本自动化技术发展低成本自动化技术，潜力大，前景广，投资省，见效快，提高自动化程度，可以收到事半功倍的经济效果，适合我国现阶段的发展需要和国情。美国麻省理工学院提出的精节生产LP模式，就是以最小的投入，取得最大的产出的具体表现。日本丰田公司采用适时生产JIT、全面质量管理TQC和成组技术GT、弹性作业人数和尊重人性为支柱的精节生产方式，使自动化程度不高的工厂取得了良好的效益。芬兰NOKOA Data机工厂的组装车间内拥有一条能制造286、386和486微机的灵活生产线，它并不完全由自动化设备组成，中间穿插着借助计算机指导的人工参与，将高新技术与原有工艺基础巧妙灵活地结合在一起，从而使这种生产线的造价较低，同时却具有柔性制造系统的性能。实际上精节生产本身就意味着从国情和企业实际情况出发，借鉴国外发展机械制造业低成本自动化技术的经验是有益的。我国机械制造业各企业有大量的通用设备，在发展现代机械自动化技术时，若以原有的设备为主，合理调整机床布局，添加少量的数控设备，引入CAD／CAM技术，就能充分发挥计算机自动化管理的优势和人的创造性，共同构成一个以人为中心、以信息自动化为先导、树立自主的单元化生产系统，为我国机械制造业自动化技术发展应用提供了一条投资少、见效快、效益高、符合我国国情的机械自动化技术发展应用新途径。

（3）注重配套发展机械自动化技术

现代自动化技术在机械制造中的应用就是在控制理论的指导下，对生产的物流和人的作用进行综合的研究，涉及到机械技术、微电子技术、自动控制理论和计算机技术等。发展机械自动化技术，必须主要地关注电子学、电子计算机技术、零件检测和机床装料自动化，广泛采用程序数控机床，以及研制高效的和可靠的自动化生产线、计算机应用于生产的信息系统和自动化控制系统等。发展应用机械自动化技术，要扎扎实实地抓好自动化技术应用项目的基础工作和从实际出发的推广应用工作，既要发展主机，也要配套发展自动化元件及控制系统。可

算机等，这些都将是今后机械自动化的主要技术基础。

参考文献：

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