施工機(jī)械基本知識(shí)

第二章施工機(jī)械的一般常識(shí)第一節(jié)施工機(jī)械的動(dòng)力裝置—內(nèi)燃機(jī)一、內(nèi)燃機(jī)的定義、分類與作用1、內(nèi)燃機(jī)的定義內(nèi)燃機(jī)：將燃料和空氣在氣缸內(nèi)部進(jìn)行燃燒，使燃燒的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為熱能，再通過(guò)一定的機(jī)構(gòu)將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的一種機(jī)器。特點(diǎn)：機(jī)動(dòng)性好、起動(dòng)容易、效率高、可拖動(dòng)其它機(jī)械產(chǎn)生新的能源。（電能、高壓空氣等）2、發(fā)動(dòng)機(jī)的分類:車用內(nèi)燃機(jī)(冷卻方式不同)水冷發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)車用內(nèi)燃機(jī)(氣缸數(shù)不同)車用內(nèi)燃機(jī)(燃料不同)車用內(nèi)燃機(jī)(作功方式不同)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)單缸發(fā)動(dòng)機(jī)多缸發(fā)動(dòng)機(jī)化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)直接噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)CNG發(fā)動(dòng)機(jī)3、發(fā)動(dòng)機(jī)的作用為施工機(jī)械提供動(dòng)力源，并保證機(jī)械正常運(yùn)行。二、四行程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理（一）發(fā)動(dòng)機(jī)的基本名詞術(shù)語(yǔ)上止點(diǎn)下止點(diǎn)活塞行程(S)曲柄半徑(R)氣缸工作容積(Vh)發(fā)動(dòng)機(jī)排量(VL)燃燒室容積(Vc)氣缸總?cè)莘e(Va)壓縮比ε：Vh=πD2·S×10-6/4（L）D——?dú)飧字睆絤mS——活塞行程mmVL=Vh×iε

=Ⅰ+Vh/Vc（二）四行程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理一個(gè)工作循環(huán)包括進(jìn)氣、壓縮、排氣、做功四個(gè)行程。此時(shí)，曲軸旋轉(zhuǎn)2周，凸輪軸旋轉(zhuǎn)1周。單缸四沖程柴油機(jī)的工作過(guò)程三、內(nèi)燃機(jī)構(gòu)造一、四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)總體構(gòu)造1、曲柄連桿機(jī)構(gòu)功用:將燃料燃燒后的熱能轉(zhuǎn)換為活塞上下運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能,并通過(guò)飛輪將動(dòng)力傳至底盤。1）機(jī)體組功用：是發(fā)動(dòng)機(jī)的骨架和安裝機(jī)體。組成：氣缸體、氣缸蓋、氣缸墊、油底殼和氣門室蓋等。2）活塞連桿組功用：將活塞的往復(fù)上下運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)。組成：活塞、連桿、活塞銷、活塞環(huán)、滑動(dòng)軸承（軸瓦）等。3）曲軸飛輪組：功用：承受連桿傳來(lái)的力，并通過(guò)飛輪將動(dòng)力輸出，同時(shí)驅(qū)動(dòng)水泵、凸輪軸、發(fā)電機(jī)等附屬裝置。組成：曲軸、飛輪、飛輪齒圈等。2、配氣機(jī)構(gòu)功用：按照發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)與配氣定時(shí)的要求使氣門按次序定時(shí)開(kāi)啟，將新鮮的空氣（或可燃混合氣）及時(shí)引入氣缸，并使燃燒后的廢氣及時(shí)排出。組成：凸輪軸、凸輪、挺柱、推桿、搖臂、氣門、氣門彈簧等。3、燃油供給系1）汽油機(jī)燃油供給系：根據(jù)不同的工況，配制不同數(shù)量及濃度的可燃混合氣，供入氣缸。汽油濾清器汽油泵化油器(混合)空氣濾清器排氣管在氣缸內(nèi)燃繞油箱排氣消聲器2）柴油機(jī)燃料供給系供給路線：油箱柴油濾清器高壓油泵燃燒室空氣濾清器排氣管排氣消聲器4、潤(rùn)滑系：功用：在摩擦副間形成一層油膜，以減小摩擦系數(shù)，減緩磨損，同時(shí)清洗并冷卻摩擦面，并兼起密封作用。潤(rùn)滑的形式：壓力潤(rùn)滑和飛濺潤(rùn)滑。5、冷卻系功用：使發(fā)動(dòng)機(jī)始終保持一個(gè)正常的工作溫度（80-90°C）。6、點(diǎn)火系（只有汽油機(jī)才有）：功用：根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火次序的要求，及時(shí)點(diǎn)燃燃燒室內(nèi)的可燃混合氣。7、起動(dòng)系功用：使靜止的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)，并轉(zhuǎn)為自行起動(dòng)。第二節(jié)基礎(chǔ)傳動(dòng)部件及施工機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一、基礎(chǔ)傳動(dòng)部件的幾種形式1、皮帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)的類型：主要有平帶傳動(dòng)和V型傳動(dòng)。帶傳動(dòng)構(gòu)造：帶傳動(dòng)是由主動(dòng)小帶輪、從動(dòng)大帶輪、傳動(dòng)帶及機(jī)架組成。帶傳動(dòng)的使用和維護(hù)為了延長(zhǎng)帶的使用壽命，確保帶傳動(dòng)的正常運(yùn)行，必須正確使用和維修。1）傳動(dòng)帶的使用溫度范圍為：-40～120℃。2）安裝時(shí)兩帶輪軸線必須平行，同時(shí)保證皮帶傳動(dòng)時(shí)應(yīng)有足夠大的包角（α），α值越大，傳動(dòng)效果越好，一般α＞120度。3）嚴(yán)防帶與礦物油、酸、堿等介質(zhì)接觸，也不宜在陽(yáng)光下曝曬。4）多根帶的傳動(dòng)，壞了少數(shù)幾根，不要用新帶補(bǔ)上，以免新舊帶并用，長(zhǎng)短不一，受載不均勻而加速新帶損壞。這時(shí)可用未損壞的舊帶補(bǔ)全或全部換新。2、嚙合傳動(dòng)嚙合傳動(dòng)的主要形式有：齒輪傳動(dòng)和蝸輪蝸桿傳動(dòng)。齒輪傳動(dòng)：優(yōu)點(diǎn)1）適應(yīng)性廣。2）傳動(dòng)比恒定。3）效率較高，齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率一般在95％以上。4）工作可靠，壽命較長(zhǎng)。5）可以傳遞空間任意兩軸間的運(yùn)動(dòng)。缺點(diǎn)1）制造和安裝精度要求高，成本高。2）低精度齒輪傳動(dòng)時(shí)噪聲和振動(dòng)較大。3）不適于距離較大的兩軸間的運(yùn)動(dòng)傳遞等。齒輪傳動(dòng)的工作原理：主動(dòng)輪1從動(dòng)輪2i12=n1/n2=z2/z1=M2/M1z1，n1，M1為主動(dòng)齒輪的參數(shù)。z2，n2，M2為從動(dòng)齒輪的參數(shù)。i=從動(dòng)齒輪齒數(shù)主動(dòng)齒輪齒數(shù)1、平面齒輪機(jī)構(gòu)人字齒輪傳動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)分類：直齒圓柱齒輪傳動(dòng)

斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)

內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)

齒輪齒條傳動(dòng)

齒輪機(jī)構(gòu)分類：2、空間齒輪機(jī)構(gòu)圓錐齒輪傳動(dòng)

交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)

準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動(dòng)

蝸輪蝸桿傳動(dòng)

蝸輪蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)用于傳遞空間兩交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，通常兩軸垂直交錯(cuò)，軸交角∑=90°。蝸桿傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：傳動(dòng)比大，在動(dòng)力傳動(dòng)中一般i=8～100，在分度機(jī)構(gòu)中傳動(dòng)比可達(dá)1000；傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲?。唤Y(jié)構(gòu)緊湊。主要缺點(diǎn)是：蝸桿傳動(dòng)效率低；蝸輪常需要用較貴重的青銅制造，故成本較高。在蝸桿傳動(dòng)中，是用蝸桿帶動(dòng)蝸輪傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的。3、液壓傳動(dòng)

1）．液壓傳動(dòng)的工作原理依靠液體的壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)力的傳遞，使從動(dòng)件產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。液壓泵液壓缸油箱截止閥單向閥單向閥負(fù)荷液壓系統(tǒng)的工作原理2）．液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成從上述實(shí)例可以看出，整個(gè)液壓系統(tǒng)由以下幾個(gè)部分組成：（1）動(dòng)力元件：油泵（2）執(zhí)行元件：油缸、油馬達(dá)（3）控制元件：控制閥（4）輔助元件：油管、液壓油等。3）液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)液壓傳動(dòng)與其他傳動(dòng)形式相比較，有以下特點(diǎn)：（1）功率密度（即單位體積所具有的功率）大，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕。（2）操縱方便、省力，特別是與電氣組合應(yīng)用時(shí)。（3）由于液壓元件質(zhì)量小，慣性矩小，故變速性好。（4）運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)可靠，能自行潤(rùn)滑，使用壽命較長(zhǎng)（5）液壓元件易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，有利于生產(chǎn)與設(shè)計(jì)。4、液力傳動(dòng)：液力傳動(dòng)是利用液體的動(dòng)能進(jìn)行能量傳遞，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力的傳遞。常見(jiàn)液力傳動(dòng)裝置：液力偶合器和液力變矩器。液力偶合器液力變矩器主要由可旋轉(zhuǎn)的泵輪和渦輪以及固定不動(dòng)的導(dǎo)輪三個(gè)元件組成變矩器之所以能起變矩的作用，是由于結(jié)構(gòu)上比耦合器多了導(dǎo)輪機(jī)構(gòu)，在循環(huán)流動(dòng)的過(guò)程中，固定不動(dòng)的導(dǎo)輪通過(guò)油液給渦輪一個(gè)反作用力矩。而這一反作用力矩則隨著從渦輪流出液體的方向的改變而改變大小，從而使渦輪輸出的轉(zhuǎn)矩不同于泵輪輸入的轉(zhuǎn)矩5、變速器功用：1、改變汽車的行駛速度和牽引力 傳動(dòng)比：輸入軸轉(zhuǎn)速與輸出軸轉(zhuǎn)速的比值2、改變驅(qū)動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)方向3、使動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)輪脫離4、驅(qū)動(dòng)其他機(jī)構(gòu)類型：有級(jí)變速器和無(wú)級(jí)變速器。工作原理：利用不同齒數(shù)的齒輪傳動(dòng)改變輸出軸的轉(zhuǎn)速，從而改變其輸出扭矩。輸出轉(zhuǎn)速越低，輸出扭矩越大。6、萬(wàn)向傳動(dòng)裝置功用：在軸間夾角和軸的相互位置經(jīng)常發(fā)生變化的轉(zhuǎn)軸之間繼續(xù)傳遞動(dòng)力。組成：萬(wàn)向節(jié)、傳動(dòng)軸、中間支承。萬(wàn)向節(jié)中間支承主傳動(dòng)軸中間傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)橋剛性萬(wàn)向節(jié)的正確安裝及動(dòng)作演示：7、離合器離合器的功用1）、使發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系平順的結(jié)合，保證汽車起步平穩(wěn)；2）、暫時(shí)切斷發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系的聯(lián)系，便于變速器的換檔；

3）、限制所傳遞的扭矩，防止傳動(dòng)系過(guò)載。類型：機(jī)械式和液力式兩種。離合器的組成由主動(dòng)部分、從動(dòng)部分、壓緊裝置和分離機(jī)械組成。摩擦片式離合器的工作原理離合器助力裝置離合器踏板分離杠桿分離軸承壓緊彈簧離合器殼壓盤摩擦片離合器分離過(guò)程飛輪離合器的工作過(guò)程離合器分離過(guò)程離合器結(jié)合過(guò)程二、施工機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成1、輪胎式機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)力傳動(dòng)路線：內(nèi)燃機(jī)離合器液力偶合器（變矩器）變速器萬(wàn)向節(jié)驅(qū)動(dòng)橋驅(qū)動(dòng)輪。2、履帶式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)力傳動(dòng)路線：內(nèi)燃機(jī)離合器聯(lián)軸器變速器驅(qū)動(dòng)橋驅(qū)動(dòng)輪。第三節(jié)施工機(jī)械控制系統(tǒng)構(gòu)造及工作原理一、制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)的作用：按行駛的需要減速或在最短的距離內(nèi)停車；并使車輛可靠的停放在原地不動(dòng)。1、機(jī)械式制動(dòng)裝置多采用拉桿—杠桿式操縱機(jī)構(gòu)，制動(dòng)效果較差，且費(fèi)力，現(xiàn)在使用較少。2、液壓式制動(dòng)裝置由車輪制動(dòng)器（鼓式和鉗式兩種）和制動(dòng)傳動(dòng)裝置組成。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制動(dòng)效果好且耐用，操作省力。二、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作用：改變或保持車輛的行駛方向。1、機(jī)械式2、液壓式三、工作裝置操作系統(tǒng)液壓式操作系統(tǒng)第四節(jié)行走裝置及傳動(dòng)特點(diǎn)行走裝置的作用：將車輛連成一個(gè)整體，并承受各種作用力矩，緩和振動(dòng)，保證車輛平順行駛。一、輪式行走裝置組成：由車架、車橋、車輪和懸架四部分組成。二、履帶式行走裝置由機(jī)架和履帶總成組成。思考題1、工程機(jī)械用柴油機(jī)由哪二大機(jī)構(gòu)和四大系統(tǒng)組成？各部分起什么作用？2、在使用皮帶傳動(dòng)時(shí)，有哪些使用注意事項(xiàng)？3、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)由哪幾部分組成？各部分有哪些典型的部件？4、施工機(jī)械中的離合器起什么作用？有哪幾種類型？5、施工機(jī)械的控制系統(tǒng)由哪幾部分組成？各起什么作用？液壓式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)機(jī)械轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向搖臂轉(zhuǎn)向拉桿轉(zhuǎn)向節(jié)梯形臂轉(zhuǎn)向橫拉桿轉(zhuǎn)向油罐轉(zhuǎn)向油泵轉(zhuǎn)向控制閥轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)構(gòu)造及工作過(guò)程液壓式制