装载机的构造及工作原理课件.ppt
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1、第二章 装载机的构造及工作原理,. 能正确描述装载机的结构组成;. 能讲述装载机各组成部分的工作原理; 3. 时间要求:建议 24 学时。,装载机动力装置和驱动轮之间所有传动部件称为传动系统,其功用是将动力装置的动力传递给驱动轮和其他操纵系统, 主要由液力变矩器、变速器、传动轴、驱动桥和车轮组成,如图 2-1a)所示。传动路线,如图 2-1b)所示。,第一节 传动系统的构造及工作原理,第一节 传动系统的构造及工作原理,图 2-1 装载机传动系统与路线,a),b),目前使用的装载机,柴油机的转矩适应系数不能满足装载机经常过载及载荷频繁变化的要求,因此,为了解决这个问题,在柴油机后面安装一个液力变
2、矩器,其能够改变发动机所供给的转矩,使其涡轮输出的转矩有可能提升发动机通过泵轮所输入转矩的若干倍,从而改善主机的性能。,第一节 传动系统的构造及工作原理,一、液力变矩器,第一节 装载机的发展及使用,一、液力变矩器,液力变矩器的优点:(1)使车辆具有自动适应性。(2)具有较长的使用寿命。(3)具有很强的通过性能。(4)具有很好的操作舒适性。液力变矩器的缺点:()液力传动系统的传动效率相对较低,经济性差。()液力传动系统质量与体积较大,结构复杂,造价高。,1.液力变矩器的结构 装载机上使用的液力变矩器一般由泵轮、涡轮和导轮组成,即三元件液力变矩器。其基本结构如图 2-3所示。,第一节 传动系统的构
3、造及工作原理,一、液力变矩器,图 2-3 液力变矩器结构原理图,. 液力变矩器的工作原理 液力变矩器工作时,泵轮、涡轮、导轮叶栅组成如图 2-4所示的循环圆。,第一节 传动系统的构造及工作原理,一、液力变矩器,图 2-4 液力变矩器循环圆图,将三元件液力变矩器沿着循环圆的截面展开布置,便形成了如图 2-5所示的工作原理图。,第一节 传动系统的构造及工作原理,一、液力变矩器,图 2-5 液力变矩器工作原理图,a),b),)当 常数,w 时;)当 常数,w 逐渐增加时,. 变矩器的自适应性 工况(起步工况):装载机起步前,涡轮是不动的。工作液体在泵轮叶片的带动下,以一定数值的绝对速度冲向涡轮叶片,
4、因为涡轮叶片是静止不动的,此时,导轮所受的转矩值为最大,所以涡轮的转矩也为最大。,第一节 传动系统的构造及工作原理,一、液力变矩器,工况:装载机起步以后,涡轮转速也从零开始增加,导轮上所受转矩逐渐减小。涡轮的转矩将随负荷的减小、转速的增加而自动减小。 工况:随着涡轮转速的提高,当导轮转矩为零时,涡轮转矩与泵轮转矩相等。,第一节 传动系统的构造及工作原理,一、液力变矩器,工况:若涡轮转矩继续减小且涡轮转速继续提高时,当液流冲击在导轮叶片的背面,导轮转矩方向与泵轮转矩方向相反,此时,涡轮转矩 为泵轮转矩 与导轮转矩之差,变矩器的输出转矩小于输入转矩。,第一节 传动系统的构造及工作原理,一、液力变矩
5、器,动力换挡变速器与非动力换挡变速器的主要区别为动力换挡变速器采用了油缸操纵换挡离合器,一般不必预先切断动力,可以直接换挡。 动力换挡变速器有行星式与定轴式两种。,第一节 传动系统的构造及工作原理,二、定轴式动力换挡变速器,1.变速器的功用及要求 变速器的功用,见表 2-3。 变 速 器 的 功 用 表 2-3,第一节 传动系统的构造及工作原理,二、定轴式动力换档变速器,变速器的要求,见表 2-4。 变 速 器 的 要求 表 2-4,第一节 传动系统的构造及工作原理,二、定轴式动力换档变速器,. 变速器的控制 变速器的控制主要有电控和机械控制两种。电控系统主要由操纵机构、控制器、执行机构(操纵
6、阀)及传感器组成,如图 2-6所示。,第一节 传动系统的构造及工作原理,二、定轴式动力换档变速器,操纵手柄,ECU,电液操纵阀,传感器,KD,图 2-6 变速器电控系统组成图,机械控制主要由操纵机构、机械拉杆(软轴)和执行机构组成,如图 2-7 所示。,第一节 传动系统的构造及工作原理,二、定轴式动力换档变速器,操纵手柄,机械拉杆,操纵阀,图 2-7 变速器机械控制组成图,. 变速器的特点及功能 (采埃孚)200 型动力换挡变速器由液力变矩器和定轴式(带有多片摩擦离合器)变速器组成。 它有 、 或 个前进挡和 个倒退挡。 特别适用于轮胎式装载机。 为使人们能经济、有效、安全地操纵使用,根据装载
7、机的使用情况,我国 吨级装载机通常选择 个前进挡和 个倒退挡的 400 动力换挡变速器,如图2-8、2-9所示。,第一节 传动系统的构造及工作原理,二、定轴式动力换档变速器,第一节 传动系统的构造及工作原理,二、定轴式动力换档变速器,图 2-8 4WG200 变速器外观及内部结构图,第一节 传动系统的构造及工作原理,二、定轴式动力换档变速器,图 2-9 200 变速器侧视图,1-透气塞;2-滤油器;3-第一取力口;4-第二取力口;6-涡轮转速传感器;8-可选用应急泵接口;11-前输出凸缘(配手制动器);14-输出转速传感器从电液操纵阀到离合器的管路:5-;7- K1;9- K3;10-K4,.
8、 变速器结构 ZF WG200 变速器采用多挡动力换挡变速器,为平行轴(定轴式)传动机构。 变速器内有六个多片式摩擦离合器,能在带负荷状态(不切断动力)下接合与脱开,换挡时相应的离合器摩擦片接合是由受轴向液压作用的活塞压紧,离合器摩擦片的松开是靠离合器包内螺旋弹簧的作用力将塞推回。,第一节 传动系统的构造及工作原理,二、定轴式动力换档变速器,. 变速控制油路系统 WG 200 变速器采用电液先导控制,油路系统主要由吸油滤清器、变速泵、管路压力油滤清器及变速操纵阀组成。 变矩器和变速器用油由变速泵提供,变速泵为齿轮泵,装于变速器内部,经取力轴由发动机直接驱动。,第一节 传动系统的构造及工作原理,
9、二、定轴式动力换档变速器,. 变速器的操作与维护 (1)重要说明。 (2)操作的注意事项。 (3)维护的内容。,第一节 传动系统的构造及工作原理,二、定轴式动力换档变速器,驱动桥是装载机的主要组成部分。它主要由主传动、差速器、半轴、轮边减速器、制动器以及驱动桥壳等部件组成,如图 2-13所示。,第一节 传动系统的构造及工作原理,三、驱动桥,图 2-13 驱动桥的组成图,驱动桥各组成部分的作用,见表 2-10。 驱动桥各组成部分的作用 表 2-10,第一节 传动系统的构造及工作原理,三、驱动桥,1.驱动桥的分类 目前,装载机驱动桥主要分为干式驱动桥(图 2-13)和湿式驱动桥(图 2-14)两种
10、。,第一节 传动系统的构造及工作原理,三、驱动桥,图 2-14 湿式驱动桥的组成图,. 驱动桥的工作原理 驱动桥动力传动路线如下: 装载机主机动力转矩输入凸缘主减速器差速器半轴轮边减速器车轮,其传动示意图如图 2-15所示。,第一节 传动系统的构造及工作原理,三、驱动桥,第一节 传动系统的构造及工作原理,三、驱动桥,图 2-15 驱动桥动力传递路线图,第一节 传动系统的构造及工作原理,三、驱动桥,. 差速器的工作原理 装载机一般采用四轮驱动行星刚性桥,它在行驶时,由于多种原因将导致车轮行程不同,即在转向或直线行驶时,左、右侧车轮行程产生差异。因而桥中一定要设置差速器,其结构如图 2-16所示。
11、,第一节 传动系统的构造及工作原理,三、驱动桥,图 2-16 差速器结构图,1-轴承;2、8-差速器壳;3、5-调整垫片;4-半轴齿轮;6-行星齿轮;7-从动锥齿轮;9-行星齿轮轴;10-螺栓,第一节 传动系统的构造及工作原理,三、驱动桥,. 驱动桥轮边减速器的工作原理 装载机驱动桥的轮边行星减速器实质为一周转轮系,如图 2-18所示。,图 2-18 轮边减速器工作简图1、2、3-齿轮,第一节 传动系统的构造及工作原理,三、驱动桥,. 制动器 制动器由内钳体、外钳体、活塞、制动片、制动盘等组成,制动盘与轮毂固定,并一起相对桥壳轴管旋转,制动器固定在驱动桥壳上。 工作路线:油缸的液压力活塞运动推
12、动制动片钳住制动盘,第一节 传动系统的构造及工作原理,三、驱动桥,. 传动轴 装载机的传动轴为万向传动装置,主要用于连接非同心轴线或在工作中有相对位置变化的两个部件之间的动力传递,如图 2-19所示。,图 2-19装载机传动轴布置图,第二节 行走系统的构造及工作原理,装载机行走系是由车架、副车架、驱动桥、轮胎与轮毂等部分组成的, 它的主要作用是支撑整机质量,接受传动系输出转矩而产生的驱动力和行驶速度,以及接受路面传来的各种反力。,第二节 行走系统的构造及工作原理,一、车架,车架是行走系的骨架,也是整机的骨架,如图 2-20所示。装载机的主要部件都是通过车架固定在其位置的。,图 2-20 装载机
13、车架示意图,第二节 行走系统的构造及工作原理,二、车轮,由于装载机大多数采用刚性悬架,其冲击作用全部由车轮承担,另外整机的附着条件和滚动阻力也与车轮结构形式有关。车轮由轮辋、轮胎组成,如图 2-21所示。,图 2-21车轮组成图,第三节 制动系统的构造及工作原理,制动系统是装载机的一个重要组成部分目前,对于装载机的制动系统而言,主要有两种制动形式,气推油钳盘式制动系统和全液压制动系统。,第三节 制动系统的构造及工作原理,一、气推油钳盘式制动系统,气推油钳盘式的制动形式,目前应用最广,其主要优点是便于维护,维护时不会产生油液污染,比较环保。 ()驻车制动系统用于停车与紧急制动,又分为简单机械驻车
14、制动系统和带助力机构的驻车制动系统。,第三节 制动系统的构造及工作原理,一、气推油钳盘式制动系统,简单机械驻车制动系统主要由软轴和操纵机构构成,如图 2-26所示。,图 2-26 简单机械驻车制动系统图,第三节 制动系统的构造及工作原理,一、气推油钳盘式制动系统,带助力机构的驻车制动系统主要由手制动阀、制动气室、储气筒及管路组成,如图 2-27所示。,图 2-27 带助力机构驻车制动系统图,第三节 制动系统的构造及工作原理,一、气推油钳盘式制动系统,()行车制动系统是用于经常性一般行驶中速度的控制及停车,也称脚制动。主要由油水分离器、储气筒、行车制动阀、空气加力泵及管路组成,如图 2-28所示
15、。,第三节 制动系统的构造及工作原理,一、气推油钳盘式制动系统,图 2-28 装载机制动系统组成图,1-空气压缩机;2、4-管路;3-空压源管理器;5-储气筒;6-单向阀;7-安全阀;8-自动排水阀;9-油压表;10-管路过滤器;11-制动控制阀;12-卸荷阀;13、14-加力泵;15-制动器;16-气压表;17-制动灯开关;18-活塞限位开关,第三节 制动系统的构造及工作原理,二、全液压制动系统,随着卡特匹勒等知名厂商对制动系统的更新换代,另一种制动形式应运而生,就是全液压制动系统。 其主要由行车制动阀、充液阀、蓄能器等液压元件组成,如图 2-32所示。,第三节 制动系统的构造及工作原理,二
16、、全液压制动系统,图 2-32 全液压制动系统图,第三节 制动系统的构造及工作原理,二、全液压制动系统,从长期的发展来说,全液压制动由于其便于维护、制动可靠等优点,必将成为工程机械制动的首选系统,对于大吨位的装载机来说,全液压制动也是今后的发展趋势。,第四节 转向系统的构造及工作原理,目前,轮胎式装载机转向系统大多采用铰接液压转向系统,前、后车架由上、下铰接销连接而成,它既可以在水平面内做相对转动,又可以在垂直面内做相对移动。前者实现整体转向,后者保证车轮与地面良好接触。 全液压转向系统分为优先流量放大系统及同轴流量放大系统。,第四节 转向系统的构造及工作原理,一、优先流量放大转向系统,优先流
17、量放大转向系统主要由转向泵、先导泵、转向器、流量放大阀、转向油缸及管路等组成,如图 2-33所示。,图 2-33 优先流量放大转向系统图,第四节 转向系统的构造及工作原理,一、优先流量放大转向系统,优先流量放大转向系统工作原理如图 2-34所示。,图 2-34 优先流量放大转向系统工作原理图,1-吸油滤清器;2-转向泵(带先导泵);3-压力管路滤清器;4-全液压转向器;5-转向油缸;6-优先型流量放大阀;7-卸荷阀;8-油散热器;9-回油滤清器;C-先导溢流阀,第四节 转向系统的构造及工作原理,二、同轴流量放大转向系统,同轴流量放大转向系统主要由转向泵、转向器、组合阀块、优先阀、转向油缸及管路
18、等组成,如图 2-35所示。,图 2-35 同轴流量放大转向系统图,第五节 液压系统的构造及工作原理,液压系统是装载机的一个重要组成部分,主要用于控制装载机工作装置中动臂和转斗以及转向和其他附加工作装置动作。,第五节 液压系统的构造及工作原理,装载机液压系统图,如2-36所示。,图 2-36 装载机液压系统图,第五节 液压系统的构造及工作原理,一、装载机的液压系统组成及概述,液压系统油路主要分为两部分:先导控制油路和主工作油路,主工作油路的动作是由先导控制油路进行控制,以实现小流量、低压力控制大流量、高压力。 整个工作液压系统的元件组成主要有:液压油箱(带回油过滤器)、工作泵、先导泵、组合阀、
19、先导操纵阀、分配阀、动臂油缸、转斗油缸、动臂及转斗自动复位装置。,第五节 液压系统的构造及工作原理,一、装载机的液压系统组成及概述,液压油箱(图 2-37)用于向整个液压系统供油,在车辆采用湿式制动装置时,也可为整车制动系统供油。,图 2-37 液压油箱图,1-液压油箱;2-液压油加油口;3- 液压系统回油口;4-滤芯安装口;5-油位计;6-油箱清理口,第五节 液压系统的构造及工作原理,一、装载机的液压系统组成及概述,液压系统中的工作齿轮泵、转向 先导双联齿轮泵均安装在车辆的变速器上,如图 2-38所示。通过变速器内的分动齿轮 由发动机提供动力,向整个液压系统提供压力油源。,图 2-38 工作
20、、转向油泵图1-工作齿轮泵;2-转向+先导双联齿轮泵,第五节 液压系统的构造及工作原理,一、装载机的液压系统组成及概述,组合阀安装在车辆右侧的后车架内,如图 2-39所示。它是先导泵向先导操纵阀供油路上主要的压力控制元件 。,图 2-39 组合阀图,1-接先导操纵阀的进油;2-组合阀;3-接动臂大腔单向阀;4- 先导泵到组合阀的进油;5-组合阀的回油(并通转向器的回油),第五节 液压系统的构造及工作原理,一、装载机的液压系统组成及概述,先导操纵阀安装在驾驶室内座椅的右侧,如图 2-40所示。先导操纵阀为叠加式两片阀,由动臂操纵联和转斗操纵联两个阀组组成。,图 2-40 先导操纵阀图,1-先导操
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