现代工程机械简介

    工程机械（在国外称建筑机械或建设机械）是指广泛应用于建筑、水利、矿山、筑路、港口和军事工程等建设施工中的各种机械。工程机械产品的种类和数量的多少，技术水平与产品质量的高低都将直接影响国民经济生产建设的发展。因此，工程机械和其它各种机械一样，在整个国名经济建设中占有很重要的地位。

    随着现代科学技术在工程机械上的应用，工程机械的结构和控制发生了很大变化，各项性能指标有了明显提高。尤其是电、液技术提高了工程机械的自动化程度，使现代工程机械向着电机液一体化、低耗能、高效率和环保型发展。另外，为了满足各项工程的不同要求，现代工程机械还向着大型化和小型化以及一机多功能方向发展。

    一、工程机械的分类

    工程机械通常分为铲土运输机械、挖掘机械、起重机械、压实机械、路面与凿岩机械、钢筋混凝土机械与风动工具、工程车辆等十大类。每大类工程机械又包括许多不同类型的品种。例如，铲土运输机械又可分为推土机、装载机、铲运机、平地机等；挖掘机械分为单斗挖掘机与各种多斗挖掘机等。

    考虑到工程机械的类型和品种繁多，将着重介绍在各种建筑施工中应用最广泛的自行式工程机械，如推土机、装载机、平地机、单斗挖掘机、工程起重机及压路机等6种机型的发动机与底盘构造和工作原理。

    （一）推土机

    推土机广泛应用于各种建筑施工中，完成推运、开挖、回填土石方以及其他散粒物料的作业。推土机按其底盘型式分为履带式推土机和轮胎式推土机两种。

    轮胎式推土机具有行走速度快、机动灵活、生产率高、耗用金属量少、不破坏路面等优点，近年来得到了迅速的发展。美国的轮胎式推土机已占其国内推土机生产总量的1/3.

    履带推土机具有良好的越野性与较大的牵引力，应用较广泛。履带推土机按其接地比压和用途可分为高比压、中比压和低比压3种。高比压主要用于土石方工程作业；中比压适合于一般性推土作业；低比压适用于湿地、沼泽地带工作。

    推土机的等级划分，一般是以机重或发动机功率来区分，我国目前生产的推土机有44.1kW、55.1kW、73.5kW、88.2kW、117.6kW、132.3kW、170.4kW、235.2kW、441kW等几个不同功率等级。当前世界上最大的推土机是美国CaterPliiar公司的D10推土机，其功率为522kW（700hp）；日本小松公司已研制成功了功率735kW的推土机。最小的推土机是日本洋马公司的5.2kW（7hp）推土机。

    图0-1为履带推土机外貌图。

    （二）装载机

    装载机广泛应用于各种建筑施工中进行各种土方与散粒物料的装卸作业，还可以进行推土、平地、运输和吊装等作业，用途很广泛。

    装载机按其行驶机构可分为履带式和轮胎式两大类。由于轮胎式装载机灵活机动、速度快，较履带式装载机应用更广泛。

    轮胎式装载机按其转向方式或车架型式可分为偏转车轮转向（整体式车架）和铰接转向（铰接式车架）两类。由于铰接式装载机转向半径小、机动灵活性好，可以在狭小的场地作业。因此，这种装载机的用途最大。

    装载机通常按铲斗载质量或斗容量来划分等级。我国生产的装载机已按载质量吨位形成系列：0.5t、1t、1.5t、2t、3t（3.5t）、4t、5t、7t、9t等几种不同吨位。

    图0-2为轮胎式装载机外貌图。

    （三）平地机

    平地机是一种能从事多种作业的工程机械，在各种建筑工程中，主要进行大面积平地修整作业。此外，还可进行推土、挖沟、刮坡等作业。

    平地机分为牵引式和自行式两种。目前各国生产的平地机大多数为自行式平地机。我国生产的PY160型自行式平地机是全轮驱动、液压操纵、液力机械传动、柴油机功率为119.3kW（160hp），刮刀长度为3970mm。

    图0-3为自行式平地机外貌图。

    （四）单斗挖掘机

    单斗挖掘机是挖掘土方作业的主要工程机械之一，广泛用于建筑、水利、矿山和军事工程上。

    单斗挖掘机分为机械式和液压式两种。由于液压操纵的优点，从20世纪70年代以来，国际市场上液压挖掘机产量不断上升，已占总产量90%以上。

    单斗挖掘机以自重区分等级。如引进技术生产的PC200、PC220、PC300等型。

    图0-4为单斗液压挖掘机外貌图。

    （五）工程起重机械

    工程起重机械是在各种建筑施工中进行起重作业的工程机械。工程起重机械包括汽车起重机、轮胎起重机、履带起重机、塔式起重机和缆索起重机等。

    轮胎起重机是装在轮胎起重机的起重动作（即变幅、伸缩起重臂、驱动卷扬机、驱动转台等）由液压操纵。此外，还有液压收放支腿和液压操纵稳定器。由于轮胎起动机机动灵活，在各种建筑施工中使用很广泛。

    国产轮胎起重机起重量从2~100t。目前世界上最大的轮胎起重机起重量已达300t。

    图0-5为液压轮胎起重机外貌图。

    （六）压路机

    压路机是用于压实公路路基和路面、铁路路基、建筑物及土石堤、河堤、广场和机场跑道等各类工程的基础，以提高基础的强度、不透水性及稳定性，使之达到足够的承载力和表面的平整。

    压路机的类型很多，按对介质的作用可分为静力压路机和振动压路机。其中振动压路机具有单位线压力大、振动力影响深，因此压实深度可增加，压实遍数相应减少，生产效率高等特点。

    图0-6为振动压路机外貌图。

    二、自行式工程机械的总体构造

    自行式工程机械虽然因机种和类型不同，其总体构造也各有特点，但是基本上都可划分为动力装置（发动机）、底盘和工作装置三大部分。

    如图0-7所示为轮式装载机的总体构造。动力装置（一般采用柴油机）装在底盘的后车架上；工作装置则装在前车架上。现将各部分的功用简述如下。

    （一）柴油机

    柴油机是内燃机的一种，由于其经济性和动力性较汽油机好，被工程机械广泛采用。其功用是将供给的燃油燃烧并将转变为机械能，并通过传动系与行驶系驱动装载机行驶；通过液压系统操纵工作装置进行作业。

    （二）底盘

    底盘的功用是将发动机的动力进行适当转化和传递，使之适合机械行驶和作业的需要。底盘又是整机的基础，所有机件都安装在底盘上。底盘一般由传动系、行驶系、转向系和制动系等组成。

    1.传动系

    传动系的功用是将发动机的动力进行适当改变后传给驱动轮，如图0-7所示。轮式装载机的传动系由离合器或变矩器2、变速箱3、万向传动装置7、前、后驱动桥4、8、最终传动6、9等部件组成。

    离合器是用接合或切断动力，一般设在机械式传动系统中。在压力机械传动系中一般不设离合器，而装有液力变矩器2，以便改善传动系的牵引性能。变速箱3是供改变行驶速度和进、退用的。前、后驱动桥4、8则用来增大转矩、降低转速并将动力传递方向改变90°角后传给驱动或最终传动6、9.

    2.行驶系

    行驶系由车架和车轮组成，起支承底盘各部件和保证机械行驶的作用。

    3.转向系

    转向系是保证机械行驶时转向用的。转向系类型较多，在近代装载机上广泛采用液压操纵的铰接式车架转向。

    4.制动系

    制动系的功用是控制机械的行驶速度，使之按需要减速或停车，以确保安全。制动系由制动器和传动装置组成。

    （三）工作装置

    工作装置是工程机械进行各种作业的装置。装载机的工作装置是由铲斗、动臂、摇臂、连杆、油缸及液压系统等构件组成，由液压系统操纵。

    各种机械的工作装置因作业特点不同，其构造是不同的。各种自行式工程机械的动力装置一般采用内燃机，特别是广泛采用柴油机。各种自行式工程机械随着用途的不同，虽然从总体构造、工作装置都有各自的特点。但从它们的底盘总布置与各部件构造和工作原理来看，则是大同小异，基本上可以概括为轮式底盘与履带底盘两大类。

    根据工程机械的特点，我们将按照“以点带面”的精神，体现“新、特、齐、详”的特点，在动力装置部分将以柴油机为主（并适当介绍汽油机的关键系统）介绍发动机的构造与工作原理。在底盘部分以轮式装载机和履带推土机为典型机种，并适当兼顾其他机种，以部件体系集中讲述底盘各系统部件的构造与工作原理。

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