第十章行驶系

第10章 行驶系
学习目的:
能正确描述轮式和履带式行驶系的功用和组成 掌握车架、车桥、车轮、轮胎和典型悬架的结构与 工作原理 掌握机架和悬架、履带和驱动链轮、支重轮和托轮、 张紧轮和张紧装置的结构与工作原理 能够对常见的轮式和履带式行驶系的故障进行诊断， 并能够及时排除相应故障。
第10章 行驶系
图10-7
主销后倾角作用示意图
第10章 行驶系
10．2．2 车架、车桥、车轮和轮胎: 3．车桥
主销除了后倾之外兼有内倾角，如 图10-8所示。主销内倾角也使车轮有自动回 正作用。当转向轮在外力作用下偏转一角度 （为了说明方便，图中画成偏转，即虚线所 示位置）时，此时车轮最低点将陷入路面以 下，但实际上车轮下边缘不可能陷入路面以 下，而是将转向轮连同整车前部向上抬起一 定高度。 这样，汽车的重量将迫使转向轮回到原 来的中位置。 此外，主销内倾还使主销轴线延长线与 路面交点到车轮中心平面的距离C减小（图 10-8b），使操作车轮偏转所需克服的转向 阻力矩减少，从而可以减小驾驶员加在转向 盘上的力，使转向操纵轻便，同时还可以减 小转向轮传到转向盘上的冲击力。
图10-6 转向桥 1-前梁；2-横拉杆；3、4-止推轴承；5-主销； 6楔形锁销；7-调整垫片；8-转向节； 9-调整螺母；10、12-轴承；11-轮毂；13-油封
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10．2．2 车架、车桥、车轮和轮胎: 3．车桥
主销后倾角，即主销在纵向平面内向后倾 斜一角度，如图10-7所示。当主销有后倾角时， 主销轴线与路面交点a将位于车轮与地面接触点b 的前面。当汽车直线行驶时转向轮图偶然受到外 力作用而稍有偏转时（如图中箭头方向所示）， 将使汽车行驶方向向右偏离。这时由于汽车要保 持直线行驶的惯性作用使汽车有侧向滑移趋势， 于是在车轮与路面接触点b处便受到路面对车轮 的侧向反作用力Y，反力Y对车轮形成绕主销轴线 作用的力矩YL，其转向正好与车轮偏转方向相反。 在此力矩作用下将使车轮回复到原来的中 间位置（即车轮自动回正），从而保持汽车稳定 地直线行驶，故此力矩称为稳定力矩。此力矩值 不能过大，太大了则驾驶员操纵转向费力；此力 矩的大小取决于力臂L的数值，故主销后倾角也 不宜过大；在某些情况下，例如采用低压胎，由 于轮胎接触面后移，角可以减小到接近于零，甚 至为负值。
图10-4 QY-16汽车起重机车架 1-前拖钩；2-保险杠；3-转向机支座；4-发动机支座板； 5-纵梁；6-吊臂支架；7、8-支腿架；9-牵引钩； l0-右尾灯架；11-平衡轴支架；12-圆垫板；13-上盖板； 14-斜梁；15-第一横梁；16-左尾灯架；17-牌照灯架
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10．2．2 车架、车桥、车轮和轮胎: 3．车桥
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10．2．2 车架、车桥、车轮和轮胎:2．车架的类型和结构 （1）铰接式车架
如图10-3所示，前后车架由上下两个相同 的铰点组成。 两铰点距离布置得越远，则车辆行驶在不 平路面上时每个铰点的受力越小。就每个铰点 而言，销套6压人后车架7，然后将铰销1插入 孔内以形成铰点。为防止铰销3相对前车架4转 动，将固定板2焊于铰销3的端头，再用螺钉1 固定。这样，回转面将总在铰销3和销套6之间， 便于磨损后更换。为防止前后车架铰销孔端面 磨损，装有铜垫圈5。以上两对摩擦面都注有 润滑脂。 ZL20、ZL30、ZL50装载机都是采用这种 结构，其特点是结构简单，工作可靠。但上下 两铰点轴孔的同轴度要求较高，所以两铰点的 距离不能太大。
图10-3 ZL50装载机销套式铰点结构 1-固定螺钉；2-固定板；3-上铰销； 4-前车架；5-垫圈；6-销套；7-后车架
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10．2．2 车架、车桥、车轮和轮胎:2．车架的类型和结构 （2）整体式车架
整体式车架通常用于车速较高的施 工机械与车辆；在车速很低的施工机械 （压路机）上，整体车架也得到广泛应 用。图10-4和图10-5分别示出QY-16汽 车起重机的车架和洛阳产3Y12／15型压 路机车架的简图。 QY-16汽车起重机的车架是一个完 整的框架，由两根纵梁和七根横梁焊接 而成。纵梁5根据受力不同，从左至右 逐步加高，其断面形状左端为槽形，右 端为箱形；整个纵梁有采用全部钢板焊 接的，有采用部分冲压成型后焊接的。 这些差异都是由于右端承载较大所造成 的。 横梁的形状与位置是根据受力大小 及安装的相应零部件所决定。如X形斜 梁主要是为了加强机构的强度和刚度而 设。
车轮是由轮毂、轮辋以及这两元件间的连接 部分所组成。按连接部分的构造不同，车轮可分 为盘式与辐式两种，而盘式车轮采用最广。盘式 车轮中用以连接轮毂和轮辋的钢质圆盘称为轮盘， 轮盘大多数是冲压制成的。对于负荷较重的重型 机械的车轮，其轮盘与轮辋通常是做成一体的， 以便加强车轮的强度与刚度。 图10-10所示，为装载机通用车轮的构造。轮 胎由右向左装于轮辋2之上，以挡圈7抵住轮胎右 壁，插入斜底垫圈6，最后以锁圈8嵌入槽口，用 以限位。轮盘5与轮辋2焊为一体，由螺栓3将轮毂 l、行星架4、轮盘5紧同为一体，动力是由行星架 传给车轮和轮胎的。
图10-9
转向轮前束
由于车轮外倾，当两车轮前进时，都有势图向外分开的趋势。因此，在设计时，就使转向轮保持着 两轮前边缘距离B小于后边缘距离A，如图10-9所示，称为转向轮前束。这样，用来校正由于车轮外倾所 带来的间题，使车轮瞬时接近于正前方的纯滚动状态，从而减轻轮胎表面的磨损。
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10．2．2 车架、车桥、车轮和轮胎: 4．车轮
图10-l 轮式行驶系的组成示意图 1-车架；2-车桥；3-悬架；4-车轮
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10．2．2 车架、车桥、车轮和轮胎:2．车架的类型和结构
车架是全机的骨架。全机的零、部件都直接或间接地安装在它上面。 车架受力复杂，如图10-1所示的各种力以及行驶与作业中的冲击，最后都传到车架上。因此， 必须具有足够的强度和刚度，才能保证整机的正常工作。车架的结构形状必须满足整机布置和整机性 能的要求。
第10章 行驶系
10．1．2 分类
工程机械的行驶系可分为轮式行驶系和履带式行驶系两类。
1．轮式机械行驶系
轮式机械行驶系由于采用了弹性较好的充气橡胶轮胎以及应用了悬挂装置，因而具有良好的缓冲、减 振性能，而且行驶阻力小。故轮式机械行驶速度高，机动性好。尤其随着轮胎性能的提高以及超宽基超低 压轮胎的应用，轮式机械的通过性能和牵引力都比过去有了较大的提高。故近年来采用轮式机械行驶系的 机械已日益增多，轮式机械在工程机械中的比例也越来越大。 轮式机械行驶系与履带式行驶系相比，它的主要缺点是附着力小，通过性能较差。
车桥是一根刚性的实心或空心梁，车轮即安 装在它的两端。车桥与车架相连以支承机器的重量， 并将车轮上所受的各种外力传给车架。车桥与车架 的连接形式，即谓悬架，稍后加以介绍。 车桥可分为驱动桥、转向驱动桥、转向桥、 支承桥四种。驱动桥和转向驱动桥已在传动系作过 介绍；支承桥仅起支承机械重量和安装车轮的作用， 结构较简单；这里着重介绍转向桥，它兼有支承作 用，一般用于整体式架。 图10-6为汽车的转向桥，其功用是利用铰链 装置使车轮可以偏转一定角度，以实现汽车的转向； 转向桥除承受垂直反力，还承受制动力和侧向力以 及这些力造成的力矩。整体车架的轮胎式工程机械 的转向桥与汽车转向桥的结构基本相同。
（1）铰接式车架
图10-2所示为轮式装载机铰接式车架。后车架 3和前车架1用上下两个铰销连成一体，前后车架以 铰销为铰点形成“折腰”。前车架通过相应的销座 装有动臂、动臂油缸、转斗油缸等。后车架的各相 应支点则固定有发动机、变矩器、变速箱、驾驶室 等零部件。该机取消了摆动架，其摆动机构安装在 驱动桥壳的中点，以实现行驶在崎岖路面时四轮同 时着地，机架上部尽可能地处于垂直位置，使机械 具有好的稳定性和平顺性。 前后车架由钢板、槽钢焊接而成，受力大的部 位则用加强筋板、加厚尺寸等措施来进行加固。 图10-2 装载机铰接式车架立体图 l-前车架；2-铰接销孔；3-后车架
图10-10 装载机的盘式车轮 1-轮毅；2-轮鞘；3-轮毂螺栓； 4-轮边减速器行星架；5-轮盘； 6-斜底垫圈；7-挡圈；8-锁圈
第10章 行驶系
10．2．2 车架、车桥、车轮和轮胎: 5．轮胎
机械在行驶或进行作业时、由 于路面不平将引起很大的冲击和振 动。轮式机械装有充气的橡胶轮胎 是因为橡胶和空气的弹性（主要是 空气的弹性）能起一定的缓冲作用， 从而减轻冲击和振动带来的有害影 响。
第10章 行驶系
主要内容:
轮式行驶系的功用和组成 车架、车桥、车轮和轮胎 典型悬架的结构和工作原理 履带式行驶系的功用和组成 机架和悬架、履带和驱动链轮、支重轮和托轮、 张紧轮和张紧装置 轮式和履带式机械行驶系的维修
实训：
轮式制动系的结构认知 履带式式制动系的结构认知
２．履带式机械行驶系
履带式行驶系与轮式机械行驶系相比，它的支承面大，接地比压小，一般在0．05MPa左右，所以在松 软土壤上的下陷深度不大，滚动阻力小，而且大多数履带板上都制有履齿，可以深入土内。因此，它比轮 式行驶系的牵引性能和通过性能好。 履带式行驶系的结构复杂，质量大，而且没有像轮胎那样的缓冲作用，易使零部件磨损，所以它的机 动性差，一般行驶速度较低，并且易损坏路面，机械转移作业场地困难。 由于轮式机械行驶系和履带式行驶系各自有比较突出的优点，所以两种行驶系在工程机械上的应用都 比较广泛。
③根据轮胎的充气压力可分为 高压胎、低压胎、超低压胎三种： 气压为0．5～0．7MPa者为高压胎； 气压为0．15～0．45MPa者为低压胎； 气压小于0．15MPa者为超低压胎。
第10章 行驶系
10．2 轮式行驶系
10．2．1轮式机械行驶系的功用和组成
轮式机械行驶系的功用是用来支 持整机的重量和载荷，保证机械行驶 和进行各种作业。 此外，它还可减少作业机械的振 动并缓和作业机械受到的冲击。 轮式行驶系如图10-1所示，车架 通过悬架连接着车桥，而车轮则安装 在车桥的两端。