工程机械性能总复习15162(1)

《工程机械性能》总复习

一、名词解释

1、土的含水量：土中水的重量与土的重量之比，用百分数表示

2、土壤抗剪强度:土壤在受到剪切力作用时，土具有抗剪切的能力。

3、土壤的孔隙比：土的孔隙体积与土中固体颗粒体积之比

4、稳态转向特性：当给等速行驶的车辆一个角阶跃输入，经过短暂的时间后，

车辆进入等速圆周运动，这种等速圆周 运动时一定前轮转角的稳态响应。

5、理论行驶速度：履带在地面上无相对运动时的平均行驶速度。

6、附着重量：驱动轮所承受的重量

7、柴油机的稳定调速率：是当柴油机在标定工况下工作时，突然卸去全部负荷，根据突变负荷和突变负荷后的转速，求得稳定调速率。

8、有效燃油消耗率：发动机每输出1kW·h 的有效功所消耗的燃油量

9、柴油机的调速特性：在调速器起作用时，保持调速手柄位置一定，柴油机

性能指标随转速或负荷变化的关系。

10、液力变矩器输入特性：是以泵轮转矩系数作为参变数而绘制的泵轮轴转矩

与泵轮转速间函数关系的曲线。

11、液力变矩器的输出特性：表示输出参数之间关系的曲线。通常是使泵轮轴 的转速保持不变，输出参数随涡轮轴转速变化的曲线。

12、液力变矩器的変矩系数：涡轮转矩与泵轮转矩之比

13、牵引效率：牵引功率在发动机功率中所占的百分比。

14、 额定滑转率：是指是机械获得最大生产率的滑转率 。

15、制动距离：指驾驶员从踩下踏板到完全停车为止车辆走过的距离

16、地面制动力：地面切向反作用力使车辆减速以至停车的外力

17、制动器制动力：克服制动器摩擦力矩而在轮胎周围所需施加的力

18、侧偏特性：侧偏角与侧偏力的的关系，他是研究车辆操纵稳定的基础

19、转向半径：从转向轴线O 到车辆纵向对称平面的距离R 。

20、滑转效率：由于划转而引起的理论牵引功率的损失

21、转向阻力系数：表示作用在履带支承面上单位机重所引起的土壤换算横向

反力

22、滑移与滑转：滑转是车轮的支承面将沿机械的运动方向移动。滑移是车轮

的支撑面将沿机械相反的运动方向移动

二、简答

1、土的级配及其表示方法，土的密实度的表示方法

（1）土的各级土粒组合情况，用其含量的百分数表示。

（2）用颗粒级配曲线表示

(3)土的密实度可以用土的密度、孔隙比和孔隙度表示。

2、土的抗剪强度？写出库伦公式并分析。

（1）土壤在受到剪应力作用时，土具有抵抗剪切的能力，即土的抗剪强度。

（2）库仑公式：C tg m +=?στ

土壤内聚力

—土的内摩擦角

—应力

作用在剪切面上的法向—C ?σ

土的剪切强度由两部分组成：土颗粒之间在单位滑动面积上的内摩擦力；土颗粒之间的粘聚力。某些土在一定的状态下，能够承受不大的拉力并能承受剪力，能保持一定高度的竖直边坡，称之为粘聚性。 松散的砂土在干燥状态下不具备粘聚性，而粘性土的粘聚性十分明显。

3、分析履带式机械行走机构运动学特点，并计算其平均行驶速度。

（1）履带行走机构在水平地面的直线运动，可以看成是台车架相对于接地链轨的相对运动和接地履带对地面的滑转运动(牵连运动)合成的结果；驱动轮作等角速旋转，台车架的相对运动将呈现周期性的变化，从而使车辆的行驶速度也带有周期变化的性质，使机械振动及噪声增加，运动的平稳性及舒适性降低

（2）平均速度：)/(60

2s m n l Z l Z v k t k k t k m ==ωπ 4、何为传动系效率？分析如何确定机械传动的推土机的驱动力矩，并计算其切线牵引力。

（1）传动系效率：用机械等速直线行驶时，传到驱动轮上的功率Pk 与发动机有效功率Pe 之比（2）r m k

m e r k k r t k r i M r M F F ηηηη???==?= 5、履带式机械的行驶阻力的定义，履带式机械的外部行驶阻力是如何形成的？其影响因素有哪些？

行驶阻力：从驱动轮开始的整个行走机构在机械行驶时产生的阻力。外部行驶阻力是土壤垂直变形引起阻碍机械前进形成的。影响因素：○1土壤的性质的状态○2履带接地比压○3履带宽度

6、画图分析轮式机械作直线运动时其驱动轮的受力情况，并分析其滚动阻力和有效牵引力。

0=?--K

K K r a Q F r M

表示。是滚动阻力，用表示。，用是驱动轮滚动阻力系数，切线牵引力圆周力，在数值上等于是驱动轮转矩所产生的=--?fK K fK K K K

K K

K F F F F r a Q f r a F r M

7、双桥驱动车辆的特点，写出其运动学和动力学方程，并分析寄生功率产生的原因。

特点：○

1牵引附着有明显的改善○2较好的操纵性和纵向稳定性○3较好的通过性。原因：从双桥驱动的运动学和动力学可知，当牵引负荷减小到δ1＜l －r g2/r

g1

时，前桥驱动轮的牵引力为正值，后桥驱动轮的牵引力为负值，即后轮在机体的推动下，一边向前滚动，一边向前滑移，并且起了制动作用。 在这种状态下，由于后轮上作用着与车辆行驶方向相反的制动力，它所造成的力矩将经分动箱和中央传动传给前轮。传往前轮的动力有两路：一路是由发动机传来，另一路由后轮传来，两路汇合后传到前轮，使前轮的驱动力增大。其增大部分仍将通过机体传给后轮，用以克服后轮制动所需的力。实际上前轮驱动力的增加并不产生有效的牵引力。由制动力所形成的功率将在下列闭路中循环：由后轮经其主传动器到分动箱，再经前桥主传动器到前轮，然后经机体重新传给后轮。

8、分析轮式运输机械沿行驶方向的驱动力平衡方程，并写出动力因数的定义，如何表示加速性能？

驱动平衡方程：，动力因数反映了在扣除风的阻力后，机械单位机重所能获得的用来克服滚动阻力、坡道阻力、惯性阻力的切线牵引力。加速性能通常用加速度随时间而变化的曲线以及加速过程的时间和路程来评价。

9、轮式机械滚动阻力由几部分组成？分析轮胎充气压力对机械附着性能和滚动阻力的影响。

组成：土壤变形的滚动阻力和轮胎变形引起的阻力。当轮胎的充气压力从较大值开始降低时，附着力随降低而增加。但当进一步降低时，驱动轮滚动阻力就要增加。这是因为滚动阻力是由轮胎和土壤两者变形所引起的。较大时，土壤变形起决定性影响，因此在一定范围内降低可使土壤的垂直变形减小，也就降低了滚动阻力。但当降低到一定值以后，再进一步降低时，由于轮胎变形对滚动阻力起了决定性的影响，反而会使滚动阻力增加。

10、滑转率和滑转曲线分析

开始阶段切线牵引力增加时，滑转率大致与其成比例增加，但切线牵引力达到某一值后，对切线牵引力的微小增量，滑转率都有一个很大的增量与之对应。切线牵引力达到某一最大值时不再增加，这是由于土壤被剪切破坏的缘故。对于两条滑转曲线，当滑转率相同时，显然切线牵引力较大者附着性能好；或者在地面能够提供相等的切线牵引力时，滑转率较小者附着性能较好

11、何为工程机械的牵引特性？对于液力传动的机械应该在其牵引特性图上标注出哪些特征工况？

（1）用图表的形式表示了机械在一定的地面条件下，在水平地段以全油门作运动时，机械各挡的牵引功率、实际行驶速度、牵引效率、每小时耗油量、燃油消耗率、滑转率和发动机功率随牵引力而变化的函数关系。

（2）特征工况：○

1最大有效牵引功率工况○2最大牵引效率工况○3变矩器最大输出功率工况○

4额定滑转率工况○5变矩器工作转矩定的最大牵引力工况○6由附着条件决定的最大牵引力工况

12、何为牵引力平衡和牵引功率平衡？分别写出和液力机械传动推土机的牵引功率平衡方程，并分析两者的区别。

（1）工程机械的牵引力平衡和功率平衡表明了当机械工作时它的切线牵引力和发动机的有效功率是怎样分配、消耗和被利用的

（2）机械传动牵引功率平衡方程：

i f r m PTO Ba e x KP P P P P P P P P P P -------==δ

液力机械的牵引功率平衡方程：

x i f r m Te PTO Ba e P P P P P P P P P P ++++++++=δ除机械传动的各项损失外，还需增加液力传动中的功率损失辅助装置消耗的功率PBa 不仅包括各油泵回路的空载阻力损耗，而且还应包括带工作负荷的变矩器冷却油泵所消耗的功率

13、写出机械传动和液力机械传动的工程机械牵引性能参数的合理匹配条件，

并分析第一个匹配条件的原因。连续作业的机械的匹配条件

（1）机械传动的合理匹配条件：○

1由发动机转矩决定的最大牵引力应大于地面附着条件决定的最大牵引力○

2由发动机额定功率决定的有效牵引力与由行走机构额定滑转率决定的额定牵引力应相等○

3平均最大工作阻力应等于机器的额定牵引力（2）○

1由特性发动机与变矩器共同工作上最大工作转矩应大于由附着条件决定的最大牵引力○

2发动机与变矩器共同输出特性的最大功率工况应与行走机构的最大生产率工况相一致。此时，与变矩器输出轴最大功率工况相适当的

有效牵引力应等于与行走机构额定滑转率相对应的额定牵引力。○

3机器在铲土过程中末尾的平均最大工作阻力应等于额定牵引力。

14、什么是推土机的自由功率？在发动机与变矩器的匹配过程中，应如何计算自由功率？

自由功率：扣除辅助装置和功率输出轴的消耗后的发动机功率

15、 扭矩适应性系数？其反应发动机的什么性能？柴油机的负荷调节，调速

特性的形式

扭矩适应性系数：发动机的最大扭矩与额定扭矩之比。反映了发动机适应负荷工况的能力。通过改变循环的喷油量使混合气的空燃比变化从而实现负荷调节，即可燃混合气的质调节。调速特性的表达形式有两种：○1以负荷作为横坐标，相当于负荷特性的形式○2以速度作为横坐标，相当于速度·特性

16、评价液力变矩器的三个典型工况

①制动工况（启动工况）②最高效率工况③耦合器工况

17、履带式机械切线牵引力的产生，不同土壤接地面积及重量的影响

切线牵引力是由驱动链轮上的驱动力矩产生的。

?σ?στtg A Ac tg c A A F m K +=+=?=)(,由数学表达式可知，当履带接地面积A 或机器重量G 加大时，切线牵引力值加大；若保持相同的切线牵引力值时，则滑转率可降低。因此，一般土壤所产生的推力是由接地面积A 和机器重量G 共同决定的。纯粘性土壤，车辆的重力并不产生任何土壤推力；而纯摩擦性土壤，接地面积A 的大小与土壤推力无关；当履带接地面积相同时，长而窄的履带比短而宽的履带有更大的切线牵引力，长而窄的履带滑转率小，不易打滑，功率损耗小

18、发动机与变矩器的匹配条件

（1）以转换到变矩器输入轴上的发动机调整特性为匹配基础

（2）保证涡轮轴具有最大的输出功率

（3）使负载抛物线束通过低油耗区

19、什么是柴油机的额定功率和额定工况？工程机械柴油机在选择额定功率时

应注意哪些问题？

（1）额定功率：指制造厂按其用途及使用特点规定的，并通过台架试验进行标定的最大有效功率。（2）额定工况：发动机在额定功率和额定转速下运转的工况。（3）适当地留有储备。柴油机装车的额定功率一般定得低于它的lh功率，也有不少机型采用持续功率。

20、什么是制动效能？其改善措施有哪些？

（1）制动效能是指在良好路面上，机械以一定的初速度制动到停车的制动距离或制动时的减速度。（2）措施：○1增大制动器制动力○2缩短协调时间

21、何谓轮式机械的制动性？分析制动性的评价指标。

（1）轮式机械的制动性：轮式机械行驶时能在短距离内停车且维持行驶方向稳定性和下坡时能维持一定车速的能力。（2）评价指标：○1制动效能○2制动效能的恒定性○3制动时轮式机械的方向稳定性

22、制动跑偏和制动侧滑的原因

（1）制动时跑偏的原因有两个：①制动过程中，左、右车轮，特别是转向桥的左、右车轮制动器制动力不相等。②制动时悬架导向杆系与转向系拉杆在运动学上不协调

（2）制动侧滑的原因：在制动时，随车轮滑移率的增大，侧向附着系数减小，侧滑的可能性增大。当车轮被抱死拖滑时，侧向附着系数几乎为零，稍有侧向力就会侧滑。

23、何为制动时的方向稳定性？导致出现制动侧滑的主要原因有哪些？后轴侧滑为何更危险？

（1）方向稳定性：在制动过程中，维持直线行驶或按规定变道行驶的能力。（2）原因：○1前轮后定位参数失准○2汽车车身倾斜○3车身移位及变形○4车架变形○5车轮调整不当（3）○1前轴侧滑，汽车失去转向操纵，但制动力与制动作用还是存在的。○2汽车出现后轴侧滑，纵向与横向附着力都很小，制动失去作用，

汽车的运动完全失控，甚至在道路上出现原地掉头、360度的旋转等现象，给对向车道行驶的汽车带来极大的危险。

24、何为理想的前、后轮制动器制动力分配曲线？写出其分析条件，并解释同步附着系数的定义。

（1）理想的前、后轮制动器制动力分配曲线：轮式机械制动时前、后车轮同时抱死拖滑，对车辆的制动效能、制动时的稳定性和转向能力均较有利。此时的

前、后轮制动器制动力的关系曲线。（2）分析条件：○1前后车轮制动器制动力之和等于附着力○2前后车轮制动器制动力分别等于各自的附着力○3同步附着系数：β线与Ⅰ曲线交于B点，B点对应的附着系数

25、轮式机械的稳态转向特性有哪几种？分别写出定义。具有哪一种转向特性的车辆具有良好的操纵性？分析原因。

○

1不足转向：圆周行驶时，保持方向盘转角不变，令车辆以不同的车速行驶，若速度提高时，车辆的转向半径增大，则具有不足转向性。○

2中性转向：若速度提高时，车辆的转向半径不变，则具有中性转向性。○3过多转向：若速度提高时，

车辆的转向半径减小，则具有过多转向性。不足转向性：在侧向力的作用下，车辆偏转产生的惯性力方向与侧向力方向相反，使车辆偏离原直行方向不严重，侧向力消失时，惯性力还有自动回正的作用，所以具有不足转向性的车辆具有良好的保持直行的能力

26、履带式机械的转向原理，转向时的运动学方程，接地长度及链轨距的影响

（1）原理：依靠转向机构调节两侧驱动轮上的驱动力矩，使两侧履带在不同

的驱动力矩作用下产生不同的速度实现转向。（2）运动学方程：R

B R v v 5.01-=''，R

B R v v 5.02+=''。增加履带接地段长度会使转向阻力矩增大对转向不利，增加链轨距增大转向力矩对转向有利。

27、何谓发动机的载荷比？它由哪几部分组成？分析履带式机械在水平地面上作稳定转向时，转向半径不同时其载荷比随转向参数变化的关系。

工程机械稳定转向时与等速直线运动时发动机转矩之比成为发动机载荷比。321ξξξξ++=，—1

ξ转向时用于基本直线运动所消耗的功率于转向前直线运动所消耗的功率之比；—2ξ车辆绕本身轴线转动时所消耗的功率与直线运动所消耗的功率之比；—3

ξ车辆转向时慢速侧转向离合器消耗的功率与直线运动所消耗的功率之比；当ν <0.5时，随着ν 值的增加，代表车辆相对转动所消耗的功率比值ξ2增加，而离合器滑磨所消耗的功率比值ξ3就相应减少。 当ν >0.5时，随着ν值增加，代表车辆相对转动和制动器摩擦所消耗的功率比值就会相应增大。

28、何谓履带式机械的转向参数？如何利用转向参数分析其转向过程 转向参数：转向力与车辆切线牵引力之比。（1）当 ν=0时：转向阻力矩∑M =0，

K K K F F F 5.021='='，表明车辆做直线行驶（2）当ν=0.5时，内侧履带驱动力1

K F '=0，外侧履带的驱动力K K F F ='2说明内侧转向离合器侧底分离，但制动器没有制动，牵引力完全由外侧履带承担。能实现较大半径转向。（3）当ν<0.5时，外侧履带的气动力>'2K F 1K F '说明内侧转向离合器处于半分离状态，内外侧履带都提供驱

动力，能实现缓慢转向。（4）当ν>0.5时，内侧履带驱动力1K F '<0，外侧履带的

驱动力K K F F >'2说明内侧转向离合器不仅完全分离，而且对驱动链轮施加了制动力矩，使履带产生了制动力，能实现小半径转向。