了解传动系统中的主要功能组成部分

1.离合器

离合器是内燃叉车机械传动系统的组成部件之一，通常装在发动机曲轴的一端，传动系统通过它与发动机相连。它的功用是保证叉车平稳起步和传动系统换档时工作平顺，防止传动系统过载。内燃叉车通常采用摩擦片式离合器，如CPQ10型、CPQ20型、CPC20型叉车采用的是单片摩擦式离合器。起重量较大的叉车采用双片摩擦离合器。

（1）摩擦片式离合器的组成 由主动部分、从动部分、压紧装置和操纵分离机构四部分组成，如图4-5所示。

1）主动部分：离合器的主动件有飞轮、压盘和离合器盖。

离合器盖用螺钉固定于飞轮上，压盘边缘处的凸起部位，伸入盖的窗孔中，并可沿窗口轴向移动。飞轮与曲轴固定在一起，只要曲轴旋转，发动机动力便可通过飞轮、离合器盖带动压盘一起转动。

2）从动部分：装在压盘和飞轮之间的双边带摩擦片的从动盘，通过滑动花键套装在从动轴（即变速器的输入轴）上。

轴前端通过轴承支撑于曲轴后端的中心孔内。若干个压紧弹簧装在离合器盖和压盘之间，并沿圆周方向均匀分布，是把压盘、飞轮与从动盘压紧的压紧装置。分离杠杆中部铰接于盖的支架上，其外端则铰接于压盘上。

3）压紧装置：弹簧的作用是使分离杠杆消除因支撑处存有间隙前后旷动而产生的噪声。

图4-5 摩擦片式离合器的基本组成示意图

1—回位弹簧 2—分离轴承 3—分离杠杆 4—调整螺母 5—飞轮 6—压盘 7—扭转减振器 8—摩擦片 9—分离叉 h—分离杠杆高度

4）操纵分离机构：包括踏板到分离叉之间的各杆件和分离杠杆、分离轴承、分离套筒、分离叉等。离合器操纵机构有液压式和机械式两种形式。

液压式操纵机构是用总泵、分泵和油管代替机械式拉杆，将踏板和分离叉相连。分离叉是中部带支点的杠杆，拉动分离叉下端便可通过分离轴承、分离杠杆向右（后）拉动压盘，从而解除压盘对从动盘的压力。

为保证摩擦衬片在正常磨损后仍能处于完全接合状态，在离合器处于正常接合状态下，分离轴承和分离杠杆内端之间应留有3～4mm的间隙。驾驶员在踏下离合器踏板时，消除这一间隙后，离合器才能分离。消除这一间隙所反映在离合器踏板上的距离，称为离合器踏板的自由行程。

（2）摩擦片式离合器的工作原理 发动机飞轮是离合器主动件，带有摩擦片的从动盘和从动盘毂借滑动花键与从动轴（即变速器的主动轴）相连。压紧弹簧将从动盘压紧在飞轮的端面上，发动机的转矩即靠飞轮与从动盘接触面间的摩擦作用传到从动盘毂上，经从动轴和传动系统中一系列部件传给车轮（所能传递转矩的大小与弹簧的压紧力、摩擦片的材料及尺寸有关）。

离合器的主动和从动部分应经常处于接合状态，以传递动力。踩下离合器踏板，套在从动盘毂环槽中的拨叉便克服弹簧的压力推动从动盘向右移动，使从动盘与飞轮分离，从而切断了动力传递；缓慢地松抬踏板，使从动盘与飞轮逐渐接合，即可恢复动力传递，如图4-6所示。接合过程是从两者的转速不等（不同步、打滑）状态，逐渐达到转速相等（同步、紧密接合）状态。当离合器完全接合而不打滑时，车辆速度与发动机转速成正比。

图4-6 摩擦片式离合器的工作原理示意图

2.变速器

变速器是内燃叉车传动系统的主要部件之一，它一端与飞轮壳相连，另一端与驱动桥相连（大型叉车通过万向传动装置与驱动桥相连）。在叉车运行中，变速器与发动机配合工作，以保证车辆有良好的动力性能与经济性能。小吨位叉车（3t以下）前进、后退均为两个档，大、中吨位叉车则多为3～5档，有的中、小吨位内燃叉车采用无级变速。

（1）变速器的功用

1）扩大驱动轮转矩和转速的范围，以适应经常变化的行驶条件，使发动机在较好工况下工作。

2）在发动机旋转方向不变的前提下，使车辆反向行驶。

3）中断动力传递，以使发动机起动、怠速运转和滑行等。

（2）变速器的组成 变速器由变速传动机构和变速操纵机构组成。变速传动机构的主要作用是改变转矩、转速和旋转方向；操纵机构的主要作用是控制传动机构实现变速器传动比的变换。

（3）变速器的分类 变速器的种类很多，一般可分为无级变速器和有级变速器两大类。

1）无级变速器 它可在一定范围内根据阻力的变化，自动、无级地改变传动比和转矩。如北京依格曼物流机械有限公司生产的CPCD30A型叉车采用的是无级变速器。

2）有级变速器 它是具有若干个定值的传动比可供选择的变速器。有级变速器根据齿轮啮合形式可分为：滑动齿轮啮合式、啮合套啮合式、同步器啮合式；根据操纵形式可分为：机械换档变速器和动力换档变速器。

叉车使用的变速器主要有：滑动齿轮机械换档变速器（如CPQ10型、CPQ20型、CPC20型、CPC30型等中、小型内燃叉车）、啮合套机械换档变速器、滑动齿轮和啮合套组合式机械换档变速器、直齿轮（或斜齿轮）常啮合动力换档变速器（如CPCD50型叉车）。

（4）机械换档变速器 CPQ10叉车变速器是滑动齿轮机械换档变速器。由于构造简单，操作方便，目前1～3t内燃叉车大多使用这种形式的变速器。它由传动部分、操纵机构等部分组成，如图4-7所示。

图4-7 CPQ10型叉车滑动齿轮机械换档变速器

1—轴承座 2—隔环 3—油封 4—主动螺旋锥齿轮轴 5—调整螺母 6—止动垫圈 7—缩紧螺母 8—二轴 9—变速器箱体 10—一轴 11—一轴前端盖 12—双孔前垫圈 13—方向操纵杆 14—速度操纵杆 15—加油口螺塞 16—导向板 17—变速器箱盖 18—方向换档拨叉 19—速度换档拨叉 20—二档齿轮 21—一档齿轮 22—速度滑移齿轮 23—方向滑移齿轮 24—后轴承盖 25—放油螺塞 26—前进输出齿轮 27—过渡齿轮 28—倒档输出齿轮

1）传动部分：传动部分由一轴、二轴、过渡轴、主动弧齿锥齿轮轴、档位齿轮、速度滑移齿轮、方向滑移齿轮、过渡齿轮和输出齿轮以及轴承等零件组成。

一轴是输入轴，输入由发动机传来的动力。它的外端用花键与离合器从动部分相连，中部通过花键与二档齿轮、一档齿轮相连。二轴上通过花键与速度滑移齿轮和方向滑移齿轮相连。主动弧齿锥齿轮轴是输出轴，该轴安装有后退齿轮和前进齿轮。在小型叉车上，由于车身较短，变速器输出轴可以直接和驱动桥的输入轴相连接，省去了万向传动装置，而在起重量较大的叉车上（如CPCD50型），则也采用万向传动装置与驱动桥相连。

2）操纵机构：由变速杆、换向杆、拨叉、拨叉轴和自锁装置（有的叉车还有互锁装置、倒档锁装置）等组成，CPQ10型叉车操作换档位置如图4-8所示。

①自锁装置：由自锁钢球、自锁弹簧以及每根拨叉轴的上表面沿轴向分布的凹槽组成，CPC30型叉车自锁装置如图4-9所示。

当任一拨叉连同拨叉轴轴向移动到空档或某一工作档位的位置时，必有一凹槽正好对准钢球。钢球在弹簧压力下嵌入该凹槽内，拨叉轴的轴向位置即被固定，拨叉连同滑动齿轮（或接合套）也被固定在空档或某一工作档位，不能自行脱出。需要换档时，驾驶员通过变速杆对拨叉和拨叉轴施加一定的轴向力，克服弹簧的压力将钢球由拨叉轴的凹槽中挤出并推回孔中。

②互锁装置：其作用是当驾驶员用变速杆推动某一拨叉轴时，同时自动锁止其他所有拨叉轴。CPC30型叉车互锁装置如图4-9所示。

图4-8 CPQ10型叉车换档位置

图4-9 CPC30型叉车自锁和互锁装置

（5）同步器 同步器使啮合的齿轮同步转动，在换档时避免齿轮撞击，尤其是前后换向时，可使换档平稳。它主要由同步锥、同步环、嵌块、啮合套等组成，如图4-10所示。

①同步锥。齿轮11（或13）带有一轴锥面（同步锥）的渐开线花键，通过这一锥面的摩擦面和花键齿分别和同步环2和啮合套5接合，实现力的传递。

②同步环。同步环有一孔锥面，通过此锥面的摩擦面与同步锥相配合，同步环有3个沿圆周均布的凹槽，此3槽与啮合套花键及同步环花键的位置相应对中，以便通过啮合套花键6轴向移动压向同步环一半，实现摩擦锥面的接触。(www.xing528.com)

③嵌块。3只嵌块的中间凸出部分装入啮合套5的花键槽内，其两端部分分别嵌入同步环相应的3个凹槽内，并通过2只弹簧8将嵌块压向花键槽6的顶部，此向外的弹簧力便于同步环的花键齿经常处于对中位置。

图4-10 同步器

1—同步环花键齿 2—同步环 3—齿轮11的花键齿 4—同步锥 5—啮合套 6—花键槽 7—嵌块 8—弹簧 9—离合器从动盘毂 10—拨叉 11—常啮合齿轮 12—齿轮11的齿 13—常啮合齿轮 14—齿轮13的齿

④啮合套。外表面的凹槽与拨叉动联接，内表面花键与同步环2上的花键相组合。

（6）带互锁装置的机械换档变速器 CPC30型变速器与CPQ10型相似，采用的是滑动齿轮机械换档变速器，如图4-11a所示。不同点是在拨叉轴之间还装有互锁装置（图4-9）；档位数量不同，共有六个档位，即空档、前进一档、前进二档、前进三档、倒档一档、倒档二档；采取速度、方向共用一个操纵杆，如图4-11b所示。传动部分有一轴（输入轴）、二轴、三轴（输出轴）、四轴（倒档轴）。一轴上安装有常啮斜齿轮，二轴和三轴上分别安装有一档齿轮、二档齿轮、三档齿轮，四轴上安装有倒档一档齿轮、倒档二档齿轮和常啮合斜齿轮。齿轮啮合情况与动力传递如图4-12所示。

图4-11 CPC30型叉车变速器

a）变速器总成 b）操纵装置

由于这种变速器运行平稳，质量可靠，操纵杆只有一个，3～4t叉车多采用这种形式。

3.驱动桥

驱动桥的功用是将变速器输出轴或万向传动装置传来的动力传给驱动车轮，实现降速以增大转矩，改变转矩方向，实现差速，保证车轮的纯滚动，以及承载负荷等。它由主减速器、差速器、半轴和驱动桥壳组成，图4-13所示为内燃叉车驱动桥。

（1）主减速器

1）功用：降低由电动机或由内燃机经变速器传来的转速，增大转矩，并将传来的转矩改变90°方向，通过差速器传给半轴。

2）分类：主减速器有单级式主减速器（图4-14a）和双级式主减速器（图4-14b、c）两种。当主减速器的传动比在7以下时，可采用单级主减速器，如CPQ10型叉车的传动比为6.5，采用的是一对锥齿轮组成的单级减速器。电动叉车一般采用传动比较大的双级主减速器，以便使电动机传出的转速降低到所需的数值，如图4-14c所示。CPD10型电动叉车的驱动桥采用一对圆柱斜齿轮及一对锥齿轮减速。

图4-12 CPC30型叉车变速器动力传递路线

图4-13 驱动桥的组成

1—后桥壳 2—差速器壳 3—差速器行星齿轮 4—差速器半轴齿轮 5—半轴 6—主减速器从动齿轮齿圈 7—主减速器主动小齿轮 8—加油口盖 9—驱动桥盖 10—纸垫 11—轴承 12—轴承垫 13—调整垫片 14—差速器轴承座 15—油封 16—密封垫 17—放油螺塞

图4-14 减速器结构原理示意图

a）单级主减速器 b）、c）双级主减速器

3）单级主减速器的构造：叉车多采用一对大小不等的锥齿轮传动结构，并以小齿轮为主动轮，如图4-15所示。

图4-15 叉车单级主减速器构造

1—十字轴 2—差速器左半壳 3—被动锥齿轮 4—主动锥齿轮 5—半轴齿轮 6—半轴 7—油封 8—调整垫片 9—差速器右半壳 10—调整垫片 11—行星齿轮

为保证主动锥齿轮有足够的支撑刚度，主动锥齿轮与轴做成一体，通过三个轴承支撑在主减速器壳上。从动锥齿轮用螺栓紧固于差速器壳上。差速器壳则以两侧的两个轴承支撑在主减速器壳的座孔中，轴承外侧有调整螺母。从动锥齿轮背面装有支撑螺柱，以限制从动锥齿轮过度变形。装配时，支撑螺栓与从动锥齿轮端面之间的间隙为0.3～0.5mm。

主减速器壳中所储齿轮油，在从动锥齿轮转动时被甩溅到各摩擦表面而达到润滑效果。为保证主动锥齿轮轴前端的圆锥滚子轴承得到可靠润滑，在主减速器壳体中铸出了进油道和回油道。主减速器内还装有通气塞，以防止壳内气压过高而使润滑油渗漏。

（2）差速器

1）作用：为了消除车轮对路面的滑动现象，在结构上保证各个车轮能以不同的角速度旋转，以保持纯滚动状态。它将驱动两侧车轮旋转的驱动轴断开（每部分称为半轴），在向两半轴传递动力时，允许两半轴以不同的角速度旋转，以满足各轮不等路程行驶的需要。

2）组成：叉车上应用的齿轮式差速器主要由四个圆锥行星齿轮、行星齿轮轴（十字轴）、两个圆锥半轴齿轮和差速器壳等组成。

3）构造：差速器壳的两部分用螺钉紧固连接，主减速器从动齿轮用铆钉或螺栓固定在差速器壳左半部的凸缘上。行星齿轮轴的四个轴颈装在由两半差速器壳相应凹槽组成的十字形孔中，每个轴上松套着一个行星齿轮。两个半轴齿轮与四个行星齿轮啮合，半轴齿轮以其轴颈支撑在差速器壳相应的孔中，并以内花键与半轴连接。行星齿轮的背面和差速器壳相应位置的内表面，均做成球面，保证行星齿轮的对中性，以利于与半轴齿轮正确啮合。行星齿轮、半轴齿轮背面与壳体相应的摩擦面间装有软钢或青铜制的减摩垫片。使用过程中，由于摩擦引起的磨损主要发生在垫片上。改变垫片的厚度可以调整行星齿轮与半轴齿轮的啮合间隙，如图4-16所示。

图4-16 齿轮式差速器

1—轴承 2—左外壳 3—垫片 4—半轴齿轮 5—垫圈 6—行星齿轮　 7—从动齿轮 8—右外壳 9—十字轴 10—螺栓

4）工作原理：从万向传动装置传来的动力，自主减速器从动齿轮，依次经差速器、十字轴、行星齿轮、半轴齿轮、半轴输送到驱动车轮。当两侧车轮以相同的转速转动时，行星齿轮绕半轴轴线转动，即公转。若两侧车轮阻力不同，则行星齿轮在作上述公转运动的同时，还可绕自身轴线转动（自转），以适应两侧车轮的不同转速。

5）防滑差速器：它的作用是当一侧车轮打滑时，用啮合器强制地将一侧半轴的齿轮与差速器壳锁在一起，并通过行星齿轮使另一侧半轴齿轮也只能随差速器壳同步运转。于是两侧半轴齿轮都得到了与差速器壳相等的转矩，使驱动轮获得较大的驱动力。

（3）半轴 半轴是在差速器与驱动轮之间传递转矩的轴。由于所传递的转矩较大，故一般是实心轴。它有两种形式（图4-17）：

1）全浮式半轴：是指在工作中只承受转矩不承受弯矩的半轴。半轴内端花键在半轴齿轮的内孔中，外端有凸缘盘，用螺栓将凸缘盘与轮毂连接。若轮毂通过两副轴承支撑在桥壳上，车轮不直接支撑在半轴上，则由车轮传来的各方面的弯矩全部传给桥壳，半轴只受转矩作用。全浮式半轴拆装方便，只需拆下半轴螺栓，便可直接抽出半轴。叉车一般采用全浮式半轴，如图4-17a所示。

2）半浮式半轴：是指既受转矩作用，又受各方向弯矩作用的半轴。半轴外端通过轴承支撑在桥壳内，车轮直接支撑于半轴外端，且距轴承有一段距离，如图4-17b所示。

图4-17 半轴支承形式

a）全浮式半轴 b）半浮式半轴