叉车结构解析
【任务描述】
一台叉车摆放在面前，你能从外观辨识其每个部件的名称吗?这就是本次要完成的任务。 【任务目标】
辨识叉车结构，能说出每个部件的名称，并了解一台叉车主要结构的工作原理，熟悉常见 叉车属具并了解其功用。
【任务准备】
●材料、资料：1台叉车，白板1块，若干叉车部件图片，电脑、投影仪等设备。
●方法、措施：老师讲解，学生分组完成任务。
【实施步骤】
●任务介绍：老师讲解叉车结构及其工作原理，每位学生查找知识链接或拓展内容，辨识 叉车每个部件。
●分组完成：老师分派各组任务，各小组开展活动，完成任务，并派代表发言。
●总结评定：师生共同总结本次任务的完成情况，并评价。
【知识链接】
不同的叉车虽然在结构上有一定的差异，但其基本结构大致相同， 一般都是由动力装置、 起重工作装置、叉车底盘(包括传动系统、转向系统、制动系统、行驶系统)和电器设备组成。叉 车外观如图1- 7所示。
一 、动 力 装 置
动力装置的作用是为叉车的各工作机构提供动力源，保证叉车工作装置装卸货物和叉车 正常运行所需要的动力。目前，叉车的动力装置一般采用多缸、四行程、水冷式、直列型、往复 活塞式汽油发动机或柴油发动机以及蓄电池作为叉车的动力源。
( 一)发动机本体
发动机由于使用的燃料和点火方式的不同，目前有汽油发动机和柴油发动机两种，汽油发 动机通过局部改造以后，可以使用液化石油气作为燃料。
汽油发动机是通过汽化器(化油器)使汽油和空气混合后被吸入发动机气缸内，再用电火 花使它燃烧做功，这种发动机称为汽化器式发动机；也有使汽油直接喷射到气缸内(或喷射到 进气管内)和吸入气缸的空气混合，再用电火花使它燃烧而产生热能做功的汽油直接喷射式发 动机。汽油发动机内部结构图如图1-8所示。
图1-7 叉车外观图
1-货叉；2—货叉止动螺栓；3—货叉止动销；4—挡货架；5-方向盘；6一起升链条；7—内门架；8—外门架；9—头 灯；10—护顶架；11—后视镜；12—前组合灯；13—坐椅；14—内燃机罩；15—转向轮；16—左踏脚板；17一驱动轮； 18—后组合灯；19—吸气口；20一平衡重；21—右踏脚板；22—挡泥板；23—倾斜缸；24—升降缸
图1-8 四缸汽油发动机
柴油机使用的燃料是柴油，一般是通过喷油泵、喷油器将柴油直接喷入发动机气缸内，和早已 被吸入气缸内的空气混合，在高压高温条件下自燃而产生热能，这种发动机称为压燃式发动机。
发动机本体包括了三个主要部件及机构：
1. 机体
机体包括气缸体、气缸盖、油底壳等。机体 的作用是作为发动机各机构、各系统的装配基 体，而其本身的许多部分又分别是曲柄连杆机 构、配气机构、燃料供给系和润滑系的组成部 分。气缸体和气缸盖的内壁共同组成燃烧室的 一部分，所以又是承受高压和高温的机件。气 缸体如图1- 9所示。
2. 曲柄连杆机构
曲柄连杆机构是往复活塞式发动机的重要组成部分(如图1- 10所示)。它可以分为两 组：活塞连杆组和曲轴飞轮组，前者由活塞、活塞环、活塞销、连杆组成，后者由曲轴和飞轮组成 (如图1-11所示)。连杆小端用活塞销与活塞连接在一起，连杆大端与偏离曲轴中心线的连 杆轴颈相连；曲轴通过本身的主轴颈支承在机体上。燃烧气体的压力直接作用在活塞上，推动活 塞做往复直线运动。然后经连杆和曲轴将活塞的直线运动转变为曲轴的旋转运动。曲柄连杆机 构是发动机的重要组成机构，它能把活塞的往复直线运动转变为旋转运动，从而获得所需的扭矩 和转速。发动机所产生的动力，大部分传给车辆的传动系统，小部分通过其他的传动装置驱动其 他机构。
图1-10 曲柄连杆机构
图1- 11 曲轴及活塞连杆飞轮组
做往复运动的机件(如活塞)的线速度是很大的。因此，机体与曲柄连杆机构的工作条件 的特点是高温、高压、高速和化学腐蚀。
3. 配气机构
配气机构的功用是按照发动机每一个气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求，定时 开启和关闭各气缸的进、排气口，使新鲜可燃混合气(汽油机)或空气(柴油机)得以及时进入气 缸，废气得以及时从气缸排出。配气机构如图1-12所示。
图1-12 配气机构
(二)冷却系统
发动机工作时，可燃混合气在燃烧过程中，气缸内气体温度可高达2000℃。直接与高温 气体接触的零部件(气缸体、气缸盖、活塞等)若不及时加以冷却，其中运动机件将会因热膨胀 而改变正常间隙，或因润滑油高温失效而卡死；各机件也可能因高温而导致其机械强度降低甚 至其金属内部分子结构破坏。因此，为保证发动机正常工作，必须对这些高温条件下工作的机 件加以冷却。
目前车辆发动机冷却的方式一般有两种：水冷式和风冷式，其中水冷式应用更广泛。水冷 式发动机冷却系构成如图1- 13所示。
图1- 13 发动机循环式水冷系
1. 散热器—水箱
水箱主要组成部分为上贮水箱、下贮水箱和散热器芯等，顶部有加水口，冷却水由此注入 整个冷却系统，然后将水箱盖严密盖住。目前车辆上多采用闭式水冷却系统，这种水冷却系统 的水箱盖具有自动阀门，发动机热状态正常时阀门关闭，将冷却系统与大气隔开，防止水蒸气 溢出，使冷却系统内的压力稍高于大气压力，从而可增高冷却水的沸点。
水箱上的上、下水管接口通过水管与发动机连接，在水泵的作用下，将发动机内的高温通 过水的流动传递到水箱，再在风扇的作用下，将贮存在水箱表面散热片上的热量扩散到大气， 从而达到降温的目的。
在发动机热态下开启水箱盖时，特别注意应缓慢旋开，使冷却系统内的压力逐渐降低，以 免出现被热水烫伤事故。
水箱底部安装有放水开关，便于冬天放尽冷却水，防止水结冰而破坏水箱。放水时打开各 放水开关，打开水箱盖。
2. 风扇
风扇通常安装在散热器后面，并与水泵同轴，当风扇旋转时，对空气产生吸力，使之沿轴向 流动。空气流由前向后通过散热器芯的冷却水加速冷却，从而加强了冷却系对发动机的冷却 作用。风扇通常和发电机一起由曲轴皮带轮通过三角皮带驱动。为了使皮带传动正常工作， 通常将发电机的支架做成可移动式的，以便调节皮带的紧度。风扇皮带的紧度要求一般是用 大拇指压下皮带(约有4kg 力)时产生10～15 mm 的挠度为宜。
3. 水泵
水泵的作用是对冷却水加压，使水在冷却系中加速循环流动。
4. 节温器
通过散热器的冷却水的流量， 一般是由节温器来控制的。节温器装在冷却水循环的道路 中(一般装在气缸盖出水口处)。
发动机冷却系的工作状态，对发动机的功率有着一定程度的影响，在某种程度上还会影响 发动机的使用寿命，应引起操作者的重视，经常检查冷却系工作状态。 一般采用水冷却系时， 则冷却水的温度在80℃~90℃之间。
( 三 ) 润 滑 系 统
发动机工作时，受力零件的相对运动(转动或滑动)表面之间必然会产生摩擦，由此产生很 大的摩擦力，其结果不仅增大了发动机内部的功率消耗，而且使零件工作表面迅速磨损，同时
由于摩擦产生大量的热量，从而导致某些零件表面熔损，致使发动机无法运转。因此，为保证 发动机正常工作，必须对相对运动的零件表面加以润滑，亦即在摩擦表面上覆盖一层润滑油， 以减小摩擦阻力，减小机件磨损，降低功率损耗，从而延长发动机的寿命。由于发动机的运动 部件较多，对此，必须有一个润滑系统对各运动部件供给润滑油。流动的润滑油不仅可以减少 摩擦及清除摩擦表面上的磨屑等杂质，而且还能冷却摩擦表面。此外，气缸壁和活塞环上的油 膜能提高气缸的密封性。
由于发动机各运动零件的工作条件不同，所承受的载荷及相对运动的速度也不同，所以要 求的润滑条件也不相同，因而应采取相应不同的润滑方式。曲轴主轴承、连杆轴承及凸轮轴轴 承等处承受的载荷及相对运动速度较大，需要一定的压力将润滑油输送到摩擦表面中，方能形 成油膜，保证润滑，这种润滑方式称为压力润滑。作为一个润滑系统，主要由以下部件组成：
1. 机油泵
机油泵是利用发动机的曲轴或凸轮轴带动，其结构通常采用外啮合齿轮泵和内啮合齿轮 泵或摆线泵，油泵的工作原理与液压传动系统油泵的工作原理是一样的。
2. 机油滤清器
机油通过摩擦面之前，经过滤清器滤清的次数越多，则机油越清洁。但滤清次数越多，机 油流动阻力也越大。为解决滤清与油路通畅的矛盾，在润滑系中一般装有几个不同滤清功能 的滤清器，如集油器、粗滤器、精滤器，分别并联和串联在主油道中，这样既能使机油能得到较 好的滤清，而又不会造成很大的流动阻力。
3. 机油散热器
在有些发动机上，为使机油保持在最有利的温度范围内工作，装有机油散热器，其结构与 冷却系水散热器类似。
(四)燃料供给系统
汽油发动机所用的燃料是汽油。汽油在未输入气缸前，须先喷散成雾状(雾化)和蒸发，并 按一定的比例与空气混合形成均匀的混合气，可燃混合气中燃油含量的多少称为可燃混合气 浓度。 一般汽油发动机燃油供给系的组成如图1-14所示。
图1-14 燃料供给系示意图
1—油面指示表；2—空气滤清器；3—汽化器；4—进气管；5—排气管；
6—汽油泵；7一汽油滤清器；8—排气消音器；9—油管；10—汽油箱
1. 汽油泵
汽油泵的作用是将汽油从油箱吸出，经油管和汽油滤清器，然后泵入汽化器浮子室。
2. 空气滤清器
空气滤清器的作用是清除进入汽化器的空气中所含的尘土和砂粒，以减少气缸、活塞和活
塞环的磨损。实践证明，若不装空气滤清器，气缸磨损将增加8倍，活塞磨损将增加3倍，活塞 环磨损将增加9倍。
3. 进气管和排气管
进气管的作用是将汽化器所供给的可燃混合气分别送到发动机的各个气缸，排气管的作 用是汇集各气缸的废气，从消音器里排出。
二、起重工作装置
叉车的工作装置直接承受货物的重量，完成货物的叉取、卸放、升降、堆垛等装卸作业。叉 车的工作装置是叉车所独有的装置，是叉车最重要的组成部分之一。组成叉车工作装置的主 要部分有货叉、滑架(又称叉架)、内外门架、链条和滚轮，如图1-15所示。叉车货叉的升降和 门架前后倾斜均由液压油缸来驱动。
起重工作装置由直接进行装卸作业的工作装置及液压控制系统组成。
液压控制系统的作用是把发动机(或电动机)的能量传递给叉车的工作装置，以便实现货 物的起升和门架的前后倾斜。液压控制系统构成如图1-16所示。
图1-15 叉车的工作装置
1—导向杆；2—柱塞头顶板；3—内门架上横梁；4—滑 架上横梁；5—挡货架；6—滑架下横梁；7—货叉；8—滑 架竖板；9—滑架滚轮支架；10—滑架滚轮；11—链条支 架；12—起升油缸；13—内外门架；14—滑架
图1-16 液压控制系统
1—油箱；2—油泵；3—液压方向机油路；4—倾斜油缸； 5—方向阀；6—限速阀；7一起升油缸；8一转向油缸； 9—全液压方向机
液压系统主要由油泵、安全阀、分配阀、工作油缸、节流阀、油箱、滤清器和油管等组成。其 中，油泵是将机械能转换成液体压力能的机构；油缸是将液体压力能转换成机械能的机构；安 全阀、分配阀、节流阀是控制液体的压力、流量和流动方向的机构；油箱、滤清器和油管是保证 液压系统可靠、稳定、持久工作的机构。通过这些机构实现液压油路不同的工作循环，从而满 足叉车各项工作性能的要求。
这种以油液压力作为媒介传递动力的装置，其压力油液的流动可借助于各种阀加以控制， 能够任意地控制负载的运动方向。