（一）履带机械转向系的基本原理与组成

1.基本原理

履带车辆的转向方式与轮式车辆不同，它是靠改变两侧驱动轮上的驱动力，使两边履带在不同驱动力作用下产生不同的速度来实现转向的。

改变两侧驱动轮上驱动力的基本方法有两种：一是通过转向离合器切断一侧履带的动力，使之速度降低；二是在切断一侧履带动力传递的基础上附加以制动，使之速度降低更快甚至完全停转，这样两侧履带就会产生不同的速度差，从而实现速差转向。切断动力和附加制动是通过安装在履带机械驱动桥内中央传动装置两侧的两套转向离合及制动装置（图4-36）来实现的。如图4-37a所示是将一侧转向离合器稍加松离，使该侧履带的驱动力减小，速度减慢，因此车辆沿较大的半径转向。如果将其转向离合器彻底松离，即相当该侧履带的驱动力为零，则履带机械就会沿较小半径转向。假如进一步利用制动器对驱动链轮逐渐施加制动力以至完全制动，则由于该侧履带不仅没有得到驱动力，反而产生了与其行驶方向相反的制动力，这就会出现图4-37b的原地360°转向。当两侧的转向离合器完全处于接合状态时，履带车辆便直线行驶。

图4-36 履带机械转向机构安装位置示意图

图4-37 履带推土机转向示意图

a）只分离右转向离合器，沿较大半径转向 b）分离右转向离合器，并完全制动右驱动轮，原地转向

2.基本组成

履带机械车辆的转向系由转向机构（即改变传到两侧驱动链轮上的驱动转矩的机构）和转向操纵机构组成。转向机构有转向离合器式差速转向机构、行星齿轮式差速转向机构以及双差速器式差速转向机构等不同形式，其各有优缺点。

（二）转向离合器式差速转向系的构造原理

1.转向离合器式差速转向系的组成

转向离合器式差速转向系主要由转向离合器、制动器及操纵机构三大部分所组成。其中转向离合器、制动器及操纵机构又各有自己不同的形式。

2.转向离合器式差速转向系各组成部件的类型

（1）转向离合器的类型

转向离合器根据工作条件可分为干式和湿式，干式多用在轻型履带推土机上湿式在重型履带推土机上被广泛采用。履带式工程机械的转向离合器几乎都采用多片式摩擦离合器，而且更多是采用常合式湿式摩擦离合器。这种结构可减少磨损，增加寿命。另外，转向离合器一般都是装在中央传动装置之后，经过变速器、中央传动几次减速增扭后力矩很大。这样大的力矩全部经过转向离合器传给一侧的履带，所以离合器的设计容量也应很大才行。由于转向离合器所处的后桥箱容许的径向尺寸没有主离合器大，因此它不能采用单片或双片，只能采用多片式结构增加传递转矩的能力，并且这种离合器接合和分离的动作柔和，使机械转向动作圆滑平顺。

（2）转向操纵机构的类型

根据操纵形式可分为机械式、助力式和液压式。机械式操纵机构简单，但操纵费力。所以，只用于轻型履带推土机。助力式操纵机构操纵轻便。可在转向时把拉动转向操纵杆所需的35kgf左右的力减小到5kgf甚至更小的力。因此，多用于中、重型履带推土机上。液压式操纵机构操纵轻便灵活、维护简便，且应用广泛。

（3）制动器的类型

制动器一般都采用踏板、拉杆操纵的带式制动器，它易与转向离合器组合为一体，且结构简单、紧凑。根据制动带的作用方式可分为单作用式和浮式两种。单作用式在机械前进时能自行增力，倒车制动时效果较差，多用在轻型履带推土机上。浮式制动器在前进或倒车时都起自行增力作用，且制动效果较好，多用在重型机械上。目前履带式机械多采用液压助力干式和液压操纵湿式转向离合及制动装置。

3.转向离合器式差速转向系的结构

（1）TY120推土机差速式转向系

TY120推土机差速式转向系由多片常压干擦式转向离合器及液压助力式操纵机构和单作用带式制动器组成。

1）转向离合器。

①功用。转向离合器用来根据推土机行驶和作业的需要，切断或减小一侧驱动轮上的驱动转矩，使两边履带获得不同的驱动力和转速，以使推土机以任意的转弯半径进行转向，并可与制动器配合作360°的原地调头。

②组成。转向离合器主要由主动部分、从动部分和加压松放部分组成，其外观及结构剖视图如图4-38所示，主要零件分解如图4-39所示。

③构造。主动部分包括转向离合器轴、主动鼓和主动片等。离合器轴以接盘与中央传动轴接盘连接。主动鼓内孔以花键装在离合器轴上，端部用挡板、螺母固定。主动鼓外圆面制有齿槽，10片带内齿的主动片套装在上边随主动鼓一起旋转。从动部包括从动鼓和从动片。从动鼓装在主动部分的外面，其外端面以螺钉与侧传装置从动齿轮轴接盘连接。从动鼓内腔表面有轴向齿槽，用以和从动片的外齿相配合。从动片可带从动鼓一起转，同时还可在从动鼓内腔中沿轴向齿槽移动以便于实现与主动片的压紧和分离。主、从动片间隔地套装于主、从动鼓之间。从动鼓外圆面充当制动器的制动鼓，带制动片的制动带套装于从动鼓外圆面。

图4-38 转向离合器外观及结构剖视图

松放加压部分主要由压盘、松放环、松放圈、分离轴承、复式弹簧、弹簧杆等组成。压盘内孔滑装于转向离合器轴上，其延长套外缘通过轴承与松放圈连接。松放圈外边通过两个螺柱活动地装着松放环，松放环下短轴插入壳体球窝内，上短轴与拉杆连接。松放环与松放圈连接的上螺柱为中空的，注油软管的内端与其连接，软管外端用空心螺与驱动桥壳上的注油嘴连接。8支弹簧杆的一端穿过压盘、主动鼓的孔后，用弹簧座和锁片将复式弹簧压紧在主动鼓上。这样，利用8组复式弹簧（1300kgf）的压力，将主、从动片紧紧地压在主动鼓与压盘之间。

图4-39 转向离合器主要零件分解图

图4-40 转向离合器工作情形

④工作情形。a.接合：当推土机直线行驶时，如图4-40左所示，主、从动片在弹簧作用下紧紧压在一起，从中央传动轴传来的动力经转向离合器轴、主动鼓，借助于主从动片间的摩擦力传给从动鼓，经接盘传出。b.分离：当需要改变或修正行进方向时，向后拉动一侧的转向操纵杆，经过推杆、液压助力器等，使松放环带动松放圈和压盘内移，复式弹簧被压缩，压盘与主动鼓之间的距离增大，使主、从动片失去压紧力而处于分离状态，如图4-40右所示，推土机即可向相应的方向慢转向。由于转向离合器为多片式，因此分离不彻底。主、从动片的滑动还可传出较小的动力，使推土机两边履带转速不一致，急转向时，必须同时踏下相应一侧的制动踏板，使从动鼓制动。拉动另一侧的转向操纵杆时，以同样的原理，使推土机向另一侧转向。当推土机转到所要求的方向后，放开制动踏板和转向操纵杆，在复式弹簧的作用下，转向离合器恢复接合状态。

2）转向操纵机构。

①转向操纵机构的功用。操纵机构用来操纵转向离合器的分离和接合，以使推土机转向或直线行驶。

②转向操纵机构的组成。操纵机构由转向操纵杆和液压助力器两部分组成，如图4-41所示。

③转向操纵机构的构造。两根转向操纵杆位于驾驶室内前部，下端以轴套装在横轴上，并通过连接叉与推杆连接，如图4-42所示。推杆后端部插入液压助力器顶盖前端孔内。转动推杆可改变其长度，从而使推杆与顶杆之间的间隙得到调整。为了在操纵杆放回时不致猛烈振动，在操纵杆下方缓冲座孔内装有橡胶缓冲垫。

图4-41 TY120A转向离合器操纵机构

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图4-42 TY120A转向离合器操纵液压助力器结构

液压助力器固定在驱动桥壳上面，其作用是当拉动转向操纵杆时，借助压力油的作用推顶套后移，经摇臂等连接件使转向离合器分离。它由壳体、液压泵、操纵阀和摇臂等组成，结构如图4-41和图4-42所示。壳体分上下两部分，上部设有检视口，并用带加油口的上检视口盖封闭；下部为储油室，液压泵也装在壳体内。操纵阀有两个，结构相同，并各受其操纵杆控制而独立工作。它主要由滑阀套、滑阀、顶杆、节流阀、单向阀、弹簧及顶套等组成。摇臂轴以衬套装在壳体后部两侧孔内，上端通过花键套固定着上摇臂，下端以同样的方法固定着下摇臂。上摇臂端部装有滚轮，下摇臂通过拉杆与转向离合器松放环连接。

图4-43 液压助力器工作情况

④转向操纵机构的工作情形。当转向操纵杆在前方放松位置时，滑阀、单向阀和节流阀都在其弹簧的作用下保持在“中立”位置，如图4-43a所示。液压泵来的油只能经左阀套的第一道环槽到第二道环槽，滑阀上的环形凹槽到第三条环槽，然后由壳体油道经右阀套第二、三道环槽流入储油室。当向后拉动左转向操纵杆时，推杆推动顶杆使左滑阀后移。节流阀堵塞顶套底部的锥形孔，阀套上的第三道环槽的径向孔被滑阀封闭，而滑阀的径向孔与压力油道连通。此时压力油进入滑阀的径向孔压开单向阀，经滑阀中心油道和节流阀进入顶套内，随滑阀推顶套后移，上摇臂向后转动，经摇臂轴和下摇臂使转向离合器分离，推土机即向左转向，如图4-43b所示。当向后拉动右转向操纵杆时，推土机即向右转向，原理与上述过程相同，不再赘述。

3）制动器。

①功用。制动器用来配合转向离合器以实现急转向和坡地停车。

②组成。如TY120推土机采用双端浮动带式制动器，左右各一个，且可独立工作。它主要由制动带、支架、双臂杠杆、支承销、内外拉杆、内外摇臂、调整螺母和踏板等组成。

③结构。制动带内圆面铆有摩擦片，用螺栓联接成一个整体。其一端焊有带球面孔的连接块，另一端铆有安装支承销的耳环。支架以螺钉固定在转向离合器室后壁上，双臂杠杆下端两个孔内的支承销，分别支承在支架、下钩形槽内，后支承销连接制动带下端，前支承销经调整螺杆连接制动带的上端，调整螺母球形凸面支承在制动带上端的连接块球形座上，以铆在钢带上的弹簧钢片防松。双臂杠杆上端通过轴销、拉杆、摇臂等与制动踏板连接。在外拉杆后部与后桥箱间装有踏板回位弹簧。

④工作情形。当需要急转向时，先向后拉动转向操纵杆，而后踏下制动踏板。作用力通过外拉杆等连接件使双臂杠杆上端向前摆动。此时，若推土机是前进行驶，则制动鼓为反时针旋转，作用在制动带上的摩擦力将制动带后端拉起，双臂杠杆则绕前支承销转动，后支承销离开支架，将制动带拉紧，使从动鼓制动，推土机即可向相应的方向急转向。

（2）TY180推土机转向离合器式差速转向系的构造与原理

1）转向离合器。

①功用与形式：其功用与前述TY120的相同，但形式上有差异。TY180采用单作用液压操纵湿式多片转向离合器，其结构如图4-44所示。单作用是指离合器靠弹簧压紧，靠油压分离的作用方式。若接合与分离均靠油压则称双作用式。后面对双作用式也作以简要介绍。

图4-44 TY180采用单作用液压操纵湿式多片转向离合器

②结构组成：TY180推土机转向离合器由主动部分、从动部分、加压松放部分组成。主动部分主要包括接盘、主动鼓和主动片等。接盘以花键装在中央传动轴端，并用挡板和螺母固定。接盘小端外缘制有油槽和与油槽相连通的油道。油槽两侧还装有密封环。接盘的大端以螺钉与主动鼓连接，主动鼓外圆柱面制有齿槽，其上装着9片带内齿的主动片。不同机型上主动片的结构大同小异，如图4-45所示为一种带内齿的主动片外观图。从动部分主要由从动鼓和从动片等组成。从动鼓的结构与TY120推土机的基本相同。主、从动片间隔地装于主、从动鼓之间，平时在弹簧作用下，被压盘紧紧地压在主动鼓的凸缘上。在不压紧的情况下，主、从动片均可做轴向移动。加压松放部分由弹簧压盘、外压盘、复式弹簧和活塞组成。当缸内进压力油时，活塞被向外推，通过压盘压缩弹簧，使外压盘外移，离合器即可分离。因这种转向离合器是湿式的，故从动盘、外压盘上都有油孔。在8根弹簧杆中有4根是空的，以便进入滑油润滑弹簧压盘与主动鼓之间的配合面。

③工作情形：a.当转向操纵杆处于放松位置时，在复式弹簧作用下，弹簧压盘带动压盘紧紧地把主、从动片压在主动鼓上，使转向离合器处于接合状态，从中央传动轴来的动力，经过两侧转向离合器的接盘、主动鼓、主动片、从动片和从动鼓，经侧传动装置传出，使推土机直线行驶。b.当向后拉动一侧的转向操纵杆时，经过一系列的杠杆传递，改变转向操纵滑阀在阀座孔内的位置，以接通液压泵至转向离合器的压力油路，使压力油经过操纵阀等进入活塞与接盘之间的油室。在油压作用下，活塞顶动弹簧压盘使压盘向外移动，增大了压盘与主动鼓的距离，主、从动片失去压力转向离合器便分离，推土机即向该侧转向。当向后拉动另一侧的转向操纵杆时，以同样的原理，推土机向另一侧转向。推土机转到新方向后，放松转向操纵杆，操纵滑阀回到中间位置，在复式弹簧的作用下，转向离合器恢复接合状态，推土机又直线行驶。

2）操纵系统。

图4-45 带内齿的主动片

图4-46 转向离合器操纵杠杆系统

①杠杆系统：位于驾驶室座前中间位置。它由两套结构完全相同，并能独立工作的杠杆机构组成（图4-46）。杠杆系统包括手柄、手柄拉杆、上下支架、上下摇臂、连接叉、竖拉杆和纵拉杆等。当拉动操纵杆时，经拉杆使摇臂绕轴摆动，以控制转向操纵阀工作。

②液压系统：主要由液压泵、过滤器、转向操纵阀和背压阀等组成（图4-47）。液压泵为CB-F40L-FL型齿轮泵，油箱是以驱动桥壳体为液压系统的油箱。过滤器有粗过滤器和细过滤器。粗过滤器在液压泵至油箱之间，它主要用于以磁铁和滤芯，吸附油液中的金属屑和过滤油内的杂质。细滤器装在液压泵与转向操纵阀之间，用于再次过滤油内的污物。转向操纵阀用来通过操纵杆的控制，接通或切断液压泵至转向离合器的压力油路，以实现转向离合器的分离，使推土机转向。

图4-47 转向离合器操纵液压系统

溢流阀装在转向阀壳体上面。从液压泵排出的压力油经滑阀的小孔流入小阀芯上端，直到油的作用力与弹簧的推力相平衡时，滑阀的凸缘处于临界开启状态，保持恒定。液压系统油压的大小通过调节螺钉调整。转向阀由阀体、滑阀、弹簧、滑阀控制杆和摇臂等组成。滑阀装在阀体的滑阀座孔内，其上制有与阀座孔相应配合的环槽与凸肩。滑阀的一端通过挡圈和卡环压装有弹簧，滑阀控制杆以衬套装在壳体的前部，在壳体内通过半圆键和螺钉安装着摇臂。

③工作情形：当不拉转向手柄时，滑阀在其弹簧作用下，转向离合器不工作。当拉动一侧的转向手柄时，经一系列的杠杆作用，使滑阀控制杆转动，从而带动摇臂摆动，摇臂端部的滚轮便压动滑阀右移，滑阀端部的凸肩失去了对阀座孔的封闭。当放松转向手柄时，滑阀在其弹簧作用下恢复原位，油液又开始上述的循环；转向离合器活塞室内的油液，经该侧油口、油道流回后桥箱油室。同样，拉动另一侧转向手柄时，滑阀与控制油路以同样原理而工作。当放松踏板时，在回位弹簧的作用下，制动器各机件恢复到原来位置，停止急转向。

3）制动器：当需要在坡地停车时，将右踏板踏下，使制动卡爪卡住踏板齿条，不使踏板回位，即可使推土机可靠制动。TY180制动器与TY120制动器结构基本相同，在此不再重述。

（3）TY220推土机双作用式转向离合器

1）性能特点。双作用式转向离合器的压紧与分离都是靠液压，如图4-48所示的TY220型推土机的转向离合器，即为双作用式。双作用式转向离合器压紧弹簧的压紧力只占总压紧力的25%左右。当机械出故障拖回修理地点时，操作转向制动器可使转向离合器主动片与被动片之间打滑而一侧履带制动，从而实现转向。在正常作业时，要供入1MPa的油压以保持离合器在接合状态或分离状态。如图4-48所示为双作用式转向离合器的工作原理。

2）工作原理。操纵阀为一个组合阀，将左右滑阀和减压阀组合为一体，置于后桥箱上，有以下四个操纵位置。

①左右转向离合器接合。油液的进入如图4-49a箭头所示；在接合状态时，放松离合器操纵杆，压力油从操纵阀经油管、轴承壳、接盘和内鼓，进入液压缸小腔，如图4-49a所示。活塞经活塞杆用螺母和压板连接，压板将主被动片紧紧压成一体，动力得以传递。这时液压缸大腔的油经操纵阀回入转向箱中。

②左离合器分离、右离合器接合。如图4-49b所示，机械向左转弯。

图4-48 TY220型推土机的双作用式转向离合器

图4-49 双作用式转向离合器工作原理

③与上述同理，当左离合器接合、右离合器分离时，机械向右转弯。

④左、右离合器同时分离。在分离状态时，拉动离合器操纵杆，压力油从操纵阀经油管、法兰（或圆锥齿轮轴中的油道），进入液压缸大腔，推动活塞连压板移位。离合器主、被动片间没有压紧力而不能传力。这时液压缸小腔的油经操纵阀回入转向离合器箱中。

上面介绍分析了履带车辆中广泛采用的转向离合器式差速转向系统，它代表了履带车辆转向系统的一个基本类型。除此之外，还有行星齿轮式差速转向、双差速器式差速转向等基本类型，对其具体构造与原理，在此不再多述，有兴趣者可查阅相关资料。