（一）自行式振动压路机的基本组成

通过压路机分类的介绍，大家知道振动压路机的类型很多，在此首先重点介绍自行式振动压路机。

就自行式压路机而言，随机型的不同，其总体结构也存在一定差异。但从振动压路机整机结构组成上来看，则大体相同，通常包括动力装置（发动机）、底盘和工作装置（振动轮）三大部分。严格说来，也可以说由发动机和底盘两部分组成，因为压路机的工作装置很特殊，它与挖掘机、装载机等工程机械独立于底盘之外的工作装置不同，它本身是行驶系统的一部分，因此也是底盘的组成部分。

如图2-55所示为YZ16JC/YZ18JC型振动压路机整体结构外形图。

图2-55 YZ16JC/YZ18JC型振动压路机整体结构外形图

动力装置提供振动压路机行驶和压实作业所需的机械能。自行式振动压路机动力装置大多采用柴油机，不过有少部分小型振动压路机则采用汽油机，例如ZR88型手扶式单缸轮振动压路机采用日本本田（Honda）GX160型汽油机。

柴油机和汽油机都属内燃机，它们是将柴油燃烧所产生的热能转变为机械能的装置，振动压路机应用的柴油机多为往复式四行程多缸高速柴油机。如徐工集团生产的YZ16JC/YZ18JC型振动压路机采用上海柴油机厂生产的D6114ZG5B型柴油机，其中徐工YZ18JC型振动压路机还可以选配玉林柴油机厂生产的YC6108ZGB型柴油机。又如YZC12型双钢轮振动压路机采用德国道依茨BF4M1013型涡轮增压型柴油发动机。该发动机具有很高的工作可靠性和燃油经济性，以及低噪声、低排放，完全符合欧洲排放标准EUR02的要求。

柴油机经济性好，它的热效率一般为30%～40%，最高可达46%，在热机中它的热效率是较高的。柴油机的适应范围较广，能满足多种不同用途的需要。柴油机结构紧凑，质量轻，体积小，一般平均单位质量为0.39～0.52kg，因而特别适用于要求具有良好机动性的振动压路机。柴油机操作简便，起动迅速，工作可靠，不受使用场合的限制。振动压路机用柴油机除了具有一般车用柴油机的普遍要求之外，由于其工作条件的差别，还有一些新的要求：通常振动压路机工作冲击振动大，要求柴油机具有更高的刚度和强度；工作负荷大，常出现短期超载现象，要求柴油机有足够的转矩储备系数；施工现场尘土大，要求柴油机空气、柴油、机油滤清可靠；振动压路机柴油机经常在变速下工作，因而要求它有良好的调速性能；柴油机应能在30°～35°的斜坡上可靠工作；此外，在严寒、高原、沙漠、炎热地带、地下工程、水下工程等特殊条件下工作的振动压路机的保暖、防尘、降温、排气污染等方面的特殊要求柴油机都应能够满足。

底盘系统是振动压路机的基础，它将动力装置的机械能进行转换和传递，使之适合振动压路机行驶和压实作业的需要，它一般由传动系、转向系、制动系、行驶及工作装置、操纵系统以及驾驶室等组成。其中行驶及工作装置包括前后车架（整体式和铰接式）、减振系统、振动轮和驱动轮等重要部分。

下面重点对底盘的各个组成部分的结构进行介绍分析。

（二）自行式振动压路机的主要结构形式

现代振动压路机的机型较多，不同类型的振动压路机有着不同的技术特点和使用特性。其中应用最广泛的自行式振动压路机为轮胎-光轮（钢轮）式、双光轮（钢轮）式两种。振动压路机振动轮分光轮和凸块等结构形式。振动轮为凸块形式的又称为凸块振动压路机。双光轮式振动压路机又分为两轮铰接式振动压路机。如图2-56所示为轮胎驱动铰接式振动压路机。

图2-56 轮胎驱动铰接式振动压路机

1—后机架 2—发动机 3—驾驶室 4—挡板 5—振动轮 6—前机架 7—铰接轴 8—驱动轮

轮胎驱动铰接式羊足振动压路机如图2-3所示。光轮铰接式振动压路机如图2-4a所示；两轮串联整体式车架振动压路机如图2-4b所示。

图2-57 轮胎驱动铰接式羊足振动压路机

图2-58 双光轮式振动压路机

a）铰接车架 b）整体车架

拖式振动压路机主要有凸块式振动压路机、羊足振动压路机、光轮振动压路机、格栅振动压路机等。作业时由推土机或拖拉机作为牵引车拖行作业。

（三）几种自行式振动压路机的总体结构及性能特点

1.YZ14型振动压路机的总体结构特点

YZ14型振动压路机是洛阳建筑机械厂开发的超重型铰接式振动压路机，其外形如图2-59所示。

图2-59 YZ14型振动压路机

YZ14型振动压路机由振动轮和单轴驱动车两单元铰接而成。该机采用单轴轮胎驱动，行走传动为机械式。发动机、行走传动装置、驾驶室及各种操纵机构都安装在单轴驱动车单元上。该机光面振动轮由静液压驱动振动轴产生振动，利用机械自重和振动轮的激振力压实土壤。转向机构为中央铰接全液压随动式。

YZ14型振动压路机兼有机械式和液压式传动的优点，工作可靠、传动效率高、操纵轻便、工作平稳，是20世纪90年代我国压实机械的主力机型。采用机械式传动的振动压路机，其结构简单，制造技术成熟，工作可靠，维修方便。实践证明，YZ14型振动压路机具有压实效果好、影响深度大、生产效率高等特点，特别适合压实砾石、碎石、砂石混合料等非粘性土壤和沥青等混凝土铺筑层，是高等级公路、矿山道路、堤坝、机场、海港以及其他建筑工程的理想压实设备。总体上具有以下结构特点：

YZ14型振动压路机的动力装置为4135AK-3型水冷式柴油机，额定功率为73.53kW，额定转速为1500r/min。该发动机的动力可由曲轴两端同时输出，飞轮端输出的动力进入机械式行走传动系统；曲轴前端输出的动力则经传动轴和副变速器驱动液压系统的双联齿轮油泵。

YZ14型振动压路机采用可靠的机械式行走传动系统，结构简单，维修保养方便。光轮振动工作装置为液压驱动，操作轻便，振动平稳，无惯性冲击。

该机由振动轮和单轴驱动车的前后机架铰接而成，可实现液压铰接折腰转向，机动灵活，通过性能好。振动轮轮圈为光面钢轮，振动轮总成与前机架连接，由单轴驱动车牵引驱动。单轴驱动车的后机架上装有发动机、变速器、驱动轮和驾驶室等总成。驱动轮为人字形花纹越野低压充气轮胎，附着力强，牵引通过性能好。驾驶室与后机架采用弹性联接，橡胶减振。

2.BW217D型全液压振动压路机的总体结构特点

该产品是最新生产的BW系列产品中的一种单滚轮全轮驱动的全液压振动压路机，是德国宝马公司的先进技术，也是具有当今领先世界先进水平的现代化超重型振动压路机。其中，BW217D型振动压路机为光轮振动压路机，BW217PD型振动压路机为凸块式振动压路机。

BW217D型振动压路机的工作质量大，具有强大的激振力，是一种高性能、高效率的大型土方工程压实设备。该机适合碾压砾石、碎石、砂石等非粘性混合料和砂性土壤，对粘性铺筑材料也具有良好的压实效果，使用范围宽，适应性强。

（1）基本结构与性能特点 BW217D型全液压振动压路机采用道依茨（Deutz）公司先进的F6L413FR型风冷式柴油机作动力，功率大、能耗低、动力性能好。

该机由前后机架铰接，采用全液压折腰转向，稳定性能好，转向轻便灵活。行走系采用静液压低速大转矩液压马达全轮驱动，结构紧凑、便于布置，操纵非常轻便。BW217D型振动压路机具有四个行走速度范围，每一速度范围均可实现无级调速。压路机的行驶速度范围可根据作业和运输工况要求、施工条件和地面状况确定。

速度范围通过电旋钮选择开关选定。通常，压实作业选用第一速度范围；运输工况可根据地面条件、附着性能和周围环境分别选择第二～四速度范围，第四速度范围为高速行驶速度范围。

压路机的行驶方向采用先进的前进后退换向装置控制。该装置采用液压伺服联动机构，通过改变行走变量柱塞泵斜盘的倾角方向来改变液流方向，实现压路机换向。行走液压泵的流量伺服阀由行走拉杆操纵控制，它具有“前行”和“后退”两个工作位置。在“前行”和“后退”工作位置之间存在一个过渡区间。在过渡区的正中位置，流量伺服阀的液控油路入口被截断，此时，行走柱塞液压泵斜盘的倾角为零，液压泵排量也为零，行走泵不输出压力油，压路机处于“空档”位置。当行走拉杆由“前行”或“后退”位置推（拉）向过渡区趋近“空档”位置时，压路机的行走速度会渐渐减慢；反之，将行走拉杆逼近“前行”或“后退”工作位置，压路机则自动加速行驶，直至达到相应的行驶速度。这种伺服联动调速换向装置，是通过逐渐改变柱塞变量泵斜盘倾角来调节输出流量的，换向、调速无冲击，改善了压路机的行驶性能。

压路机通过液控压力位移比例阀实现调速，具有稳定行驶速度的作用。当负载在一定范围内变化时，压路机的行驶速度可基本稳定不变。另外，在行走液压马达的进排油回路上还装有背压平衡装置，可提高压路机换向、变速的平稳性。稳定和平稳的行驶速度特性可以提高振动压实质量，获得最佳的均匀压实度。

BW217D型振动压路机的液压振动系统具有调频调幅功能，可根据不同的压实要求选用高幅低频或低幅高频进行振动压实，用以满足不同铺筑材料和不同压实厚度的压实作业需要。通常，压实厚铺层粘性土或粗粒度填筑材料，应选用高幅低频振动；压实薄铺层非粘性材料或压实面层，则宜选用低幅高频振动，方可取得最佳压实效果。

该机的激振器采用两个分体式偏心块。偏心轴的旋向不同，偏心质量和偏心距也不同。通过改变振动液压马达的旋转方向，即可获得两个不同的名义振幅值，达到调幅的目的。该机振动液压马达高幅旋向为低频激振；低幅旋向为高频激振，作业时可根据施工需要合理选用振频和幅值，满足不同的压实要求。

BW217D型全液压振动压路机的调幅机构为质量调节式偏心块调幅机构。具有调幅功能的激振器安装在振动轮的一侧，振动轴上装有两个独立的分体式偏心块：一个固定式偏心块和一个质量可调式偏心块。两独立的偏心块与振动轴均用键联接，一体旋转。固定式偏心块的偏心质量和偏心距为定值，不随振动轴的旋向而改变；质量可调式偏心块的偏心质量和偏心距，可通过改变振动轴的旋向而得到调节。质量可调式偏心块的结构如图2-60所示。(www.daowen.com)

图2-60 B7217D型质量可调式偏心块的结构

质量可调式偏心块由偏心壳体、偏心壳盖、内偏心块和振动轴等组成。偏心壳体与振动轴用平键联接，偏心块总成通过振动轴和平键由振动液压马达驱动。在偏心壳体与偏心壳盖的封闭空腔内，装有一定质量的硅油。硅油具有流动性好，且密度很大，可随振动液压马达旋转方向的变化而改变硅油在偏心块内上下腔的位置，达到调节偏心质量和偏心距的目的。

在传统的偏心块封闭内腔中，通常灌装重金属水银。重金属水银密度大，易流动，但价格昂贵，一旦泄漏还会污染环境，危害人体健康。硅油价格低廉，粘度大，具有良好的阻尼吸振作用。当振动轮改变振幅时，偏心块因改变旋转方向将产生较大的惯性冲击，偏心块内的硅油可起阻尼缓冲、衰减振动的作用，从而可以减轻机件的冲击负荷。质量可调式偏心块的调幅原理如图2-61所示。

图2-61 质量可调式偏心块的调幅原理

当偏心块顺时针旋转时，硅油在离心力和惯性的作用下，将滞留在A腔外缘空腔内。此时，滞留此处的硅油可与一部分偏心块的偏心质量相平衡，偏心质量相应减少，也使偏心块的质心移近轴心，即偏心距r₁随之变小。反之，当偏心块逆时针旋转时，由于离心力和惯性的作用，硅油将反向滞留在偏心块B腔外缘的空腔内。此时，由于硅油流向偏心质量一侧，偏心质量相应增大，偏心距r₂也随之外移增加。

偏心质量和偏心距的大小直接影响激振力的大小和振动轮的振动幅值。

由此可知，偏心块振动轴的偏心质量和偏心距越小，离心激振力和振动轮振幅也越小；偏心质量和偏心距增加，激振力和振幅也随之增大。此外，振动频率也是影响压实效果的重要因素，振动频率越高，激振力越大，对被压材料的冲击力也越大。在实际应用中，因被压层的土壤性质不同，粒径不同，初始密实状态不同，其弹性也不同，因此对振动频率和振幅大小的要求也存在差异。实践证明，振动压路机的振动频率选择范围在25～55Hz之间，振幅选择范围在0.7～1.8mm之间，可获得最佳的压实效果，作业时应根据具体情况而定。激振频率过高或过低都无法有效压实土壤，只有当激振频率接近土壤自振频率，才能引起共振，急剧降低土壤内摩擦阻力，将土壤压实。振幅过大，压实能量过高，不仅会击碎被压层骨料，而且会引起已压实铺层再次出现松散现象；振幅过小，参与振动的土壤质量也越少，压实影响深度小，压实效果差。通常，土壤的含水量越高，粒径越小，黏土质含量越多，其自振频率则越低；含水量越低、粒径越大的砂石料，自振频率则越高。如含水量较高粘性土的自振频率为18.3～19.2Hz，而不含粘土质的大块砂石的自振频率则高达34Hz。振动频率的选择应略高于未经压实土壤的自振频率，以便在压实过程中使土壤的自振频率逐步提高后能与压路机的振动频率基本一致。随着压实遍数的增加，土壤的密实度增加，最佳振动频率也应随之提高。在压路机的振幅选择范围内，当铺筑层厚为400mm以上的粘性土或含有大粒径石料时，则应选用大振幅（1.0～1.8mm）；当压实层厚小于400mm的非粘性材料和沥青混合料路面，则宜选用小振幅（0.7～1.0mm）。

BW217D型全液压振动压路机为超重型振动压路机，压实能力强，具有双振频和双振幅（低振频29Hz，高振频35Hz；大振幅1.66mm，小振幅0.97mm），作业适应范围较宽。

为了提高压路机的附着牵引力，BW217D型振动压路机采用低压宽基充水轮胎，必要时，可在轮胎内注入氯化钙或氯化镁溶液（所注溶液含氯化钙或氯化镁28%～30%，含水70%～72%）。该溶液密度大、压力恒定时间长、冰点低、使用性能好。

BW217D型振动压路机具有良好的减振缓冲性能，除了机架与振动轮之间装有减振器外，在驾驶室与机架、发动机与机架之间都设有二级减振装置，不仅改善了驾驶员的工作环境，而且延长了机械的使用寿命。减振装置均为橡胶缓冲装置，可抗冲击疲劳，缓冲效果好。

BW217D型振动压路机主减振系统如图2-62所示。四组橡胶减振器支承振动轮的上车机架，分别安装在机架的两侧。优质隔振橡胶2内，嵌有联接螺母。隔振橡胶2经硫化后与肋板1、内嵌螺母等金属件压制粘接成形，其粘接强度大于3MPa，能迅速衰减振动轮对机架的冲击振动。减振器两侧分别与侧板3和前机架联接板4用螺栓联接紧固，承受上车负荷和振动轮周期性的振动冲击。

图2-62 BW217D型振动压路机主减振系统

1—肋板 2—隔振橡胶 3—侧板 4—前机架联接板

压路机在振动压实过程中，减振器承受垂直和水平方向交变切应力的作用。因隔振橡胶有很大的线性柔韧性，并具有长时间被拉伸而不失去良好弹性的特点，故能持久承受交变剪切作用而不易出现疲劳，始终保持良好的隔振缓冲性能。

（2）BW217D/PD型全液压系统的结构特点 全液压系统由转向系统、行走系统、振动系统和行车制动系统所组成，形成四个并联液压回路，工作原理如图2-63所示。

转向泵13由柴油机曲轴前端驱动，行走液压泵11与振动液压泵10串联，由曲轴尾端输出动力驱动，行走液压泵11为双向变量柱塞泵，同时驱动振动轮和左右车轮的双向变量液压马达6、7。拧动行走速度范围选择的开关（装在驾驶室内的仪表板上）可选择压路机的行驶速度范围。

BW217D和BW217PD型振动压路机均有四个行驶速度范围，每一速度范围都可以操纵行走拉杆14实现无级调速。行走拉杆也是前进倒退换向装置的操纵杆，可平稳改变压路机的行驶方向，操纵十分简便。

压路机换向装置由手动三位四通流量伺服阀、液控压力位移比例阀和行走液压泵双向变量联动机构组成。

流量伺服阀的入口压力油由辅助定量液压泵提供，辅助液压泵输出的压力油经滤清器过滤后，以低于1.6MPa的恒定压力输入流量伺服阀的入口（当油压超过1.6MPa时，溢流阀即开启卸荷）。这样，压路机在前进或后退运行过程中，从流量伺服阀输出的液控压力油可稳定控制压力位移比例阀阀芯的位移量，并通过行走液压泵双向变量联动机构保持行走液压泵11斜盘的倾角不变，从而保证行走液压泵柱塞的排油行程不变，排油量不变，即可稳定其输出流量，使压路机在一定负载范围内（行走液压回路系统压力不超过42MPa）具有稳定的作业和行驶速度。当压路机在作业或行驶过程中突然过载时，行走液压泵11的输出油压将随之迅速上升，若系统工作压力超过42MPa，行走液压泵11的双向溢流安全阀则迅即单向开启，直接卸荷，确保行走系统安全。

图2—63 BW217D/PD型振动压路机的全液压系统工作原理图

1—电磁阀 2、3—电磁制动阀 4—汕温控制阀 5一锁定阀 6、7—左、右后轮行走液压马达 8—振动轮行走液压马达 9—振动液压马达 10—振动液压泵 11—行走液压泵 12—发动机 13—转向泵 14—行走拉杆 15、16—可调式电磁先导减压阀 17—转向器 18—缓冲补油阀 19—转向液压缸

为了减轻压路机作业时频繁换向和调速带来的冲击，进一步提高压路机的行驶平稳性，在低速大转矩液压行走液压马达6、7的进排油回路上，装有液控背压平衡阀，压路机前行或后退的回油压力均为1MPa。当背压超过1MPa时，溢流阀自动开启，并通过平衡阀出口处节流卸荷，确保压路机平稳运行。这样，压路机换向、加速和减速行驶都不会产生冲击，方向和速度变换平稳，进一步提高了被压层的压实均匀度和密实度，同时也提高了操作人员的舒适性。

BW217D型振动压路机的液压振动系统，由变量振动液压泵10、可调式电磁先导减压阀15、16及其流量伺服调频装置、双向定量振动液压马达9及其背压平衡阀等液压元件所组成。当柴油机达到额定转速后，激振器才能正常起振。液压振动油马达可双向驱动激振器，得到高、低两个相应的固定振动频率。

当确定适合被压层的振动频率后，先应接通与之对应的可调式电磁先导减压阀。此时，由振动辅助液压泵提供的压力油（其油压与行走液压泵流量伺服调速装置液控油路压力相等）通过电磁先导减压阀减压后，控制压力位移比例阀，推动振动柱塞液压泵流量伺服阀及其联动机构，即可确定柱塞振动液压泵斜盘的倾角方向，使振动液压马达按预定的旋向旋转。然后，再通过液控压力位移比例阀改变振动液压泵的斜盘倾角，调节振动液压泵的输出流量，获得所需的固定振动频率。电-液伺服阀具有控制振动液压马达正、反旋向两个工作位置，分别由两个可调式电磁先导减压阀15和16控制。当振动液压泵10输出的压力油改变流向时，振动液压马达9的旋向也随之改变，其输出转速也得到改变，故压路机的振动频率随着旋向的变化而得到调节。

在振动液压马达的排油道上设有液控背压平衡阀，可稳定振动轴的转速，实现正、反旋向平稳振动，使振动轮产生均匀的激振力。当回油背压超过额定值1MPa时，振动液压马达回油道将通过溢流阀节流卸荷，从而可以稳定振动液压马达的转速，防止惯性冲击，提高振动压实质量。

全液压转向系统由单向定量转向泵13、全液压转向器17、转向液压缸19、双向缓冲补油阀18等液压元件组成。转向时，向左（逆时针方向）或向右（顺时针方向）转动转向盘，即操纵转向器的控制阀相对阀套转动一个角度，则可改变转向阀的液流方向，反向推动左右转向液压缸，迫使前后铰接机架向左或向右偏转，实现压路机折腰转向。全液压式转向器17包括阀体、阀套、控制阀和计量马达等主要零部件。计量马达在转向时具有随动作用，在转向过程中转子可带动阀套跟踪控制阀，实现液压机械反馈，自动回正，恢复转向器的“中立”位置。在紧急情况下，也可实现人力转向，此时计量马达将作为手动泵，通过操纵转子改变油液流向，实现左右转向。人力转向操纵费力，但可保证压路机在发动机突然熄火的情况下不致失去方向控制能力，确保压路机的行驶和作业安全。

BW217D型振动压路机的液压制动系统可实现压路机的行车紧急制动，制动性能良好，提高了压路机的行车安全性。压路机的停车制动则可通过锁定阀5实现可靠的机械式制动。液压紧急制动系统包括定量辅助液压泵、电磁制动阀3、多片式液压制动器等液压元件。实现紧急制动时，首先应将行车拉杆置于“空档”位置，停止行走液压泵向行走液压马达供油，实现正常行走制动。同时应切断振动液压泵、可调式电磁先导减压阀的液控油路，中断振动液压泵向振动液压马达供油，使压路机处于非振动和空档行驶工况。然后接通电磁制动阀3，制动液压系统则进入制动工况，辅助液压泵和转向液压泵同时向制动器提供压力油（制动油压为1.6MPa），制动迅速可靠，可实现压路机紧急停车。

液压系统的油温可通过油温控制阀4进行有效控制，油温过高时，油温控制阀将自动换向，系统回油经冷却器降温。

3.YZ16JC/YZ18JC型振动压路机的总体结构特点

YZ16JC/YZ18JC型振动压路机是徐州工程机械集团生产的专门用于从事机场、矿山、道路和其他一些大型工程中压实工作的一种重型自行式振动压路机。该机由铰接式车架、驱动轮、振动轮、动力装置、传动装置、侧传动、液压振动、液压转向、操纵机构和电器设备等主要部分组成。

YZ16JC/YZ18JC型振动压路机采用上海柴油机厂D6114ZG5B型柴油发动机，YZ18JC型另有一种配置YC6108ZGB型柴油机，柴油机安装在后车架上，柴油机与后车架之间装有减振器，隔离柴油机的振动传到车架，柴油机的动力分两路输出，一路传到变速器，一路传到液压泵。

传动装置位于后车架中部，它包括三档变速机构、换向机构、差速机构三部分，使压路机获得前进、后退各三档不同速度且转弯时两个驱动轮获得不同的转速。其中差速部分采用进口差速器，根据运行工况自动实现差速。

YZ16JC型、YZ18JC型振动频率为28Hz，两个振幅，它特别适用于基础压实和填方压实。

振动轮安装在前铰接车架上，它具有一个频率两个振幅。振动轮与车架之间装有减振器，隔绝振动轮的振动，以防振动传到车架。

驱动轮是两个充气轮胎，位于车架两侧，它隔离地面上的振动传递到车架，动力靠差速轴通过侧传动传动到驱动轮。

操纵平台和驾驶室装在后车架前端。驾驶员座椅与平台之间装有减振装置，以隔绝车架上振动传给驾驶人员。

液压系统上装有测压点，便于掌握及调整系统压力。转向系统采用全液压转向器使转向操纵轻便灵活。

电器系统装有照明设备，便于雾天或夜间作业，还装有故障自动报警设备，以及时排除故障，延长压路机使用寿命。

车架为铰接式梁式结构，便于维修保养。