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發(fā)布日期：2020-07-27分享
第一節(jié) 概述
01
單斗液壓挖掘機(jī)的總體結(jié)構(gòu)
單斗液壓挖掘機(jī)的總體結(jié)構(gòu)包括動(dòng)力裝置、工作裝置、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、操縱機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)系統(tǒng)、行走機(jī)構(gòu)和輔助設(shè)備等，如圖所示。
常用的全回轉(zhuǎn)式液壓挖掘機(jī)的動(dòng)力裝置、傳動(dòng)系統(tǒng)的主要部分、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、輔助設(shè)備和駕駛室等都安裝在可回轉(zhuǎn)的平臺(tái)上，通常稱為上部轉(zhuǎn)臺(tái)。因此又可將單斗液壓挖掘機(jī)概括成工作裝置、上部轉(zhuǎn)臺(tái)和行走機(jī)構(gòu)等三部分。
挖掘機(jī)是通過柴油機(jī)把柴油的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，由液壓柱塞泵把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能，通過液壓系統(tǒng)把液壓能分配到各執(zhí)行元件（液壓油缸、回轉(zhuǎn)馬達(dá)+減速機(jī)、行走馬達(dá)+減速機(jī)），由各執(zhí)行元件再把液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)工作裝置的運(yùn)動(dòng)、回轉(zhuǎn)平臺(tái)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、整機(jī)的行走運(yùn)動(dòng)。
02
挖掘機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)
1、挖掘機(jī)動(dòng)力傳輸路線如下
1
行走動(dòng)力傳輸路線：柴油機(jī)——聯(lián)軸節(jié)——液壓泵（機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能）——分配閥——中央回轉(zhuǎn)接頭——行走馬達(dá)（液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能）——減速箱——驅(qū)動(dòng)輪——軌鏈履帶——實(shí)現(xiàn)行走
2
回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳輸路線：柴油機(jī)——聯(lián)軸節(jié)——液壓泵（機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能）——分配閥——回轉(zhuǎn)馬達(dá)（液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能）——減速箱——回轉(zhuǎn)支承——實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)
3
動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)傳輸路線：柴油機(jī)——聯(lián)軸節(jié)——液壓泵（機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能）——分配閥——?jiǎng)颖塾透祝ㄒ簤耗苻D(zhuǎn)化為機(jī)械能）——實(shí)現(xiàn)動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)
4
斗桿運(yùn)動(dòng)傳輸路線：柴油機(jī)——聯(lián)軸節(jié)——液壓泵（機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能）——分配閥——斗桿油缸（液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能）——實(shí)現(xiàn)斗桿運(yùn)動(dòng)
5
鏟斗運(yùn)動(dòng)傳輸路線：柴油機(jī)——聯(lián)軸節(jié)——液壓泵（機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能）——分配閥——鏟斗油缸（液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能）——實(shí)現(xiàn)鏟斗運(yùn)動(dòng)
1、引導(dǎo)輪 2、中心回轉(zhuǎn)接頭 3、控制閥 4、終傳動(dòng) 5、行走馬達(dá) 6、液壓泵 7、發(fā)動(dòng)機(jī)
8、行走速度電磁閥 9、回轉(zhuǎn)制動(dòng)電磁閥 10、回轉(zhuǎn)馬達(dá) 11、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 12、回轉(zhuǎn)支承
2、 動(dòng)力裝置
單斗液壓挖掘機(jī)的動(dòng)力裝置，多采用直立多缸式、水冷、一小時(shí)功率標(biāo)定的柴油機(jī)。
3、 傳動(dòng)系統(tǒng)
單斗液壓挖掘機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)將柴油機(jī)的輸出動(dòng)力傳遞給工作裝置、回轉(zhuǎn)裝置和行走機(jī)構(gòu)等。單斗液壓挖掘機(jī)用液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的類型很多，習(xí)慣上按主泵的數(shù)量、功率的調(diào)節(jié)方式和回路的數(shù)量來(lái)分類。有單泵或雙泵單回路定量系統(tǒng)、雙泵雙回路定量系統(tǒng)、多泵多回路定量系統(tǒng)、雙泵雙回路分功率調(diào)節(jié)變量系統(tǒng)、雙泵雙回路全功率調(diào)節(jié)變量系統(tǒng)、多泵多回路定量或變量混合系統(tǒng)等六種。按油液循環(huán)方式分為開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)。按供油方式分為串聯(lián)系統(tǒng)和并聯(lián)系統(tǒng)。
1、驅(qū)動(dòng)盤 2、螺旋彈簧 3、止動(dòng)銷 4、摩擦片 5、減震器總成6、消音器 7、發(fā)動(dòng)機(jī)后部安裝座 8、發(fā)動(dòng)機(jī)前部安裝座
凡主泵輸出的流量是定值的液壓系統(tǒng)為定量液壓系統(tǒng)；反之，主泵的流量可以通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行改變的則稱為變量系統(tǒng)。在定量系統(tǒng)中各執(zhí)行元件在無(wú)溢流情況下是按油泵供給的固定流量工作，油泵的功率按固定流量和最大工作壓力確定；在變量系統(tǒng)中，最常見的是雙泵雙回路恒功率變量系統(tǒng)，有分功率變量與全功率變量之分。分功率變量調(diào)節(jié)系統(tǒng)是在系統(tǒng)的每個(gè)回路上分別裝一臺(tái)恒功率變量泵和恒功率調(diào)節(jié)器，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率平均分配給各油泵；全功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)是有一個(gè)恒功率調(diào)節(jié)器同時(shí)控制著系統(tǒng)中的所有油泵的流量變化，從而達(dá)到同步變量。
開式系統(tǒng)中執(zhí)行元件的回油直接流回油箱，其特點(diǎn)是系統(tǒng)簡(jiǎn)單、散熱效果好。但油箱容量大，低壓油路與空氣接觸機(jī)會(huì)多，空氣易滲入管路造成振動(dòng)。單斗液壓挖掘機(jī)的作業(yè)主要是油缸工作，而油缸大、小有腔的差異較大、工作頻繁、發(fā)熱量大，因此絕大多數(shù)單斗液壓挖掘機(jī)采用開式系統(tǒng)；閉式回路中的執(zhí)行元件的回油路是不直接回油箱的，其特點(diǎn)式結(jié)構(gòu)緊湊，油箱容積小，進(jìn)回油路中有一定的壓力，空氣不易進(jìn)入管路，運(yùn)轉(zhuǎn)比較平穩(wěn)，避免了換向時(shí)的沖擊。但系統(tǒng)較復(fù)雜，散熱條件差‘單斗液壓挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)裝置等局部系統(tǒng)中，又采用閉式回路的液壓系統(tǒng)的。為補(bǔ)充因液壓馬達(dá)正反轉(zhuǎn)的油液漏損，在閉式系統(tǒng)中往往還設(shè)有補(bǔ)油泵。
4、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)
回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使工作裝置及上部轉(zhuǎn)臺(tái)向左或向右回轉(zhuǎn)，以便進(jìn)行挖掘和卸料。單斗液壓挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)裝置必須能把轉(zhuǎn)臺(tái)支撐在機(jī)架上，不能傾斜并使回轉(zhuǎn)輕便靈活。為此單斗液壓挖掘機(jī)都設(shè)有回轉(zhuǎn)支撐裝置和回轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置，它們被稱為回轉(zhuǎn)裝置。
1、制動(dòng)器2、液壓馬達(dá)3、行星齒輪減速器4、回轉(zhuǎn)齒圈5、潤(rùn)滑油杯、6、中央回轉(zhuǎn)接頭
全回轉(zhuǎn)液壓挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)裝置的傳動(dòng)形式有直接傳動(dòng)和間接傳動(dòng)兩種。
1
直接傳動(dòng)。在低速大扭矩液壓馬達(dá)的輸出軸上安裝驅(qū)動(dòng)小齒輪，與會(huì)轉(zhuǎn)齒輪嚙合。
2
間接傳動(dòng)。由高速液壓馬達(dá)經(jīng)齒輪減速器帶動(dòng)回轉(zhuǎn)齒圈的間接傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式。他結(jié)構(gòu)緊湊，具有較大的傳動(dòng)比，且齒輪的受力情況較好。軸向柱塞液壓馬達(dá)與同類型的液壓油泵結(jié)構(gòu)基本相同，許多零件可以通用，便于制造及維修，從而降低了成本。但必須設(shè)制動(dòng)器，以便吸收較大的回轉(zhuǎn)慣性力矩，縮短挖掘機(jī)作業(yè)循環(huán)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。
5、 行走機(jī)構(gòu)
行走機(jī)構(gòu)支撐挖掘機(jī)的整機(jī)質(zhì)量并完成行走任務(wù)，多采用履帶式和輪胎式。
6、履帶行走機(jī)構(gòu)
單斗液壓挖掘機(jī)的履帶式行走機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)與其他履帶式機(jī)構(gòu)大致相同，但他多采用兩個(gè)液壓馬達(dá)各自驅(qū)動(dòng)一個(gè)履帶。與回轉(zhuǎn)裝置的傳動(dòng)相似可用高速小扭矩馬達(dá)或低速大扭矩馬達(dá)。兩個(gè)液壓馬達(dá)同方向旋轉(zhuǎn)式挖掘機(jī)將直線行駛；若只向一個(gè)液壓馬達(dá)供油，并將另一個(gè)液壓馬達(dá)制動(dòng)，挖掘機(jī)將繞制動(dòng)一側(cè)的履帶轉(zhuǎn)向，若是左右兩個(gè)液壓馬達(dá)反向旋轉(zhuǎn)，挖掘即將進(jìn)行原地轉(zhuǎn)向。
行走機(jī)構(gòu)的各零部件都安裝在整體式實(shí)行走架上。液壓泵輸入的壓力油竟多路換向閥和中央回轉(zhuǎn)接頭進(jìn)入行走液壓馬達(dá)，該馬達(dá)將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵雠ぞ睾?，通過齒輪減速器傳給驅(qū)動(dòng)輪，最終卷繞履帶以實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)的行走。
單斗液壓挖掘機(jī)大都采用組合式結(jié)構(gòu)履帶和平板型履帶——沒有明顯履刺，雖附著性能差，但堅(jiān)固耐用，對(duì)路面破壞性小適用于堅(jiān)硬巖石地面作業(yè)，或經(jīng)常轉(zhuǎn)場(chǎng)的作業(yè)。也有采用三履刺型履帶，接地面積較大履刺切入土壤深度較淺，適宜于挖掘機(jī)采石作業(yè)。實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化后規(guī)定挖掘機(jī)采用質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格較低的軋制履帶板。專用于沼澤地的三角形履帶板可降低接地比壓，提高挖掘機(jī)在松土地面上的通過能力。
1、引導(dǎo)輪 2、履帶架3、托鏈輪4、終傳動(dòng)
5、支重輪6、履帶板7、中心護(hù)板8、張緊彈簧9、前護(hù)板
單斗液壓挖掘機(jī)的驅(qū)動(dòng)輪均采用整體鑄件，能與履帶正確嚙合、傳動(dòng)平穩(wěn)。挖掘機(jī)行
走時(shí)驅(qū)動(dòng)輪應(yīng)位于后部，式履帶的張緊段較短，減少履帶的摩擦磨損和功率損耗。
每條履帶都設(shè)有張緊裝置，以調(diào)整履帶的張緊度減少振動(dòng)噪聲摩擦磨損和功率損失。目前單斗液壓挖掘機(jī)都采用液壓張緊結(jié)構(gòu)。其液壓缸置與緩沖彈簧內(nèi)部減小了結(jié)構(gòu)尺寸。
7、輪胎式行走機(jī)構(gòu)
輪胎式挖掘機(jī)的行走機(jī)構(gòu)由機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)兩種。其中的液壓傳動(dòng)的輪胎式挖掘機(jī)的行走機(jī)構(gòu)主要由車架、前橋、后橋、傳動(dòng)軸和液壓馬達(dá)等組成。
行走液壓馬達(dá)安裝在固定與機(jī)架的變速箱上，動(dòng)力經(jīng)變速箱、傳動(dòng)軸傳給前后驅(qū)動(dòng)橋，有的挖掘機(jī)經(jīng)輪邊減速器驅(qū)動(dòng)車輪。采用液壓馬達(dá)的高速傳動(dòng)方式使用可靠，省掉了機(jī)械傳動(dòng)中的上下傳動(dòng)箱垂直動(dòng)軸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單布置方便。
1、車架2、回轉(zhuǎn)支撐3、中央回轉(zhuǎn)接頭4、支腿5、后橋6、傳動(dòng)軸7、液壓馬達(dá)及變速箱8、前橋
第二節(jié) 挖掘機(jī)的工作裝置
液壓挖掘機(jī)工作裝置的種類繁多（可達(dá)100余種），目前工程建設(shè)中，目前工程建設(shè)中應(yīng)用最多的是反鏟和破碎器。
01
反鏟結(jié)構(gòu)
鉸接式反鏟式單斗液壓挖掘機(jī)最常用的結(jié)構(gòu)形式，動(dòng)臂、斗桿和鏟斗等主要部件彼此鉸接，在液壓缸的作用下各部件繞鉸接點(diǎn)擺動(dòng)，完成挖掘提升和卸土等動(dòng)作。
圖5-25 反鏟工作裝置
1-斗桿油缸；2-動(dòng)臂；3-液壓管路；4-動(dòng)臂油缸；5-鏟斗；6-斗齒；7-側(cè)齒；
8-連桿；9-搖桿；10-鏟斗油缸；11-斗桿
1.1動(dòng)臂
動(dòng)臂是反鏟的主要部件，其結(jié)構(gòu)由整體式和組合式兩種。
1.1.1整體式動(dòng)臂
整體式動(dòng)臂的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量輕而剛度大。其缺點(diǎn)是更換的工作裝置少，通用性較差，多用于長(zhǎng)期作業(yè)條件相似的挖掘機(jī)上。整體式動(dòng)臂又可分為直動(dòng)臂和彎曲動(dòng)臂兩種。其中的直動(dòng)臂結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單質(zhì)量輕制造方便，主要用于懸掛式挖掘機(jī)，但它不能式挖掘機(jī)獲得較大的挖掘深度不適用于通用挖掘機(jī)；彎動(dòng)臂是目前是目前應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式，與同廠都得直動(dòng)臂相比可以使挖掘機(jī)有較大的挖掘深度，但降低了卸土高度，這正符合挖掘機(jī)反鏟作業(yè)的要求。
1.1.2組合式動(dòng)臂
組合式動(dòng)臂有輔助連桿（或液壓缸）或螺栓連接而成。上下動(dòng)臂之間的夾角可用輔助連桿或液壓缸來(lái)調(diào)節(jié)，雖然結(jié)構(gòu)操作復(fù)雜化但在挖掘機(jī)作業(yè)中可隨時(shí)大幅度調(diào)整上下動(dòng)臂者間的夾角，從而提高挖掘機(jī)的作業(yè)性能，尤其是用反鏟或抓斗挖掘窄而深得基坑時(shí)，容易得到較大距離的垂直挖掘軌跡，提高挖掘質(zhì)量和生產(chǎn)率。組合式動(dòng)臂的優(yōu)點(diǎn)是，可以根據(jù)作業(yè)條件隨意調(diào)整挖掘機(jī)的作業(yè)尺寸和挖掘能力，且調(diào)整時(shí)間短。此外他的互換工作裝置多，可以滿足各種作業(yè)的需要，裝車運(yùn)輸方便。其缺點(diǎn)是質(zhì)量大，制造成本高，用于中小型挖掘機(jī)上。
組合式動(dòng)臂
（a）連桿下置 （b） 連桿上置
1、下動(dòng)臂2、上動(dòng)臂3、連桿或液壓缸
02
鏟斗
1.2.1 基本要求
1
鏟斗的縱向剖面應(yīng)適應(yīng)挖掘過程各種物料的在斗中運(yùn)動(dòng)規(guī)律有利于物料的流動(dòng)，使裝土阻力最小，有利于將鏟斗充滿。
2
裝設(shè)斗齒，以增大鏟斗對(duì)挖掘物料的線壓比，斗持及斗形參數(shù)具有較小單位切削阻力，便于切入及破碎土壤。斗齒應(yīng)
3
為式裝載鏟斗的物料不易掉出，斗款與
4
物料易于卸凈，縮短卸載時(shí)間，并提高鏟斗的容積效率。
1.2.2結(jié)構(gòu)反鏟用的鏟斗形狀尺寸與其作業(yè)對(duì)象有很大關(guān)系。為了滿足各種挖掘機(jī)作業(yè)的需要，在同一臺(tái)挖掘機(jī)上可以配置多種形式的鏟斗，圖2－3、圖2－4分別為反用鏟斗的基本形式和常用形式鏟斗的斗齒采用裝配式，其形式有橡膠卡銷式和螺連接式。
鏟斗與液壓缸連接的結(jié)構(gòu)形式有四連桿機(jī)構(gòu)和六連桿機(jī)構(gòu)。其中四連桿機(jī)構(gòu)連接方式是鏟斗直接交接與液壓缸，使鏟斗轉(zhuǎn)角較小，工作力矩變化較大；六連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是，在液壓缸活塞行程相同的條件下，鏟斗可以后的較大的轉(zhuǎn)角，并改善機(jī)構(gòu)的傳 動(dòng)特性。
第三節(jié) 挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)裝置
01
回轉(zhuǎn)裝置
上部轉(zhuǎn)臺(tái)是液壓挖掘機(jī)三大組成部分之一。在轉(zhuǎn)臺(tái)上除了有發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓系統(tǒng)、司機(jī)室、平衡重、油箱等以外，還有一個(gè)很重要的部分——回轉(zhuǎn)裝置。液壓挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)裝置有轉(zhuǎn)臺(tái)、回轉(zhuǎn)支撐和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成，如圖3－1所示，回轉(zhuǎn)裝置的外座圈用螺栓與轉(zhuǎn)臺(tái)連接，帶齒的內(nèi)座圈與底架用螺栓連接，內(nèi)外圈之間設(shè)有滾動(dòng)體。挖掘機(jī)工作裝置作用在轉(zhuǎn)臺(tái)上的垂直載荷、水平載荷、和傾覆力矩通過回轉(zhuǎn)支撐的外座圈、滾動(dòng)體和內(nèi)座轉(zhuǎn)傳給底架。回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的殼體固定在轉(zhuǎn)臺(tái)上，用小齒輪與回轉(zhuǎn)支撐內(nèi)座圈上的齒圈相嚙合.小齒輪可繞自身軸線旋轉(zhuǎn)，又可繞轉(zhuǎn)臺(tái)中心線公轉(zhuǎn)，當(dāng)回傳機(jī)構(gòu)工作時(shí)就像對(duì)底架進(jìn)行回轉(zhuǎn)。
液壓挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)裝置必需能把轉(zhuǎn)臺(tái)支承在固定部分（下車）上。不能傾翻倒，并應(yīng)使回轉(zhuǎn)輕便靈活。為此，液壓挖掘機(jī)都設(shè)置了回轉(zhuǎn)支承裝置（起支承作用）和回轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置（驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)），并統(tǒng)稱為液壓挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)裝置
02
回轉(zhuǎn)支承的主要結(jié)構(gòu)形式
1．轉(zhuǎn)柱式回轉(zhuǎn)支承
擺動(dòng)式液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)柱式支承如圖3-2所示。它由固定在回轉(zhuǎn)體1上的上、下支承軸4和6，上、下軸座3和7組成。軸承座用螺栓固定在機(jī)架5上。回轉(zhuǎn)體與支承軸組成轉(zhuǎn)柱，插入軸承座的軸承中。外殼固定在機(jī)架5上的擺動(dòng)液壓缸輸出軸插入下支承軸6內(nèi)，驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)體相對(duì)于機(jī)架轉(zhuǎn)動(dòng)?；剞D(zhuǎn)體常做成“匚”形，以避免與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)碰撞。工作裝置鉸接在回轉(zhuǎn)體上，與回轉(zhuǎn)體一起回轉(zhuǎn)。
2．滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支承
滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支承實(shí)際上就是一個(gè)大直徑的滾動(dòng)軸承。它與普通軸承的最大區(qū)別是它的轉(zhuǎn)速很慢。挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)速度在5~11r/min之間。此外，一般軸承滾道中心直徑和高度比為4~5，而回轉(zhuǎn)支承則達(dá)10~15。所以，這種軸承的剛度較差，工作中要靠支承連接結(jié)構(gòu)來(lái)保證。
滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支承的典型構(gòu)造如圖3-3所示。內(nèi)座圈或外座圈可加工成內(nèi)齒圈或外齒圈。帶齒圈的座圈為固定圈，用沿圓周分布的螺栓4、5固定在底座上。不帶齒的座圈為回轉(zhuǎn)圈，用螺栓與挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)連接。裝配時(shí)可先把座圈1、3和滾動(dòng)體8裝好，形成一個(gè)完整的部件，然后再與挖掘機(jī)組裝。為保證轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，防止受熱膨脹后產(chǎn)生卡死現(xiàn)象，回轉(zhuǎn)支承應(yīng)留有一定的軸向間隙。此間隙因加工誤差和滾道與滾動(dòng)體的磨損而變化。所以在兩座圈之間設(shè)有調(diào)整墊片2，裝配和修理時(shí)可以調(diào)整間隙。隔離體7用來(lái)防止相鄰滾動(dòng)體8間的擠壓，減少滾動(dòng)體的磨損，并起導(dǎo)向作用。滾動(dòng)體可以是滾珠或滾柱。
滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支撐機(jī)構(gòu)廣泛
