一種多檔位行星式液力變速器傳動機構的製作方法
2023-05-19 17:59:16 2
專利名稱：一種多檔位行星式液力變速器傳動機構的製作方法
技術領域：
本發明涉及機械傳動領域，屬於一種多檔位行星式液力變速器傳動機構。
背景技術：
行星式液力變速器傳動裝置一般由液力變矩器和機械行星齒輪變速箱所構成，其特點是同軸傳動，適用於同軸布置、單向輸出的機械；且行星式結構緊湊，單位體積功率密度大，適用於大功率機械和要求布置緊湊的機械和車輛。這種傳動裝置的自適應性能很強， 能使車輛自動調節運行狀態，現已成為重型自卸汽車、鏟運車、挖掘機、振動式壓路機、多用途工程車等非公路用車輛傳動系統的主要傳動裝置。《車輛液力傳動》國防工業出版社1983年6月第一版第345頁介紹了阿里森非公路用車液力傳動裝置，目前應用於礦山、工程機械領域的液力變速器仍廣泛採用這種液力傳動結構，該類液力傳動裝置由帶閉鎖離合器的液力變矩器、六檔行星變速箱和液力減速器組成，與發動機匹配後能產生六個前進檔和一個倒檔的動力輸出。但隨著技術的發展和野外作業環境的日趨複雜，礦山、工程機械領域非公路用車輛和大功率作業設備對液力變速器傳動裝置的技術要求不斷提高，傳統的具有六個前進檔位的阿里森非公路用車液力傳動裝置已滿足不了野外作業設備在某些特定工作環境下的作業需求。例如，很多行走式工程機械設備在低負載狀態下為了提高移動的速度，在發動機性能不變的情況下需要傳動比更小的超速檔位，而傳統的具有六個前進檔位的液力傳動裝置只有一個超速檔位，且傳動比相對較大，難以滿足實際工作的需要。液力變速器中可得到的前進速度比的數量決定了發動機扭矩範圍重複的次數，而傳統的阿里森非公路用車液力傳動裝置最多只有六個前進檔，因此速比之間的比階較大， 燃油消耗點難以接近於最有效點，燃油經濟性較差；其次，這種液力傳動裝置的兩個旋轉離合器採用串聯結構，其油泵總成採用外置式的布置方式，這使得整機的體積和重量較大，已不能滿足現代化野外作業設備對液力傳動裝置形體小型化的要求。因此，亟需一種具有更多前進檔位、結構更加緊湊的液力傳動裝置。通過增加液力傳動裝置速度比的數量，可以使速度比之間的比階大小趨於合理，提高燃油的經濟性，並使操作員在正常的車輛加速過程中基本察覺不到速度比的替換，從而改進了變速器的換擋質量。
發明內容
本發明解決的技術問題為了提高發動機燃油的經濟性，改進變速器的換檔質量， 進一步減小和降低液力傳動裝置的體積和重量，滿足礦山、工程機械領域現代化非公路用車輛和大功率作業設備對行星式液力傳動裝置新的技術性能要求，在不增加原有離合器、 制動器和行星排數量的基礎上，提供一種具有七個前進檔(其中有兩個超速檔)和一個倒檔、整機結構更緊湊的液力變速器傳動機構。本發明的技術方案本發明一種多檔位行星式液力變速器傳動機構主要由閉鎖及減振離合器總成(A)、液力變矩器(B)、動力輸出裝置(5)、內置擺線齒輪泵(6)、渦輪輸出軸(21)、行星變速箱(D)、輸出軸(14)、減速器總成(E)等部件所構成，在不增加原有離合器、制動器和行星排數量的基礎上，通過採用新型的液力變速器傳動結構形式，可實現七個前進檔和一個倒檔的動力輸出，並使整機結構更緊湊。如圖1中所示，液力變矩器(B)採用傳統的單級兩相三元件結構，變矩器泵輪(4) 與發動機連接，它通過花鍵驅動內置擺線齒輪泵(6)為整個液力變速器提供動力油和潤滑油，這種內置式油泵位於傳動機構內部，可以有效節約液力傳動裝置的空間。閉鎖及減振離合器(1)與變矩器的渦輪座0 連接，在閉鎖工況下，系統提供的壓力油可以推動閉鎖及減振離合器活塞，實現發動機和渦輪O)的剛性連接，使渦輪( 與發動機達到同步旋轉， 同時渦輪座0 通過花鍵帶動渦輪輸出軸同步旋轉，這提高了發動機的功率利用率， 增寬了功效範圍。當負荷較大時，閉鎖及減振離合器活塞可以脫開，變矩器會在變矩工況下工作。渦輪輸出軸與行星變速箱⑶內的C1/C2旋轉離合器總成連接，將動力傳遞到行星變速箱(D)處。C1/C2旋轉離合器總成採用嵌套式結構，C2離合器位於Cl離合器的外部，共用一個活塞殼，這有效節約了變速箱的空間尺寸，降低了重量。Cl旋轉離合器與中間軸OO)連接，C2旋轉離合器與Pl太陽輪(7)連接，C2旋轉離合器的驅動轂與P2行星架 (18)花鍵連接；Pl行星排採用浮動齒圈，Pl齒圈(9)通過Zl制動器制動，Pl行星架(8)通過斜齒與P2齒圈(10)連接，並靠推力軸承進行軸向定位；P2齒圈(10)通過Z2制動器制動，並用擋圈進行軸向定位，P2太陽輪(19)與中間軸OO)花鍵連接，P2行星架(18)通過斜齒與P3齒圈(11)連接，並靠推力軸承進行軸向定位；P3齒圈(11)通過D制動器制動， 並用擋圈進行軸向定位，P3太陽輪(17)與中間軸OO)花鍵連接，P3行星架(16)與輸出軸(14)花鍵連接，並靠推力軸承進行軸向定位，P3齒圈(11)通過斜齒及花鍵與P4太陽輪 (15)連接；P4行星架外齒圈與P4行星架04)通過花鍵連接為一個整體，並用擋圈進行軸向定位；P4行星架04)通過Z4制動器制動，並通過齒轂(1 與輸出軸(14)連接。減速器(F)布置在整個液力變速器傳動機構的後面，並通過花鍵與輸出軸(14)連接，這樣便於根據車輛的使用工況決定是否安裝減速器。此外，還可根據實際需要通過減少 P4行星排和Z4制動器來實現檔位數的變化，從而可以進一步縮小和減輕液力傳動裝置的體積及重量。
圖1為本發明一種多檔位行星式液力變速器傳動機構的結構簡2為傳統的具有六個前進檔的阿里森液力傳動裝置的結構簡1中1.閉鎖及減振離合器，2.渦輪，3.導輪，4.泵輪，5.動力輸出裝置，6.內置擺線齒輪泵，7.P1太陽輪，8.P1行星架，9.P1齒圈，10.P2齒圈，11.P3齒圈，12.齒轂，13.減速器，14.輸出軸，15. P4太陽輪，16. P3行星架，17. P3太陽輪，18. P2行星架，19. P2太陽輪， 20.中間軸，21.渦輪輸出軸，22.渦輪座，23. P4行星架外齒圈，24. P4行星架
具體實施例方式泵輪(4)與發動機相連接，當發動機轉速較低時，液力變矩器⑶處於變矩工況，發動機的輸出功率經傳動油作用後由變矩器渦輪O)吸收，之後由渦輪輸出軸輸出； 當發動機轉速較高時，液力變矩器(B)處於閉鎖工況，閉鎖及減振離合器活塞在壓力油作用下與渦輪座0 相連接，發動機和渦輪( 形成剛性連接，發動機提供的功率經渦輪座 (22)直接傳遞給渦輪輸出軸(21)，發動機與渦輪輸出軸實現同步旋轉，從而提高了液力變速器在高轉速狀態下的效率，增寬了功效範圍。渦輪輸出軸與行星變速箱(D)內的C1/C2旋轉離合器總成相連接，當Cl或C2離合器結合時，扭矩被傳遞到行星變速箱(D) 處。在行星變速箱(D)內，通過控制不同制動器的結合可以實現各檔扭矩傳遞。1、空檔，Z3制動器在擺線齒輪泵(6)提供的壓力油作用下結合，P3齒圈(11)制動。由於C1/C2旋轉離合器處於脫開狀態，由渦輪輸出軸輸出的扭矩不能傳遞給行星變速箱(D)，整個變速箱無功率輸出。2、一檔，Cl旋轉離合器和Z4制動器在擺線齒輪泵(6)提供的壓力油作用下結合， P4行星架04)制動。由渦輪輸出軸輸出的扭矩通過Cl旋轉離合器傳遞給中間軸 (20)，然後通過P3行星排的太陽輪(17)傳遞給P3行星排的齒圈(11)，再由P3行星排的齒圈(11)傳遞給P4行星排的太陽輪(15)，接著經過P4行星排的齒轂(1 傳遞給輸出軸 (14)，最後由輸出軸(14)將扭矩輸出。3、二檔，Cl旋轉離合器和制動器在壓力油作用下結合，P3齒圈(11)制動。由渦輪輸出軸輸出的扭矩通過Cl旋轉離合器傳遞給中間軸(20)，然後通過P3行星排的太陽輪(17)傳遞給P3行星架(16)，再由P3行星架(16)傳遞給輸出軸(14)，最後由輸出軸(14)將扭矩輸出。4、三檔，Cl旋轉離合器和Z2制動器在壓力油作用下結合，P2齒圈(10)制動。由渦輪輸出軸輸出的扭矩通過Cl旋轉離合器傳遞給中間軸(20)，一部分扭矩通過P2行星排的太陽輪(19)傳遞給P2行星架(18)，由P2行星架(18)傳遞給P3齒圈(11)，另一部分扭矩經中間軸OO)直接傳遞給P3行星排的太陽輪(17)，由於P3行星排的齒圈(11)與 P3太陽輪(17)的差動，扭矩經P3行星架(16)傳遞給輸出軸(14)，最後由輸出軸(14)將扭矩輸出。5、四檔，Cl旋轉離合器和Zl制動器在壓力油作用下結合，Pl齒圈(9)制動。由渦輪輸出軸輸出的扭矩一部分通過C2旋轉離合器傳遞給Pl太陽輪(7)，經Pl行星架 (8)傳遞給P2齒圈(10)，另一部分扭矩通過Cl離合器傳遞給中間軸上P2行星排的太陽輪和P3行星排的太陽輪(17)，由於P2行星排的太陽輪(19)與P2齒圈(10)的差動，P2 行星排由P2行星架(18)輸出扭矩，並傳遞給P3行星排的齒圈(11)，由於P3行星排的齒圈 (11)與P3行星排的太陽輪(17)的差動，扭矩經P3行星架(16)傳遞給輸出軸(14)，最後由輸出軸(14)將扭矩輸出。6、五檔，C1/C2旋轉離合器在壓力油作用下結合，由渦輪輸出軸輸出的扭矩一部分通過C2旋轉離合器經P2行星架(18)傳遞給P3齒圈(11)，另一部分扭矩通過Cl離合器傳遞給P3行星排的太陽輪(17)，由於P3太陽輪(17)、P3齒圈(11)及P3行星架(16) 與渦輪輸出軸同速旋轉，扭矩由P 3行星架(16)按1 1的比例傳遞給輸出軸(14)， 最後由輸出軸(14)將扭矩輸出，實現了變速器的直接檔輸出。7、六檔，C2旋轉離合器和Zl制動器在壓力油作用下結合，Pl齒圈(9)制動。由渦輪輸出軸輸出的扭矩一部分通過C2旋轉離合器傳遞給Pl太陽輪(7)，經Pl行星架(8)傳遞給P2齒圈(10)，由P2齒圈(10)經P2行星輪傳遞給P2太陽輪(19)，由P2太陽輪經中間軸00)傳遞給P3太陽輪(17)，另一部分扭矩通過C2離合器傳遞給P2行星架，再傳遞給P3齒圈(11)，由於P3齒圈(11)與P3太陽輪(17)的差動，扭矩由P3行星架(16)傳遞給輸出軸(14)，最後由輸出軸(14)將扭矩輸出。8、七檔，C2旋轉離合器和Z2制動器在壓力油作用下結合，P2齒圈(10)制動。由渦輪輸出軸輸出的扭矩通過C2旋轉離合器傳遞給P2行星架(18)，然後由P2行星架 (18)分別傳遞給P3齒圈(11)和P2太陽輪(19)，P2太陽輪(19)的扭矩再經中間軸Q0)傳遞給P3太陽輪(17)，由於P3齒圈(11)與P 3太陽輪(17)的差動，扭矩由P3行星架(16) 傳遞給輸出軸(14)，最後由輸出軸(14)將扭矩輸出。9、倒檔，Zl和Ti制動器在壓力油作用下結合，Pl齒圈(9)和P3齒圈(11)制動， 由渦輪輸出軸輸出的扭矩通過C2旋轉離合器傳遞給Pl太陽輪(7)，然後經Pl行星架 (8)傳遞給P2齒圈(10)，再由P2齒圈(10)經P2行星輪傳遞給P2太陽輪(19)，由於P2行星架(18)和P3齒圈(11)制動，P2太陽輪(19)反向旋轉，並帶動中間軸Q0)和P3太陽輪(17)反向旋轉，從而使P3行星架(16)也反向旋轉，扭矩由P3行星架(16)傳遞給輸出軸(14)，最後由輸出軸(14)將扭矩輸出，實現了倒檔功能。當車輛需要輔助減速時，使減速器(1 殼體內充滿傳動液體，減速器轉子在傳動液體的阻力作用下會增大輸出軸(14)的負荷，從而實現了輔助減速。本發明實現各檔位時離合器、制動器的結合情況
權利要求
1.一種多檔位行星式液力變速器傳動機構，主要由閉鎖及減振離合器總成(A)、液力變矩器(B)、動力輸出裝置(5)、內置擺線齒輪泵(6)、渦輪輸出軸(21)、行星變速箱(D)、輸出軸(14)、減速器總成(E)等部件所構成，其特徵在於在不增加原有離合器、制動器和行星排數量的基礎上，通過採用新型的液力變速器傳動結構形式，可實現七個前進檔和一個倒檔的動力輸出，並使整機機構更緊湊。
2.根據權利要求1所述的一種多檔位行星式液力變速器傳動機構，其特徵在於行星變速箱(D)內的C1/C2旋轉離合器總成採用嵌套式結構，C2離合器位於Cl離合器的外部， 共用一個活塞殼。
3.根據權利要求1所述的一種多檔位行星式液力變速器傳動機構，其特徵在於變矩器泵輪(4)與內置擺線齒輪泵(6)連接；閉鎖及減振離合器(1)與變矩器的渦輪座02)連接；渦輪輸出軸與行星變速箱(D)內的C1/C2旋轉離合器總成連接；Cl旋轉離合器與中間軸OO)連接，C2旋轉離合器與Pl太陽輪(7)連接，C2旋轉離合器的驅動轂與P2行星架(18)花鍵連接；Pl行星排採用浮動齒圈，Pl齒圈(9)通過Zl制動器制動，Pl行星架 (8)通過斜齒與P2齒圈(10)連接，並靠推力軸承進行軸向定位；P2齒圈(10)通過Z2制動器制動，並用擋圈進行軸向定位，P2太陽輪(19)與中間軸OO)花鍵連接，P2行星架(18) 通過斜齒與P3齒圈(11)連接，並靠推力軸承進行軸向定位；P3齒圈(11)通過^3制動器制動，並用擋圈進行軸向定位，P3太陽輪(17)與中間軸OO)花鍵連接，P3行星架(16)與輸出軸(14)花鍵連接，並靠推力軸承進行軸向定位，P3齒圈(11)通過斜齒及花鍵與P4太陽輪(1 連接；P4行星架外齒圈與P4行星架04)通過花鍵連接為一個整體，並用擋圈進行軸向定位，P4行星架04)通過Z4制動器制動，並通過齒轂(1 與輸出軸(14)連接；減速器(F)布置在整個液力變速器傳動機構的後面，並通過花鍵與輸出軸(14)連接。
全文摘要
本發明公開了一種多檔位行星式液力變速器傳動機構，它主要由閉鎖及減振離合器總成(A)、液力變矩器(B)、動力輸出裝置(5)、內置擺線齒輪泵(6)、渦輪輸出軸(21)、行星變速箱(D)、輸出軸(14)、減速器總成(E)等部件所構成。本發明在不增加原有離合器、制動器和行星排數量的基礎上，通過採用新型的液力變速器傳動結構形式，可實現七個前進檔和一個倒檔的動力輸出。本發明結構緊湊、體積較小，有利於整機布置。
文檔編號F16H47/08GK102221076SQ201110122429
公開日2011年10月19日 申請日期2011年5月12日 優先權日2011年5月12日
發明者餘曉順, 冷堅, 劉澤霖, 劉翼, 葉義書, 廖安強, 張正富, 張芳, 李世鵬, 李曉東, 李進洪, 王建新, 羅靜, 舒瑞龍, 邱文剛, 饒鳳, 馬晨啟, 龍眉 申請人:貴州凱星液力傳動機械有限公司