專利名稱：一種多檔位行星式液力變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械傳動(dòng)領(lǐng)域，屬于一種多檔位行星式液力變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
行星式液力變速器傳動(dòng)裝置一般由液力變矩器和機(jī)械行星齒輪變速箱所構(gòu)成，其特點(diǎn)是同軸傳動(dòng)，適用于同軸布置、單向輸出的機(jī)械；且行星式結(jié)構(gòu)緊湊，單位體積功率密度大，適用于大功率機(jī)械和要求布置緊湊的機(jī)械和車輛。這種傳動(dòng)裝置的自適應(yīng)性能很強(qiáng)， 能使車輛自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行狀態(tài)，現(xiàn)已成為重型自卸汽車、鏟運(yùn)車、挖掘機(jī)、振動(dòng)式壓路機(jī)、多用途工程車等非公路用車輛傳動(dòng)系統(tǒng)的主要傳動(dòng)裝置?！盾囕v液力傳動(dòng)》國(guó)防工業(yè)出版社1983年6月第一版第345頁(yè)介紹了阿里森非公路用車液力傳動(dòng)裝置，目前應(yīng)用于礦山、工程機(jī)械領(lǐng)域的液力變速器仍廣泛采用這種液力傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，該類液力傳動(dòng)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(fā)動(dòng)機(jī)匹配后能產(chǎn)生六個(gè)前進(jìn)檔和一個(gè)倒檔的動(dòng)力輸出。但隨著技術(shù)的發(fā)展和野外作業(yè)環(huán)境的日趨復(fù)雜，礦山、工程機(jī)械領(lǐng)域非公路用車輛和大功率作業(yè)設(shè)備對(duì)液力變速器傳動(dòng)裝置的技術(shù)要求不斷提高，傳統(tǒng)的具有六個(gè)前進(jìn)檔位的阿里森非公路用車液力傳動(dòng)裝置已滿足不了野外作業(yè)設(shè)備在某些特定工作環(huán)境下的作業(yè)需求。例如，很多行走式工程機(jī)械設(shè)備在低負(fù)載狀態(tài)下為了提高移動(dòng)的速度，在發(fā)動(dòng)機(jī)性能不變的情況下需要傳動(dòng)比更小的超速檔位，而傳統(tǒng)的具有六個(gè)前進(jìn)檔位的液力傳動(dòng)裝置只有一個(gè)超速檔位，且傳動(dòng)比相對(duì)較大，難以滿足實(shí)際工作的需要。液力變速器中可得到的前進(jìn)速度比的數(shù)量決定了發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩范圍重復(fù)的次數(shù)，而傳統(tǒng)的阿里森非公路用車液力傳動(dòng)裝置最多只有六個(gè)前進(jìn)檔，因此速比之間的比階較大， 燃油消耗點(diǎn)難以接近于最有效點(diǎn)，燃油經(jīng)濟(jì)性較差；其次，這種液力傳動(dòng)裝置的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)離合器采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)，其油泵總成采用外置式的布置方式，這使得整機(jī)的體積和重量較大，已不能滿足現(xiàn)代化野外作業(yè)設(shè)備對(duì)液力傳動(dòng)裝置形體小型化的要求。因此，亟需一種具有更多前進(jìn)檔位、結(jié)構(gòu)更加緊湊的液力傳動(dòng)裝置。通過增加液力傳動(dòng)裝置速度比的數(shù)量，可以使速度比之間的比階大小趨于合理，提高燃油的經(jīng)濟(jì)性，并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(jìn)了變速器的換擋質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)燃油的經(jīng)濟(jì)性，改進(jìn)變速器的換檔質(zhì)量， 進(jìn)一步減小和降低液力傳動(dòng)裝置的體積和重量，滿足礦山、工程機(jī)械領(lǐng)域現(xiàn)代化非公路用車輛和大功率作業(yè)設(shè)備對(duì)行星式液力傳動(dòng)裝置新的技術(shù)性能要求，在不增加原有離合器、 制動(dòng)器和行星排數(shù)量的基礎(chǔ)上，提供一種具有七個(gè)前進(jìn)檔(其中有兩個(gè)超速檔)和一個(gè)倒檔、整機(jī)結(jié)構(gòu)更緊湊的液力變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的技術(shù)方案本發(fā)明一種多檔位行星式液力變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由閉鎖及減振離合器總成(A)、液力變矩器(B)、動(dòng)力輸出裝置(5)、內(nèi)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(gòu)成，在不增加原有離合器、制動(dòng)器和行星排數(shù)量的基礎(chǔ)上，通過采用新型的液力變速器傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式，可實(shí)現(xiàn)七個(gè)前進(jìn)檔和一個(gè)倒檔的動(dòng)力輸出，并使整機(jī)結(jié)構(gòu)更緊湊。如圖1中所示，液力變矩器(B)采用傳統(tǒng)的單級(jí)兩相三元件結(jié)構(gòu)，變矩器泵輪(4) 與發(fā)動(dòng)機(jī)連接，它通過花鍵驅(qū)動(dòng)內(nèi)置擺線齒輪泵(6)為整個(gè)液力變速器提供動(dòng)力油和潤(rùn)滑油，這種內(nèi)置式油泵位于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)部，可以有效節(jié)約液力傳動(dòng)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(tǒng)提供的壓力油可以推動(dòng)閉鎖及減振離合器活塞，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪O)的剛性連接，使渦輪( 與發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到同步旋轉(zhuǎn)， 同時(shí)渦輪座0 通過花鍵帶動(dòng)渦輪輸出軸同步旋轉(zhuǎn)，這提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率利用率， 增寬了功效范圍。當(dāng)負(fù)荷較大時(shí)，閉鎖及減振離合器活塞可以脫開，變矩器會(huì)在變矩工況下工作。渦輪輸出軸與行星變速箱⑶內(nèi)的C1/C2旋轉(zhuǎn)離合器總成連接，將動(dòng)力傳遞到行星變速箱(D)處。C1/C2旋轉(zhuǎn)離合器總成采用嵌套式結(jié)構(gòu)，C2離合器位于Cl離合器的外部，共用一個(gè)活塞殼，這有效節(jié)約了變速箱的空間尺寸，降低了重量。Cl旋轉(zhuǎn)離合器與中間軸OO)連接，C2旋轉(zhuǎn)離合器與Pl太陽(yáng)輪(7)連接，C2旋轉(zhuǎn)離合器的驅(qū)動(dòng)轂與P2行星架 (18)花鍵連接；Pl行星排采用浮動(dòng)齒圈，Pl齒圈(9)通過Zl制動(dòng)器制動(dòng)，Pl行星架(8)通過斜齒與P2齒圈(10)連接，并靠推力軸承進(jìn)行軸向定位；P2齒圈(10)通過Z2制動(dòng)器制動(dòng)，并用擋圈進(jìn)行軸向定位，P2太陽(yáng)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，并靠推力軸承進(jìn)行軸向定位；P3齒圈(11)通過D制動(dòng)器制動(dòng)， 并用擋圈進(jìn)行軸向定位，P3太陽(yáng)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，并靠推力軸承進(jìn)行軸向定位，P3齒圈(11)通過斜齒及花鍵與P4太陽(yáng)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(gè)整體，并用擋圈進(jìn)行軸向定位；P4行星架04)通過Z4制動(dòng)器制動(dòng)，并通過齒轂(1 與輸出軸(14)連接。減速器(F)布置在整個(gè)液力變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的后面，并通過花鍵與輸出軸(14)連接，這樣便于根據(jù)車輛的使用工況決定是否安裝減速器。此外，還可根據(jù)實(shí)際需要通過減少 P4行星排和Z4制動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)檔位數(shù)的變化，從而可以進(jìn)一步縮小和減輕液力傳動(dòng)裝置的體積及重量。


圖1為本發(fā)明一種多檔位行星式液力變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)2為傳統(tǒng)的具有六個(gè)前進(jìn)檔的阿里森液力傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)1中1.閉鎖及減振離合器，2.渦輪，3.導(dǎo)輪，4.泵輪，5.動(dòng)力輸出裝置，6.內(nèi)置擺線齒輪泵，7.P1太陽(yáng)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(yáng)輪，16. P3行星架，17. P3太陽(yáng)輪，18. P2行星架，19. P2太陽(yáng)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(shí)施例方式泵輪(4)與發(fā)動(dòng)機(jī)相連接，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，液力變矩器⑶處于變矩工況，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率經(jīng)傳動(dòng)油作用后由變矩器渦輪O)吸收，之后由渦輪輸出軸輸出； 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，液力變矩器(B)處于閉鎖工況，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(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪( 形成剛性連接，發(fā)動(dòng)機(jī)提供的功率經(jīng)渦輪座 (22)直接傳遞給渦輪輸出軸(21)，發(fā)動(dòng)機(jī)與渦輪輸出軸實(shí)現(xiàn)同步旋轉(zhuǎn)，從而提高了液力變速器在高轉(zhuǎn)速狀態(tài)下的效率，增寬了功效范圍。渦輪輸出軸與行星變速箱(D)內(nèi)的C1/C2旋轉(zhuǎn)離合器總成相連接，當(dāng)Cl或C2離合器結(jié)合時(shí)，扭矩被傳遞到行星變速箱(D) 處。在行星變速箱(D)內(nèi)，通過控制不同制動(dòng)器的結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)各檔扭矩傳遞。1、空檔，Z3制動(dòng)器在擺線齒輪泵(6)提供的壓力油作用下結(jié)合，P3齒圈(11)制動(dòng)。由于C1/C2旋轉(zhuǎn)離合器處于脫開狀態(tài)，由渦輪輸出軸輸出的扭矩不能傳遞給行星變速箱(D)，整個(gè)變速箱無(wú)功率輸出。2、一檔，Cl旋轉(zhuǎn)離合器和Z4制動(dòng)器在擺線齒輪泵(6)提供的壓力油作用下結(jié)合， P4行星架04)制動(dòng)。由渦輪輸出軸輸出的扭矩通過Cl旋轉(zhuǎn)離合器傳遞給中間軸 (20)，然后通過P3行星排的太陽(yáng)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(yáng)輪(15)，接著經(jīng)過P4行星排的齒轂(1 傳遞給輸出軸 (14)，最后由輸出軸(14)將扭矩輸出。3、二檔，Cl旋轉(zhuǎn)離合器和制動(dòng)器在壓力油作用下結(jié)合，P3齒圈(11)制動(dòng)。由渦輪輸出軸輸出的扭矩通過Cl旋轉(zhuǎn)離合器傳遞給中間軸(20)，然后通過P3行星排的太陽(yáng)輪(17)傳遞給P3行星架(16)，再由P3行星架(16)傳遞給輸出軸(14)，最后由輸出軸(14)將扭矩輸出。4、三檔，Cl旋轉(zhuǎn)離合器和Z2制動(dòng)器在壓力油作用下結(jié)合，P2齒圈(10)制動(dòng)。由渦輪輸出軸輸出的扭矩通過Cl旋轉(zhuǎn)離合器傳遞給中間軸(20)，一部分扭矩通過P2行星排的太陽(yáng)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(jīng)中間軸OO)直接傳遞給P3行星排的太陽(yáng)輪(17)，由于P3行星排的齒圈(11)與 P3太陽(yáng)輪(17)的差動(dòng)，扭矩經(jīng)P3行星架(16)傳遞給輸出軸(14)，最后由輸出軸(14)將扭矩輸出。5、四檔，Cl旋轉(zhuǎn)離合器和Zl制動(dòng)器在壓力油作用下結(jié)合，Pl齒圈(9)制動(dòng)。由渦輪輸出軸輸出的扭矩一部分通過C2旋轉(zhuǎn)離合器傳遞給Pl太陽(yáng)輪(7)，經(jīng)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(yáng)輪和P3行星排的太陽(yáng)輪(17)，由于P2行星排的太陽(yáng)輪(19)與P2齒圈(10)的差動(dòng)，P2 行星排由P2行星架(18)輸出扭矩，并傳遞給P3行星排的齒圈(11)，由于P3行星排的齒圈 (11)與P3行星排的太陽(yáng)輪(17)的差動(dòng)，扭矩經(jīng)P3行星架(16)傳遞給輸出軸(14)，最后由輸出軸(14)將扭矩輸出。6、五檔，C1/C2旋轉(zhuǎn)離合器在壓力油作用下結(jié)合，由渦輪輸出軸輸出的扭矩一部分通過C2旋轉(zhuǎn)離合器經(jīng)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(yáng)輪(17)，由于P3太陽(yáng)輪(17)、P3齒圈(11)及P3行星架(16) 與渦輪輸出軸同速旋轉(zhuǎn)，扭矩由P 3行星架(16)按1 1的比例傳遞給輸出軸(14)， 最后由輸出軸(14)將扭矩輸出，實(shí)現(xiàn)了變速器的直接檔輸出。7、六檔，C2旋轉(zhuǎn)離合器和Zl制動(dòng)器在壓力油作用下結(jié)合，Pl齒圈(9)制動(dòng)。由渦輪輸出軸輸出的扭矩一部分通過C2旋轉(zhuǎn)離合器傳遞給Pl太陽(yáng)輪(7)，經(jīng)Pl行星架(8)傳遞給P2齒圈(10)，由P2齒圈(10)經(jīng)P2行星輪傳遞給P2太陽(yáng)輪(19)，由P2太陽(yáng)輪經(jīng)中間軸00)傳遞給P3太陽(yáng)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)，由于P3齒圈(11)與P3太陽(yáng)輪(17)的差動(dòng)，扭矩由P3行星架(16)傳遞給輸出軸(14)，最后由輸出軸(14)將扭矩輸出。8、七檔，C2旋轉(zhuǎn)離合器和Z2制動(dòng)器在壓力油作用下結(jié)合，P2齒圈(10)制動(dòng)。由渦輪輸出軸輸出的扭矩通過C2旋轉(zhuǎn)離合器傳遞給P2行星架(18)，然后由P2行星架 (18)分別傳遞給P3齒圈(11)和P2太陽(yáng)輪(19)，P2太陽(yáng)輪(19)的扭矩再經(jīng)中間軸Q0)傳遞給P3太陽(yáng)輪(17)，由于P3齒圈(11)與P 3太陽(yáng)輪(17)的差動(dòng)，扭矩由P3行星架(16) 傳遞給輸出軸(14)，最后由輸出軸(14)將扭矩輸出。9、倒檔，Zl和Ti制動(dòng)器在壓力油作用下結(jié)合，Pl齒圈(9)和P3齒圈(11)制動(dòng)， 由渦輪輸出軸輸出的扭矩通過C2旋轉(zhuǎn)離合器傳遞給Pl太陽(yáng)輪(7)，然后經(jīng)Pl行星架 (8)傳遞給P2齒圈(10)，再由P2齒圈(10)經(jīng)P2行星輪傳遞給P2太陽(yáng)輪(19)，由于P2行星架(18)和P3齒圈(11)制動(dòng)，P2太陽(yáng)輪(19)反向旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)中間軸Q0)和P3太陽(yáng)輪(17)反向旋轉(zhuǎn)，從而使P3行星架(16)也反向旋轉(zhuǎn)，扭矩由P3行星架(16)傳遞給輸出軸(14)，最后由輸出軸(14)將扭矩輸出，實(shí)現(xiàn)了倒檔功能。當(dāng)車輛需要輔助減速時(shí)，使減速器(1 殼體內(nèi)充滿傳動(dòng)液體，減速器轉(zhuǎn)子在傳動(dòng)液體的阻力作用下會(huì)增大輸出軸(14)的負(fù)荷，從而實(shí)現(xiàn)了輔助減速。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)各檔位時(shí)離合器、制動(dòng)器的結(jié)合情況
權(quán)利要求
1.一種多檔位行星式液力變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，主要由閉鎖及減振離合器總成(A)、液力變矩器(B)、動(dòng)力輸出裝置(5)、內(nèi)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(gòu)成，其特征在于在不增加原有離合器、制動(dòng)器和行星排數(shù)量的基礎(chǔ)上，通過采用新型的液力變速器傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式，可實(shí)現(xiàn)七個(gè)前進(jìn)檔和一個(gè)倒檔的動(dòng)力輸出，并使整機(jī)機(jī)構(gòu)更緊湊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多檔位行星式液力變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于行星變速箱(D)內(nèi)的C1/C2旋轉(zhuǎn)離合器總成采用嵌套式結(jié)構(gòu)，C2離合器位于Cl離合器的外部， 共用一個(gè)活塞殼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多檔位行星式液力變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于變矩器泵輪(4)與內(nèi)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(nèi)的C1/C2旋轉(zhuǎn)離合器總成連接；Cl旋轉(zhuǎn)離合器與中間軸OO)連接，C2旋轉(zhuǎn)離合器與Pl太陽(yáng)輪(7)連接，C2旋轉(zhuǎn)離合器的驅(qū)動(dòng)轂與P2行星架(18)花鍵連接；Pl行星排采用浮動(dòng)齒圈，Pl齒圈(9)通過Zl制動(dòng)器制動(dòng)，Pl行星架 (8)通過斜齒與P2齒圈(10)連接，并靠推力軸承進(jìn)行軸向定位；P2齒圈(10)通過Z2制動(dòng)器制動(dòng)，并用擋圈進(jìn)行軸向定位，P2太陽(yáng)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，并靠推力軸承進(jìn)行軸向定位；P3齒圈(11)通過^3制動(dòng)器制動(dòng)，并用擋圈進(jìn)行軸向定位，P3太陽(yáng)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，并靠推力軸承進(jìn)行軸向定位，P3齒圈(11)通過斜齒及花鍵與P4太陽(yáng)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(gè)整體，并用擋圈進(jìn)行軸向定位，P4行星架04)通過Z4制動(dòng)器制動(dòng)，并通過齒轂(1 與輸出軸(14)連接；減速器(F)布置在整個(gè)液力變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的后面，并通過花鍵與輸出軸(14)連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多檔位行星式液力變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，它主要由閉鎖及減振離合器總成(A)、液力變矩器(B)、動(dòng)力輸出裝置(5)、內(nèi)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(gòu)成。本發(fā)明在不增加原有離合器、制動(dòng)器和行星排數(shù)量的基礎(chǔ)上，通過采用新型的液力變速器傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式，可實(shí)現(xiàn)七個(gè)前進(jìn)檔和一個(gè)倒檔的動(dòng)力輸出。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、體積較小，有利于整機(jī)布置。
文檔編號(hào)F16H47/08GK102221076SQ201110122429
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月12日
發(fā)明者余曉順, 冷堅(jiān), 劉澤霖, 劉翼, 葉義書, 廖安強(qiáng), 張正富, 張芳, 李世鵬, 李曉東, 李進(jìn)洪, 王建新, 羅靜, 舒瑞龍, 邱文剛, 饒鳳, 馬晨啟, 龍眉 申請(qǐng)人:貴州凱星液力傳動(dòng)機(jī)械有限公司