專利名稱：一種多檔位行星式液力變速器傳動機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機械傳動領(lǐng)域，屬于一種多檔位行星式液力變速器傳動機構(gòu)。
背景技術(shù)：
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(gòu)成，其特點是同軸傳動，適用于同軸布置、單向輸出的機械；且行星式結(jié)構(gòu)緊湊，單位體積功率密度大，適用于大功率機械和要求布置緊湊的機械和車輛。這種傳動裝置的自適應(yīng)性能很強， 能使車輛自動調(diào)節(jié)運行狀態(tài)，現(xiàn)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(tǒng)的主要傳動裝置?！盾囕v液力傳動》國防工業(yè)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(yīng)用于礦山、工程機械領(lǐng)域的液力變速器仍廣泛采用這種液力傳動結(jié)構(gòu)，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(fā)動機匹配后能產(chǎn)生六個前進檔和一個倒檔的動力輸出。但隨著技術(shù)的發(fā)展和野外作業(yè)環(huán)境的日趨復雜，礦山、工程機械領(lǐng)域非公路用車輛和大功率作業(yè)設(shè)備對液力變速器傳動裝置的技術(shù)要求不斷提高，傳統(tǒng)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(yè)設(shè)備在某些特定工作環(huán)境下的作業(yè)需求。例如，很多行走式工程機械設(shè)備在低負載狀態(tài)下為了提高移動的速度，在發(fā)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(tǒng)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(shù)量決定了發(fā)動機扭矩范圍重復的次數(shù)，而傳統(tǒng)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于最有效點，燃油經(jīng)濟性較差；其次，這種液力傳動裝置的兩個旋轉(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(jié)構(gòu)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(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)動機燃油的經(jīng)濟性，改進變速器的換檔質(zhì)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(lǐng)域現(xiàn)代化非公路用車輛和大功率作業(yè)設(shè)備對行星式液力傳動裝置新的技術(shù)性能要求，在不增加原有離合器、 制動器和行星排數(shù)量的基礎(chǔ)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(jié)構(gòu)更緊湊的液力變速器傳動機構(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機構(gòu)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(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結(jié)構(gòu)形式，可實現(xiàn)七個前進檔和一個倒檔的動力輸出，并使整機結(jié)構(gòu)更緊湊。如圖1中所示，液力變矩器(B)采用傳統(tǒng)的單級兩相三元件結(jié)構(gòu)，變矩器泵輪(4) 與發(fā)動機連接，它通過花鍵驅(qū)動內(nèi)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(nèi)置式油泵位于傳動機構(gòu)內(nèi)部，可以有效節(jié)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(tǒng)提供的壓力油可以推動閉鎖及減振離合器活塞，實現(xiàn)發(fā)動機和渦輪O)的剛性連接，使渦輪( 與發(fā)動機達到同步旋轉(zhuǎn)， 同時渦輪座0 通過花鍵帶動渦輪輸出軸同步旋轉(zhuǎn)，這提高了發(fā)動機的功率利用率， 增寬了功效范圍。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(nèi)的C1/C2旋轉(zhuǎn)離合器總成連接，將動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太陽輪(7)連接，C2旋轉(zhuǎn)離合器的驅(qū)動轂與P2行星架 (18)花鍵連接；Pl行星排采用浮動齒圈，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，并靠推力軸承進行軸向定位；P2齒圈(10)通過Z2制動器制動，并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，并靠推力軸承進行軸向定位；P3齒圈(11)通過D制動器制動， 并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，并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，并用擋圈進行軸向定位；P4行星架04)通過Z4制動器制動，并通過齒轂(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(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)實際需要通過減少 P4行星排和Z4制動器來實現(xiàn)檔位數(shù)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(fā)明一種多檔位行星式液力變速器傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡2為傳統(tǒng)的具有六個前進檔的阿里森液力傳動裝置的結(jié)構(gòu)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(nèi)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(fā)動機相連接，當發(fā)動機轉(zhuǎn)速較低時，液力變矩器⑶處于變矩工況，發(fā)動機的輸出功率經(jīng)傳動油作用后由變矩器渦輪O)吸收，之后由渦輪輸出軸輸出； 當發(fā)動機轉(zhuǎn)速較高時，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)動機和渦輪( 形成剛性連接，發(fā)動機提供的功率經(jīng)渦輪座 (22)直接傳遞給渦輪輸出軸(21)，發(fā)動機與渦輪輸出軸實現(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Cl或C2離合器結(jié)合時，扭矩被傳遞到行星變速箱(D) 處。在行星變速箱(D)內(nèi)，通過控制不同制動器的結(jié)合可以實現(xiàn)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(jié)合，P3齒圈(11)制動。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)，整個變速箱無功率輸出。2、一檔，Cl旋轉(zhuǎn)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(jié)合， P4行星架04)制動。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(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)離合器和制動器在壓力油作用下結(jié)合，P3齒圈(11)制動。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制動器在壓力油作用下結(jié)合，P2齒圈(10)制動。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行星排的太陽輪(17)，由于P3行星排的齒圈(11)與 P3太陽輪(17)的差動，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制動器在壓力油作用下結(jié)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(zhuǎn)離合器傳遞給Pl太陽輪(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行星排的太陽輪和P3行星排的太陽輪(17)，由于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，并傳遞給P3行星排的齒圈(11)，由于P3行星排的齒圈 (11)與P3行星排的太陽輪(17)的差動，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行星排的太陽輪(17)，由于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(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制動器在壓力油作用下結(jié)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(zhuǎn)離合器傳遞給Pl太陽輪(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太陽輪(19)，由P2太陽輪經(jīng)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)，由于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制動器在壓力油作用下結(jié)合，P2齒圈(10)制動。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太陽輪(19)，P2太陽輪(19)的扭矩再經(jīng)中間軸Q0)傳遞給P3太陽輪(17)，由于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)，最后由輸出軸(14)將扭矩輸出。9、倒檔，Zl和Ti制動器在壓力油作用下結(jié)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(zhuǎn)離合器傳遞給Pl太陽輪(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太陽輪(19)，由于P2行星架(18)和P3齒圈(11)制動，P2太陽輪(19)反向旋轉(zhuǎn)，并帶動中間軸Q0)和P3太陽輪(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，實現(xiàn)了倒檔功能。當車輛需要輔助減速時，使減速器(1 殼體內(nèi)充滿傳動液體，減速器轉(zhuǎn)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(xiàn)了輔助減速。本發(fā)明實現(xiàn)各檔位時離合器、制動器的結(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機構(gòu)，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(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結(jié)構(gòu)形式，可實現(xiàn)七個前進檔和一個倒檔的動力輸出，并使整機機構(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機構(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機構(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太陽輪(7)連接，C2旋轉(zhuǎn)離合器的驅(qū)動轂與P2行星架(18)花鍵連接；Pl行星排采用浮動齒圈，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，并靠推力軸承進行軸向定位；P2齒圈(10)通過Z2制動器制動，并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，并靠推力軸承進行軸向定位；P3齒圈(11)通過^3制動器制動，并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，并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，并用擋圈進行軸向定位，P4行星架04)通過Z4制動器制動，并通過齒轂(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(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機構(gòu)，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(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結(jié)構(gòu)形式，可實現(xiàn)七個前進檔和一個倒檔的動力輸出。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、體積較小，有利于整機布置。
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(yōu)先權(quán)日2011年5月12日
發(fā)明者余曉順, 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