專利名稱：一種礦用汽車液力機械傳動系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及車輛傳動系統(tǒng)，尤其是涉及到礦用自卸汽車的具有緩沖重載荷沖擊功 能的傳動系統(tǒng)。
背景技術：
礦用自卸汽車的工作特點重載荷，路面條件差，需要頻繁換擋，長距離重載荷爬 坡，傳動系統(tǒng)沖擊較大，只有帶有液力變矩器的傳動系統(tǒng)才能滿足要求；目前國內沒有廠家生產礦用汽車適用的液力機械變速箱，進口機型價格高，難以 滿足國內礦山較大的需求。研制一款適合礦用汽車工況需要的液力機械變速箱周期長、投 入大、風險較高，目前沒有企業(yè)或科研單位能夠承擔。目前國內有較成熟的純機械變速箱、液力變矩器、離合器以及齒輪傳動系統(tǒng)，在現(xiàn) 有產品基礎上將各個系統(tǒng)組合起來，通過設計精確的控制系統(tǒng)，可以達到礦用汽車傳動系 統(tǒng)所需的高扭矩傳遞、較低的穩(wěn)定車速以及對傳動系統(tǒng)的緩沖功能。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為了針對目前國內礦用汽車使用現(xiàn)狀，設計一種適合礦山運輸?shù)?液力機械傳動系統(tǒng)。該系統(tǒng)充分利國內現(xiàn)有成熟的技術，如公路卡車使用的發(fā)動機、機械變 速箱、礦用汽車后橋，通過液力變矩器和增速齒輪，使整個傳動系統(tǒng)產生足夠的牽引力，并 具有減少振動沖擊的緩沖作用，較好的滿足礦用汽車工況。本發(fā)明一種礦用汽車液力機械傳動系統(tǒng)，包括發(fā)動機(101)、純機械變速箱 (103)、主減速器(104)、及輪邊減速器(105)，還包括一液力傳動系統(tǒng)(102)，所述發(fā)動機 (101)產生動力后進入液力傳動系統(tǒng)(102)，實現(xiàn)動力的緩沖、切換和增速的功能；動力傳 入純機械變速箱(103)，實現(xiàn)換擋和減速增扭的作用；動力再傳入主減速器(104)和輪邊減 速器(105)，最后傳到輪胎，驅動車輛前進；所述液力傳動系統(tǒng)(102)包括動力輸入系統(tǒng)、 變矩器系統(tǒng)、換擋離合器、增速裝置、泵動力輸出口和動力輸出裝置；動力由動力輸入裝置 輸入變矩器后系統(tǒng)后，經過泵動力輸出口驅動車輛轉向泵及舉升泵等執(zhí)行機構工作；其余 大部分動力經渦輪、主傳動軸輸入到換擋離合器，再經增速裝置增速后通過輸出裝置輸出； 所述變矩器系統(tǒng)包括兩部分液力變矩器和閉鎖離合器，根據(jù)車輛行駛和道路狀況，在閉鎖 離合器的控制下，液力變矩器隨時自鎖。進一步的，所述動力輸入系統(tǒng)中，輸入凸緣(3)通過花鍵和輸入軸(69)相連接，并 由槽螺母(1)固定在輸入軸(69)的端部，在槽螺母的根部裝有0形油封(2)，可防止?jié)櫥?通過螺紋泄露；在輸入凸緣(3)的后端有兩個軸承(7)，中間用隔套(6)分開，為防止灰塵 進入箱體和潤滑油泄露，在軸承端部裝有骨架油封(4)，油封蓋(68)將骨架油封固定在變 矩器殼體(67)。進一步的，所述閉鎖離合器設置如下泵輪殼(14)和閉鎖離合器轂圈(11)相 連，閉鎖離合器主動片(61)和閉鎖離合器轂圈(11)通過花鍵連接，閉鎖離合器被動片(62)和閉鎖離合器轂(64)也通過花鍵連接，閉鎖離合器被動片(62)的內圈通過花鍵和主傳動 軸(31)結合。所述閉鎖離合器分離時，動力由閉鎖離合器活塞轂⑶傳到泵輪殼(14)，通過螺 栓(55)傳到泵輪(18)，泵輪(18)里的液力油穿過導輪(16)推動渦輪(58)轉動，渦輪(58) 和閉鎖離合器轂(64)相連接，閉鎖離合器轂(64)的內圈通過花鍵將動力傳到主傳動軸 (31)；其中超越離合器(59)可防止導輪反方向轉動，固定環(huán)(17)將超越離合器(59)和導 輪(16)連接固定；浮動墊圈(57)和軸承(60)保證導輪(16)可自由轉動，軸承隔套對導輪 (16)進行軸向定位；變扭器轂(20)和軸承(21)將變矩器連接到箱體上，并在變扭器轂內 接通壓力油。所述閉鎖離合器閉鎖時，高壓油在閉鎖離合器活塞(9)產生壓力，閉鎖離合器主 動片(61)和閉鎖離合器被動片(62)結合，泵輪殼(14)和閉鎖離合器轂圈(11)相連，閉鎖 離合器主動片(61)和閉鎖離合器轂圈(11)通過花鍵連接，閉鎖離合器被動片(62)和閉鎖 離合器轂(64)也通過花鍵連接，閉鎖離合器被動片(62)的內圈通過花鍵和主傳動軸(31) 結合，此時動力將由泵輪殼(14)直接傳到主傳動軸，而不需經過變矩器；其中0形圈(10)、 (66)與密封圈(63)、(65)為保證閉鎖離合器活塞(9)壓緊時壓力油不產生泄漏，卡簧(12) 與壓盤(13)使閉鎖離合器活塞(9)壓緊時主動片(61)和被動片(62)之間產生足夠壓力。進一步的，所述閉鎖離合器由ECU自動控制，所述ECU包括發(fā)動機輸出轉速信號 采集模塊、發(fā)動機油門開度信號采集模塊、變矩器渦輪輸出轉速信號采集模塊、換擋桿位置 信號采集模塊，ECU對采集的信號進行處理和分析，作出判斷發(fā)出指令，控制電磁液動閥來 控制閉鎖離合器的開合。進一步的，所述換擋離合器由換擋離合器轂(27)、換擋離合器主動片(33)、換擋 離合器被動片(34)、換擋離合器活塞(24)和換擋離合器活塞轂(26)組成；動力由換擋離 合器轂(27)通過花鍵連接換擋離合器主動片(33)，換擋離合器被動片(34)和變速大齒輪 相連接；車輛正常運行時，油路里面充滿壓力油，換擋離合器活塞(24)得到壓力油的推動 后將主動片(33)和被動片(34)壓緊，產生足夠的摩擦力后，動力就會從主傳動軸輸入到變 速大齒輪；需要換擋時，壓力油撤除，離合器松開，主傳動軸(31)空轉，不再傳遞動力；其中 活塞轂為活塞提供密閉腔，密封圈(25)、(28)保證壓力油不產生泄露，軸承蓋(32)將外界 隔開。進一步的，所述增速系統(tǒng)由變速大齒輪(23)和變速小齒輪(35)相互嚙合組成，變 速大齒輪內部通過花鍵與換擋離合器連接，變速小齒輪(35)通過花鍵和輸出軸(45)將動 力輸入到動力輸出部分。進一步的，所述的動力輸出裝置由輸出軸(45)、輸出凸緣(38)、0形油封(39)、槽 螺母(40)、骨架油封(41)、防塵油封(42)和軸承蓋(43)組成；動力由輸出軸(45)輸入到輸 出凸緣(38)，槽螺母(40)壓緊輸出凸緣，0形油封(39)防止油從螺紋泄露，骨架油封(41)、 防塵油封(42)可防止?jié)櫥托孤逗突覊m進入箱體，軸承蓋(43)可固定油封(41)、(42)。進一步的，所述泵動力輸出口由變扭器泵輪相連接的泵主動齒輪(19)輸出，與泵 中間齒輪(49)嚙合后將動力傳遞到泵輸出齒輪(48)，在泵輸出齒輪上可接油泵的輸入端， 進行動力輸出。本發(fā)明的優(yōu)點在于(1)該傳動系統(tǒng)將變矩器、增速機構、動力切換和泵輸出機構集成在一起，而且閉鎖和動力切換均采用濕式離合器，可靠性好，能夠適應礦山的惡劣環(huán) 境。(2)該液力傳動系統(tǒng)可以緩沖機械變速箱在換擋和起步時對發(fā)動機和整個傳動系統(tǒng)造 成的沖擊，實現(xiàn)了起步時車輛所需的低速度高扭矩的要求。(3)可以大幅度降低液力變速箱 的成本，國外同級別液力變速箱一般4(T60萬元，而此液力傳動機構和純機械變速箱總價 格不超過10萬元。


圖1是本發(fā)明在礦用汽車使用中動力的傳遞示意圖。
圖2是本發(fā)明液力傳動系統(tǒng)的結構示意圖。
圖3是變矩器閉鎖控制原理圖。
圖1中101.發(fā)動機102.液力傳動系統(tǒng)
103.純機械變速箱104.主減速系統(tǒng)
105.輪邊減速系統(tǒng)
圖2中1.槽螺母2. 0型油封
3.輸入凸緣4.骨架油封
5.螺栓6.隔套
7.軸承18.閉鎖離合器活塞轂
9.閉鎖離合器活塞10.0型油封
11閉鎖離合器轂圈12.閉鎖離合片卡簧
13閉鎖離合器壓盤14.泵輪殼
150型油封16.導輪
17固定環(huán)18.泵輪
19泵主動齒輪20.變扭器轂
21軸承222.換擋離合器壓盤
23變速大齒輪24.換擋離合器活塞
25油封26.換擋離合器活塞轂
27換擋離合器轂28.油封
29隔套30.軸承3
31主傳動軸32.軸承端蓋
33換擋離合器主動片34.換擋離合器被動片
35變速小齒輪36.隔套
37軸承438.輸出凸緣
390型油封40.槽螺母
41骨架油封42.防塵油封
43軸承蓋44.螺栓
45輸出軸46.輸出端箱體
47螺栓48.泵輸出齒輪
49泵中間齒輪50.中間箱體
51螺栓52.油封
53.軸承554. 軸承隔套
55.螺栓56.油堵
57.浮動墊圈58.渦輪
59.超越離合器60.軸承6
61.閉鎖離合器主動片62.閉鎖離合器被動片
63.油封64.閉鎖離合器轂
65.密封圈66.0型油封
67.變矩器殼體68.油封蓋
69.輸入軸
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明一種礦用汽車液力機械傳動系統(tǒng)，包括發(fā)動機101、純機械變 速箱103、主減速器104、及輪邊減速器105，其特征在于還包括一液力傳動系統(tǒng)102，所述 發(fā)動機101產生動力后進入液力傳動系統(tǒng)102，實現(xiàn)動力的緩沖、切換和增速的功能；動力 傳入純機械變速箱103，實現(xiàn)換擋和減速增扭的作用；動力再傳入主減速器104和輪邊減速 器105，最后傳到輪胎，驅動車輛前進。在本發(fā)明的液力傳動系統(tǒng)中包括動力輸入部分、帶閉鎖離合器的變矩器、增速裝 置、換擋離合器、兩個泵動力輸出口和動力輸出部分。具體結構可見附圖2所示。動力由動 力輸入裝置輸入變矩器系統(tǒng)后，經過泵動力輸出口驅動車輛轉向泵及舉升泵等執(zhí)行機構工 作；其余大部分動力經渦輪、主傳動軸輸入到換擋離合器，再經增速裝置增速后通過輸出裝 置輸出。在動力輸入系統(tǒng)中，輸入凸緣3通過花鍵和輸入軸69相連接，并由槽螺母1固定 在輸入軸69的端部，在槽螺母的根部裝有0形油封2，可防止?jié)櫥屯ㄟ^螺紋泄露。在輸入 凸緣3的后端有兩個軸承7，中間用隔套6分開，為防止灰塵進入箱體和潤滑油泄露，在軸承 端部裝有骨架油封4，油封蓋68將其固定在變矩器殼體67上。變矩器系統(tǒng)包括兩部分液力變矩器和閉鎖離合器。閉鎖離合器分離時，動力由閉 鎖離合器活塞轂8傳到泵輪殼14，通過螺栓55傳到泵輪18，泵輪18里的液力油穿過導輪 16推動渦輪58轉動，渦輪58和閉鎖離合器轂64相連接，閉鎖離合器轂64的內圈通過花鍵 將動力傳到主傳動軸31。其中超越離合器59可防止導輪反方向轉動，固定環(huán)17將超越離 合器59和導輪16連接固定。浮動墊圈57和軸承60保證導輪16可自由轉動，軸承隔套對 導輪16進行軸向定位。變扭器轂20和軸承21將變矩器連接到箱體上，并在變扭器轂內接 通壓力油。閉鎖離合器閉鎖時，高壓油在閉鎖離合器活塞9產生壓力，閉鎖離合器主動片61 和閉鎖離合器被動片62結合，泵輪殼14和閉鎖離合器轂圈11相連，閉鎖離合器主動片61 和閉鎖離合器轂圈11通過花鍵連接，閉鎖離合器被動片62和閉鎖離合器轂64也通過花鍵 連接，閉鎖離合器被動片62的內圈通過花鍵和主傳動軸31結合，此時動力將由泵輪殼14 直接傳到主傳動軸，而不需經過變矩器。其中0形圈10、66與密封圈63、65為保證閉鎖離 合器活塞9壓緊時壓力油不產生泄漏，卡簧12與壓盤13使閉鎖離合器活塞9壓緊時主動 片61和被動片62之間產生足夠壓力。
閉鎖離合器由EOT自動控制，原理如圖3所示。E⑶對采集的信號進行處理和分 析，作出判斷，發(fā)出指令，電磁閥伺服控制液壓油路來控制離合器的開合。增速系統(tǒng)由變速大齒輪23和變速小齒輪35相互嚙合組成，變速大齒輪內部通過 花鍵與換擋離合器連接，變速小齒輪35通過花鍵和輸出軸45將動力輸入到動力輸出部分。 通過增速系統(tǒng)，可以降低液力裝置的輸出轉矩，降低對機械變速箱的要求。換擋離合器由換擋離合器轂27、換擋離合器主動片33、換擋離合器被動片34、換 擋離合器活塞24和換擋離合器活塞轂26組成。動力由換擋離合器轂27通過花鍵連接換 擋離合器主動片33，換擋離合器被動片34和變速大齒輪相連接。車輛正常運行時，油路里 面充滿壓力油，換擋離合器活塞24得到壓力油的推動后將主動片33和被動片34壓緊，產 生足夠的摩擦力后，動力就會從主傳動軸輸入到變速大齒輪。需要換擋時，壓力油撤除，離 合器松開，主傳動軸31空轉，不再傳遞動力。其中活塞轂為活塞提供密閉腔，密封圈25、28 保證壓力油不產生泄露，軸承蓋32將外界隔開。動力輸出部分由輸出軸45、輸出凸緣38、0形油封39、槽螺母40、骨架油封41、防 塵油封42和軸承蓋43組成。動力由輸出軸45輸入到輸出凸緣38，槽螺母40壓緊輸出凸 緣，0形油封39防止油從螺紋泄露，骨架油封41、防塵油封42可防止?jié)櫥托孤逗突覊m進 入箱體，軸承蓋43可固定油封41、42。泵動力輸出由變扭器泵輪相連接的泵主動齒輪19輸出，與泵中間齒輪49嚙合后 將動力傳遞到泵輸出齒輪48，在泵輸出齒輪上可接油泵的輸入端，進行動力輸出。
權利要求
一種礦用汽車液力機械傳動系統(tǒng)，包括發(fā)動機(101)、純機械變速箱(103)、主減速器(104)及輪邊減速器(105)，其特征在于還包括一液力傳動系統(tǒng)(102)，所述發(fā)動機(101)產生動力后進入液力傳動系統(tǒng)(102)，實現(xiàn)動力的緩沖、切換和增速的功能；動力傳入純機械變速箱(103)，實現(xiàn)換擋和減速增扭的作用；動力再傳入主減速器(104)和輪邊減速器(105)，最后傳到輪胎，驅動車輛前進；所述液力傳動系統(tǒng)(102)包括動力輸入系統(tǒng)、變矩器系統(tǒng)、換擋離合器、增速裝置、泵動力輸出口和動力輸出裝置；動力由動力輸入裝置輸入變矩器系統(tǒng)后，經過泵動力輸出口驅動車輛轉向泵及舉升泵等執(zhí)行機構工作；其余大部分動力經渦輪、主傳動軸輸入到換擋離合器，再經增速裝置增速后通過輸出裝置輸出；所述變矩器系統(tǒng)包括兩部分液力變矩器和閉鎖離合器，根據(jù)車輛行駛和道路狀況，在閉鎖離合器的控制下，液力變矩器隨時自鎖。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種礦用汽車液力機械傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述動力輸 入系統(tǒng)中，輸入凸緣(3)通過花鍵和輸入軸(69)相連接，并由槽螺母(1)固定在輸入軸 (69)的端部，在槽螺母的根部裝有0形油封(2)，可防止?jié)櫥屯ㄟ^螺紋泄露；在輸入凸緣 (3)的后端有兩個軸承(7)，中間用隔套(6)分開，為防止灰塵進入箱體和潤滑油泄露，在軸 承端部裝有骨架油封(4)，油封蓋(68)將骨架油封固定在變矩器殼體(67)。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種礦用汽車液力機械傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述閉鎖離 合器設置如下泵輪殼(14)和閉鎖離合器轂圈(11)相連，閉鎖離合器主動片(61)和閉鎖 離合器轂圈(11)通過花鍵連接，閉鎖離合器被動片(62)和閉鎖離合器轂(64)也通過花鍵 連接，閉鎖離合器被動片(62)的內圈通過花鍵和主傳動軸(31)結合；所述閉鎖離合器分離時，動力由閉鎖離合器活塞轂(8)傳到泵輪殼(14)，通過螺栓 (55)傳到泵輪(18)，泵輪(18)里的液力油穿過導輪(16)推動渦輪(58)轉動，渦輪(58)和 閉鎖離合器轂(64)相連接，閉鎖離合器轂(64)的內圈通過花鍵將動力傳到主傳動軸(31)； 其中超越離合器(59)可防止導輪反方向轉動，固定環(huán)(17)將超越離合器(59)和導輪(16) 連接固定；浮動墊圈(57)和軸承(60)保證導輪(16)可自由轉動，軸承隔套對導輪(16)進 行軸向定位；變扭器轂(20)和軸承(21)將變矩器連接到箱體上，并在變扭器轂內接通壓力 油；所述閉鎖離合器閉鎖時，高壓油在閉鎖離合器活塞(9)產生壓力，閉鎖離合器主動片 (61)和閉鎖離合器被動片(62)結合，泵輪殼(14)和閉鎖離合器轂圈(11)相連，閉鎖離合 器主動片(61)和閉鎖離合器轂圈(11)通過花鍵連接，閉鎖離合器被動片(62)和閉鎖離合 器轂(64)也通過花鍵連接，閉鎖離合器被動片(62)的內圈通過花鍵和主傳動軸(31)結 合，此時動力將由泵輪殼(14)直接傳到主傳動軸，而不需經過變矩器；其中0形圈(10)、 (66)與密封圈(63)、(65)為保證閉鎖離合器活塞(9)壓緊時壓力油不產生泄漏，卡簧(12) 與壓盤(13)使閉鎖離合器活塞(9)壓緊時主動片(61)和被動片(62)之間產生足夠壓力。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種礦用汽車液力機械傳動系統(tǒng)，其特征在于所述閉鎖離 合器由ECU自動控制，所述ECU包括發(fā)動機輸出轉速信號采集模塊、發(fā)動機油門開度信號 采集模塊、變矩器渦輪輸出轉速信號采集模塊、換擋桿位置信號采集模塊，ECU對采集的信 號進行處理和分析，作出判斷發(fā)出指令，控制電磁液動閥來控制閉鎖離合器的開合。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種礦用汽車液力機械傳動系統(tǒng)，其特征在于所述換擋離合器由換擋離合器轂(27)、換擋離合器主動片(33)、換擋離合器被動片(34)、換擋離合器 活塞(24)和換擋離合器活塞轂(26)組成；動力由換擋離合器轂(27)通過花鍵連接換擋離 合器主動片(33)，換擋離合器被動片(34)和變速大齒輪相連接；車輛正常運行時，油路里 面充滿壓力油，換擋離合器活塞(24)得到壓力油的推動后將主動片(33)和被動片(34)壓 緊，產生足夠的摩擦力后，動力就會從主傳動軸輸入到變速大齒輪；需要換擋時，壓力油撤 除，離合器松開，主傳動軸(31)空轉，不再傳遞動力；其中活塞轂為活塞提供密閉腔，密封 圈(25)、(28)保證壓力油不產生泄露，軸承蓋(32)將外界隔開。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種礦用汽車液力機械傳動系統(tǒng)，其特征在于所述增速系 統(tǒng)由變速大齒輪(23)和變速小齒輪(35)相互嚙合組成，變速大齒輪內部通過花鍵與換擋 離合器連接，變速小齒輪(35)通過花鍵和輸出軸(45)將動力輸入到動力輸出部分。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種礦用汽車液力機械傳動系統(tǒng)，其特征在于所述的動力 輸出裝置由輸出軸(45)、輸出凸緣(38)、0形油封(39)、槽螺母(40)、骨架油封(41)、防塵 油封(42)和軸承蓋(43)組成；動力由輸出軸(45)輸入到輸出凸緣(38)，槽螺母(40)壓 緊輸出凸緣，0形油封(39)防止油從螺紋泄露，骨架油封(41)、防塵油封(42)可防止?jié)櫥?油泄露和灰塵進入箱體，軸承蓋(43)可固定油封(41)、(42)。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種礦用汽車液力機械傳動系統(tǒng)，其特征在于所述泵動力 輸出口由變扭器泵輪相連接的泵主動齒輪(19)輸出，與泵中間齒輪(49)嚙合后將動力傳 遞到泵輸出齒輪(48)，在泵輸出齒輪上可接油泵的輸入端，進行動力輸出。
全文摘要
本發(fā)明涉及車輛傳動系統(tǒng)，尤其是涉及到礦用自卸汽車的具有緩沖重載荷沖擊功能的傳動系統(tǒng)。一種使用在礦用汽車上的具有緩沖重載荷沖擊功能的傳動系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括輸入輸出裝置、帶閉鎖離合器的變矩器、增速裝置、換擋離合器和兩個泵動力輸出口。主要用于礦用汽車領域，該傳動系統(tǒng)采用電液控制，閉鎖和動力切換均采用濕式離合器，可靠性好，能夠適應礦山的惡劣環(huán)境。該傳動系統(tǒng)的優(yōu)點在于可以緩沖機械變速箱在換擋和起步時對發(fā)動機和整個傳動系統(tǒng)造成的沖擊，實現(xiàn)了起步時車輛所需的低速度高扭矩的要求；基本實現(xiàn)液力變速箱的功能，但成本要比降低液力變速箱低很多。
文檔編號B60K17/28GK101856972SQ201010184480
公開日2010年10月13日 申請日期2010年5月20日 優(yōu)先權日2010年5月20日
發(fā)明者何耀, 張文明, 楊玨, 楊耀東, 焦萬銘, 申焱華, 金純 申請人:北京科技大學