4.2 装载机变速器典型结构
4.2.1 ZL10、ZL15装载机液力机械传动装置
该传动装置由三元件单涡轮变矩器和定轴式动力换挡变速器组成。图4-1为传动简图。
图4-1 ZL10、ZL15装载机液力机械传动装置传动简图
变速器传动比计算公式见表4-2。
表4-2 变速器传动比计算公式
4.2.1.1 传动装置结构和工作原理
图4-2为传动装置结构图。该装置由液力变矩器和前进二挡、倒退二挡定轴式动力换挡变速器组成。变矩器壳体和变速器的箱体用螺栓连接在一起,组成整体式液力机械传动装置。
图4-2 ZL10、ZL15装载机液力机械传动装置结构图
1—泵轮;2—泵轮罩;3—驱动齿圈;4—涡轮;5—导轮;6—导轮座;7—泵轮毂; 8—驱泵主动齿轮;9—前进挡活塞;10,12,14,16,18,22,28,29—齿轮; 11—倒挡活塞;13—倒、Ⅱ挡离合器壳体;15—变速器箱体;17—输出轴;19—挡油板; 20—骨架油封;21—中间轴;23—Ⅱ挡活塞;24—倒、Ⅱ挡离合器轴;25—双联齿轮; 26—Ⅰ挡活塞;27—前进Ⅰ挡离合器轴;30—前进Ⅰ挡离合器壳体;31—变速器输入齿轮;32—变速器输入轴
变矩器主要由泵轮1,涡轮4,导轮5组成。泵轮1同泵轮罩2用螺栓连接形成一个封闭体。
变速器内有四个离合器,两两离合器背对背地安装在倒、Ⅱ挡离合器轴24和前进、Ⅰ挡离合器轴27上。变速器工作时需同时结合两个离合器。
图4-3为前进挡离合器结构图。
图4-3 前进挡离合器结构图
1—鼓轮(主动齿轮);2—卡环;3—止推盘;4—钢片;5—摩擦片; 6—活塞;7—鼓轮;(从动齿轮);8—回位弹簧;9—球阀;H—活塞小腔面积
鼓轮1是将内鼓与主动齿轮做成一体,摩擦片5的内花键与内鼓轮的外花键啮合。鼓轮7是将外鼓与液压缸和从动齿轮做成一体。钢片4和止推盘3的外花键与外鼓的内花键啮合。内鼓和外鼓上均有许多径向过油小孔,油液可通过小孔润滑摩擦片。
离合器活塞6做成阶梯形。换挡时,压力油先作用于活塞小腔环形面积H。经缝隙节流后,活塞的整个面积才起作用。由于节流作用,控制3摩擦片压紧力的上升梯度,使离合器平稳结合。
为克服旋转液压缸中因液压油旋转产生的离心力而影响摩擦片的彻底分离,在活塞6上安装了快速排油阀,即在活塞外径附近安装球阀9。
离合器装在轴的中间,改善了支承和轴的受力条件,减少了轴的变形,提高了离合器的使用寿命。
4.2.1.2 液压操纵系统
图4-4为液压操纵系统图。
图4-4 液压操纵系统图
1—变矩器;2—变速器;3—滤网;4—冷却器;5—操纵阀;6—主压力阀; 7—变矩器进口压力表;8—操纵压力表;9—变矩器出口压力表; 10—变矩器出口油温表;11—滤油器;12—变速泵
变速泵12通过滤网3从变速器油底部吸油。变速泵12输出的压力油经滤油器11进入主压力阀6,进入主压力阀的油分两路,一路到操纵阀5,当压力达1.2~1.4MPa时,通过司机左前方的操纵杆经软轴推拉变速器操纵阀的滑阀进行换挡。另一路经主压力阀6进入变矩器泵轮,主压力阀6中的溢流阀保证变矩器的进口压力为0.4~0.45MPa。从变矩器流出的压力油经冷却器进入变速器,润滑轴承和齿轮最后回到变速器油底壳。
4.2.2 ZL30D装载机变速器
该变速器通过传动轴与液力变矩器相连。变矩器与发动机直接相连。
图4-5为该变矩器—变速器的传动简图。
图4-5 变矩器—变速器传动简图
变速器传动比计算公式见表4-3。
表4-3 变速器传动比计算公式
4.2.2.1 液力变矩器结构
图4-6为ZL30D装载机变矩器结构图。
图4-6 变矩器结构图
1—输出轴;2—涡轮轴;3—驱泵主动齿轮;4—分动箱壳体;5—驱泵从动齿轮;6—泵轮;7—罩轮; 8—驱动齿圈;9—飞轮;10—涡轮;11—涡轮毂;12—导轮;13—变矩器壳;14—泵轮毂;15—导轮座
该变矩器为单级三元件变矩器、循环圆直径为320mm,变矩系数K0=3.7,主要由泵轮6,涡轮10,导轮12组成。
泵轮6一端用螺栓与泵轮毂14连成一体通过深沟球轴承支承在导轮座15上,导轮座15用螺栓固定在变矩器分动箱壳体4上。泵轮6另一端用螺栓与罩轮7相连。罩轮7轴端支承在飞轮9定位孔中,并通过橡胶齿与发动机飞轮9相连接的驱动齿圈8相啮合。
涡轮10用螺栓与涡轮毂11相连,涡轮毂通过花键与涡轮轴2相连。涡轮轴2一端用轴承支承,在罩轮7上,另一端用轴承支承在导轮座15上。
导轮12通过花键与带有进出口油道的导轮座15相连接。
发动机动力通过飞轮9→驱动齿圈8→罩轮7→泵轮6→涡轮10→涡轮毂11→涡轮轴2通过→对齿轮由输出轴1输出。
发动机动力通过安装在泵轮毂14上的驱泵主动齿轮3驱动三个驱泵被动齿轮。
4.2.2.2 变速器
图4-7为ZL30D装载机变速器结构图。
图4-7 变速器结构图
该变速器为定轴直齿常啮合式动力换挡变速器。主要由箱体、箱盖、油底壳、两根换向轴、两根变速轴、一根输入轴、一根输出轴、两个方向离合器、两个速度离合器、高低挡滑套和11个齿轮组成。四个离合器完成两个前进挡,两个倒退挡,再与高低挡机构配合,得到四个前进挡和四个倒退挡。
离合器由主、从动片、液压缸、活塞、回位弹簧、快速回油阀、油封等零件组成。
来自操纵阀的压力油、经埋在箱壁和端盖内的油道进入离合器液压缸推动活塞向前移动。压紧主被动摩擦片。压力油切断,快速回油阀自动打开,活塞在回位弹簧的作用下,迅速回位,主从动摩擦片分离。
每个离合器中有5片铜基粉末冶金摩擦片(主动片)和4片钢片(从动片)。钢片有0.8mm的凹度,装配时凸面向着活塞,以手能否转动摩擦片为准来调整主、从动片之间的间隙,转动较费力,说明间隙太小,可进行适当调整。
4.2.2.3 液压操纵系统
图4-8为ZL30D装载机变矩器——变速器液压操纵系统图。
图4-8 液压操纵系统图
1—变速分配阀;2—压力阀;3—变速泵;4—油箱;5—发动机;6—变矩器; 7—滤油器;8—散热器;9—快速回油阀;10—离合器
安装在变矩器壳体上的变速泵3从变速器油箱4吸油,变速泵3出口的压力油分为两路:一路经压力阀2进入变矩器6;另一路经变速分配阀1进入离合器10,离合器回油直接回变速器油箱4。从变矩器6出来的油经滤油器7到散热器8,然后经变速器的上部进入离合器用于冷却和润滑。
4.2.3 ZLM-50装载机变速器
该变速器通过传动轴与液力变矩器相连。变矩器与发动机直接相连。
图4-9为该变矩器——变速器的传动简图。
图4-9 ZLM-50装载机变矩器——变速器传动简图
变速器传动比计算公式见表4-4。
表4-4 变速器传动比计算公式
4.2.3.1 液力变矩器结构和工作原理
图4-10为ZLM-50装载机变矩器结构图。
图4-10 液力变矩器结构图
1—接头;2—分动箱体;3—驱泵主动齿轮;4—油盘盖;5—变矩器壳;6—泵轮;7—导轮; 8—涡轮;9—罩轮;10—齿圈;11—定位轴;12—驱泵被动齿轮;13—连接套; 14—挡油盘;15—涡轮轴;16—油封;17—导轮座;18—回油阀
该变矩器为单级单相三元件变矩器。该变矩器主要由泵轮6,导轮7,涡轮8,罩轮9等零件组成。泵轮6用螺栓与罩轮9连接,罩轮9上的外齿与齿圈10啮合,齿圈10用螺栓固定在发动机飞轮上。涡轮8通过花键连接在涡轮轴15上。导轮7用螺栓与导轮座17连接,导轮座17固定在分动箱体2上。
工作时液力变矩器的三个工作轮的叶片组成一个封闭的循环油路。从发动机传来的动力,经齿圈10→罩轮9→泵轮6。工作油液进入泵轮后,由于泵轮旋转,油液因离心力作用,顺着泵轮叶片向外流动,从泵轮外缘出口处流出进入涡轮,冲动涡轮叶片,使涡轮转动,从而带动涡轮轴15旋转,输出动力。油液流经涡轮后再冲向导轮,由于导轮是固定的,它给工作油液一定的反作用力。这个力与泵轮给予工作油液的力合在一起、全部传给涡轮,因此从涡轮所获得的转矩便大于发动机输出的转矩,这样便起到了增大转矩即变矩的作用。
驱泵主动齿轮3通过轴承支承在导轮座17上,驱动驱泵被动齿轮12和另外两个齿轮,用以驱动三个齿轮泵。
4.2.3.2 变速器结构
图4-11为ZLM-50装载机变速器结构图。
图4-11 装载机变速器结构图
1—箱体;2—前进、倒退挡离合器总成;3—倒挡轴;4—中间轴总成; 5—Ⅰ、Ⅱ挡离合器总成;6—Ⅱ、Ⅳ挡离合器总成;7—输出轴总成;8—箱盖
该变速器为定轴式动力换挡变速器。主要由箱体1,箱盖8,六个离合器,12个齿轮,6根轴等组成。六个离合器,每两只背对背地布置在三根轴上,前进、倒退挡离合器布置在一根轴上,二、四挡离合器布置在一根轴上。
前进、倒退离合器主动片为7片,从动片为6片。Ⅰ、Ⅱ挡离合器主动片为14片,从动片为13片。Ⅲ、Ⅳ挡离合器主动片为6片,从动片为5片。主动片为65Mn钢片,从动片为铜基粉末冶金摩擦片,粉末冶金厚度为0.5mm。
4.2.3.3 变矩器一变速器液压操纵系统
图4-12为ZLM-50装载机变矩器——变速器液压操纵系统图。
图4-12 液压操纵系统图
变速泵从变速器油底壳吸油通过粗滤网经精滤器分成两路:一路经进油阀到变矩器;另一路到挡位阀。
进油阀控制进入变速器挡位阀的变速油压为1.4~1.8MPa。进入变矩器的液压油,通过循环工作后,部分油液经回油阀到散热器,冷却后的工作油进入变速器各挡离合器冷却摩擦片,并流回油底壳。
进入挡位阀的液压油分成两路:一路经阀体上的单向阀流到方向阀,根据方向阀的不同挡位,液压油进入前进离合器或倒退离合器;另一路经油道底板上的单向阀进入切断阀再到速度阀。根据速度阀的四个不同挡位,压力油进入不同的速度离合器。速度阀无空挡位置,只要切断阀不工作,总有一个挡位是结合的。切断阀的液压油不能进入速度阀而直接回油箱。液压油不能进入速度挡离合器,变速器无动力输出。
4.2.3.4 变矩器——变速器的维护保养
①经常检查变速器上的油尺,保持油面在最低刻度线以上,并严格按规定牌号补充或更换液力传动油。
②工作油液应清洁,防止杂质及水分进入油中,粗滤器和精滤器滤芯要定期清洗,及时更换保证油路系统清洁。发现油脏要及时、定期(约500小时)更换,如油中有较多的金属杂质应引起注意,仔细检查是否有零件损坏。
③工作时应注意观察变矩器油温表,当超过110℃时,应将发动机怠速运转或停机休息,进行散热降温。
④补偿油压应保证变矩器工作轮腔内压力为0.25~0.35MPa。压力过低会使工作轮产生汽蚀现象,压力过高油液泄漏量大,且易发热,影响变矩器正常工作。此压力由回油阀控制,出厂时已调整好,用户不要自行改变。
⑤注意检查各连接部分的密封性,防止空气进入及油液泄漏。
⑥变矩器检修重新安装时,应将工作轮内先注入一定数量的工作油,加油时可旋下变矩器箱体上方靠近油阀处的螺塞,加油后,再将螺塞重新旋紧。
⑦变速压力下降太多(低于1.1MPa时)必须停车检查,找出下降原因,恢复正常压力。否则,离合器摩擦片打滑,磨损加剧,甚至烧坏摩擦片,不能工作。
⑧从动摩擦片的粉末冶金层在使用中会不断磨损,厚度减小,当厚度减小到一定程度时,由于受活塞行程限制,离合器就不能保证正常结合,发生打滑现象。从动摩擦片的磨损极限为2.7mm,维修时,小于这个尺寸的摩擦片都要更换。
⑨离合器的分离靠弹簧力,弹簧力不足,会使摩擦片分离不彻底,造成发热磨损,检修时,必须检查每个弹簧的弹力,凡是屈服变形或弹簧变软的,应予更换。
4.2.4 ZL60D装载机变速器
该变速器通过传动轴与液力变矩器相连。变矩器与发动机直接相连。
图4-13为该变矩器——变速器的传动简图。
图4-13 变矩器——变速器传动简图
4.2.4.1 液力变矩器结构和工作原理
表4-5为变速器传动比计算公式。图4-14为ZL60D装载机变矩器结构图。
表4-5 变速器传动比计算公式
图4-14 ZL60D装载机变矩器结构图
1—涡轮毂;2—弹性连接板;3—变矩器壳体;4—泵轮罩;5—涡轮; 6—泵轮;7—导轮;8—驱泵从动齿轮;9—动力输出箱体; 10—导轮毂;11—驱泵主动齿轮;12—涡轮轴;13—泵轮毂; 14—导轮座;15—压力阀;16—变矩器进口溢流阀
变矩器通过弹性连接盘2与发动机飞轮相连。变矩器将发动机输出的机械能通过泵轮6的转动转换成内部工作液体的动能。从泵轮流出的工作液体高速流向涡轮5冲击涡轮叶片,推动涡轮转动。涡轮通过涡轮轴12和涡轮轴上的法兰盘与主传动轴相连,将动力传入变速器。导轮7与变矩器壳体3固定在一起,作用是改变液流方向,使涡轮和泵轮上的转矩不等,实现变矩、变速的目的。
工作油液通过压力阀15和变矩器进口溢流阀16,经动力输出箱体9和导轮座14内部油道进入变矩器工作腔内,不断循环和补充。回油经导轮座14及动力输出箱体9内油道到变矩器出口压力阀,经过滤油器和散热器回到变速器油底壳。
4.2.4.2 变速器的结构和工作原理
图4-15所示变速器为定轴直齿常啮合动力换挡变速器。
图4-15 变速器结构图
该变速器有4个前进挡和4个倒退挡。变速器由箱体、箱盖、输入轴、输出轴、法兰盘、4个离合器、轴承盖、轴承、12个齿轮等组成。四个离合器各自布置在四根轴上。
前进离合器和倒退离合器各自实现前进挡和倒退挡。Ⅰ,Ⅲ离合器分别与前进离合器和倒退离合器共同工作,分别实现前进Ⅰ挡,前进Ⅲ挡,倒退Ⅰ挡,倒退Ⅲ挡。Ⅱ、Ⅳ离合器分别与前进离合器和倒退离合器共同工作,分别实现前进Ⅱ挡,前进Ⅳ挡,倒退Ⅱ挡,倒退Ⅳ挡。
在输出轴上装有接合套,用以实现Ⅰ、Ⅱ挡或Ⅲ、Ⅳ挡。接合套右移,实现Ⅰ挡和Ⅱ挡。
接合套左移,实现Ⅲ挡和Ⅳ挡。
变速器完成一个挡位,必须结合两个离合器,且接合套处于右边或左边的工作位置。
四个离合器结构相同。离合器由摩擦片、齿轮套、活塞、单向阀、回位弹簧等零件组成。
来自操纵阀的压力油经箱体内油道,端盖及离合器轴内油道,进入离合器齿轮套,克服回位弹簧的压力,推动活塞移动,压紧主从动摩擦片,动力从与主动片相连的齿轮z6传至与从动片相连的齿轮z5。换挡时,切断压力油,单向阀在离心力作用下自动打开,活塞腔内的压力油迅速排出,活塞在回位弹簧的作用下迅速回位,主、从动摩擦片分离,切断动力。
4.2.4.3 液压操纵系统
图4-16为ZL60D装载机变矩器——变速器液压操纵系统图。装在变矩器动力输出箱体上面的变速泵4从变速器箱体油底壳5吸油,从变速泵4排出的压力油分成两路:一路经压力阀2,变矩器进口溢流阀3进入变矩器7,作为变矩器的工作压力油。从变矩器排出的油经过变矩器出口压力阀8,滤油器9和冷却器10进入变速器的润滑油路用来润滑变速器内部的齿轮等零件以及冷却摩擦片;另一路经过变速操纵阀1进入变速器,操纵离合器的工作,离合器回油直接回到变速器油底壳5。
图4-16 液压操纵系统图
1—变速操纵阀;2—压力阀;3—变矩器进口溢流阀; 4—变速泵;5—油底壳;6—动力机;7—变矩器; 8—变矩器出口压力阀;9—滤油器;10—冷却器; 11—单向阀;12—离合器;13—蓄能器
4.2.4.4 变速操纵阀
图4-17为变速操纵阀的结构图。由变速泵排出的压力油,经阀体3上的孔g进入A腔。A腔通过h孔与B腔相通。方向阀杆1右移时,压力油经阀体上的f孔进入前进离合器,实现前进挡。方向阀杆1左移,压力油经阀体上的c,e孔进入倒退离合器,实现倒退挡。变速阀杆2左移时,压力油经b孔进入一、三离合器,实现Ⅰ挡或Ⅳ挡。变速阀杆右移时,压力油经a孔进入Ⅱ、Ⅳ离合器,实现Ⅱ挡或Ⅳ挡。
图4-17 变速操纵阀结构图
1—方向阀杆;2—变速阀杆;3—阀体;4—气阀接头; 5—气阀杆;6—联动阀杆;7—弹簧
4.2.5 YB1501液力机械传动装置
该传动装置由四元件双涡轮变矩器和两个前进挡,一个倒退挡行星式动力换挡变速器组成。可用于ZL40装载机和ZL50装载机。
图4-18为该传动装置的传动简图。
图4-18 YB1501液力机械传动装置传动简图
变速器传动比计算公式见表4-6。
表4-6 变速器传动比计算公式
4.2.5.1 传动装置结构和工作原理
(1)图4-19为该传动装置结构图。
图4-19 YB1501液力机械传动装置结构图
1—转向液压泵驱动齿轮;2—变速泵;3—一级涡轮输出齿轮;4—二级涡轮输出齿轮;5—变速泵驱动齿轮;6—导轮座; 7—二级涡轮;8—一级涡轮;9—弹性连接盘;10—驱动罩轮;11—导轮;12—泵轮;13—分动齿轮;14—变速器输入齿轮; 15—超越离合器滚子;16—超越离合器内环凸轮;17—超越离合器外环齿轮;18—太阳轮;19—倒挡行星轮; 20—倒挡行星架;21—1挡行星架;22—倒挡内齿圈;23—后输出轴;24—前后桥脱开滑套;25—变速器输出齿轮; 26—手制动器;27—前输出轴;28—输出主动齿轮;20—Ⅱ挡输入轴;30—Ⅱ挡油缸;31—Ⅱ挡活塞; 32—Ⅲ挡摩擦片;33—Ⅱ挡受压盘;34—连接盘;35—Ⅰ挡油缸;36—Ⅰ挡活塞; 37—Ⅰ挡内齿圈;38—Ⅰ挡摩擦片;39—倒挡摩擦片;40—倒挡活塞
该传动装置通过弹性连接盘9与发动机飞轮相连。弹性连接盘9通过螺栓与泵轮12相连的驱动罩轮10相连。弹性连接盘9通过另一组螺栓与发动机飞轮相连。
变矩器由泵轮12,一级涡轮8,二级涡轮7,导轮11,一级涡轮输出齿轮3,超越离合器外环齿轮17,变速器输入齿轮14和由超越离合器滚子15及超越离合器内环凸轮16组成的超越离合器组成。
一级涡轮和二级涡轮通过超越离合器可共同工作,二级涡轮也可单独工作,这取决于车辆的载荷和速度。
低速大载荷时,超越离合器揳紧,一级涡轮和二级涡轮同时工作。
高速小载荷时,超越离合器脱开,二级涡轮单独工作。
由于变矩器具有两个涡轮,从低速重载工况过渡到高速轻载工况,相当于两挡速度,并且是自动实现的。这使变速器的排挡数显著减少,简化了结构,降低了制造成本。
变速器有倒退挡和前进Ⅰ挡两个行星排,两个制动器,另有一个前进Ⅱ挡离合器。
倒退挡行星排由太阳轮18,四个倒挡行星轮19,倒挡内齿圈22,倒挡行星架20组成。Ⅰ挡行星排由太阳轮18,四个与倒挡行星轮19相同的行星轮,Ⅰ挡内齿圈37和Ⅰ挡行星架21组成。
由倒挡摩擦片39(主、从动片各四片),倒挡活塞40和Ⅰ挡摩擦片38(与倒挡摩擦片相同)Ⅰ挡活塞36,Ⅰ挡液压缸35组成两个制动器。倒挡液压缸置于变速器箱体上。
由Ⅱ挡摩擦片32(主动片一片,被动片两片),Ⅱ挡活塞31和与输出主动齿轮28用螺栓相连的Ⅱ挡油缸30组成Ⅱ挡离合器。
发动机的动力通过驱动罩轮10传至泵轮12。由于液流从泵轮流出,依次流经一级涡轮8,二级涡轮7和导轮11。动力从泵轮12传至一级涡轮8和二级涡轮7。一级涡轮8的动力经一级涡轮输出齿轮3传至超越离合器外环齿轮17,再经超越离合器滚子15传至变速器输入齿轮14。二级涡轮7的动力经二级涡轮输出齿轮4传至变速器输入齿轮14,齿轮14的动力,从而驱动太阳轮18。
(2)变速器动力传动路线如下:
①前进Ⅰ挡:来自于变速操纵阀的压力油经变速器箱体上的油道进入Ⅰ挡液压缸35,推动Ⅰ挡活塞36,压紧Ⅰ挡摩擦片38,使Ⅰ挡内齿圈37制动。动力从太阳轮18→Ⅰ挡行星轮→Ⅰ挡行星架21→连接盘34→Ⅱ挡受压盘33→输出主动齿轮28→变速器输出齿轮25。
②前进Ⅱ挡:分动齿轮13驱动变速泵驱动齿轮5和转向液压泵驱动齿轮1。变速泵驱动齿轮5驱动变速泵和工作泵,转向液压泵驱动齿轮1驱动转向泵。
4.2.5.2 液压操纵系统
图4-20为YB1501液力传动装置液压操纵系统图。
图4-20 液压操纵系统图
1—换挡阀;2—油底壳;3—粗滤器;4—变速泵;5—精滤器; 6—润滑压力阀;7—冷却器;8—主压力阀;9—切断阀; 10—蓄能器;11—单向阀;12—变矩器进口压力阀
变速泵4从油底壳2吸油经粗滤器3到精滤器5进入主压力阀8,控制变速操纵压力为1.1~1.5MPa。
进入主压力阀8的压力油,一路进入变矩器,变矩器进口压力阀12控制了进入变矩器的液压油压力为0.45~0.55MPa。另一路经切断阀9换挡阀1,小孔B进入蓄能器10。主压力阀8和蓄能器10,共同工作,完成变速压力的调节过程。换挡时,蓄能器10中的压力油通过单向阀11,快速回油。
经切断阀9进入换挡阀1的压力油,根据换挡阀的不同位置,分别进入离合器倒挡液压缸,Ⅰ挡液压缸和Ⅱ挡液压缸,完成变速器不同挡位。
车辆制动时,压缩空气进入切断阀9,进入切断阀9的液压油路被切断,不能进入换挡阀,阻止压力油进入变速器离合器液压缸。
从变矩器出来的压力油经冷却器7通过变矩器壳体内油道进入变速器输入齿轮中心油道。润滑变速器内的轴承,齿轮等零件。润滑压力阀6保持润滑油压力为0.1~0.2MPa。
换挡阀1,主压力阀8,切断阀9,蓄能器10,单向阀11装在变速操纵阀阀体内组成一个整体,用螺栓安装在变速器箱体侧面。
润滑压力阀6和变矩器进口压力阀12安装在变速器上,来自于变速操纵阀的压力油经端盖上的油道进入Ⅱ挡液压缸30,推动Ⅱ挡活塞31,压紧Ⅱ挡摩擦片32。动力从太阳轮18→Ⅱ挡输入轴29→Ⅱ挡摩擦片32→Ⅱ挡受压盘33→输出主动齿轮28→变速器输出齿轮25。
倒退挡:来自于变速操纵阀的压力油经变速器箱体上的油道进入倒挡液压缸,推动倒挡活塞40,压紧倒挡摩擦片39,使倒挡行星架20制动。动力从太阳轮18→倒挡行星轮19→倒挡内齿圈22→Ⅰ挡行星架21→连接盘34→Ⅱ挡受压盘33→输出主动齿轮28→变速器输出齿轮25。
输出轴由前输出轴27和后输出轴23组成,通过前后挤脱开滑套24将轴27和轴23相连或断开。相连时,动力从前后输出轴同时输出,断开时,动力仅从前输出轴27输出。在后输出轴23上装有弹簧和钢球,固定前后挤脱开滑套24的位置。车辆运行时,前后挤脱开滑套不可移动。矩器壳体内。
4.2.5.3 变速操纵阀
图4-21为变速操纵阀的结构图。
图4-21 变速操纵阀结构图
1—主压力阀杆;2—主压力弹簧;3—蓄能弹簧;4—调压圈;5—蓄能活塞;6—垫圈; 7—切断阀回位弹簧;8—切断阀杆;9—圆柱塞;10—进气阀杆;11—进气阀体; 12—换挡杆;13—定位钢球;14—定位弹簧;15—单向阀
变速操纵阀主要由主压力阀,切断阀,换挡阀组成。
主压力阀主要由主压力阀杆1,主压力弹簧2,蓄能弹簧3,蓄能活塞5组成。
C腔为变速操纵阀的进油口,A腔和C腔通过主压力阀杆1上的斜孔相通,B腔与油箱相通,D腔通变矩器。
变速泵来油,经C腔进入主压力阀,经油道F,通过切断阀进入油道T,通向换挡阀。与此同时,变速泵来油从C腔通过主压力阀杆1上的斜孔到A腔,推动阀杆右移,压缩主压力弹簧2,建立油压,右移的主压力阀杆1打开油道口,使进入C腔的压力油通往D腔,通往变矩器。
油道T的油除进入换挡阀外,还通过油道P,小孔Y进入蓄能活塞5的右端E腔,推动蓄能活塞左移,压缩主压力弹簧2和蓄能弹簧3,使油压升高,升高的油压使主压力阀杆继续右移,使C腔和B腔相通,部分油流回油箱,压力随之降低,使系统压力保持在1.1~1.5MPa。
换挡时,油道T与新结合的离合器液压缸相通,油道T的压力降低,此时,不仅变速泵来油经C腔,油道T进入油缸,而且蓄能活塞5右腔的压力油也经单向阀15快速回油进入液压缸,由于两条油路的压力油同时进入油缸,使油缸迅速充油,缩短离合器的充油时间。当蓄能活塞5右腔的压力油进入液压缸后,压力降低,蓄能活塞5右移,当液压缸充满油后,压力上升,压力油从节流孔Y进入蓄能活塞5右端的E腔,使压力缓慢回升,换挡平稳。
切断阀由切断阀回位弹簧7,切断阀杆8,圆柱塞9,进气阀杆10,进气阀体11组成。
图4-21所示切断阀位置是非切断位置,变速器有挡位,油道F和油道T相通。
车辆制动时,从制动系统来的压缩空气,进入切断阀的Z腔,推动进气阀杆10左移,左移的进气阀杆10,经圆柱塞9推动切断阀杆8左移,使油道F和油道T切断,同时使油道T和油腔G相通,油腔G通油箱。工作液压缸的油经T油道,G腔迅速流回油箱,离合器中的活塞回位,摩擦片分离,切断动力,有助于制动器的工作。
当制动结束时,Z腔与大气相通。由于切断回位弹簧7的作用,进气阀杆10右移,回到图示位置,油道T和G腔断开,同时接通油道F和油道T,主压力阀来的压力油经油道F,油道T经换挡阀进入工作液压缸,使变速器恢复工作状态。
换挡阀由换挡杆12,定位钢球13,定位弹簧14组成。换挡阀杆12有倒挡,空挡,Ⅰ挡,Ⅱ挡四个位置。M、L、J腔分别与Ⅰ、Ⅱ,倒挡液压缸相通,W、K、H分别与油箱相通。U、V、W腔与油道T相通。
Ⅰ挡时,V腔与M腔相通,压力油通往Ⅰ挡液压缸。
Ⅱ挡时,U腔与L腔相通,压力油通往Ⅱ挡液压缸。
倒挡时,W腔与J腔相通,压力油通往倒挡液压缸。
4.2.5.4 外形及连接尺寸
图4-22为YB1501液力机械传动装置的外形及连接尺寸图。
4.2.5.5 维护与保养
(1)液力机械传动装置用油 该传动装置的液压油一方面作为液力系统的工作介质,另一方面还要作为变速器中零部件的冷却和润滑使用。油的牌号和数量应按规定,可采用22号透平油或8号液力传动油。第一次加油后,应启动发动机,运转5min后,通过油位开关,检查油面高度。
应按规定期限换油,如果油液有污染或油液变质,则必须提前换油。如果发现油液中混有金属碎屑,则表明传动装置零件发生异常磨损,必须将其彻底拆卸,清洗干净重装,换油。
(2)变速操纵阀 传动装置油液的清洁度对操纵阀的性能有很大影响,必须保持油液的清洁。
在拆卸变速操纵阀时,必须注意以下事项:
①不要损伤零件,特别是密封件,如有损坏,应当更换;
②主压力阀出厂时,已经调试好,不要随便动。如更换零件,必须重新调压。
(3)离合器摩擦片 离合器是依靠主动片和被动片结合时所产生的摩擦力工作的,工作面必须耐磨,影响摩擦片寿命的因素很多,用户应注意如下几点:
油液的清洁度,特别是油液中含有金属碎末,会加剧摩擦片的磨损,必须保证传动装置中油液的清洁度。
油质对摩擦片的磨损有一定影响。油液黏度过大,使摩擦片的分离困难,摩擦发热。油液黏度过小又影响润滑能力,有可能烧坏摩擦片,因此传动装置用油,必须采用规定牌号的油。
变速操纵阀的变速压力必须在规定的1.1~1.5MPa范围内。压力过低,摩擦片打滑,磨损加剧。压力过高,降低了传动装置的密封性。
换挡时,液压缸迅速排油,摩擦片分离,摩擦片分离的彻底程度,决定于弹簧的恢复力。弹簧力不足,摩擦片分离不彻底,造成磨损。因此,拆检和修理变速器时,必须检查回位弹簧的恢复力。屈服变形的弹簧,应予更换。
4.2.6 W90-3型装载机定轴式动力换挡变速器
图4-23为W90-3型装载机采用的S-702型定轴式动力换挡变速器传动图。
图4-23 W90-3型装载机的定轴式动力换挡变速器
1—动力输入轴;2—前进挡离合器齿轮(z=28);3—前进挡离合器;4—后退挡离合器; 5—后退挡离合器齿轮(z=21);6—惰轮(z=37);7—Ⅰ挡离合器齿轮(z=17); 8—Ⅰ挡离合器;9—Ⅰ挡从动齿轮(z=33);10—惰轮(z=23);11—Ⅱ挡离合器齿轮(z=39);12—前输出接叉;13—输出轴;14—齿轮(z=27);15—后输出接叉; 16—Ⅲ挡离合器齿轮(z=22);17—Ⅲ挡离合器; 18—Ⅱ挡离合器;19—Ⅰ挡离合器轴;20—齿轮(z=53)
W90-3变速箱前视图与后视图则示于图4-24中。
图4-24 W90-3型装载机用变速箱前视图与后视图
这种三进三退定轴式动力换挡变速箱,将换挡离合器置于变速箱内,结构紧凑且有利于密封,广泛用于现代的工程机械中。
图4-23中未能显示的,是另有一惰轮轴,其上装有一惰轮(z=30),与齿轮5、6相啮合,实现倒退挡。
换挡离合器在轴上的安装情况,如图4-25所示。此图为W90-3变速箱输入轴上安装的组件。
图4-25 换挡离合器在轴上的安装
图4-26所示的行星变速器,用于966E型轮胎式装载机。
4.2.7 CQ470型铰接式自卸汽车的行星式动力换挡变速器
CQ470型铰接式汽车采用液力机械式传动,其变速箱采用行星齿轮传动式动力换挡变速器,图4-27为其传动简图。
图4-27 CQ470型汽车行星变速器传动简图
1—泵轮;2—涡轮;3—导轮
各挡速比之值如下:
前进Ⅰ挡:i=8.00;前进Ⅱ挡:i=2.90;前进Ⅲ挡:i=1.00;
后退Ⅰ挡:i=7.75;后退Ⅱ挡:i=2.81;后退Ⅲ挡:i=0.97。