CN102120458A

CN102120458A - 一种液力传动型内燃机车

Info

Publication number: CN102120458A
Application number: CN2011100224808A
Authority: CN
Inventors: 薛祖敏; 王槐庭
Original assignee: Changzhou Wanhang Industrial And Mining Equipment Co ltd
Current assignee: Anhui Wan Hang rail transportation equipment Co., Ltd.
Priority date: 2011-01-20
Filing date: 2011-01-20
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2031-01-20
Also published as: CN102120458B

Abstract

本发明提供一种液力传动型内燃机车，包括车体、车轮组以及安装在车体内的传动装置和控制装置；利用车轮组将车体支撑在双轨上，车体从前到后依顺序布置有前机室、司机室、动力室、后机室，它们之间均用螺栓联接，并用螺栓固定在车体上；在动力室内，从前到后依顺序安装有柴油机、液力变扭箱、风扇齿轮箱、真空齿轮箱以及真空泵；控制装置安装在司机室内，在控制装置上安装有电气控制开关、空气制动系统，控制装置采用了先进的液力换向阀、电子自动换档装置、及PLC。本发明内部结构紧凑，功能完善，具有起动牵引力大、制动力强，通过曲线半径小，换向迅速，工作效率高，适用范围广等优点。

Description

一种液力传动型内燃机车

技术领域

本发明涉及一种液力传动型内燃机车。

背景技术

对于液力传动型内燃机车，适用于各工矿企业以及地方、森林、港口、铁路的调车及小运转作业，特别适用于旅游观光用车。

在液力传动型内燃机车上有主变速传动装置，即液力变扭箱，在液力变扭箱中有前进轴和后退轴，在这两轴上分别安装有液力变扭器（常称为液压联轴器），其结构是，在密封机壳内，安装了一组与动力输入轴相连接的主动叶片和另一组与动力输出轴相连的被动叶片以及与机壳相连的导向叶片。当在机壳内充满了压力液体后，与动力输入轴相连接的主动叶片旋转时，压力液体被扰动而产生动压头；该压力液体被导向叶片引导在机壳内循环流动，推动与动力输出轴相连的被动叶片旋转。因此，形成了动力输入轴向动力输出轴传递功率的功能。如果压力液体的压力减小或压力液体消失，传递功率的功能随之消失。换言之，只要控制机壳内压力液体的状态，就能控制动力输入轴向动力输出轴传递功率的状态。在通常情况下，用受工控机控制的电控装置来控制电磁阀，由电磁阀控制机壳内压力液体的状态，最终控制动力输入轴向动力输出轴传递功率的状态。这样就实现了对内燃机车的前进与后退的自动控制。

目前的内燃机车结构不紧凑，机车内部的结构不全面，起动牵引力小、制动力弱，工作效率低。

发明内容

本发明是提供一种液力传动型内燃机车，解决以往起动牵引力小、制动力弱，通过曲线半径较大，换向迟缓等问题。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种液力传动型内燃机车，该机车包括车体、车轮组以及安装在车体内的传动装置和控制装置；利用车轮组将车体支撑在双轨上，车体从前到后依顺序布置有前机室、司机室、动力室、后机室，它们之间均用螺栓联接，并用螺栓固定在车体上；在动力室内，从前到后依顺序安装有柴油机、液力变扭箱、风扇齿轮箱、真空齿轮箱以及真空泵；控制装置安装在司机室内，在控制装置上安装有电气控制开关、空气制动系统。

所述液力变扭箱包括箱盖、上箱体、下箱体、机座、动力输入轴、前进变扭装置、后退变扭装置、中间变速轴、动力输出轴、惰性轮轴、传动轴、齿轮、油泵一、油泵二、变扭油压泵；所述箱盖、上箱体、下箱体、机座组成机箱；所述动力输入轴、前进变扭装置、惰性轮轴、后退变扭装置、中间变速轴、动力输出轴、传动轴通过轴承组与机箱成转动配合。

所述柴油机通过第一万向联轴器与液力变扭箱的动力输入轴左端连接，液力变扭箱的动力输出轴通过第二万向联轴器与风扇齿轮箱连接，风扇齿轮箱通过第三万向联轴器与真空齿轮箱连接，真空齿轮箱通过第四万向联轴器与真空泵连接。

所述齿轮包括9个齿轮组，所述动力输入轴通过1齿轮组将动力传递给前进变扭装置，前进变扭装置通过2齿轮组将动力传递给中间变速轴，中间变速轴通过3齿轮组将动力传递给动力输出轴，动力输出轴通过减速机及传动装置将动力传递给车轮组以驱动内燃机车前进；动力输入轴通过4齿轮组将动力传递给惰性轮轴，惰性轮轴通过5齿轮组将动力传递给后退变扭装置，后退变扭装置通过6齿轮组将动力传递给中间变速轴，中间变速轴通过3齿轮组将动力传递给动力输出轴，动力输出轴通过减速机及传动装置将动力传递给车轮组以驱动内燃机车后退；动力输入轴通过7齿轮组将动力传递给油泵一；前进变扭装置通过8齿轮组将动力传递给变扭油压泵；前进变扭装置通过9齿轮组将动力传递给油泵二。

所述前进变扭装置包括前进变扭轴以及与前进变扭轴固定连接的左轴套和右轴套，在两轴套之间安装有活动轴套；所述轴承组包括滚柱轴承、滚球轴承；在左轴套上依次安装有滚柱轴承、齿轮、齿轮、滚柱轴承；在右轴套上依次安装有滚球轴承、滚柱轴承；在活动轴套上依次安装有左变扭器、滚柱轴承、滚球轴承、齿轮、齿轮、滚柱轴承、右变扭器。

所述左变扭器包括左从动叶片、左主动叶片、左导向叶片及与左导向叶片固连的左机壳；所述右变扭器包括右从动叶片、右主动叶片、右导向叶片及与右导向叶片固连的右机壳；所述左机壳、右机壳都与固定于液力变扭箱箱体上的机架固定在一起。

所述右从动叶片、右主动叶片、右导向叶片、左从动叶片、左主动叶片、左导向叶片都是平板型。

所述后退变扭装置与前进变扭装置结构相同，所述后退变扭装置包括后退变扭轴，后退变扭装置的左变扭器与前进变扭装置的右变扭器规格相同，后退变扭装置的右变扭器与前进变扭装置的左变扭器规格相同。

所述风扇齿轮箱包括风叶，箱体，从动伞齿轮、立轴、横轴、主动伞齿轮；立轴横轴通过轴承与箱体活动连接，两者相互垂直，风叶与从动伞齿轮都固定安装在立轴上，主动伞齿轮与从动伞齿轮啮合固定安装在横轴上，第二万向联轴器的一端与横轴的输出端连接而另一端与液力变扭箱的动力输出轴连接。

本发明在车体内安装部件全面，其主要动力机构---液力变扭箱，即相当于在齿轮变速箱的主动轴与从动轴之间，安装一对变扭轴，每一根变扭轴上安装两只大小不同的变扭器。在通常情况下，用受工控机控制的电控装置来控制电磁阀，由电磁阀控制变扭器机壳内压力液体的状态，最终控制动力输入轴向动力输出轴传递功率的状态。这样就实现了对内燃机车的前进与后退的自动控制。这种控制方式具有噪声低、运转平稳、可靠、安全的优点。

本发明的一种液力传动型内燃机车，其内部结构紧凑，功能完善，具有起动牵引力大、制动力强，通过曲线半径小，换向迅速，工作效率高，适用范围广等优点。

附图说明

图1、是本发明液力传动型内燃机车的主视图；

图2、是本发明液力传动型内燃机车的仰视图；

图3、是图1中A的放大示意图；

图4、是液力变扭箱中的前进变扭装置的截面示意图；

图5、是液力变扭箱的主视图；

图6、是图3中的A-A剖视图；

图7、是图4中的C-C剖视图；

图8、是图4中的B向视图；

图9、是图3中的E-E剖视图；

图10、是图6中的F-F剖视图；

图11、是风扇齿轮箱的结构简图；

图12、是动力输入轴的结构简图；

图13、是前进变扭装置和中间变速轴配合的结构简图；

图14、是动力输出轴的结构简图；

图15、是图5中的D-D剖视图；

图16、是齿轮组配对齿轮表图。

图中：后机室1、真空泵2、动力室3、第三万向联轴器4、风扇齿轮箱5、风叶5-1、箱体5-2、从动伞齿轮5-3、立轴5-4、横轴5-5、主动伞齿轮5-6、第二万向联轴器6、液力变扭箱7、左轴套7-1、前进变扭轴7-2、活动轴套7-3、机架7-4、滚柱轴承7-5、齿轮7-6、滚柱轴承7-7、左主动叶片7-8、左从动叶片7-9、左机壳7-10、左导向叶片7-11、滚球轴承7-12、齿轮7-13、滚柱轴承7-14、右导向叶片7-15、右主动叶片7-16、右从动叶片7-17、右机壳7-18、滚球轴承7-19、右轴套7-20、动力输入轴7-21、惰性轮轴7-22、后退变扭轴7-23、中间变速轴7-24、动力输出轴7-25、箱盖7-26、上箱体7-27、下箱体7-28、机座7-29、齿轮7-30、齿轮7-31、齿轮7-32、齿轮7-33、齿轮7-34、齿轮7-35、齿轮7-36、齿轮7-37、齿轮7-38、齿轮7-39、齿轮7-39a、变扭油压泵7-40、油泵一7-41、齿轮7-42、齿轮7-43、B向控制阀7-44、A向控制阀7-45、动力输出轴左端7-46、动力输入轴左端7-47、齿轮7-48、齿轮7-49、齿轮7-50、传动轴7-51、齿轮7-52、齿轮7-53、控制阀7-54、风缸7-55、压盖7-56、滚柱轴承7-57、滚球轴承7-58、滚柱轴承7-59、轴套7-60、滚球轴承7-61、滚柱轴承7-62、动力输入轴右端7-63、滚柱轴承7-64、滚柱轴承7-65、滚柱轴承7-66、滚柱轴承7-67、右变扭器进口7-68、左变扭器进口7-69、油泵二7-70、滚柱轴承7-71、滚球轴承7-72、滚柱轴承7-73、动力输出轴右端7-74、滚球轴承7-75、换向阀7-76、第一万向联轴器8、柴油机9、控制装置10、前机室11、第四万向联轴器12、真空齿轮箱13、司机室14、车体15、车轮组16、传动装置17、电气控制开关18、空气制动系统19。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

以机车速度为30km/h，通过最小曲线半径为80m，整备重量为80吨的内燃机车为例，机车上的柴油机9为CATC32型。参见附图1～附图3，一种液力传动型内燃机车，包括车体15、车轮组16以及安装在车体15内的传动装置17和控制装置10；利用车轮组16将车体15支撑在双轨上，车体15从前到后依顺序布置有前机室11、司机室14、动力室3、后机室1，它们之间均用螺栓联接，并用螺栓固定在车体15上；在动力室3内，从前到后依顺序安装有柴油机9、液力变扭箱7、风扇齿轮箱5、真空齿轮箱13以及真空泵2；控制装置10安装在司机室14内。在控制装置10上安装有电气控制开关18、空气制动系统19。

参见附图1～附图16，内燃机车的液力变扭箱包括箱盖7-26、上箱体7-27、下箱体7-28、机座7-29、动力输入轴7-21、前进变扭装置、后退变扭装置、中间变速轴7-24、动力输出轴7-25、惰性轮轴7-22、传动轴7-51、齿轮、油泵一7-41、油泵二7-70、变扭油压泵7-40。

箱盖7-26、上箱体7-27、下箱体7-28、机座7-29自上而下地以平行密封面利用螺栓及定位销组成机箱；动力输入轴7-21、前进变扭装置、惰性轮轴7-22、后退变扭装置、中间变速轴7-24、动力输出轴7-25、传动轴7-51通过轴承组与液力变扭箱机箱成转动配合。

前进变扭装置包括前进变扭轴7-2以及与前进变扭轴7-2固定连接的左轴套7-1和右轴套7-20，在两轴套之间安装有活动轴套7-3；在左轴套7-1上依次安装有滚柱轴承7-5、齿轮7-31、齿轮7-6、滚柱轴承7-7；在右轴套7-20上依次安装有滚球轴承7-19、滚柱轴承7-67；在活动轴套7-3上依次安装有左变扭器、滚柱轴承7-66、滚球轴承7-12、齿轮7-30、齿轮7-13、滚柱轴承7-14、右变扭器。

左变扭器包括左从动叶片7-9、左主动叶片7-8、左导向叶片7-11及与左导向叶片7-11固连的左机壳7-10；右变扭器包括右从动叶片7-17、右主动叶片7-16、右导向叶片7-15及与右导向叶片7-15固连的右机壳7-18；左机壳7-10、右机壳7-18都与固定于液力变扭箱机箱上的机架7-4固定在一起。

后退变扭装置与前进变扭装置结构相同，后退变扭装置的左变扭器与前进变扭装置的右变扭器规格相同，型号是B85；后退变扭装置的右变扭器与前进变扭装置的左变扭器规格相同，型号是 B45。

以内燃机车的柴油机9为动力，柴油机9的输出轴通过第一万向联轴器8与液力变扭箱7的动力输入轴左端7-47连接，动力输入轴7-21通过1齿轮组7-32/7-13将动力传递给前进变扭装置的前进变扭轴7-2，前进变扭轴7-2通过2齿轮组7-6/7-36将动力传递给中间变速轴7-24，中间变速轴7-24通过3齿轮组7-36/7-37将动力传递给动力输出轴7-25，动力输出轴7-25通过减速机（图中未示）及传动装置17将动力传递给车轮组16以驱动内燃机车前进；同样地，动力输入轴7-21通过4齿轮组7-33/7-48将动力传递给惰性轮轴7-22，惰性轮轴7-22通过5齿轮组7-49/7-43将动力传递给后退变扭装置的后退变扭轴7-23，后退变扭轴7-23通过6齿轮组7-42/7-36将动力传递给中间变速轴7-24，中间变速轴7-24通过3齿轮组7-36/7-37将动力传递给动力输出轴7-25，动力输出轴7-25通过减速机及传动装置17将动力传递给车轮组16以驱动内燃机车后退；动力输入轴7-21通过7齿轮组7-35/7-34将动力传递给油泵一7-41,使得油泵一7-41运转；前进变扭轴7-2通过8齿轮组7-30/7-38、7-39/7-39a将动力传递给变扭油压泵7-40，使得变扭油压泵7-40运转；前进变扭轴7-2通过9齿轮组7-31/7-50、7-52/7-53经传动轴7-51将动力传递给油泵二7-70，使得油泵二7-70运转。

在通常情况下，用受工控机控制的电控装置来控制电磁阀，由电磁阀控制机壳内压力液体的状态，最终控制动力输入轴7-21向动力输出轴7-25传递功率的状态。这样就实现了对内燃机车的前进与后退的自动控制。在本实例中，机车的换档系统有自动和手动两种方式，分别由自动换挡开关，换挡电磁气阀，换挡操纵风缸7-55的控制阀7-54所组成。控制阀7-54是换档系统的执行机构，它的功能是分别使两个变扭器“充油”或“排油”，控制机壳内压力液体的状态，最终控制动力输入轴7-21向动力输出轴7-25传递功率的状态：前进或后退或停止。

液力变扭箱7的动力输出轴7-25通过第二万向联轴器6与风扇齿轮箱5的横轴5-5连接，从而带动主动伞齿轮5-6、从动伞齿轮5-3、立轴5-4、风叶5-1旋转，从而降低液力变扭箱7工作时传出的热量，立轴5-4再经一对伞齿轮（图中未示）将运动传出，通过第三万向联轴器4与真空齿轮箱13连接，真空齿轮箱13通过第四万向联轴器12与真空泵2连接，使风叶5-1和真空泵2与液力变扭箱7的动力输出轴7-25同步运转。

机车的换挡是通过两个变扭器交替工作，即对两个变扭器适时“充油”和“排油”来实现的。本机车具有三个速度档，即：“0—I—II”。当两个变扭器都不充油时，机车处于“0”档，此时，柴油机9空转，机车速度为0。当B45变扭器充油，B85“排油”，机车处于“I”档，即起动时低速运行工况；当B45“排油”，B85“充油”，机车处于“II” 档,即高速运行工况。

液力变扭箱7装有三个结构相同的阀：换向阀7-76、A向控制阀7-45（机车前进）、B向控制阀7-44（机车后退）。它们的功能是分别使两个变扭器“充油”或“排油”，阀安装在两变扭轴中间体的控制阀孔中，滑阀在滑套中有三个位置即0、I和II档。滑阀处于“0”档时，两个变扭器均处于排油状态；滑阀处于“I”档时，油泵一7-41的压力油进入起动变扭器B45使其充油，运转变扭器B85处于排油状态，此时机车处于“I”档运行；滑阀处于“II”档时，油泵一7-41的压力油进入B85使其充油，而B45则排油，此时，机车处于“II”档运行。

控制阀7-54的操纵由换档操纵风缸7-55来完成，风缸7-55安装在控制阀7-54的上方，它具有两个活塞，在风缸7-55的阀盖上设有两个进气口，在“0”档时，气路不通，上下活塞均处于上极端位置，此时，对应于控制阀7-54的“0”档。当司机拨动换档开关并置于“I”档时，接通了“I”档电磁气阀的电路并做其工作，压缩空气通过“I”档电磁气阀进入风缸7-55上活塞的上方，使活塞下移28mm，并推动滑阀下移28mm，此时，对应于控制阀7-54 “I”档即B45充油，B85排油；当司机拨动换档开关并使其置到“II”档时，接通了“II”档电磁气阀的电路，并使其工作，压缩空气通过“II”档电磁气阀进入风缸7-55下活塞的上方，推动控制阀7-54的滑阀再下滑28mm（总的位置56mm）达到滑阀的下极端位置，此时，对应于控制阀7-54的“II”档即B45排油，B85充油。

本发明采用了先进的液力换向，电子自动换档、PLC等技术，使得内燃机车具有起动牵引力大、制动力强，通过曲线半径小，换向迅速，工作效率高，适用范围广等优点。

Claims

1.一种液力传动型内燃机车，其特征在于，该机车包括车体(15)、车轮组(16)以及安装在车体(15)内的传动装置(17)和控制装置（10）；利用车轮组(16)将车体(15)支撑在双轨上，车体(15)从前到后依顺序布置有前机室（11）、司机室（14）、动力室（3）、后机室（1），它们之间均用螺栓联接，并用螺栓固定在车体(15)上；在动力室（3）内，从前到后依顺序安装有柴油机（9）、液力变扭箱（7）、风扇齿轮箱（5）、真空齿轮箱（13）以及真空泵（2）；控制装置（10）安装在司机室（14）内，在控制装置（10）上安装有电气控制开关(18)、空气制动系统(19)。

2.根据权利要求1所述的液力传动型内燃机车，其特征在于，所述液力变扭箱（7）包括箱盖（7-26）、上箱体（7-27）、下箱体（7-28）、机座（7-29）、动力输入轴（7-21）、前进变扭装置、后退变扭装置、中间变速轴（7-24）、动力输出轴（7-25）、惰性轮轴（7-22）、传动轴（7-51）、齿轮、油泵一（7-41）、油泵二（7-70）、变扭油压泵（7-40）；所述箱盖（7-26）、上箱体（7-27）、下箱体（7-28）、机座（7-29）组成机箱；所述动力输入轴（7-21）、前进变扭装置、惰性轮轴（7-22）、后退变扭装置、中间变速轴（7-24）、动力输出轴（7-25）、传动轴（7-51）通过轴承组与机箱成转动配合。

3.根据权利要求1或2所述的液力传动型内燃机车，其特征在于，所述柴油机（9）通过第一万向联轴器（8）与液力变扭箱（7）的动力输入轴左端（7-47）连接，液力变扭箱（7）的动力输出轴（7-25）通过第二万向联轴器（6）与风扇齿轮箱（5）连接，风扇齿轮箱(5)通过第三万向联轴器（4）与真空齿轮箱（13）连接，真空齿轮箱（13）通过第四万向联轴器（12）与真空泵（2）连接。

4.根据权利要求2所述的液力传动型内燃机车，其特征在于，所述齿轮包括9个齿轮组，所述动力输入轴（7-21）通过1齿轮组将动力传递给前进变扭装置，前进变扭装置通过2齿轮组将动力传递给中间变速轴（7-24），中间变速轴（7-24）通过3齿轮组将动力传递给动力输出轴（7-25），动力输出轴（7-25）通过减速机及传动装置(17)将动力传递给车轮组(16)以驱动内燃机车前进；动力输入轴（7-21）通过4齿轮组将动力传递给惰性轮轴（7-22），惰性轮轴（7-22）通过5齿轮组将动力传递给后退变扭装置，后退变扭装置通过6齿轮组将动力传递给中间变速轴（7-24），中间变速轴(7-24)通过3齿轮组将动力传递给动力输出轴（7-25），动力输出轴(7-25)通过减速机及传动装置(17)将动力传递给车轮组(16)以驱动内燃机车后退；动力输入轴（7-21）通过7齿轮组将动力传递给油泵一（7-41）；前进变扭装置通过8齿轮组将动力传递给变扭油压泵（7-40）；前进变扭装置通过9齿轮组将动力传递给油泵二（7-70）。

5.根据权利要求2或4所述的液力传动型内燃机车，其特征在于，所述前进变扭装置包括前进变扭轴（7-2）以及与前进变扭轴（7-2）固定连接的左轴套（7-1）和右轴套（7-20），在两轴套之间安装有活动轴套（7-3）；所述轴承组包括滚柱轴承、滚球轴承；在左轴套（7-1）上依次安装有滚柱轴承（7-5）、齿轮（7-31）、齿轮（7-6）、滚柱轴承（7-7）；在右轴套（7-20）上依次安装有滚球轴承（7-19）、滚柱轴承（7-67）；在活动轴套（7-3）上依次安装有左变扭器、滚柱轴承（7-66）、滚球轴承（7-12）、齿轮（7-30）、齿轮（7-13）、滚柱轴承（7-14）、右变扭器。

6.根据权利要求5所述的液力传动型内燃机车，其特征在于，所述左变扭器包括左从动叶片（7-9）、左主动叶片(7-8)、左导向叶片(7-11)及与左导向叶片(7-11)固连的左机壳（7-10）；所述右变扭器包括右从动叶片(7-17)、右主动叶片（7-16）、右导向叶片（7-15）及与右导向叶片（7-15）固连的右机壳（7-18）；所述左机壳（7-10）、右机壳（7-18）都与固定于液力变扭箱箱体上的机架（7-4）固定在一起。

7.根据权利要求6所述的液力传动型内燃机车，其特征在于，所述右从动叶片（7-17）、右主动叶片（7-16）、右导向叶片（7-15）、左从动叶片（7-9）、左主动叶片（7-8）、左导向叶片（7-11）都是平板型。

8.根据权利要求5所述的液力传动型内燃机车，其特征在于，所述后退变扭装置与前进变扭装置结构相同，所述后退变扭装置包括后退变扭轴（7-23），后退变扭装置的左变扭器与前进变扭装置的右变扭器规格相同，后退变扭装置的右变扭器与前进变扭装置的左变扭器规格相同。

9.根据权利要求1所述的液力传动型内燃机车，其特征在于，所述风扇齿轮箱（5）包括风叶（5-1），箱体（5-2），从动伞齿轮（5-3）、立轴（5-4）、横轴（5-5）、主动伞齿轮（5-6）；立轴（5-4）横轴（5-5）通过轴承与箱体（5-2）活动连接，两者相互垂直，风叶（5-1）与从动伞齿轮（5-3）都固定安装在立轴（5-4）上，主动伞齿轮（5-6）与从动伞齿轮（5-3）啮合固定安装在横轴(5-5)上，第二万向联轴器(6)的一端与横轴(5-5)的输出端连接而另一端与液力变扭箱（7）的动力输出轴（7-25）连接。