CN106438914A - 一种带有偶合器和制动器的液力传动单元 - Google Patents

Abstract

一种带有偶合器和制动器的液力传动单元，其特征在于：输入轴为空心结构，其一端设有输入齿轮并被轴承支撑在壳体内。实心的输出轴的一侧穿过输入轴的空腔，并在头部固定有轴套。该轴套一端被轴承v支撑，另一端与液力偶合器涡轮固定连接，偶合器涡轮与背壳固定连接。输出轴的另一设有制动器转子及输出齿轮，并被轴承支撑。本发明的偶合器牵引液力单元和制动器制动液力单元设置在同一轴上，输入轴与输出轴为非接触连接，动力传递采用液力方式，寿命长，效率高，既可以承担轨道车或内燃动车组用液力传动箱高速挡牵引工况、又可承担其制动工况，增加了其速度范围，提高运行平稳性和安全可靠性，从而满足更高速度轨道车及液力传动内燃动车组的要求。

Description

一种带有偶合器和制动器的液力传动单元

技术领域

本发明涉及轨道车领域的传动系统。

背景技术

由于液力传动具有运行平稳、可靠、隔振、过载保护、维护成本低等显著优点，很受铁路运用部门欢迎。目前国内轨道车辆的液力传动装置大多采用液力变矩器加液力变矩器结构，中小功率等级高速轨道车用液力传动装置，采用了液力变矩器加液力偶合器结构，液力传动装置传动效率显著提高可以达到93％以上。

目前，由于铁路不断的发展，轨道车及内燃动车组运行速度会不断提高，国内现有中小功率等级液力传动装置没有适应车速达到160公里/小时及以上卧式并且能够实现车下安装、带有液力制动功能的液力传动装置。个别轨道车制造厂家需采用小功率双动力机组液力传动装置才可以运行到160公里/小时，车速160公里/小时及以上轨道车及内燃动车组没有相匹配液力传动装置。车速的增加，车辆动能也显著增加，为了增加运用的可靠性及安全性，要求一种具有液力制动功能的液力传动装置应用在该速度及以上速度等级车辆中。现在，国内现有的液力传动内燃机车制动系统大多采用传统摩擦片式或轮缘踏面结构进行车辆制动，这种单一制动模式已不能满足高速轨道车、内燃动车组需要，急需一种制动力大、尺寸小、结构紧凑、性能可靠、制动平稳的液力传动装置，以适应更高速度、高可靠性、高安全性的高速度轨道车、内燃动车组领域。

发明内容

为解决现有技术中的课题，本发明提出以下技术方案：

一种带有偶合器和制动器的液力传动单元，其特征在于：输入轴为空心结构，其一端设有输入齿轮并被轴承iii与轴承iv支撑在壳体内。输入轴另一端与偶合器泵轮固定连接。偶合器泵轮安装在涡轮和背壳形成的腔体内。进油套位于涡轮外侧并固定在壳体上。进油套设有偶合器进油油道。工作油入口位于偶合器泵轮小径处。实心的输出轴的一侧穿过输入轴的空腔，并在头部固定有轴套。轴套与输出轴过盈连接。该轴套一端被轴承v支撑，另一端与液力偶合器 涡轮固定连接，偶合器涡轮与背壳固定连接。输出轴的另一侧分别设有制动器转子及输出齿轮，并被轴承i、轴承ii支撑在壳体内。制动器转子与输出齿轮均与输出轴过盈连接。制动器定子及制动器盖固定在壳体上，其内孔分别设有带有梳状沟槽油封i、油封ii。油封i内孔与制动器转子一侧轴面外径相密封，油封ii与制动器转子另一侧轴面外径相密封。油封i、油封ii外径分别与制动器定子、制动器盖内孔过盈连接。输入轴和输出轴被轴承i，轴承ii，轴承iii，轴承iv，轴承v支撑在同一轴线上。输入轴的空腔与输出轴之间为滑动配合间隙。制动器定子及转子叶片的前倾角α角度为30°～60°。最佳角度为45°。制动器定子叶片上设有与叶片相同倾角进油孔，均匀分布在相隔叶片上；叶片根部设有排油孔，均匀分布在相隔叶片根部。偶合器泵轮和偶合器涡轮、制动器转子、制动器定子结构为整体铸造。

本发明的偶合器牵引液力单元和制动器制动液力单元设置在同一轴上，输入轴与输出轴为非接触连接，动力传递采用液力方式，具有使用寿命长，工作效率高的优势。它既可以承担轨道车或内燃动车组用液力传动箱更高速度挡牵引工况，增加了其速度范围，又可以承担其制动工况，制动方式迅速可靠，特别适合车辆长距离下坡时匀速运行或车辆高速运行时进行制动，可以减缓车辆基础制动摩擦片的磨损，为液力传动装置提供一种平稳的制动方式，从而极大地提高了整个制动系统的安全性和可靠性。

附图说明

图1为本发明一种带有偶合器和制动器的液力传动单元的结构示意图。

图2为图1的A-A剖面。

图3为图2的B-B剖面

图4为图1的Ⅰ部放大图

图中：1、轴套，2、偶合器背壳，3、偶合器泵轮，4、偶合器涡轮，5、进油套，6、输入轴，7、输出轴，8、制动器定子，8.1、进油孔，8.2、排油孔，9、油封i，10、制动器转子，10.1、制动器转子一侧，10.2、制动器转子另一侧，11、制动器盖，12、油封ii，13、输出齿轮，14、壳体。15、输入齿轮，16、轴承i，17、轴承ii，18、轴承iii，19、轴承iv，20、轴承v。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示的一种带有偶合器和制动器液力传动单元，包括动力输入轴6、输出轴7、液力偶合器、液力制动器、轴套1、壳体14、进油套5、油封i-9、油封ii-12、输出齿轮13。液力偶合器包括偶合器泵轮3、偶合器涡轮4、偶合器背壳2。液力制动器包括制动器转子10、制动器定子8、制动器盖11、油封。输入轴6和输出轴7分别被壳体14内的轴承i-16，轴承ii-17，轴承iii-18，轴承iv-19，轴承v-20支撑在同一轴线上。输入轴6的空腔与输出轴7之间为滑动配合间隙。输入轴6上设有齿轮或过盈连接或与输入轴6制成一体结构。输入轴6为空心结构，套装在输出轴7上。输入轴6一端与偶合器泵轮3固定连接。偶合器泵轮3安装在涡轮4和背壳2形成的腔体内。偶合器进油套5位于涡轮4外侧并固定在壳体14上，其上设有偶合器进油油道，工作油入口位于偶合器泵轮3小径处。输出轴上设有轴套1，轴套1与输出轴7过盈连接。轴套1一端与液力偶合器涡轮4固定连接，偶合器涡轮4与背壳2固定连接。输出轴7的另外一侧分别设有制动器转子10及输出齿轮13。所述的制动器转子10与输出齿轮13均与输出轴7过盈连接。

制动器定子8及制动器盖11固定在壳体14上，为了减少制动器内部工作油泄漏。其内孔分别设有带有梳状沟槽油封i-9、油封ii-12。油封i-9内孔与制动器转子一侧10.1轴面外径相密封，油封ii-12与制动器转子另一侧10.2轴面外径相密封。油封i-9、油封ii-12外径分别与制动器定子8、制动器盖11内孔过盈连接。

如图2所示的液力制动器叶轮结构简图，其特征在于所述的制动器定子8及转子10叶片前倾角角度为30°～60°，最佳角度为45°。

由于制动器定子叶片与转子叶片为倾斜一定角度斜叶片结构，其能容系数比相同腔型液力偶合器大3-10倍，可以实现较小尺寸即可产生很大的制动能力。

制动器定子8叶片上设有与叶片相同倾角进油孔8.1，均匀分布在相隔叶片上；叶片根部设有排油孔8.2，均匀分布在相隔叶片根部，使得充排油迅速、平稳。

偶合器泵轮3和偶合器涡轮4、制动器转子10、制动器定子8均为整体铸造结构。加工工艺简单、结构紧凑，在后续的批量生产中可以保证结构尺寸及性能的稳定性，同时降低生产成本。

由于本实施方案采用偶合器和制动器液力传动单元结构，液力偶合器可以在液力传动装置高速挡时工作。当车辆在下坡运行或者要实施液力制动时，牵 引液力单元不充油工作，此时与输出齿轮13相啮合的动力输入轴6将能量传递给输出轴7，再传递给制动器转子10，由于定子8固定在壳体上14，能够承受制动器转子10吸收的全部制动力矩，这时制动器液体动能全部转化成热量，通过外设冷却器对工作油进行循环冷却。这种制动方式迅速可靠，特别适合车辆长距离下坡时匀速运行或车辆高速运行时进行制动，可以减缓车辆基础制动摩擦片的磨损，极大地提高了整个制动系统的安全性、可靠性。

由于液力偶合器及制动器设置在同一轴线上，结构紧凑，能更好的适应车下布置卧式液力传动装置。本发明为偶合器牵引液力单元和制动器液力制动单元组成使用，动力传递采用液力传动方式，具有使用寿命长，工作效率高的特点。本方案的实施，使得装用此结构的液力传动装置即可以承担轨道车或内燃动车组用液力传动装置高速挡牵引工况，也可以承担其制动工况，提高了其速度范围，为液力传动装置提供了一种平稳的制动方式。

Claims (5)

1.一种带有偶合器和制动器的液力传动单元，其特征在于：输入轴(6)为空心结构，其一端设有输入齿轮(15)并被轴承iii(18)与轴承iv(19)支撑在壳体(14)内；所述输入轴(6)另一端与偶合器泵轮(3)固定连接，所述偶合器泵轮(3)安装在涡轮(4)和背壳(2)形成的腔体内；进油套(5)位于涡轮(4)外侧并固定在壳体(14)上，所述进油套(5)设有偶合器进油油道，工作油入口位于偶合器泵轮(3)小径处；实心的输出轴(7)的一侧穿过所述输入轴(6)的空腔，并在头部固定有轴套(1)，轴套(1)与输出轴(7)过盈连接，该轴套(1)一端被轴承v(20)支撑，另一端与液力偶合器涡轮(4)固定连接，偶合器涡轮(4)与背壳(2)固定连接；输出轴(7)的另一侧分别设有制动器转子(10)及输出齿轮(13)，并被轴承i(16)、轴承ii(17)支撑在所述壳体(14)内，所述制动器转子(10)与输出齿轮(13)均与输出轴(7)过盈连接；制动器定子(8)及制动器盖(11)固定在壳体(14)上，其内孔分别设有带有梳状沟槽油封i(9)、油封ii(12)，所述油封i(9)内孔与制动器转子一侧(10.1)轴面外径相密封，油封ii(12)与制动器转子另一侧(10.2)轴面外径相密封；所述油封i(9)、油封ii(12)外径分别与制动器定子(8)、制动器盖(11)内孔过盈连接；所述输入轴(6)和输出轴(7)被轴承i(16)，轴承ii(17)，轴承iii(18)，轴承iv(19)，轴承v(20)支撑在同一轴线上，所述输入轴(6)的空腔与输出轴(7)之间为滑动配合间隙。

2.根据权利要求1所述的一种带有偶合器和制动器的液力传动单元，其特征在于：所述的制动器定子(8)及转子(10)叶片的前倾角α角度为30°～60°。

3.根据权利要求2所述的一种带有偶合器和制动器的液力传动单元，其特征在于：制动器定子(8)及转子(10)叶片的前倾角α最佳角度为45°。

4.根据权利要求1，其特征在于：所述的制动器定子(8)叶片上设有与叶片相同倾角进油孔(8.1)，均匀分布在相隔叶片上；叶片根部设有排油孔(8.2)，均匀分布在相隔叶片根部。

5.根据权利要求1-9任一项所述的液力偶合器、制动器，其特征在于：所述偶合器泵轮(3)和偶合器涡轮(4)、制动器转子(10)、制动器定子(8)结构为整体铸造。