CN110296208A - 分动箱及电传动轮胎式装载机 - Google Patents

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Abstract

本发明公布一种分动箱及电传动轮胎式装载机，属于工程机械领域。包括箱体，输入轴和输出轴Ⅳ同轴，输出轴Ⅰ和输出轴Ⅲ同轴，输出轴Ⅱ和输出轴Ⅴ同轴；输入齿轮分别与输出齿轮Ⅰ、输出齿轮Ⅱ相啮合，输入齿轮与输出齿轮Ⅰ、输出齿轮Ⅱ的齿轮系配根据工况对应选择。箱体下油口、上油口之间连接有润滑冷却系统。该分动箱多动力输出口通过连接不同的液压泵及不同泵的组合安装，满足装载机铲装、举升、卸载、散热、润滑等多种功能需求；通过润滑冷却系统实现分动箱润滑和冷却，解决分动箱在多动力输出工况下的润滑、散热问题；电传动轮胎式装载机通过安装该分动箱，完成该装载机的各项功能所需液压泵的需求。

Description

分动箱及电传动轮胎式装载机
技术领域
本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种分动箱结构以及使用该结构的电传动轮胎式装载机。
背景技术
传统的装载机主要为液力传动方式，其传动系统主要由发动机、双变系统、传动轴、驱动桥等几部分组成，而电传动方式因其传动效率高、结构简单、元件使用寿命长、易实现等优点，逐渐成为大型工程机械的发展趋势。
电传动装载机传动方式为发动机直连发电机，发电机通过传动轴机械驱动分动箱，一方面发电机通过电控程序驱动牵引电机，带动轮边减速器，实现车体运动，另一方面，单个液压泵的轴与分动箱内部的齿轮连接，根据液压系统需求，配置分动箱的输出轴即取力口数量，满足装载机多种液压泵的取力需求。
传统装载机无专门的分动箱结构，其双变系统同时输出动力给驱动桥，这样的话，其只能为液压泵等提供数量有限的取力口。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种分动箱及电传动轮胎式装载机，实现分动箱取力口数量、输出扭矩可按需配置，满足电传动轮胎式装载机的功能需求。
本发明通过以下技术方案实现：一种分动箱，包括箱体，所述箱体上转动安装有输入轴、输出轴Ⅰ、输出轴Ⅱ、输出轴Ⅲ、输出轴Ⅳ和输出轴Ⅴ；所述输入轴和输出轴Ⅳ同轴，输出轴Ⅰ和输出轴Ⅲ同轴，输出轴Ⅱ和输出轴Ⅴ同轴，所述输出轴Ⅲ、输出轴Ⅳ、输出轴Ⅴ平行且在同一水平面上；所述输入轴上安装有输入齿轮，输出轴上安装有输出齿轮Ⅰ，输出轴Ⅱ上安装有输出齿轮Ⅱ。
其进一步是：所述输入轴、输出轴Ⅰ、输出轴Ⅱ、输出轴Ⅲ、输出轴Ⅳ和输出轴Ⅴ与箱体通过圆锥滚子轴承回转连接。
所述箱体底部开有下油口，箱体顶部开有上油口，箱体内装有油液，下油口、上油口之间连接有润滑冷却系统；所述润滑冷却系统包括齿轮油润滑泵，齿轮油润滑泵与箱体上的输出轴连接；所述齿轮油润滑泵进油口连接箱体下油口，齿轮油润滑泵出油口连接有油水分离器；所述油水分离器出油口连接有冷却器和控制阀组件，冷却器出油口连接控制阀组件；所述控制阀组件出油口连接至箱体上油口。
所述控制阀组件包括溢流阀、温度传感器、压力传感器和背压阀；所述溢流阀与冷却器并联，溢流阀进油口与连接油水分离器出油口连通；所述溢流阀、冷却器出油口通过所述背压阀连通至箱体上油口；所述温度传感器、压力传感器连接在背压阀的进油口端。
所述箱体内安装有喷油嘴，喷油嘴与箱体上油口连通；进入喷油嘴内的高压油，经喷油嘴喷射到输入轴、输出轴Ⅰ、输出轴Ⅱ、输出轴Ⅲ、输出轴Ⅳ和输出轴Ⅴ与箱体的回转连接处。
所述温度传感器、压力传感器连接有报警显示装置，报警显示装置位于驾驶室中。
所述箱体上部装有空气和油液分离器，箱体内的经喷油嘴喷射产生的油雾经过空气和油液分离器；分离后的油液连通至箱体下油口，分离后的空气经空气过滤器连通至箱体外部。
所述冷却器位于装载机的发动机冷水循环管路中。
所述箱体上留有螺纹孔，箱体通过螺纹连接安装有整体式焊接支座；所述整体式焊接支座上开有长条孔，整体式焊接支座通过长条孔与装载机车架螺纹连接。
一种电传动轮胎式装载机，采用权利要求1至8中任一分动箱，包括发动机；所述发动机连接有交流发电机；所述交流发电机转轴连接所述分动箱，分动箱为液压泵提供取力口输出动力；交流发电机电连接有控制柜；所述控制柜电连接有四个电机；四个所述电机分别连接一个独立驱动轮边减速器。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
该分动箱多动力输出口通过连接不同的液压泵及不同泵的组合安装，满足装载机铲装、举升、卸载、散热、润滑等多种功能需求；通过润滑冷却系统实现分动箱润滑和冷却，解决分动箱在多动力输出工况下的润滑、散热问题；
电传动轮胎式装载机采用四轮独立驱动，通过安装该分动箱，完成该装载机的各项功能所需液压泵的需求。具有运行平稳、传动链短，传动效率大、可靠性高等优点，实现四轮独立驱动，能解决单边打滑、空转的问题，降低轮胎磨损。
附图说明
图1是本发明实施例一分动箱的结构示意图；
图2是本发明实施例一分动箱的润滑冷却系统的结构示意图；
图3是本发明实施例二电传动轮胎式装载机的结构示意图；
图中：1、箱体；2、齿轮油润滑泵；3、油水分离器；4、冷却器；5、控制阀组件；6、溢流阀；7、温度传感器；8、压力传感器；9、背压阀；12、输入轴；13、输出轴Ⅰ；14、输出轴Ⅱ；15、输出轴Ⅲ；16、输出轴Ⅳ；17、输出轴Ⅴ；18、输出齿轮Ⅰ；19、输入齿轮；20、输出齿轮Ⅱ。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅为示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何限制作用。
实施例一
结合图1所示，一种分动箱，箱体1上通过圆锥滚子轴承转动安装输入轴12、输出轴Ⅰ13、输出轴Ⅱ14、输出轴Ⅲ15、输出轴Ⅳ16和输出轴Ⅴ17。输入轴12和输出轴Ⅳ16同轴固定，输出轴Ⅰ13和输出轴Ⅲ15同轴固定，输出轴Ⅱ14和输出轴Ⅴ17同轴固定，并且输出轴Ⅲ15、输出轴Ⅳ16、输出轴Ⅴ17平行且在同一水平面上。输入轴12上安装输入齿轮19，输出轴13上安装有输出齿轮Ⅰ18，输出轴Ⅱ14上安装有输出齿轮Ⅱ20。输入齿轮19分别与输出齿轮Ⅰ18、输出齿轮Ⅱ20相啮合，输入齿轮19与输出齿轮Ⅰ18、输出齿轮Ⅱ20的齿轮系配比根据工况选择同配比或者不同配比。
本实施例中有1个输入轴，输入齿轮啮合输出齿轮I，输出齿轮I可作为输入齿轮，啮合其他输出齿轮……，最终实现1个输入口，2N+1个输出口，且根据齿轮系配比不同，实现输出扭矩特定比例分配。
分动箱的输入轴12通过法兰与发电机传动轴连接，多个输出轴可为电传动装载机安装工作泵、转向泵、分动箱齿轮油循环泵、独立散热泵、增压泵等液压泵，根据整车布局可自由调整各取力口配置不同类型液压泵。分动箱同一取力口可串联数量有限的液压泵，满足整机功能需要。
箱体1采用整体焊接式结构，制造工艺简单，便于轴承的拆装。箱体1上留有油位观测孔，用于安装油液位显示器。箱体1上留有螺纹孔，箱体1通过螺纹连接安装有整体式焊接支座；整体式焊接支座上开有长条孔，整体式焊接支座通过长条孔与装载机车架螺纹连接，保证箱体1可上下调节位置，便于安装。
该分动箱实现了多动力输出工况，为了解决分动箱在多动力输出工况下的润滑、散热问题，分动箱连接一个润滑冷却系统，使箱体内的油在齿轮间与冷却器间循环流动，起到润滑与冷却的目的，具体的：
箱体1底部开有下油口，箱体1顶部开有上油口，箱体1内装有油液，润滑冷却系统连接在下油口、上油口之间；
结合图2所示，润滑冷却系统包括齿轮油润滑泵2，齿轮油润滑泵采用叶轮式定量泵。齿轮油润滑泵2与箱体1上的非驱动端的输出轴连接，分动箱工作时可以带动齿轮油润滑泵2运转。齿轮油润滑泵2进油口连接箱体1下油口，从箱体1吸油，然后通过齿轮油润滑泵2加压后运送至油水分离器3。所述油水分离器3出油口连接有冷却器4和控制阀组件5，冷却器4出油口连接控制阀组件5；控制阀组件5出油口连接至箱体1上油口。冷却器4位于装载机的发动机冷水循环管路中，实现油液的冷却，冷却器也可通过风扇进行风冷。控制阀组件5控制端连接油水分离器3出油口，控制阀组件5出油口连接至箱体1上油口。
控制阀组件5包括溢流阀6、温度传感器7、压力传感器8和背压阀9。溢流阀6与冷却器4并联，溢流阀6进油口与连接油水分离器3出油口连通。溢流阀6、冷却器4出油口通过背压阀9连通至箱体1上油口。温度传感器7、压力传感器8连接在背压阀9的进油口端。温度传感器7、压力传感器8连接有报警显示装置，分动箱的压力和温度如果超出限制条件，温度传感器7、压力传感器8将会发出警告和报警，并直接显示到驾驶室屏幕，便于驾驶员识别。
箱体1内安装有喷油嘴，喷油嘴与箱体1上油口连通；进入喷油嘴内的高压油，经喷油嘴喷射到输入轴12、输出轴Ⅰ13、输出轴Ⅱ14、输出轴Ⅲ15、输出轴Ⅳ16和输出轴Ⅴ17与箱体1的回转连接处。箱体1上部装有空气和油液分离器，箱体内的经喷油嘴喷射产生的油雾经过空气和油液分离器；分离后的油液连通至箱体1下油口，分离后的空气经空气过滤器连通至箱体1外部，有效防止空气污染及箱体内油液污染。
工作过程：
齿轮油润滑泵2将油液从分动箱箱体1底部下油口泵出，进入油水分离器3进行过滤，而后流入控制阀组件5；
当流经控制阀5的油流量超过一定限值时，造成阀5内压力上升，溢流阀6检测该压力，将向溢流阀6内的回油孔释放超出的压力；分动箱上部的上油口上装有背压阀9，可有效防止油液回流。大部分油液会流向冷却器4，经过冷却器4降温冷却后的油液返回组件5；
加压后的油液流向分动箱顶部的喷油嘴，经过喷油嘴喷射对各圆锥滚子轴承有效的润滑和冷却，油流过轴承后，返回齿轮箱底部的集油槽，完成整个齿轮润滑油液循环。
实施例二
结合图3所示，一种电传动轮胎式装载机，在上述实施例一的基础上；
发动机B1连接交流发电机B2，交流发电机B2转轴连接分动箱B3，分动箱B3为液压泵B4提供取力口输出动力。交流发电机B2电连接有控制柜B5，控制柜B5电连接四个轮边驱动电机B6，四个电机B6分别连接一个轮边减速器。
本电传动轮胎式装载机为四轮独立驱动，实现“交—直—交”控制模式。发动机B1提供动力，一方面，经过交流发电机B2，将动力传递给分动箱B3，由分动箱为液压泵B4提供取力口，输出动力。另一方面，由控制柜B5，将交流发电机B2发出的交流电经过整流逆变后再供给轮边驱动电机B6，电机B6带动四个轮边减速器，最终实现电传动装载机的四轮独立驱动，差速转向等功能。

Claims (10)

1.一种分动箱，包括箱体（1），其特征在于：所述箱体（1）上转动安装有输入轴（12）、输出轴Ⅰ（13）、输出轴Ⅱ（14）、输出轴Ⅲ（15）、输出轴Ⅳ（16）和输出轴Ⅴ（17）；所述输入轴（12）和输出轴Ⅳ（16）同轴，输出轴Ⅰ（13）和输出轴Ⅲ（15）同轴，输出轴Ⅱ（14）和输出轴Ⅴ（17）同轴，所述输出轴Ⅲ（15）、输出轴Ⅳ（16）、输出轴Ⅴ（17）平行且在同一水平面上；所述输入轴（12）上安装有输入齿轮（19），输出轴（13）上安装有输出齿轮Ⅰ（18），输出轴Ⅱ（14）上安装有输出齿轮Ⅱ（20）；所述输入齿轮（19）分别与输出齿轮Ⅰ（18）、输出齿轮Ⅱ（20）相啮合。
2.根据权利要求1所述的分动箱，其特征在于：所述输入轴（12）、输出轴Ⅰ（13）、输出轴Ⅱ（14）、输出轴Ⅲ（15）、输出轴Ⅳ（16）和输出轴Ⅴ（17）与箱体（1）通过圆锥滚子轴承回转连接。
3.根据权利要求1或2所述的分动箱，其特征在于：所述箱体（1）底部开有下油口，箱体（1）顶部开有上油口，箱体（1）内装有油液，下油口、上油口之间连接有润滑冷却系统；
所述润滑冷却系统包括齿轮油润滑泵（2），齿轮油润滑泵（2）与箱体（1）上的输出轴连接；所述齿轮油润滑泵（2）进油口连接箱体（1）下油口，齿轮油润滑泵（2）出油口连接有油水分离器（3）；所述油水分离器（3）出油口连接有冷却器（4）和控制阀组件（5），冷却器（4）出油口连接控制阀组件（5）；所述控制阀组件（5）出油口连接至箱体（1）上油口。
4.根据权利要求3所述的分动箱，其特征在于：所述控制阀组件（5）包括溢流阀（6）、温度传感器（7）、压力传感器（8）和背压阀（9）；所述溢流阀（6）与冷却器（4）并联，溢流阀（6）进油口与连接油水分离器（3）出油口连通；所述溢流阀（6）、冷却器（4）出油口通过所述背压阀（9）连通至箱体（1）上油口；所述温度传感器（7）、压力传感器（8）连接在背压阀（9）的进油口端。
5.根据权利要求4所述的分动箱，其特征在于：所述箱体（1）内安装有喷油嘴，喷油嘴与箱体（1）上油口连通；进入喷油嘴内的高压油，经喷油嘴喷射到输入轴（12）、输出轴Ⅰ（13）、输出轴Ⅱ（14）、输出轴Ⅲ（15）、输出轴Ⅳ（16）和输出轴Ⅴ（17）与箱体（1）的回转连接处。
6.根据权利要求4所述的分动箱，其特征在于：所述温度传感器（7）、压力传感器（8）连接有报警显示装置，报警显示装置位于驾驶室中。
7.根据权利要求5所述的分动箱，其特征在于：所述箱体（1）上部装有空气和油液分离器，箱体内的经喷油嘴喷射产生的油雾经过空气和油液分离器；分离后的油液连通至箱体（1）下油口，分离后的空气经空气过滤器连通至箱体（1）外部。
8.根据权利要求3所述的分动箱，其特征在于：所述冷却器（4）位于装载机的发动机冷水循环管路中。
9.根据权利要求1所述的分动箱，其特征在于：所述箱体（1）上留有螺纹孔，箱体（1）通过螺纹连接安装有整体式焊接支座；所述整体式焊接支座上开有长条孔，整体式焊接支座通过长条孔与装载机车架螺纹连接。
10.一种电传动轮胎式装载机，采用权利要求1至8中任一分动箱（B3），包括发动机（B1）；所述发动机（B1）连接有交流发电机（B2）；所述交流发电机（B2）转轴连接所述分动箱（B3），分动箱（B3）为液压泵（B4）提供取力口输出动力；交流发电机（B2）电连接有控制柜（B5）；所述控制柜（B5）电连接有四个电机（B6）；四个所述电机（B6）分别连接一个独立驱动轮边减速器。
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