CN110566632A - 发动机、变速箱和角传动器的总成结构 - Google Patents

Abstract

一种发动机、变速箱和角传动器的总成结构，包括：发动机；变速箱，变速箱与发动机对接装配；角传动器，角传动器与变速箱的输出轴连接；角传动器包括：壳体；输入轴，输入轴的输入端通过第一输入轴承可转动地固定在壳体的第一侧壁；输入轴的稳固端通过第二输入轴承可转动地固定在壳体的第二侧壁；输出轴，输出轴的啮合端通过第一输出轴承可转动地固定在壳体的第三侧壁；输入锥齿轮，输入锥齿轮安装于输入轴的输入端；输出锥齿轮，输出锥齿轮安装于输出轴的啮合端；花键套；花键套用于与变速箱的输出转动轴配合。所述发动机、变速箱和角传动器的总成结构用于实现客车的后横置发动机布置方式。

Description

发动机、变速箱和角传动器的总成结构

技术领域

本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种客车中使用的发动机、变速箱和角传动器的总成结构。

背景技术

现如今，客车已经成为城际和城区交通的主要工具之一。因此，客车的设计成为改善交通的有效因素。其中，客车后横置发动机布置方式，已经成为一种非常重要的客车设计布置方式。这种布置方式使得车内低地板面积扩大，大大增加了乘客站立区的面积。

但是，与发动机后置纵向布置后轮驱动方式及发动机前置后驱方式相比较，客车后横置发动机布置方式需要增加一项动力传动方向的改变装置，也就是需要一套带有角度传动的装置。这种装置，就是相应的角传动器。因此，角传动器的设计，成为了客车领域的一项重要任务。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种发动机、变速箱和角传动器的总成结构，以使得客车能够更好地实现后横置发动机布置设计。

为解决上述问题，本发明提供一种发动机、变速箱和角传动器的总成结构，包括：发动机；变速箱，所述变速箱与所述发动机对接装配；角传动器，所述角传动器与所述变速箱的输出轴连接；所述角传动器包括：壳体；输入轴，所述输入轴的输入端通过第一输入轴承可转动地固定在所述壳体的第一侧壁；所述输入轴的稳固端通过第二输入轴承可转动地固定在所述壳体的第二侧壁；输出轴，所述输出轴的啮合端通过第一输出轴承可转动地固定在所述壳体的第三侧壁；所述输出轴的输出端伸出于所述壳体外部，并且所述输出端通过第二输出轴承保持稳定转动；输入锥齿轮，所述输入锥齿轮安装于所述输入轴的输入端；输出锥齿轮，所述输出锥齿轮安装于所述输出轴的啮合端，所述输出锥齿轮与所述输入锥齿轮啮合；花键套，所述花键套的一部分位于所述输入轴的轴孔内，另一部分位于所述输入轴的轴孔之外；所述花键套用于与变速箱的输出转动轴配合。

可选的，所述输入轴和所述输出轴之间的夹角为55°-120°。

可选的，所述输入轴和所述输出轴之间的夹角为80°-90°。

可选的，所述壳体的右前侧具有冷却片结构；所述壳体的后侧具有冷却片结构。

可选的，所述角传动器还包括机油尺，所述机油尺伸入所述壳体中；所述第一输出轴承和所述第二输出轴承具有同一输出轴承座；所述输出轴承座具有突缘结构，所述突缘结构与所述壳体固定。

可选的，所述角传动器还包括加油管以及设置于所述壳体顶面的加油管法兰；所述加油管从上至下贯穿所述加油管法兰；所述加油管法兰的侧面具有冷却循环回流孔。

可选的，所述角传动器还包括设置在输出轴承座下方的冷却循环出流孔。

可选的，所述角传动器还包括输出法兰，所述输出法兰安装在所述输出轴的输出端，所述输出法兰用于与传动轴连接。

可选的，所述角传动器还包括固定在所述第一侧壁的输入法兰盘，所述输入法兰盘用于与所述变速箱固定。

可选的，所述总成结构还包括：第一固定架、第二固定架和第三固定架；所述第一固定架固定在发动机飞轮壳上和所述变速箱后端缓速器端盖的第一侧；所述第二固定架固定在发动机飞轮壳上和所述变速箱后端缓速器端盖的第二侧；所述第三固定架与所述第一固定架和所述第二固定架固定在一起，并且所述第三固定架安装在所述变速箱的输出端面；所述角传动器具有输入法兰盘，所述输入法兰盘与所述第三固定架固定。

本发明技术方案的其中一个方面中，总成结构中的角传动器能够适用于客车动力系统后置且横置的车型，改变力的传递方向，实现带有角度的传动，能在保证在客车发动机机舱整体布置不变的情况下，改变变速箱输出端动力输出的方向。同时，角传动器结构简单且传递效率高，相应结构缩短车辆后悬长度，加大车内低地板区站立面积，并且成本低。

进一步的，本发明技术方案为保证后横置客车发动机舱布置，将变速箱装配到发动机上，并在变速箱的输出转动端用花键套实现与角传动器的连接。通过具有相应花键套的角传动器设计，使变速箱传动力方向改变。角传动器通过传动轴，带动客车驱动桥，从而满足相应设计需要。此时，相应发动机、变速箱和角传动器的总成结构，整体设计紧凑合理，力学结构好，能够更好地满足客车后横置发动机布置的设计。

附图说明

图1是实施例中角传动器其中一个角度的整体结构示意图；

图2是实施例中角传动器另一角度的整体结构示意图；

图3是角传动器的剖面示意图；

图4是角传动器去掉壳体相关结构后的剩余结构立体示意图；

图5是发动机和变速箱对接装配后的示意图；

图6是第一固定架、第二固定架和第三固定架安装至变速箱和发动机相应位置后的示意图；

图7是变速箱的输出转动轴与角传动器的花键套装配前的示意图；

图8是角传动器与变速箱安装之后的示意图；

图9是发动机、变速箱和角传动器的总成结构示意图；

图10是图9所示总成结构与驱动桥的装配示意图。

角传动器-100；壳体-101；输入轴-110；第一输入轴承-111；壳体-101；第二输入轴承-112；第二输出轴承-122；输入锥齿轮-130；输出锥齿轮-140；花键套-150；紧固螺栓-151；机油尺-102；冷却片结构-103、104；第一输出轴承-121；第二输出轴承-122；输出轴承座-123；突缘结构-1231；加油管法兰-105；冷却循环回流孔-1050；加油管-106；冷却循环出流孔-107；输出法兰-170；

变速箱-200；第一固定架-210；第二固定架-220；第三固定架-230；发动机-300；驱动桥-400；传动轴-410。

具体实施方式

现有技术中，缺少能够在变速箱和发动机已经固定的情况下，实现客车后横置发动机布置方式的角传动器。为此，本发明提供一种新的角传动器，并提供相应的总成结构，以解决上述存在的不足。

为更加清楚的表示，下面结合附图对本发明做详细的说明。

本发明实施例提供一种角传动器，请结合参考图1至图4。

如图1，角传动器100包括壳体101，壳体101外形整体呈现出一个类型于大致正方体的结构。

图2显示了角传动器100的另一个角度。

图1和图2由于是角传动器100的立体结构示意图，因此，显示的都是角传动器100的外部结构，为此，下面先进行图3和图4的相应描述。

如图3，显示了角传动器100的剖面示意图，具体是横剖面示意图。从图3中可以看到，角传动器100具有输入轴110，输入轴110的输入端(图3中的左端)通过第一输入轴承111可转动地固定在壳体101的第一侧壁(图3中壳体101的左侧壁)；输入轴110的稳固端(图3中的右端)通过第二输入轴承112可转动地固定在壳体101的第二侧壁(图3中壳体101的右侧壁)。图3还显示，输入轴110的各部分直径不相等，例如输入端的直径更大一些，以有助于转动的传动，或者说，安装下述输入锥齿轮的部分直径较大，以更好地承力。

由图1至图3，壳体101中，第一侧壁和第二侧壁相对，分别为壳体101的左侧壁和右侧壁，而第三侧壁为壳体101的前侧壁。而输入轴110具体是结合第一输入轴承座111与壳体101的第一侧壁固定。

如图3，角传动器100还包括输出轴120，输出轴120的啮合端(图3中的斜上端)通过第一输出轴承121可转动地固定在壳体101的第三侧壁(图3中壳体101的下侧壁，下侧壁请结合参考图1和图2中的前侧壁)；输出轴120的输出端(图3中的斜下端)伸出于壳体101外部，并且输出端通过第二输出轴承122保持稳定转动。

如图3，角传动器100内部还包括输入锥齿轮130，输入锥齿轮130安装于输入轴110的输入端。输入锥齿轮130位于第一输入轴承111和第二输入轴承之间112之间。

如图3，角传动器100内部还包括输出锥齿轮140，输出锥齿轮140安装于输出轴的啮合端，输出锥齿轮140与输入锥齿轮130啮合。输出锥齿轮140与输入锥齿轮130啮合结构保证了角度传动，是直接传动的两个部件。

上述输入轴110、输出轴120、输入锥齿轮130和输出锥齿轮140的结构，也可以参考图4，图4显示了角传动器100中除了与壳体101相关结构以外的结构，也就是可以看成图1和图2中，去掉壳体101等相关结构之后，角传动器100的结构。可见，图4主要是为了体现各轴及相应的轴承，同时还显示了法兰盘(请参考说明书后续内容)。

请返回参考图2，角传动器100还包括花键套150。图2显示，花键套150的一部分位于输入轴110的轴孔(图2中，轴孔已经被花键套150嵌入)内，另一部分位于输入轴110的轴孔之外；花键套150用于与变速箱(参考本说明书后续实施例)的输出转动轴配合。同时，角传动器100还包括紧固螺栓151，紧固螺栓151用于将花键套紧固在变速箱的输出转动轴上(结合参考本说明书后续实施例)。

花键套150也可以参考图3，可以看到，它分为两段，一段位于输入轴110的轴孔内，另一段露出于轴孔外。同时，图3还显示了紧固螺栓151的位置。这个紧固螺栓151的位置是后续角传动器100安装至相应变速箱之后的相应位置。花键套150的设置，能够将相应变速箱的动力从变速箱输出端传递到角传动器100的输入端(输入轴110)，最终实现对汽车驱动，并且换挡平顺。

请参考图1和图2，壳体101的右前侧具有冷却片结构103。壳体101的后侧具有冷却片结构104。冷却片结构103和冷却片结构104均是对壳体101的特殊设计，从而使得整个角传动器100散热性能提高。这些冷却片结构的设计是充分考虑了角传动器100的内部结构，充分利用了相应的剩余空间，将壳体101的这些部分进行特殊处理，形成褶皱状的冷却片结构，增加相应的散热面积，提高角传动器100散热性能。

如图1至图3显示，角传动器100还包括机油尺102，机油尺102伸入壳体101中。机油尺102可以用不锈钢制作，用于对角传动器100内部机油量的监测。机油尺102结构方便了查看角传动器100内的机油液位，避免角传动器100因机油液位过低而损坏角传动器100内部结构。

本实施例中，壳体101的材质为铝合金，这种材质具有密度小重量轻的优势，但能够满足相应的机械强度要求，因此，本实施例特别选用这种材质。而对于相应的轴和齿轮等结构，通常可以使用相应的调制钢材。

图3显示，第一输出轴承121和第二输出轴承122具有同一输出轴承座，即图3中的输出轴承座123。需要说明的是，各输出轴承是轴承座与滚动体等结构一同构成的，此时，输出轴承座123本身的一部分属于第一输出轴承121和第二输出轴承122，但是，本实施例，输出轴承座123又有另一部分不属于第一输出轴承121和第二输出轴承122，而是它自己的结构，因此，这些结构和概念中有部分重叠，在图3中标注时，输出轴承座123进行了单独标注。

图1至图4均显示，输出轴承座123具有突缘结构1231，突缘结构1231与壳体101固定。需要说明的是，突缘结构1231原本是输出轴承座123的一部分，单独将它从输出轴承座123的其它结构中区分标注，是为了说明输出轴承座123是如何与壳体101固定的。

本实施例中，输入轴110和输出轴120之间的夹角为80°(此夹角为输入轴110轴心线和输出轴120轴心线延长后连接在一起形成的夹角)。这种角度下，角传动器100能够进行良好的传动作用。需要说明的是，其它实施例中，输入轴和输出轴之间的夹角可以是55°-120°之间的其它任何角度，例如60°、70°、75°、90°或者100°等。要实现这些角度，可以通过对锥齿轮等结构的设计实现。

本实施例中，输入轴110和输出轴120之间的夹角为80°，是一种80°传动机构，实现输入轴到输出轴的平稳高效角度传动，其中，80°夹角能够兼顾多个方面的优势，例如保证了客车后横置发动机布置方式的良好实现，同时角传动器100的动力损耗小。

图1和图2还显示，角传动器100还包括加油管106以及设置于壳体101顶面的加油管法兰105(加油管法兰105全称是冷却循环回流加油管法兰)。加油管106从上至下贯穿加油管法兰105；加油管法兰105具有冷却循环回流孔1050。加油管106用于加油，因此，加油管106具有相应的加油孔(未标注)。

而且，角传动器100还包括设置在输出轴承座123下方的冷却循环出流孔107，如图1中所示。

冷却循环回流孔1050和冷却循环出流孔107配合，能够实现：将角传动器100内部较为高温的相应油体从冷却循环出流孔107抽出，进行冷却降温后，再从冷却循环回流孔1050重新输入至角传动器100内部，达到降温散热的作用。为了实现这些功能，通常会配合设置一个循环油泵(未示出)，循环油泵配合使机油循环，目的在于角传动器100内部机油的循环，便于冷却。

图1至图4均显示，角传动器100还包括输出法兰170，输出法兰170安装在输出轴的输出端，输出法兰170用于与传动轴连接(传动轴请参考后续实施例相应内容，如图10中的传动轴410)。

图1至图4均显示，角传动器100还包括固定在第一侧壁的输入法兰盘160，输入法兰盘160用于与变速箱固定(输入法兰盘160用于与变速箱固定请参考后续实施例相应内容)。

需要说明的是，图1至图4中显示了多个未标注的螺栓(螺钉)等结构，这些结构用于相应的固定，即本实施例中，多可以采用螺栓固定，在此一并说明。然而，其它实施例中，也可以采用其它固定方式，例如焊接固定等。

本实施例提供的角传动器100能够适用于客车动力系统后置且横置的车型，改变力的传递方向，实现带有角度的传动，能在保证在客车发动机机舱整体布置不变的情况下，改变变速箱输出端动力输出的方向。同时，角传动器100结构简单且传递效率高，相应结构缩短车辆后悬长度，加大车内低地板区站立面积，并且成本低。

本发明实施例还提供一种发动机、变速箱和角传动器100的总成结构(未消标注)，请结合参考图5至图10。

这种总成结构是一种发动机后横置带角传动器布置方案。

请先参考图10，所述总成结构包括：发动机300；变速箱200，变速箱200与发动机300对接装配；还包括前述实施例所述的角传动器100，角传动器100与变速箱200的输出轴连接。同时，角传动器100通过其输出法兰170与传动轴410连接，从而使得角传动器100通过传动轴410与客车的驱动桥400连接。

本实施例还包括总成结构的安装过程，请结合参考图5至图10。

如图5，显示了变速箱200与发动机300对接装配，即本实施例先将发动机300与变速箱200装配在一起，如图5所示。

如图6，显示了所述总成结构还包括：第一固定架210、第二固定架220和第三固定架230。第一固定架210固定在发动机300飞轮壳上和变速箱200后端缓速器端盖的第一侧。第二固定架220固定在发动机300飞轮壳上和变速箱200后端缓速器端盖的第二侧；第三固定架230与第一固定架210和第二固定架220固定在一起，并且第三固定架230安装在变速箱200的输出端面。第一固定架210、第二固定架220和第三固定架230转成一个折形框结构，从图6中俯视看，呈“匚”的开口框形(开口朝左)。

如图7，显示了变速箱200的输出转动轴201与属于角传动器100的花键套150装配前的情况。这是前述实施例就提到的，角传动器100通过花键套150与与变速箱200的输出转动轴201配合。并且，前述实施例提到，具体可以用紧固螺栓151(请返回参考图2和图3)将花键套150紧固在变速箱的输出转动轴201上。需要说明的是，图7中仅显示了第三固定架230，未显示第一固定架210和第二固定架220。

如图8，显示了角传动器100与变速箱200安装之后的状态(即角传动器100安装在车上的结构示意图)。具体的，角传动器100具有输入法兰盘160，通过输入法兰盘160与第三固定架230固定，实现角传动器100与变速箱200安装在一起。图8同样仅显示了第三固定架230，未显示第一固定架210和第二固定架220。

结合图6至图8可知，在第一固定架210、第二固定架220和第三固定架230都安装完成后，能够在变速箱200的输出转动轴201处安装密封垫圈(未示出)及花键套。然后，就可以通过相应的法兰盘160，将角传动器100通过螺栓固定的方式，将角传动器固定在变速箱200后端上，如图8所示。

请参考图9，显示了发动机300、变速箱200和角传动器100装配在一起后的状态，即显示了所述总成结构。

图10如前所示，显示了所述总成结构与驱动桥400的连接。需要说明的是，图10中省略显示第一固定架210、第二固定架220和第三固定架230。

本实施例中，发动机可以为康明斯发动机。

本实施例中，变速箱可以是Allison-B300R变速箱，即本实施例适用于Allison-B300R变速箱与后轮驱动的角传动结构。

现有Allison(艾里逊)变速箱系列中，没有自带角传动器的设计，故无法将Allison变速箱布置在后横置发动机机舱当中。而采用了本发明提供的角传动器100，即可以实现后横置发动机的布置。可见，本发明的角传动器100，能够保证在使用的变速箱为Allison-B300R变速箱时，发动机机舱布置仍然能够实现。也就是说，本实施例中，角传动器100与Allison-B300R变速箱匹配安装，并可以成功将发动机传递给变速箱的动力通过角传动器100传递给驱动桥以实现驱动客车前进和后退等功能。其它实施例中，角传动器100也可以适用于Allison的其它变速箱。

综合上述内容可知，本实施例为保证后横置客车发动机舱布置，将Allison变速箱装配到康明斯发动机上。然后在Allison变速箱的输出转动端201，连接花键套150，使变速箱200连接至角传动器100。即变速箱200花键套150传动连接至角传动器100(同时，相应的法兰盘170用于将角传动器100固定在变速箱200上)。角传动器100的输入轴(参考前述实施例相应内容)将力传递给输入锥齿轮130，输入锥齿轮130的转动带动与其啮合的输出锥齿轮140，啮合时带有角度(所述角度可为55°-120°，进一步可为80°-90°)，从而改变传动力方向。进一步的，角传动器100通过传动轴410，带动客车驱动桥400，从而满足设计需要。可见，本实施例提供的总成结构设计紧凑，并且力学结构好，能够更好地满足客车后横置发动机布置的设计。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种发动机、变速箱和角传动器的总成结构，其特征在于，包括：

发动机；

变速箱，所述变速箱与所述发动机对接装配；

角传动器，所述角传动器与所述变速箱的输出轴连接；

所述角传动器包括：

壳体；

输入轴，所述输入轴的输入端通过第一输入轴承可转动地固定在所述壳体的第一侧壁；所述输入轴的稳固端通过第二输入轴承可转动地固定在所述壳体的第二侧壁；

输出轴，所述输出轴的啮合端通过第一输出轴承可转动地固定在所述壳体的第三侧壁；所述输出轴的输出端伸出于所述壳体外部，并且所述输出端通过第二输出轴承保持稳定转动；

输入锥齿轮，所述输入锥齿轮安装于所述输入轴的输入端；

输出锥齿轮，所述输出锥齿轮安装于所述输出轴的啮合端，所述输出锥齿轮与所述输入锥齿轮啮合；

花键套，所述花键套的一部分位于所述输入轴的轴孔内，另一部分位于所述输入轴的轴孔之外；所述花键套用于与变速箱的输出转动轴配合。

2.如权利要求1所述的发动机、变速箱和角传动器的总成结构，其特征在于，所述输入轴和所述输出轴之间的夹角为55°-120°。

3.如权利要求1所述的发动机、变速箱和角传动器的总成结构，其特征在于，所述输入轴和所述输出轴之间的夹角为80°-90°。

4.如权利要求1所述的发动机、变速箱和角传动器的总成结构，其特征在于，所述壳体的右前侧具有冷却片结构；所述壳体的后侧具有冷却片结构。

5.如权利要求1所述的发动机、变速箱和角传动器的总成结构，其特征在于，所述角传动器还包括机油尺，所述机油尺伸入所述壳体中；所述第一输出轴承和所述第二输出轴承具有同一输出轴承座；所述输出轴承座具有突缘结构，所述突缘结构与所述壳体固定。

6.如权利要求1所述的发动机、变速箱和角传动器的总成结构，其特征在于，所述角传动器还包括加油管以及设置于所述壳体顶面的加油管法兰；所述加油管从上至下贯穿所述加油管法兰；所述加油管法兰的侧面具有冷却循环回流孔。

7.如权利要求6所述的发动机、变速箱和角传动器的总成结构，其特征在于，所述角传动器还包括设置在输出轴承座下方的冷却循环出流孔。

8.如权利要求1所述的发动机、变速箱和角传动器的总成结构，其特征在于，所述角传动器还包括输出法兰，所述输出法兰安装在所述输出轴的输出端，所述输出法兰用于与传动轴连接。

9.如权利要求1所述的发动机、变速箱和角传动器的总成结构，其特征在于，所述角传动器还包括固定在所述第一侧壁的输入法兰盘，所述输入法兰盘用于与所述变速箱固定。

10.如权利要求9所述的发动机、变速箱和角传动器的总成结构，其特征在于，还包括：第一固定架、第二固定架和第三固定架；

所述第一固定架固定在发动机飞轮壳上和所述变速箱后端缓速器端盖的第一侧；所述第二固定架固定在发动机飞轮壳上和所述变速箱后端缓速器端盖的第二侧；所述第三固定架与所述第一固定架和所述第二固定架固定在一起，并且所述第三固定架安装在所述变速箱的输出端面；

所述角传动器具有输入法兰盘，所述输入法兰盘与所述第三固定架固定。