CN1309587C - 具有简单结构的动力传送器 - Google Patents

Abstract

本发明是涉及一种用于车辆的动力传送器。在发动机中产生的旋转力通过转矩变换器传送到输出轴。输出轴的动力在由伞形小齿轮和伞形环齿轮组成的伞齿轮部以直角被传送。当分别沿着前进及后退方向进行变速时，伞形环齿轮将动力传送到离合器单元，该离合器单元由前进离合器部和后退离合器部构成用来与伞形环齿轮连接。将前进离合器部及后退离合器部与差动齿轮箱连接，该差动齿轮箱向差动小齿轮和传动轴传送动力。车辆通过安装到轴组件的减速齿轮组件进行驱动。

Description

具有简单结构的动力传送器

技术领域

本发明是涉及一种动力传送器，其可以应用于诸如铲车和挖掘机这样的重型设备、拖拉机、特种车辆、以及所有用动力推动的车辆，并且，具体而言，涉及一种具有简单结构的动力传送器，其中离合器单元与轮式减速齿轮组件分离且定位于伞齿轮和差动小齿轮之间，从而将噪声和震动减低至最小程度、并且减少部件的数目以减轻重量及制造成本。

背景技术

对于本领域技术人员众所周知，重型设备使用液压电动机或发动机作为电源，并且根据轮子形状将其分为轮式和覆带式。

与传统车辆不同，重型设备由于其操作特点而致不需要以高速行进及频繁地改变速度。然而，重型设备存在要解决的主要问题是，诸如噪声和震动的产生、部件数目的提高、以及制造成本的提高这样的问题。

将所述动力传送系统的结构应用于传统的铲车，将动力传送器定位于动力传送系统的中部，并将离合器安装在动力传送器的输入轴和输出轴之间以防止或允许输入轴的旋转力输送到输出轴。然而，由于将用于重型设备的动力传送器与离合器一起安装在转矩变换器和传动轴之间，因此发动机和传动轴的长度必然增大，并且在发动机中产生的大部分噪声及震动通过动力传送器传输到位于重型设备中央的驾驶席。而且，由于实际上将动力传送器安装在执行动力传送方向变更和齿轮减速的伞齿轮之前，因此随着速度变化动力传送系统产生的冲击力很可能被过度地传送到驾驶席，从而动力传送器的耐久性容易变差。

为了克服这些问题，本申请人在韩国专利申请第2001-11280和2001-56004中披露了一种用于重型设备的轮式动力传送器。在这些文献中，将使用液压离合器的动力传送器安装在前轮或后轮的轴组件上，并且通过螺旋桨轴与轴连接，以防止发动机中产生的噪声及震动传输到动力传送器，并使两侧轮子被相互独立地驱动。由此，将重型设备旋转或翻转的旋转半径最小化。而且，由于制动器和离合器彼此形成一体，可以改善制动性能并使其结构紧凑。因而，将发动机和轴设计成可以在较大范围内自由安装。

参照图1更为详细地描述韩国专利申请第2001-11280号，在重型设备中，通过发动机、转矩变换器、螺旋桨轴、伞齿轮、及差动齿轮向传动轴108传送旋转力。在传动轴108两端所在的轮轴轴心104内安装包括行星齿轮组件、第一变速离合器部与第二变速离合器部的轮式动力传送器100，从而独立地驱动一对左侧轮子和右侧轮子102。

然而，为了确保将轮式动力传送器应用于不需要旋转或翻转的轻质铲车，需要开发一种可以与轮式动力传送器共同使用且构造成可降低部件的数目并降低制造成本的新型动力传送器。

发明内容

因此，本发明旨在解决上述存在于现有技术中的问题，本发明的目的在于提供了一种动力传送器，将该动力传送器构造成用以允许在伞齿轮之后以降低的转数进行变速，从而将变速时受到冲击力最小化，其中将行星齿轮组件和变速离合器部分开设置以减少噪声和震动的产生，即使当在前进和后退方向之间进行变速，伞齿轮的旋转方向也不改变，以大幅度降低伞齿轮中产生的噪声和向变速齿轮施加冲击力，并且将变速离合器部定位于伞齿轮和差动小齿轮之间，从而可以确保安装空间且被设计成具有自由度的车辆。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于车辆的动力传送器，其中在车辆的发动机中产生的旋转力通过转矩变换器传送到输出轴；输出轴的动力在由伞形小齿轮和伞形环齿轮组成的伞齿轮部以直角被传送；当分别沿着前进及后退方向进行变速时，伞形环齿轮将动力传送到离合器单元，该离合器单元由前进离合器部和后退离合器部构成用来与伞形环齿轮连接；将前进离合器部及后退离合器部与差动齿轮箱连接，该差动齿轮箱向差动小齿轮和传动轴传送动力；以及车辆通过安装到轴组件的减速齿轮组件进行驱动。

根据本发明的另一个方面，在减速齿轮组件中，将中心齿轮与传动轴结合，将多个行星齿轮与中心齿轮啮合，将固定到轴组件上的环形齿轮与多个行星齿轮啮合，并且将行星齿轮与托架轴连接从而最终可以减速向车轮传送动力。

根据本发明的另一个方面，轴组件具有用于制动传动轴的湿式制动装置及用于制动中心齿轮的停车制动装置，并且当通过液压以并排关系排列的制动圆盘对制动块挤压时，湿式制动装置及停车制动装置获得制动力。

根据本发明的另一个方面，每个前进离合器部和后退离合器部包括离合器圆筒；汽缸，设置在离合器圆筒上；活塞，设置在汽缸上以便其通过提供到气缸及从气缸排放的工作流体在气缸中可以上下移动；弹簧，置于气缸以沿着一个方向偏压活塞；以及离合器箱，设置在离合器圆筒的内表面和联轴器的外表面。

根据本发明的另一个方面，将后退离合器部与差动变速箱连接，这样在离合器箱中使后退联轴器与空转齿轮啮合，将空转齿轮与反转齿轮啮合，并且反转齿轮与同差动齿轮箱形成一体的后退驱动齿轮啮合。

根据本发明的再一个方面，将前进离合器部、后退离合器部、及差动小齿轮容纳在动力传送箱中；以及轴组件包括含有湿式制动装置及停车制动装置的轴箱和最后传动箱。

根据本发明的再一个方面，在与伞形环齿轮连接的每个前进离合器圆筒和后退离合器圆筒内安装用于供给油的供油连接器。

附图说明

若结合附图进行以下详细描述，则本发明的上述及其它目的、特征、及其它优点将更容易清楚地理解，其中：

图1示出了传统轮式动力传送器的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的动力传送器的整体结构的截面图，其中将离合器部与减速齿轮组件进行分离；

图3是根据本发明的伞齿轮部和离合器部的截面图；

图4示出了根据本发明的前进离合器部及后退离合器部如何与差动齿轮箱连接以通过差动小齿轮向传动轴传送动力的截面图；

图5是沿着图4的A-A′线的图示，说明了一种工序，其中，根据本发明，后退联轴器通过空转齿轮和反转齿轮将动力沿着后退方向传送到后退传动齿轮；

图6示出了与传动轴连接以最终驱动车辆的减速齿轮组件结构截面图；

图7是沿着图6的B-B′线的图示，说明了一种工序，其中，根据本发明，与传动轴形成一体的中心齿轮通过行星齿轮和环形齿轮减速；以及

图8和图9分别是沿前进和后退方向传送动力过程的截面图。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明的优选实施例。如果可能的话，在全部的附图及说明书中将使用相同的附图标记代表相同或相似的部件。

如图2所示，根据本发明的动力传送器，其从伞齿轮部30接收以直角传送的动力。在离合器部201中进行调档(gear shift)，即进行变速。通过差动齿轮箱14向传动轴25传送变速动力，并且通过具有减速动力的减速齿轮组件401驱动车辆。图2示出了本发明的动力传送器的整体构造及动力传送体系。其后，参照图3至图7说明动力传送器的具体结构。

图3示出了在根据本发明的动力传送器中伞齿轮部30和离合器部201的截面图。

在车辆发动机中产生的旋转力通过转矩变换器传送到输出轴。在伞齿轮部30中，将输出轴的动力被传送到其上的伞形小齿轮1进行定位。将伞形小齿轮1与伞形环齿轮2啮合，以便可将伞形小齿轮1的动力以直角传送到伞形环齿轮2。

离合器部201包括前进离合器部和后退离合器部。可将传送到伞形环齿轮2的动力传送到后退离合器部，当沿着前进方向进行变速将其与伞形环齿轮2连接，或者当沿着后退方向进行变速时将其与连接于伞形环齿轮2的后退离合器部连接。

将前进离合器部与伞形环齿轮2和前进离合器圆筒4形成一体。将汽缸限定在前进离合器圆筒4内。前进离合器圆筒4具有与供油连接器3连接的液压线以限定供油通道(油路)。还将供油连接器3与后退离合器圆筒7连接。因此，随着伞形环齿轮2的旋转，前进离合器圆筒4和后退离合器圆筒7一起旋转。

同时，将前进活塞6和后退活塞8分别设置在被限定于前进离合器圆筒4和后退离合器圆筒7的汽缸内，使其可以通过提供给气缸和从气缸排除的工作流体(受压流体)在气缸中上下移动(往复运动)。将前进回动弹簧10和后退回动弹簧11置于气缸中以分别向它们的初始位置偏压前进活塞6和后退活塞8。

在前进离合器部中，将多个环形板整体设置在被以并排关系定位于前进活塞6的一个表面的前进离合器圆筒4的内表面上。将多个摩擦盘整体设置在前进联轴器12端部的外表面，这样可将前进联轴器12的每个摩擦盘置于前进离合器圆筒4的两个邻接环形板之间。环形板和摩擦盘构成前进离合器箱5。

与在前进离合器部中一样，在后退离合器部中，将多个环形板整体设置在被以并排关系定位于后退活塞8的一个表面的后退离合器圆筒7的内表面上。将多个摩擦盘整体设置在后退联轴器13端部的外表面，这样可将后退联轴器13的每个摩擦盘置于后退离合器圆筒7的两个邻接环形板之间。环形板和摩擦盘构成后退离合器箱9。综上所述，将前进活塞6和后退活塞8设置在气缸内以便它们可以通过提供到气缸中的工作流体的液压进行移动。

图4示出了根据本发明的前进离合器部及后退离合器部如何与差动齿轮箱14连接以通过差动小齿轮26向传动轴25传送动力的截面图。

将前进联轴器12的另一例与差动齿轮箱14花键接合以将动力传送到传动轴25。在差动齿轮箱14中，将差动小齿轮26与差动齿轮箱14连接。将差动小齿轮26与传动轴25啮合。传动轴25根据离合器部201的位置将动力通过相对于差动小齿轮26被分成的长轴和短轴传送到左侧轮和右侧轮。也就是说，当从伞形齿轮部的位置观察时，将变速箱体200设置在左侧，将与左侧轮连接的一个传动轴作为短轴，而将与右侧轮连接传动轴作为长轴，以便可以同时驱动左侧轮和右侧轮。

将后退离合器部和差动齿轮箱14连接，这样使前进方向的动力传送到传动轴25上进行后退变速。到最后，在变速箱200内将后退联轴器13和第一空转齿轮15相互啮合。与第一空转齿轮15一体形成的第二空转齿轮18与反转齿轮16啮合。将反转齿轮16与后退传动齿轮17啮合，该后退传动齿轮17与差动齿轮箱14一体形成。

图5是沿着图4的A-A′线的图示，说明了一种工序，其中，根据本发明，后退联轴器13通过第一空转齿轮15和第二空转齿轮18及反转齿轮16将动力沿着后退方向传送到后退传动齿轮17。当后退联轴器13按顺时针方向旋转时，与后退联轴器13啮合的第一空转齿轮15按逆时针方向旋转。这时，第二空转齿轮18也逆时针方向旋转，并且与第二空转齿轮18啮合的反转齿轮16按顺时针方向旋转。然后，与反转齿轮16啮合的后退传动齿轮17按逆时针方向旋转。因此，差动齿轮变速箱14沿后退方向旋转。

图6示出了与传动轴25连接以最终驱动车辆的减速齿轮组件401结构截面图。当作为减速齿轮组件示出了行星齿轮组件时，值得注意的是，减速齿轮组件并不局限于行星齿轮组件。就这一点而言，本领域技术人员将容易了解在不偏离本发明的范围和精神的前提下可以进行各种变更。

减速齿轮组件401以大约4.5∶1的减速比例减速传动轴25的动力来驱动车辆。将中心齿轮21与传动轴25连接。将中心齿轮21与多个行星齿轮22啮合。多个行星齿轮22与固定于轴组件500的环形齿轮23内侧啮合并与托架轴24连接，以便最终通过托架轴24将动力以减速状态传送到车轮。

图7是沿着图6的B-B′线的图示，说明了一种工序，其中，根据本发明，与传动轴25形成一体的中心齿轮21通过行星齿轮22和环形齿轮23减速。形成多个行星齿轮22以具有与托架轴24相同的中心。因而，当行星齿轮22围绕中心齿轮21转动时，将动力传送给轮子。

围绕减速齿轮组件401的轴组件500包括湿式制动装置及停车制动装置。湿式制动装置起制动传动轴25的作用且包括制动活塞19、制动圆盘20、以及制动块20′。停车制动装置包括圆锥形弹簧10′和停车制动适配器27。在湿式制动装置和停车制动装置中，将以并排关系排列的制动圆盘20及制动块20′通过液压对彼此进行挤压，以获得用于制动传动轴25和中心齿轮21的制动力。

换而言之，湿式制动装置通过制动离合器31与传动轴25连接，并且在制动离合器31上一体形成制动圆盘20。制动块20′与湿式制动装置的制动活塞19一侧一体形成，以便制动块20′通过制动活塞19的操作对制动圆盘20进行挤压。

而且，在停车制动装置中，将停车制动装置在以并排关系排列的制动圆盘20及制动块20′的一侧可移动地定位，并且将圆锥形弹簧10′设置在停车制动适配器27的另一侧，以便可将其通过液压进行压缩。

根据本发明的动力传送器，将箱体分别分开设置。将前进离合器部、后退离合器部、及差动小齿轮26容纳在变速箱200中。轴组件500包括含有括湿式制动装置及停车制动装置的轴箱300和最后传动箱400。鉴于此，由于针对每个箱体可以进行组装或拆卸，因此提高了生产率且可易于维修。

此后，将描述如上所述构成的根据本发明动力传送器的操作。

图8是沿如箭头所指的前进方向传送动力过程的截面图。

在前进方向中，将由发动机产生的动力通过转矩变换器输入到伞形小齿轮1。伞形小齿轮1以直角(垂直方向)向伞形环齿轮2传送动力以使伞形环齿轮2旋转。伞形环齿轮2与前进离合器圆筒4形成一体并与伞形环齿轮2一起旋转。

若通过固定于前进离合器圆筒4和供油通道的供油连接器3施加液压，则在气缸中以一个方向移动活塞6，在此该活塞6挤压离合器箱5。这时，由于实际上前进联轴器12与差动齿轮箱14花键接合，使差动齿轮箱14向前进方向旋转。这时，后退离合器圆筒7的活塞8由于弹簧11的回动力的存在没有施加挤压力，因此动力未被传送到后退联轴器13和后退离合器圆筒7之间。

差动齿轮箱14带动差动小齿轮旋转。差动小齿轮26与传动轴25连接带动用于左侧轮和左侧轮的中心齿轮21旋转。中心齿轮21带动行星齿轮22旋转。因为将行星齿轮22固定不变地保持在其位置上，所以将连接在行星齿轮22的托架轴24作为输出轴向前进方向驱动车辆。

图9是沿如箭头所指的后退方向传送动力过程的截面图。

在后退方向中，将由发动机产生的动力通过转矩变换器输入到伞形小齿轮1。伞形小齿轮1以直角(垂直方向)向伞形环齿轮2传送动力以使伞形环齿轮2旋转。后退离合器圆筒7和供油连接器器3通过前进离合器圆筒4与伞形环齿轮2连接，从而与伞形环齿轮2一起旋转。

若将液压施于后退离合器圆筒7，则后退活塞8在气缸中以一个方向移动，在此该活塞8挤压离合器箱9。这时，由于实际上后退联轴器13与第一空转齿轮15一端啮合，使第一空转齿轮15向后退方向旋转。这时，前进离合器圆筒4的活塞6由于弹簧10的回动力的存在没有施加挤压力，因此前进联轴器12与差动小齿轮26处于未接合状态。

设置在第一空转齿轮15的另一端的第二空转齿轮18使反转齿轮16向前进方向旋转。反转齿轮16使与后退驱动齿轮17形成一体的差动齿轮箱14向后退方向旋转。

因此，用于左侧轮和右侧轮的中心齿轮21以减速状态沿着后退方向旋转。中心齿轮21带动行星齿轮22旋转。因为将行星齿轮22固定不变地保持在其位置上，所以将连接在行星齿轮22的托架轴24作为输出轴向前进方向驱动车辆。

另外，在围绕减速齿轮组件401的轴组件500的湿式制动装置及停车制动装置中，将在下面对一种操作工序进行描述，其中将制动圆盘20及制动块20′通过液压相互挤压，从而将传动轴25和中心齿轮21进行制动。

若将启动键(钥匙)打开以驱动汽车，当停车制动适配器27借助流经轴组件500流体的液压压缩圆锥形弹簧10′时，则将以并排关系交替排列的制动圆盘20及制动块20′从挤压状态解除，以允许制动离合器31自由旋转，从而传动轴25和中心齿轮21可以自由旋转。

若将启动键关闭以停放汽车，当圆锥形弹簧10′的回动力作用于未施加液压的停车制动适配器27上时，制动圆盘20及制动块20′相互挤压，并且通过制动离合器31制动传动轴25和中心齿轮21。

如上所述显而易见，本发明的动力传送器提供的优点在于，由于将传统技术中构造成一体的减速齿轮组件和离合器单元彼此分开构造，将噪声和震动减低到最小程度，而且，当伞齿轮旋转时可以减小所产生的噪声。而且，由于将变速离合器单元定位于伞齿轮和差动小齿轮之间，因此可以充分确保安装空间和发动机和轴的设计安装具有较宽自由度。而且，因为将动力传送器构造成可以在伞齿轮后以减少的转数进行变速，所以当进行变速时减少受到冲击力，从而改善乘车舒适感和车辆的耐久性。

而且，事实上将变速箱体、轴箱、和最后传动箱彼此分开构造，可以仅拆卸轴组件来检查动力传送器，从而避免了必须将整个车辆进行拆卸，并且可以灵活地满足各种车辆的安装条件。

此外，由于将离合器单元与减速齿轮组件分离，动力传送器的结构变得简单且减轻了动力传送器的重量，从而减少了部件的数目并降低了制造成本。

而且，当将鼓式制动器用于传统技术时，在本发明中，由于将湿式制动装置和停车制动装置安装到轴箱，因此可以设计一种车辆，确保制动装置的半永久性使用并且在停放车辆时保证稳定性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于车辆的动力传送器，其特征在于，在所述车辆的发动机中产生的旋转力通过转矩变换器传送到输出轴；所述输出轴的动力在由伞形小齿轮和伞形环齿轮组成的伞齿轮部以直角被传送；当分别沿着前进及后退方向进行变速时，所述伞形环齿轮将动力传送到离合器单元，所述离合器单元由前进离合器部和后退离合器部构成用来与所述伞形环齿轮连接；将所述前进离合器部及所述后退离合器部与差动齿轮箱连接，所述差动齿轮箱向差动小齿轮和传动轴传送动力；以及所述车辆通过安装到轴组件的减速齿轮组件进行驱动。

2.根据权利要求1所述的动力传送器，其特征在于，在所述减速齿轮组件中，将中心齿轮与所述传动轴连接，将多个行星齿轮与所述中心齿轮啮合，将固定到轴组件上的环形齿轮与所述多个行星齿轮啮合，并且将所述行星齿轮与托架轴连接从而最终可以减速向车轮传送动力。

3.根据权利要求1或2所述的动力传送器，其特征在于，所述轴组件具有用于制动所述传动轴的湿式制动装置及用于制动所述中心齿轮的停车制动装置，并且当通过液压以并排关系排列的制动圆盘对制动块挤压时，所述湿式制动装置及所述停车制动装置获得制动力。

4.根据权利要求1所述的动力传送器，其特征在于，每个所述前进离合器部和所述后退离合器部包括离合器圆筒；汽缸，设置在所述离合器圆筒上；活塞，设置在所述汽缸上以便其通过提供到所述气缸及从所述气缸排放的工作流体在所述气缸中可以上下移动；弹簧，置于所述气缸以沿着一个方向偏压所述活塞；以及离合器箱，设置在所述离合器圆筒的内表面和联轴器的外表面。

5.根据权利要求1所述的动力传送器，其特征在于，将所述后退离合器部与所述差动变速箱连接，这样在离合器箱中将后退联轴器与空转齿轮啮合，将所述空转齿轮与反转齿轮啮合，并且所述反转齿轮与同所述差动齿轮箱形成一体的后退驱动齿轮啮合。

6.根据权利要求3所述的动力传送器，其特征在于，将所述前进离合器部、所述后退离合器部、及所述差动小齿轮容纳在动力传送箱中；以及所述轴组件包括含有所述湿式制动装置及所述停车制动装置的轴箱和最后传动箱。

7.根据述权利要求1所述的动力传送器，其特征在于，在与所述伞形环齿轮连接的每个前进离合器圆筒和后退离合器圆筒内安装用于供给油的供油连接器。

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