CN201944202U

CN201944202U - 工程机变速箱

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Publication number: CN201944202U
Application number: CN2011200189918U
Authority: CN
Inventors: 王云高
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-01-18
Filing date: 2011-01-18
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2021-01-18

Abstract

本实用新型是一种工程机变速箱，在箱体(8)上安装有与主动轴相联的低压齿轮泵(30)，低压齿轮泵(30)连接有溢流阀(29)，溢流阀(29)的溢流口通过油管分别与六个离合器连接；溢流阀(29)通过节流阀外联有储能器。溢流阀(29)还连接有用于控制离合器的电磁阀。各档速度设置达到了理想状态，工作效率比较高。高速行走时传动效率在90％以上，低速铲土时传动效率达到95％以上。与现有装载机配同等功率发动机时，铲掘力大一倍。一般比现有装载机所配发动机功率小30％-40％。而铲掘力还大10％-15％，节油30％-40％。

Description

工程机变速箱

技术领域本实用新型涉及一种液压动力换挡变速箱。

背景技术现有的液压动力换挡变速箱普遍存在以下缺点：第一、因为采用液力变矩器配合动力换挡变速方式，因此传动效率低，能耗偏高。并且容易产生高温，导致变速箱不能工作，低温下需要预热，影响工作效率。成本高。第二、由于传动设计不尽合理，导致一档动力欠缺而高档前进速度不够。第三、一般采用手动拉杆操纵换挡，安装、操作不便。第四、刹车普遍采用气顶油刹车助力器，存在成本、能耗过高的缺点。第五、对于一吨以下的小型装载机，由于传动效率更低，相对能耗更高，采用现有技术无法实现液压动力换挡。

实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种工程机变速箱，第一、通过电磁换向阀控制换挡，安装操作更便捷，并消除换挡冲击，达到平稳快速换挡的目的。第二、实现两套速度输出，且低一档速度更低，动力更足，高三档速度更高，从而更好地适应工程机的各种工况，并且更加节能。第三、通过油顶油方式刹车，以降低能耗。第四、实现过载保护。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种工程机变速箱，包括箱体，相互平行设置的I轴、II轴、III轴、IV轴、V轴、VI轴和VII轴分别通过轴承安装在箱体内，其中I轴为输入轴，VII轴为输出轴，其特征在于：

I轴与II轴传动连接；II轴上还安装有Z5齿轮；

III轴、IV轴、V轴和VI轴上分别安装有III轴离合器、IV轴离合器、V轴离合器和VI轴离合器，III轴离合器上装有Z7齿轮，IV轴离合器上装有Z6齿轮，V轴离合器上装有Z8齿轮，VI轴离合器上装有Z9齿轮；III轴上还固定安装有Z10齿轮，IV轴上还固定安装有Z12齿轮，V轴上还固定安装有Z13和Z14齿轮，VI轴上还固定安装有Z16齿轮和Z15齿轮；Z5齿轮分别与Z6齿轮、Z8齿轮相啮合，Z6齿轮与Z7齿轮相啮合，Z8齿轮与Z9齿轮相啮合，Z12齿轮与Z13齿轮相啮合，Z14齿轮与Z15齿轮相啮合；

VII轴上安装有Z11齿轮，Z11齿轮与Z10齿轮相啮合；VII轴上还安装有Z17齿轮和用于控制Z17齿轮轴向位置的液压缸；

在箱体上还安装有与I轴相联的低压齿轮泵，低压齿轮泵连接有溢流阀，溢流阀的溢流口通过油管分别与所述的六个离合器连接；溢流阀通过节流阀外联有储能器；

溢流阀还通过节流阀外联有二位三通液控换向阀，二位三通液控换向阀分别连接有三位四通电磁换向第一阀和三位四通电磁换向第二阀，所述的三位四通电磁换向第一阀和三位四通电磁换向第二阀分别与III轴离合器、IV轴离合器、V轴离合器和VI轴离合器的油缸连接。

所述的I轴1与II轴2传动连接是指：I轴1上安装有左离合器和右离合器，左离合器上装有Z1齿轮，右离合器上装有Z3齿轮；

II轴上还安装有Z2齿轮、Z4齿轮，其中，Z2齿轮与Z1齿轮相啮合，Z4齿轮与Z3齿轮相啮合。

溢流阀分别连接有第一节流阀和第二节流阀，其中，第一节流阀分别连接有第一储能器和二位四通电磁换向阀，二位四通电磁换向阀分别与所述的左离合器和右离合器相联；第二节流阀的输出端连接有两根油管，其一依次连接有第二储能器、互相并联的二位二通电磁换向第二阀和单向阀、第三储能器，其二与二位三通液控换向阀连接。

在第二节流阀与第二储能器之间设置有二位二通电磁换向第一阀，二位二通电磁换向第一阀的出油管与箱体的内腔连接。

溢流阀的输出端还连接有刹车控制阀，刹车控制阀连接有用于与刹车器相连的油顶油助力器；其中刹车控制阀由二位三通脚踩换向阀和阀芯上的第三节流阀、第四节流阀组成；油顶油助力器连接有刹车油杯。

在箱体上还可以安装有与II轴相联的一个或者两个齿轮泵。

本实用新型的积极效果在于：

第一、变速箱采用了6个液压离合器。实现了6个前进档，2个后退档。使装载机能适应各种情况下的工作。各档速度设置达到了理想状态，工作效率比较高。变速箱是机械传动，传动效率比较高。高速行走时传动效率在90％以上，低速铲土时传动效率达到95％以上。与现有装载机配同等功率发动机时，铲掘力大一倍。现有装载机配用发动机功率是根据所需铲掘力大小来配置。而本实用新型的装载机是根据行走所需功率来配置。一般比现有装载机所配发动机功率小30％-40％。而铲掘力还大10％-15％，节油30％-40％。

第二、设置有作为刹车卸荷阀的二位三通液控换向阀，刹车时四个离合器全部分离。

第三、一轴上两个离合器由两位四通电磁换向阀控制。工作状态下一个结合一个分离，实现了两套速度的输出。并且换档控制灵活、快捷、轻便。

第四、通过两个活塞式储能器实现了缓冲，解决了换挡冲击问题。当一档、二档、倒档离合器一个结合时，储能器放油，快速将离合器油缸充满。离合器结合而压力较小，传递扭矩也较小。随着节流口给储能器充油，离合器压力增大，传递扭矩增加，充油时间通过节流口面积变化可调，一般控制在1秒左右。三档变速较高，需要缓冲时间较长。在换三档时DT1和DT6同时接通。两个储能器同时给三档离合器油缸、输出轴与齿轮Z17相联的油缸充油，这时节流口给两个储能器充油，时间也增加一倍。所以三档的缓冲时间是2秒左右，起到了平稳增速的作用。高低档液压离合器的缓冲是用同样的原理。只不过减少了缓冲时间，一般在0.6秒左右。因此，在不感到冲击的情况下，缩短缓冲时间，提高了工作效率。

第五、本实用新型档位和传动比设计更合理，适合各种工况。高速档有较高的速度，低速档在铲料时有较大的铲力，能低温启动，高温条件下不用散热器。比同型号装载机所配发动机功率小35％，而又有较大铲力。工作效率高30％，节油30％-40％，传递效率大92％，安装操纵方便，安装和维修成本大大降低。

第六、本动力换挡变速箱可与ZL05、ZL06、ZL08、ZL10、ZL12、ZL16、ZL20、ZL30、ZL40、ZL50、ZL60、ZL80、ZL100、ZL120等装载机配套。同时可代替与液力变矩器配套的所有设备的变速箱。

第七、刹车采用油顶油方式，利用了变速箱上的压力源，既降低了成本，又节约了动力。

第八、通过在第二节流阀与第二储能器之间设置二位二通电磁换向阀DT7，实现了过载保护。

附图说明图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型七轴分布示意图。

具体实施方式下面结合附图和实施例进一步说明本实用新型。

如图1、2所示，本实用新型包括箱体8，相互平行设置的I轴1、II轴2、III轴3、IV轴4、V轴5、VI轴6和VII轴7分别通过轴承安装在箱体8内，其中I轴1为输入轴，用于连接发动机。VII轴7为输出轴，用于连接工程机的桥，在VII轴7上装有手拉刹车器10。

I轴1与II轴2传动连接。所述的传动连接是指：I轴1上安装有左离合器32和右离合器31，左离合器32上装有Z1齿轮，右离合器31上装有Z3齿轮；II轴2上还安装有Z2齿轮、Z4齿轮，其中，Z2齿轮与Z1齿轮相啮合，Z4齿轮与Z3齿轮相啮合。II轴2上还安装有Z5齿轮。

III轴3、IV轴4、V轴5和VI轴6上分别安装有III轴离合器14、IV轴离合器13、V轴离合器12和VI轴离合器11，III轴离合器14上装有Z7齿轮，IV轴离合器13上装有Z6齿轮，V轴离合器12上装有Z8齿轮，VI轴离合器11上装有Z9齿轮；III轴3上还固定安装有Z10齿轮，IV轴4上还固定安装有Z12齿轮，V轴6上还固定安装有Z13和Z14齿轮，VI轴6上还固定安装有Z16齿轮和Z15齿轮；Z5齿轮分别与Z6齿轮、Z8齿轮相啮合，Z6齿轮与Z7齿轮相啮合，Z8齿轮与Z9齿轮相啮合，Z12齿轮与Z13齿轮相啮合，Z14齿轮与Z15齿轮相啮合。

VII轴7上安装有Z11齿轮，Z11齿轮与Z10齿轮相啮合；VII轴7上还安装有Z17齿轮和用于控制Z17齿轮轴向位置的液压缸9。

在箱体8上还安装有与I轴相联的低压齿轮泵30，低压齿轮泵30连接有溢流阀29，溢流阀29的溢流口通过油管分别与所述的六个离合器连接，给六个离合器润滑和散热。

溢流阀29分别连接有第一节流阀26和第二节流阀20，其中，第一节流阀26分别连接有第一储能器24和二位四通电磁换向阀25，二位四通电磁换向阀25分别与所述的左离合器32和右离合器31相联。第二节流阀20的输出端连接有两根油管，其一依次连接有第二储能器23、互相并联的二位二通电磁换向第二阀22和单向阀21、第三储能器18，其二与二位三通液控换向阀17连接，二位三通液控换向阀17分别连接有三位四通电磁换向第一阀15和三位四通电磁换向第二阀16，所述的三位四通电磁换向第一阀15和三位四通电磁换向第二阀16分别与III轴离合器14、IV轴离合器13、V轴离合器12和VI轴离合器11的油缸连接。所述的储能器可以采用活塞式储能器，也可以采用气囊式储能器，本实用新型优选前者。

为了实现工程机的过载保护，在第二节流阀20与第二储能器23之间设置有二位二通电磁换向第一阀19，二位二通电磁换向第一阀19的出油管与箱体8的内腔连接。

刹车装置由刹车控制阀33、油顶油助力器27、刹车油杯28组成。刹车控制阀33连接在溢流阀29的输出端，刹车控制阀33连接有用于与刹车器相连的油顶油助力器27；其中刹车控制阀33由二位三通脚踩换向阀和阀芯上的第三节流阀33-1、第四节流阀33-2组成；油顶油助力器27连接有刹车油杯28。

当阀芯在最高位时，压力源断开，油顶助力器26接油箱，阀芯下移过程中，开始第三节流阀33-1节流口通流面积较小，第四节流阀33-2节流口通流面积较大，这时刹车控制阀33出口油压较小，随着阀芯的下移第三节流阀33-1的节流口的通流面积增加，第四节流阀33-2的节流口面积减小，从而使着刹车控制阀33的出口压力增大，刹车控制阀33的阀芯到最低端时第四节流阀33-2节流口关闭，刹车控制阀33出口压力最大(泵的输出压力)，最终作到快慢刹车控制。

在箱体上还安装有与II轴2相联的一个或者两个齿轮泵。一个是为装载机工作用，另一个是为控制装载机方向用。

下面以ZL20装载机配用变速箱为例详细说明本实用新型。发动机型号490，额定转速2300转/分。所配桥的转速比为1∶25.66，轮胎直径为1100mm。

由发动机通过传动轴到变速箱I轴，I轴装有两个离合器。由二位四通电磁换向阀控制，当DT5不通电时，左边离合器结合为抵档。当DT5通电时，右边离合器结合为高档。左边离合器通过齿轮Z1(33)，Z2(56)到二轴。右边离合器通过齿轮Z3(44)Z4(45)到二轴。一轴装载机有低压齿轮泵，为变速箱控制润滑压力源。二轴可装两个齿轮泵。一个是为装载机工作用，另一个是为控制装载机方向用。

III轴、IV轴、V轴、VI轴上分别装一个离合器，离合器上的齿轮分别是Z7(53)Z6(47)Z8(56)Z9(44)，二轴上齿轮Z5(30)与Z6、Z7、Z8、Z9相啮合。

DT4通电时，VI轴离合器结合通过Z16和Z17啮合到输出轴VII。

DT3通电时，V轴离合器结合通过Z14和Z15、Z16和Z17啮合到输出轴VII。

DT2通电时，IV轴离合器结合通过Z12和Z13、Z14和Z15、Z16和Z17啮合到输出轴VII。

DT1通电时，III轴离合器结合通过Z10和Z11啮合到输出轴VII。

输出轴VII通过传动轴传递到轮变差速桥再到轮子。

在一轴上左边离合器结合为抵档。V轴离合器结合为低档1，速比是：Z2/Z1×Z8/Z5×Z15/Z14×Z17/Z16＝56/33×56/30×67/33×54/30＝11.576，前进档1速度是1.674千米/小时，VI轴离合器结合为前进低档2速比是Z2/Z1×Z9/Z5×Z17/Z16＝56/33×44/30×54/30＝6.977前进低档2速度是4.326千米/小时。

III轴离合器结合为前进低档3，速比是Z2/Z1×Z7/Z5×Z11/Z10＝56/33×56/30×30/68＝1.323，前进低档3速度是14.65千米/小时。

IV轴离合器结合为后退低档，速比是Z2/Z1×Z6/Z5×Z13/Z12×Z15/Z14×Z17/Z16＝56/33×47/30×36/72×67/33×54/30＝4.858，后退低档速度是3.99千米/小时。

在一轴上右边离合器结合为高档。

V轴离合器结合为前进高档1速比是Z4/Z3×Z8/Z5×Z15/Z14×Z17/Z16＝45/44×56/30×67/33×54/30＝6.977，前进高档1速度是2.778千米/小时。

VI轴离合器结合为前进高档2，速比是Z4/Z3×Z9/Z5×Z17/Z16＝45/44×44/30×54/30＝2.7，前进高档2速度是7.178千米/小时。

III轴离合器结合为前进高档3，速比是Z4/Z3×Z7/Z5×Z11/Z10＝45/44×53/30×30/68＝0.797，前进高档3速度是24.318千米/小时。

IV轴离合器结合为后退高档，速比是Z4/Z3×Z6/Z5×Z13/Z12×Z15/Z14×Z17/Z16＝45/44×47/30×67/33×54/30＝2.928，后退高档速度是6.619千米/小时。

一轴左边离合器结合时为低档。

前进1档1.674千米/小时；前进2档4.326千米/小时；前进3档14.65千米/小时；后退档3.99千米/小时。

一轴右边离合器结合时为高档。

前进1档2.778千米/小时；前进2档7.178千米/小时；前进3档24.318千米/小时；后退档6.619千米/小时。

高低档结合形成6个前进档2个后退档。

前进低1(1)档1.674千米/小时；高1(2)档2.778千米/小时；低2(3)档4.326千米/小时；高2(4)档7.178千米/小时；低3(5)档14.65千米/小时；高3(6)档24.318千米/小时。

后退低(1)档3.99千米/小时；高(2)档6.619千米/小时。

Claims

1.一种工程机变速箱，包括箱体(8)，相互平行设置的I轴(1)、II轴(2)、III轴(3)、IV轴(4)、V轴(5)、VI轴(6)和VII轴(7)分别通过轴承安装在箱体(8)内，其中I轴(1)为输入轴，VII轴(7)为输出轴，其特征在于：

I轴(1)与II轴(2)传动连接；II轴(2)上还安装有Z5齿轮；

III轴(3)、IV轴(4)、V轴(5)和VI轴(6)上分别安装有III轴离合器(14)、IV轴离合器(13)、V轴离合器(12)和VI轴离合器(11)，III轴离合器(14)上装有Z7齿轮，IV轴离合器(13)上装有Z6齿轮，V轴离合器(12)上装有Z8齿轮，VI轴离合器(11)上装有Z9齿轮；III轴(3)上还固定安装有Z10齿轮，IV轴(4)上还固定安装有Z12齿轮，V轴(5)上还固定安装有Z13和Z14齿轮，VI轴(6)上还固定安装有Z16齿轮和Z15齿轮；Z5齿轮分别与Z6齿轮、Z8齿轮相啮合，Z6齿轮与Z7齿轮相啮合，Z8齿轮与Z9齿轮相啮合，Z12齿轮与Z13齿轮相啮合，Z14齿轮与Z15齿轮相啮合；

VII轴(7)上安装有Z11齿轮，Z11齿轮与Z10齿轮相啮合；VII轴(7)上还安装有Z17齿轮和用于控制Z17齿轮轴向位置的液压缸(9)；

在箱体(8)上还安装有与I轴相联的低压齿轮泵(30)，低压齿轮泵(30)连接有溢流阀(29)，溢流阀(29)的溢流口通过油管分别与所述的六个离合器连接；溢流阀(29)通过节流阀外联有储能器；

溢流阀(29)还通过节流阀外联有二位三通液控换向阀(17)，二位三通液控换向阀(17)分别连接有三位四通电磁换向第一阀(15)和三位四通电磁换向第二阀(16)，所述的三位四通电磁换向第一阀(15)和三位四通电磁换向第二阀(16)分别与III轴离合器(14)、IV轴离合器(13)、V轴离合器(12)和VI轴离合器(11)的油缸连接。

2.如权利要求1所述的工程机变速箱，其特征在于所述的I轴(1)与II轴(2)传动连接是指：I轴(1)上安装有左离合器(32)和右离合器31)，左离合器(32)上装有Z1齿轮，右离合器(31)上装有Z3齿轮；II轴(2)上还安装有Z2齿轮、Z4齿轮，其中，Z2齿轮与Z1齿轮相啮合，Z4齿轮与Z3齿轮相啮合。

3.如权利要求2所述的工程机变速箱，其特征在于：溢流阀(29)分别连接有第一节流阀(26)和第二节流阀(20)，其中，第一节流阀(26)分别连接有第一储能器(24)和二位四通电磁换向阀(25)，二位四通电磁换向阀(25)分别与所述的左离合器(32)和右离合器(31)相联；第二节流阀(20)的输出端连接有两根油管，其一依次连接有第二储能器(23)、互相并联的二位二通电磁换向第二阀(22)和单向阀(21)、第三储能器18)，其二与二位三通液控换向阀(17)连接。

4.如权利要求3所述的工程机变速箱，其特征在于：在第二节流阀(20)与第二储能器(23)之间设置有二位二通电磁换向第一阀(19)，二位二通电磁换向第一阀(19)的出油管与箱体(8)的内腔连接。

5.如权利要求1或2或3或4所述的工程机变速箱，其特征在于：溢流阀(29)的输出端还连接有刹车控制阀(33)，刹车控制阀(33)连接有用于与刹车器相连的油顶油助力器(27)；其中刹车控制阀(33)由二位三通脚踩换向阀和阀芯上的第三节流阀(33-1)、第四节流阀(33-2)组成；油顶油助力器(27)连接有刹车油杯(28)。

6.如权利要求1或2或3或4所述的工程机变速箱，其特征在于：在箱体(8)上还安装有与II轴(2)相联的一个或者两个齿轮泵。

7.如权利要求5所述的工程机变速箱，其特征在于：在箱体(8)上还安装有与II轴(2)相联的一个或者两个齿轮泵。