CN218818090U - 一种变速箱换档缓冲机构及变速箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变速箱换档缓冲机构及变速箱，包括离合器总成和外置阀总成；离合器总成包括多个离合器；离合器包括毂体组件、毂体齿轮、摩擦片组件、活塞组件、压缩弹簧、弹簧座、碟簧等；毂体组件包括离合器轴、毂体、齿轮等；具有缓冲作用的碟簧穿过离合器轴，位于活塞组件和摩擦片组件之间；外置阀总成包括一个设有分散型节流孔和各档油路的阀体和多个电磁阀，各电磁阀与阀体连接，液压油通过不同分散型节流孔后被电磁阀分配到各个离合器中。本实用新型采用分散型节流孔和单碟簧的组合缓冲，各级节流孔降低油路油压，碟簧推动摩擦片组件平稳压紧，兼顾了离合器液压系统和机械结构的缓冲作用，提高了缓冲效果和缓冲过程平稳性。

Description

一种变速箱换档缓冲机构及变速箱

技术领域

本实用新型属于工程机械领域，具体涉及一种具有分散型节流孔的外置阀与自带单碟簧离合器的变速箱换档缓冲机构。

背景技术

变速箱换挡缓冲机构包括液压系统缓冲结构和离合器机械结构两个部分，主要用于速度档离合器和方向档离合器的缓冲接合，达到让汽车平稳起步、平顺换挡的作用，从而适应不断变化的行驶条件。一般而言，离合器包的接合时既要求保证较好的接合效果，又要求能够快速响应，缩短缓冲时间，从而避免等档、换挡冲击过大等不良状况的发生。同时，由于各离合器包的载荷、摩擦片数量、工作参数等各不相同，因此需要一种变速箱换挡缓冲机构，用以保证好各个速度档离合器包接合的缓冲效果。

现行普及的变速箱换档缓冲机构一般由具有缓冲作用的液压系统和无缓冲作用的离合器换挡系统组成。其中缓冲效果主要由加工于箱体或离合器轴上的多级节流孔实现。换挡作用主要由离合器内部摩擦片的接合脱开实现。其换挡缓冲作用原理是：在进行离合器接合时，各档压力油路开启，压力油进入加工有多级节流孔的阀体油路，通过各级节流孔依次排除，最终产生适当压力的压力油并进入离合器毂体活塞组件腔，推动活塞组件向摩擦片组件方向移动，压紧摩擦片组件，使毂体齿轮与毂体组件接合，传递输出动力；在进行分离时，压力油切断，活塞迅速回位，摩擦片组件脱开，毂体组件与毂体齿轮分离，动力不能传递。通过控制离合器的接合脱开，从而实现离合器换挡。在此过程中，因多级节流孔能够降低油压，使得充油升压时间延长，从而降低摩擦片组件压紧、离合器接合时的冲击力，实现换挡缓冲作用。

现行的这种变速箱换挡缓冲机构缓冲效果不佳，主要存在着如下缺点：

1、现行的变速箱换挡缓冲机构节流孔位置主要在箱体上，若发生堵塞，需要拆解箱体进行排查或更换，增大了维修难度和维修成本；

2、离合器包没有机械缓冲结构，缓冲效果仅仅依赖于液压系统的节流孔，传动系统缓冲功能的可靠性低；

3、因变速箱中各档位都有多个离合器接合，若节流孔数量多，维修排查困难；若节流孔数量少，因缓冲效果不理想而对传动元件造成的冲击会缩短其使用寿命，加大维修更换成本。

实用新型内容

根据现有技术的不足，本实用新型的目的是设计一种具有分散型节流孔的外置阀与自带单碟簧离合器的变速箱换档缓冲机构。

本实用新型按以下技术方案实现：

本实用新型第一方面公开了一种变速箱换档缓冲机构，包括：

离合器总成，包括多个离合器；

外置阀总成，包括一个设有若干个分散型节流孔和各档油路的阀体和多个电磁阀，各电磁阀与阀体连接，液压油流经阀体时，通过不同分散型节流孔进行缓冲后，被电磁阀分配到各档油路及对应的各个离合器中。

在一些实施例中，所述多个电磁阀的数量为四个，分别为两位四通电磁阀总成、两位五通电磁阀总成、两位四通电磁阀总成和两位三通电磁阀总成。

在一些实施例中，所述阀体上设有三个孔径不同的分散型节流孔和多个用于运送压力油的阀体油道；所述阀体上设有用于输入压力油的主油口，所述主油口与阀体油道相连通。

在一些实施例中，所述电磁阀中套装有垫片，所述垫片压紧电磁阀底部的凸缘后通过紧固件固定在阀体上。

在一些实施例中，所述离合器包括：

毂体组件，包括离合器轴、毂体和固定齿轮，离合器轴和毂体固定连接形成一个内腔，固定齿轮采用过盈压装在离合器轴上；

活塞组件，穿过离合器轴后装配于所述内腔中；

碟簧，穿过离合器轴后装配于所述内腔中，并紧贴活塞组件左端面；

复位弹簧、弹簧座，穿过离合器轴后装配于所述内腔中，所述复位弹簧贴紧活塞组件左端面，弹簧座贴紧复位弹簧；

摩擦片组件，穿过离合器轴后装配于所述内腔中，并紧贴碟簧左端面；

毂体齿轮，转动连接在离合器轴后装配于所述内腔中，并与摩擦片组件相连，通过摩擦片组件的松紧实现毂体齿轮与毂体组件连接与分离。

在一些实施例中，所述摩擦片组件以若干主动摩擦片、从动摩擦片交替排列的方式穿过离合器轴；所述主动摩擦片与毂体齿轮之间通过内外花键啮合在一起，所述从动摩擦片与毂体之间通过内外花键啮合在一起。

在一些实施例中，所述离合器还包括：

压盖，穿过离合器轴后装配于所述内腔中，并位于摩擦片组件左侧；

外挡圈，位于压盖左侧并嵌入毂体中，限制所述活塞组件、碟簧、摩擦片组件和压盖的轴向运动。

内挡圈，位于弹簧座左侧并嵌入离合器轴沟槽中，对弹簧座限位。

在一些实施例中，所述毂体齿轮与离合器轴之间安装有滚针轴承，通过滚针轴承使得毂体齿轮能够在离合器轴上进行旋转。

在一些实施例中，在所述毂体齿轮两端与离合器轴之间各安装有一个锥形轴承，通过两侧锥形轴承对毂体齿轮进行轴向限位。

在一些实施例中，所述离合器轴两端端部各装配有一个轴承。

在一些实施例中，所述离合器轴内分别设置有互不连通的轴压力油道和润滑油道，所述压力油道与活塞组件相连通，压力油道内的压力油能推动所述活塞组件朝所述摩擦片组件方向移动。

本实用新型第二方面公开了一种变速箱，安装有上述的变速箱换档缓冲机构。

与现有技术相比，本实用新型有益效果：

1、采用分散型节流孔和单碟簧的组合缓冲，各级节流孔降低油路油压，碟簧推动摩擦片组件平稳压紧，兼顾了离合器液压系统和机械结构的缓冲作用，提高了缓冲效果和缓冲过程平稳性。

2、分散型节流孔孔径与各档位离合器包的工作条件和结构参数相匹配，能保证各个离合器包都能达到较好的缓冲效果，避免了箱体节流孔缓冲模式单一、不能兼顾、导致换挡冲击或等档之类换挡舒适性问题，延长了离合器机械元件使用寿命。

3、采用单碟簧作为离合器机械缓冲结构，增加了缓冲过程的可靠性，同时避免了碟簧数量过多导致离合器空间结构过大的问题。

4、离合器分离过程中，碟簧的弹力与压缩弹簧的弹力一同发挥作用，保证活塞组件更快速回位，离合器分离迅速彻底，避免档位干涉。

附图说明

附图作为本实用新型的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

在附图中：

图1为本实用新型液压系统图；

图2为本实用新型外置阀总成结构示意图；

图3为本实用新型阀体结构示意图；

图4为本实用新型离合器毂体总成结构示意图；

图中，1、换挡缓冲机构；2、外置阀总成；3、两位四通电磁阀；4、两位五通电磁阀；5、两位四通电磁阀总成；6、两位三通电磁阀；7、垫片；8、阀体；9、离合器总成；10、轴压力油道；11、离合器轴；12、密封环；13、第一轴承；14、第二轴承；15、第三轴承；16、毂体齿轮；17、外挡圈；18、内挡圈；19、压盖；20、弹簧座；21、复位弹簧；22、摩擦片组件；23、碟簧；24、活塞组件；25、第四轴承；26、毂体；27、固定齿轮；28、阀体油道；29、阀体油道；30、阀体油道；31阀体油道；32阀体油道；33、主油口；

K1、离合器；K2、离合器；K3、离合器；VA-离合器；BL-1、分散型节流孔；BL-2、分散型节流孔；BL-3、分散型节流孔。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语 “上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1、图2、图3、图4所示，本实用新型提供了一种变速箱换档缓冲机构，换档缓冲机构1包括外置阀总成2和离合器总成9；离合器总成9包括多个离合器；外置阀总成2包括一个设有若干个分散型节流孔和各档油路的阀体8和多个电磁阀，各电磁阀通过压板限位安装于阀体8孔内。液压油流经阀体8时，通过不同分散型节流孔进行缓冲后，被电磁阀分配到各档油路及对应的各个离合器中，推动活塞压缩摩擦片组件，从而实现对各个离合器的电液换挡控制。

继续参照图1、图2所示，阀体8上钻有三个分散型节流孔，分别为分散型节流孔BL-1、分散型节流孔BL-2、分散型节流孔BL-3，各节流孔孔径不一，根据不同档位离合器工作载荷和离合器摩擦片数量等参数计算匹配；阀体8上设有四个电磁阀，分比为两位四通电磁阀总成3、两位五通电磁阀总成4、两位四通电磁阀总成5、两位三通电磁阀总成6，各个电磁阀中套装有垫片7，垫片7压紧电磁阀底部的凸缘后通过螺钉固定在阀体8上。

继续参照图3所示，阀体8上还开设有用于输入压力油的主油口33和用于运送压力油的阀体油道28、阀体油道29、阀体油道30、阀体油道31、阀体油道32。

继续参照图4所示，离合器总成9包括四个离合器，分别为离合器K1、离合器K2、离合器K3、离合器VA；离合器K1、离合器K2、离合器K3、离合器VA结构一致。离合器包括毂体组件、毂体齿轮16、轴承、摩擦片组件22、活塞组件24、复位弹簧21、弹簧座20、碟簧23等，毂体组件包括离合器轴11、毂体26、固定齿轮27、挡圈。

毂体26与离合器轴11通过止口轴向定位，二者通过焊接固定，形成了包裹离合器其他部件的内腔；固定齿轮27采用过盈压装在离合器轴11上，左侧由毂体26定位，右侧由安装在离合器轴沟槽的挡圈定位。

活塞组件24穿过离合器轴11，装配于毂体26内腔底部；碟簧23穿过离合器轴11，装配于毂体26内侧并紧贴活塞组件24左端面；复位弹簧21、弹簧座20与一个内挡圈18依次穿过离合器轴11，装配于毂体26内侧，其中复位弹簧21贴紧活塞组件24左端面，弹簧座20贴紧复位弹簧21，内挡圈18嵌入离合器轴11沟槽，对弹簧座20限位；摩擦片组件22以若干主动摩擦片、从动摩擦片交替排列的方式穿过离合器轴11，通过内外花键啮合的方式装配于毂体26内侧，并紧贴碟簧组件23左端面；毂体齿轮16转动连接在离合器轴11后装配于内腔中，并与摩擦片组件22相连，通过摩擦片组件22的松紧实现毂体齿轮16与毂体组件连接与分离。

进一步的方案：主动摩擦片与毂体齿轮16之间通过内外花键啮合在一起，从动摩擦片与毂体26之间通过内外花键啮合在一起。当主动摩擦片与从动摩擦片压紧时，旋转的离合器轴11带动与之固定在一起的毂体26一起转动，转动的毂体26通过压紧的主动摩擦片和从动摩擦片带动毂体齿轮16转动，离合器接合；当主动摩擦片与从动摩擦片松开后，旋转的离合器轴11无法带动毂体齿轮16传递扭矩，离合器脱开。

进一步的方案：压盖19穿过离合器轴11，装配于毂体26内侧并位于摩擦片组件22左侧；外挡圈17位于压盖左侧并嵌入毂体26，限制所述活塞组件24、碟簧23、摩擦片组件22和压盖19的轴向运动。

进一步的方案：毂体齿轮与离合器轴之间安装有第三轴承15（优选为滚针轴承），通过第三轴承15使得毂体齿轮16能够在离合器轴11上进行旋转。

进一步的方案：在毂体齿轮两端与离合器轴之间各安装有一个第二轴承14（优选为推力轴承），通过两侧第二轴承14对毂体齿轮16进行轴向限位。

进一步的方案：位于毂体齿轮16那一侧的离合器轴11端部安装有第一轴承11；位于固定齿轮27那一侧的离合器轴11端部安装有第四轴承25；在离合器轴11两端沟槽中均嵌入有一个密封环12；活塞组件24内外采用O圈密封。

进一步的方案：离合器轴11内分别设置有互不连通的轴压力油道10和润滑油道，离合器接合过程中，压力油道内的压力油能推动活塞组件24朝摩擦片组件22方向移动，推动碟簧23压紧摩擦片组件22，使毂体齿轮16与毂体组件连接，进行动力的传递与输出。在上述过程中，因位于活塞组件24和摩擦片组件22之间的碟簧23被压缩，使接合过程得以平稳进行，减小了摩擦片组件22的压紧过程的冲击，碟簧23起到了机械结构缓冲的作用。在离合器分离时，压力油道的压力油被切断，复位弹簧21回位，推动活塞组件24朝摩擦片组件22反向移动，摩擦片组件22被放松，毂体齿轮16与毂体组件分离，切断动力传递，使离合器分离迅速。

本实施例的变速箱换档缓冲机构工作过程如下表：

以离合器K1工作为例，在接合时，压力油从主油口33进入，经过两位四通电磁阀5、两位五通电磁阀4的控制进入节流孔BL-1，产生压力合适的压力油，进入离合器轴11上的压力油路进入由活塞组件24和毂体26密封滑动配合构成的压力油腔内，推动活塞组件24向摩擦片组件22方向移动，压缩复位弹簧21和碟簧23，碟簧23推动摩擦片组件22夹紧，毂体齿轮16与离合器轴11相连接，使离合器平稳接合。当离合器分离时，主油口33的压力油被切断，复位弹簧21和碟簧组件23回位，推动活塞组件24朝摩擦片组件22反向移动，摩擦片组件22的主动摩擦片和从动摩擦片放松，毂体齿轮16与离合器轴11分离，切断动力传递，离合器迅速分离。

综上，采用分散型节流孔和单碟簧的组合缓冲，节流孔降低油路油压，碟簧推动摩擦片组件平稳压紧，兼顾了离合器液压系统和机械结构的缓冲作用，提高了缓冲效果和缓冲过程平稳性。分散型节流孔孔径与各档位离合器包的工作条件和结构参数相匹配，能保证各个离合器包都能达到较好的缓冲效果，避免了箱体节流孔缓冲模式单一、不能兼顾、导致换挡冲击或等档之类换挡舒适性问题，延长了离合器机械元件使用寿命。采用单碟簧作为离合器机械缓冲结构，增加了缓冲过程的可靠性，同时避免了碟簧数量过多导致离合器空间结构过大的问题。 离合器分离过程中，碟簧的弹力与压缩弹簧的弹力一同发挥作用，保证活塞组件更快速回位，离合器分离迅速彻底，避免档位干涉。

本实施例还提供一种变速箱，包含上述换档缓冲机构，换挡平稳快速，换挡舒适度好，可靠性高，特别适用于挖装机变速箱。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包含的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合同样意味着处于本实用新型的保护范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的实施例中，本领域技术人员能够根据获知的技术方案和本申请所要解决的技术问题，以组合的方式来使用。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。

Claims (12)

1.一种变速箱换档缓冲机构，其特征在于，包括：

离合器总成，包括多个离合器；

外置阀总成，包括一个设有若干个分散型节流孔和各档油路的阀体和多个电磁阀，各电磁阀与阀体连接，液压油流经阀体时，通过不同分散型节流孔进行缓冲后，被电磁阀分配到各档油路及对应的各个离合器中。

2.根据权利要求1所述的一种变速箱换档缓冲机构，其特征在于：

所述多个电磁阀的数量为四个，分别为两位四通电磁阀总成、两位五通电磁阀总成、两位四通电磁阀总成和两位三通电磁阀总成。

3.根据权利要求1所述的一种变速箱换档缓冲机构，其特征在于：

所述阀体上设有三个孔径不同的分散型节流孔和多个用于运送压力油的阀体油道；

所述阀体上设有用于输入压力油的主油口，所述主油口与阀体油道相连通。

4.根据权利要求1所述的一种变速箱换档缓冲机构，其特征在于：

所述电磁阀中套装有垫片，所述垫片压紧电磁阀底部的凸缘后通过紧固件固定在阀体上。

5.根据权利要求1所述的一种变速箱换档缓冲机构，其特征在于，所述离合器包括：

毂体组件，包括离合器轴、毂体和固定齿轮，离合器轴和毂体固定连接形成一个内腔，固定齿轮采用过盈压装在离合器轴上；

活塞组件，穿过离合器轴后装配于所述内腔中；

碟簧，穿过离合器轴后装配于所述内腔中，并紧贴活塞组件左端面；

复位弹簧、弹簧座，穿过离合器轴后装配于所述内腔中，所述复位弹簧贴紧活塞组件左端面，弹簧座贴紧复位弹簧；

摩擦片组件，穿过离合器轴后装配于所述内腔中，并紧贴碟簧左端面；

毂体齿轮，转动连接在离合器轴后装配于所述内腔中，并与摩擦片组件相连，通过摩擦片组件的松紧实现毂体齿轮与毂体组件连接与分离。

6.根据权利要求5所述的一种变速箱换档缓冲机构，其特征在于：

所述摩擦片组件以若干主动摩擦片、从动摩擦片交替排列的方式穿过离合器轴；

所述主动摩擦片与毂体齿轮之间通过内外花键啮合在一起，所述从动摩擦片与毂体之间通过内外花键啮合在一起。

7.根据权利要求5所述的一种变速箱换档缓冲机构，其特征在于，所述离合器还包括：

压盖，穿过离合器轴后装配于所述内腔中，并位于摩擦片组件左侧；

外挡圈，位于压盖左侧并嵌入毂体中，限制所述活塞组件、碟簧、摩擦片组件和压盖的轴向运动；

内挡圈，位于弹簧座左侧并嵌入离合器轴沟槽中，对弹簧座限位。

8.根据权利要求5所述的一种变速箱换档缓冲机构，其特征在于：

所述毂体齿轮与离合器轴之间安装有滚针轴承，通过滚针轴承使得毂体齿轮能够在离合器轴上进行旋转。

9.根据权利要求8所述的一种变速箱换档缓冲机构，其特征在于：

在所述毂体齿轮两端与离合器轴之间各安装有一个推力轴承，通过两侧推力轴承对毂体齿轮进行轴向限位。

10.根据权利要求5所述的一种变速箱换档缓冲机构，其特征在于：

所述离合器轴两端端部各装配有一个轴承。

11.根据权利要求5所述的一种变速箱换档缓冲机构，其特征在于：

所述离合器轴内分别设置有互不连通的轴压力油道和润滑油道，所述压力油道与活塞组件相连通，压力油道内的压力油能推动所述活塞组件朝所述摩擦片组件方向移动。

12.一种变速箱，其特征在于：

安装有权利要求1至11任一项所述的变速箱换档缓冲机构。

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