装载机传动系统(双变)

第一部分 传动系统概述 第二部分 液力变矩器 第三部分 变速箱 第四部分 变速箱变矩器供油系统 第五部分 变速箱变矩器典型故障分析 雷沃装载机传动系统 （变矩器变速箱系统） 一、传动系统的定义： 轮式装载机动力装置和行走装置之间的传 动部件总称为传动系统。 第一部分 传动系统概述 雷沃装载机传动系统（定轴式变速箱） 雷沃装载机传动系统（行星式变速箱） 二、传动系统的作用 降低转速，增大转矩 实现装载机倒退行驶 必要时中断传动 差速作用 三、传动系统的分类 按结构和传动介质的不同可分为： 机械式、液力机械式、静液式（容积液压式）和电力 式四种型式。 轮式装载机广泛采用液力机械式传动。 四、液力传动 1、液体、液压、液力传动三者的区别 液体传动： 在传动系统中，以 液体（矿物油）为介质 进 行能量传递与控制的装置称为液体传动装置， 简称液体传动。 液压传动： 凡是主要依靠工作 液体的压力能 进行能量传 递或控制的装置，称为液压传动装置，简称 为液压传动。其工作元件称为液压元件。如 各种液压泵、液压阀等。 液力传动： 凡是主要依靠工作 液体的动能 进行能量传递 与控制的装置，称为液力传动。其工作元件 称为液力元件。如各种型式的液力变矩器、 耦合器等。 动力机带动离心水泵 2旋转， 水被离心水泵从集水槽 8中抽上 来，通过管路 3及导水机构 4冲 击水轮机叶轮 6，使水轮机带动 工作机构旋转作功。这种液力 传动装置的效率小于 70，显 然是不实用的，但它却是液力 传动的雏形。 液力传动的原理简图 1 离心泵进水管 2 离心水泵 3 管路 4 导水机构 5 水轮机 6 水轮机叶轮 7 水轮机尾水管 8 集水槽 2、液力传动的原理 3、轮式装载机采用液力传动的优缺点 1）优点： 使装载机具有良好的自动适应性： 当外界阻力增大时，液力变矩器能使车辆 自动增大牵引力，同时，自 动降低行驶速度以克服增大的外界负载；反之， 液力变矩器又能自动减小 牵引，提高装载机的行驶速度，以保证柴油机 能经常在额定工况下工作， 避免因外界负荷突然增大而熄火。 提高装载机的通过性 装有液力传动装置的装载机具有良好的低 速稳定性，通过性好，可以在泥泞地、沙地、 雪地等软路面以及非硬质土路面行驶或作业。 提高装载机的使用寿命 液力传动的工作介质是液体，各叶轮之间 可以相对滑转，故液力元件具有减振作用。 液力元件既能对柴油机曲轴的扭转振动起阻 尼作用，提高传动元件的使用寿命，又能吸 收和衰减来自装载机行走装置或传动系统的 振动和冲击，提高发动机的使用寿命。这对 经常处于恶劣环境下工作的装载机极为有利。 简化操作和提高操作舒适性 采用液力变矩器的装载机，起步平稳，加速 迅速、均匀；采用液力传动还可以在较大范 围内实现无级变速，因此可以减少换档次数， 简化操作，减轻驾驶员的疲劳强度。在行驶 过程中液力元件又可以吸收和减小振动、冲 击，从而提高了装载机的驾驶舒适性。 2）缺点： 液力传动系统的效率低，经济性差； 结构复杂，制造成本高。 液力机械传动系统必须增加一些如 供油、冷却系统等附加设备，体积大，重量沉； 液力传动元件的输入和输出构件之间没有刚性连接，不能用 牵引的方法来起动发动机。 特别说明： 尽管液力传动系统中还存在着一些缺点，但是由 于其优点突出，尤其适合于工况多变的装载机。因此，目 前轮式装载机上多采用液力传动系统。 第二部分 30液力变矩器 一、液力变矩器的功能 1、增大发动机供给的转矩值，改善装载机的动 力性能，使传动平稳。 2、在变矩器上通常还设有取力接口，用于将发 动机的一部分动力传给液 压油泵，以驱动装载机工作液压系统及转向 系统工作。 二、液力变矩器的结构 1、 输入部分：由泵轮、罩轮和弹性板组成， 并与发动机的同速同向旋转。 2、输出部分：由涡轮组成，通过花键与输出 齿轮相连。 3、固定部分：由壳体、导轮、导轮座等组成。 泵轮 -由机械能转变为流体动能 涡轮 -液体的动能转换为机械能 导轮 -增扭 变矩器外观图 泵 轮 涡 轮 导 轮 三、液力变矩器的工作原理 1、基本概念 循环圆： 液力变矩器主要由泵轮、导轮和涡轮等组成，它们构成的环形封闭工作 腔，是工作液体循环流动的环流通道。工作腔在通过回转轴线切割的截面（即轴 面）内所表示出的形状，称为循环圆。 有效直径： 在循环圆中，工作液体过流部分的最大直径，称为循环圆的有效直径 。它是变矩器的代表尺寸，如装载机用的 YJSW315型液力变矩器，数字 “ 315” 即代表该变矩器的循环圆直径为 315mm 。 液力耦合器（无导轮）工作原理 离心力作用 压力差 D 循环圆直径 环流 涡流 nT nB MT= MB 2、动力传递路线及工作原理 1）动力输入部分 发动机的动力传递路线： 发动机飞轮 弹性板 罩轮 泵轮。 原理描述： 液力变矩器工作时，由发动机带动泵轮 旋转，并将发动机的转矩施加于泵轮。泵轮 旋转时，其中的工作液体被叶片带动一起旋 转。液体不仅绕泵轮轴线作圆周运动（称为 牵连运动）；同时，在离心力的作用下，还 沿着叶片间的通路从叶片的内缘向外缘作相 对运动，这两种运动合成为绝对运动。此时， 泵轮外缘的压力较高，而内缘的压力较低， 其压力差取决于泵轮的半径和转速。 2）动力输出部分 涡轮的传动路线为： 涡轮 涡轮输出轴 定轴式变速箱变速箱。 3）导轮的固定部分 导轮是液力变矩器中固定不动的工作轮。导轮和导轮 座之间采用花键连接。 导轮与变矩器壳体之间的连接为：导轮 导轮座 液 力变矩器壳体。 四、油路传递路线 润 滑 齿 轮 箱 1、润滑冷却离合器； 2、淋浴冷却 30 液 力 变 矩 器 油 的 流 向 油泵来油 去变速操纵阀 （ 1.1 1.5MPa） 调节进变矩器的压力 进入变矩器泵轮 （ 0.3 0.6MPa） 调压阀 松开螺母把螺栓向里拧 压力升高 进入变矩器 （ 0.3 0.6MPa） 溢流阀 润滑变矩器内齿轮 泄压孔 行走泵来油 进油路 进入泵轮内 回油路 从导轮座和涡轮 轴之间流出 变矩器输出轴 （齿轮齿数： 27个齿） 涡轮轴 （齿轮齿数： 28个齿） 注：上面两个齿轮一定不要错装！ 五、变矩器的密封 1、密封的必要性： 液力变矩器供油系统要求把进入液力变矩器的低温工作 液体和流出的高温工作液体相互隔离，即各有自己的独立 流道，因此也应该有密封措施。 2、密封类型： 对于没有相对运动的两连接件间，采用 “ O” 型密封圈密封。例如，罩轮和泵轮的连接处 就采用了 “ O”型密封圈，以防止循环圆中的 液体沿连接处渗漏。 对于有相对运动的连接处，采用合金铸铁 的密封环。例如，在分动齿轮与导轮座之间 就采用了这种密封型式，以防止液体从轴承 座处渗漏。 唇口式密封（又称为旋转油封）是接触式 密封的一种，在液力传动装置的输出轴与壳 体处，常采用唇式油封。如，二级输出轴与 导轮座之间、一级输出轴与二级输出轴之间 均采用唇式密封。装配时应注意：唇式密封 圈的唇口应对着来流的方向。 一、变速箱的概述 1、变速箱的类型 按操纵方式的不同可分为 动力换档变速箱 和 人力换档 变速箱 两种。 按轮系型式的不同可分为 行星式变速箱 和 定轴式变速箱 。 第三部分 变速箱 2、功用 改变柴油机 和车轮之间的传动比，从而改变装载机的行使速 度和牵引力，以适应装载机作业和行驶的需要； 使装载机能倒退行驶，因为发动机只有一个旋转方向，要实 现前进和倒退，只有靠变速箱。 可切断传给行走装置的动力，能使柴油机在运转的状态下， 不将动力传给行走装置，便于发动机的起动和停车安全。 3、装载机对变速箱的要求 具有足够的档位和合适的传动比，以满足装载机的使用 要求。 工作可靠、使用寿命长、传动效率高、结构简单、制造 和维修方便。 换档轻便、结合平稳、不出现卡滞和跳档现象。 二、定轴式变速箱 1、定轴式变速箱外观结构及概述： 定轴式变速箱是一种多轴常啮式动力换档变速箱，雷沃的 30装载机配置定轴式变速 箱。 ZL20/BS428定轴式变速器 三、定轴式变速箱 技术参数 最大输入转速 2500rmin 最大输入扭矩 650Nm 最大输入功率 74kw 变速箱型式 定轴、常啮合、拨叉换档 变速箱传动比 BS428 前进 档 3.82 档 2.08 档 1.09 档 0.59 后退 档 3.05 档 0.87 变速箱用油 8液力传动 工作压力 1.1 1.5MPa 油底壳允许油温 110 四、定轴式变速箱 的结构 4根轴 换档叉 后驱动分离叉 、 档 离合器 倒档离 合器 、 档 离 合 器 结构特点 -4根轴、 3个换档离合器、 2个叉 中间轴 总成 输入轴 总成 倒档轴 总成 1 2 3 2.4离合器 后退离合器 1.3离合器 定轴式变速箱的主要组成部件 - 换挡离合器 1、 3档离合器 2、 4档离合器 倒档离合器 输出轴 高低速拨叉 活塞及皮碗 摩擦片 109轴承 尼龙环或钢环 轴承 换挡离合器结构 主动齿轮 从动齿轮 主动片 活塞 离合器壳 回位弹簧 从动片 主动离合器片是铜基粉末冶金磨擦片，共 6片。被动离合器片材 质为 65Mn共 5片。并有 0.5毫米的凹度，装配时凸面向着活塞端 ，装好后用手转动摩擦片进行检查，若转动费力，说明间隙小 ，可调换薄一些的摩擦片。 润 滑 齿 轮 箱 1、润滑冷却离合器； 2、淋浴冷却 五、定轴式变速箱 工作油路 换档阀 通倒档离合器 通 1.3档离合器 通 2.4档离合器 倒档高压滑油道 2.4档高压滑油道 1.3档高压滑油道 1.3档润滑油道 2.4档润滑油道 倒档润滑油道 倒档润滑油道 2.4档润滑油道 倒档高压滑油道 2.4高压滑油道 1.3档高压滑油道 1.3档润滑油道 1.3档 离合器工作时油路 档位压力油道 润滑冷却油道 离心倒空阀 离心倒空阀自动打开 自动倒空阀 (泄油阀 )工作原理 离合器接合时 F离 F油压 离合器分离时 F离 润 滑 齿 轮 箱 1、润滑冷却离合器； 2、淋浴冷却 空 挡 2.4挡 润 滑 齿 轮 箱 1、润滑冷却离合器； 2、淋浴冷却 1、润滑冷却离合器； 2、淋浴冷却 1.3 挡 润 滑 齿 轮 箱 倒 挡 润 滑 齿 轮 箱 1、润滑冷却离合器； 2、淋浴冷却 6、定轴式变速箱的工作原理 离 合 器 工 作 时 动 力 传 递 路 线 空档 倒档离 合器 、 档 离合器 、 档 离 合 器 变速箱的工作原理档位分析 空档 前进 1档 倒档离 合器 、 档 离合器 、 档 离 合 器 变速箱的工作原理档位分析 1、 3档离合器 2、 4档离合器 倒档离合器 输出轴 高低速拨叉 前进 1档实物动力传递路线 空档 前进 2档 1、 3档离合器 2、 4档离合器 倒档离合器 输出轴 高低速拨叉 前进 2档实物动力传递路线 空档 前进 3档 空档 前进 4档 空档 倒退 1档 1、 3档离合器 2、 4档离合器 倒档离合器 输出轴 高低速拨叉 倒档实物动力传递路线 30变速箱轴承型号及参数 从箱盖 向里看 轴承 型号 齿轮 齿数 轴承 型号 轴承 型号 齿轮 齿数 齿轮 齿数 轴承 型号 前进一 7507 46 109 109 33 7507 后退 7507 49 109 109 44 7507 前进二 7507 24 109 109 41 54 7507 输出 310 56 36 310 1、变速箱装车后，应从加油口加注 8号液力传动油约 38升，并在发动机起 动 5分钟后检查油面，其位置应达到油标尺的位置，每班作业前后，都应注意 检查变速箱油面位置 （在怠速状态下检查）。 2、变速箱运转时应注意其操纵油压，应保持 1.1 1.5Mpa， 变矩器的出口 油温一般不超过 105 ，短期内不超过 115 ，变速箱油底壳油温不超过 100 。 3、新的变速箱装车后应进行十二小时走合，六个档位各运行二小时，走合 期内的负荷不超过额定负荷的 70%，并经常注意油温，油面和螺栓紧固情况， 走合结束后，清洗变速箱油底壳，滤油器滤网，并更换新油。 4、变速箱在前进档变换倒档，倒档变前进档，以及高、低档变换时必须停 车后进行。 5、 、 档之间，或 、 档之间的变换则可以在行车时进行。 7、定轴式变速箱使用注意事项 8、定轴式变速箱常见故障 三、行星式变速箱 1、行星式变速箱的组成、结构： 箱体、超越离合器、行星变速机构、摩擦片离合器、油 缸、活塞、变速阀、变速泵及齿轮等。 2、换挡方式： 行星齿轮式变速箱（简称行星式变速箱）是由基本行星 排组成的。由于基本行星排中有轴线旋转的行星轮，故行星 式变速箱只能采用动力换档方式。 3、行星式变速箱的优点： 受力分散、径向方向的尺寸较为紧凑。 由于构成变速箱的基本行星排中，设置有多个行星轮 ( 变速箱中设置四个行星轮 )，使载荷由几对齿轮共同传递 ，减少了每对啮合齿轮的受力（齿圈只有一个，但同时与 四个行星轮相啮合，可看作四对相互啮合的齿轮），可选 用较小的模数齿轮，从而减小了齿轮的体积。 4、行星变速机构的工作原理 行星式变速箱是由行星 排组成的，基本行星排的 结构如图 3-1所示。基本行 星排由太阳轮 1、行星轮 4、 行星架 3和齿圈 2组成。 行星轮装在行星架上， 由于行星轮的轴线在空间 旋转，与外界连接困难， 所以在行星式变速箱中， 基本行星排只有三个元件 （即太阳轮、行星架、齿 圈）可与外界联系。在行 星排传递运动的过程中； 行星轮只起到传递运动的 惰轮作用，对传动比无直 接关系。 图 3-1 基本行星排的结构 1 太阳轮 2 齿圈 3 行星架 4 行星轮 5、雷沃 50装载机变速箱各档传动油路 1）倒档传动油路 变速阀阀杆置于倒档位置 压力油从变速操 纵阀进入倒档进油孔 流入倒档油缸（在 变速箱体上） 推动倒档活塞上移 压 合倒档的主从动摩擦片。 分析： 由于主动摩擦片套在行星架上，与行星架 连接，而从动片与固定在箱体上的隔离架连 接，因此，行星架被固定。根据倒档行星变 速机构的原理，由于行星架被固定，从太阳 轮传来的动力经行星轮从倒档内齿圈输出。 而倒档内齿圈又与 档行星架相连，这时从 倒档内齿圈的动力经 I档行星架传给 档受 压盘，再由 档受压盘传给输出齿轮输出。 2） 档传动油路 变速阀阀杆置于 I档位置 压力油从变速操 纵阀进入 I档油缸 推动 I档活塞上移 压 合 I档的主从动摩擦片。 分析： 由于 I档齿圈与 I档主动摩擦片啮合，而 I档 从动摩擦片通过圆柱销与固定在箱体上的隔 离架相连。所以， 档齿圈被固定，太阳轮 输入的动力经 I档行星轮传给 I档行星架，由 于 I档行星架与直接档连接盘联成一体，直 接档连接盘又与直接档受压盘用花键连接。 因此，从 档行星架输出的动力经直接档连 接盘传到直接档受压盘输出。 3） 档传动油路 变速阀阀杆置于 档位置 压力油从变速 阀进入箱体的 档进油口 流入直接档油 缸 推动 档活塞上移 压合 档主从 动摩擦片。 分析： 由于 档主动摩擦片与 挡输入轴连接，从 动摩擦片通过圆柱销与直接挡受压盘连接， 而直接档受压盘又与中间输出轴齿轮连接在 一起。这时从太阳轮输入的动力经直接档轴 传给 档主动摩擦片，并由直接档从动摩擦 片传给受压盘，最后经输出齿圈输出。 档 不是行星式变速机构，离合器的结合只是为 了传递动力。这是与采用行星式变速机构的 、 离合器不同的。 一、供油系统概述 1供油系统的组成 一般由变速泵（齿轮泵）、变速操纵阀、滤 油器、散热装置、油底壳和管路等组成。 2供油系统的作用 为液压换档机构以及液力变矩器提供适合 的压力和流量。 变矩器与变速箱共同采用一个供油系统，为 了防止变速操纵系统失灵，首先应保证变速 操纵系统的供油，防止车辆失去控制。 第四部分 变速箱变矩器供油系统 供油系统的作用 续 带走工作时产生的热量，对工作液体进行 冷却。 装载机正常运转时，变速箱一变矩器中约有 25的功率损失转变为热能。因此，变速箱 一变矩器供油系统中设有液力传动油散热装 置。 防止液力变矩器中产生气蚀现象。 为此，在变矩器的油液出口处设有背压阀， 使变矩器工作腔内的液体压力高于外界大气 压力，这样就能有效防止变矩器产生气蚀现 象。 补偿液力变矩器中工作液体的漏损，保证 液力变矩器中始终充满工作 油液。 3对供油系统工作介质的要求 粘度适宜并具有良好的粘温性能 闪点高而凝点低 良好的化学稳定性 工作液体不含有机械杂质、水分、气泡以 及腐蚀性等。 特别说明： 目前，装载机的液力传动系统使用较多的 是 6、 8液力传动油。液力传动油起润滑、 抗磨、冷却、能量传递的作用。 二、雷沃 50装载机变速箱一变矩器供油系统 1、供油原理及路线： 柴油机带动变矩器泵轮旋转 泵轮上的分动 齿轮、变速泵轴齿轮 驱动变速泵从油底 壳吸油 泵出的压力油 滤油器过滤 （当滤清器滤芯阻塞时，旁通阀打开通油） 进入变速操纵阀。 自此，压力油分为两路： 一路 经减压阀（ P 1.08 1.47MPa） 变 速操纵油路 根据变速阀杆的不同位置进入 各档油缸 完成不同档位的工作。 另一路 进入变矩器的工作腔。 进入变矩器的工作油液 一部分在泵轮、 一二级涡轮和导轮间循环流动 另一部分 则通过各工作轮间的间隙 导轮座的出油槽 散热器或进入润滑油路 润滑各轴承及超 越离合器。 从变矩器流出的油液 经软管进入散热装 置进行散热 经过散热后的低压油再回到 变矩器 通过壳体上的孔去润滑超越离合器 及各行星排。 2、供油系统的维护与保养 1）供油系统的液力传动油必须清洁，并要求定 期清洗过滤装置，及时更换工作油液（一般 为 500小时）。 换油注意事项： 趁热换油，使油液中所含杂质在尚未沉淀时 随油液一起放出。 若放出的液力传动油中，含有的金属杂质过 多 (特别是铝粉过 多 )，应检查变矩器。 2）在变速泵入口连接处，应注意密封可靠性， 防止空气从缝隙中被吸入，产生大量气泡， 影响系统正常工作。 供油系统的维护与保养 续 3）注意检查变速箱的油量是否适中。 油位过低，变速泵容易吸空而损坏，并且会 使供油系统油压下降或不稳，油温升高；油 位过高则会影响传动效率，导致工作油液温 升过快。 4）注意检查供油系统的压力是否正常。 如果压力过高或过低，应查明原因。如果确 需调整，应由有经验的人员进行，严禁随意 调整系统压力，以免造成事故。 5）保持供油系统在正常温度下工作。