液力变矩器结构

技术领域

本发明涉及变矩器技术领域，尤其涉及一种液力变矩器结构。

背景技术

液力变矩器用于大功率工程机械传动系，连接于动力机之后、变速箱之前，液力变矩器有如下特点：

1、自适应性，当外负载增大时，液力变矩器涡轮输出转速降低、输出扭矩增加，当外负载降低时，涡轮输出转速增加、输出扭矩降低，这是液力变矩器的自动适应性。

2、防振、隔振作用，由于液力变矩器输入和输出非刚性连接，因此液力变矩器将动力及和外负载的振动隔离，减少相互影响，提高了发动机和变速箱、驱动桥等零部件的寿命。

3、无级调速功能，在动力机转速小范围内变化时，外负载较大的变化时可通过液力变矩器实现较大范围的扭矩和转速的变化，适用工况要求。

液力变矩器的传动效率跟变矩器输出输入转速比i有关系，i从0到1变化过程，传动效率先从0上升到变矩器的最高效率ηmax，之后传动效率逐渐下降。工程机械配套液力变矩器工作在0.75的效率区间，称之为高效区，液力变矩器的传动效率在低转速比区和高转速比区都比较低。现有技术中，液力变矩器高效区范围小，难以满足低速重载工作区和高速轻载转运的工作要求，尤其是高速轻载转运时，液力变矩器的动力传递效率低，传动系统容易由于高温引起设备故障。

因此，需要一种液力变矩器结构来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液力变矩器结构，能够扩大高效区范围，从而提升动力传递效率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

液力变矩器结构，包括：

液力变矩器本体，所述液力变矩器本体与动力机传动连接，所述液力变矩器本体具有动力输出的涡轮轴；

安装壳体，所述安装壳体设置在所述液力变矩器本体的一侧；

动力输出轴，所述动力输出轴转动设置在所述安装壳体上，且所述动力输出轴的一端相对所述安装壳体伸出；

第一传动组件，所述第一传动组件设置在所述涡轮轴与所述动力输出轴之间，所述涡轮轴能够通过所述第一传动组件带动所述动力输出轴转动，以实现增速降扭；

第二传动组件，所述第二传动组件设置在所述涡轮轴与所述动力输出轴之间，所述涡轮轴能够通过所述第二传动组件带动所述动力输出轴转动，以实现降速增扭；所述第一传动组件与所述第二传动组件不同时传动。

进一步地，所述第一传动组件包括第一离合器以及相互啮合的第一主动齿轮和第一从动齿轮，所述第一离合器止转套设在所述动力输出轴上，所述第一主动齿轮止转套设在所述涡轮轴上，所述第一从动齿轮转动套设在所述动力输出轴上，所述第一离合器能够与所述第一从动齿轮连接或脱离，所述第一主动齿轮的直径大于所述第一从动齿轮的直径。

进一步地，所述动力输出轴上开设有与所述第一离合器连通的第一油道，压力油能够通过所述第一油道进入到所述第一离合器中，以控制所述第一离合器动作。

进一步地，所述第二传动组件包括第二离合器以及相互啮合的第二主动齿轮和第二从动齿轮，所述第二离合器止转套设在所述涡轮轴上，所述第二主动齿轮转动套设在所述涡轮轴上，所述第二从动齿轮止转套设在所述动力输出轴上，所述第二离合器能够与所述第二主动齿轮连接或脱离，所述第二主动齿轮的直径小于所述第二从动齿轮的直径。

进一步地，所述安装壳体和所述涡轮轴上开设有与所述第二离合器连通的第二油道，压力油能够通过所述第二油道进入到所述第二离合器中，以控制所述第二离合器动作。

进一步地，所述动力输出轴相对所述安装壳体伸出的一端固定设置有输出法兰。

进一步地，所述液力变矩器本体包括壳体组件、动力输入组件和动力传动组件，所述安装壳体与所述壳体组件连接，所述动力输入组件和所述动力传动组件均设置在所述壳体组件中，所述动力输入组件与飞轮连接，所述动力传动组件与所述动力输入组件传动连接。

进一步地，所述壳体组件包括依次连接的中节、过渡盘和变矩器壳体，所述中节与飞轮壳体连接，所述过渡盘安装在所述中节与所述变矩器壳体之间，且套设在与所述变矩器壳体固定连接的导轮座上，所述变矩器壳体与所述安装壳体连接。

进一步地，所述动力输入组件包括依次连接的弹性板、罩轮、泵轮和泵轮毂，所述弹性板与所述飞轮连接，所述罩轮和所述泵轮套设在所述导轮座上。

进一步地，所述动力传动组件包括导轮和涡轮，所述导轮止转套设在所述导轮座上，所述涡轮与所述泵轮相对设置，所述泵轮通过带动液力传动油能够带动所述涡轮转动，所述涡轮止转套设在所述涡轮轴上。

本发明的有益效果：

本发明所提供的一种液力变矩器结构，液力变矩器本体与动力机传动连接，液力变矩器本体具有动力输出的涡轮轴，安装壳体设置在液力变矩器本体的一侧，动力输出轴转动设置在安装壳体上，且动力输出轴的一端相对安装壳体伸出，在涡轮轴与动力输出轴之间设置有第一传动组件和第二传动组件，涡轮轴能够通过第一传动组件带动动力输出轴转动，以实现增速降扭，涡轮轴能够通过第二传动组件带动动力输出轴转动，以实现降速增扭。第一传动组件和第二传动组件不同时传动。

当车辆启动时，输出转速较低，第二传动组件工作，第一传动组件不工作，液力变矩器降速增扭，车辆加速快，输出转速提升快，随着车辆继续加速，达到一定的转速比后，第一传动组件工作，第二传动组件不工作，车辆继续加速，液力变矩器仍工作在高效率范围，直至达到更高的转速比。

当车辆处于重载作业工况时，工作扭矩大，第二传动组件工作，第一传动组件不工作，液力变矩器降速增扭，使液力变矩器效率处于高效区；当车辆处于轻载作业工况时，工作扭矩小，第一传动组件工作，第二传动组件不工作，液力变矩器升速降扭，使液力变矩器效率处于高效区。

通过第一传动组件和第二传动组件，使液力变矩器高效区的输出/输入转速比由范围扩大，从而扩大高效区范围，提升动力传递效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种液力变矩器结构的剖视图；

图2是本发明一种液力变矩器结构中第一传动组件和第二传动组件的剖视图。

图中：

1、壳体组件；11、中节；12、过渡盘；13、变矩器壳体；2、动力输入组件；21、弹性板；22、罩轮；23、泵轮；24、泵轮毂；3、动力传动组件；31、涡轮；32、导轮；4、涡轮轴；41、安装壳体；42、导轮座；5、第一传动组件；51、第一油道；52、第一离合器；53、第一主动齿轮；54、第一从动齿轮；6、第二传动组件；61、第二油道；62、第二离合器；63、第二主动齿轮；64、第二从动齿轮；7、动力输出轴；71、输出法兰；8、飞轮壳；81、飞轮；9、泵轴；91、第三从动齿轮；92、第三主动齿轮。

具体实施方式

在详细解释本申请的任何实施方式之前，应当理解，本申请不限于其应用到以下描述中阐述的或以上附图中所示的结构细节和组件布置。

在本申请中，术语“包括”、“包含”、“具有”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

本申请中，术语“连接”、“结合”、“耦合”、“安装”可以是直接连接、结合、耦合或安装，也可以是间接连接、结合、耦合或安装。其中，进行举例示范，直接连接指的是两个零件或组件之间不需设置中间件而连接在一起，间接连接指的是两个零件或组件分别与至少一个中间件连接，这两个零件或组件通过中间件实现连接。此外，“连接”和“耦合”不限于物理或机械连接或耦合，并且可以包括电连接或耦合。

在本申请中，本领域普通技术人员将理解，结合数量或条件使用的相对术语(例如，“约”，“大约”，“基本”等)为包括所述值并且具有上下文所指示的含义。例如，该相对术语至少包括与特定值的测量相关的误差程度，与特定值相关的由制造，组装，使用造成的公差等。这种术语也应被视为公开了由两个端点的绝对值限定的范围。相对术语可指代所指示的值的一定百分比(例如1％，5％，10％或更多)的加或减。未采用相对术语的数值，也应该被揭示为具有公差的特定值。此外，“基本”在表达相对的角度位置关系时(例如，基本平行，基本垂直)，可指代在所指示的角度的基础上加或减一定度数(例如1度，5度，10度或更多)。

在本申请中，本领域普通技术人员将理解，由组件执行的功能可以为由一个组件，多个组件，一个零件，或多个零件执行。同样的，由零件执行的功能也可以由一个零件，一个组件，或多个零件组合来执行。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等方位词是以附图所示的方位和位置关系来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。还应当理解的，上侧、下侧、左侧、右侧、前侧、后侧等方位词不仅代表正方位，也可以理解为侧方位。例如，下方可以包括正下方、左下方、右下方、前下方以及后下方等。

大功率工程机械传动系中会采用液力变矩器来实现动力输出，为了能够扩大高效区范围，从而提升动力传递效率，如图1-图2所示，本发明提供一种液力变矩器结构。液力变矩器结构包括液力变矩器本体、安装壳体41、动力输出轴7、第一传动组件5和第二传动组件6。

其中，液力变矩器本体与动力机传动连接，液力变矩器本体具有动力输出的涡轮轴4；安装壳体41固定设置在液力变矩器本体的一侧；动力输出轴7转动设置在安装壳体41上，且动力输出轴7的一端相对安装壳体41伸出。在本实施例中，动力输出轴7与涡轮轴4平行设置。第一传动组件5设置在涡轮轴4与动力输出轴7之间，涡轮轴4能够通过第一传动组件5带动动力输出轴7转动，以实现增速降扭；第二传动组件6设置在涡轮轴4与动力输出轴7之间，涡轮轴4能够通过第二传动组件6带动动力输出轴7转动，以实现降速增扭；第一传动组件5与第二传动组件6不同时传动。

当车辆启动时，输出转速较低，第二传动组件6工作，第一传动组件5不工作，液力变矩器降速增扭，车辆加速快，输出转速提升快，随着车辆继续加速，达到一定的转速比后，第一传动组件5工作，第二传动组件6不工作，车辆继续加速，液力变矩器仍工作在高效率范围，直至达到更高的转速比，通过第一传动组件5和第二传动组件6，使液力变矩器高效区的输出/输入转速比由范围扩大，从而扩大高效区范围，提升动力传递效率。

当车辆处于重载作业工况时，工作扭矩大，第二传动组件6工作，第一传动组件5不工作，液力变矩器降速增扭，使液力变矩器效率处于高效区；当车辆处于轻载作业工况时，工作扭矩小，第一传动组件5工作，第二传动组件6不工作，液力变矩器升速降扭，使液力变矩器效率处于高效区。

进一步地，第一传动组件5包括第一离合器52以及相互啮合的第一主动齿轮53和第一从动齿轮54，第一离合器52止转套设在动力输出轴7上，第一主动齿轮53止转套设在涡轮轴4上，第一从动齿轮54通过轴承转动套设在动力输出轴7上，第一离合器52能够与第一从动齿轮54连接或脱离，第一主动齿轮53的直径大于第一从动齿轮54的直径。具体地，第一主动齿轮53与涡轮轴4通过花键配合。在需要实现增速降扭时，通过控制第一离合器52动作，第一离合器52与第一从动齿轮54结合，涡轮轴4带动第一主动齿轮53转动，第一主动齿轮53带动第一从动齿轮54转动，第一从动齿轮54通过第一离合器52带动动力输出轴7转动，从而实现动力输出。由于第一主动齿轮53的直径大于第一从动齿轮54的直径，从而实现增速降扭的作用。在第一传动组件5不工作时，第一主动齿轮53带动第一从动齿轮54，第一从动齿轮54相对动力输出轴7空转，不实现动力输出。

进一步地，动力输出轴7上开设有与第一离合器52连通的第一油道51，压力油能够通过第一油道51进入到第一离合器52中，以控制第一离合器52动作。通过控制压力油即可控制第一离合器52的工作。在其他实施例中，也可以采用电磁离合器，在此不做过多限制。

进一步地，第二传动组件6包括第二离合器62以及相互啮合的第二主动齿轮63和第二从动齿轮64，第二离合器62止转套设在涡轮轴4上，第二主动齿轮63通过轴承转动套设在涡轮轴4上，第二从动齿轮64止转套设在动力输出轴7上，第二离合器62能够与第二主动齿轮63连接或脱离，第二主动齿轮63的直径小于第二从动齿轮64的直径。在需要实现降速增扭时，通过控制第二离合器62动作，第二离合器62与第二主动齿轮63结合，涡轮轴4带动第二主动齿轮63转动，第二主动齿轮63带动第二从动齿轮64转动，第二从动齿轮64带动动力输出轴7转动，从而实现动力输出。由于第二主动齿轮63的直径小于第二从动齿轮64的直径，从而实现降速增扭的作用。在第二传动组件6不工作时，第二主动齿轮63相对涡轮轴4空转，不实现动力输出。

进一步地，安装壳体41和涡轮轴4上开设有与第二离合器62连通的第二油道61，压力油能够通过第二油道61进入到第二离合器62中，以控制第二离合器62动作。通过控制压力油即可控制第二离合器62的工作。在其他实施例中，也可以采用电磁离合器，在此不做过多限制。

进一步地，动力输出轴7相对安装壳体41伸出的一端固定设置有输出法兰71。通过设置输出法兰71，便于与其他传动部件进行连接，从而便于液力变矩器结构在传动系中进行安装。

进一步地，液力变矩器本体包括壳体组件1、动力输入组件2和动力传动组件3，安装壳体41与壳体组件1连接，动力输入组件2和动力传动组件3均设置在壳体组件1中，动力输入组件2与飞轮81连接，动力传动组件3与动力输入组件2传动连接。通过发动机带动飞轮81，飞轮81带动动力输入组件2，动力输入组件2带动动力传动组件3，动力传动组件3带动涡轮轴4转动，通过设置壳体组件1，能够对动力输入组件2和动力传动组件3进行保护。

进一步地，壳体组件1包括依次连接的中节11、过渡盘12和变矩器壳体13，中节11与飞轮壳8连接，过渡盘12安装在中节11与变矩器壳体13之间，且套设在与变矩器壳体13固定连接的导轮座42上，变矩器壳体13与安装壳体41连接。具体地，中节11和变矩器壳体13围设形成安装腔，动力输入组件2和动力传动组件3均设置在安装腔中。

进一步地，动力输入组件2包括依次连接的弹性板21、罩轮22、泵轮23和泵轮毂24，弹性板21与飞轮81连接，罩轮22和泵轮23套设在导轮座42上。在飞轮81转动的过程中，弹性板21被飞轮81带动转动，弹性板21带动罩轮22转动，罩轮22与泵轮23通过螺栓连接，泵轮23随着罩轮22的转动而转动。

进一步地，动力传动组件3包括导轮32和涡轮31，导轮32通过花键止转套设在导轮座42上，涡轮31与泵轮23相对设置，泵轮23通过带动液力传动油能够带动涡轮31转动，涡轮31止转套设在涡轮轴4上。具体地，泵轮23与涡轮31之间具有液力传动油，泵轮23转动的过程中，会带动液力传动油运动，从而液力传动油带动涡轮31进行转动，涡轮31带动涡轮轴4转动。

进一步地，在变矩器壳体13中转动设置有泵轴9，在泵轴9上止转设置有第三从动齿轮91，在涡轮轴4上止转设置有第三主动齿轮92，第三主动齿轮92与第三从动齿轮91啮合。在涡轮轴4转动的过程中，第三主动齿轮92带动第三从动齿轮91转动，从而带动泵轴9转动，能够同步实现泵油的工作。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。