CN211648956U - 内燃机车用液力传动箱液力变扭器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种内燃机车用液力传动箱液力变扭器装置，包括空心结构的泵轮轴、启动变扭器和运转变扭器，所述启动变扭器包括用于变矩的第一泵轮、第一涡轮和第一导向轮，所述运转变扭器包括用于变矩的第二泵轮、第二涡轮和第二导向轮，所述第一泵轮和第二泵轮设于所述泵轮轴的两端，所述泵轮轴上设有输入齿轮，泵轮轴内设有与其同轴芯的中间轴，且所述中间轴的外壁与泵轮轴的内壁之间具有间隙，所述第一泵轮通过工作油驱动所述第一涡轮以及所述第二泵轮通过工作油驱动所述第二涡轮后均可带动所述中间轴旋转，所述中间轴的一端连接有输出轴，所述输出轴上设有输出齿轮。本实用新型可以作为一种传动装置用于柴油机和机车动轮之间。

Description

内燃机车用液力传动箱液力变扭器装置

技术领域

本实用新型涉及内燃机车技术领域，特别是一种内燃机车用液力传动箱液力变扭器装置。

背景技术

目前，内燃机车的传动方式有两种，一种是电力传动，柴油机驱动主发电机，然后向牵引电动机供电，并通过牵引主从动齿轮驱动机车动轮转动，主要应用于国产东风型干线客、货运内燃机车，是最理想、最成熟、应用最广泛的一种传动形式；另一种是机械传动，即在柴油机和机车动轮之间，用离合器和齿轮变速箱联结(与汽车类似)，变速时牵引力会中断，换档有冲击，不能满足大功率机车的要求，多用于小功率(300-500马力)的小型工矿机车或内燃动车组。一般内燃机车运行中，对其牵引特性有两方面的要求，一方面是机车牵引工况的要求，机车起动和上坡时，由于起动阻力和坡道阻力很大，此时机车速度较低，但需要很大的牵引力；机车在平直道路运行或下坡时，由于运行阻力较小，此时机车速度较高，所需的牵引力相对降低(较小)。另一方面是机车牵引量的要求，牵引吨位大时阻力就大，则要求牵引力大，相应的机车速度较低；牵引吨位小时阻力就小，则要求牵引力就小，相应的机车速度较高。而机车通过电力传动或机械传动是不能满足机车以上两方面牵引特性的要求。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种内燃机车用液力传动箱液力变扭器装置，该装置将机车柴油机机械能转变成液体的动能，再将液体的动能转变为驱动机车动轮转动的机械能。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种内燃机车用液力传动箱液力变扭器装置，包括空心结构的泵轮轴、启动变扭器和运转变扭器，所述启动变扭器包括用于变矩的第一泵轮、第一涡轮和第一导向轮，所述运转变扭器包括用于变矩的第二泵轮、第二涡轮和第二导向轮，所述第一泵轮和第二泵轮设于所述泵轮轴的两端，所述泵轮轴上设有输入齿轮，泵轮轴内设有与其同轴芯的中间轴，且所述中间轴的外壁与泵轮轴的内壁之间具有间隙，所述第一泵轮通过工作油驱动所述第一涡轮以及所述第二泵轮通过工作油驱动所述第二涡轮后均可带动所述中间轴旋转，所述中间轴的一端连接有输出轴，所述输出轴上设有输出齿轮。

作为一种优选的实施方式，所述输出轴压装于所述中间轴的一端，所述中间轴的另一端压装有涡轮轴套，所述第一涡轮安装于所述输出轴靠近所述中间轴的一端，所述输出齿轮压装于所述输出轴远离中间轴的一端，所述第二涡轮安装于所述涡轮轴套上。

作为另一种优选的实施方式，该内燃机车用液力传动箱液力变扭器装置还包括中间体，所述启动变扭器和运转变扭器分别设于所述中间体的两侧。

作为另一种优选的实施方式，所述第一泵轮位于所述第一涡轮内，所述第一导向轮靠近所述中间体，当工作油从所述第一泵轮出口冲出后，冲击包围在所述第一泵轮外周的第一涡轮的涡轮叶片上，然后通过所述第一导向轮回到第一泵轮；所述第二泵轮位于所述第二涡轮内，所述第二导向轮靠近所述中间体，当工作油从所述第二泵轮出口冲出后，冲击包围在所述第二泵轮外周的第二涡轮的涡轮叶片上，然后通过所述第二导向轮回到第二泵轮。

作为另一种优选的实施方式，所述启动变扭器为B45启动变扭器，所述运转变扭器为B85运转变扭器。

下面对本实用新型作进一步的说明：

本实用新型包括两个液力变扭器：起动变扭器和运转变扭器，所述起动变扭器由外盖、外壳、进油体通过螺栓连接形成一个液力工作腔。所述运转变扭器由外壳、进油体通过螺栓连接形成一个液力工作腔。所述起动变扭器和运转变扭器分别通过螺栓连接在中间体的两端。

本实用新型除了包括起动变扭器和运转变扭器外，还包括泵轮轴，在所述泵轮轴上压装了一个输入齿轮，在所述泵轮轴两端分别装有一个第一泵轮和第二泵轮，动力通过所述输入齿轮、泵轮轴分别传递到第一泵轮和第二泵轮上。

所述泵轮轴为中空结构，泵轮轴内装有与其同轴芯的中间轴，所述中间轴的外壁与所述泵轮轴的内壁之间存在一定的间隙，所述中间轴可以在所述泵轮轴内转动。

所述中间轴两端分别压装了输出轴和涡轮轴套，所述输出轴一端通过螺栓和弹性销装有第一涡轮，另一端压装有一个输出齿轮，所述涡轮轴套上螺栓和弹性销装有第二涡轮。

当起动变扭器充油时，工作油受到上述高速旋转的第一泵轮的作用，形成高速、高压的液流，使得由输入齿轮输入的机械能转换成流体能。高速、高压的工作油在离心力的作用下，边旋转边从所述第一泵轮出口冲出，并冲击包围在第一泵轮外周的第一涡轮的涡轮叶片上，第一涡轮吸收了工作油的动能和压能后开始旋转并输出扭矩(同时工作油在涡轮内减速减压)，带动输出轴及输出齿轮转动。

当运转变扭器充油时，工作油受到上述高速旋转的第二泵轮的作用，形成高速、高压的液流，使得由输入齿轮输入的机械能转换成流体能。高速、高压的工作油在离心力的作用下，边旋转边从所述第二泵轮出口冲出，并冲击包围在第二泵轮外周的第二涡轮的涡轮叶片上，第二涡轮吸收了工作油的动能和压能后开始旋转并输出扭矩(同时工作油在涡轮内减速减压)，带动涡轮轴套、中间轴、输出轴及输出齿轮转动。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的一种内燃机车用液力传动箱液力变扭器装置，结构紧凑，只需要通过调整起动变扭器和运转变扭器充排油，来控制启动变扭器的第一涡轮、输出轴、输出齿轮或者运转变扭器的第二涡轮、涡轮轴套、中间轴、输出轴、输出齿轮转动，从而实现不同运转速度和不同的输出扭矩。这样，内燃机车用液力传动箱液力变扭器装置既满足了柴油机输出扭矩基本不变要求，又满足了机车低速扭矩大(牵引力大)，高速扭矩小(牵引力小)的要求。本实用新型可以作为一种传动装置用于柴油机和机车动轮之间。

附图说明

图1为本实用新型实施例的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例中泵轮轴、启动变扭器和运转变扭器的安装结构示意图；

图3为本实用新型实施例中泵轮轴、第一泵轮和第二泵轮的安装结构示意图；

图4为本实用新型实施例中泵轮轴、中间轴和输出轴的安装结构示意图；

图5为本实用新型实施例中启动变扭器的立体结构示意图；

图6为本实用新型实施例中启动变扭器的主视图；

图7为本实用新型实施例中启动变扭器的侧视图；

图8为本实用新型实施例中运转变扭器的立体结构示意图。

附图标记：

10、泵轮轴，11、输入齿轮，20、起动变扭器，21、第一泵轮，22、第一涡轮，23、第一导向轮，30、运转变扭器，31、第二泵轮，32、第二涡轮，33、第二导向轮，40、中间轴，41、输出轴，42、输出齿轮，43、涡轮轴套，50、中间体。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

实施例

如图1-图8所示，一种内燃机车用液力传动箱液力变扭器装置，包括空心结构的泵轮轴10、启动变扭器20和运转变扭器30，所述启动变扭器20包括用于变矩的第一泵轮21、第一涡轮22和第一导向轮23，所述运转变扭器30包括用于变矩的第二泵轮31、第二涡轮32和第二导向轮33，所述第一泵轮21和第二泵轮31设于所述泵轮轴10的两端，所述泵轮轴10上设有输入齿轮11，泵轮轴10内设有与其同轴芯的中间轴40，且所述中间轴40的外壁与泵轮轴10的内壁之间具有间隙，所述第一泵轮21通过工作油驱动所述第一涡轮22以及所述第二泵轮31通过工作油驱动所述第二涡轮32后均可带动所述中间轴40旋转，所述中间轴40的一端连接有输出轴41，所述输出轴上设有输出齿轮42。

进一步的，再如图2和图4所示，所述输出轴41压装于所述中间轴40的一端，所述中间轴40的另一端压装有涡轮轴套43，所述第一涡轮22安装于所述输出轴41靠近所述中间轴40的一端，所述输出齿轮42压装于所述输出轴41远离中间轴40的一端，所述第二涡轮32安装于所述涡轮轴套43上。

再如图1所示，该内燃机车用液力传动箱液力变扭器装置还包括中间体50，所述启动变扭器20和运转变扭器30分别设于所述中间体50的两侧。

再如图5-图8所示，所述第一泵轮21位于所述第一涡轮22内，所述第一导向轮23靠近所述中间体50，当工作油从所述第一泵轮21出口冲出后，冲击包围在所述第一泵轮21外周的第一涡轮22的涡轮叶片上，然后通过所述第一导向轮23回到第一泵轮21；所述第二泵轮31位于所述第二涡轮32内，所述第二导向轮33靠近所述中间体50，当工作油从所述第二泵轮31出口冲出后，冲击包围在所述第二泵轮31外周的第二涡轮32的涡轮叶片上，然后通过所述第二导向轮33回到第二泵轮31。

下面对本实施例作进一步的说明，

本实施例主要由泵轮轴10、起动变扭器20、运转变扭器30、中间轴40和中间体50构成，其中启动变扭器20具体可选择B45启动变扭器，运转变扭器30具体可选择B85运转变扭器，B45启动变扭器和B85运转变扭器的机构基本相同，区别在于尺寸的不一样，将B45启动变扭器和B85运转变扭器安装在中间体50的两端。再如图3所示，输入动力组成由第一泵轮21，泵轮轴10，圆螺母，输入齿轮11，供油泵齿轮，第二泵轮31组成。输入齿轮11、供油泵齿轮分别通过过盈装配在泵轮轴10中间，第一泵轮21、第二泵轮31分别通过弹性销及螺栓安装在泵轮轴10两端。

再如图5-图7所示，起动变扭器20主要包括第一泵轮21，第一涡轮22，第一导向轮23，当然还包括装配中的其余零部件，例如轴承压盖、轴承挡圈，喷油环，定位套，轴端油封，外盖(H向)，外壳(H向)，进油体(H向)，导向轮芯环，涡轮油封，进油体油封24，进油舌等，在具体实施时，轴端油封通过螺钉M10x1x30固定在外壳(H向)内侧，轴承压盖通过螺钉M12x30固定在外壳(H向)左端，用于固定外壳(H向)内的轴承外圈，外盖(H向)通过螺钉M10x1x30固定在外壳左侧，外壳(H向)20通过螺钉M12x1.25x70固定在进油体(H向)上。在进油体(H向)内孔装有进油体油封，进油舌、第一导向轮23通过螺钉固定在进油体(H向)内侧，导向轮芯环通过螺钉M10x1x20固定在第一导向轮23上。第一泵轮21、第一涡轮22分别通过泵轮轴10、输出轴7安装在起动变扭器20腔内。

再如图8所示，运转变扭器30主要包括第二导向轮33，第二涡轮32，第二泵轮31，当然也还包括装配中的其余零部件，例如轴承套，喷油环，轴承挡圈，进油舌，进油体油封，导向轮芯环，涡轮油封，定位套，轴端油封(H向)，外壳(H向)，进油体等。在具体实施时，轴端油封(H向)通过螺钉M8x1x16固定在外壳(H向)上，外壳(H向)通过螺钉M12x30固定在进油体(H向)上，进油体(H向)内孔装有轴端油封(H向)，内侧通过螺钉安装有进油舌和第二导向轮33，导向轮芯环通过螺钉安装在第二导向轮33上。第二泵轮31、第二涡轮32分别通过泵轮轴10、涡轮轴套43安装在起动变扭器30腔内。

起动变扭器20和运转变扭器30分别通过螺栓安装在中间体50(H向)两侧。

中间轴部分作为输出动力组成，主要由输出轴41，输出齿轮42，中间轴40，涡轮轴套43组成。输出轴41、涡轮轴套43分别通过过盈压装在中间轴40上，输出轴41上装有第一涡轮22，涡轮轴套43上装有第二涡轮32。输出齿轮42通过过盈热装在输出轴41上。

工作时，在柴油机驱动下，输入齿轮11通过齿轮啮合恒速转动，带动第一泵轮21和第二泵轮31恒速转动。当起动变扭器20充油时，工作油受到上述高速旋转的第一泵轮21的作用，形成高速、高压的液流，使得由输入齿轮11输入的机械能转换成流体能。高速、高压的工作油在离心力的作用下，边旋转边从所述第一泵轮21出口冲出，并冲击包围在上述第一泵轮21外周的第一涡轮22的涡轮叶片上，第一涡轮22吸收了工作油的动能和压能后开始旋转并输出扭矩(同时工作油在第一涡轮22内减速减压，通过第一导向轮23导向第一泵轮21入口处)，带动输出轴41及输出齿轮42转动。

同理，当运转变扭器30充油时，工作油受到上述高速旋转的第二泵轮31的作用，形成高速、高压的液流，使得由输入齿轮11输入的机械能转换成流体能。高速、高压的工作油在离心力的作用下，边旋转边从所述第二泵轮31出口冲出，并冲击包围在上述第二泵轮31外周的第二涡轮32的涡轮叶片上，第二涡轮32吸收了工作油的动能和压能后开始旋转并输出扭矩(同时工作油在第二涡轮32内减速减压，通过第二导向轮31导向第二泵轮31入口处)，带动涡轮轴套43、中间轴40、输出轴41及输出齿轮42转动。

综上，本实施例的一种内燃机车用液力传动箱液力变扭器装置的功率由泵轮输入，从涡轮输出，泵轮与涡轮之间无刚性联接，导向轮固定不动，通过导向轮将涡轮的出油引回到泵轮，使工作油在变扭器中沿着泵轮→涡轮→导向轮→泵轮的方向循环。泵轮恒定转速，涡轮可以有不同的转速，涡轮转速低时，可传递较大的扭矩；转速高时传递扭矩较小，而泵轮的扭矩则基本保持不变。变扭器的这一特性恰好能同时满足柴油机和机车的要求，也就是说在柴油机输出的转速和扭矩不变时，泵轮的转速和扭矩也不变，而涡轮则可以输出不同的转速和扭矩。这样，变扭器既满足了柴油机输出扭矩基本不变要求，又满足了机车低速扭矩大(牵引力大)，高速扭矩小(牵引力小)的要求。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种内燃机车用液力传动箱液力变扭器装置，其特征在于，包括空心结构的泵轮轴、启动变扭器和运转变扭器，所述启动变扭器包括用于变矩的第一泵轮、第一涡轮和第一导向轮，所述运转变扭器包括用于变矩的第二泵轮、第二涡轮和第二导向轮，所述第一泵轮和第二泵轮设于所述泵轮轴的两端，所述泵轮轴上设有输入齿轮，泵轮轴内设有与其同轴芯的中间轴，且所述中间轴的外壁与泵轮轴的内壁之间具有间隙，所述第一泵轮通过工作油驱动所述第一涡轮以及所述第二泵轮通过工作油驱动所述第二涡轮后均可带动所述中间轴旋转，所述中间轴的一端连接有输出轴，所述输出轴上设有输出齿轮。

2.根据权利要求1所述的内燃机车用液力传动箱液力变扭器装置，其特征在于，所述输出轴压装于所述中间轴的一端，所述中间轴的另一端压装有涡轮轴套，所述第一涡轮安装于所述输出轴靠近所述中间轴的一端，所述输出齿轮压装于所述输出轴远离中间轴的一端，所述第二涡轮安装于所述涡轮轴套上。

3.根据权利要求1所述的内燃机车用液力传动箱液力变扭器装置，其特征在于，该内燃机车用液力传动箱液力变扭器装置还包括中间体，所述启动变扭器和运转变扭器分别设于所述中间体的两侧。

4.根据权利要求3所述的内燃机车用液力传动箱液力变扭器装置，其特征在于，所述第一泵轮位于所述第一涡轮内，所述第一导向轮靠近所述中间体，当工作油从所述第一泵轮出口冲出后，冲击包围在所述第一泵轮外周的第一涡轮的涡轮叶片上，然后通过所述第一导向轮回到第一泵轮；所述第二泵轮位于所述第二涡轮内，所述第二导向轮靠近所述中间体，当工作油从所述第二泵轮出口冲出后，冲击包围在所述第二泵轮外周的第二涡轮的涡轮叶片上，然后通过所述第二导向轮回到第二泵轮。

5.根据权利要求1-4任一项所述的内燃机车用液力传动箱液力变扭器装置，其特征在于，所述启动变扭器为B45启动变扭器，所述运转变扭器为B85运转变扭器。

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