一种防烧损柔性中央传动系统

摘要

本发明公开了一种防烧损柔性中央传动系统，该防烧损柔性中央传动系统采用联动的转向离合器和制动离合器，这两个离合器的活塞刚性连接，从机械结构上实现了互补的工作模式—当一个离合器的活塞执行结合动作时，另一个离合器的活塞同步执行分离动作，制动或急转弯时，制动活塞和转向活塞联动，转向离合器首先到达完全开启状态，使中央传动系统中转向离合器前面的回转件处于空转状态，继而制动离合器闭合，实现制动，能够有效避免制动冲击和因转向离合器动力传递导致的制动摩擦片、钢片的急剧磨损，制动或转弯结束时，制动活塞和转向活塞联动，制动离合器首先到达完全开启状态，解除制动，继而转向离合器闭合，重新实现动力传递。

说明书

技术领域

本发明涉及推土机中央传动系统技术领域，具体为一种防烧损柔性中央传动系统。

背景技术

目前，国内推土机的中央传动系统普遍采用独立动作的转向离合器和制动离合器，即两个离合器的分离和结合分别通过两套独立的执行机构实现。两套执行机构均包括油缸体、活塞和碟簧等零件。推土机制动时，踩下制动踏板，此时仅制动离合器的执行机构产生动作：制动油缸体和制动活塞之间的油腔泄油，制动活塞在制动碟簧的压力下产生轴向位移，压紧制动摩擦片和钢片，使制动器抱死。而此时转向离合器的执行机构不采取动作，仍保持摩擦片和钢片压紧的状态。因此在制动瞬间，作为输出端的制动器已经停转，但从发动机传来的动力仍经伞齿轮、横轴、转向离合器等零部件继续传递，这对传动系统中的伞齿轮、横轴、转向内毂等重要零部件造成极大冲击，影响传动部件的使用寿命。

此外，传统推土机急转弯时，通过行程阀控制转向离合器先充油，制动离合器后泄油，从而实现转向离合器开启后制动离合器闭合的先后顺序。但由于推土机工作环境恶劣，阀易堵塞，或由于密封结构失效，导致两离合器内油腔充油和泄油速度产生差异，开启和闭合的先后顺序紊乱，从而出现转向离合器尚未完全脱开，制动离合器就开始闭合的情况，此时动力仍能够通过转向离合器向制动离合器传递，加剧了离合器内摩擦片和钢片的磨损，严重时会导致离合器烧损。同理，解除急转弯状态时亦然。

传统推土机中央传动系统一般由独立工作的转向离合器和制动离合器构成。这两个离合器的分离与结合分别通过两套独立的执行机构实现。推土机制动时，踩下制动踏板，制动离合器的执行结构在液压机构作用下迅速动作，制动离合器抱死，切断动力传递。而此时转向离合器并没有脱开，从发动机传递过来的动力没有被切断，因此，在制动瞬间会产生较大的制动冲击，对传动系统零部件造成较大损伤。此外，转向离合器和制动离合器的动作顺序通过行程阀控制，由于推土机工作环境恶劣，阀易堵塞，或由于密封结构失效，导致两离合器内油腔充油和泄油速度产生差异，出现一个离合器尚未完全脱开，另一个离合器就开始闭合的情况，加剧了离合器内摩擦片和钢片的磨损，严重时会导致离合器烧损。

为克服现有推土机中央传动系统的制动冲击和烧损等问题，提出一种防烧损柔性中央传动系统。该防烧损柔性中央传动系统采用联动的转向离合器和制动离合器，这两个离合器的活塞刚性连接，从机械结构上实现了互补的工作模式——当一个离合器的活塞执行结合动作时，另一个离合器的活塞同步执行分离动作。制动或急转弯时，制动活塞和转向活塞联动，转向离合器首先到达完全开启状态，使中央传动系统中转向离合器前面的回转件处于空转状态，继而制动离合器闭合，实现制动，能够有效避免制动冲击和因转向离合器动力传递导致的制动摩擦片、钢片的急剧磨损。制动或转弯结束时，制动活塞和转向活塞联动，制动离合器首先到达完全开启状态，解除制动，继而转向离合器闭合，重新实现动力传递。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防烧损柔性中央传动系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种防烧损柔性中央传动系统，包括伞齿轮、花键轴、转向离合器、制动离合器、输出轴，转向离合器由转向内毂、转向摩擦片、转向钢片、转向外毂、转向油缸体和转向活塞组成，转向内毂通过内花键与花键轴连接，是转向离合器的输入端。转向摩擦片通过内花键与转向内毂连接，转向钢片及转向活塞通过花键或扭力销轴与转向外毂连接。转向油缸体与转向活塞形成转向油腔，制动离合器由制动内毂、制动摩擦片、制动钢片、壳体、制动活塞和碟簧组成。转向外毂与制动内毂通过螺栓连接，制动内毂通过内花键与输出轴连接，能够实现动力从转向离合器向输出轴的传递。制动钢片通过花键或扭力销轴与壳体连接，壳体通过螺栓固定在箱体上。制动内毂通过外花键与制动摩擦片连接。制动活塞与转向活塞通过螺栓刚性连接，并与制动内毂形成制动油腔。制动碟簧安装在制动活塞与转向外毂之间。

优选的，该防烧损柔性中央传动系统的转向离合器和制动离合器能够实现三种状态：

一、转向离合器开启，制动离合器闭合，如图2所示。转向油腔和制动油腔均不充油。制动碟簧产生的弹簧力将转向活塞和制动活塞推至S1处，制动活塞压紧制动摩擦片和制动钢片，制动离合器抱死，转向离合器完全开启。该状态下，中央传动系统处于制动模式，使驱动轮停止转动。

二、转向离合器开启，制动离合器开启，如图3所示。制动油腔和转向油腔均充油。转向活塞和制动活塞在油液压力和碟簧力的工作作用下到达S2处。此时碟簧高度被压缩至H1，产生的弹簧力为FS1，转向油腔内油液压力FC和碟簧力FS1的共同作用力与制动油腔内的油液压力FB平衡，即FC+FS1＝FB。该状态下，中央传动系统既不传递动力，也不制动，驱动轮在惯性作用下可继续转动。

三、转向离合器闭合，制动离合器开启，如图4所示。制动油腔充油，制动活塞和转向活塞处于S3处，转向活塞将转向摩擦片和转向钢片压紧，转向离合器闭合，制动离合器完全开启，制动碟簧安装高度被压缩至H2，碟簧力增大至FS2，且弹簧力FS2<制动油液压力FB，该状态下，中央传动系统向后传递动力，驱动轮正常转动。

优选的，推土机切换行驶状态时，转向离合器和制动离合器的状态变化如下：

一、正常行车→刹车时：

正常行车时，制动油腔充满压力油，转向离合器闭合，制动离合器开启，离合器状态如图4所示，经伞齿轮传递过来的动力依次经过花键轴→转向内毂→转向摩擦片→转向钢片→转向外毂→制动内毂→输出轴，最终传递至驱动轮，实现车辆行驶，动力传递路线见图4，踩刹车后，制动油腔泄油，在碟簧作用下，制动活塞和转向活塞向制动离合器方向移动，当活塞达到行程S2处时，转向离合器开启，切断动力传递，状态如图3所示，活塞继续运动至行程S1处时，制动离合器抱死，实施制动，状态如图2所示；

二、正常行车→转弯时：

开始转弯时，制动油腔仍维持充满压力油的状态，同时转向油腔开始充油，当转向油腔内油液压力与碟簧力共同作用下能够克服制动油腔内油液压力时，转向活塞和制动活塞开始朝远离转向离合器的方向移动，活塞达到S2处时，转向离合器和制动离合器均处于开启状态，如图3所示，此时从伞齿轮传递过来的动力被切断，但不制动，驱动轮在惯性作用下继续转动，但速度降低，另一侧驱动轮正常行驶，两侧速度差实现车辆慢转弯，继续操纵转向手柄，制动油腔和转向油腔均泄油，碟簧推动制动活塞和转向活塞继续向制动摩擦片方向移动，到达S1处时，制动活塞将制动摩擦片和制动钢片压紧，此时制动离合器抱死，实施制动，如图2所示，另一侧驱动轮正常行驶，两侧速度差实现车辆急转弯；

三、刹车(或转弯)→正常行车时：

制动油腔充油，油液压力推动活塞从S1处(图2)向制动离合器方向移动，首先到达S2处，制动离合器和转向离合器均开启，如图3所示，最终到达S3处，制动离合器开启，转向离合器闭合，如图4所示，动力能够重新传递至输出轴，车辆恢复正常行驶。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明所述的防烧损柔性中央传动系统采用联动的转向离合器和制动离合器，两离合器的活塞通过螺栓固连成一体，从而实现联动。从机械结构上避免了转向离合器和制动离合器同时处于闭合状态的可能性，能够简化转向离合器和制动离合器的协调控制问题。

(2)本发明所述的防烧损柔性中央传动系统制动时，转向离合器先开启，转向摩擦片与转向钢片分离，从而使中央传动系统中转向离合器之前的零部件处于空转状态。然后制动离合器才开始闭合，实施制动。能够有效避免制动时对伞齿轮、横轴、转向离合器等零部件的冲击，提高中央传动系统的使用寿命。

(3)本发明所述的防烧损柔性中央传动系统解除制动时，制动离合器先开启，制动摩擦片与制动钢片分离，然后转向离合器开始结合。由于制动离合器开启的过程中，转向离合器未向其传递动力，因此能够减少解除制动的过程中制动摩擦片、制动钢片的磨损，延长制动离合器使用寿命。

(4)本发明所述的防烧损柔性中央传动系统制动及急转弯时，转向离合器先开启，转向摩擦片与转向钢片分离，不再向制动离合器传递动力。然后制动离合器开始闭合，实施制动。由于制动离合器闭合的过程中，转向离合器未向其传递动力，因此能够减少急转弯和制动过程中制动摩擦片、制动钢片的磨损，延长制动离合器使用寿命。

附图说明

图1为本发明防烧损柔性中央传动系统结构简图；

图2为本发明活塞位于行程S1处时离合器结构简图；

图3为本发明活塞位于行程S2处时离合器结构简图；

图4为本发明活塞位于行程S3处时离合器结构简图。

图5为本发明防烧损柔性中央传动系统结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供的一种实施例：一种防烧损柔性中央传动系统，包括伞齿轮1、花键轴2、转向离合器3、制动离合器4、输出轴5，转向离合器3由转向内毂36、转向摩擦片33、转向钢片32、转向外毂31、转向油缸体35和转向活塞34组成，转向内毂36通过内花键与花键轴2连接，是转向离合器3的输入端。转向摩擦片33通过内花键与转向内毂36连接，转向钢片32及转向活塞34通过花键或扭力销轴与转向外毂31连接。转向油缸体35与转向活塞34形成转向油腔37，制动离合器4由制动内毂44、制动摩擦片46、制动钢片45、壳体43、制动活塞42和碟簧41组成。转向外毂31与制动内毂44通过螺栓连接，制动内毂44通过内花键与输出轴5连接，能够实现动力从转向离合器3向输出轴5的传递。制动钢片45通过花键或扭力销轴与壳体43连接，壳体43通过螺栓固定在箱体上。制动内毂44通过外花键与制动摩擦片46连接。制动活塞42与转向活塞34通过螺栓刚性连接，并与制动内毂44形成制动油腔47。制动碟簧41安装在制动活塞42与转向外毂31之间。

优选的，该防烧损柔性中央传动系统的转向离合器和制动离合器能够实现三种状态：

一、转向离合器开启，制动离合器闭合，如图2所示。转向油腔37和制动油腔47均不充油。制动碟簧41产生的弹簧力将转向活塞34和制动活塞42推至S1处，制动活塞42压紧制动摩擦片46和制动钢片45，制动离合器4抱死，转向离合器3完全开启。该状态下，中央传动系统处于制动模式，使驱动轮停止转动。

二、转向离合器开启，制动离合器开启，如图3所示。制动油腔47和转向油腔37均充油。转向活塞34和制动活塞42在油液压力和碟簧力的工作作用下到达S2处。此时碟簧41高度被压缩至H1，产生的弹簧力为FS1，转向油腔37内油液压力FC和碟簧力FS1的共同作用力与制动油腔47内的油液压力FB平衡，即FC+FS1＝FB。该状态下，中央传动系统既不传递动力，也不制动，驱动轮在惯性作用下可继续转动。

三、转向离合器闭合，制动离合器开启，如图4所示。制动油腔47充油，制动活塞42和转向活塞34处于S3处，转向活塞34将转向摩擦片33和转向钢片32压紧，转向离合器3闭合，制动离合器4完全开启，制动碟簧41安装高度被压缩至H2，碟簧力增大至FS2，且弹簧力FS2<制动油液压力FB，该状态下，中央传动系统向后传递动力，驱动轮正常转动。

优选的，推土机切换行驶状态时，转向离合器和制动离合器的状态变化如下：

一、正常行车→刹车时：

正常行车时，制动油腔47充满压力油，转向离合器3闭合，制动离合器4开启，离合器状态如图4所示，经伞齿轮传递过来的动力依次经过花键轴2→转向内毂36→转向摩擦片33→转向钢片32→转向外毂31→制动内毂44→输出轴5，最终传递至驱动轮，实现车辆行驶，动力传递路线见图4，踩刹车后，制动油腔47泄油，在碟簧41作用下，制动活塞42和转向活塞34向制动离合器4方向移动，当活塞达到行程S2处时，转向离合器3开启，切断动力传递，状态如图3所示，活塞继续运动至行程S1处时，制动离合器4抱死，实施制动，状态如图2所示；

二、正常行车→转弯时：

开始转弯时，制动油腔47仍维持充满压力油的状态，同时转向油腔37开始充油，当转向油腔37内油液压力与碟簧力共同作用下能够克服制动油腔47内油液压力时，转向活塞34和制动活塞42开始朝远离转向离合器3的方向移动，活塞达到S2处时，转向离合器3和制动离合器4均处于开启状态，如图3所示，此时从伞齿轮传递过来的动力被切断，但不制动，驱动轮在惯性作用下继续转动，但速度降低，另一侧驱动轮正常行驶，两侧速度差实现车辆慢转弯，继续操纵转向手柄，制动油腔47和转向油腔37均泄油，碟簧41推动制动活塞42和转向活塞34继续向制动摩擦片46方向移动，到达S1处时，制动活塞42将制动摩擦片46和制动钢片45压紧，此时制动离合器4抱死，实施制动，如图2所示，另一侧驱动轮正常行驶，两侧速度差实现车辆急转弯；

三、刹车(或转弯)→正常行车时：

制动油腔47充油，油液压力推动活塞从S1处(图2)向制动离合器4方向移动，首先到达S2处，制动离合器4和转向离合器3均开启，如图3所示，最终到达S3处，制动离合器4开启，转向离合器3闭合，如图4所示，动力能够重新传递至输出轴，车辆恢复正常行驶。

上盖3、盘4和壳体5通过螺栓固定在箱体上，上述三个零件内部均设有转向油道和制动油道，油管2一端安装在上盖3的油道孔中，另一端安装在箱体1上，与盘4中的油道孔对应。油管2是压力油从上盖3流入盘4的通道，也可以用设置于箱体1内部的油道取代油管2，制动离合器6包括制动内毂61、制动油缸体62、制动摩擦片63、制动钢片64、扭力销轴65、制动活塞66、碟簧67、制动压盘68和轴承69，制动油缸体62通过螺栓固定在壳体5上，内部设有转向油道和制动油道，分别将转向压力油和制动压力油从壳体5引入制动内毂61的转向油道和制动油道中，制动内毂61通过轴承69安装在制动油缸体62上，内孔面上设置有与输出轴10上的花键配合的内花键，是制动离合器6的输出端，制动内毂61内部设有转向油道和制动油道，分别将转向压力油和制动压力油从制动油缸体62引入转向外毂71和制动油腔610中，制动内毂61上设有外花键，与带有内花键的制动摩擦片63啮合，制动内毂61与制动活塞66之间形成制动油腔610，制动摩擦片63通过内花键与制动内毂61连接，制动钢片64上设有圆周均布的销孔，扭力销轴65穿过钢片64上的销孔，一端安装在壳体5上的销孔中，另一端安装在制动压盘68上的销孔中，制动压盘68通过螺栓固定在壳体5上，制动活塞66通过螺栓和套筒611与转向活塞72固定地连接在一起，碟簧67安装在制动活塞66与转向外毂71之间。

转向离合器7包括转向外毂71、转向活塞72、转向油缸体73、转向摩擦片74、转向光片75、扭力销轴76、转向内毂77、转向压盘78和轴承79，转向油缸体73、转向外毂71通过螺栓与制动内毂61连接在一起，是转向离合器7的输出端，转向压力油流经转向外毂71和转向油缸体73中的内部油道进入转向油缸体73和转向活塞72形成的转向油腔710中，转向活塞72和转向钢片75上均设有圆周均布的销孔，扭力销轴76穿过活塞72和钢片75上的销孔，一端安装在转向外毂71上的销孔中，另一端安装在转向压盘78上的销孔中，转向压盘78通过螺栓安装在转向外毂71上，转向摩擦片74通过内花键与转向外毂71连接，转向内毂77通过轴承79安装在转向油缸体73上，内孔上设有内花键与花键轴11连接，接收从伞齿轮9和横轴8传递来的动力，是转向离合器7的输入端。