杭州前进齿轮箱基本构造、原理、维护及使用

杭州前进齿轮箱基本构造、原理、维护及使用

双涡轮变矩器、行星变速箱，动力换档，机液控制为ZL40/50装载机配套

液力变速器结构图

ZL40/50液力变速器

基本参数

                                       ZL40                  ZL50                             

   额定输入功率 ：    114 kW               154 kW

    额定输入转速 ：   2000 r / min        2200 r / min

    变矩器型式 ：     单级、二相、四元件（双涡轮）

    变矩器零速变矩比(K0) ：     3.8～4.2

    输入输出中心距 ：     562.25 mm

    变速箱型式 ：      2前1倒、动力换档 、行星结构

    速比 ：   前进  Ⅰ档 2.155  Ⅱ档 0.578                               倒退 Ⅰ档 1.577

    变速器操纵方式 ：    机液操纵

液力变矩器

泵轮+一级涡轮+二级涡轮+导轮（单级、二相、四元件式）

内部液流方向：泵轮—涡轮—导轮—泵轮……

变矩器主要性能参数

变矩比K     K=涡轮扭矩/泵轮扭矩

                    K0=变矩器传动比i为0时的K值

效率 n         约为80~90%

能容Mp    指泵轮在1000r/min时所能吸收的扭矩

循环圆  循环空间的轴截面（通过旋转轴的截面）

典型工况：

     1）起动工况：i=o时的工况

     2）最高（最佳）效率工况

     3）高效工作区：效率值大于给定值（通常为75%）区域

     4）偶合工况：变矩系数K=1

变矩器的结构原理

变矩器由泵轮、涡轮和导轮三种旋转元件所组成，由这三个工作轮组成一个循环圆系统。液体按上述顺序通过循环圆流动，发动机的机械能，通过泵轮转换为液体的动能，再由涡轮转换为机械能，变速器内的供油泵不断地把压力油供给变矩器，这样才能使变矩器工作起作用，即增加发动机的输出扭矩，同时通过经变矩器排出的油带走变矩器内产生的热量并将热量排出。

变矩器可以通过二种方式改变其能容：1：是改变泵轮的叶片角。2：是相似放大或缩小(即按同一几何比例改变)循环圆直径和其他部份的尺寸。

变矩器的主要功能

实现无级变速，增加发动机牵引力，改善发动机的工作特性，防止机械作业时发动机熄火，改善变速器的换档品质，有利于动力换档。

通过变矩器，输出转速可无级变化，驱动扭矩能自动适应所需的负载扭矩，当涡轮转速达到泵轮转速的80%时，变矩比接近1，涡轮扭矩等于泵轮扭矩，此时，变矩器相当于一个偶合器。

变矩器的这种自动适应性，使它特别适用于起步频繁，路面条件复杂或工作负荷变化较大的自卸车、工程机械和军用车辆，它能使驾驶员减轻劳动强度，并有更多的精力用于操作工作装置。

变矩器的工作特性

由于变矩器通过液体为介质而传递动力，所以又具有传动平稳，零件受到的冲击振动较小等优点，这对于要求高舒适性的轿车或大功率的传动装置也有较重要的意义。

但是由于变矩器的油液在运动中有种种损失，如涡流、冲击磨擦等，所以其传动效率比机械传动低，其较高的效率约85%，零速工况时则为零，所以变矩器在应用时特别要注意适用性，并配备一定容量的散热器。

液力变速器传动原理图

 

动力换挡变速箱

特点和用途：本变速器由液力变矩器和动力换档机械变速器两部分组成，具有结构简单，工作可靠，操纵方便和传动效率高的特点。用于载荷和速度变化比较频繁的以四轮驱动的工程机械（如装载机）的动力传动。

动力换挡：可在不切断动力情况下进行升降挡操作通过带有湿式摩擦片的离合器实现

动力箱主要有齿轮、离合器、轴、箱体等组成行星式结构

操纵油压：　　　　1.10~1.40Mpa

变矩器进口油压：    0.30~0.45Mpa

变矩器出口最高允许温度：     120。C

超越离合器原理图

超越离合器工作原理

变矩器二级涡轮的动力经输入二级齿轮传至中间输入轴，变矩器一级涡轮的动力传至输入一级齿轮，再传至大超越离合器外环齿轮；当外负荷较小时，因变速箱中间输入轴比大超越离合器外环齿轮的转速高，使大超越离合器滚柱空转，此时二级涡轮单独工作。

当外负荷增加时，迫使变速器中间输入轴转速逐渐下降（此时发动机转速基本不变），如中间输入轴的转速小于大超越离合器，外环齿轮转速时滚柱被楔紧，由一级涡轮传来的动力经滚柱传至大超越离合器凸轮，由于凸轮与中间输入轴为螺栓联接，故此时一级涡轮与二级涡轮同时工作。

液力变速器液压原理图

液压控制系统

液压控制系统必须满足下列工作要求，保证有稳定的控制压力，为液力变矩器提供传递介质——油，换档时使各档摩擦元件能迅速而平顺地结合，维持变矩器内一定的油压，以免气蚀，提供足够的油量保证润滑和散热的需要，其他要求如微动、制动时自动脱档，闭锁、换档解锁等。

液压控制系统

液压控制分类：机液控制，电控液动，自动控制

机液控制：靠人工控制阀杆，由阀杆控制油的流向。

电控液动：换档时，人是通过控制电气选择器使接通电磁阀，再由电磁阀控制油的流向。

自动控制：在驾驶员给定的速度范围内，自动控制器能根据车辆的负荷，速度确定换档时   机和档位，并动接通相应的电磁阀进行换档，必要时驾驶员也可干预换档。

操作、维护和保养

换挡和换向

在启动发动机时应将变速杆置于空档位置！

变速器换档时应先减速行驶！

换向时应先停车再挂档！

加油及油位检查

必须在发动机处于怠速工况、停车挂空挡及变速器处于正常工作的热平衡温度（装载机一般为60~80 ℃，压路机一般为50℃左右)时来检查、控制油面高度。

检查时机液控制的换挡（向）阀杆或电液控制的选择器手柄必须置于空挡位置。

说明书中用油量为参考值，需考虑到冷却器、两根油管、变矩器等的油量；油量不足有可能造成牵引无力，油位过高则可能引起变速器温升及透气帽的冒油现象。

ZL50系列液力变速器采用8号液力传动油，或选用符合SAE15W-40标准的传动油。

液力变速器决不允许用普通的齿轮油、机油作为传动及润滑油。不清洁及不合规定的油品将造成变速器工作异常！

变速箱油液的清洁度对变速液压系统的元件，如油泵、操纵阀等性能及寿命影响较大，因此必须保持油液的清洁度，变速箱油应按规定期限更换。

驾驶室内监控的润滑油温应为变矩器的出口油温，其温度最大不得超过120 ℃ 。正常工作油温应在80~100 ℃之间。

油位检查方法

1）将车辆停于平坦地方；

2）变速器换挡手柄置于空挡位置“N”；

3）变速器工作温度在正常范围之内；

4）发动机处于怠速工况，转速约为        1000r/min；

5）40 ℃时油位应在检油塞之间；

6）80 ℃时油位应在检油塞之上。

换油及滤清器的更换

首次换油为100工作小时后，以后每隔1000工作小时或一年（以先到为准）换一次油。

换油时应将车辆置于平地，尽量排干变速箱内的旧油，包括散热器及相关管路。

变速器油温在40℃时放油效果最佳。

每次换油必须同时清洗（或更换）滤清器！

日常工作时应注意滤清器内的旁通阀是否是开启状态。

日常保养

保养分为50、200、600、2400工作时保养。

50小时（周）保养（1）检查油位。（2）检查变速器操纵装置等。

200小时（月）保养：清洗（或更换）滤清器、清洗油底壳。

600小时（季）保养：（1）变速箱更换新油。（2）清洗（或更换）滤清器、清洗油底壳。

2400小时（年）保养：对变速箱、变矩器进行解体检查，更换易损件，必要时调整或更换零部件。

注意：变速器应由专业人员或在其指导下进行维修及拆检！

常见故障分析及排除方法

以下介绍的是ZL40/50系列变速器的一些常见故障（异常现象）及相应的简易排除方法。有些故障可由用户自行排除；如变速器的故障涉及到维修或拆检，请由专业人员或在其指导下进行。如遇到表中未涉及或非表中所分析的故障或异常现象，应由专业人员进行现场分析并确定相应的解决措施。

1）发动机正常运转但不能行驶

未挂上挡 → 检查操纵阀杆是否回位，拆检后找出不能回位原因并排除之（机控）；

变速箱内油位过低 → 按要求补充新油

变速操纵阀的制动阀杆不能回位→拆检制动阀杆、找出不能回位原因

变速油泵损坏或油封渗漏造成供油不足 → 更换新件，检查密封面及油封

2）驱动力不足

变矩器入口油压低 → 检查变速箱油位；更换或清洗滤清器及粗滤网；检查操纵阀中的压力控制阀及制动脱档阀是否正常。

主压力偏低（理论值1.10~1.40MPa）。

离合器打滑 → 检查各离合器油压及活塞油封；检查有无过载现象。

发动机转速不够 → 检查发动机。

3）控制压力（主压力）偏低、不稳或表跳

减压阀调整不当 → 重新调整

油滤器堵塞 → 清洗滤油器；

油泵失效 → 更换新件；

离合器活塞油封严重漏油 → 更换油封（异形密封环）

4）润滑油温过高

变速箱内油位过高或过低 → 按要求注油

长期重负荷工作 → 暂停作业，待冷却后再行工作

制动器抱死或拖带严重 → 检查并进行调整

轴承烧损、油路不畅 → 更换烧损零件、检查油路及油泵

离合器打滑或烧损 → 检查工作压力，更换烧损零件

冷却器损坏 → 检查冷却器（正常情况下润滑油在冷却器内的进出油口的温差在10℃左右）

车辆内其它零部件过热经热传导后导致变速器过热 → 检查其它零部件（桥、发动机等）是否正常

5）紧急制动后挂不上档

气制动阀踏板限位钉调整不当，气制动阀不能彻底回位 → 重新调整踏板限位螺钉，使气动阀能彻底回位

气制动阀活塞卡住，解除制动后不能回位 → 清洗检修活塞

制动阀杆卡住 → 拆检制动阀杆

变速器安装与联接的注意事项和要求

与发动机联接

与油泵的联接

与传动轴的联接

精滤器的选用与安装

冷却器的选用与安装