D7R Series 2 Track-Type Tractor Power Train Caterpillar


Transmission

Usage:

D7R II ABJ

简介

变速箱采用五个液压启动的离合器。 离合器的不同组合使变速箱可以提供三个前进速度档和三个倒档速度档。 速度和方向通过电子方式控制。



图 1g00489563
离合器操作(典型示例)
(A) 活塞
(B) 弹簧
(C) 离合器盘
(D) 离合器壳体
(E) 摩擦盘
(F) 齿圈

这五个变速箱离合器都是盘式离合器。 这些离合器都有独立的壳体。

每个离合器都有摩擦片 (E) 和离合器盘 (C)。 摩擦片 (E) 的内齿与齿圈 (F) 的外齿相啮合。 离合器盘 (C) 外径上的槽口与离合器壳体中的销相互啮合。 这些销可以防止离合器盘旋转。

弹簧 (B) 位于离合器壳体 (D) 和活塞 (A) 之间。 弹簧处于压缩状态。

当活塞后方区域内的油压升高时,活塞向右移动。 活塞克服弹簧 (B) 的力移动,将摩擦片和离合器盘推到一起。 此时离合器接合。 摩擦片会防止齿圈 (F) 旋转。

当活塞 (A) 后方区域中的压力降低,弹簧 (B) 的力使活塞向左移动时,离合器释放。 此时摩擦片和离合器盘移动分开,离合器分离。

变速箱离合器接合(表)

表 1
变速箱离合器接合 

车速 

方向 
接合的离合器 
第一档  前进  2 和 5 
第二档  前进  2 和 4 
第三档  前进  2 和 3 
空档 
第一档  后退  1 和 5 
第二档  后退  1 和 4 
第三档  后退  1 和 3 

必须使档位离合器和方向离合器都接合才能通过变速箱传递动力。 表 1 中列出了针对不同前进档和后退档接合的离合器组合。

变速箱部件



图 2g01221193
变速箱的截面图
离合器在编号圆圈中标出。
(1) 耦合齿轮
(2) 倒档(1 号离合器)
(3) 托架(2 号和 3 号离合器)
(4) 前进(2 号离合器)
(5) 齿圈(2 号离合器)
(6) 第三档 (3 号离合器)
(7) 齿圈(3 号离合器)
(8) 第二档 (4 号离合器)
(9) 齿圈(4 号离合器)
(10) 第一档 (5 号离合器)
(11) 轮毂
(12) 托架(4 号离合器)
(13) 太阳齿轮(4 号离合器)
(14) 输入轴
(15) 输出轴
(16) 行星齿轮(4 号离合器)
(17) 太阳齿轮(3 号离合器)
(18) 行星齿轮(3 号离合器)
(19) 行星齿轮(2 号离合器)
(20) 太阳齿轮(2 号离合器)
(21) 齿圈(1 号离合器)
(22) 行星齿轮(1 号离合器)
(23) 太阳齿轮(1 号离合器)
(24) 托架(1 号离合器)

变速箱固定在机器后部主壳体上。 扭矩分配器的动力由驱动轴传递到输入轴 (14)。 动力从变速箱流经输出轴 (15)。 随后动力经过输出轴输送至分动器。

变速箱采用五个液压启动的离合器。 1 号和 2 号离合器为方向离合器。 这些离合器位于变速箱后部。 1 号离合器为倒档方向离合器。 2 号离合器为前进档方向离合器。

3 号、4 号和 5 号离合器为档位离合器。 3 号离合器启动第三档。 4 号离合器启动第二档。 5 号离合器启动第一档。 5 号离合器是唯一用于转向的离合器。

空档



图 3g01221209
当变速箱处于空档时的动力流动。 3 号离合器接合。
离合器在编号圆圈中标出。
(3) 托架(2 号和 3 号离合器)
(6) 第三档 (3 号离合器)
(7) 齿圈(3 号离合器)
(14) 输入轴
(15) 输出轴

当变速箱处于空档时,3 号离合器 (6) 接合。 3 号离合器会固定齿圈 (7) 不动。 齿圈 (7) 连接至 2 号和 3 号托架。

当 3 号离合器 (6) 接合时,输入轴 (14) 转动,但输出轴 (15) 保持静止。

第一档前进档



图 4g01221211
当变速箱处于第一档前进档时的动力流动。 2 号离合器和 5 号离合器接合。
离合器在编号圆圈中标出。
(3) 托架(2 号和 3 号离合器)
(4) 前进(2 号离合器)
(5) 齿圈(2 号离合器)
(6) 第三档 (3 号离合器)
(7) 齿圈(3 号离合器)
(8) 第二档 (4 号离合器)
(9) 齿圈(4 号离合器)
(10) 第一档 (5 号离合器)
(11) 轮毂
(12) 托架(4 号离合器)
(13) 太阳齿轮(4 号离合器)
(14) 输入轴
(15) 输出轴
(16) 行星齿轮(4 号离合器)
(17) 太阳齿轮(3 号离合器)
(18) 行星齿轮(3 号离合器)
(19) 行星齿轮(2 号离合器)
(20) 太阳齿轮(2 号离合器)

变速箱处于第一档前进档时,5 号离合器 (10) 和 2 号离合器 (4) 接合。

2 号离合器会固定齿圈 (5) 不动。 5 号离合器将轮毂 (11) 连接至 4 号托架 (12) 和 3 号齿圈 (7)。

输入轴 (14) 转动 2 号太阳齿轮 (20)。 2 号太阳齿轮转动 2 号行星齿轮 (19)。 2 号离合器会固定齿圈 (5) 不动。 接着,行星齿轮 (19) 在齿圈内部转动。

行星齿轮的移动使 2 号和 3 号托架 (3) 与输入轴 (14) 同方向转动。 2 号和 3 号托架转动时,3 号行星齿轮 (18) 随之转动。

3 号行星齿轮会转动 3 号离合器齿圈 (7)。 3 号行星齿轮也转动 3 号太阳齿轮 (17)。 3 号太阳齿轮转动输出轴 (15)。

齿圈 (7) 转动 4 号托架 (12)。

4 号行星齿轮 (16) 连接至 4 号齿圈 (9)。 齿圈 (9) 通过接合的 5 号离合器连接至轮毂 (11)。 动力从托架 (12) 流向行星齿轮 (16)、齿圈 (9) 和 5 号离合器。 随后动力经由轮毂 (11) 流向输出轴 (15)。

于是,传递至输出轴 (15) 的扭矩通过 3 号太阳齿轮 (17)、4 号太阳齿轮 (13) 和轮毂 (11) 进行分配。 动力从输出轴通过分动器和伞齿轮流到转向差速器和行星齿轮。

第二档前进档

变速箱处于第二档前进档时,4 号离合器 (8) 和 2 号离合器 (4) 接合。

2 号离合器会固定 2 号离合器齿圈 (5) 不动。 4 号离合器会固定 4 号离合器齿圈 (9) 不动。 输入轴 (14) 转动 2 号太阳齿轮 (20)。 2 号太阳齿轮转动 2 号行星齿轮 (19)。

2 号离合器保持齿圈 (5) 静止。 接着,行星齿轮 (19) 在齿圈内部转动。 行星齿轮 (19) 的移动使 2 号和 3 号托架 (3) 与输入轴 (14) 同方向转动。

2 号和 3 号托架转动时,3 号行星齿轮 (18) 随之转动。 3 号行星齿轮会转动 3 号离合器齿圈 (7)。 3 号行星齿轮也转动 3 号太阳齿轮 (17)。 3 号太阳齿轮 (17) 转动输出轴 (15)。 齿圈 (7) 转动 4 号托架 (12)。

4 号离合器保持齿圈 (9) 静止。 接着,行星齿轮 (16) 在齿圈内部转动。 行星齿轮 (16) 的运动使 4 号太阳齿轮 (13) 转动。 4 号太阳齿轮转动输出轴 (15)。

因此,输出轴 (15) 的扭矩通过 3 号太阳齿轮 (17) 和 4 号太阳齿轮 (13) 进行分配。 动力从输出轴通过分动器和伞齿轮流到转向差速器和行星齿轮。

第三档前进档

当变速箱处于第三档前进档时,2 号和 3 号离合器接合。

2 号离合器会固定 2 号离合器齿圈 (5) 不动。

3 号离合器会固定 3 号离合器齿圈 (7) 不动。 输入轴 (14) 转动 2 号太阳齿轮 (20)。 2 号太阳齿轮转动 2 号行星齿轮 (19)。

2 号离合器保持齿圈 (5) 静止。 接着,行星齿轮 (19) 在齿圈内部转动。 行星齿轮 (19) 的移动使 2 号和 3 号托架 (3) 与输入轴 (14) 同方向转动。

3 号离合器保持齿圈 (7) 静止。 2 号和 3 号托架 (3) 的移动使齿圈内的 3 号行星齿轮 (18) 转动。

行星齿轮 (18) 的运动使 3 号太阳齿轮 (17) 转动。 3 号太阳齿轮转动输出轴 (15)。

动力从输出轴通过分动器和伞齿轮流到转向差速器和行星齿轮。

第一档倒档



图 5g01221212
当变速箱处于第一档倒档时的动力流动。 1 号离合器和 5 号离合器接合。
离合器在编号圆圈中标出。
(1) 耦合齿轮
(2) 倒档(1 号离合器)
(3) 托架(2 号和 3 号离合器)
(6) 第三档 (3 号离合器)
(7) 齿圈(3 号离合器)
(8) 第二档 (4 号离合器)
(9) 齿圈(4 号离合器)
(10) 第一档 (5 号离合器)
(11) 轮毂
(12) 托架(4 号离合器)
(13) 太阳齿轮(4 号离合器)
(14) 输入轴
(15) 输出轴
(16) 行星齿轮(4 号离合器)
(17) 太阳齿轮(3 号离合器)
(18) 行星齿轮(3 号离合器)
(21) 齿圈(1 号离合器)
(22) 行星齿轮(1 号离合器)
(23) 太阳齿轮(1 号离合器)
(24) 托架(1 号离合器)

当变速箱处于第一档倒档时,1 号离合器 (2) 和 5 号离合器 (10) 接合。 1 号离合器保持 21 号离合器的齿圈 (1) 静止。 5 号离合器将轮毂 (11) 连接至 4 号托架 (12) 和 3 号齿圈 (7)。

输入轴 (14) 转动 1 号太阳齿轮 (23)。 1 号太阳齿轮转动 1 号行星齿轮 (22)。 1 号托架 (24) 与齿圈 (21) 之间采用直接机械连接。

1 号离合器保持齿圈 (21) 和 1 号托架 (24) 静止。 1 号行星齿轮 (22) 的旋转使耦合齿轮 (1) 以和输入轴 (14) 相反的方向转动。 耦合齿轮 (1) 与 2 号和 3 号托架 (3) 之间采用直接机械连接。

2 号和 3 号托架转动时,3 号行星齿轮 (18) 随之转动。 3 号行星齿轮会转动 3 号离合器齿圈 (7)。 3 号行星齿轮也转动 3 号太阳齿轮 (17)。 3 号太阳齿轮 (17) 转动输出轴 (15)。

齿圈 (7) 转动 4 号托架 (12)。 4 号托架连接至 4 号行星齿轮 (16)。 4 号行星齿轮连接至 4 号齿圈 (9)。 齿圈 (9) 通过接合的 5 号离合器连接至轮毂 (11)。 因此,动力从托架 (12) 流向行星齿轮 (16)、齿圈 (9) 和 5 号离合器。 随后动力经由轮毂 (11) 流向输出轴 (15)。

于是,传递至输出轴 (15) 的扭矩通过 3 号太阳齿轮 (17)、4 号太阳齿轮 (13) 和轮毂 (11) 进行分配。 动力从输出轴通过分动器和伞齿轮流到转向差速器和行星齿轮。

第二档倒档

当变速箱处于第二档倒档时,1 号离合器 (2) 和 4 号离合器 (8) 接合。

1 号离合器保持 21 号离合器的齿圈 (1) 静止。 4 号离合器会固定 4 号离合器齿圈 (9) 不动。

输入轴 (14) 转动 1 号太阳齿轮 (23)。 1 号太阳齿轮转动 1 号行星齿轮 (22)。 1 号托架 (24) 与齿圈 (21) 之间采用直接机械连接。

1 号离合器保持齿圈 (21) 和 1 号托架 (24) 静止。

1 号行星齿轮 (22) 的旋转使耦合齿轮 (1) 以和输入轴 (14) 相反的方向转动。 耦合齿轮 (1) 与 2 号和 3 号托架 (3) 之间采用直接机械连接。

2 号和 3 号托架转动时,3 号行星齿轮 (18) 随之转动。 3 号行星齿轮会转动 3 号离合器齿圈 (7)。 3 号行星齿轮也转动 3 号太阳齿轮 (17)。 3 号太阳齿轮转动输出轴 (15)。 齿圈 (7) 转动 4 号托架 (12)。

4 号离合器保持齿圈 (9) 静止。 接着,行星齿轮 (16) 在齿圈内部转动。 行星齿轮 (16) 的运动使 4 号太阳齿轮 (13) 转动。 4 号太阳齿轮转动输出轴 (15)。

因此,输出轴 (15) 的扭矩通过 3 号太阳齿轮 (17) 和 4 号太阳齿轮 (13) 进行分配。 动力从输出轴通过分动器和伞齿轮流到转向差速器和行星齿轮。

第三档倒档

当变速箱处于第三档倒档时,1 号离合器 (2) 和 3 号离合器 (6) 接合。

1 号离合器保持 21 号离合器的齿圈 (1) 静止。 3 号离合器会固定 3 号离合器齿圈 (7) 不动。

输入轴 (14) 转动 1 号太阳齿轮 (23)。 1 号太阳齿轮转动 1 号行星齿轮 (22)。 1 号托架 (24) 与齿圈 (21) 之间采用直接机械连接。

1 号离合器保持齿圈 (21) 和 1 号托架 (24) 静止。

1 号行星齿轮 (22) 的旋转使耦合齿轮 (1) 以和输入轴 (14) 相反的方向转动。

耦合齿轮 (1) 与 2 号和 3 号托架 (3) 之间采用直接机械连接。

3 号离合器保持齿圈 (7) 静止时,2 号和 3 号托架 (3) 的移动使齿圈内的 3 号行星齿轮 (18) 转动。

行星齿轮 (18) 的运动使 3 号太阳齿轮 (17) 转动。 3 号太阳齿轮 (17) 转动输出轴 (15)。 动力从输出轴通过分动器和伞齿轮流到转向差速器和行星齿轮。

空档怠职策略

空档怠职策略是编程设定到机器变速箱控制模块中的一个特性。 当变速箱处于空档并且变速箱 ECM 预期变速箱控制中的一个或多个部件发生故障时,空档怠职策略将防止机器移动或变速箱损坏。 变速箱 ECM 会连续比较变矩器输出转速传感器的数据与发动机转速传感器的数据,以检查传动系上有无必要的负载。

如果变速箱 ECM 检测到一个机器部件发生故障,则变速箱 ECM 中的空档怠职策略会使 3 号离合器分离。 如果动力传动系油温度低于 40 °C (104 °F) 且空档怠职策略仍处于启用状态,则会自动施加行车制动器。

注: 空档怠职策略只有在机器处于空档位置时才能启用。 空档怠职策略在操作员命令速度或方向离合器时分离。

空档怠职策略需要在稳定的变矩器转速和动力传动系机油温度下才能正常工作。 在机器起步期间,行车制动器会自动接合 10 秒,以使动力传动系稳定工作。 如果在这 10 秒期间将机器挂入档位,则变速箱 ECM 会释放行车制动器。 如果在开始的 10 秒内释放停车制动器并且推土机没有挂入档位,则行车制动器仍保持接合状态,直到这 10 秒期限之后循环停车制动器开关操作为止。

如果机器配备由 PTO 驱动的附件,则在空档时空档怠职策略即会启用。 如果机器处于空档位置并且不需要接合制动器,则应将动力传动系油加热到 40 °C (104 °F) 以上。

Caterpillar Information System:

Load Haul Dump Machine Machining & Welding Information Preheat, Interpass and Heat Input
2006/08/14 New Software Available for Payload Control System (PCS) {7494, 7620}
D6R Series III Track-Type Tractor General Information
990H Wheel Loader Hydraulic System Hydraulic System Troubleshooting
D6T Track-Type Tractor Power Train Transmission Hydraulic Control
D11T Track-Type Tractor Engine Supplement Refrigerant Condenser - Remove and Install
525C, 535C and 545C Wheel Skidders Power Train Torque Converter Stall - Test
D10T Track-Type Tractor Engine Supplement Radiator Guard - Tilt Back
2005/11/21 The Hydraulic Return Lines for the Cushion-Hitch Have Been Improved {5057, 5304}
2005/11/28 The Capacity For The Primary Fuel Filter Has Been Increased {1260}
C7 and C9 Engines for Caterpillar Built Machines System Configuration Parameters
2005/11/28 A Thicker Cover is Now Used on the Pivot Shaft Seal {4153}
D6R Series III Track-Type Tractor Power Train Hydraulic System
980H Wheel Loader Power Train Axle Oil Cooler Pump and Clutch
D6R Series III Track-Type Tractor Electronic Control System Components
980H Wheel Loader Braking System Service Brake System Pressure - Test
D6N Track-Type Tractor Seat
Installation of a 3306 Engine Emissions Upgrade Group for a D6D Track-Type Tractor {1000} Installation of a 3306 Engine Emissions Upgrade Group for a D6D Track-Type Tractor {1000}
525C, 535C and 545C Wheel Skidders Power Train Transmission Pressures - Test and Adjust
C7 and C9 Engines for Caterpillar Built Machines Electrical Power Supply Circuit - Test
C7 and C9 Engines for Caterpillar Built Machines Engine Pressure Sensor Open or Short Circuit - Test
2006/01/02 A New Hose Is Used for the Control Valve (Hydrostatic Drive) {5051, 5057}
2006/01/30 New Oil Drain Tube for the Turbocharger {1052, 1307}
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