Mechanical Application and Installation Guide for TH55-E70 and TH55-E90 Petroleum Transmissions{3030, 3101} Caterpillar

变速箱:

TH55FT-E70 (序列号: PCJ1-以上)

TH55FT-E90 (序列号: THE1-以上)

石油动力传动系组件:

TH55-E70-3512CP (序列号: PNY1-UP; PNZ1-UP)

导言

本文档是 Caterpillar 石油工业用变速箱应用和安装的基本参考和指南。 本文档的主要目的是协助工程师和设计师明确 TH55-E70 和 TH55-E90 石油变速箱的应用和安装。 本文档介绍 TH55 石油变速箱的机械部分，专门说明书, REHS2892, "TH55石油变速箱电气应用和安装指南"介绍该变速箱的电气部分。

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注意
机械的应用和安装指南与电气的应用和安装指南可以以电子文件存储和打印。 这些文件可能会定期修订。 为了确保您硬拷贝中专门说明书的版本是应用和安装指南的当前版本，请咨询当地的 Caterpillar 代表。 所有的纸质版本是不受控制的。 Caterpillar 保留更新、改进和/或更改 TH55-E70 和 TH55-E90 石油变速箱设计的权利。 由于设计和产品开发的不断更新，我们保留未经通知而随时修改本文件的权利。

TH55 变速箱参考资料

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注意
操作和保养手册以及安装指南可以以电子文件存储和打印。 这些文件会定期修订。 为确保您的纸质文件是当前版本，请咨询您的 Caterpillar 代表。 所有的纸质版本是不受控制的。

拆解和装配, KENR6062, "TH55-E70 和 TH55-E90 石油变速箱"

操作和保养手册, SEBU8208, "TH55-E70 和 TH55-E90 石油变速箱"

零件手册, SEBP4970, "TH55-E70 和 TH55-E90 石油变速箱"（纸质）

零件手册, SERP4970, "TH55-E70 和 TH55-E90 石油变速箱"（CD）

示意图, KENR5889, "TH55-E70 和 TH55-E90 石油变速箱电气系统"

维修手册, KENR5686, "TH55-E70 和 TH55-E90 石油变速箱"

专门说明书, REHS2892, "TH55-E70 和 TH55-E90 石油变速箱的电气应用和安装"

专门说明书, REHS2892, "TH55-E70 和 TH55-E90 石油变速箱的机械应用和安装"

专门说明书, REHS4541, " 软件配置指南"

专门说明书, REHS4553, " 石油变速箱许可应用指南"

专门说明书, REHS8262, "Caterpillar 石油压裂变速箱安装鉴定步骤"

系统操作, KENR6674, "机器监控系统"

技术规格/系统操作/测试和调整, KENR5689, "TH55-E70 和 TH55-E90 石油变速箱"

系统操作/故障排除/测试和调整, KENR5904, "TH55-E70 和 TH55-E90 石油变速箱"

台架测试步骤, REHS3488, "TH55-E70 和 TH55-E90 石油变速箱"

Caterpillar 参考资料

专门出版物, LEGW8099, "全球石油营销传播目录"

专门出版物, NENG2500, "Caterpillar 工具和车间设备指南"

专门出版物, PCCP9067, "常用零件、工具和油料目录"

专门出版物, PEHJ0007, "Cat Arctic"

专门出版物, PEHP6001, "如何获得好的油样"

专门出版物, PEHP7076, "了解 S·O·S 服务测试"

专门出版物, PEHP7506, "Cat TDTO"

专门出版物, PEHP8035, "Cat TDTO-TMS"

专门出版物, PEWJ0074, "滤清器和油液应用指南"

专门出版物, SEBF1020, "提高部件耐用性、管理油液清洁度"

专门出版物, SEBF8840, "污染物控制指南", ""肾形回路"过滤液压油系统的基本原理"

专门出版物, SEBU6250, "Caterpillar 机器推荐用的液体"

专门出版物, SCBU5898, "寒冷天气作业建议"

专门说明书, SEHS9031, " Caterpillar 产品的存储步骤"

维修手册, SENR3130, "扭矩技术参数模块"

补充参考资料

ISO 1940-1"旋转轴平衡"

LEBW4972"振动"

LEBW4973"噪音"

LEBW4974"安装"

LEBW4975"对准"

LEBW4995"石油应用和安装指南"

LECW2462"石油额定值指南"

LEDW0007"Cat Tier 4 油气工业解决方案"

LEDW8065"发动机和变速箱组件额定值指南"

LEDW8067"石油工业用变速箱"

LEHW0006"TH55-E70 和 TH55-E90 技术规格表"

LEKW7235"油井服务产品 CD"

SAE J754"Nomenclature" 该信息通常可在 SAE 手册中找到。

SAE J183"分类法"该信息通常可在 SAE 手册中找到。

SELF5446"保修"

产品保修和装备保护计划

Caterpillar 变速箱享有原厂标准产品保修。 Caterpillar 保险为所有生产产品提供延长范围的设备保护计划，具有不同的综合程度，可满足客户的个性化需求。 为了保证 Caterpillar 产品是全球获得最佳支持的产品，我们提供涵盖整个生命周期的解决方案。 有关供购买的延长范围项目的价格和细节随时更改，恕不另行通知。 建议客户从最近的 Caterpillar 代理商处获取标准产品保修声明和延长范围项目。

Caterpillar 设备保护计划可帮助客户实现以下目标：最大程度降低拥有成本和运营成本, 协助进行预防性保养, 使机器拥有最长的使用寿命, 最大的生产率, 最大的操作效率, 使服务部门保持最佳效率, 保证安全性, 满足法规要求, 控制预算和交付时间, 保持竞争力 和 为意外情况提供计划支持。 设备保护计划所涉的修理将使用原装 Caterpillar 零件执行且修理记录将保存在当地 Caterpillar 代理商处。 设备保修计划还可转移（可能要遵守一些限制条件）。 机器将维持更高的剩余价值并且对潜在买家而言更具吸引力且更具价值。

具有适当权限的内部 Caterpillar 员工可以在 Caterpillar 市场营销和产品支持部门网站上获得标准产品保修声明。 网站链接为："https://nacd.cat.com/cda/"

TH55-E70 和 TH55-E90 技术审查

Caterpillar 变速箱的设计和制造用来提供优良的价值。 但是，要实现终端用户的价值期望，在很大程度上取决于整个动力传动系的各种部件和系统的性能。 变速箱只是动力传动系的一部分。

在 OEM 应用请求的初始阶段，将需要评估发动机和变速箱的等级。 请参见""附录" "中的""许可应用" "和变速箱评级表来了解技术资料。 请联系应用工程师关于附加的工作循环信息和变速箱应用的当前额定值。

正确应用变速箱并且满足安装要求时，将能够达到变速箱的预期使用寿命。 Caterpillar 需要对 OEM 客户的初始变速箱安装进行强制性技术审查，这是变速箱可持续性销售的先决条件。 该验证是为了核实变速箱的性能。 验证还将更好地确保最终用户的满意度，并满足最终用户的期望。 另外，当对安装做出可能影响变速箱整体性能的更改时也需要进行审查。 做出该更改时，OEM 负责通知 Caterpillar。

该审查在 OEM 工厂由 OEM 人员在合格的 Caterpillar 技师的帮助下执行。 特别注意以下各项：冷却, 电气系统, 安装, 机械驱动, 维修方便性, 操作员安全 和 工作环境。 带有推荐的安装改进建议的 Caterpillar 安装检验报告的副本要提供给 OEM。 专门说明书, REHS8262, "Caterpillar 石油压裂变速箱安装鉴定步骤" 是检验报告的基础。 该检验报告记录变速箱安装的重要特性和详情，并将这些特征分为以下几个类别：

• 满意

• 临界满意

• 可能导致用户不满意

• 不满意

Caterpillar 应尽一切合理努力确保变速箱能够在 OEM 设备中正常运行。 OEM 应负责安装变速箱。 Caterpillar 对变速箱安装中的缺陷概不负责。

注: 安装人员负责考虑安装各个变速箱时相关系统可能导致的危险情况，并设法避免。 此指南中提供的关于避免危险状况的建议适用于所有的应用。 只有安装人员熟悉安装详情，因此这些只是一般建议。 本指南中提供的建议只应作为一般性的例子，无法包括所有设备的所有可能的危险。

术语

型号：TH55-E70 和 TH55-E90

T - 变速箱

H - Caterpillar 运输版本的衍生本

55 - 离合器直径尺寸（单位：厘米）

E - 发动机安装的配置总成

7 - 前进档传动比数量

0 - 倒档传动比数量/变速箱停车档

型号：TH55-E90

T - 变速箱

H - Caterpillar 运输版本的衍生本

55 - 离合器直径尺寸（单位：厘米）

E - 发动机安装的配置总成

9 - 前进档传动比数量

0 - 倒档传动比数量/变速箱停车档

含集成变矩器：

型号：TC64-ESLF 或 TC58-ESLF

T - TBU 部件（变速箱业务部门 (TBU)）

C - 变矩器

64 和 58 - 变矩器环面尺寸（单位：厘米）

E - 发动机安装式

S - 单级回路

L - 锁定离合器选项

F - 自由轮选项

检查和运输清单

根据装箱单检查变速箱装运以确保所有需要的动力传动系部件都包括在内。 购货单和装箱单可能不同。 然而，安装人员需要下列部件：

• 扭转发动机接头

• 飞轮总成（包括用于非 Caterpillar 发动机时的配置总成）。

• 发动机至变速箱的安装总成

• 文献总成（操作和保养手册）

• 飞轮壳接头总成（包括用于非 Caterpillar 发动机时的配置总成）。

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注意
不要通过轴端或钟形壳体起吊变速箱。 只能使用提供的起吊点。 因为变速箱装运时没有油，操作变速箱前必须先加油。

序列号铭牌和通用警告贴纸位置

图 1 显示了 TH55-E70 和 TH55-E90 变速箱上的序列号铭牌和通用警告贴纸的位置。

图 1	g03421852
左视图 带有整体式泵驱动装置的 TH55 石油变速箱 (1) 通用警告贴纸 (2) 序列号铭牌

图 2 显示了变速箱序列号铭牌。

图 2	g01677299
序列号铭牌

图 3 显示了通用警告贴纸。

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在阅读和了解《操作和保养手册》中的指示和警告之前，请勿操作机器。 不遵守这些警告，可能会导致人身伤亡。

图 3	g00934493
通用警告贴纸

动力传动系压力

图 4	g02154680
右视图 (3) 润滑压力 (4) 变矩器进口（选装） (5) 主供油 (6) 离合器 6 (7) 离合器 5 (8) 离合器 4 (9) 离合器 3 (10) 离合器 2 (11) 离合器 1 (12) 变矩器进口 (13) 锁定离合器 (14) SOS 取样口（变速箱控制装置） (15) 泵压力口（变速箱控制装置） (16) SOS 取样口（变矩器） (17) 泵压力口（变矩器）

图 5	g03422019
左视图 (50) 润滑压力口

表 1

TH55-E70 和 TH55-E90 动力传动系压力
测压口	说明	低怠速 (1)	高怠速 (2)
3	润滑压力 (4)	110 ± 35 kPa (16 ± 5 psi)	330 ± 35 kPa (48 ± 5 psi)
4 (3)	变矩器进口（选装）	210 ± 70 kPa (30 ± 10 psi)	830 ± 70 kPa (120 ± 10 psi)
5	主供油	2410 ± 70 kPa (350 ± 10 psi)	2900 ± 70 kPa (420 ± 10 psi)
6	离合器 6	2520 ± 70 kPa (366 ± 10 psi)	2760 ± 70 kPa (400 ± 10 psi)
7	离合器 5	2170 ± 70 kPa (315 ± 10 psi)	2280 ± 70 kPa (330 ± 10 psi)
8	离合器 4	1930 ± 70 kPa (280 ± 10 psi)	1900 ± 70 kPa (275 ± 10 psi)
9	离合器 3	1790 ± 70 kPa (260 ± 10 psi)	1830 ± 70 kPa (265 ± 10 psi)
10	离合器 2	2100 ± 70 kPa (305 ± 10 psi)	2210 ± 70 kPa (320 ± 10 psi)
11	离合器 1	2340 ± 70 kPa (340 ± 10 psi)	2410 ± 70 kPa (350 ± 10 psi)
12	变矩器进口	210 ± 70 kPa (30 ± 10 psi)	830 ± 70 kPa (120 ± 10 psi)
13	锁定离合器	0 psi	2413 ± 70 kPa (350 ± 10 psi)
14	SOS 取样口（变速箱控制装置）		2930 ± 70 kPa (425 ± 10 psi)
15	泵压力口（控制装置）	2520 ± 70 kPa (366 ± 10 psi)	2930 ± 70 kPa (425 ± 10 psi)
16	SOS 取样口（变矩器）		830 ± 70 kPa (120 ± 10 psi)
17	泵压力口（变矩器）	210 ± 70 kPa (30 ± 10 psi)	830 ± 70 kPa (120 ± 10 psi)
50	润滑压力 (4)	110 ± 35 kPa (16 ± 5 psi)	330 ± 35 kPa (48 ± 5 psi)

( 1 )	油池温度为 60° C (140° F)、转速为 600 rpm 时的规定值
( 2 )	达到 60° C (140° F) 油池温度和 1900 rpm 时的规定值
( 3 )	选装测试口（并非所有装置上都有）
( 4 )	检查润滑压力的正确位置是在测压口 (3) 。

变速箱传动比和离合器分配

TH55-E70 变速箱有七个前进档，没有倒档。 TH55-E90 变速箱有九个前进档，没有倒档。 传动比和离合器分配可参见表 2 和 3。

表 2

TH55-E70 变速箱离合器分配
操作	传动比	离合器						LUC 接合时输入转速为 1900 RPM 的变速箱输出转速（RPM）
		1	2	3	4	5	6
停车档	-				O		O	−
失速	-	O			O		O	−
空档	-	O						−
前进 1 档	6.248		O				O	304
前进 2 档	4.585	O					O	414
前进 3 档	3.378			O			O	562
前进 4 档	2.484	O				O		765
前进 5 档	1.831			O		O		1038
前进 6 档	1.357	O			O			1400
前进 7 档	1.000			O	O			1900

表 3

TH55-E90 变速箱离合器分配
操作	传动比	离合器						LUC 接合时输入转速为 1900 RPM 的变速箱输出转速（RPM）
		1	2	3	4	5	6
停车档	-				O		O	−
失速	-	O			O		O	−
空档	-	O						−
前进 1 档	4.672		O				O	407
前进 2 档	3.429	O					O	554
前进 3 档	3.029		O			O		627
前进 4 档	2.526			O			O	752
前进 5 档	2.222	O				O		855
前进 6 档	1.849		O		O			1028
前进 7 档	1.638			O		O		1160
前进 8 档	1.357	O			O			1400
前进 9 档	1.000			O	O			1900

变速箱干重量

TH55 ... 2781 - 2917 kg (6131 - 6431 lb)

连接器 ... 136 kg (300 lb)

海拔限制

注: 没有海拔限制。

发动机盘车要求

原始设备制造商需要为发动机和辅助从动部件提供足够的冷天盘车动力。 发动机驱动的 PTO 和 PTO 上 OEM 额外安装的设备会增加冷天发动机的盘车要求。

起吊

图 6	g00103219

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注意
千万不要折弯吊环螺栓和支架。 吊环螺栓和支架只能承受张力负荷。 要记住当支承构件和物体之间的角度小于90°时，吊环螺栓的承载能力变小。 当必须在某一角度搬移部件时，只能使用具有适当额定载荷的连杆支架。

较重部件的移动需要起吊机和吊具以保证平衡和安全。 安放起吊机使其方便水平起吊变速箱，并使用可调整的吊梁提升变速箱。 撑杆宽度应足够防止接触变速箱。 所有的支撑件（吊链与钢丝绳）应当彼此平行，并与正在起吊的物体的顶面保持垂直。 改动吊耳或吊具会使吊耳或吊具失效。 使用规格合适的吊链、钢丝绳和吊具。

图 7	g02155428
右视图 (18) 后变速箱安装件和吊耳 (19) 变矩器壳体起吊板 (20) 底座支架

• 带干燥油池和发动机联轴器的 TH55 变速箱的重量约为 2917 - 3053 kg (6430 - 6730 lb)。

• TH55 变速箱可接受的起吊点可参见图 7。 变速箱的设计确保可以水平放置于变速箱底座支架上，如图 7 所示。

• 起吊时必须注意避免损坏安装在变速箱外部的下列部件：ECM, 电磁阀, 导线线束, 软管 和 传感器。

• 不建议使用吊环螺栓来起吊此变速箱。

系紧

应使用图 7 中所示的后变速箱吊耳来系紧 TH55 石油变速箱的后部。 可在变矩器壳体上使用批准的束带或链条来系紧 TH55 石油变速箱的前部。

许可的应用

Caterpillar TH55-E70 和 TH55-E90 变速箱专为石油应用而设计，并经批准用于专门说明书, REHS4553, "石油变速箱许可应用指南"所列的石油应用。

Caterpillar TH55-E70 和 TH55-E90 变速箱批准用于表 4 中所列的 Caterpiller 发动机。

表 4

发动机额定功率/发动机峰值额定扭矩/Caterpillar 性能参数
发动机和认证	工业评级
	A	B	C	D	E
3512B (Tier I) 1.6% 扭矩储备	未审批	未审批	未审批	无评级	2250 hp 6319 lb-ft DM4584
3512C (Tier II) 1.6% 扭矩储备	无评级	无评级	无评级	无评级	2150 hp 6359 lb-ft DM8314
					2250 hp 6319 lb-ft DM8305
3512C (Tier II) 7% 扭矩储备	无评级	无评级	无评级	无评级	2150 hp 6359 lb-ft DM8315
					2250 hp 6656 lb-ft DM8306
					2350 hp 6951 lb-ft DM8319
					2500 hp 7396 lb-ft DM8310

注: TH55-E70 石油变速箱批准用于 MTU 12V4000、16V4000 和康明斯 QSK50 及 QSK60 发动机（额定功率为 2250 hp 至 3000 hp）。 2500 hp 以上的应用需要使用特殊联轴器和软件。 参考表 8。

其他应用和发动机可经批准用于 TH55 石油变速箱。 请参考专门说明书, REHS4553, "石油变速箱许可应用指南"以了解更多信息。 对于未列在许可应用指南中的应用，可提交应用审批申请以供考虑。 Caterpillar Powernet 网站上有针对新申请的应用数据表单。 应通过 "http://applicationsupport.cat.com" 的应用支持中心（ASC）向 Caterpillar 动力传动系系统（变速箱）业务部门提交询问。

变速箱特性和识别

图 8	g02833481
右视图 (3) 润滑压力连接器 (4) 变矩器进口（选装） (5) 测试口（变速箱供油压力） (6) 测试口（离合器 6 压力） (7) 测试口（离合器 5 压力） (8) 测试口（离合器 4 压力） (9) 测试口（离合器 3 压力） (10) 测试口（离合器 2 压力） (11) 测试口（离合器 1 压力） (12) 变矩器进口压力连接器 (13) 锁定离合器压力连接器 (18) 后变速箱安装件和吊耳 (19) 变矩器壳体起吊板 (21) 冷却器返回口（SAE-32） (22) 发动机输出转速传感器（传感器由客户连接） (23) TIS（变速箱输入传感器）维修盖 (24) 通气孔和机油加注位置 (25) 滤清器旁通开关 (26) 机油泵出口（经机油滤清器到控制装置） (27) 机油泵出口（经机油滤清器到变矩器进口） (28) 飞轮壳接头 (30) 变矩器 (31) PTO 安装件（SAE J704 8 螺栓安装件，顺时针旋转，转速比 0.91:1） (32) 变矩器进口（来自机油滤清器总成及控制装置） (33) 变矩器进口安全阀 (34) 变矩器输出转速传感器 (35) 变速箱输出转速传感器（供用户使用） (46) 肾形回路连接口（三个之中的一个）（SAE J1926 #16 端口，1 5/16 - 12 直螺纹 O 形密封圈）

图 9	g03422116
左视图 (2) 序列号铭牌 (36) 机油泵吸油管 (37) PTO SAE "C" J744 14 齿花键（逆时针旋转，两个和四个螺栓泵安装件），转速比 1.21:1 (38) 变矩器温度传感器 (39) 客户接口接头（40 针插座） (40) 诊断接头 (41) Produck Link 远程监控接头 (42) 电子控制模块 (43) 变速箱控制塔 (44) 变速箱输出转速传感器 (45) 输出法兰（GWB 390.65（2500 hp）或 GWB 390.70（3000 hp）） (46) 肾形回路连接口（三个之中的一个）（SAE J1926 #16 端口，1 5/16 - 12 直螺纹 O 形密封圈） (47) 油池加热器端口 SAE J1926 #32 端口（2 1/2 - 12 - 直螺纹 O 形密封圈）（变速箱机油加热器的相应位置） (48) 机油油位目测表 (49) 来自机油冷却器的润滑安全阀进口（SAE-32 联轴器） (50) 冷却器出口 (51) 吸油滤网罩（要求 330 mm (13 in) 间隙） (52) 至机油冷却器的变矩器出口（SAE-32） (52a) 变矩器出口压力口（选装）

图 10	g02833997
右视图 (14) SOS 取样口（变速箱控制装置） (15) 泵压力口 (16) SOS 取样口（变矩器） (17) 泵压力口 (20) 底座支架 (33) 变矩器进口安全阀 (46) 肾形回路连接口（三个之中的一个）（SAE J1926 #16 端口，1 5/16 - 12 直螺纹 O 形密封圈） (53) 变速箱行星齿轮机油滤清器 (54) 变矩器机油滤清器 (56) 环保排放塞 (57) 变矩器进口 (58) 控制装置进口（来自变矩器滤清器） (59) 控制装置出口（至变矩器） (60) 来自机油冷却器的变速箱润滑进口

注: Caterpillar 变速箱使用液压诊断管接头进行制造、组装和测试。 这些快速分离连接器用于检查系统压力。 为方便用户和维修人员，连接器将保留在变速箱上。 除非另有说明，所有的快速分离连接器都符合 SAE-J1502 标准。

注: 包含总体尺寸及接头位置和尺寸等其他详细信息的示图位于""附录" "里的变速箱尺寸/安装图中。 软管布置的示意图位于管路及布置章节中。

技术规格

图 11	g02897437

表 5

TH55 石油变速箱
近似重量	3053 kg (6730 lb)
总高 (A)	1288.3 mm (50.72 in)
总宽 (B)	1245.5 mm (49.04 in)
总长 (C)	SAE0	2136.9 mm (84.13 in)
	SAE00	2131.9 mm (83.93 in)
动力传动系的长度 (D) (1)	1960.9 mm (77.20 in)
飞轮接头的长度 (F)	SAE0	150 mm (5.91 in)
	SAE00	145 mm (5.72 in)

( 1 )

所示长度不含接头。 将 150 mm (5.91 in) 加入 SAE0 123-6905 接头 的长度 (D) 。 将 145 mm (5.72 in) 加入 SAE00 250-7056 接头 的长度 (D) 。

TH55 安装

螺栓扭矩

标准扭矩值可参见下表 6 和 7。 非标准（特殊）扭矩值可参见 技术规格、系统操作、测试和调整, KENR5689的技术规格部分。 技术规格部分优先于下表列出的标准扭矩值。

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注意
下列表格中的扭矩是基于公制 10.9 级或更高的紧固件 （SAE 8 级或更高等级的英制紧固件）。 使用硬垫圈。 不允许使用开口锁定垫圈。 如果从变速箱上拆下螺栓以添加安装支架和其他部件，则必须用较长的螺栓替换该螺栓。 替换螺栓，以保持螺纹接合。 替换螺栓应为符合技术参数要求的相同等级和扭矩的螺栓。

表 6

英制螺母和螺栓
螺纹尺寸（英制）	标准扭矩
1/4	12 ± 3 N·m (9 ± 2 lb ft)
5/16	25 ± 6 N·m (18 ± 4 lb ft)
3/8	47 ± 9 N·m (35 ± 7 lb ft)
7/16	70 ± 15 N·m (52 ± 11 lb ft)
1/2	105 ± 20 N·m (77 ± 15 lb ft)
9/16	160 ± 30 N·m (118 ± 22 lb ft)
5/8	215 ± 40 N·m (159 ± 30 lb ft)
3/4	370 ± 50 N·m (273 ± 37 lb ft)
7/8	620 ± 80 N·m (457 ± 59 lb ft)
1	900 ± 100 N·m (664 ± 74 lb ft)
1 1/8	1300 ± 150 N·m (959 ± 111 lb ft)
1 1/4	1800 ± 200 N·m (1328 ± 148 lb ft)
1 3/8	2400 ± 300 N·m (1770 ± 221 lb ft)
1 1/2	3100 ± 350 N·m (2286 ± 258 lb ft)

表 7

公制螺母和螺栓
螺纹尺寸（公制）	标准扭矩
M6	12 ± 3 N·m (9 ± 2 lb ft)
M8	28 ± 7 N·m (21 ± 5 lb ft)
M10	55 ± 10 N·m (41 ± 7 lb ft)
M12	100 ± 20 N·m (74 ± 15 lb ft)
M14	160 ± 30 N·m (118 ± 22 lb ft)
M16	240 ± 40 N·m (177 ± 30 lb ft)
M20	460 ± 60 N·m (340 ± 44 lb ft)
M24	800 ± 100 N·m (590 ± 74 lb ft)
M30	1600 ± 200 N·m (1180 ± 148 lb ft)
M36	2800 ± 350 N·m (2065 ± 258 lb ft)

飞轮和连接器装配

需要用一个动态联轴器将 TH55-E70 或 TH55-E90 变速箱连接到压裂应用柴油发动机上。

订购飞轮和起动装置齿圈，并将其预先安装在 Caterpillar 3512 发动机上运输。 该步骤适用于表 8 中列出的所有发动机。 MTU 发动机需要将一个飞轮接头安装在现有的 MTU 飞轮上。 康明斯发动机需要直接更换飞轮。

通常，装配飞轮和连接器时，应从左向右读表 8。 连接器的尺寸和安装图包含每次装配所需的详细信息。 连接器的尺寸和安装图可参见""附录" "。

图 12	g02157849
连接器 (58) 变矩器接头组件 (59) 耦合组件 (60) O 形密封圈

图 13	g02157851
连接器 (61) 请参考表 9 获取螺栓和垫圈的零件号。 (62) 8T-3220 吊环螺栓 (63) 8J-4351 O 形密封圈

1. 飞轮已预装在 Caterpillar 3512C 曲轴上。 若飞轮运达的时候已经安装到发动机上，跳过此步骤 5。
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   表 8

   TH55
   发动机型号	联轴器尺寸/安装图	飞轮接头组件	飞轮	飞轮接头	连接器	输入接头	挠性联轴器总成
   Caterpillar 3512C	360-7669	-	275-0691	-	371-8459	355-7104	284-9298
   Caterpillar 3516C	357-4935	-	417-9894	-	357-6672	391-2044	438-2159
   康明斯 QSK50	360-7670	-	367-7020	-	371-8459	355-7106	285-7262
   康明斯 QSK60	357-4934	-	349-5211	-	357-6672	355-7106	349-5209
   MTU 12V4000 （Tier 2）	357-4930	349-5202	N/A (1)	349-5201	371-8459	355-7106	285-7262
   MTU 12V4000 Tier 4	416-1495	349-5202	N/A (1)	349-5201	371-8459	391-2044	394-6447
   MTU 16V4000 S81 （Tier 1）	357-4933	349-5205	N/A (1)	349-5204	349-5208	355-0416	349-5207
   MTU 16V4000 S83/S83L （Tier 2）	425-0208	421-1743	N/A (1)	421-1738	357-6672	355-0417	421-1741

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   ( 1 )

   联系 MTU 经销商以获取零件号信息。

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   表 9

   发动机 型号	飞轮 零件 编号	飞轮 区段 曲轴上的厚度（mm）	曲轴 紧固件	曲轴 紧固件 组件 扭矩	连接器 紧固件	连接器 紧固件 组件 扭矩	变速箱 扭矩 变矩器 壳体 适配器
   Caterpillar 3512C	275-0691	36 mm (1.42 in)	12 个 9S-8893 螺栓 和 5P-8839 硬垫圈	1150 ± 60 N·m (850 ± 44 lb ft)	8T-0070 螺栓 (M16) 199-7107 弹簧	300 ± 15 N·m (221 ± 11 lb ft)	123-6905
   Caterpillar 3516C	417-9892	36 mm (1.42 in)	12 个 9S-8893 螺栓 和 5P-8839 硬垫圈	1150 ± 60 N·m (850 ± 44 lb ft)	8T-0070 螺栓 (M16) 199-7107 弹簧	300 ± 15 N·m (221 ± 11 lb ft)	398-3141
   康明斯 QSK50	367-7020	29 mm (1.14 in)	联系康明斯经销商了解合适的螺纹接合所要求的螺栓长度	联系康明斯经销商了解要求的装配扭矩	8T-0070 螺栓 (M16) 199-7107 弹簧	300 ± 15 N·m (221 ± 11 lb ft)	123-6905
   康明斯 QSK60	349-5211	31 mm (1.22 in)	联系康明斯经销商了解合适的螺纹接合所要求的螺栓长度	联系康明斯经销商了解要求的装配扭矩	137-3301 螺栓 (M20) 282-2080 垫圈	570 ± 30 N·m (420 ± 22 lb ft)	123-6905
   MTU (1) 12V4000 （Tier 2）	N/A (3)	联系 MTU	联系 MTU 经销商以了解合适的螺纹接合所要求的螺栓长度	联系 MTU 经销商以了解要求的装配扭矩	8T-0070 螺栓 (M16) 199-7107 弹簧	300 ± 15 N·m (221 ± 11 lb ft)	123-6905
   MTU (1) 12V4000 Tier 4	N/A (3)	联系 MTU	联系 MTU 经销商以了解合适的螺纹接合所要求的螺栓长度	联系 MTU 经销商以了解要求的装配扭矩	8T-0070 螺栓 (M16) 199-7107 弹簧	300 ± 15 N·m (221 ± 11 lb ft)	250-7056
   MTU (1) 16V4000 S81 （Tier 1） (2)	N/A (3)	联系 MTU	联系 MTU 经销商以了解合适的螺纹接合所要求的螺栓长度	联系 MTU 经销商以了解要求的装配扭矩	137-3301 螺栓 (M20) 282-2080 垫圈	570 ± 30 N·m (420 ± 22 lb ft)	123-6905
   MTU (1) 16V4000 S83/S83L （Tier 2）	N/A (3)	联系 MTU	联系 MTU 经销商以了解合适的螺纹接合所要求的螺栓长度	联系 MTU 经销商以了解要求的装配扭矩	137-3301 螺栓 (M20) 282-2080 垫圈	570 ± 30 N·m (420 ± 22 lb ft)	123-6905

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   ( 1 )	联系 MTU 经销商以了解发动机飞轮壳接头零件号
   ( 2 )	集成应由 MTU 进行批准
   ( 3 )	联系 MTU 经销商以获取零件号信息。

2. 将齿圈（发动机附件）安装到提供的发动机飞轮上。 联系发动机经销商以了解此步骤。

3. 将带齿圈的飞轮安装到发动机曲轴上。 参考表 9 获取螺栓零件号和装配扭矩。 对于一些非-Caterpillar 发动机，发动机经销商将提供符合发动机制造商技术规格的螺栓。 飞轮截面厚度也请参见表 9。

4. 按照表 9 中规定的扭矩拧紧这些螺栓。

5. 将 TH55 变速箱装配至 MTU 发动机时将需要表 8 中所列的飞轮接头。 根据表 8 中所列的"飞轮接头装配"说明，使用 6V-5686 螺栓 (M16) 和 9X-8268 垫圈 。 将螺栓拧紧至表 7 中所列的"标准扭矩"。

6. 联轴器总成分两部分运输，即联轴器 (59) 和变矩器输入接头 (58) 。 有关正确的零件号，请参考表 8。

7. 用两个 8T-3220 吊环螺栓 (61) 起吊联轴器。

   注: 不要利用该 8T-3220 吊环螺栓 起吊变速箱。

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图 14	g02157854
连接器 (64) O 形密封圈槽

8. 清除发动机飞轮中 O 形密封圈槽 (64) 或飞轮接头内的所有碎屑。

9. 如图 14 所示，将 7D-1979 O 形密封圈 插入 O 形密封圈槽 (64) 中。 在所有 O 形密封圈上涂抹甘油以保证正确座合。

10. 如图 14 所示，将 282-2935 O 形密封圈 (60) 插入外轮缘的联轴器内。 在所有 O 形密封圈上涂抹甘油以保证正确座合。

11. 通过对准沿外径排列的 12 个孔的位置，将连接器安装到发动机飞轮或飞轮接头上。

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图 15	g02962496
螺栓和锥形弹簧（Belleville）垫圈视图。 请参考表 9 获取螺栓和垫圈的零件号。

12. 将 Loctite 高强度螺纹固定剂 242 或 243 涂抹在螺栓 (61) 和垫圈上。 参考表 9 以获取零件号和装配扭矩。

    注: 垫圈为锥形弹簧（Belleville）垫圈。 垫圈必须安装在面向连接器的凹面，以便正确工作。 参考图 15 了解螺栓和垫圈的示例。

13. 将联轴器上的该套螺栓拧紧至表 9 中所列的"曲轴紧固件装配扭矩"。

14. 将联轴器固定在飞轮上后，应立即拆下两个 8T-3220 吊环螺栓 。 用连接器中的两颗螺栓和垫圈替换吊环螺栓。 拧紧螺栓至扭矩 100 ± 20 N·m (74 ± 15 lb ft)。

15. 将 8J-4351 O 型密封圈 (63) 安装到联轴器发动机侧中心轴上的最里侧槽内。 在所有 O 形密封圈上涂抹甘油以保证正确座合。

    注: 最靠近该轴尖部的外侧槽是润滑油道。 该槽内一定不要安装 O 形密封圈。

16. 从变速箱上拆下变速箱运输盖。

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图 16	g02157856
前视图 (65) 变矩器运输板

17. 从变速箱壳体内侧拆下变矩器运输板 (65) 。

18. 检查变速箱变矩器壳体法兰上的 5D-7523 O 形密封圈 是否损坏。 在所有 O 形密封圈上涂抹甘油以保证正确座合。

19. 从变矩器输入接头 (58) 的机油口上拆下盖（胶带）。 有关正确的零件号，请参考表 8。

20. 在变速箱输入接头上加装两个 2M-4453 O 形密封圈 。

21. 将变速箱输入接头安装到变矩器上。

22. 将提供的 16 5P-5855 螺栓 (1/2-13) 拧紧至"标准扭矩"。 将螺栓拧紧至表 6 中所列的"标准扭矩"。

    注: 有一个偏置孔可以保证该从变矩器供油口到联轴器润滑油道上的正确对准。

23. 飞轮和连接器装配现已完成。 变速箱现在可随时装配到发动机上。

发动机到变速箱装配

1. 根据之间在""飞轮和连接器装配" "中的描述，完成飞轮和连接器装配。 变速箱现在可随时装配到发动机上。

2. TH55 变速箱需要变速箱变矩器壳体接头。 有时也需要发动机飞轮壳接头。 有关正确的壳体接头，请参考表 8。 使用与 OEM 发动机匹配的 16 颗螺栓和 16 个垫圈，将所需的接头安装在发动机飞轮壳上。 使用 Loctite 5188 密封剂将整个表面粘在飞轮壳上。

3. 确保变速箱变矩器壳体内表面上的 O 形密封圈处于槽内。 确保密封圈上有一定量的油脂。 确保 O 形密封圈在变速箱插入飞轮壳中时不会受到剪切。

4. 水平固定发动机时，需要仔细对准变速箱。 完成对准，以使输入接头驱动轴与飞轮减振连接器处于同一水平面。

5. 缓慢地将变速箱输入接头驱动轴滑入发动机连接器毂内。

   注: 花键轴必须对准毂的孔（在同一平面内）。 对准可以在没有卡滞的情况下将轴滑入毂中。

6. 将 16 个飞轮壳接头螺栓孔与变速箱对准。

7. 将 12 个 8T-4835 螺栓 (1/2-13) 和 12 个 8T-4223 硬垫圈 安装到飞轮壳接头的螺纹孔中。 将螺栓拧紧至表 6 中所列的"标准扭矩"。

8. 在剩下的 4 个孔中，每个孔使用 1 个 7X-0325 螺栓 (1/2-13) 、1 个 6V-8188 螺母 和 2 个 8T-4223 硬垫圈 。 将螺栓拧紧至表 6 中所列的"标准扭矩"。

   注: 详细信息请参见 303-4143 紧固件总成 。

变速箱安装支座

注: 将变速箱安装到发动机上后，这两个部件就可以作为一个整体进行移动。

1. 推荐的起吊位置是发动机前后的吊耳和和变速箱上的三个吊耳。 变矩器壳体上有一个起吊板，后部安装板上有两个吊耳。 参考""附录" "中的变速箱和安装尺寸。

2. 现在发动机和变速箱系统可以安装到车辆上。 有关尺寸和安装孔类型的信息，参考""附录" "中的变速箱和安装尺寸。

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图 17	g03422201
3512C 和 TH55-E70 左视图 (B) 553 mm (22 in) (66) 隔离器支座 (67) 前发动机支座 (68) 飞轮壳后部 (69) 隔离器支座 (70) 变速箱吊架结构

3. 隔离器支座 (66) 和 (69) 的建议放置位置如图 17 中所示。 将变速箱安装至 Caterpillar 3512C 发动机时，应将隔离器支座 (69) 放在距飞轮壳 (68) 后部 553 mm (21.77 in) (B) 的位置。 通过""确定飞轮壳弯矩" "参考""弯矩" "，以了解有关其他发动机的信息。

4. 将发动机和变速箱安装到 OEM 车辆系统上之后，需要再次检查飞轮壳螺栓以确保扭矩设置正确。

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注意
发动机及变速箱安装方法设计应考虑很多注意事项。 将发动机曲轴中心线与变速箱中心线（支柱轴）对齐时应十分小心。 由于 OEM 设计发动机和变速箱的安装方法，因此 Caterpillar 建议认真遵守对准步骤。 该步骤请参见""附录" "中的对准和振动步骤。

安装发动机和变速箱

在安装发动机和变速箱时，原始设备制造商（OEM）必须考虑以下变量：静态负载, 扭矩, 动态 "g" 负载, 共振频率, 机架硬度 和 安装件疲劳极限。 Caterpillar 建议 OEM 执行动力传动系部件系统安装分析。 多数发动机和变速箱安装件主供应商具有计算机程序，可运行动力传动系安装系统分析。 通过分析，可确定兼容的安装布局，其硬度和频率不会使每个动力传动系系统安装件欠载或过载。

正确安装下列部件时需要静态和动态系统分析：发动机, 变速箱 和 相关的泵。 以下弯矩截面中提供了有关静态系统分析的示例。 动态系统分析包括安装系统和隔振的 "g" 负载能力。

注: TH55-E70 和 TH55-E90 变速箱需要吊架支座。 吊架安装大大增加了变速箱和变矩器的连接和应力能力。

安装角度

安装 TH55 变速箱前，必须考虑安装角度。 变速箱必须在水平面内工作，才能使润滑、控制和压力回路发挥正常的液压功能。

变速箱设计配有一个重力油底壳。 当动力流向的中心线与水平位置为 ± 10% 时，该重力油底壳将达到满意的工作状态。 前泵吸油口和变矩器壳体重力排油是两个最重要的因素。

安装紧固件

表 10

安装紧固件的螺栓尺寸
位置	螺栓尺寸	数量
后支架	3/4 in	10
飞轮壳	1/2-13	16
侧 PTO	7/16-14	8

尺寸/安装图

参考表 8 以了解尺寸 / 安装图。 更多信息可参见尺寸/安装图。 表 8 中所列的图纸位于""附录" "中。

表 11

TH55 尺寸和安装图
额定功率	发动机	零件号
2500 hp	MTU 12V4000 Tier 2	357-4930
	MTU 12V4000 Tier 4	416-1495
	CAT 3512	360-7669
	康明斯 QSK50	360-7670
3,300 hp	MTU 16V4000 (1)	357-4933
	康明斯 QSK60	357-4934
所有功率范围	仅变速箱	299-7437

( 1 )

集成应由 MTU 进行批准

注: TH55-E70 299-7437 尺寸和安装图 也可精确用于 TH55-E90 应用。

弯矩

变速箱的最大静弯矩必须包括安装在变速箱上的所有 PTO 设备、软管和管路总成。

当 Caterpillar 变速箱安装到发动机上时，变速箱产生的弯矩在飞轮壳（FWH）上施加应力。 OEM 负责确保通过合理支撑变速箱，防止发动机/变速箱接口过载。 Caterpillar 建议对安装系统进行有限元分析。

图 18 显示了典型的发动机和变速箱安装布局。 发动机制造商技术规格表向 OEM 提供了每个发动机型号的弯矩能力。

变速箱的最大静弯矩必须包括安装在变速箱上的所有 PTO 设备、软管和管路总成。

飞轮壳弯矩确定

图 18	g03422244

表 12

飞轮壳弯矩 (4)
符号	说明	状态	值
L1	从前发动机支座到发动机 CG 的长度 (1)	已知
L2	从发动机 CG (1) 到发动机 FWH 的长度 (2) 支座	已知
L3	从发动机 FWH (2) 支座到变速箱 CG (1)的长度	已知
L4	从变速箱 CG (1) 到后支架的长度	已知
L5	从发动机 FWH (2) 支座到 TC 的长度 (3) /FWH (2) 接口	已知
L6	从发动机 FWH (2) 支座到吊架隔离器安装支架的长度。	求解
Em	前发动机支座的作用力	求解
Ewt	发动机的重量（从 CG (1)处测得）	已知
Feng	TC (3)/FWH (2) 接口处的剪切力。 Feng = -Ftrans	求解
Ftrans	TC (3)/FWH (2) 接口处的剪切力。 Feng = -Ftrans	求解
Twt	变速箱的重量（从 CG (1)处测得）	已知
Mth	TC (3)/FWH 接口的力矩	求解
Cf	吊架在发动机支座上产生的力（向上）	求解
Cf'	发动机支座在吊架上产生的力（向下）	求解
Cx	吊架在变速箱支架上产生的力（向上）	求解
Cx'	变速箱支架在吊架上产生的力（向下）	求解
Rc	在 L6 处测得的由吊架隔离器产生的力（向上）	求解
g	重力加速度 = 9.81 m/s2 = 32.17 ft/s2	已知

( 4 )	发动机制造商技术规格表中给出了每个发动机的允许飞轮壳静弯矩。 请参见安装系统的特定发动机数据表部分。
( 1 )	缩略语 CG 代表"重心"
( 2 )	缩略语 FWH 代表"飞轮壳"
( 3 )	缩略语 TC 代表"变矩器"

吊架的设计关注两个关键因素：前/后隔离器支座的放置位置和吊架梁的硬度。 隔离器支座的放置位置决定了施加在用螺栓连接的接头和外壳上的静态作用力。 将隔离器正确地放置在前/后将确保发动机至变速箱接口的应力降到最低。

吊架的设计应使在安装变速箱时，发动机至变速箱安装面的弯矩为零。 仅在此接头处的剪切负载可将螺栓上和焊接接头中的应力降至最小。 使用下列方法计算吊架中垂直吊架隔离器安装支承梁的位置。 请参考图 18 和表 12 及以下示例，以计算吊架支座底盘支架的位置计算（长度 L₆）。

弯矩计算

以下步骤显示了距离 L₆ 的一种可能计算方法。

1. 将飞轮壳接口处的力矩总和设置为零。 用重力加速度乘以重量可获得作用力。

   ƩE_m = 0 = E_wt(g)(L₁)+T_wt(g)(L₁+L₂+L₃)-(L₆+L₁+L₂)(R_c)

2. 使用表 12 中的已知值计算吊架所需的反作用力。 利用已知值估计 L₆ 的值。 用重力加速度乘以重量可获得以下等式中的力。

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图 19	g03351291

3. 计算吊架和发动机/变速箱之间的支撑力。

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图 20	g03351273

4. 计算施加到前发动机支座位置的反作用力（求解 E_m）。 用重力加速度乘以重量可获得以下等式中的力。

   ƩF_y = 0 = E_m + C_x -（E_wt * _g）-（T_wt * g）+ C_f

5. 计算飞轮壳/变矩器壳体接口的弯矩。 用重力加速度乘以重量可获得以下等式中的力。

   M_th = C_x（L₃ - L₅ + L₄）- T_wt（_g）（L₃ - L₅）

注: 重复步骤 2 至 5，直到 L₆ 的值产生的发动机/变速箱接口的弯矩为零。

注: 到变速箱吊架臂的长度 L₆ 不得长于到变速箱重心的长度 L₃。

弯矩求解等式

以上步骤 2 至 5 的迭代替代方法是将 E_wt、T_wt 和 L₁ 至 L₅ 的值输入以下等式，该等式通过步骤 1 至 5 中求解 L₆ 的方程组得出。

图 21	g03351325

应对每个发动机和变速箱组合进行评估，以正确放置垂直吊架隔离器安装支承梁。 如果与该支承梁的理想放置位置的差异少于 6.35 mm (0.25 in)，则可以忽略并接受。

吊架设计

吊架结构应具备足够的硬度，以处理动态垂直负载。 在泵送过程中，主要负载来自负载的扭力，这由变速箱外壳专门处理。 在输送过程中，主要负载来自垂直冲击力，这样吊架硬度和安装位置就变得更加重要。 在不平地面上运输装置时，更易出现最高动态负载。 在不平地面上运输时，吊架梁的硬度至关重要。 较硬的梁将有助于限制吊架的挠曲，从而在冲击负载的过程中限制系统其余部分的应力。 图 23 显示了较高的箱型梁能够提高转动惯量和吊架硬度：

图 22	g02169637

方形箱型梁

梁截面 ... 4x4x1/2 in 厚

垂直硬度 ... 14.6 in^{^4}

区 ... 7 in^{^2}

重量/英尺 ... (7 in²)(12 in)(0.283 lb/in³= 23.77 lb

图 23	g02343004

矩形箱型梁

梁截面 ... 6x4x3/8 in 厚

垂直硬度 ... 32.8 in^{^4}

区 ... 6.94 in^{^2}

重量/英尺 ... (7 in²)(12 in)(0.283 lb/in³= 23.57 lb

与图 22 显示的 4x4x1/2 in 厚、相同重量的梁截面相比，图 23 显示的 4x6x3/8 梁截面的垂直硬度超过前者的两倍。 Caterpillar 建议 TH55 吊架设计使用 4x6x3/8 in 的梁来代替 4x4x1/2 in 的梁。

吊架支座的间隙

原始设备制造商还应了解，变速箱外壳的零件会伸出安装垫平面。 参考图 24 和图 25。

图 24	g02240198
带有截面 A-A 的变速箱顶视图 注意：发动机飞轮壳上两个垫 (A) 之间的宽度距离中心线 920 mm (36.22 in) 或 460 mm (18.11 in。) 最小间隙为 154 mm (6.06 in) (A) 安装平面（安装垫） (B) 机油泵吸油管（伸出安装平面 154 mm (6.06 in)） (C) 变矩器出口（伸出安装平面 27.5 mm (1.08 in)） (D) 机油泵吸油管、吸油滤网罩、润滑安全阀（伸出安装平面 154 mm (6.06 in)） (E) 润滑供油管（伸出安装平面 100 mm (3.94 in)） (F) 后变速箱支座和吊耳（伸出安装平面 62 mm (2.44 in)）

图 25	g02240200
带有截面 B-B 的变速箱顶视图 注意：发动机飞轮壳上两个垫 (A) 之间的宽度距离中心线 920 mm (36.22 in) 或 460 mm (18.11 in。) 最小间隙为 94 mm (3.700 in) (A) 安装平面（安装垫） (F) 后变速箱支座和吊耳（伸出安装平面 62 mm (2.44 in)） (G) 控制出口管（伸出安装平面 157 mm (6.18 in)） (H) 润滑进口管（伸出安装平面 108.5 mm (4.27 in)） (J) 控制进口管（伸出安装平面 144 mm (5.67 in)） (K) 润滑进口管（伸出安装平面 108.5 mm (4.27 in)） (L) 变矩器进口安全阀（伸出安装平面 74.5 mm (2.93 in)） (M) 变矩器进口（伸出安装平面 71 mm (2.80 in)） (N.) PTO 安装件（伸出安装平面 19.6 mm (0.77 in)） (P) 变矩器进口管（伸出安装平面 71 mm (2.80 in)） (R) 控制进口管（伸出安装平面 144 mm (5.67 in)） (S) 滤清器滤罐（伸出安装平面 118 mm (4.65 in)） (T) 滤清器支架（伸出安装平面 111.5 mm (4.39 in)）

正如""部件检修和远程安装" "部分所示，在设计变速箱吊架时必须考虑和保持安装物品、压力连接器和维修项目的检修。

必须保持吸油滤网的检修。 需要从盖板侧面伸出一个 330 mm (13 in) 的延伸件以拆下滤网。 参考图 32。

隔振安装件

必须在系统层面完成隔振器的正确设计，其中包括发动机、变速箱、直接安装在发动机和变速箱上的所有泵和设备，以及安装结构（吊架）。 隔振器设计不当实际上会增加振动。 为此，原始设备制造商负责设计安装系统，包括隔振器（如果适当）。 应为每一个安装进行安装系统分析。 隔振器制造商可完成该分析来帮助选择合适的安装系统。 本指南中提供的下列信息是进行安装系统分析的必要信息：重量, 重心 和 惯矩量。 更多信息请参见"振动应用和安装指南" LEBW4972。 Caterpillar 将根据需要协助进行隔振设计。 应通过 "http://applicationsupport.cat.com" 向应用支持中心提交询问

部件检修和远程安装

部件检修

原始设备制造商应在设计设备时，为下列变速箱部件留出空间以便检修：吸油滤网, 放油塞, 油位目测表, 加油口/呼吸器, 磁性滤网, 冷却器端口, 油尺, PTO, 用户和诊断接头, 旁通开关, 吊耳, 输出法兰, 机油滤清器 和 测压孔。 这些项目在下图中都已标示，可分为以下几组：安装项目, 压力连接器 和 保养项目。

安装项目

图 26	g02258693
右视图 (18) 后变速箱安装件和吊耳 (21) 冷却器返回口 (22) 发动机输出转速传感器（传感器由客户连接） (31) PTO 安装件（SAE J704 8 螺栓安装件，顺时针旋转，转速比 0.91:1） (35) 变速箱输出转速传感器（供用户使用）

图 27	g03422308
左视图 (37) PTO SAE "C" J744 14 齿花键（逆时针旋转，两个和四个螺栓泵安装件）转速比 1.21:1 (39) 客户接口接头（40 针插座） (47) 油池加热器端口和排放 SAE J1926 #32 端口（2 1/2 - 12 - 直螺纹 O 形密封圈）（变速箱机油加热器的相应位置） (52) 变矩器出口（到机油冷却器）

压力连接器

图 28	g02898796
右视图 (3) 润滑压力口 (4) 变矩器进口（选装） (5) 测试口（变速箱供油压力） (6) 测试口（离合器 6 压力） (7) 测试口（离合器 5 压力） (8) 测试口（离合器 4 压力） (9) 测试口（离合器 3 压力） (10) 测试口（离合器 2 压力） (11) 测试口（离合器 1 压力） (12) 变矩器进口压力连接器 (13) 锁定离合器压力连接器 (14) SOS 取样口（变速箱控制装置） (15) 泵压力口（变速箱控制装置） (16) SOS 取样口（变矩器） (17) 泵压力口（变矩器）

图 29	g03422310
左视图 (50) 润滑压力口

保养项目

图 30	g02258922
右视图 (23) TIS（变速箱输入传感器）维修盖 (24) 通气孔和机油加注位置 (29) 肾形回路连接口（两个之中的一个）

图 31	g03422321
左视图 (U) 330 mm (13.0 in) (71) 吸油滤网罩 (72) 吸油滤网

吸油滤网罩 (71) 要求有 330 mm (13.0 in) 的间隙 (A) 以拆下吸油滤网 (72) 。 参考图 32。

图 32	g03422329
左视图 (40) 诊断接头 (41) Product Link 远程监控接头 (42) 电子控制模块 (46) 肾形回路连接口（两个之中的一个） (48) 机油油位目测表 (51) 滤网组件罩 (57) 变速箱控制塔盖

图 33	g02258938
右视图 (V) 35 mm (1.38 in) 注：拆卸滤清器所需的最小间隙 (53) 变速箱控制装置机油滤清器 (54) 变矩器机油滤清器 (55) 排放塞 SAE J1926 #16 端口（1 5/16 - 12 - 直螺纹 O 形密封圈） (56) 环保排放塞 (68) 滤清器排放塞

要拆下滤清器壳体，滤清器 (53) 和 (54) 需要有 35 mm (1.38 in) 的间隙 (V) 。 参考图 33。

排气路线

发动机排放控制提高了排气温度。 因此，冷却系统和变速箱的外部，尤其是油底壳和所有电气部件，需要足够的热保护。 如果发动机排气路径位于变速箱旁边，Caterpillar 建议沿 TH55 动力传动系的右侧布置排气。 当排气间隙小于 152 mm (6 in) 时，最好采用具有适当空气循环的热屏蔽。

变速箱机油加热器

Caterpillar 建议在变速箱起动后且环境温度达到 −30 °C (−20 °F) 时安装商业加热元件。 加热器有助于在寒冷天气下起动发动机和变速箱，还可以减少运行动力传动系所需的预热时间。 变矩器壳体内的 SAE J1926 #32 直螺纹 O 形密封圈端口适合安装 TH55 变速箱机油加热器。

图 34	g03422336
左视图 (47) 油池加热器端口和排放 SAE J1926 #32 端口（2 1/2 - 12 - 直螺纹 O 形密封圈）（变速箱机油加热器的相应位置）

供应商通常建议每夸脱油池机油采用 8 到 10 W 的加热功率。 带有和不带自动调温器的商业用加热器的容量能够兼容 TH55 石油变速箱。

有关 TH55 油量的更多信息，请参考""变速箱油量" "部分。

诊断接头

Caterpillar 设备上提供诊断接头。 诊断接头零件列于表 13 中。 图 35 和表 13 显示了诊断接头的电气连接和触针的技术规格。

表 13

诊断接头零件
说明	使用	供应商零件号	Caterpillar 零件号
插座组件	诊断接头插座（隔板）	Deutsche HD10-9-96P-B009	9W-1951
插头组件	诊断接头插头	Deutsche HD16-9-96S	8T-8735
插座组件	诊断接头插座	Deutsche HD14-9-96P	8T-8736
适配器电缆	接头电缆，ECIM - CAT/ATA	--	139-4166
适配器电缆	接头电缆，SAE - CAT CAN/ATA	--	157-4829
变速箱换档器	换档、显示当前档位	--	320-2981

图 35	g02963578
Deutsch 接头 9 - 接线端驾驶室接头 不需要将接头线束连接至 139-4166 数据链路电缆组件 (A) 蓄电池 + (B) 蓄电池 - (C) J1939 数据链路屏蔽 (D) Cat 数据链路 + (E) Cat 数据链路 - (F) J1939 数据链路 - (G) J1939 数据链路 + (H) J1587 数据链路 - (J) J1587 数据链路 +

表 14

诊断接头引出插脚技术规格
销	功能	ECU 接头
A	蓄电池正极	J1
B	蓄电池负极	J1
C	J1939 数据链路屏蔽	J2
D	Cat 数据链路（CDL）+	J1
E	Cat 数据链路（CDL）-	J1
F	J1939 数据链路 -	J2
G	J1939 数据链路 +	J2
H	J1587 数据链路（ATA）-	-
J	J1587 数据链路（ATA）+	-

按钮式档位选择器安装注意事项

注: 可单独订购换档器。

表 15 所示为按钮式档位选择器面板切割的公制和英寸换算。

OEM 可能会将 OEM 所有的 PLC 控制器与 J1939 变矩器一起使用。 OEM 也可使用 Caterpillar 按钮式换档机构或危险区换档机构来控制 TH55 石油变速箱的换档。

表 15

安装措施（键盘式档位选择器）
宽度	77.7 至 78.7 mm (3.06 至 3.10 in)
长度	167.4 至 168.4 mm (6.60 至 6.63 in)
深度	最大深度 110 mm (4.33 in)（包括后部接头和导线间隙）
螺母扭矩	1.3 至 1.5 N·m (11 至 13 lb in)

图 36	g02272313
换档键盘视图 图中所示为键盘的外部尺寸，单位为英寸。 (C) 38.35 mm (1.51 in) (D) 172.21 mm (6.78 in) (E) 81.03 mm (3.19 in)

图 37	g01961441
键盘式档位选择器插脚引线的技术规格

注: 参考表 16 和表 17 以了解插脚引线的技术规格。

表 16

接头表
触针和插座	信号识别
触针 1	CAN -H
触针 2	档位选择器 ID 1
触针 3	IGNS
触针 4	未使用
触针 5	罩
触针 6	调光器
触针 7	CAN -L
触针 8	档位选择器 ID 2
触针 9	未使用
触针 10	未使用
触针 11	车辆蓄电池
触针 12	接地

表 17

位置代码表
触针 2	触针 8	选择器分配
0	0	无效
0	1	主
1	0	细滤
1	1	当前未使用
注释：0 = 接地，1 = 开路

危险区档位选择器

Cat 危险区档位选择器也可从工厂单独订购。 危险区档位选择器使变速箱换档并执行监控和显示设备性能的 Messenger 显示单元的所有功能。 如果需要在多个位置监控，则单独的 Messenger 显示单元可与危险区档位选择器结合使用。 15 年来，已证实通讯器可在恶劣环境下应用。

用户友好面板上显示发动机、变速箱和升降箱的实时诊断和性能数据。 面板在不使用笔记本接口的情况下可立即提供有价值的反馈信息。 系统特性包括：

• 带有诊断显示屏的按钮式档位选择器

• 设备状态值显示屏（温度、速度等）。

• 显示激活的和记录的诊断和事件

• 配置参数（语言、单位和背光）

认证

• 1 级 Div. 2 组 D T1：类型 13

• 1 级 2 区 Ex nA llA T1: IP 65

• 1 级 2 区 AEx nA IIA T1: IP 65

电气额定值：9-32 VDC 2A（最大）

图 38	g02272314
面板切口 347-6677 危险区档位选择器 (F) 221 mm (8.7 in) (G) 140 mm (5.5 in) (H) 206 ± 0.5 mm (8.1 ± 0.02 in) (J) 125 ± 0.5 mm (4.9 ± 0.02 in)

表 18

电路数据表
信号削弱	触针位置	信号削弱	触针位置
蓄电池（正极）	1	CAN2 低压	36
蓄电池（负极）	2	CAN2 屏蔽	37
钥匙开关	3	NC	38
STB 1	4	NC	39
NC	5	NC	40
键盘输入	6	NC	41
R - TER	7	CAN 1 屏蔽	42
CDL +	8	NC	43
CDL -	9	RS232 TX1	44
NC	10	RS232 RX1	45
NC	11	COM	46
NC	12	NC	47
NC	13	NC	48
ANA/ ST G1	14	NC	49
ANA/ ST G2	15	CAN1 高压	50
ANA/ ST G3	16	NC	51
ANA/ ST G4	17	NC	52
ANA/ ST G RET	18	蓄电池正极	53
NC	19	高压侧 DR1	54
NC	20	高压侧 DR1 右侧	55
NC	21	高压侧 DR2	56
NC	22	高压侧 DR2 回路	57
数字回路	23	安装电源	58
频率/PWM/S TG-1	24	安装电源回路	59
频率/PWM/S TG-2	25	传感器电源	60
频率/PWM/S TG-3	26	传感器电源回路	61
频率/PWM/S TG-4	27	NC	62
频率/PWM/S TG-5	28	NC	63
频率/PWM/S TG-6	29	NC	64
频率/PWM/S TG-7	30	蓄电池负极	65
频率/PWM/S TG-8	31	底盘接地	66
NC	32	蓄电池负极	67
NC	33	蓄电池正极	68
CAN1 低压	34	蓄电池负极	69
CAN2 高压	35	钥匙开关	70

环境技术规格

OEM 应谨慎选择远程安装位置，以保护电子设备免受过度振动、过热及湿气积聚的影响。 环境技术规格请参见表 19。

表 19

环境技术规格
环境技术规格	ECU：A4:M1 和 A4:M3	键盘式档位选择器
操作温度范围	-40 °C 至 + 85 °C (-40 °F 至 185 °F)	-40 °C 至 + 85 °C (-40 °F 至 185 °F)
抗辐射性	15.0 KHZ 至 1.0 GHZ @ 100 V/M	15.0 KHZ 至 1.0 GHZ @ 100 V/M
存储温度范围（正常）	-50 °C 至 120 °C (-58 °F 至 248 °F)	-50 °C 至 + 85 °C (-58 °F 至 185 °F)
输出存储公差	75% 至 133%（NSV）标称系统电压	75% 至 133%（NSV）标称系统电压
输入短路公差	在输入与蓄电池负极/蓄电池正极之间	在输入与蓄电池负极/蓄电池正极之间
湿度公差	在工作温度范围内，90% 的相对湿度时 115% NSV	在工作温度范围内，90% 的相对湿度时 115% NSV
喷盐耐蚀公差	在 38 °C (100 °F) 时用 5% 的盐水喷射 48 小时，115% NSV	在 38 °C (100 °F) 时用 5% 的盐水喷射 48 小时，115% NSV
耐化学品喷淋性	柴油、发动机/机器机油和 SAE J1455 化学制剂	柴油、发动机/机器机油和 SAE J1455 化学制剂
振动（隔振部件公差）	在三个正交面内，24-2000 Hz、8 Gm 的随机振动	在三个正交面内，24-2000 Hz、8 Gm 的随机振动
水分泄漏（密封剂压力公差）	可抵抗 35 kPa (5 psi) 的水和水蒸气压力	可抵抗 35 kPa (5 psi) 的水和水蒸气压力
静电环境	静电喷涂过程中零损伤	N/A

表 20

环境技术规格	危险区档位选择器：D3M3 Advisor
工作温度	-25 至 +75 C（显示屏）-40 至 +85 C（电子系统）
贮存温度	-40 至 +85 C
正弦振动	9.8g 24 - 1000 Hz
保护	环保密封符合 34.48 kPa （5 PSI） IP68 / NEMA 13 进入保护

动力输出（PTO）

下面的图 40 和 40 显示了 TH55 石油变速箱的两个动力输出（PTO）选项。 可以通过售后供应商获得螺栓固定式 PTO 装置，并且可以定制各种输出选项。 PTO 装置的指定和设计安装由 OEM 或最终用户负责。

所有变速箱 PTO 垫允许的最大扭矩是恒定值，最大功率视转速而定。 通过将扭矩（ft lb）乘以转速（rpm）再除以 5252 来计算功率。

任何有关 PTO 和泵设计的更多问题，应通过应用支持中心提交给 Caterpillar 变速箱业务部。 应用支持中心的网站：http://applicationsupport.cat.com

注: 本章中所有对于转动方向的参考是对于 PTO 齿轮由变速箱输出端看到的。

图 39	g03422377
左视图 (37) 11 点方向的 PTO

(37) 11 点方向的 PTO

整体式驱动装置 ... 11 点方向

驱动齿轮旋转 ... 逆时针

最大功率 ... 1900 rpm 时为 150 hp

发动机扭矩限制 ... 415 lb-ft

PTO 垫扭矩限制 ... 343 lb-ft

发动机输出转速齿轮 ... 68 齿

整体式 PTO 齿轮 ... 56 齿

花键 ... SAE "C" 14 齿（1.25 in）

比 ... 68/56 = 1.21 乘以发动机转速

整体式 PTO 驱动装置 ... SAE J744 "C" 尺寸，2 或 4 个螺栓安装垫

图 40	g02839761
(14) SOS 取样口（变速箱控制装置） (16) SOS 取样口（变矩器） (31) 3 点方向的 PTO

(2) 3 点方向的 PTO

侧驱动装置 ... 3 点方向

驱动齿轮旋转 ... 顺时针

最大功率 ... 1900 rpm 时为 150 hp

发动机扭矩限制 ... 415 lb-ft

PTO 垫扭矩限制 ... 456 lb-ft

发动机输出转速齿轮 ... 68 齿

惰轮 ... 75 齿

纵倾 ... 6

宽度 ... 12 mm (0.47 in)

比 ... 68/75 = 0.91 乘以发动机转速

PTO 安装件 ... SAE J704 标准八个螺栓

在任意发动机转速下，变速箱 PTO 垫允许的最大扭矩如表 21 所列。 变速箱 PTO 垫允许的最大功率视转速而定。 通过将扭矩（lb ft）乘以转速（rpm）再除以 5252 来计算功率。 发动机和 PTO 垫的转速不同。 功率和转速限制很有可能被所选的售后 PTO 和泵限制，而不是受到变速箱性能限制。

PTO 润滑：如果需要，可能会增加向 PTO 提供润滑的管路。 图 40 显示了可能添加到任一滤清器总成上的孔的位置。 必须使用不大于 1 mm (0.040 in) 的孔来调节流过此管路的机油。 有关更多详情，请参考 ""PTO 润滑" "。

注: *泵驱动装置在 1900 rpm 限制情况下以 20 hp 为界，直到设备通过 Caterpillar 的批准。

表 21

TH55 PTO	最大额定扭矩（PTO 垫处）	最大额定功率
11 点方向的 PTO	465 N·m (343 lb ft)	112 kW (150 hp) (1)
3 点方向的 PTO	618 N·m (456 lb ft)	112 kW (150 hp) (2)

( 1 )	11 点方向的 PTO 转速：1900 rpm 发动机转速下获得的最大额定功率 x 1.21。
( 2 )	3 点方向的 PTO 转速：1900 rpm 发动机转速下获得的最大额定功率 x 0.91。

PTO 弯矩限制

PTO 和泵安装在 Caterpillar 变速箱上时，产生的弯矩向变速箱外壳施加应力。 OEM 负责确保以防止变速箱外壳超载的方式支撑 PTO 和泵。 从 PTO 安装垫的中心线测量弯矩，包括 PTO、直接安装泵以及所有未受支撑的液压管。 弯矩限制如表 22 所列。

表 22

TH55 PTO	弯矩限制 (1)
侧 PTO	80 N·m (60 lb ft)
整体式驱动装置 PTO （SAE "C" 垫）	80 N·m (60 lb ft)

( 1 )

从 PTO 安装垫的中心线测量弯矩，包括 PTO、直接安装泵以及所有未受支撑的液压管。

Show/hide table

注意
如果从 TH55 变速箱上拆下螺栓以添加安装支架，则必须用较长的螺栓替换该螺栓。 较长的螺栓将确保保持螺纹接合。 短螺栓上采用标准扭矩时将导致螺纹磨损。 螺栓不能过长，否则会触底并损坏壳体。 替换螺栓应为符合技术参数要求的相同等级和扭矩的螺栓。

PTO 润滑

图 41	g02263576
(14) SOS 取样口（变速箱控制装置） (16) SOS 取样口（变矩器）

通过将一根含有不大于 1 mm (0.040 in) 的孔的管安装在机油滤清器底座的任一 SOS 取样口上，就有可能向 PTO 供应润滑油。 机油通过 PTO 装置流回变速箱。 需要孔来调节润滑油流量。 高怠速（1900 rpm）下，变矩器滤清器 SOS 取样口 (16) 处的机油压力约为 862 kPa (125 psi)，控制滤清器 SOS 取样口 (14) 处的机油压力约为 2896 kPa (420 psi)。 参考图 41。 滤清器底座中的 SOS 取样口为 SAE 8 号取样口，具有 3/4-16 in 螺纹。 在 2758 kPa (400 psi) 时，通过 1 mm (0.040 in) 孔的流速约为 9.5 L/min (2.5 US gpm)。

PTO 供应商

PTO 设备可由 OEM 从各个 PTO 供应商处获得。 Caterpillar 批准的 TH 变速箱 PTO 供应商的联系信息：

Chelsea Hydraulics
8225 Hacks Cross Road
Olive Branch, MS 38654
http://www.parker.com/
电话: 662-895-1011免费电话: 800-C-PARKER (800-272-7537)传真: 660-895-1019

Muncie Power Products, Inc.
公司总部
201 E. Jackson Street
Muncie, IN 47305-2834
http://www.munciepower.com/
电话: 765-284-7721免费电话: 800-367-7867传真: 765-284-6991

Logan Clutch Corporation
28855 Ranney Parkway
Cleveland, OH 44145
http://www.loganclutch.com/
电话: 440-808-4258免费电话: 800-5-CLUTCH (800-525-8824)传真: 440-808-0003

以上列表并不是 Caterpillar 批准的 TH 变速箱 PTO 供应商的全部名单。 任何有关 PTO 和泵设计的更多问题，应通过应用支持中心提交给 Caterpillar 变速箱业务部。 应用支持中心的网站：http://applicationsupport.cat.com。

PTO 轴的安全

适当的驱动轴护罩可以防止严重伤害发生。 Caterpillar 强烈建议为 PTO 应用上安装的所有轴使用护罩。 动力输出装置必须有固定的护罩，能够在操作过程中覆盖住动力输出装置全长之上的所有移动零件。 固定护罩，顾名思义，是指没有固定件就无法保持在位，只能借助工具才能拆下。 对于简单的通用接头，护罩必须能盖住变速箱到内剪钳的两端。 对于广角通用接头，护罩必须能至少盖住变速箱到外接头的中心或接头。 机械移动时，必须有足够的空间来防止驱动轴损坏护罩。 轴护罩不能作为踏板使用，除非专为该目的而设计和制造。 OEM 负责设计 PTO 设备。 OEM 或辅助 PTO 安装人员负责为外露的旋转件提供护罩。 更多信息请参考"机械安全指令" 2006/42/EC 部分 1.4.2 和 3.4.7。

Show/hide table

为避免由于有旋转轴的转动造成人员伤害，保持PTO主盖和所有的动力传动系盖在位。 当系统没有使用时安装PTO轴护罩。

旋转方向

发动机旋向 SAE J824（标准）

• 从发动机的飞轮端观察发动机，其旋转方向为逆时针

变速箱输出旋向

• 前进时与输入相同

• 倒车时与输入相反

PTO 旋向

• 侧 PTO 驱动齿轮的转速为 0.91 X 发动机转速，并与变速箱输入的方向相反。

• 整体式驱动 PTO SAE "C" 安装垫的转速为 1.21 X 发动机转速，并与变速箱输入的方向相同。

侧 PTO 螺栓要求

• 7/16 -14 外螺纹紧固件

• 最低紧固件等级达到 SAE J1199 10.9 级（最小 1040 MPa）。

• 至少需要八条螺栓将 PTO 固定到变速箱上。 261-3049 惰轮总成 上提供定位销。

侧 PTO 的密封要求

• 侧装式 PTO 可使用橡胶涂层金属接口垫片（RCM）作为与变速箱之间的密封垫。

• 不要使用密封剂。 这些密封剂与变速箱传动系机油（TDTO）不兼容。

• PTO 制造商提供的 RCM 垫片具有适当的厚度和公差，可保持必要的齿轮中心距。 不需要利用垫片调整此 PTO。

• 安装侧 PTO 时，应丢弃用来密封 PTO 盖的 PTO 184-9969 垫片 。

• 不得利用纸垫片实现 PTO 和变速箱之间的密封。

整体式泵驱动装置螺栓要求

• 两个 M16 x 2 外螺纹紧固件。

• 四个 M12 x 1.75 外螺纹紧固件。

• 最低紧固件等级达到 SAE J1199 10.9 级（最小 1040 MPa）。

• 两个和四个螺栓泵垫。 使用所选泵垫上可用的全部螺栓位置。

整体式泵驱动装置密封要求

• SAE C 垫设计用于标准 250、 5F-3106 O 形密封圈 。

• O 形密封圈旨在在 PTO 垫配合单元的先导直径上提供静态径向密封。

• O 形密封圈材质，NBR（Nitrile）。

变速箱动力传动系机油系统

工业标准过滤精度

有效的油液清洁度管理是最重要的单一因素，也是实现以下目标的唯一最好机会：最大限度地提升部件使用寿命, 增加可靠性和耐用性 和 降低部件使用寿命周期成本。 Caterpillar 致力于为客户提供高质量和具有成本效益、旨在满足特定性能要求的过滤产品。 Caterpillar 从未公布过微米精度，因为数字可能会产生误导或容易被控制。 许多中等质量或低质量的滤清器仅仅通过使用微米精度就可以出售。 仅说明微米过滤精度而未说明滤清器效率精度是无用的，而且在滤清器行业的技术组内，如汽车工程师学会（SAE）或国家流体动力协会（NFPA），也不会有官方立场。

虽然不同滤清器的微米精度可能相同，但收集该尺寸或更大尺寸颗粒的能力却截然不同。 对一个滤清器进行评级的主要方法是规定清除和保留特定尺寸颗粒的效率，以微米来测量。

具有竞争性的营销工作只能建立在多通路测试的基础上。 该测试是标准的行业测试，其程序由国际标准化组织（ISO）、美国国家标准学会（ANSI）、国家流体动力协会（NFPA）和国家标准技术研究所（NIST）发布。 ISO 16889 实验室测试在预定恒流和其他稳定状态条件下添加人造杂质浓缩流。 该测试逐步加载滤清器，直到达到指定压力下降。 在测试过程中，颗粒进入和退出滤清器的次数通过电子方式计算。 上游颗粒浓度与下游颗粒浓度之比称为过滤比或 Beta 比。 过滤比（或 Beta 比），是测量滤清器捕获特定尺寸颗粒效率的方式。 表 23 中列出了与多通路测试相关的标准。

表 23

行业标准的变化
前一个	当前 1999	说明
ISO 4406	ISO 4406:1999	ISO 范围代码
ISO 4402	ISO 11171	自动颗粒计数器（APC）标定步骤（ACFTD 至 ISO MTD）
ISO 4572	ISO 16889	多通路测试报告

图 42 显示了单个滤清器对于两种不同颗粒尺寸的典型颗粒计数数据以及产生的 Beta 比。 左侧的数据（用于 6 微米及更大的颗粒）表明 "Beta 比为 2"。 而右侧的数据（用于 14 微米及更大的颗粒）表明 "Beta 比为 75"。 颗粒尺寸（或计算 Beta 比的微米）显示为 Beta 符号的下标。 当报告采用 ISO 16889 测试方法获得的测试结果时，标准的行业做法是在微米精度后加一个外面带括号的小写字母 （c）。 该方法可区别利用新旧测试方法和测试灰尘获得的测试结果。

例如，如果在机油中，上游有 2000 个 6 微米或更大的颗粒，下游有 1000 个 6 微米或更大的颗粒，则 Beta 比等于 2。 B6(c) = 2 表示 6 微米的滤清器可以清除 50% 的 6 微米或更大尺寸的所有颗粒。 大部分滤清器制造商使用 Beta 比 2 作为"标称"过滤精度，使用 Beta 比 75 或更大值作为"绝对精度"。 目前，在绝对精度方面没有公认的 ISO、ANSI 或 NFPA 标准。 图示的滤清器具有一个 "6 微米的标称精度"和一个 "14 微米的绝对精度"。

图 42	g01971553

可以按照以下方式从 Beta 比中计算实验室效率：

% 效率 = 1 -（1/Beta 比）

可以看出，比率高于 75 并不能代表有重大改善。 Beta 比等于 200 的滤清器的附加成本只将实验室测试效率提高了 0.8%。

表 24

ISO 16889 Beta 比
额定值	效率
2	50.0%
10	90.0%
75	98.7%
100	99.0%
200	99.5%
1000	99.9%

ISO 4406:1999 提供按照 ISO 精度定义油样中存在的杂质级别的指南。 新的 ISO 4406:1999 使用三个刻度数代表每 1mL 油样中尺寸大于或等于 4µm(c)、6µm(c) 和 14µm(c) 的颗粒数。 表 25 列出了包含各种颗粒级别的 1mL 油样的 ISO 精度。 应注意，各个范围为之前范围数值的两倍。 最常见的用于表示机油清洁度的范围通常为 13 到 24。

表 25

ISO 4406: 1999 污染码
每 1mL 油液的颗粒数
代码	大于	小于和等于
24	80000	160000
23	40000	80000
22	20000	40000
21	10000	20000
20	5000	10000
19	2500	5000
18	1300	2500
17	640	1300
16	320	640
15	160	320
14	80	160
13	40	80
12	20	40
11	10	20
10	5	10
9	2.5	5
8	1.3	2.5
7	0.64	1.3

例如，清洁机油具有 18/16/13 的清洁度等级（依照 ISO 代码）：

表 26

颗粒大小	ISO 范围	1 mL 油中的颗粒数
4 微米	18	1300 到 2500
6 微米	16	320 至 640
14 微米	13	40 至 80

对于含有大量小颗粒的稀油液（如柴油），Caterpillar 使用 ISO 代码中的全部三个数字来表示。 然而，对于粘度较稠的液压油和润滑油而言，小颗粒数不是很重要。 油液清洁度通常只用两个较大的颗粒尺寸来表示。 例如，18/16/13 规定简写为 16/13。

表 27 列出了常见颗粒的尺寸：

表 27

常见颗粒的微米尺寸
项目	微米	In
食盐细粒	100	0.003937
工业烟雾	90	0.003543
人发直径	80	0.003150
200 滤网网眼	73	0.002874
花粉	60	0.002362
雾	50	0.001968
能见度下限	40	0.001575
白血球	25	0.000984
滑石粉	10	0.000394
红血球	8	0.000315
细菌	2	0.000079
泥沙	<5	0.000197

有关更多信息，请参考专门出版物, SEBF1020, "提高部件耐用性、管理油液清洁度"。

Caterpillar 机油滤清器

变速箱捕获摩擦（离合器）材料碎屑、加载齿轮和轴承的磨损金属以及一些通过污垢的油封。 有些污垢和湿气也可以经过通风滤清器从大气中进入。 存在各种不同类型的污染物，包括：

• 颗粒（灰尘、污垢、沙子、锈迹、纤维、弹性体和碎屑）

• 磨损金属和添加剂（铝、铬、铜、铁、铅、锡、硅、钠、锌、钡和磷）

• 水

• 密封剂（膏剂、胶带）

• 腐蚀产物、氧化、油泥

• 酸液或其他化学品

必须针对系统要求和应用使用正确的滤清器类型和尺寸。 滤清器使用不当可能会导致使用没有保护的旁通模式进行操作，从而产生污染物、滤清器故障、部件故障或灾难性系统故障。 正确过滤必须考虑的一些系统特征：

• 机油粘度

• 流速

• 系统压力

• 允许压力下降（滤清器介质、杂质、流量以及粘度）

• 保护部件

• 清洁度级别要求（以 ISO 代码表示）

• 油液/机油类型和特征

• 环境条件

• 工作负载循环

• 工作温度

• 冷起动条件（起动时的环境温度）

滤清器最重要的方面是结构完整性和质量一致性。 传统滤清器的不一致性会导致的结构问题包括介质接缝泄漏通路和金属加工污染。 Caterpillar 的高度自动化制造流程和坚固耐用的设计几乎可以消除这些不一致性。

滤清器最大的成本推动因素是滤清器介质。 有三种基本类型的滤清器介质：

• 纤维素介质

• 合成介质

• 纤维素介质与合成介质混合的介质

纤维素介质在本质上属于纸质，可以用于粗滤精度。 液压油粗滤精度约为 28-40 微米 (c) 绝对精度。 纤维素介质应用在大多数 Caterpillar 标准效率滤清器上。 如果要求或需要高效率过滤，则在高流速应用中不应使用直纤维素介质。 系统中的高流速要求介质为合成介质或合成混合介质。

高效滤清器使用合成介质，该介质的成本是类似效率的纤维素介质的两倍多。 合成介质具有使用玻璃纤维制成的直径更小的纤维，从而可减少流量限制、收集较小颗粒并保留约三倍的更多碎屑。 Caterpillar 超高效率液压滤清器使用绝对精度为 4 到 10 微米的合成介质。

Caterpillar 高效滤清器提供改进性能，特别是以适当价格提供 11 到 27 微米 (c) 的绝对精度。 这些滤清器使用合成混合介质，其效率和碎屑固定容量优于纤维素介质。

TH55 石油变速箱上使用的 328-3655 机油滤清器滤芯组件 是 Caterpillar 高效滤清器。 新滤芯设计使用了多层介质以改善滤清器滤芯的性能。 新设计不会增加滤清器滤芯的尺寸。 这一新设计增加了沉淀物容积，并减少了机油流动阻力。

滤清器介质已经打褶，以便在狭窄的滤清器空间中获得最大的滤清器表面积。 褶层的尺寸和深度确定了滤清器所包含的介质数量。 低成本滤清器所含的介质数量可能只有优质滤清器介质数量的一半。 系统中使用的 Caterpillar 滤清器具有较大的流量变化，其构造可以防止褶层移动，并有助于消除疲劳故障。

滤清器设计和测试标准如表 28 所列。

表 28

设计和测试标准
说明	标准
爆裂压力测试	NFPA/T-2.6.1
疲劳测试	NFPA/T-2.6.1
压力下降 VS 流	NFPA/T-3.10.14
滤芯崩溃（爆裂）	ISO 2941
装配完整性	ISO 2942
材料兼容性	ISO 2943
滤芯流动疲劳	ISO 3724
压力下降/流速	ISO 3968
多通路	ISO 16889

请勿被非典型实验室测试或不确定微米精度的结果所误导。 Caterpillar 将按要求提供滤清器测试数据。 但是不会公布这些数字。 应根据现场性能、质量和一致性来判断滤清器。 已经根据这一理念对 Caterpillar 的标准管路和高效滤清器进行了设计、测试和制造。

有关更多信息，请参考专门出版物, SEBF1020, "提高部件耐用性、管理油液清洁度"。

变速箱油滤清器

表 29

系统	滤清器总成 零件号	滤芯组件 零件号	滤清器尺寸
变速箱	333-6434	328-3655	266.1 X 121 mm (10.5 X 4.8 in)
变矩器	333-6434	328-3655	266.1 X 121 mm (10.5 X 4.8 in)

机油系统清洁度要求

控制系统的 ECPC 阀是对变速箱动力传动系机油系统污染最敏感的变速箱部件。 在工厂组装过程中，已仔细清洁了该变速箱的部件。 组装好的机组用污染码为 ISO 16/13 或更高的液体测试，符合 ISO 4406。 为了避免变速箱的性能问题，在储存和安装完成整个系统的过程中，OEM 必须保持 ISO 18/15。 该部件包括液压软管、机油冷却器和动力传动系机油。

图 43	g01951597

Caterpillar 代理商可以提供满足必要要求、"经过认证的清洁"软管、机油冷却器系统和加注油。 ISO 18/15 要求适用于在变速箱操作之前组装到机器中的系统。 操作过程中，机油清洁度的要求应保持在 ISO 18/15。 变速箱机油滤清器系统旨在符合 ISO 18/15 或更高要求。

此外，OEM 可能参考 ISO 技术报告 10949 ，因为该报告提供了可以帮助制造商在安装过程中达到这些要求的指南。

关于新机器的一个常见误解是，系统在工厂清洁过后，会一直保持清洁。 对大多数系统而言，磨合期比工厂运转/测试时间长。 变速箱通常有 150 到 200 小时的磨合期，碎屑主要来源于离合器材料。 清除磨合碎屑后，变速箱在没有车下过滤时应保持 ISO 18/15 的水平。

注: 由于忽视污染指南导致的故障可能不在 Caterpillar 的保修范围中。 关于这些限制请查阅您的 Caterpillar 保修条款。

注: 在发生内部部件系统故障时，动力传动系会产生磨损碎屑并在系统中循环。 此碎屑可导致阀门、动力传动系、泵和执行器反复发生故障。 部件发生故障后须彻底清洁系统的碎屑并更换变速器机油冷却器芯，以防止反复发生故障。 参考操作和保养手册, SEBU6250, "Caterpillar 机器推荐用的液体"，了解提高机器部件皮实性的信息及更多关于油液的信息。

变速箱动力传动系机油系统

控制系统的 ECPC 阀对变速箱动力传动系机油系统的污染很敏感。 在工厂组装过程中，已仔细清洁了该变速箱的部件。 装配好的机组用污染码为 ISO 16/13 或更高的液体测试，符合 ISO 4406。 为了避免变速箱的性能问题，在储存和安装完成整个系统的过程中，OEM 必须保持相同的标准。 系统可能包括以下液压系统部件：软管, 机油冷却器 和 动力传动系机油。 Caterpillar 代理商可以提供满足必要要求、"经过认证的清洁"软管、机油冷却器系统和加注油。 ISO 16/13 要求适用于在变速箱操作之前装配的系统。 操作过程中，机油清洁度的要求应保持在 ISO 18/15。

此外，OEM 可以参考 ISO 技术报告 10949。 该包括提供帮助制造商在安装期间达到这些要求的指南。

注: 由于忽视污染指南导致的故障可能不在 Caterpillar 的保固范围中。 关于这些限制请查阅您的 Caterpillar 保修条款。

建议的机油类型和粘度

由于变速箱动力传动系机油（TDTO）所起的关键作用和对 TH55 石油变速箱所预期会发生的重型工作循环，对于发动机起动或运转时环境温度处于 0 到 50 °C (32 到 122 °F) 范围内的应用，Caterpillar 建议使用 TDTO-4 SAE 30 机油。

参考有关适用于环境温度的建议润滑剂粘度，请参考 Caterpillar 机器推荐用的液体, SEBU6250, "润滑剂粘度"。

动力传动系机油必须提供下列功能：

• 润滑齿轮和轴承

• 冷却齿轮和轴承

• 保持合适的离合器系数

• 冷却离合器片和盘

• 最大限度地减少起泡和氧化

• 保持清洁度以用作以下装置的控制液：动态减振器, 变矩器锁定离合器 和 变速箱液压控制装置和离合器。

通过拆下通气孔/加注口盖可添加变速箱机油。 初次加注量约为 181 L (48 美制加仑)。 首次加注机油时应使油位达到变速箱目测表上的"冷态满（Full Cold）"标志处。

变速箱机油质量要求

TH55 石油变速箱旨在使用 Caterpillar TDTO 或符合 Caterpillar TO-4 机油技术规格的同等油液进行操作。 根据发动机起动和运转时的最低环境温度确定正确的机油粘度级别。 为了确定正确的机油粘度级别，请参考表 32 中的"最低"栏和"最高"栏。 "最低"栏指示起动和运转冷机器的最低环境温度条件。 "最高"栏指示机器在预期的最高的环境温度下运转时的机油粘度级别。 在发动机起动和运转时，使用相应环境温度所允许的最高粘度级别的机油。

变速箱在太高的机油粘度级别下工作会引起摩擦片损坏。 变速箱在太低的机油温度下工作会引起摩擦片损坏。 同样，摩擦片损坏可能引起换档时间延长，离合器升压时间减慢。 较稠的机油在某些区域不能提供正确的机油流量，较稠的机油在某些区域可能减小润滑油的流量。

通过对比变速箱周边环境空气温度与表 32 来确定正确的机油粘度。 表 32 中的"最低"栏表示使用对应粘度起动和运转变速箱的最低环境温度。 表 32 中的"最高"栏表示使用对应粘度起动和运转变速箱的最高环境温度。

车辆在 0 至 50 °C32 (至 122 °F) 的环境温度范围内运行时，，建议的粘度为 SAE 30 TDTO。 Caterpillar 在生产 TH55-E70 和 TH55-E90 石油变速箱期间使用 SAE 30 TDTO 机油。

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注意
如果发动机起动或运转期间的环境温度低于 −10°C (14°F)，请执行操作和保养手册, "变速箱预热"中的步骤。 检查变速箱的油位是否正确。 操作前，不预热机油或润滑剂液位不正确将引起变速箱损坏。

Caterpillar 变速箱/动力传动系机油（TDTO）保持平衡，以提供动力换档变速箱和变矩器中的最大摩擦材料寿命。 TDTO 已通过 TO-4 机油技术规格的要求。 TO-4 机油技术规格包含摩擦要求和齿轮磨损要求。

Caterpillar 也提供变速箱多季节用机油。 变速箱多季节用机油（TMS）超过 Caterpillar TO-4M 机油的剪切稳定性和性能的要求。 TMS 机油为 Caterpillar 变速箱提供了最好的性能和最好的保护。

表 30 列出了不同的变速箱机油和材料安全数据表（MSDS）编号。 可从网站 http://emsds.ecorp.cat.com/ 或 www.catmsds.com 上获取材料安全数据表。

表 30

产品	类型	粘度等级	MSDS 编号	Cat 数据表
CAT Arctic TDTO	Arctic TO-4 型	SAE 0W-20	23826	PEHJ0007
CAT TDTO 10W	CAT TO-4	SAE 10W	1007	PEHP7506
CAT TDTO 30	CAT TO-4	SAE 30	11999	PEHP7506
CAT TDTO 50 (1)	CAT TO-4	SAE 50	1006	PEHP7506
CAT TDTO-TMS	CAT TO-4M	15W-40	13036	PEHP8035

( 1 )

SAE 50 TDTO 机油设计为在极端气候下使用。 使用之前，请先通过应用支持中心（ASC）网站 http://applicationsupport.cat.com 联系变速箱业务部门的工程部获得批准。

表 31

		Caterpillar 零件号
		TDTO			TDTO-TMS	Arctic TDTO
容量		SAE 10W	SAE 30	SAE 50 (1)	多粘度	SAE 0W-20
(4x) 1	Gal	--	248-7521	--	--	--
5	Gal	8T-9568	8T-9572	8T-9576	154-0195	--
55	Gal	8T-9569	8T-9573	8T-9577	154-0194	--
散装	Gal	155-6212	155-6213	155-6214	154-0192	--
5	升	100-7019	9X-6467	9X-8443	--	--
18	升	--	9X-2010	9X-2012	--	--
19	升	145-0995	9X-8469	9X-8531	--	--
20	升	9X-7852	7X-7855	7X-7858	154-0196	228-6069
25	升	9X-8525	--	--	--	--
200	升	112-2866	7X-2888	9X-8530	--	--
205	升	7X-7851	7X-7854	7X-7857	--	228-6070
208	升	103-2528	9X-6466	3E-9478	154-0197	--
209	升	123-3104	--	--	--	--
1000	升	166-0393	7X-7611	7X-7612	--	--
散装	升	3P-0659	2P-9869	5P-1228	154-0193	--

( 1 )

SAE 50 TDTO 机油设计为在极端气候下使用。 使用之前，请先通过应用支持中心（ASC）网站 http://applicationsupport.cat.com 联系变速箱业务部门的工程部获得批准。

有关更多信息，参考专门说明书, SEBU6250, "Caterpillar 机器推荐用的液体"。

注: 变速箱上使用的多级机油必须符合 Caterpillar TO-4M 的要求。 由于聚合物粘度指数改进剂暂时和永久的剪切，使用高分子聚合物作为粘度指数改进剂的多级机油可能会损失粘度效能。 不建议在 Caterpillar 变速箱上使用这些类型的多级机油。 Caterpillar TO-4M 机油要求包括一个多级机油的剪切稳定性测试。 如果没有 Caterpillar 变速箱 / 动力传动系机油（TDTO），应使用符合 Caterpillar TO-4 或 TO-4M 机油技术规格的商用机油。

注: 请参考操作和维护手册, SEBU5898, "寒冷天气建议"，以便选择机器在 −20 °C (−4 °F) 温度以下工作时的机油。

表 32

环境温度下 TH55 石油变速箱的建议润滑剂粘度
腔室或系统	机油类型和分级	机油粘度	°C		°F
			最低	最高	最低	最高
变速箱和变矩器系统	Caterpillar TDTO Caterpillar TDTO-TMS Caterpillar TO-4	SAE 0W20 (1)	−40	10	−40	50
		SAE 0W30 (2)	−40	30	−40	86
		SAE 5W30 (2)	−30	30	−22	86
		SAE 10W	−20	10	−4	50
		SAE 30	10	50	50	122
		TDTO (TMS) (3)	-10	50	14	122

( 1 )	第一选择：Cat Arctic TDTO SAE 0W-20。 第二选择：符合 SAE 30 粘度等级的 Cat TO-4 技术规格的性能要求、不含粘度指数改进剂的全合成基油。 典型的润滑剂粘度等级为 SAE 0W-20、SAE 0W-30 和 SAE 5W-30。 第三选择：含有 TO-4 添加剂组合且润滑剂粘度等级为 SAE 0W-20、SAE 0W-30或 SAE 5W-30 的机油。
( 2 )	第一选择：符合 SAE 30 粘度等级的 Cat TO-4 技术规格的性能要求、不含粘度指数改进剂的全合成基油。 典型的润滑油粘度等级为 SAE 0W-20、SAE 0W-30 和 SAE 5W-30。 第二选择：含有 TO-4 添加剂包和润滑油粘度等级为 SAE 0W-20、SAE 0W-30 或 SAE 5W-30 的机油
( 3 )	Cat TDTO-TMS（变速箱多季用润滑剂）（性能超过 Cat TO-4M 多等级技术规格要求的合成混合油）。

变速箱油容积

表 33

腔室或系统	升	美国 加仑	英制 加仑
变速箱和变矩器系统（加注容量）	181 L	48 美制加仑	40 英制加仑

表 33 中所列的加注容量用于在例行保养时加注变速箱。 初次系统加注或系统维修后再加注需要使用额外的机油。 需要对以下装置加注机油：机油滤清器管, 机油滤清器, 冷却器管, 冷却器 和 变矩器。 这部分额外的机油量将根据原始设备制造商冷却器管路所用的软管长度的不同而变化。 请参考操作和维护手册, "变矩器和变速箱机油油位 - 更换"中加注变速箱的正确程序。

变速箱液压示意图

动力传动系机油示意图提供 TH55 石油变速箱动力传动系内部的标称压力和流量。 依据不同档位下机油流程的不同，TH55 石油变速箱具有不同的机油示意图。 图 44 和 45 显示 276-9654 TH55-E70 机油系统示意图 。 图 46 和 47 显示 380-3139 TH55-E90 机油系统示意图 。

七速和九速变速箱的液压示意图相同。 传动比表和离合器分配不同。 有关七速 TH55 变速箱，参考 276-9654 TH55-E70 机油系统示意图 。 有关九速 TH55 变速箱，参考 380-3139 TH55-E90 机油系统示意图 。

变速箱油液是正确操作变速箱的关键。 变速箱为以下功能供油：正确冷却, 离合器锁定, 轴承保护, 变矩器操作 和 通用整体内部氧化和磨损保护。 为了保持油液的清洁，必须按建议周期更换机油和滤清器。 变速箱机油滤清器系统旨在符合 ISO 18/15 或更高要求。

图 44	g02917258
276-9654 TH55-E70 机油系统示意图（7 速） 表 1 (A) 至变速箱润滑 (B) 至图 45 中的管 (B) (C) 至图 45 中的管 (C) (D) 至图 45 中的管 (D) (1) 冷却器 (2) 变矩器温度传感器 (3) 带锁定离合器的变矩器 (4) 变矩器安全阀 (5) 油底壳 (6) 滤清器总成 (7) 注油排气，PTO 轴承润滑 (8) 注油排气，PTO 轴承润滑 (9) 油泵 (10) 管和滤网组件 (11) 滤清器总成 (12) 变矩器调制阀总成 (13) 管组件 (14) 行星齿轮总成转速传感器 (15) 导线总成转速传感器 (16) 行星齿轮总成转速传感器 (17) 电子控制总成

图 45	g02917620
276-9654 TH55-E70 机油系统示意图（7 速） 表 2 (B) 至图 44 中的管 (B) (C) 至图 44 中的管 (C) (D) 至图 44 中的管 (D) (E) 从冷却器出口 (F) 至变矩器进口 (5) 油底壳 (18) 快断接头 (19) 调制阀（控制总成） (20) 温度传感器（控制总成） (21) 安全阀总成（变矩器壳体） (22) 安全阀总成（控制总成） (23) 至变速箱润滑

图 46	g02917279
380-3139 TH55-E90 机油系统示意图（9 速） 表 1 (A) 至变速箱润滑 (B) 至图 47 中的管 (B) (C) 至图 47 中的管 (C) (D) 至图 47 中的管 (D) (1) 冷却器 (2) 变矩器温度传感器 (3) 带锁定离合器的变矩器 (4) 变矩器安全阀 (5) 油底壳 (6) 滤清器总成 (7) 注油排气，PTO 轴承润滑 (8) 注油排气，PTO 轴承润滑 (9) 油泵 (10) 管和滤网组件 (11) 滤清器总成 (12) 变矩器调制阀总成 (13) 管组件 (14) 行星齿轮总成转速传感器 (15) 导线总成转速传感器 (16) 行星齿轮总成转速传感器 (17) 电子控制总成

图 47	g02917599
380-3139 TH55-E90 机油系统示意图（9 速） 表 2 (B) 至图 46 中的管 (B) (C) 至图 46 中的管 (C) (D) 至图 46 中的管 (D) (E) 从冷却器出口 (F) 至变矩器进口 (5) 油底壳 (18) 快断接头 (19) 调制阀（控制总成） (20) 温度传感器（控制总成） (21) 安全阀总成（变矩器壳体） (22) 安全阀总成（控制总成） (23) 至变速箱润滑

变速箱冷却系统

由于变矩器打滑、加注泵损失以及转动部件摩擦，自动变速箱会产生热量。 变速箱油液吸收此热量，并需要油冷却器将热量排出。 保持油冷可维持油的润滑性、确保变速箱正常工作和延长变速箱部件的寿命。

发动机冷却液（防冻剂）和变速箱油液（TDTO）吸收发动机和变速箱产生的热量。 两种油液将热量带到热交换器（散热器或冷却器），在此完成机油或防冻剂的冷却。

有关具体的变速箱动力传动系机油和发动机油液要求，请参考变速箱应用和安装指南、发动机应用和安装指南以及专门出版物, SEBU6250, "Caterpillar 机器油液建议"。

变速箱冷却要求

传送的动力, 变矩器驱动的频率和持续时间, 变速箱损失, 环境 和 应用将指示变速箱冷却要求。

1. 发动机：最大马力、最大扭矩容量和冷却液流量。

2. 变矩器：最大变矩器效率和相关热负载。

3. 变速箱：转动行星齿轮时相关的热负载。

4. 环境：预期最高环境温度。 （见""附录" "）

5. 应用：变矩器驱动装置操作的频率和持续时间、变矩器驱动装置操作期间传送的功率和扭矩、以及变矩器的应用效率。

变矩器冷却

Caterpillar 石油变速箱具有锁定离合器，可减少所有齿轮中变矩器产生的热量。 在正常工作条件下，变速箱将换到正确的传动比，且大部分时间处于变矩器锁定离合器模式中。 锁定离合器大大降低了变速箱冷却要求。 传送的动力, 变矩器驱动的频率和持续时间, 变速箱损失, 环境 和 应用将指示变速箱冷却要求。

Show/hide table

注意
用变矩器驱动变速箱较长时间可能导致过热。 为达到最佳的工作温度，可能需要额外的冷却容量，以避免变速箱的损坏。

工作温度限值

正常（连续）和间歇条件下的最大允许变速箱油温如下：

连续集油槽 ... 90 °C (194 °F)

连续变矩器出口 ... 99 °C (210 °F)

间歇集油槽 ... 99 °C (210 °F)

间歇变矩器出口 ... 121 °C (250 °F)

注: 尽管允许最高温度存在，但如果润滑油进口温度始终低于 90 °C (195 °F)，仍可以提高变速箱内部部件的皮实性。

工作温度

表 34

工作温度
最大持续温度	90 °C (195°F)
最高工作温度	99 °C (210 °F)
润滑机油入口（来自热交换器）	99 °C (210 °F)
变矩器最大输出温度	121 °C (250F)

油温表

如果 OEM 选择使用颜色代码变速箱/变矩器出口温度表，则以下要求和建议适用：

绿色 - 安全区低于 99 °C (210 °F)

黄色 - 警告区范围为 99 °C (210 °F) 至 121 °C (250 °F)

应满足以下要求：

红色 - 警告区高于 121 °C (250 °F)

如果 OEM 选择使用颜色代码变速箱油池温度表，则以下建议和要求适用：

绿色 - 安全区低于 90 °C (194 °F)

黄色 - 警告区范围为 90 °C (194 °F) 至 99 °C (210 °F)

应满足以下要求：

红色 - 警告区高于 99 °C (210 °F)

Show/hide table

注意
操作员可在短周期内间歇性地使用黄色区。 即使短时间在红色线以上运行也会损害机油和变速箱。

油冷却器选择

变速箱机油冷却器回路的设计由 OEM 负责。 回路的设计必须维持低于或等于 100 °C (212 °F) 的连续油池温度。 对于由发动机冷却液（还通过油液/空气散热器滤清器）冷却变速箱机油的情况，Caterpillar 建议使用油液/油液冷却器。

OEM 可能会选择使用 Caterpillar 变速箱机油冷却器或使用现有或当地供应的冷却器。 所有独有安装均需要基于车辆环境、应用、特定发动机和变速箱额定值的冷却分析和冷却系统检查。 Caterpillar 关心的是 OEM 能够提供适当的变速箱冷却，以使变速箱机油始终低于规定温度限制。 有关各发动机组合的热损耗表请参见""附录" "。

油冷却器制造商需要提供显示散热能力和压力降的冷却器性能曲线，以确认冷却要求是否能够得到满足。 性能曲线必须以测试数据为基础（不能估算得到），以确保足够的冷却器系统能力。 OEM 可通过应用支持中心咨询变速箱应用工程师，了解冷却器系统设计或冷却系统测试的相关问题。

变速箱机油冷却器和设计指南

由于变矩器打滑、加注泵损失以及转动部件摩擦，自动变速箱会产生热量。 变速箱油液吸收此热量，并需要油冷却器将热量排出。 保持机油冷却可维持机油的润滑特性、确保变速箱正常工作和延长变速箱部件的寿命。 发动机冷却液（防冻剂）和变速箱油液（TDTO）吸收发动机和变速箱产生的热量。 两种油液将热量带到热交换器（散热器或冷却器），在此完成机油或防冻剂的冷却。 对于在逆流式热交换器中由发动机冷却液冷却变速箱机油的情况，Caterpillar 建议使用油液-油液冷却器。 发动机冷却液随后流过油液-空气散热冷却器。

要正确调整变速箱冷却器的尺寸，必须考虑以下方面：变速箱行星齿轮热负载, 发动机功率和扭矩容量, 环境温度 和 应用中的变矩器驱动装置操作的频率和持续时间。 通常来说，效率为 70% 时，变矩器驱动装置中动力换档变速箱产生的热损耗不超过相当于发动机总输出功率 30% 的热负载。 大多数应用需要的冷却器热损耗容量约为发动机总输出功率的 20%。 当变速箱大多数时间在锁定离合器模式下操作时，相当于发动机总输出功率 10% 到 15% 的热损耗适用于一些应用。 压裂应用需要的冷却器热损耗容量约为发动机总输出功率的 10% 到 15%。 用户通常含有一些剩余热损耗能力。

图 48	g03620364
发动机右侧近视图显示使用 390-7731 变速箱机油管路总成 平行连接的 141-4109 机油冷却器芯总成 。 以下部件为 390-7731 变速箱机油管路总成 的部件。 (1) 两个 388-7187 弯头 (2) 十六个 0S-1587 螺栓 (3) 四个 238-5080 O 形密封圈 (4) 两个 3J-6933 密封垫 (5) 八个 5P-8245 硬垫圈 (6) 八个 6H-1717 螺栓 (7) 四个 6V-4368 O 形密封圈 (8) 十六个 7D-1649 硬垫圈 (9) 两个 7J-0402 盖 (10) 四个 9S-4185 O 形密封圈螺塞

对于大多数液压压裂应用，Caterpillar 建议使用两个平行连接的 141-4109 机油冷却器芯总成 。 平行连接冷却器将使一半机油流经各个冷却器。 可使用 390-7731 变速箱机油管路总成 来简化安装。 参考图 48。 这些冷却器适用于使用 Caterpillar 3512C 发动机的发动机安装配置。 如果 OEM 计划主要以变矩器驱动操作或在高环境温度下操作，则需要选用具有较大容量的冷却器。

直接驱动热损耗值如附录所列。 这些值假定变速箱一直以直接驱动运行，从不使用变矩器驱动装置。 该情况并不存在，因为变矩器驱动装置在换档和从静止（空档）位置对行星齿轮进行加速时使用。 可在表 35 至 38中找到变矩器驱动热损耗

图 49	g02344324

由于 TH55 在石油应用中用于驱动泵，因此通过考虑泵的最大允许输入扭矩，可以大大降低变速箱冷却器所需的热负载容量。 利用等式计算最大输入扭矩，如图所示。

对于冷却器计算，应除以泵的机械效率。 该计算提供计算中的一些安全系数补偿。 泵的最大允许输入扭矩与最大允许变速箱输出扭矩相同。 该值可以配合以下内容使用来解决变速箱热损耗要求：变速箱效率, 传动比, 变矩器特征 和 发动机转速。 下表列出了在特定泵最大输入扭矩及对应的变矩器失速条件下的变速箱冷却器的热损耗要求。 这些最大扭矩对应市场上可用的特定泵。 冷却要求与最大泵输入扭矩成正比，后者与出于计算目的得出的最大允许变速箱输出扭矩相同。 特定泵的变速箱冷却要求可通过插入特定泵的最大泵输入扭矩来查找，相关值如表 35 和 36 所列。

表 35

变速箱热损耗要求
泵的额定功率	泵的最大输入扭矩 （lb ft）	TH55-E70，带 TC64 （ 第 1 档 = 6.25）			TH55-E70，带 TC58 第 1 档 = 6.25
		热损耗 （hp）变矩器失速时	变速箱机油流速 （gpm）	发动机 rpm	热损耗 （hp）变矩器失速时	变速箱机油流速 （gpm）	发动机 rpm
2000	12776	143	44.6	779	126	38.8	683
2250	13222	150	45.4	792	132	39.5	695
2500	17845	236	53.1	920	208	46.3	807
2500	20877	299	57.7	996	263	50.3	873
2700	26505	427	65.3	1122	376	56.9	983
3000	28383	473	67.7	1161	417	59	1018

表 36

变速箱热损耗要求
泵的额定功率	泵的最大输入扭矩 （lb ft）	TH55-E90，带 TC64 （第 1 档 = 4.67）			TH55-E90，带 TC58 （第 1 档 = 4.67）
		热损耗 （hp）变矩器失速时	变速箱机油流速 （gpm）	发动机 rpm	热损耗 （hp）变矩器失速时	变速箱机油流速 （gpm）	发动机 rpm
2000	12776	221	51.9	901	195	45.2	789
2250	13222	233	52.9	916	205	46	803
2500	17845	365	61.9	1064	321	53.9	933
2500	20877	462	67.1	1,151	406	58.5	1009
2700	26505	661	75.9	1297	581	66.2	1137
3000	28383	732	78.7	1342	644	68.6	1177

表 35 和 36 中列出的变速箱冷却要求以下列假定为准：

• 变速箱输出扭矩不超过表 35 中列出的泵的最大输入扭矩。 （否则，必须通过插入特定泵的最大泵输入扭矩来调整热损耗要求，相关值如表 35 所列）。

• 变矩器驱动装置的长时间运行限制在第一档。

• 变矩器驱动装置的间歇操作在第二档至最高档。 仅在换档以及动力传动系和泵加速时使用变矩器驱动装置。

• 冷却器的最大油温为 121° C (250° F)。

• 冷却器的最大水温为 91° C196 (° F)。

• 冷却器的最大压力为 750 kPa (108 psi)。

• 冷却器回路中的最大机油压力下降为 210 kPa (30 psi)。

• 变矩器在最大泵输入扭矩时处于失速状态。

Caterpillar 建议确定冷却器的尺寸，以便适应表 35 和表 36 中所述的最恶劣情况。 压裂作业之前，在第一档执行的标准管路压力可能会造成变矩器失速或接近失速的状态。 表 37 显示在最大泵进口扭矩时，热负载如何随变矩器效率而变化。

表 37

变矩器近似效率	与失速状态相比的近似热负载百分比
失速	100%
25%	88%
50%	68%
70%	58%

冷却液流速是发动机的一个特征，可随发动机和制造商的不同而异。 有关具体的变速箱动力传动系机油和发动机油液要求及流速，请参考变速箱应用和安装指南、发动机应用和安装指南以及专门出版物, SEBU6250, "Caterpillar 机器油液建议"。 在各个档位中，TH55 变速箱到冷却器的流速如""附录" "所示。

最大环境温度将随位置而异。 ""附录" "给出了针对不同国家的最大环境设计温度的指南。 Caterpillar 在大多数应用中使用 43° C (109° F) 的最大环境温度。

各个独有安装都需要进行冷却系统测试。 进行这些测试以验证设计假设和计算，并确保安装的冷却系统是否正确。 更多信息请参考专门说明书, REHS8262, "Caterpillar 石油压裂变速箱安装鉴定步骤"。

冷却器系统压力下降

图 50	g02964036
(3) 润滑压力连接器 (12) 变矩器进口压力连接器 (21) 冷却器返回口 (52) 变矩器出口（到机油冷却器）

通过变速箱冷却器和管的压力下降由以下情况确定：冷却器进口 (21) 和 和冷却器出口 (52) 之间的压差。

变矩器进口最大允许压力为 827 kPa (120 psi)。 高怠速（1900 rpm）时的变矩器进口压力 (12) 应测量为 827 kPa (120 psi)，润滑压力 (3) 应测量为 276 kPa (40 psi)。 从变矩器进口压力 827 kPa (120 psi) 中减去通过变矩器的约 345 kPa (50 psi) 的压力下降以及所需的 276 kPa (40 psi) 的润滑压力，所得结果就是允许的冷却器压力下降。 发动机转速为 1900 rpm 时的允许冷却器压力下降为 207 kPa (30 psi)。

过高的冷却器压力降会降低冷却器油流量，从而导致过热，并进而导致变速箱油过早变质。

冷却器软管和管接头

必须调整 OEM 选择的机油冷却器和管路布置，以使以下方面适于应用：流量, 背压 和 冷却。 通常，在安装允许的前提下，软管需要尽可能的短和直。

图 51	g02849080
390-7731 变速箱机油管路总成

TH55 石油变速箱配有SAE #32 联轴器，用于连接变速箱机油冷却器。 可使用 390-7731 变速箱机油管路总成 来简化安装。 参考图 51。 所有冷却器接头应当采用商标名为 Viton 的高温氟橡胶（FKM）O 形密封圈。 此类 O 形圈具有 75-90 的肖氏 A 硬度计硬度。

图 52	g03422383
TH55-E70 左视图 (21) 冷却器返回口 (52) 变矩器出口（到机油冷却器）

冷却器端口位于 Caterpillar TH55 石油变速箱的顶部和左侧。 冷却器端口用于将软管连接至一个或多个远程安装的机油冷却器，也可参阅图 53 了解端口位置。

注: 为了获得最大的冷却器性能，冷却器管路应当尽可能的短且尽量少用 90 度接头。 必要时首选半径较长的弯头和管接头。

图 53	g01255505

Caterpillar 建议通过连接变速箱机油冷却器和冷却液管路，使机油反向流动（即逆流）。 逆流管路布管可最大化冷却器性能。

如果机油冷却器安装在水平面，应如图 53 所示将机油端口安装在冷却器的顶部。 此布局有助于排出夹带的空气。 如果油冷却器安装在竖直面内，油管路布管需要使进口位于底部。 此布局有助于排出夹带的空气。

建议的软管和连接器

表 38

软管内径	零件号	SAE 连接器
38.1 mm (1.5 in)	122-6885 液压软管	24
50.8 mm (2.0 in)	122-6886 液压软管	32

软管和线路布置

图 54	g02265473
俯视图 机油管布置的简图 (12) 变矩器进口 (21) 冷却器返回口（SAE-32） (49) 来自机油冷却器的润滑安全阀进口（SAE-32 联轴器） (52) 至机油冷却器的变矩器出口（SAE-32） (53) 变速箱行星齿轮机油滤清器 (54) 变矩器机油滤清器 (58) 控制装置进口（来自变矩器滤清器） (59) 控制装置出口（至变矩器） (60) 来自机油冷却器的变速箱润滑进口 (73) 转速为 1900 rpm 时为 227 L/min (60 US gpm)（发动机） (74) 转速为 1900 rpm 时为 264 L/min (70 US gpm)（发动机） (75) 转速为 1900 rpm 时为 416 L/min (110 US gpm)（发动机）

机油滤清器使用了两个 SAE-24 联轴器，分别作为输入和输出接头。 建议应对所有管路使用内径最小为 1.5 in 的软管。 使用该尺寸和更大尺寸的软管将避免限制和穿过管路的较大压力下降，这会对正确的系统操作产生不利影响。

连接冷却器的软管内径应为 50.8 mm (2 in)，并带有 SAE-32 联轴器。

应平行连接 141-4109 机油冷却器芯总成 以使一半机油流经各个冷却器。 有关更多信息，参考 390-7731 变速箱机油管总成 (冷却器) 。

冷却系统检查

需要进行冷却系统测试以验证设计假设和计算，并确保安装的冷却系统正确。

原始设备制造商负责为动力传动系系统提供适当的冷却。 参考""附录" "中的最高环境温度表以了解基本的指南。 也应该基于预期工作条件考虑附加的环境温度耐受能力。 正常操作期间的基本变速箱冷却要求为：

• 变矩器模式操作

• 长期怠速

• 使用中监测

参考专门说明书, REHS8262, "Caterpillar 石油液压压裂变速箱安装评价步骤"以了解建议的仪表和动力传动系准备。

变速箱过热

尽管发生的可能性低，但一旦变速箱过热，应将变速箱换至空档并将发动机转速提高到高怠速，直至变速箱温度恢复到正常工作温度。 提高发动机转速到高怠速会使发动机风扇提供最大风量流过散热器，使冷却器里的变速箱机油流量达到最大。

____________________

TH55 传动系

____________________

输出法兰选项

如表 39 所示，TH55 石油变速箱有两个输出法兰选项。 选择的法兰类型需要适合 OEM 的传动系标准和负载。

表 39

输出法兰选项
轭说明	零件号
GWB 390.65	269-8205
GWB 390.70	351-7076

图 55	g02849134
269-8205 输出法兰

适用于 2500 hp 应用的标准输出法兰为 GWB 390.65 269-8205 法兰 。 GWB 390.65 法兰有一个钻有供 22 mm (0.9 in) 10.9 级螺栓用的 280 mm (11 in) 螺栓圆周（带八个相同间距的孔）。 适用于 3000 hp 应用的选装输出法兰为 GWB 390.70 351-7076 法兰 。 GWB 390.70 法兰有一个钻有供 M22 x 2.5 10.9 级螺栓用的 310 mm (12.2 in) 的螺栓圆周（带十个相同间距的钻孔和螺纹孔）。 有关输出法兰的详情，参考""附录" "中""尺寸安装图" "下的 299-7437 变速箱安装 。

驱动轴要求

本应用和安装指南传动系/驱动轴部分的目的为 OEM 提供一些通用指南。 OEM 负责咨询传动系部件供应商，以分析和提供关于具体传动系问题的建议。

传动系和驱动轴的主要问题有以下：传送的扭矩, 转速, 驱动轴失衡, 驱动轴长度 和 驱动轴对齐角度。

驱动轴扭矩

当以下各项已知时，可以近似得到最大驱动轴扭矩：变矩器失速扭矩比, 变速箱传动比 和 发动机输出扭矩。 可以通过多种方法确定正确的发动机输出扭矩。 最佳方法是采用发动机处于变矩器失速转速时的最大发动机扭矩。 随后应当根据以下步骤 1 或步骤 2 中的建议修改此数值。

1. 发动机总扭矩 X 0.85 = T(in)

2. 发动机净扭矩 X 0.95 = T(in)

3. 变矩器失速扭矩比 = (STR)

   1. 通常为 1.5 到 2.8 的数值

   2. STR = X. XX

4. 变速箱最小前进传动比

   1. LGR = X. XX

5. 分动器传动比（如果适用）

   1. TGR = X. X

6. 变速箱效率 TE = 0.95

可以利用以下公式计算得到最大传动系扭矩：

T(in) X STR X LGR X TGR X TE = 最大扭矩

注: 请牢记，永远无法达到上面计算得到的最大稳态扭矩。 由于从动设备的扭矩限制，可能永远无法达到该扭矩。 不过，可能会出现高于计算稳态扭矩值的动态扭矩峰值。

驱动轴转速

可以采用以下步骤计算得到最大驱动轴转速：

发动机转速方法 1

1. 最大 OEM 允许泵转速下的发动机转速 = E rpm

2. 最高变速箱传动比 = T od

3. (E rpm)/(T od) = 最大驱动轴转速

速度方法 2

1. 最大泵输入速度 = 最大驱动轴转速

根据方法 1-2 计算得到的较低驱动轴转速是 OEM 应用的正确转速。

Caterpillar 建议驱动轴转速保持在 3,000 rpm 以下，以避免潜在的发动机和变速箱共振问题出现。

注: 在卡车发动机性能手册的发动机数据表内以高怠速转速形式给出了最高允许发动机转速。 由于以下原因而无法达到此数值：反向功率不足, 客户（OEM）施加的速度限制 和 变速箱 ECU 发动机超速升档保护器。

驱动轴平衡

如果平衡的驱动轴超过临界转速，增加管径或缩短驱动轴可提高驱动轴的临界转速。 频繁利用多条驱动轴提高长传动系上的临界转速。 经过适当定相和平衡的驱动轴具有相互对齐的内轭。 国际标准 ISO 1940-1 是平衡转动轴的最佳参考。

驱动轴长度

Caterpillar 建议变速箱输出驱动轴的长度在 18 和 57 in 之间。 安装中，通过测量轴承盖间的距离测量得到此长度。 现场经验表明短于 18 in 的驱动轴可能有过多的角位移。 长于 145 cm (57 in) 的驱动轴更重，随着花键和接头的磨损，驱动轴往往会"摆动"。 在对偏角度下工作的万向节是常见的振源。 驱动轴振动可导致以下各项出现问题：变速箱, 密封件 和 万向节。 万向节内保持一定的角度（例如 1 度）是有益的，因为角度能使 U 形接头轴承内发生移动。 这种移动伴随适当的润滑将延长 U 形接头的使用寿命。 U 形接头内的零度角可导致 U 形接头轴承出现压痕。 在传动系未做角度减额的情况下，3 度为最大设计角度。 驱动轴每端的角度应当小于等于 1 度，以降低驱动轴的扭转振动。

驱动轴角度

安装部件时，可以通过对准在两个平面内产生角度。 这种布局产生复角。 多数单角设计规范同样适用于复角布局。 然而，部件应用超出了本变速箱应用和安装指南的范围，OEM 应咨询驱动轴供应商。

驱动轴对中

另一个通用安装准则是保持部件中心线平行对中。 从顶面和侧面观看时，部件中心线需要相互平行。 部件平行对中使驱动轴工作角度相等，从而可以降低扭转振动。 如果平行面间的偏移最小化，也可以降低振动。

驱动轴总结

驱动轴扭转振动的幅度与万向节工作角度和转速成正比。 对于特定的安装和工作限制，OEM 需要咨询供应商，供应商的专家会提供传动系分析。

变速箱控制

图 56	g03013860
(42) 变速箱电子控制单元（ECU）

注: 当新变速箱投入使用时，必须告知电子控制单元（ECU）将放入该单元的应用类型。 刷新变速箱 ECU 后，还必须告知 ECU 将放入该单元的应用类型。 该程序可在专门说明书, REHS4541, "软件配置指南"中找到。

变速箱 ECU 监测机器的状况，以实现系统正常工作。 部件感受到机器的状况。 部件随后将电子信号传送至电子控制单元（ECU）的输入。

变速箱预热

本 TH55 石油变速箱具有在寒冷环境中利用变矩器失速预热变速箱和发动机的功能。

要减少变速箱达到工作温度所需的时间，可使用开关输入启动变速箱预热功能。 启动后，预热功能将使变矩器失速，以将发动机置于小负载之下，并在变速箱中产生热量。

注: 切换到失速以启动预热模式特性。 J1939 / CAN 换档机构可切换到 1R（表示停车档）和 2R（表示失速）。 开关至接地型换档机构必须换到停车档，并将"失速启用触针"（ECM 线束接头 1 上的触针 64）接地，以启动失速。

符合下列所有条件时，变速箱 ECM 将启用失速。

• 变速箱油温低于 87 °C (190 °F)。

• 变矩器油温低于 110 °C (230 °F)。

• 发动机转速低于 1000 rpm 并大于 500 rpm 时。

在发生以下某种情况时，变速箱将自动从失速切换到停车档：

• 如果变速箱油温高于 93° C (200° F)。

• 变矩器油温高于 120° C (248° F)。

• 发动机转速超过 1300 rpm（带 TC64）或 1150 rpm（带 TC58）。

如果在变速箱停车期间发动机转速超过 1000 rpm，将记录"变速箱误操作警告事件"。 选择失速模式时，变速箱将按照上述标准自动在失速和停车档之间循环。 循环到失速的最大速率将由定时器限定到每 60 秒一次。 当变速箱机油冷却或速度下降时，用于变速箱预热的变矩器失速模式将在符合标准时自动接合。

下列激活的电气故障将禁用失速，迫使变速箱挂入停车档。

• 活动 ECPC 电磁阀诊断故障

• 活动锁定离合器电磁阀对蓄电池诊断故障短路

• 变矩器油温传感器故障

• 发动机转速传感器故障

如果在失速模式中变速箱输出速度超过 50 rpm，变速箱将执行下列操作：

• 换至停车档

• 在 Cat 电子技师中记录 718-14 变速箱系统专门说明书诊断代码。

• 亮起淡黄色警告灯并在 J1939 DM2（诊断信息 2）上广播淡黄色警告灯状态

变速箱的操作

TH55 石油变速箱的控制和 TH55 石油变速箱的操作会因为不同的原始设备制造商（OEM）而出现差异。 有关 TH55 石油变速箱详细的控制说明和详细的操作步骤，参考 OEM 的"用户手册"。 所有换档均通过变速箱换档控制器（开关接地选择器或 J1939 CAN 换档器）手动进行

变速箱换档功能

变速箱换档机构用于在运行期间选择相应的档位和行驶方向。 TH55-E70 变速箱有七个前进档和一个空档。 TH55-E90 变速箱有九个前进档和一个空档。

换档

换档通过变速箱换档控制手动完成。 发动机转速必须低于 1500 rpm，才能将变速箱从空档切换至 "1F" 和 "2F" 档。 发动机转速必须低于 1000 rpm 才能将变速箱从空档换至 "3F"，或换至 "3F" 以上的任何档位。

当变速箱处于某一档位并且操作员选择停车时，变速箱档位将会降至空档。 除非变速箱输出转速低于 1500 rpm 并且变矩器输出转速低于 825 rpm，才能接合到停车档。

从任何前进档换至空档

变速箱将直接从空档换至任何前进档。

前进档降档

允许跳过换档指令，但变速箱将尽可能快速地按顺序换档，直到换到所需档位。

前进档升档

允许跳过换档指令，但变速箱将尽可能快速地按顺序换档，直到换到所需档位。 前进档之间的所有升档应依据升档抑制逻辑。 升档抑制逻辑旨在保护变速箱的耐用性并避免换入会超过可用发动机扭矩的的范围。

如果要求升档，应计算负载系数以确定是否允许换入所需档位。 如果允许换档，变速箱将直接从当前档位升档至所需档位。 如果不允许换档，档位控制逻辑将保持在该状态，直到向控制器中输入可接受的档位切换或发动机负载降低。 如果所需档位输入在实际档位到达原来新的所需档位之前发生了改变，将发生以下情况：如果负载系数已执行，则流程将被修改并继续换至新的所需档位。 如果不允许新的所需档位，换档顺序将继续换至原来新的所需档位。 只有在使用可接受的负载系数调用新的所需档位时才会中断换档顺序。

要使策略不受发动机类型影响，策略应设计为使用 J1939 发动机发送扭矩。 发动机发送扭矩使用以下各项计算，以 n*m 表示：发动机参考扭矩, 实际发动机扭矩百分比 和 标称发动机摩擦拧紧百分比。 如果提供必要的 J1939 CAN 消息来执行基于升档抑制的发送扭矩，变速箱 ECM 将使用该方法。 对于不在 CAN 上发送参考扭矩的发动机，必须在 Cat ET 中输入参考扭矩。 如果发动机发送的参考扭矩不可用，ECM 将仅使用 Cat ET 中输入的参考扭矩。

对于 3512B 等不支持发送这些消息的发动机，将发生以下情况：变速箱软件将默认在当前转速下使用 EEC2 负载百分比，以获得类似的升档抑制功能。 由于此参数根据发动机情况而异，优先使用以 n*m 表示的绝对发送扭矩。 在当前转速下使用 EEC2 负载百分比还会导致以下情况：发动机过载运转曲线的过速部分中有意外换档抑制，调速器开始放出燃油以限制发动机转速。

冷机换档抑制

当变速箱机油（油池）温度低时，冷模式开始保护变速箱。 如果变速箱油温低于 40° C (104° F)，变速箱将被限制到以下位置：停车档, 第一档 和 空档。 如果变速箱油温最初高于 40 °C (104 °F)，但后来降至 35 °C (95 °F) 以下，则禁止继续升档。 如果变速箱油温传感器有故障，控制装置将使用变矩器油温。 变速箱预热模式可用于在变速箱工作前对其进行预热。

参考请参见操作和保养手册, "变速箱预热"。

从空档换至任何前进档

对于第一前进档（1F）和第二前进档（2F），发动机转速小于 1500 rpm 时从空档换出。 对于第三前进档（3F）及以上档位，发动机转速小于 1000 rpm 时从空档换出。 如果发动机转速低于转速限制，变速箱将直接换入所需档位。 从空档换至任何前进档位抑制将不会激活换挡抑制指示器。

在停车档操作

当变速箱处于某一档位并且操作员选择停车档时，变速箱档位将会降至空档。 除非变速箱输出转速低于 1500 rpm 并且变矩器输出转速低于 825 rpm，否则就不能接合到停车档。

换至驻车档通过接合变速箱中的离合器来锁定变速箱输出轴。 没有停车棘爪。 处于停车档时，发动机转速必须低于 1000 rpm。 最终用户有责任支持该要求。 当挂入停车档时，如果发动机转速超过 1000 RPM， 则将记录"变速箱误操作警告事件"。

快速切换至空档

变速箱支持"快速切换至空档"开关，该开关将迫使变速箱尽快换入空档。 停用快速切换至空档开关时，变速箱将仍处于空档，直到档位选择器被切换至空档。 然后才有可能将变速箱换至所需档位。

锁定离合器（LUC）操作

变速箱利用带锁定离合器的变矩器来提供操作灵活性和有效性。 变矩器用于在预热模式中产生热量，并允许在未停止发动机的情况下以低发动机转速/扭矩级别进行压力测试。 以低速操作变矩器驱动装置还会提高发动机加速响应，这是由于发动机扭矩要求降低造成的。 锁定离合器（LUC）用于提供从发动机到变速箱的直接驱动，以在正常的泵送操作期间提高效率并降低变速箱损耗的传到冷却器的热负载。

典型操作期间，LUC 根据发动机转速和变矩器转速比（变矩器输出转速/变矩器输入转速）自动接合。 变速箱换档时 LUC 断开，满足以下要求时在新档位重新接合：最低发动机转速 和 变矩器转速比

对于安装 364-7208 动力传动系软件总成 和更早版本的变速箱而言，锁定离合器在发动机转速低于 1320 rpm 时停用。 如果 LUC 转速比高于 0.8，LUC 将在发动机转速高于 1340 rpm 时接合。 如果 LUC 转速比低于 0.8 但高于 0.58，LUC 将在发动机转速高于 1440 rpm 时接合。

对于闪存较新版本软件的变速箱，将在 Cat 电子技师中将 LUC 分离转速配置为 1300 至 1650 rpm。 如果 LUC 转速比高于 0.8，LUC 将在发动机转速高于 LUC 分离速度 + 75 rpm 时接合。 如果发生以下情况，LUC 将在发动机转速高于 LUC 分离速度 + 150 rpm 时接合：LUC 转速比低于 0.8 和 高于 0.58。 我们建议 LUC 分离速度应设定为最高值：发动机峰值扭矩速度 – 100 rpm 或 1300 rpm。 分离速度的工厂默认设置为 1400 rpm。

变频器驱动指示灯

当变速箱处于变矩器驱动时，变矩器驱动指示灯特性将会点亮一盏灯（黄色）。 当变速箱锁定离合器接合时，这盏灯将熄灭。

锁定离合器循环定时器

要防止发动机失速，变矩器锁定离合器应在发动机转速降至阈值以下时自动断开。 锁定离合器将试图在满足 LUC 接合条件时重新接合。 当在发动机转速接近 LUC 分离速度或在拖动发动机使其转速低于 LUC 分离速度的情况下操作时，LUC 可能会重复断开和接通。 如果在 60 秒内该情况在所选档位中发生了五次以上，则将迫使变速箱降低一个档位。 该功能将防止 LUC 过热。 要在 LUC 保护降档后恢复正常换档，必须首先将档位选择器降档，以符合当前的变速箱档位。 在 "1F" 停用 LUC 循环限制器，以避免降至空档。

锁定离合器停用

要在变矩器驱动装置中进行压裂泵压力测试，应提供锁定离合器停用功能。 可通过 J1939 控制器指令或由硬连接开关来停用锁定离合器，这取决于 OEM 的偏好。 该功能可停用处于所有档位的 LUC，但必须在停车、空档或失速档时启用该功能。 为了防止变速箱在开关处于压力测试位置时继续运行，如果发动机转速高于 1700 rpm、开关处于 LUC 停用（测试）位置，变速箱在变矩器驱动装置中运行了 30 秒以上，将会记录变速箱滥用事件。 对于使用开关启用此功能的应用，该电路中的故障将触发诊断代码。 此诊断代码将变速箱限制为空档和停车档。

换档抑制

TH55 石油变速箱的控制和 TH55 石油变速箱的操作会因为不同的原始设备制造商（OEM）而出现差异。 有关 TH55 石油变速箱详细的控制说明和详细的操作步骤，参考 OEM 的"用户手册"。

当需要升档时，ECM 监测以下功能：

• 发动机转速

• 变矩器输出转速

• 变速箱输出转速

• 发动机负载系数

ECM 确定负载系数是否小于目标阀值，从而允许换档。 规定阀值用来确保以下条件：

• 能够获得目标档位。

• 锁定离合器能够成功接合。

• 离合器耐用性不受影响。

如果负载系数大于阀值，ECM 将会在满足规定条件之前禁止升档。

变速箱的所需功能可能因多种原因而被抑制。 这些原因总结在表 40 中。

表 40

档位控制功能	抑制原因	允许档位状态	换档抑制指示器
从空档切换至停车档	变速箱输出轴转速大于 1500 rpm。 或 变速箱输入轴转速高于 825 rpm。 或 选择快速切换至空档开关	空档	N.
从空档换至任何档位	在 "1F" 和 "2F "档时，发动机转速大于 1500 rpm，在 "3F" 及以上档时，发动机转速大于 1000 rpm 或 选择快速切换至空档开关。	空档	N.
冷起动模式	变速箱油温低于 40 °C (104 °F)。 如果变速箱油温最初高于 40 °C (104 °F)，但后来降至 35 °C (95 °F) 以下，则禁止继续升档。	停车档、空档、1F、预热	N.
锁定离合器控制	锁定离合器在允许时间内不接合。 发动机转速大于 1700 rpm 时，无法在 30 秒内接合 LUC。 （原因：检测到未满足 LUC 接合、LUC 阀电气故障以及 LUC 滑动的情况。）	在有效锁定条件降档至第 1 档并重试。	N.
升档	因扭矩过大禁止升档。	当前档位	Y
	不满足档位最低停留时间	当前档位	N.
降档	不满足档位最低停留时间	当前档位	N.
任何	离合器故障检测	随特定故障情况而变	N.
锁定离合器停用	开关故障（在驻车、空档或失速模式下时，必须做出选择）	停车档、空档	N.
从空档换到失速预热模式	接合定时器时间短于 60 秒。 发动机转速高于 1000 rpm。 变速箱油温高于 88 °C (190 °F)。 变矩器油温高于 110 °C (230 °F)。	空档	N.

初始变速箱起动

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注意
在润滑油泵注油前过高的发动机转速（高于 1000 rpm）或长时间的运转可能会导致油泵永久损坏。

预起动

注: 首次起动新的动力传动系系统时，应仅在发动机低怠速时运行 30 秒钟。 30 秒的初始运行后要检查目测表上的油位。 通常情况下，机油油位将下降约 40 L (10 美制加仑)，这是由于需要给机油管、滤清器、变矩器和冷却器注油。 如果机油油位明显下降，变速箱将需要再次加满到目测表的"冷态满（Full Cold）"标志处。 变速箱加满后，在空档以低怠速运行发动机。 如果机油油位在起动 30 秒后没有明显下降，则在离泵较远的位置拆下泵软管。 通过软管向泵中倒油。 通常该动作已足够将泵注满。 在装置达到工作温度（热机油）的时候还需要对加注液位进行最终检查。

档位选择器和离合器检查步骤

将变速箱中的机油油位稳定在目测表的"冷态满（Full Cold）"标志处，以低怠速冷却机油。 然后慢慢地将变速箱挂入所有速度档位。 电子系统就位后，使用档位选择器操纵杆可完成换档。 观察输出速度的变化。 在挂入停车档也就是进行变速箱制动前，务必将发动机传动系保持在低怠速。 在挂入停车档前，电子系统被编程以调整变速箱转速。 但是，执行初次安装的人员可能采用机械换档（不顾电子系统），因此进行档位选择时应当尤其小心。

标定步骤

TH55 石油变速箱在工厂进行标定，然后交付给客户。 如果出于某种原因更换了 ECM、一个或多个 ECPC 阀或行星齿轮部件，则应使用 Cat 电子技师（ET）激活 "Autocal" 布置。

变速箱预运行检查

Caterpillar 建议在运行 10 小时后或该系统达到工作温度后立即对 TH55 动力传动系机油系统进行检查。 "预运行检查"的目的是冲洗在初始磨合时产生的颗粒。 起动时和保持动力传动系机油系统清洁会延长变速箱部件的寿命。 首次运行 10 小时后将需要拆卸和更换滤清器。 若滤清器相对较干净，则新的滤清器安装之后可以按普通的维修间隔来进行滤清器和机油的更换（500 小时更换一次）。 如果滤清器有很多脏物，系统将需要用新的滤清器再运行 25 小时。 如果在 25 小时检查中滤清器有大量的污染物，将需要更换滤清器和机油。 机油排放完之后，将需要将吸油滤网拆下、检查并清洁。 吸油滤网周围的变速箱外壳内部空间也需要检查是否有污染物。 正常保养周期可适用于下次滤清器和机油更换。

变速箱电气配线线束

在装运变速箱前，该配线线束在工厂安装和检测。 应检查配线线束有无潜在的运输损坏和松动的接头。 先检查配线线束再将其连接至其余的电气系统。 示意图, KENR5889, "TH55 - E70 石油变速箱电气系统"可用作参考图。 TH55 石油变速箱的电气及电子系统的信息可以在专门说明书, REHS2892, "油/气井用变速箱（压裂钻机）的应用和安装指南（电气）"中找到。

压力表

安装在系统内的机油压力表便于检修，方便操作员和 Caterpillar 支持人员查看。 建议安装位置为两泵输出的下游但更好的是在滤清器之后，因为这样可以减低泵的压力脉动。

保养部分

保养周期表

TH55 石油变速箱需要下表所示的正常计划保养。 根据表 41 中的计划执行所需的保养将大大提高 TH55 变速箱的皮实性和可靠性。

表 41

周期	需要进行维修
需要时	清洁变速箱的通气孔
每 10 个工作小时	检查变速箱和变矩器的机油油位
最初 10 个工作小时	更换变速箱和变矩器的机油滤清器
每 500 个工作小时或 6 个月	更换机油和滤清器
	清洁变速箱的通气孔
	清洁变速箱的磁性滤网
	更换变速箱和变矩器的机油滤清器
	泵换变速箱和变矩器的机油
	从变速箱和变矩器中获取油样
每 1500 个工作小时或 1 年	更换变速箱的通气孔

保养计划可由授权的 Caterpillar 代理商根据计划油样（SOS）分析来调整。 有关保养计划和步骤的更多信息，请参考操作和保养手册, SEBU8208。

变速箱保养周期

表 42

保养周期	首次预运行检查	二次预运行检查	正常运行
变速箱机油滤清器	在首个 10 工作小时之后进行更换	在额外的 25 工作小时之后进行更换（若需要）	每 500 工作小时或 6 个月后进行更换
变矩器机油滤清器	在首个 10 工作小时之后进行更换	在额外的 25 工作小时之后进行更换（若需要）	每 500 工作小时或 6 个月后进行更换
变速箱和变矩器机油	在额外的 100 工作小时之后进行更换（若需要） (1)	在额外的 25 工作小时之后进行更换（若需要）	每 500 工作小时或 6 个月后进行更换

( 1 )

早期保养周期的更多信息请参阅"预运行检查"章节。

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热油和热的部件可能会导致人员受伤。 不要让热的油和部件接触皮肤。

动力传动系机油系统的良好的保养包括每 250 小时周期的机油分析。 Caterpillar 代理商通过一项名为 SOS 机油分析 的项目来提供该项服务。 机油滤清器底座包括用于这种用途的采样阀。

参考专门出版物, PEHP6001, "如何获取好的油样"。 关于获得油样的详细信息也请参阅操作和保养手册, "S·O·S 信息"和专门出版物, SEBU6250, "S·O·S 机油分析"。

使用外循环过滤可以延长机油更换周期。 有关使用外循环过滤的合适的方法和频率的详细信息可以在 污染物控制指南, SEBF8840 中找到。 变速箱含有两个 SAE - 16 STOR 油池端口（参阅图 8 和 10），在这里可能安装有两个用于此目的的 110-8319 接头组件 。 安装人员也有可能选择在这些连接点上安装软管，以在单位外提供远端可维修点。

一般检查

需要检查机油管路和管接头是否泄漏或松动。

安装螺栓、驱动轴紧固件和配线线束紧固件需要每天检查是否有松动现象或潜在的损坏。

根据环境，呼吸器可能需要每天进行检查和清洁。 检查和清洁频率将取决于空气中的灰尘和污垢量。

清洁通气孔

Caterpillar TH55 石油变速箱随机配有通气孔。 通气孔的作用是平衡变速箱内工作中可能产生的压力。 特别注意不要用任何材料（油漆, 保护剂 和 等）塞住通气孔，并避免在安装时损坏。

图 57	g02165673
变速箱右侧视图 (A) 通气孔位置

图 58	g02266553
(A) 区视图 (24) 261-3071 呼吸器盖

注: 每 3 至 4 天检查一次通气孔。 如果空调脏污，那么每天检查通气孔。

1. 拆下通气孔盖 (24) 。

2. 在清洁且不可燃的溶剂中清洗呼吸器。 请让呼吸器风干。

   注: 每 1500 工作小时或每 1 年更换一次 261-3071 通气孔盖 。

3. 更换通气孔盖 (24) 。

检查变矩器和变速箱机油油位

每天检查变速箱机油油位。 检查机油油位的正确方法是在发动机低怠速挂空档时进行。 有两个机油油位。 有一个热机油油位和一个冷机油油位。 当机油温度为 82° C (180° F) 或更高时被认为是高温。

变速箱和变矩器滤清器旁通指示灯传感器也需要每日监控。 监控变速箱和变矩器滤清器旁通指示灯传感器将确保未达到旁通压力。

在以下条件下检查变速箱油位：

• 变速箱油加热到工作温度。

• 发动机处在低怠速。

• 变速箱处于空档。

• 车辆停放在水平地面上。

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图 59	g03422387
左视图 (24) 261-3071 呼吸器盖 (48) 机油油位目测表

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图 60	g02266553
(A) 区视图 (24) 261-3071 呼吸器盖

1. 拆下通气孔盖 (24) 。 确保停车制动器已接合。

2. 使用油位目测表 (48) 来检查机油油位。 机油必须温热，变速箱必须处于空档位置，以便正确检查机油油位。

3. 如有必要，停止发动机，加注机油。

4. 安装通气孔盖 (24) 。

更换变矩器和变速箱机油滤清器

需要使用滤清器来清除会导致潜在危害和/或行星齿轮、轴承和控制装置过度磨损的污染物。 由于滤清器的前后压力降可能过高，因此只能采用经过 Caterpillar 批准的滤清器。 Caterpillar 要求所有石油变速箱发货或从 Caterpillar 工厂供货时，均配有变速箱滤清器。 只有经过 Caterpillar 应用客户经理书面授权的情况除外。 这些例外情况主要针对于前因后果可以解释和理解的大型机队。

表 43

TH55 机油滤清器
滤清器类型	滤芯组件 零件号	滤芯规格
空压机组件	328-3655	266.1 ± 121 mm (10.5 ± 4.8 in)

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图 61	g02138793
右视图

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图 62	g02138794
A 区视图 (1) 机油滤清器底座 (2) 密封件 (3) 机油滤清器滤芯 (4) 机油滤清器壳体 (5) 排放塞

1. 将排放塞 (5) 和密封件从滤清器壳体底部拆下。 使机油从滤清器壳体排入适当的容器中。

2. 当机油从冷却器壳体中排出后，安装排放塞 (5) 和密封件。

3. 拆下机油滤清器壳体 (4) 。 弃置用过的机油滤清器滤芯 (3) ，滤芯位于机油滤清器壳体 (4) 的内侧。 拆下滤清器时将会排出剩余的机油。 将机油排放到适当的容器中。

4. 检查机油滤清器底座 (1) 上的密封件 (2) 。 如果密封件损坏，用新的密封件更换。

5. 将新的机油滤清器滤芯 (3) 安装到机油滤清器壳体 (4) 中。

6. 将机油滤清器壳体 (4) 和新滤芯 (3) 安装到滤清器底座 (1) 中。 将壳体拧紧至扭矩为 75 ± 5 N·m (55 ± 4 lb ft)。 不要使用气动扳手拧紧。

7. 将排放塞 (5) 和密封件安装到滤清器壳体中。 将排放塞 (5) 拧紧至扭矩为 37 ± 2 N·m (27 ± 2 lb ft)。

8. 确保变速箱处于空档 。 起动发动机并以低怠速运转发动机。 检查有无泄漏并进行必要的修理。

9. 当油温热和变速箱在空档位置时，观察油位。

10. 停止发动机。 如有必要，加注机油。

清洁变速箱和变矩器机油的磁性滤网

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热油和热的部件可能会导致人员受伤。 不要让热的油和部件接触皮肤。

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注意
在进行检验、保养、测试、调整及维修产品期间，必须小心以确保装好排放出的油液。 在打开任何舱室或解体任何储有液体的部件之前，要准备好合适的容器收集液体。 有关收集和盛接 Cat 产品上油液的适用工具和用品，请参阅专门出版物, NENG2500, "代理商维修工具目录"。 按照当地法规和要求处置所有液体。

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图 63	g03422390
左视图

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图 64	g03013898
A 区视图 (1) 吸油滤网罩 (48) 目测表

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图 65	g03013900
B 区视图 (1) 吸油滤网罩 (2) 螺栓 (3) 密封件 (4) 磁管组件 (5) 吸油滤网

1. 拆下 4 颗螺栓 (2) 和垫圈，以便拆下吸油滤网罩 (1) 。

2. 拆下吸油滤网罩 (1) 、吸油滤网 (5) 和磁管组件 (4) 。

注: 拆下吸油滤网罩 (1) 时，可能会从变矩器壳体中流出一些机油。 确保在其下放置一个适当的容器，以便盛放从变矩器壳体中可能放出的油。

3. 检查吸油滤网 (5) 和磁管组件 (4) 的磁铁是否有大的颗粒或碎屑。 过量的碎屑可能指示潜在的故障。 另外，油被污染时要更换变速箱机油。 如果发现大的颗粒，请咨询您的 Caterpillar 代理商，进行进一步的分析和详细的指导。

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注意
不可将磁铁掉落在硬物上或敲击硬物。 更换所有损坏的磁铁。

4. 在清洁的不易燃的溶剂中清洗吸油滤网 (5) 和磁管组件 (4) 。 用抹布、硬毛刷或空气压力清洁磁铁。

5. 安装磁管组件 (4) 和吸油滤网 (6) 。

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图 66	g03013901
(1) 吸油滤网罩 (3) 密封件

6. 检查吸油滤网罩 (1) 中的密封件 (3) 。 如果密封件损坏，更换密封件。

7. 用四颗螺栓 (2) 和垫圈安装吸油滤网罩 (1) 。

8. 检查变速箱外壳中的油位。 参考操作和保养手册, "润滑剂粘度"和操作和保养手册, "再加注容量"。

9. 确保变速箱处于空档位置。 以低怠速运行发动机 30 秒，然后停止发动机。

10. 用变速箱外壳侧面的目测表 (48) 检查机油油位。 重复步骤 8 至步骤 9，直到机油油位处在目测表"冷"侧的"添加"标记和"满"标记之间。

11. 起动发动机并在低怠速下运转。 检查有无泄漏并进行必要的修理。

12. 当油温热和变速箱在空档位置时，观察油位。

13. 将机油油位保持在目测表 (48) "热"侧的"添加"标记和"满"标记之间。

14. 必要时停止发动机并加油。

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注意
换油后，不正确加注变速箱油箱可能引起变速箱离合器的损坏。 遵照上面描述的程序。 变速箱方向和速度操纵杆必须保留在空档（NEUTRAL），直到系统充满。

更换变速箱和变矩器机油

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注意
在进行检验、保养、测试、调整及维修产品期间，必须小心以确保装好排放出的油液。 在打开任何舱室或解体任何储有液体的部件之前，要准备好合适的容器收集液体。 有关收集和盛接 Cat 产品上油液的适用工具和用品，请参阅专门出版物, NENG2500, "代理商维修工具目录"。 按照当地法规和要求处置所有液体。

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热油和热的部件可能会导致人员受伤。 请勿让热的液压油或热的零部件与皮肤接触。

表 44

所需工具
工具	零件号	说明	数量
A	176-6545 (1)	排放回转接头组件	1
	5P-1293	软管 50.8 mm (2.0 in) ID	1 (2)

( 1 )	选装 - 使用 1 1/2 in NPTF 管来打开排放阀
( 2 )	软管的所需长度根据应用而定。

注: 运转变速箱，直到变矩器和变速箱机油温热。

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图 67	g03422396
左视图 (48) 目测表

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图 68	g03013905
A 区视图 (24) 呼吸器盖

1. 拆下通气孔盖 (24) ，防止从变速箱外壳排放机油时出现真空。

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图 69	g03013907
右视图 (56) 环保排放塞

2. 从变速箱底部拆下环保排放塞 (56) 。

3. 将工具 (A) 安装到环保排放塞中，并使机油排入适当的容器中。

4. 机油从变速箱外壳中排出后，清洁环保排放塞 (56) 。

5. 拆下工具 (A) 。

6. 安装环保排放塞 (56) 并拧紧至扭矩为 100 ± 20 N·m (74 ± 15 lb ft)。

7. 向变速箱外壳加油。 参考操作和保养手册, "润滑剂粘度"和操作和保养手册, "再加注容量"。

8. 确保变速箱处于空档位置。 以低怠速运行发动机 30 秒，然后停止发动机。

9. 用变速箱外壳侧面的目测表 (48) 检查机油油位。 重复步骤 7 至步骤 8，直到机油油位处在目测表 (48) "冷"侧的"添加"标记和"满"标记之间。

10. 起动发动机并在低怠速下运转。 检查有无泄漏并进行必要的修理。

11. 安装加注口盖 (24) 。

12. 当油温热和变速箱在空档位置时，观察油位。

13. 将机油油位保持在目测表 (48) "热"侧的"添加"标记和"满"标记之间。

14. 必要时停止发动机并加油。

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注意
换油后，不正确加注变速箱油箱可能引起变速箱离合器的损坏。 遵照上面描述的程序。 变速箱方向和速度操纵杆必须保留在空档（NEUTRAL），直到系统充满。

获取变矩器和变速箱油样

图 70	g00687600

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即使是从针孔大小的渗漏中漏出的空气或液体，都能够穿透人体组织而造成严重创伤，甚至死亡。 如果液体喷射穿透进您的皮肤，必须立即找熟悉这类型创伤的医生处置。 检查渗漏时，请务必使用木板或硬纸板作为挡板。

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滚热的油或液压油的压力会对人员造成伤害。 发动机停机之后，液压油的压力仍会保留在液压系统里。 对液压系统进行维修之前，如果不事先释放压力，可能会造成严重伤害。 卸下机具和其油路之前，必须先把机具放到地面上，让油先冷却，才可进行工作。 只能在发动机停机，并且加注口盖冷却到可以用徒手触摸时才能卸下加注口盖。

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注意
在进行检验、保养、测试、调整及维修产品期间，必须小心以确保装好排放出的油液。 在打开任何舱室或解体任何储有液体的部件之前，要准备好合适的容器收集液体。 有关收集和盛接 Cat 产品上油液的适用工具和用品，请参阅专门出版物, NENG2500, "代理商维修工具目录"。 按照当地法规和要求处置所有液体。

图 71	g02968001
右视图 (14) SOS 取样口（变速箱控制装置） (16) SOS 取样口（变矩器）

变速箱滤清器底座上有滤清器进口和冷却器出口测压口。 参考图 71。 进口测压口同时还是两用定期油取样（SOS）口（带有紫色防尘罩）。 在为 SOS 进行油品取样时采用此端口。 为了防止损坏端口中的密封件和由此引起的泄漏，应使用 169-8373 油液取样瓶 。

按照以下程序获取 SOS 油样。

1. 起动发动机。 预热机油直到机油达到 47 °C (116 °F)。

2. 确保变速箱控制装置处于空档位置并将油门置于低怠速位置。

3. 卸下防尘盖。 使用 169-8373 油液取样瓶 从 SOS 口获取油样。

4. 停止发动机。

有关计划油样和计划油样分析的更多信息，请参考变速箱操作和保养手册, "SOS 信息"。

请参考专门出版物, PEHP6001, "如何获取良好油样"以了解有关获取油样的更多信息。

关于为设备建立 SOS 计划的详细资料和协助，请咨询您的 Caterpillar 代理商。

计划油样（SOS）分析

有效的油液清洁度管理是最重要的因素，也是实现以下目标的绝佳机会：最大限度地提升部件使用寿命, 增加可靠性和耐用性 和 降低部件使用寿命周期成本。 强烈建议 Caterpillar 用户使用计划油样分析（SOS）服务，以最大限度地降低拥有和运营成本。 用户提供机油油样、冷却液液样及其他设备信息。 代理商根据这些数据为用户提供设备保养的推荐方案。 SOS 服务有助于在故障发生之前检测到潜在问题以及确定故障原因。 Caterpillar 代理商可根据定期计划油样分析（SOS）结果以及原装 Cat 零件、滤清器、油液和计划保养服务的使用通过客户支持协议（CSA）管理延长排油计划。

关于为设备建立 SOS 计划的详细资料和协助，请咨询您的 Caterpillar 代理商。

计划油样分析（SOS）是将油液分析数据转化为可用信息的机油分析过程。 该信息可用于在实际发生灾难性故障前帮助识别即将发生的部件故障。 该信息用于管理设备并降低运营成本。 Caterpillar 具有 SOS 服务商标，从而可以向客户保证 Caterpillar 机油分析服务的质量、一致性和深度。 有四类机油分析：

• 部件磨损率

• 机油状况

• 机油污染

• 机油识别

部件磨损率分析用于评估所润滑的机器腔室内发生的磨损。 SOS 服务利用基础分析和颗粒计数测试的结果来评估磨损。 用光谱仪进行的基础分析能测量尺寸小于 10 微米的磨损颗粒。 用扫光技术进行的颗粒计数分析能测量 4 微米至 50 微米的颗粒。 然后用趋势分析和专有磨损表确定磨损率是否正常。

机油状况分析用于确定机油是否变质。 进行测试可以查看机油的氧化、硫化和粘度情况。 制定的指南和趋势分析可用于确定机油是否达到其使用寿命。 Caterpillar 代理商可根据定期计划油样分析（SOS）结果以及原装 Cat 零件、滤清器、油液和计划保养服务的使用通过客户支持协议（CSA）管理延长排油计划。

进行机油污染测试可以确定是否有有害物质进入机油。 这种分析依靠下列测试的结果：

• 基础分析

• 烟灰含量

• 颗粒计数

• 燃油稀释

• 含水量

• 乙二醇污染

Caterpillar SOS 服务计划对 Cat 机器各个舱室中允许的污染级别提供了指南。

机油识别是 SOS 机油分析计划的另一重要组成部分。 如何机油使用不当，会严重损坏主要部件。 基础分析和粘度结果用于确定关键特征和识别机油。

这四类分析用于监测您的设备的当前工况。 该分析将识别潜在问题，从而可以进行预防性维修。 机油分析也可用于辅助延长部件的寿命并降低部件使用寿命周期的成本。

SOS 服务提供了监测磨损和部件状况的最精确的方法。 机油分析的结果可以通过 e-mail 发送，或者从在线资源读取。 所有 Caterpillar SOS 服务报告均用三种颜色中的一种表示，每种颜色都代表一种警告级别。 绿色警告表明磨损正常，不存在污染物。 当磨损率稍微增加或存在较低级别的污染时，会使用黄色警告。 红色警告表明可能会发生重大故障。 红色警告与高磨损率和较高级别的污染相关。 这些警告级别对管理产生大量机油分析数据的机队很有帮助。 只要看一眼，客户就能注意到需要立即关注的机器。

很多机队的一个发展趋势是：当机器在车间进行产品保养时，用便携式颗粒计数器对 SOS 报告进行补充。 便携式颗粒计数器采用 SOS 实验室中使用的相同基本颗粒计算技术。 简而言之，颗粒计数器会发出一道穿过油样的激光，并在其中寻找由于油样中的微小碎屑而形成的阴影。 计量的阴影的尺寸和数量被转换为 ISO 清洁度代码。

在产品保养前后进行颗粒计数，能够使客户确定机器上的过滤装置是否在控制碎屑，或者是否需要额外的车下过滤。 当机器还在车间中时，颗粒计数数据的趋势还能够提供帮助确定潜在故障的根据。 如果颗粒计数的增长保持在低稳状态，则磨损正常。 如果颗粒计数突然增长，则可能发生了快速磨损。 然后进行 SOS 机油采样以确认颗粒数并在故障前诊断问题，帮助确定原因。 下表列出了污染物和来源：

• 青铜色的颗粒表示套筒轴承有故障。

• 闪亮的钢铁颗粒表示轴承或齿轮有故障。

• 橡胶颗粒表示密封件故障、软管故障或摩擦片故障。

• 铝颗粒表示变矩器轮故障。

• 塑料颗粒表示止推垫圈或旋转密封件有故障。

注: 如果在液压滤清器滤芯中发现这些颗粒物中的任意一种，则必须清洁液压油系统的所有部件。 不要使用任何损坏的零件。 必须拆下损坏的零件并安装新零件。 关于为设备建立 SOS 计划的详细资料和协助，请咨询您的 Caterpillar 代理商。

有关获得正确计划油样分析、SOS 机油分析指南、机油采样周期、污染控制和部件使用寿命周期管理的更多信息，请参考 Caterpillar 操作和保养手册, SEBU6250, "机器油液建议"。

有关标准工作小时保养间隔，请参考变速箱操作和保养手册, "保养间隔计划"。

请参考专门出版物, PEHP6001, "如何获取良好油样"以了解有关获取油样的更多信息。

有关清洁度和 SOS 服务的更多信息，请参考专门出版物, SEBF1020, "提高部件耐用性，管理油液清洁度"。

关于为设备建立 SOS 计划的详细资料和协助，请咨询您的 Caterpillar 代理商。

短期存放（6 个月）

装运前 TH55 石油变速箱使用了工厂的机油进行测试和运转。 但装运前机油已经被排放。 如果长时间存放变速箱（6 个月或更久），将需要对变速箱进行保护。 OEM 需要保护变速箱免受内外湿气的损坏，需要对机加工表面涂抹润滑脂。 所有端口上的盖子在储存过程中需要保持原位，直到最终装配时才能取下以防止污染物进入系统。

附录

变速箱额定值

表 45

项目说明	TH55-E70		TH55-E90
最大总输入功率	1,864 (2,500)		2,461 (3,300) (1)
最大总输入扭矩	10,028 N·m (7,396 lb ft)		12,677 N·m (9,350 lb ft)
最大涡轮扭矩（前进）	12,403 N·m (9,148 lb ft)
额定输入转速	1900 rpm
最高输入转速	2050 rpm
最低输入转速	600 rpm
变速箱干重量	2781 - 2917 kg (6131 - 6431 lb)
发动机和变速箱的连接器干重量	115 kg (254 lb)	136 kg (300 lb)
	动力输出（PTO）
	3 点方向的 PTO (2)		11 点方向的 PTO (3)
最大额定功率	112 kW (150 hp) (4)		112 kW (150 hp)
最大额定扭矩	618 N·m (456 lb ft) (4)		465 N·m (343 lb ft) (4)
前进档/倒档	7F/0R 或 9F/0R
机油系统	变速箱传动系机油 − 4 (TDTO)
	TH55-E70 行星齿轮比	TH55-E90 行星齿轮比
1F	6.248	4.672
2F	4.585	3.429
3F	3.378	3.029
4F	2.484	2.526
5F	1.831	2.222
6F	1.357	1.849
7F	1.000	1.638
8F	N/A	1.357
9F	N/A	1.000
总	6.248	4.672
	变矩器
TC 64442 - ESLF	STR 2.33
TC 58733 - ELSF	STR 2.14
飞轮（输入连接）	直接 − SAE "0" 干飞轮壳

( 1 )	对于 3,300 hp 的应用，需要使用不同的软件和不同的发动机联轴器。
( 2 )	3 点方向的 PTO 转速：1900 rpm 发动机转速下获得的最大额定功率 x 0.91。
( 3 )	11 点方向的 PTO 转速：1900 rpm 发动机转速下获得的最大额定功率 x 1.21。
( 4 )	1900 rpm 限制下，泵驱动装置为 20Hp，直到设备经 Caterpillar 批准

环境温度

图 72	g01283117

缩略语

表 46

缩略语	说明
A和I	应用和安装
空调	空调
ABS	防抱死制动系统
ADEM	高级柴油发动机管理 - 控制
CID	用来将特定部件或系统故障通知给维修人员的部件识别符诊断代码
CTS	受控油门换挡 - 通过控制发动机转速、变矩器锁止和变速箱离合器接合明显降低动力传动系应力和离合器磨损
D&A Manual	拆解和装配手册
DSBU	传动系系统业务部门
ECM	发动机控制模块 - 控制各方面的发动机排放合规性、性能、操作员/底盘交互作用和诊断。
ECPC	电子离合器压力控制 - 设计感测来自变速箱和操作员控制装置的的输入，以通过比例电动液压阀调节每个单独的离合器
ECU	电子控制单元 - 用于控制变速箱功能的电子设备（也称为 ECM）
EMS	电子检测系统
ET	Caterpillar 电子技师：ET 是一种电子维修工具，与电子控制装置配合使用，用来显示故障代码、设置属性、显示参数值并执行诊断。 ET 要求有一台装有 ET 软件的个人计算机和一个 Caterpillar 通信适配器或者一个配有 Caterpillar 芯片的 MPSI pro-link，以便将车辆 ATA 数据链路传到计算机的 RS-232 端口。
FEA	有限元分析
FWH	飞轮壳
ISO	国际标准组织
LUC	锁止离合器
OEM	原始设备制造商
OMM	操作和保养手册
PS	动力系统 - 发动机、变速箱和冷却系统
PT	动力传动系 - 变速箱和辅助部件
PTO	动力输出 - 本手册内是指通过与 ECM 输入 1 相连的专用 PTO ON/OFF 开关电路所触发的发动机转速控制装置
SAE	汽车工程师协会 - 标准
SOS	定期油样分析
STR	失速扭矩比 - 变矩器失速扭矩比
TBU	变速箱业务部门
TDTO	变速箱传动系机油 - 4
TSG	技术标准和准则
巴	x 14.5 = 压力（PSI）
kPa	x 0.145 = 压力（PSI）
kW	x 1.34 = 马力
L/min	x 0.26 = gal/min
N·m	x 0.74 = ft × lb

热损耗参考数据

有关 TH55 石油变速箱的官方冷却器尺寸建议，请参考 Th55 石油变速箱的机械应用和安装指南, REHS2893, "变速箱机油冷却器"。

提供下列数据作为热损耗数据的补充。 希望使用此数据的 OEM 工程师可根据预计的工况进行计算。 应根据判断和经验利用预计的工况和并不一定是最恶劣的条件来调整冷却器尺寸。 利用最恶劣的条件会导致尺寸大于所需的冷却系统。 应对系统设计额外的冷却容量，以便在可接受的变速箱工况中不会发生过热情况。

锁定/直接驱动热损耗 TH55-E70

表 47

TH55-E70 锁定/直接驱动热损耗
齿轮	1			2			3
发动机	变速箱	冷却器	热	变速箱	冷却器	热	变速箱	冷却器	热
车速	车速	流	损耗	车速	流	损耗	车速	流	损耗
RPM	RPM	GPM	HP	RPM	GPM	HP	RPM	GPM	HP
700	112	39.8	16.1	153	39.9	14.9	207	38.0	14.8
800	128	45.8	20.2	174	45.9	18.8	237	44.0	19.2
900	144	51.9	24.3	196	51.9	22.7	266	50.0	23.7
1000	160	58.0	28.4	218	57.9	26.6	296	56.1	28.1
1100	176	64.0	32.6	240	63.9	30.6	326	62.1	32.5
1200	192	70.1	36.7	262	69.9	34.5	355	68.1	36.9
1300	208	76.1	40.8	284	75.9	38.4	385	74.2	41.4
1400	224	82.2	44.9	305	81.9	42.3	414	80.2	45.8
1500	240	88.4	51.8	327	88.1	48.8	444	86.3	53.7
1600	256	94.6	58.8	349	94.3	55.3	474	92.5	61.5
1700	272	100.8	65.7	371	100.5	61.9	503	98.6	69.4
1800	288	107.0	72.7	393	106.7	68.4	533	104.8	77.2
1900	304	113.2	79.6	414	112.9	74.9	562	110.9	85.1

表 48

TH55-E70 锁定/直接驱动热损耗
齿轮	4			5			6			7
发动机	变速箱	冷却器	热	变速箱	冷却器	热	变速箱	冷却器	热	变速箱	冷却器	热
车速	车速	流	损耗	车速	流	损耗	车速	流	损耗	车速	流	损耗
RPM	RPM	GPM	HP	RPM	GPM	HP	RPM	GPM	HP	RPM	GPM	HP
700	282	39.8	14.9	382	37.9	16.1	516	37.8	15.0	700	36.1	15.3
800	322	45.8	18.9	437	43.9	20.4	589	43.7	19.6	800	41.9	21.2
900	362	51.8	23.0	492	49.9	24.7	663	49.6	24.2	900	47.8	27.1
1000	403	57.7	27.0	546	55.9	29.0	737	55.6	28.8	1000	53.7	33.0
1100	443	63.7	31.1	601	61.9	33.3	811	61.5	33.4	1100	59.6	38.9
1200	483	69.7	35.1	656	67.9	37.6	884	67.4	38.0	1200	65.5	44.8
1300	523	75.7	39.2	410	73.9	41.9	958	73.3	42.6	1300	71.3	50.7
1400	564	81.6	43.2	765	79.9	46.2	1032	79.2	47.2	1400	77.2	56.6
1500	604	87.7	49.5	819	86.0	53.5	1105	85.2	54.7	1500	83.3	66.8
1600	644	93.8	55.8	874	92.0	60.7	1179	91.2	62.2	1600	89.3	77.0
1700	684	99.9	62.0	929	98.1	68.0	1253	97.3	69.6	1700	95.4	87.2
1800	725	106.0	68.3	983	104.1	75.2	1326	103.3	77.1	1800	101.5	97.4
1900	765	112.2	74.6	1038	110.2	82.5	1400	109.3	84.6	1900	107.5	107.6

锁定/直接驱动热损耗 TH55-E90

表 49

TH55-E90 锁定/直接驱动热损耗
齿轮	1			2			3
发动机	变速箱	冷却器	热	变速箱	冷却器	热	变速箱	冷却器	热
车速	车速	流	损耗	车速	流	损耗	车速	流	损耗
RPM	RPM	GPM	HP	RPM	GPM	HP	RPM	GPM	HP
700	150	39.8	27.3	204	39.9	26.6	231	38.0	26.8
800	171	45.8	32.7	233	45.9	31.8	264	44.0	32.0
900	193	51.9	38.0	262	51.9	36.9	297	50.0	37.3
1000	214	58.0	43.4	292	57.9	42.1	330	56.1	42.5
1100	235	64.0	48.8	321	63.9	47.2	363	62.1	47.8
1200	257	70.1	54.2	350	69.9	52.4	396	68.1	53.0
1300	278	76.1	59.5	379	75.9	57.5	429	74.2	58.3
1400	300	82.2	64.9	408	81.9	62.7	462	80.2	63.5
1500	321	88.4	72.4	437	88.1	70.2	495	86.3	72.0
1600	342	94.6	79.9	467	94.3	77.7	528	92.5	80.5
1700	364	100.8	87.5	496	100.5	85.2	561	98.6	89.0
1800	365	107.0	95.0	525	106.7	92.7	594	104.8	97.5
1900	407	113.2	102.5	554	112.9	100.2	627	110.9	106.1

表 50

TH55-E90 锁定/直接驱动热损耗
齿轮	4			5			6
发动机	变速箱	冷却器	热	变速箱	冷却器	热	变速箱	冷却器	热
车速	车速	流	损耗	车速	流	损耗	车速	流	损耗
RPM	RPM	GPM	HP	RPM	GPM	HP	RPM	GPM	HP
700	277	39.8	27.0	315	37.9	27.7	379	37.8	28.7
800	317	45.8	32.3	360	43.9	32.9	433	43.7	33.9
900	356	51.8	37.7	405	49.9	38.0	487	49.6	39.2
1000	396	57.7	43.0	450	55.9	43.2	541	55.6	44.4
1100	435	63.7	48.3	495	61.9	48.4	595	61.5	49.7
1200	475	69.7	53.6	540	67.9	53.6	649	67.4	54.9
1300	515	75.7	59.0	585	73.9	58.7	703	73.3	60.2
1400	554	81.6	64.3	630	79.9	63.9	757	79.2	65.4
1500	594	87.7	73.8	675	86.0	70.7	811	85.2	72.6
1600	633	93.8	83.3	720	92.0	77.6	865	91.2	79.8
1700	673	99.9	92.9	765	98.1	84.4	919	97.3	86.9
1800	713	106.0	102.4	810	104.1	91.3	973	103.3	94.1
1900	752	112.2	111.9	855	110.2	98.1	1028	109.3	101.3

表 51

TH55-E90 锁定/直接驱动热损耗
齿轮	7			8			9
发动机	变速箱	冷却器	热	变速箱	冷却器	热	变速箱	冷却器	热
车速	车速	流	损耗	车速	流	损耗	车速	流	损耗
RPM	RPM	GPM	HP	RPM	GPM	HP	RPM	GPM	HP
700	427	36.1	29.7	516	37.8	28.2	700	36.1	29.2
800	488	41.9	35.0	590	43.7	34.1	800	41.9	36.2
900	549	47.8	40.3	663	49.6	40.0	900	47.8	43.2
1000	611	53.7	45.6	737	55.6	45.9	1000	53.7	50.2
1100	672	59.6	51.0	811	61.5	51.7	1100	59.6	57.1
1200	733	65.5	56.3	884	67.4	57.6	1200	65.5	64.1
1300	794	71.3	61.6	958	73.3	63.5	1300	71.3	71.1
1400	855	77.2	66.9	1032	79.2	69.4	1400	77.2	78.1
1500	916	83.3	74.4	1105	85.2	77.5	1500	83.3	89.8
1600	977	89.3	81.9	1179	91.2	85.4	1600	89.3	101.4
1700	1038	95.4	89.5	1253	97.3	93.5	1700	95.4	113.1
1800	1099	101.5	97.0	1326	103.3	101.3	1800	101.5	124.7
1900	1160	107.5	104.5	1400	109.3	109.3	1900	107.5	136.4

变矩器和变速箱尺寸安装图

变矩器尺寸安装图

图 73	g03417545

图 74	g03417547

图 75	g03417549

图 76	g03417553

变速箱尺寸安装图

图 77	g03417555

图 78	g03417557

图 79	g03417562

图 80	g03417578

图 81	g03417582

图 82	g03417583

图 83	g03417585

图 84	g03434387