CN103492762B - 变矩器 - Google Patents

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Abstract

一种变矩器（100），包括一个涡轮（120）、一个与该输入轴（105）连接并用于所述涡轮（120）的液力驱动的泵轮（115）、一个与该涡轮（120）连接并用于扭转振动的减振的离心力摆（150）、一个用于通过该涡轮（120）驱动所述输出轴（110）的第一扭转减振器（130）以及用于使所述输入轴（105）与该涡轮（120）选择式地、扭转减振地耦合的一个变矩器离合器（140）和一个第二扭转减振器（145）。在此，所述扭转减振器（130，145）中的至少一个包括相互串联布置的两个扭转减振器元件（160，165）。

Description

变矩器
技术领域
本发明涉及一种变矩器。
背景技术
在机动车中，为了将转矩从驱动马达传递到变速器，可使用变矩器。该变矩器包括具有泵轮和涡轮的涡轮机，泵轮和涡轮至少部分地被流体从周围冲刷，从而转动的泵轮驱动涡轮。为使损耗最小化，附加设置一变矩器离合器，以便在需要时使涡轮的运动机械地耦合到泵轮的运动上。转矩传递在例如机动车的起动过程期间借助涡轮通过液力耦合进行，而在正常行驶运行期间借助变矩器离合器通过机械耦合进行。
为了在行驶运行中将绕变矩器输入轴的扭转振动在其到达变矩器输出轴之前尽可能消除，已知变矩器上的和变矩器中的不同组件，它们通常包括离心力摆和扭转减振器。
DE 10 2008 057 648 A1提出，将一带有离心力摆的旋转元件借助于第一扭转减振器与输入轴连接以及借助第二扭转减振器与输出轴连接。借助于这一布置，应能够更好地减小输入轴与输出轴之间的力传递中的转动不均匀性。
DE 10 2009 024 743 A1提出，将离心力摆固定在涡轮上并且设置一变矩器跨接耦合器用于在负载运行中跨接涡轮器。第一扭转减振器将转矩从涡轮导入到从动轴上，第二扭转减振器将转矩从变矩器跨接耦合器导入到从动轴上。在此，第二扭转减振器由两个扭转减振器元件组成，它们串联布置。这些扭转减振器元件组件应该有助于使所描述的变矩器的安装空间需求最小化。
所描述类型的变矩器原理上是一个扭转振动***，它例如可通过驱动驱动轴的发动机的转动不均匀性而被置于扭转振动中。该离心力摆用作转速适配的减振器且与其所在的旋转元件反相振动。将输入轴与转动体连接的扭转减振器的弹性系数越小，转动体与输入轴在转动不规律方面的隔离 就越好，并且离心力摆的摆动角度就越小。
出于结构设计原因，例如由于有限的可供使用的安装空间，通常只有有限的摆动角度可供离心力摆所用。在强的扭转振动的影响下，离心力摆会运动到一个机械止挡上，这会导致从动轴相对于扭转振动的很差隔离。此外，与撞击相关的噪声会让人感觉不快并且该撞击可能会导致增强的磨损并导致相关元件疲劳。
发明内容
因此，本发明的任务是，给出一种液力变矩器，其具有对扭转振动的更好阻抗。
本发明借助于具有以下特征的液力变矩器来解决此任务。
根据本发明的用于将转矩从输入轴转换到输出轴上的液力变矩器包括一个涡轮、一个与该输入轴连接并用于该涡轮的液力驱动的泵轮、一个与该涡轮连接并用于扭转振动(扭振)的减振的离心力摆、一个用于通过该涡轮驱动输出轴的第一扭转减振器以及用于使输入轴与涡轮选择式地、扭转减振地耦合的一个变矩器离合器和一个第二扭转减振器。在此，所述扭转减振器之一包括两个扭转减振器元件，它们相互串联布置。
通过使用两个扭转减振器元件可以提高扭转减振器的弹簧容量，从而实现涡轮的更好隔离并且所述离心力摆可具有减小的摆动角度。可避免离心力摆的碰撞或着落，由此可避免隔离的恶化。此外，通过扭转减振器元件的串联布置能够更好地利用可供使用的安装空间。
在另一实施方式中，所述扭转减振器中的至少一个还可包括一个另外的扭转减振器元件。因此可以实现具有四个或者更多扭转减振器元件的变矩器组件。所述另外的扭转减振器元件中的每个可有助于改进所述隔离并且使所述离心力摆的摆动角度保持低于最大摆动角度。
在一特别优选的实施方式中，所述第一扭转减振器包括一个第一扭转减振器元件并且所述第二扭转减振器包括一个第二扭转减振器元件和一个第三扭转减振器元件。通常在输入轴侧已经可以预期扭转振动并且可通过所述串联布置的扭转减振器元件在输入轴侧即更好地将其消除。通过这种布置可使结构设计费用和材料费用最小化。此外可减小组件的安装空间需求。
所述第二扭转减振器包括多个扭转减振器元件，这些扭转减振器元件之一可包括用于在预先确定的传递转矩之上跨接该扭转减振的止挡。优选该止挡设置在一与涡轮刚性连接的扭转减振器元件上。如果所述扭转减振器被跨接，则被跨接的扭转减振器元件的总质量与涡轮刚性连接。由此使涡轮的转动质量增加，从而可使涡轮的转动惯量增大并且离心力摆的摆动角度减小。
所述第二扭转减振器的所述扭转减振器元件之一还可包括一个用于根据所传递的转矩来减小扭转阻尼的摩擦元件。因此可达到与借助上述用于跨接所述扭转减振的止挡类似的效果。然而在使用摩擦元件的情况下，可使扭转阻尼的减小与被传递的转矩相关地逐渐减小。由此可减小二次振动效应的危险并且降低材料磨损或者材料疲劳。与所述止挡组合可减少或避免所描述的止挡的碰撞噪声。
所述摩擦元件有利地设置用于，在预先确定的传递转矩以上才减小扭转阻尼。如果所传递的转矩处于该预先确定的转矩之下，则所述扭转减振器元件可以不衰减地运行用于振动的减振或者说隔离。
在一个特别优选的实施方式中，所述摩擦元件设置在一个与所述涡轮刚性连接的扭转减振器元件上。
附图说明
在此参考附图更准确地描述本发明，附图中示出：
图1 一个液力变矩器的示意性力流图；
图2 图1中的变矩器的元件的示意性布置；
图3 图1中的液力变矩器的一个变型的示意性力流图。
具体实施方式
图1示出一个液力变矩器100的示意性力流图。
所述变矩器100包括一个输入轴105，该输入轴通常与一个发动机、例如机动车的往复活塞内燃发动机连接。所述变矩器100的输出轴110通常与一个变速器、尤其是机动车的驱动变速器连接。所述变矩器100设置用于将转矩从所述输入轴105转换到所述输出轴110上。
通过该变矩器100可实现两个不同的转矩流，它们根据机动车的运行 状态而定可被激活。第一转矩流是以液力方式实现的且例如在机动车起动时使用，而第二转矩流是机械地实现的并且在正常行驶运行期间使用，以避免液力传递的传递损失。通常，在每个时间点最多激活所述转矩流中的一个，其中，在从一个转矩流向另一转矩流过渡期间也可以将两个转矩流都全部或者部分地激活。
所述第一转矩流从所述输入轴105延伸到一个泵轮115上并从那里通过液力传递延伸到一个涡轮120上。在所述泵轮115与所述涡轮120之间象征性地绘出一个液压离合器125，它将第一转矩流的该区段模型化。所述涡轮120借助于第一扭转减振器130与一个法兰135连接，在此法兰上将从所述输入轴传递的转矩提供给所述输出轴110。
第二转矩流以机械方式连接所述输入轴105与所述涡轮120。输入轴105或者泵轮115与一个可控制的变矩器离合器140连接，以便实现或者断开所述第二转矩流。所述变矩器离合器140的转盘145形成来自所述变矩器离合器140的第二转矩流到第二扭转减振器145中的转移点，该第二扭转减振器将第二转矩流导入所述涡轮120中。正如第一转矩流一样，第二转矩流从涡轮120出来通过所述第一扭转减振器130和所述法兰135继续到达输出轴110上。
在涡轮120上安装有用于扭转振动的转速适配减振的离心力摆150。
在图1的图示中所述第一扭转减振器130具有仅一个第一扭转减振器元件155，而所述第二扭转减振器145包括一个第二扭转减振器元件160和一个第三扭转阻尼元件165，其中，这两个扭转减振器元件160和165相互串联地布置。在所述扭转减振器元件160和165的右边分别表示出可选的中间法兰170和175。在不同于图1中所示的实施方式中，扭转减振器130和145也可分别包括更大数量或更小数量的扭转减振器元件，其中，扭转减振器130、145中的一个包括至少一个扭转减振器元件而扭转减振器130、145中的另一个包括至少两个扭转减振器元件。
通过两个扭转减振器元件的串联布置，所涉及的扭转减振器130、145可构造有更大的弹簧行程。因此，由此可以减小离心力摆150相对于涡轮120的扭转角度，从而防止离心力摆150完全用尽可供使用的扭转角度并且运动到对着安置在扭转角度的末端的止挡上。
图2示出了图1的变矩器100的元件的示意布置。变矩器100的在图2 中所示出的元件布置是示例性的并且说明一种优选分布，其既可以是节省空间的，而且也可以在振动阻尼的意义上是有效率的。
输入轴105和输出轴110支承得可绕对称轴205旋转，关于该对称轴205示出通过所述变矩器100的纵剖面的上半部分。在图2中的图示中不包括泵轮115。同样未示出密封元件、轴承以及该转矩变换器的其他已知元件，它们对于当前的工作原理没有直接影响。
输入轴105与一个壳体210连接，在该壳体中容纳所述变矩器100的剩余元件。用于泵轮115与所述涡轮120的静液压耦合的液***于壳体210中。变矩器离合器140实施为多盘湿式离合器，其包括一定数目的离合器盘和离合器摩擦片，它们在轴向方向上可相互压紧，以通过相互摩擦锁合来传递所述壳体210的转矩。摩擦片固定在壳体210上且摩擦盘固定在转盘142上，或者反之。转盘142的旋转运动借助于第三扭转减振器元件165传递到第二中间法兰175上，其中，第三扭转减振器元件165包括一个螺旋弹簧，该螺旋弹簧基本上布置在围绕对称轴205的圆周上并且其端部与转盘142或第二中间法兰175连接。随着通过第三扭转减振器元件165传递的转矩增高，所述螺旋弹簧以增加的程度被压缩。
第二扭转减振器元件160以与第三扭转减振器元件165相应的方式包括一个另外的螺旋弹簧，借助该另外的螺旋弹簧将旋转运动从第二中间法兰175传递到第一中间法兰170上。第二扭转减振器元件160与第三扭转减振器元件165共同形成第二扭转减振器145。
第一中间法兰170除了与第二扭转减振器元件160连接外，还与涡轮120、离心力摆150以及第一扭转减振器元件155连接，所述第一扭转减振器元件相应于所述扭转减振器元件160和165构建。离心力摆150这样支承，使得其能够在围绕在对称轴205的周向方向上围绕一个轴线摆动，该轴线在径向上位于对称轴205之外。第一扭转阻尼元件155将第一中间法兰170或涡轮120的运动传递到法兰135上，该法兰135与输出轴110连接。
图3示出图1中的液力变矩器100的一个变型的示意力流图。与图1中所示不同，第二扭转减振器元件160的相对置的端部与止挡305的对置端部以及与摩擦元件310的对置端部连接。此外，在此示出的实施方式中，省去了第一中间法兰170，然而在其他的实施方式中也可以设置该第一中间 法兰。在另一实施方式中也可以省去止挡305或者摩擦元件310。
止挡305设置用于，限制第二扭转减振器元件160的彼此对置的端部之间的最大相对运动。这种限制例如可通过一个止挡元件或者在一个槽中被导向的销来实现。如果通过第二扭转减振器元件160传递的转矩超过了一个预先确定的值，该值由第二扭转减振器元件160的弹簧常数和弹簧行程确定，则止挡305限制第二中间法兰175相对于涡轮120的相对运动。由此，所有位于第二中间法兰175和所述涡轮120之间的转动质量相互连接，使得产生与离心力摆150连接的旋转元件的增大的转动惯性。因此，扭转振动，尤其是从输入轴105一侧引入到变矩器100中的扭转振动，可被消减，而不要求离心力摆150的摆动角度超过可供使用的摆动角度。
摩擦元件310与所述止挡305类似地作用于第二扭转减振器元件160的相对置的端部上，区别在于，通过摩擦连接比通过止挡305给出刚性较低的连接。在一个实施方式中，与位于摩擦元件310的端部之间或者说位于第二中间法兰175与所述涡轮120之间的扭转角度相关地，摩擦元件310的摩擦系数增加。在另一实施方式中，摩擦元件310可设置用于允许一个预先确定的扭转角度而不施加摩擦力。在又一个实施方式中，在变矩器100上不但设置一个止挡305，而且设置一个摩擦元件310。
参考图3所描述的、超过在图1中所示出的变矩器100实施方式的特征的特征，可以与在图2中所示出的实施方式的特征自由组合。
参考符号列表
100 液力变矩器
105 输入轴
110 输出轴
115 泵轮
120 涡轮
125 液力耦合器
130 第一扭转减振器
135 法兰
140 变矩器离合器
142 转盘
145 第二扭转减振器
150 离心力摆
155 第一扭转减振器元件
160 第二扭转减振器元件
165 第三扭转减振器元件
170 第一中间法兰
175 第二中间法兰
205 对称轴
210 壳体
305 止挡
310 摩擦元件

Claims (9)

1.变矩器(100)，用于将转矩从输入轴(105)转换到输出轴(110)上，其中，所述变矩器(100)包括：
一个涡轮(120)；
一个与该输入轴(105)连接的、用于所述涡轮(120)的液力驱动的泵轮(115)；
一个与该涡轮(120)连接的、用于扭转振动的减振的离心力摆(150)；
一个用于通过该涡轮(120)驱动所述输出轴(110)的第一扭转减振器(130)；
其特征在于：
用于使所述输入轴(105)的转矩选择式地、扭转减振地耦合至该涡轮(120)的一个变矩器离合器(140)和一个第二扭转减振器(145)；
其特征在于：
所述扭转减振器(130，145)中的至少一个包括相互串联布置的两个扭转减振器元件(160，165)。
2.根据权利要求1所述的变矩器(100)，其中，所述扭转减振器(130，145)中的至少一个包括一个另外的扭转减振器元件(155-165)。
3.根据权利要求1所述的变矩器(100)，其中，所述第一扭转减振器(130)包括一个第一扭转减振器元件(155)并且所述第二扭转减振器(145)包括一个第二扭转减振器元件(160)和一个第三扭转减振器元件(165)。
4.根据权利要求3所述的变矩器(100)，其中，所述第二扭转减振器(145)的所述扭转减振器元件(160，165)中的一个包括一个止挡(305)，用于在预先确定的传递转矩以上跨接扭转阻尼。
5.根据权利要求4所述的变矩器(100)，其中，所述止挡设置在一与所述涡轮(120)刚性连接的扭转减振器元件(160)上。
6.根据权利要求3至5之一所述的变矩器(100)，其中，所述第二扭转减振器(145)的所述扭转减振器元件(160，165)之一还可包括一个摩擦元件(310)，用于与所传递的转矩相关地减小扭转阻尼。
7.根据权利要求6所述的变矩器(100)，其中，所述摩擦元件(310)设置用于，在预先确定的传递转矩之上才减小扭转阻尼。
8.根据权利要求6所述的变矩器(100)，其中，所述摩擦元件(310)设置在一个与所述涡轮(120)刚性连接的扭转减振器元件(160)上。
9.根据权利要求7所述的变矩器(100)，其中，所述摩擦元件(310)
设置在一个与所述涡轮(120)刚性连接的扭转减振器元件(160)上。
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