CN106369129A - 液力变矩器及具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液力变矩器，其包括：泵盖总成；泵轮总成，其与所述泵盖总成连接，且用于接收所述泵盖总成传递的动力；涡轮总成，其设置在所述泵盖总成与所述泵轮总成之间；导轮总成，其通过轴承定位在所述泵轮总成与所述涡轮总成之间；循环腔，其由所述泵轮总成、所述涡轮总成和所述导轮总成围成；锁止离合器，其连接在所述涡轮总成与所述泵轮总成之间；以及扭振减震器总成，其设置在所述涡轮总成和所述泵盖总成之间。其在保证减震性能的同时还大大减小液力变矩器的轴向尺寸，对车辆内的结构布局进行优化。

Description

液力变矩器及具有其的车辆

技术领域

本发明涉及一种车辆领域，更具体地，车辆的变速器用的液力变矩器。

背景技术

现有已知的车辆用液力变矩器，安装在发动机和自动变速器之间，包括与发动机直接连接的泵盖、与泵盖焊接的泵轮、与泵轮水平对置且与自动变速器直接连接的涡轮、设置在泵轮和涡轮之间的导轮。通过泵轮叶片、导轮叶片和涡轮叶片相互之间所形成的循环区域中循环流动的油液将转矩从发动机输入到自动变速器。导轮中设置有只能沿一个方向自由转动的单向离合器，起到增大转矩作用。液力变矩器因为液力传递效率比较低下，为了提高燃油经济性，所述车辆用液力变矩器还会在输入和输出之间设置锁止离合器，锁止离合器一端与泵盖接触，一端通过压盘与输出涡轮连接，在工况合适时，结合锁止离合器直接连接输入和输出。在该情况下，发动机振动直接传递至自动变速器，为了衰减锁止离合器结合时发动机的振动，会在压盘与涡轮之间设置扭转减震器。

液力变矩器锁止离合器和扭转减震器增加了液力变矩器在轴向上的总长度。近年来，对动力总成的横向空间要求日益增高，伴随于此，液力变矩器轴向紧凑的要求也日益增高。并且对动力总成燃油经济性要求也日趋严格，具体而言要求液力变矩器提高减震性能以增加锁止离合器锁止区域。

对于趋于轴向紧凑的液力变矩器，已有日本发明专利2006-118654所公开的液力变矩器，通过优化导轮设计和将锁止离合器布置在循环腔下方，达到减小液力变矩器轴向尺寸的目的。但受结构尺寸限制，锁止离合器尺寸变小，影响锁止离合器减震性能。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出一种有效减小液力变矩器轴向尺寸并且提高减震能力的液力变矩器。

为解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供一种液力变矩器，其包括：泵盖总成；泵轮总成，其与所述泵盖总成连接，且用于接收所述泵盖总成传递的动力；涡轮总成，其设置在所述泵盖总成与所述泵轮总成之间；导轮总成，其通过轴承定位在所述泵轮总成与所述涡轮总成之间；循环腔，其由所述泵轮总成、所述涡轮总成和所述导轮总成围成；锁止离合器，其连接在所述涡轮总成与所述泵轮总成之间；以及扭振减震器总成，其设置在所述涡轮总成和所述泵盖总成之间。

可选地，所述锁止离合器沿所述循环腔径向的外侧布置在所述涡轮总成的涡轮壳体与所述泵轮总成的泵轮壳体之间。

可选地，所述锁止离合器还包括摩擦片，所述摩擦片连接至所述涡轮壳体，所述锁止离合器通过所述摩擦片所述连接涡轮壳体。

可选地，所述摩擦片关于所述泵轮壳体连接面倾斜。

可选地，所述扭转减震器总成包括夹持盘、减震弹簧、被动盘孔输出法兰盘：所述夹持盘连接至所述涡轮总成的涡轮壳体且用于接收其传递的动力；所述减震弹簧分别连接所述夹持盘和所述被动盘，且用于将动力传递至所述被动盘；所述输出法兰盘一端与所述被动盘连接，另一端用于连接至变速器输入轴。

可选地，所述扭转减震器总成沿所述涡轮壳体径向外侧布置在所述涡轮壳体与所述泵盖总成的泵盖之间。

可选地，所述扭转减震器总成沿轴向具有不超过所述涡轮壳体最外侧的厚度。

可选地，所述减震弹簧包括相互嵌套的第一减震弹簧及第二减震弹簧。

可选地，所述泵轮总成和所述导轮总成通过推力轴承轴向定位；

和/或所述涡轮总成和所述导轮总成通过推力轴承轴向定位。

根据本发明的另一个方面，还提供一种车辆，其包括：油泵、变速器以及如前所述的液力变矩器。

可选地，在所述涡轮总成与所述泵轮总成之间的循环腔内形成锁止离合器释放油腔，在所述涡轮总成与所述泵轮总成之间的空腔内形成锁止离合器结合油腔；且在所述油泵的支撑轴与所述变速器的输入轴之间的间隙为锁止离合器释放作用油路，所述变速器的输入轴的中心孔为锁止离合器结合作用油路。

可选地，在所述锁止离合器释放作用油路中的工作油液循环至所述锁止离合器释放油腔时，所述锁止离合器处于释放位置；发动机转矩依次通过所述泵盖总成、所述泵轮总成、所述循环腔、所述扭转减震器传递至所述变速器的输入轴；在所述锁止离合器结合作用油路中的工作油液循环至所述锁止离合器结合油腔时，所述锁止离合器处于结合位置；发动机转矩依次通过所述泵盖总成、所述泵轮总成、所述锁止离合器、所述涡轮总成、所述扭转减震器传递至所述变速器的输入轴。

与现有技术相比，上述液力变矩器具有以下优点：

1、现有技术液力变矩器无论扭振减震器设置在液力变矩器径向外侧或内侧，扭转减震器在轴向指向发动机侧的方向上都比涡轮壳体更接近发动机侧。本文所述液力变矩器的扭转减震器总成容纳在涡轮径向正上方的锁止离合器与泵盖之间轴向空间内，在轴向上指向发动机侧的方向上不超过涡轮壳体，很大程度减小液力变矩器的轴向尺寸。

2、所述液力变矩器的锁止离合器轴设置在循环腔正上方，直接连接泵轮壳体和涡轮壳体，涡轮壳体直接作为锁止离合器的活塞，相比现有技术液力变矩器额外的活塞部件以及活塞部件所需要的与其他相邻部件的轴向间隙，大大减小液力变矩器轴向尺寸。

3、所述液力变矩器扭转减震器输入端连接涡轮总成，扭转减震器输出端连接被动盘和输出法兰盘；当锁止离合器结合时，涡轮总成与泵轮总成机械连接，形成涡轮减震器，减震性能比现有技术单圈减震器性能更好。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式所涉及的液力变矩器剖视图的沿轴线的上半部分；以及

图2是本发明的第二实施方式所涉及的液力变矩器剖视图的沿轴线的上半部分。

具体实施方式

图1示出本发明的第一实施方式所涉及的液力变矩器剖视图的沿轴线的上半部分。本实施方式的液力变矩器1可应用于搭载有自动变速器的车辆，其设置在发动机与自动变速器变速机构（图中未示出）之间。在下文的描述中，为了方便，将靠近发动机一侧（图1中的右侧）称为“前”或“前方”，将远离发动机一侧（图1中的左侧）称为“后”或“后方”。

液力变矩器1主要结构包括泵盖总成10、泵轮总成20、涡轮总成30、涡轮总成40、锁止离合器50和扭转减震器总成60。在使用状态下，由泵盖总成10中的泵盖11和泵轮总成20中的泵轮壳体21所围成的液力变矩器1的腔体中始终充满工作油液。

泵盖总成10设置在液力变矩器1的后方，包括泵盖11、导向柱12和螺栓座13。泵盖11是组成液力变矩器1主腔体的两个主要特征之一。导向柱12焊接在泵盖11的中心处，来实现与图1未示出的发动机的曲轴中心孔的配合，为液力变矩器1安装到发动机上起导向作用。在泵盖11沿液力变矩器1径向外侧位置在圆周方向上等间隔地设置有多个螺栓座13，并可通过相应的多个螺栓将液力变矩器1连接至图1未示出的发动机飞轮上。

泵轮总成20设置在液力变矩器1的前方，包括泵轮壳体21、泵轮22、泵轮叶片25、泵轮毂23和泵轮衬套24。泵轮壳体21与泵盖11轴向相向焊接连接，其包括在径向外侧与液力变矩器1轴线垂直的圆环面21a和向后方***的弯曲部21b。在弯曲部21b内侧和涡轮22的圆周方向上等间隔地设置有多个涡轮叶片25。在弯曲部21b沿径向内端部焊接有一轴向设置的丁字形泵轮毂23，在泵轮毂23内径处过盈压入一泵轮衬套24。当发动机运转时，泵盖总成10和泵轮总成20随之一起旋转，充满在液力变矩器1中的工作油液沿着泵轮壳体21的弯曲部21b和泵轮叶片25所形成的流道流动，产生一边围绕泵轮壳体21的轴心旋转一边沿外周侧且向前方流动的液流P。

涡轮总成30包括涡轮壳体31、涡轮32和涡轮叶片33。涡轮壳体31与泵轮壳体21在轴向上相向设置，其包括在径向外侧与液力变矩器1轴线成微小角度的一圆环面31a、向前方***的弯曲部31b以及与液力变矩器1轴线垂直的圆环面31c。在弯曲部31b内侧和涡轮32的圆周方向上等间隔地设置有多个涡轮叶片33，在圆弧面31a上粘接有锁止离合器摩擦片51。泵轮的液流P被导入到涡轮壳体31内，经由涡轮壳体31的弯曲部31b和涡轮叶片33所形成的流道流动，且产生一边围绕涡轮壳体31的轴心旋转一边沿内周侧且向后方流动的液流W。液流W作用在涡轮叶片33上，推动涡轮沿着泵轮转动的方向转动。

导轮总成40设置在泵轮壳体21和涡轮壳体31之间，其包括导轮41、导轮叶片42、导轮后方盖板43、导轮前方盖板44和导轮定子46。其中导轮41、导轮叶片42和导轮后方盖板43设置为一体，而导轮前方盖板44过盈压装于导轮41内。导轮定子46通过花键与固定在自动那个变速器壳体上的油泵支撑轴80连接。涡轮的液流W被导入到导轮中，经导轮叶片42的流道形成液流D，流回到泵轮中，形成液力变矩器1循环腔T的液流循环。导轮41与导轮定子46在径向方向之间的空间内设置有单向离合器的沿圆周方向均布的多个滚子45和相应的楔块47，导轮41相当于单向离合器的外圈，导轮定子46相当于单向离合器内圈。滚子44与楔块47的组合作用使得导轮41只能沿一个方向自由转动，而沿相反方向则被固定。导轮总成40的轴向位置由设置在泵轮毂23与导轮后方盖板43之间的推力轴承B1和导轮前方盖板44与涡轮壳体圆环面31c之间的推力轴承B2所限制。在涡轮32与泵轮22转速之比较低时（一般小于0.8~0.9），涡轮液流W对导轮总成40所形成的液流作用力与单向离合器所允许的转动方向相反而使导轮41固定，此时形成转矩增大作用；在涡轮总成32与泵轮总成22转速之比较高时，涡轮液流W对导轮总成40所形成的液流作用力与单向离合器所允许的转动方向相同而允许导轮41自由转动，此时没有转矩增大作用。

锁止离合器50设置在循环腔正上方，涡轮壳体31沿径向外侧伸出的圆环面31a作为锁止离合器50的摩擦片51的支撑片，而泵轮壳体21沿径向外侧伸出的圆环面21a作为锁止离合器摩擦副的另一作用面。所述锁止离合器50无需额外单独的活塞，工作油液可直接作用于圆环面31a上，以达到使锁止离合器50结合或者释放的效果。在工况合适时，结合锁止离合器可直接连接输入和输出，发动机转矩通过泵盖总成10、泵轮总成20经由锁止离合器50直接传递至涡轮总成30。例如，锁止离合器50可直接连接泵轮壳体21和涡轮壳体31，在锁止离合器50结合时，涡轮总成30的旋转惯量直接加在泵轮总成20一端，这种惯量转移配置形成的涡轮减震器更有利于在锁止离合器结合时减弱发动机传递至变速器的振动。

扭转减震器总成60设置在涡轮壳体31径向正上方，包括夹持盘61、减震弹簧62、被动盘63和输出法兰盘65。夹持盘61直接焊接于涡轮壳体弯曲部31b上端，形成扭转减震器总成60的输入。作为扭转减震器总成60输出的被动盘63通过铆钉64连接输出法兰65。具有较小直径的减震弹簧62a内嵌于具有较大直径的减震弹簧62b中，形成一组减震弹簧62，多组减震弹簧62均布于夹持盘61和被动盘63所形成的多个弧形槽内，一端连接夹持盘61，一端连接被动盘63。输出法兰65与涡轮壳体31的圆环面之间设有隔离油液的密封圈66，与变速器输入轴70之间设有隔离油液的密封圈67，从而保证循环腔T中工作油液不流到循环腔腔外。扭转减震器总成60在轴向上的位移由减震弹簧62和设置在泵盖11和输出法兰65之间的推力轴承B3所限制。在锁止离合器50释放时，发动机转矩通过泵盖总成10、泵轮总成20传递到循环腔T，经循环腔T液力作用输出至涡轮总成30，再经过扭转减震器总成60输入到变速器输入轴70，此时发动机振动完全由循环腔T的液力作用隔离；当锁止离合器50结合时，泵轮总成20和涡轮总成30机械连接，发动机转矩通过泵盖总成10、泵轮总成20经由锁止离合器50直接传递至涡轮总成30，此时通过扭转减震器总成60的减震作用，发动机振动被大大衰减。所述扭转减震器总成60通过空间的优化利用，将扭转减震器总成设置在涡轮壳体31正上方，在轴向上指向发动机侧的方向上不超过涡轮壳体，很大程度减小液力变矩器的轴向尺寸，同时还能够保持优秀的减震效果。

在液力变矩器1的径向内侧和中段，相比现有已知的液力变矩器，其无需设计独立活塞部件，由此降低了装置的轴向尺寸；在液力变矩器1的径向外侧，扭转减震器总成60容纳在涡轮壳体31径向正上方的锁止离合器50与泵盖11之间轴向空间内，在轴向的前方方向不超过涡轮壳体31，着同样在很大程度上减小了液力变矩器1的轴向尺寸。因此，本发明的液力变矩器1在轴向上更趋于紧凑。

此外，该液力变矩器1可以直接连接泵轮壳体21和涡轮壳体31，当锁止离合器50结合时，泵轮总成20与涡轮总成30机械连接，形成涡轮减震器，其减震性能比现有技术单圈减震器性能更好。

图2中示出了本发明的第二实施方式所涉及的液力变矩器剖视图的沿轴线的上半部分。其与第一实施方式的液力变矩器的内部构造存在差异，因而将被动盘63调整为在前方通过铆钉64连接至输出法兰65。如此能够更好适应此种类型的液力变矩器内部结构布局。

下面将具体描述液力变矩器1的工作过程。在车辆起步、换挡变速等工况下，液力变矩器1在油泵支撑轴80与变速器输入轴70之间环形空隙不断充入一定压力工作油液至循环腔T内，形成锁止离合器50的释放油路R，在释放油路R内的高压油液作用下，锁止离合器50被推向前方而完全释放，发动机转矩通过泵盖总成10和泵轮总成20传递循环腔T，经循环腔T液力作用输出至涡轮总成30，再经过扭转减震器总成60输入到变速器输入轴70，此时发动机振动完全由循环腔T的液力作用隔离。

液力变矩器1在锁止离合器50释放时，由于循环腔T的液力作用而导致液力变矩器1的整体传递效率低下，因此通常在车辆起步和换挡变速等以外的工况时将锁止离合器50结合。此时液力变矩器1在变速器输入轴70的中心孔内不断充入一定压力工作油液至涡轮32与泵盖11之间，形成锁止离合器50的结合油路A，在结合油路A内的高压油液作用下，锁止离合器50被推向后方而结合，泵轮总成20与涡轮总成30机械连接，发动机转矩通过泵盖总成10、泵轮总成20、锁止离合器50和涡轮总成传递至扭转减震器总成60，经减震弹簧62作用输出至输出法兰盘65及变速器输入轴70，发动机振动完全通过扭转减震器总成60减弱。

在锁止离合器50结合过程中，为避免突然结合产生的巨大冲击，通过控制结合油路A中工作油液压力，使锁止离合器50首先处于打滑状态，再过渡到完全结合。

如上根据附图对本发明的具体实施方式进行了详细的描述。所属领域的技术人员根据上述说明可以对实施方式中具体的特征进行等同的改型或变型。毫无疑问，这些改变的实施方式也将落入权利要求书所覆盖的保护范围内。

Claims (12)

1.一种液力变矩器，其特征在于，包括：

泵盖总成；

泵轮总成，其与所述泵盖总成连接，且用于接收所述泵盖总成传递的动力；

涡轮总成，其设置在所述泵盖总成与所述泵轮总成之间；

导轮总成，其通过轴承定位在所述泵轮总成与所述涡轮总成之间；

循环腔，其由所述泵轮总成、所述涡轮总成和所述导轮总成围成；

锁止离合器，其连接在所述涡轮总成与所述泵轮总成之间；以及

扭振减震器总成，其设置在所述涡轮总成和所述泵盖总成之间。

2.根据权利要求1所述的液力变矩器，其特征在于：

所述锁止离合器沿所述循环腔径向的外侧布置在所述涡轮总成的涡轮壳体与所述泵轮总成的泵轮壳体之间。

3.根据权利要求2所述的液力变矩器，其特征在于，所述锁止离合器还包括摩擦片，所述摩擦片连接至所述涡轮壳体，所述锁止离合器通过所述摩擦片所述连接涡轮壳体。

4.根据权利要求3所述的液力变矩器，其特征在于：

所述摩擦片关于所述泵轮壳体连接面倾斜。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的液力变矩器，其特征在于：

所述扭转减震器总成包括夹持盘、减震弹簧、被动盘孔输出法兰盘：所述夹持盘连接至所述涡轮总成的涡轮壳体且用于接收其传递的动力；所述减震弹簧分别连接所述夹持盘和所述被动盘，且用于将动力传递至所述被动盘；所述输出法兰盘一端与所述被动盘连接，另一端用于连接至变速器输入轴。

6.根据权利要求5所述的液力变矩器，其特征在于：

所述扭转减震器总成沿所述涡轮壳体径向外侧布置在所述涡轮壳体与所述泵盖总成的泵盖之间。

7.根据权利要求6所述的液力变矩器，其特征在于：

所述扭转减震器总成沿轴向具有不超过所述涡轮壳体最外侧的厚度。

8.根据权利要求5所述的液力变矩器，其特征在于：

所述减震弹簧包括相互嵌套的第一减震弹簧及第二减震弹簧。

9.根据权利要求1至4任意一项所述的液力变矩器，其特征在于：

所述泵轮总成和所述导轮总成通过推力轴承轴向定位；

和/或所述涡轮总成和所述导轮总成通过推力轴承轴向定位。

10.一种车辆，其特征在于，包括：油泵、变速器以及如权利要求1至9任意一项所述的液力变矩器。

11.根据权利要求10所述的车辆，其特征在于：

在所述涡轮总成与所述泵轮总成之间的循环腔内形成锁止离合器释放油腔，在所述涡轮总成与所述泵轮总成之间的空腔内形成锁止离合器结合油腔；且在所述油泵的支撑轴与所述变速器的输入轴之间的间隙为锁止离合器释放作用油路，所述变速器的输入轴的中心孔为锁止离合器结合作用油路。

12.根据权利要求11所述的车辆，其特征在于：

在所述锁止离合器释放作用油路中的工作油液循环至所述锁止离合器释放油腔时，所述锁止离合器处于释放位置；发动机转矩依次通过所述泵盖总成、所述泵轮总成、所述循环腔、所述扭转减震器传递至所述变速器的输入轴；

在所述锁止离合器结合作用油路中的工作油液循环至所述锁止离合器结合油腔时，所述锁止离合器处于结合位置；发动机转矩依次通过所述泵盖总成、所述泵轮总成、所述锁止离合器、所述涡轮总成、所述扭转减震器传递至所述变速器的输入轴。