阅读说明：本技术 具有包括单独活塞的涡轮离合器的变矩器 (Torque-converters with the turbine clutch for including independent piston ) 是由 T·赫斯 于 2018-02-20 设计创作，主要内容包括：一种变矩器,包括：盖,其布置成用于接收扭矩；叶轮,其包括不可相对旋转地连接到盖的叶轮壳体和连接到叶轮壳体的至少一个叶轮叶片；涡轮,其包括涡轮壳体和连接到涡轮壳体的至少一个涡轮叶片；输出轮毂,其连接到涡轮壳体且布置成不可相对旋转地连接到用于变速器的输入轴；和涡轮离合器,其包括活塞,该活塞不可相对旋转地连接到涡轮壳体,并且对于锁止模式可轴向移位以使活塞和叶轮壳体不可相对旋转地连接。(A kind of torque-converters, comprising: lid is arranged for receiving torque；Impeller comprising the impeller housing of lid can not be connected to the relative rotation and be connected at least one impeller blade of impeller housing；Turbine comprising turbine shroud and at least one turbo blade for being connected to turbine shroud；Output hub is connected to turbine shroud and is arranged to that the input shaft for speed changer can not be connected to the relative rotation；And turbine clutch comprising piston, the piston can not be connected to turbine shroud with the relative rotation, and for lockdown mode axially displaceable so that piston and impeller housing can not connect with the relative rotation.)

具有包括单独活塞的涡轮离合器的变矩器

技术领域

本公开涉及一种具有涡轮离合器的变矩器，该涡轮离合器具有与涡轮壳体分离的可轴向移位的活塞，用于打开和闭合涡轮离合器。本公开还涉及一种具有涡轮离合器的三通或四通变矩器，该涡轮离合器具有与涡轮壳体分离的可轴向移位的活塞以及抵消腔室，以减小由活塞的操作引起的动态效应。

背景技术

具有涡轮离合器的已知变矩器通过使涡轮壳体轴向移位来操作，以打开和闭合涡轮离合器并且在变矩器模式(离合器打开)和锁止模式(离合器闭合)之间转换。使涡轮移位会对涡轮叶片施加应力并且可能降低涡轮的耐久性。已知的具有涡轮离合器的变矩器仅限于三通(三流体回路)设计。

发明内容

根据本文所示的方面，提供了一种变矩器，包括：盖，其布置成用于接收扭矩；叶轮，其包括不可相对旋转地连接到盖的叶轮壳体和连接到叶轮壳体的至少一个叶轮叶片；涡轮，其包括涡轮壳体和连接到涡轮壳体的至少一个涡轮叶片；输出轮毂，其连接到涡轮壳体并且布置成不可相对旋转地连接到用于变速器的输入轴；和涡轮离合器，其包括活塞，该活塞不可相对旋转地连接到涡轮壳体，并且对于锁止模式可轴向移位以使活塞和叶轮壳体不可相对旋转地连接。

根据本文所示的方面，提供了一种变矩器，包括：盖，其布置成用于接收扭矩；叶轮，其包括不可相对旋转地连接到盖的叶轮壳体和连接到叶轮壳体的至少一个叶轮叶片；涡轮，其包括涡轮壳体和连接到涡轮壳体的至少一个涡轮叶片；输出轮毂，其连接到涡轮壳体并且布置成不可相对旋转地连接到用于变速器的输入轴；涡轮离合器，其包括活塞，该活塞不可相对旋转地连接到涡轮壳体并且对于锁止模式可轴向移位以使活塞和叶轮壳体不可相对旋转地连接；部分地由活塞和涡轮壳体限定的第一腔室；部分地由涡轮壳体和叶轮壳体限定的第二腔室；密封件，其密封地抵靠活塞和涡轮壳体并部分地限定第一和第二腔室。所述至少一个涡轮叶片位于第二腔室中。

根据本文所示的方面，提供了一种变矩器，包括：盖，其布置成用于接收扭矩；叶轮，其包括不可相对旋转地连接到盖的叶轮壳体和连接到叶轮壳体的至少一个叶轮叶片；涡轮，其包括涡轮壳体和连接到涡轮壳体的至少一个涡轮叶片；输出轮毂，其连接到涡轮壳体并且布置成不可相对旋转地连接到用于变速器的输入轴；涡轮离合器，其包括活塞，该活塞不可相对旋转地连接到涡轮壳体并且对于锁止模式可轴向移位以使活塞和叶轮壳体不可相对旋转地连接；密封地抵靠活塞的第一板；部分地由涡轮壳体和叶轮壳体形成的第一腔室；部分地由活塞和涡轮壳体形成的第二腔室；部分地由盖和第一板形成的第三腔室；第四腔室，其部分地由第一板和活塞形成，且相对于第一、第二和第三腔室密封。

附图说明

仅通过示例的方式，参考所附示意图公开了各种实施例，其中相应的附图标记表示相应的部件，其中：

图1是具有涡轮离合器的变矩器的局部剖视图，该涡轮离合器具有与涡轮壳体分离的活塞；

图2是图1中的变矩器的局部剖视图，其中在活塞和涡轮轮毂之间具有衬套；

图3是图1中的变矩器的局部剖视图，其中活塞和涡轮壳体之间具有密封件；

图4是具有涡轮离合器的四通变矩器的局部剖视图，该涡轮离合器具有与涡轮壳体分离的活塞和用于活塞的单独的施加腔室；和

图5是圆柱形坐标系的透视图，示出了本申请中使用的空间术语。

具体实施方式

首先，应当理解，在不同附图视图上的相同附图标记表示本公开的相同或功能相似的结构元件。应当理解，要求保护的本公开不限于所公开的方面。

此外，应当理解，本公开不限于所描述的特定方法、材料和修改，因此当然可以改变。还应当理解，本文使用的术语仅用于描述特定方面的目的，并不旨在限制本公开的范围。

除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。应当理解，与本文描述的那些类似或等同的任何方法、装置或材料可用于本公开的实践或测试。

图5是圆柱形坐标系10的透视图，示出了本申请中使用的空间术语。本申请至少部分地在圆柱形坐标系的背景下描述。系统10包括旋转轴或纵轴线11，用作随后的方向和空间术语的参考。相反的轴向方向AD1和AD2平行于轴线11。径向方向RD1垂直于轴线11并远离轴线11。径向方向RD2垂直于轴线11并朝向轴线11。相反的圆周方向CD1和CD2由特定半径R(垂直于轴线11)的端点绕轴线11旋转、例如相应地顺时针和逆时针旋转限定。

为了阐明空间术语，使用了对象12、13和14。作为示例，轴向表面，例如对象12的表面15A，由与轴线11共面的平面形成。然而，平行于轴线11的任何平面表面都是轴向表面。例如，平行于轴线11的表面15B也是轴向表面。轴向边缘由平行于轴线11的边缘(例如边缘15C)形成。径向表面，例如对象13的表面16A，由与轴线11正交并且与半径、例如半径17A共面的平面形成。径向边缘与轴线11的半径共线。例如，边缘16B与半径17B共线。对象14的表面18形成圆周或圆柱形表面。例如，由半径20限定的圆周19穿过表面18。

轴向运动在轴向方向AD1或AD2上。径向运动在径向方向RD1或RD2上。周向或旋转运动在圆周方向CD1或CD2上。副词“轴向地”、“径向地”和“周向地”是指相应地平行于轴线11、垂直于轴线11和围绕轴线11的运动或取向。例如，轴向设置的表面或边缘在方向AD1上延伸，径向设置的表面或边缘在方向RD1上延伸，并且周向设置的表面或边缘在方向CD1上延伸。

图1是具有涡轮离合器的变矩器100的局部剖视图，其中涡轮离合器具有与涡轮壳体分离的活塞。变矩器100包括：旋转轴线AR；盖102，其布置成用于接收扭矩；叶轮104；涡轮106；输出轮毂108；以及涡轮离合器110。叶轮104包括：不可相对旋转地连接到盖102的叶轮壳体112；以及连接到叶轮壳体112的至少一个叶轮叶片114。涡轮106包括：涡轮壳体116；以及连接到涡轮壳体116的至少一个涡轮叶片118。输出轮毂108连接到涡轮壳体116并且布置成不可相对旋转地连接到用于变速器(未示出)的输入轴IS。一个部件“与另一个部件接合”是指一个部件与另一个部件直接接触，或者这些部件通过机械固体中间件或辅助部件接触。例如，垫圈或涂层可设置在两个部件之间。

涡轮离合器110包括活塞120。活塞120不可相对旋转地连接到涡轮壳体116，并且对于锁止模式，活塞120可轴向移位以使活塞120和叶轮壳体112不可相对旋转地连接。例如，活塞120在轴向方向AD1上可移位，以不可相对旋转地连接活塞120和叶轮壳体112。在一个示例性实施例中，离合器110包括在活塞120和壳体112之间的摩擦材料122。

变矩器100包括：至少部分地由活塞120和涡轮壳体112形成或限定的腔室124；至少部分地由壳体112和116形成或限定的腔室或循环圆126；至少部分地由盖102和活塞120形成或限定的腔室128。叶片114和118位于腔室126中。片簧130：位于腔室124中；不可相对旋转地连接到涡轮壳体116和活塞120；能够使活塞120相对于涡轮壳体116轴向移位，并将扭矩从活塞120传递到壳体116。在一个示例性实施例中，壳体116包括至少一个通孔132，该至少一个通孔132完全被形成壳体116的材料包围并且连通腔室124和126。在图1的示例中，弹簧130施加力F以沿方向AD2推压活塞120。

对于锁止模式，腔室128中的流体压力设置成大于力F(当存在时)和腔室124和126中的流体压力的组合，从而沿方向AD1推动活塞120。对于活塞120可相对于壳体112旋转的变矩器模式，腔室124中的流体压力设置成大于或等于腔室128中的流体压力。在锁止模式和变矩器模式中，腔室124和126中的相应流体压力基本相等。

在一个示例性实施例中，变矩器100包括涡轮轮毂134，涡轮轮毂134布置成密封地抵靠变速器输入轴IS，例如，衬套136密封地抵靠轮毂134和轴IS。涡轮壳体116不可相对旋转地连接到涡轮轮毂134，涡轮轮毂134连接至输出轮毂108，并且活塞120与涡轮轮毂134接触。在一个示例性实施例中，变矩器100包括板138，该板138与轮毂108接触并不可相对旋转地连接到轮毂134。在一个示例性实施例中，涡轮轮毂134限定腔室124、126和128的相应部分。

在一个示例性实施例中，变矩器100包括扭转振动减振器140和离心摆14。减振器140包括：不可相对旋转地连接到活塞120的驱动板144；盖板146；与板144和146接合的弹簧148；与板146接合的弹簧150；和输出法兰152，其与弹簧150接合并且不可相对旋转地连接到轮毂108。摆142包括：法兰154，其不可相对旋转地连接到板146并与弹簧150接合；和可相对于法兰154移位的摆块156。

在图1的示例中，对于变矩器模式，加压流体PF1经由由轴IS和导轮轴SS形成的通道CH3供应到腔室124和126，并且通过叶片114和116循环通过导轮159。加压流体PF2经由轴IS中的通道CH2以小于流体PF1的流体压力供应到腔室128。PF1和PF2之间的压差加上力F，使活塞120沿方向AD2移位，从而打开离合器110。由盖102接收的扭矩传递到壳体112，壳体112使叶片114旋转。叶片114使流体PF1循环以旋转叶片118和壳体116。壳体116将由盖接收的扭矩传递到轮毂108。摆142吸收传递到轮毂108的振动。

在图1的示例中，对于锁止模式，PF2的流体压力增加，且腔室124和126的流体压力减小或保持不变。上述的流体压力差克服力F以使活塞120沿方向AD1移位以闭合离合器110。由盖接收的扭矩经由壳体112和活塞120传递到驱动板144。板144上的扭矩通过减振器140传递到法兰152和轮毂108。摆142吸收传递到法兰152的振动。注意，降低腔室124、126和128中的流体压力可包括将腔室通风到大气环境。

壳体120经由减振器140连接到轮毂108。因此，壳体120和轮毂108之间的有限旋转由于弹簧148和150的作用而发生。轮毂134经由减振器140连接到轮毂108。因此，轮毂134和轮毂108之间的有限旋转由于弹簧148和150的作用而发生。

图2是图1中的变矩器100的局部剖视图，其中在活塞120和涡轮轮毂134之间具有衬套。除非另有说明，否则关于图1中的变矩器100的讨论适用于图2中的变矩器100。在图2中，衬套157已被添加到图1所示的配置中，特别是在活塞120和涡轮轮毂134之间。衬套157密封抵靠活塞120和轮毂134并将腔室124相对于腔室128密封。

图3是图1中的变矩器100的局部剖视图，其中活塞和涡轮壳体之间具有密封件。除非另有说明，否则关于图2中的变矩器100的讨论适用于图3中的变矩器100。在图3中，密封件160已被添加到图2所示的配置中。密封件160密封地抵靠活塞120和涡轮壳体116的径向最外部分162。

图4是四通变矩器200的局部剖视图，其中涡轮离合器具有与涡轮壳体分离的活塞和用于活塞的单独的施加腔室。除非另有说明，否则关于图3中的变矩器100的讨论适用于图4中的变矩器200。在图4中：添加了板202；板204取代图3中的板138；添加了衬套206；施加腔室208至少部分地由板202和活塞120形成或限定。板204至少包括通孔210。除通孔210外，腔室204相对于腔室124、126和128密封。

在图4的示例中，对于变矩器模式，加压流体PF1经由通道CH3供应到腔室124和126，并且通过叶片114和116循环通过导轮159。经由轴IS中的通道CH4、轴IS中的通孔TB和通孔210，加压流体PF3被以小于流体PF1的流体压力供应到腔室208。PF1和PF3之间的压差加上力F，使活塞120沿方向AD2移位，从而打开离合器110。由盖102接收的扭矩传递到壳体112，壳体112使叶片114旋转。叶片114使流体PF1循环以旋转叶片118和壳体116。壳体116将由盖接收的扭矩传递到轮毂108。摆142吸收传递到轮毂108的振动。

在图4的示例中，对于锁止模式，PF3的流体压力增加，且腔室124和126的流体压力减小或保持不变。前述的流体压力差克服力F以使活塞120沿方向AD1移位以闭合离合器110。由盖接收的扭矩经由壳体112和活塞120传递到驱动板144。板144上的扭矩通过减振器140传递到法兰152和轮毂108。摆142吸收传递到法兰152的振动。注意，降低腔室124、126、128和208中的流体压力可包括将腔室通风到大气环境。

有利地，变矩器100和200解决了上述关于使涡轮壳体移位以打开和闭合涡轮离合器以及由此产生的涡轮叶片上的应力的问题。具体地，活塞120在方向AD1和AD2上移位以分别闭合和打开离合器110，而涡轮壳体116和涡轮叶片118的轴向位置相对固定(壳体116的一些轴向移位可由于流体PF1在循环圆126中的循环而发生)。消除壳体116在打开和闭合离合器110时的移位消除了上述应力。

活塞120在方向AD1上移位以闭合离合器110引起腔室124和126中的流体的移位和压缩。移位和压缩导致动态效应，其可能干扰离合器110的期望操作，从而降低离合器的可控性。有利地，由于密封件160，图3中的腔室124用作抵消腔室以帮助抵消上述动态力并改善离合器110的可控性。有利地，对于变矩器200，由于腔室208和124的相应容积相对接近(例如，比图3的变矩器100中的腔室128和124的相应容积更接近)，与离合器110的闭合相关联的动态效应比图3中变矩器100的情况更进一步减小。

应当理解，上述公开的各种特征和功能或其替代方案可以合意地组合到许多其它不同的系统或应用中。本领域技术人员随后可以进行各种目前无法预料或未预料到的替代、修改、变化或改进，这些也将被以下权利要求所涵盖。

附图标记列表

10 圆柱形系统

11 旋转轴线

AD1 轴向方向

AD2 轴向方向

RD1 径向方向

RD2 径向方向

CD1 圆周方向

CD2 圆周方向

R 半径

12 对象

13 对象

14 对象

15A 表面

15B 表面

15C 边缘

16A 表面

16B 边缘

17A 半径

17B 半径

18 表面

19 圆周

20 半径

100 变矩器

AR 旋转轴线

CH1 通道

CH2 通道

CH3 通道

CH4 通道

IS 变速器输入轴

PF1 加压流体

PF2 加压流体

PF3 加压流体

SS 导轮轴

TB 通孔

102 盖

104 叶轮

106 涡轮

108 输出轮毂

110 涡轮离合器

112 叶轮壳体

114 叶轮叶片

116 涡轮壳体

118 涡轮叶片

120 活塞

122 摩擦材料

124 腔室

126 腔室或循环圆

128 腔室

130 片簧

132 通孔

134 涡轮轮毂

136 衬套

138 板

140 扭转振动减振器

142 离心摆

144 驱动板

146 盖板

148 弹簧

150 弹簧

152 输出法兰

154 法兰

156 摆块

157 衬套

158 轮毂

159 导轮

160 密封件

162 壳体116的最外部分

200 变矩器

202 板

204 板

206 衬套

208 腔室

210 通孔