CN102401105A - 具有离合器的扭矩传递组件 - Google Patents

Abstract

一种具有离合器的扭矩传递组件，布置在动力源与车辆变速器之间，包括环形壳体、液力联轴器的泵构件、所述液力联轴器的涡轮构件、锁止离合器、第一轴、第一可选择离合器、第二轴及第二可选择离合器。所述涡轮构件与所述泵构件相对，并且所述锁止离合器在所述泵构件与所述涡轮构件之间有选择地接合。所述第一可选择离合器在所述涡轮构件与所述第一轴之间有选择地接合。所述第二可选择离合器在所述涡轮构件与所述第二轴之间有选择地接合。

Description

具有离合器的扭矩传递组件

技术领域

本公开涉及扭矩传递组件，尤其涉及包括变矩器和多个离合器的扭矩传递组件。

背景技术

这一部分的内容仅仅是提供与本公开相关的背景技术，并可构成或不构成现有技术。

自动变速器通过有选择地致动一个或多个制动器或离合器来提供多个前进档或传动比和倒档或传动比。双离合器变速器具有两个输入轴，每个输入轴都提供一组可用传动比。两个输入轴中的每个都通过离合器的使用而有选择地联接至发动机。典型的离合器为包括在变速器壳体内部或与变速器分隔开的高滑移容量摩擦起动装置。这些高滑移容量摩擦起动装置具有不利的性能特性，例如发动机与变速器之间的低劣扭矩隔离、传动系引发的振动、由于低发动机扭矩在起动时的低劣传动规格、车辆起动期间来自摩擦装置的旋转粘滑的振动、以及低劣散热特性。另外，这些高滑移容量摩擦起动装置可能需要高容量摩擦材料和具有卓越摩擦特性的润滑油。因此，需要一种提供有益操作模式的新型改进式扭矩传递组件，以改善车辆起动特性，同时避免不利的特性。

发明内容

扭矩传递组件布置在动力源与车辆变速器之间，包括环状壳体、液力联轴器的泵构件、液力联轴器的涡轮构件、锁止离合器、第一轴、第一可选择离合器、第二轴和第二可选择离合器。所述涡轮构件与所述泵构件相对，并且所述锁止离合器在所述泵构件与所述涡轮构件之间有选择地接合。所述第一可选择离合器在所述涡轮构件与所述第一轴之间有选择地接合。所述第二可选择离合器在所述涡轮构件与所述第二轴之间有选择地接合。

在本发明的另一实例中，所述壳体限定一空腔，并且所述所述涡轮构件、所述锁止离合器、所述第一轴的至少一部分、所述第二轴的至少一部分、所述第一可选择离合器、及所述第二可选择离合器每个都布置在所述壳体的所述空腔中。

在本发明的又一实例中，所述第一轴为车辆变速器的第一输入轴，所述第二轴为所述车辆变速器的第二输入轴。

在本发明的再一实例中，扭矩传递组件还包括定子构件、单向离合器、和固定轴。所述单向离合器连接在所述定子构件与所述固定轴之间，并且其中所述定子构件布置在所述泵构件与所述涡轮构件之间。

在本发明的再一实例中，扭矩传递组件还包括第一流体回路、第二流体回路、及第三流体回路。所述第一流体回路与所述第一可选择离合器的致动构件液压连通，所述第二流体回路与所述第二可选择离合器的致动构件液压连通，所述第三流体回路与所述锁止离合器的致动构件液压连通。

在本发明的再一实例中，所述第一轴限定了与液压流体源流体连通的孔。

在本发明的再一实例中，所述第一可选择离合器和所述第二可选择离合器为包括多个第一摩擦元件的多盘离合器，所述多个第一摩擦元件与所述涡轮构件可旋转地联接，并与多个第二摩擦元件交错，所述多个第二摩擦元件与所述第一轴和所述第二轴之一可旋转地联接。

在本发明的再一实例中，所述第一轴与所述第二轴同心。

在本发明的再一实例中，所述锁止离合器包括弹簧隔振器。

本发明提供下列技术方案。

技术方案1：布置在动力源与车辆变速器之间的一种扭矩传递组件，所述扭矩传递组件包括：

环形壳体；

液力联轴器的泵构件；

所述液力联轴器的涡轮构件，其中所述涡轮构件与所述泵构件相对；

在所述泵构件与所述涡轮构件之间有选择地接合的锁止离合器；

第一轴；

在所述涡轮构件与所述第一轴之间有选择地接合的第一可选择离合器；

第二轴；以及

在所述涡轮构件与所述第二轴之间有选择地接合的第二可选择离合器。

技术方案2：如技术方案1的扭矩传递组件，其中所述壳体限定一空腔，并且其中所述涡轮构件、所述锁止离合器、所述第一轴的至少一部分、所述第二轴的至少一部分、所述第一可选择离合器、及所述第二可选择离合器每个都布置在所述壳体的所述空腔中。

技术方案3：如技术方案2的扭矩传递组件，其中所述第一轴为车辆变速器的第一输入轴，所述第二轴为所述车辆变速器的第二输入轴。

技术方案4：如技术方案1的扭矩传递组件，还包括定子构件、单向离合器、和固定轴，其中所述单向离合器连接在所述定子构件与所述固定轴之间，并且其中所述定子构件布置在所述泵构件与所述涡轮构件之间。

技术方案5：如技术方案1的扭矩传递组件，还包括第一流体回路、第二流体回路、及第三流体回路，其中所述第一流体回路与所述第一可选择离合器的致动构件液压连通，所述第二流体回路与所述第二可选择离合器的致动构件液压连通，所述第三流体回路与所述锁止离合器的致动构件液压连通。

技术方案6：如技术方案5的扭矩传递组件，其中所述第一轴限定了与液压流体源流体连通的孔。

技术方案7：如技术方案1的扭矩传递组件，其中所述第一可选择离合器和所述第二可选择离合器为包括多个第一摩擦元件的多盘离合器，所述多个第一摩擦元件与所述涡轮构件可旋转地联接并与多个第二摩擦元件交错，所述多个第二摩擦元件与所述第一轴和所述第二轴之一可旋转地联接。

技术方案8：如技术方案1的扭矩传递组件，其中所述第一轴与所述第二轴同心。

技术方案9：如技术方案1的扭矩传递组件，其中所述锁止离合器包括弹簧隔振器。

技术方案10：一种车辆动力系，包括：

联接至原动机的可旋转轴；

限定一空腔的扭矩传递组件壳体；

液力联轴器的泵构件，其中所述泵构件与所述可旋转轴可旋转地联接；

所述液力联轴器的涡轮构件，其中所述涡轮构件与所述泵构件相对；

在所述泵构件与所述涡轮构件之间有选择地接合的锁止离合器，所述锁止离合器包括致动构件；

至少部分地布置在所述空腔外部的第一轴；

在所述涡轮构件与所述第一轴之间有选择地接合的第一可选择离合器，所述第一可选择离合器包括致动构件；

至少部分地布置在所述空腔外部的第二轴；

在所述涡轮构件与所述第二轴之间有选择地接合的第二可选择离合器，所述第二可选择离合器包括致动构件；

与所述第一可选择离合器的致动构件液压连通的第一流体回路；

与所述第二可选择离合器的致动构件液压连通的第二流体回路；以及

与所述锁止离合器的致动构件液压连通的第三流体回路。

技术方案11：如技术方案10的扭矩传递组件，其中所述涡轮构件、所述输入构件的至少一部分、所述锁止离合器、所述第一轴的至少一部分、所述第一可选择离合器、所述第二轴的至少一部分、及所述第二可选择离合器每个都布置在所述壳体的所述空腔中。

技术方案12：如技术方案11的扭矩传递组件，其中所述壳体被液压地密封。

技术方案13：如技术方案10的扭矩传递组件，还包括定子构件、单向离合器、和固定轴，其中所述单向离合器连接在所述定子构件与所述固定轴之间，并且其中所述定子构件布置在所述泵构件与所述涡轮构件之间。

技术方案14：如技术方案10的扭矩传递组件，其中所述第一轴限定了与液压流体源流体连通的孔。

技术方案15：如技术方案10的扭矩传递组件，所述第一可选择离合器和所述第二可选择离合器为包括多个第一摩擦元件的多盘离合器，所述多个第一摩擦元件与所述泵构件可旋转地联接并与多个第二摩擦元件交错，所述多个第二摩擦元件与所述第一轴和所述第二轴之一可旋转地联接。

技术方案16：如技术方案10的扭矩传递组件，其中所述第一轴与所述第二轴同心。

技术方案17：如技术方案10的扭矩传递组件，其中所述锁止离合器包括弹簧隔振器。

参考下面的描述和附图，可清楚理解本发明的其它特征、方面和优点，其中在附图中，相同的附图标记指的是相同的组件、元件或特征。

附图说明

本文所示的附图仅仅是示意性目的，而不是以任何方式限制本公开的范围。

图1为根据本发明实施例的扭矩传递组件的示意图；

图2为根据本发明实施例的示例性扭矩传递组件的截面图；

图3为通过根据本发明实施例的扭矩传递组件的液压流体流的示意图；

图4 为通过根据本发明实施例的扭矩传递组件的液压流体流的示意图；

图5为通过根据本发明实施例的扭矩传递组件的液压流体流的示意图；以及

图6为通过根据本发明实施例的扭矩传递组件的液压流体流的示意图。

具体实施方式

参考附图，其中相同的附图标记指代的是相同的部件，图1中示出了根据本发明实施例的扭矩传递组件10的示意图。扭矩传递组件 10布置在车辆中动力源或原动机11与变速器13之间。例如，原动机11为发动机或电机，并可操作以向可旋转输出轴12提供输出扭矩。应当清楚，在不脱离本发明范围的情况下可使用其它类型的原动机。变速器13通常包括与向多个齿轮组传递扭矩的第二变速器输入轴16同心的第一变速器输入轴14 、多个轴、以及多个扭矩传递机构，以提供多个档位或传动比。应当清楚，所示输入轴14、16可交替地作为扭矩传递组件 10的输出轴，并且可为可旋转地联接至变速器输入轴的分开的轴。所述多个轴可包括副轴或中间轴、套筒和中心轴、倒车轴或怠速轴、或者它们的组合。应当清楚，在不脱离本发明范围的情况下，可改变齿轮组的具体布置和数量及变速器13 中轴的具体布置和数量。

扭矩传递组件 10包括变矩器20、壳体22、锁止离合器24、第一变速器输入离合器26和第二变速器输入离合器28。变矩器 20包括泵30和涡轮32。泵30通常为环形形状，包括定向为从泵30向壳体22中的液压流体（未示出）传递旋转能量的多个翅片（未示出），如下面所描述。涡轮32通常为环形形状，并包括与泵30相反、定向为从液压流体（未示出）向涡轮32传递旋转能量的多个翅片（未示出），如下面所描述。应当清楚，可基于设计考虑在长度、宽度和其它尺寸方面改变泵30和涡轮32的形状。例如，在另一实施例中，泵30和涡轮32形状如高圆环。

在所提供的实例中，变矩器20为通常包括定子34的变矩器，所述定子34通过单向离合器36可旋转地联接至固定轴38。定子34包括从定子34的中心径向和周向地延伸的多个有角度翅片7（未示出），以改变离开涡轮32的液压流体的方向。该有角度翅片可为固定的或可调节的。单向离合器36包括可旋转地联接至固定轴38的第一座圈40和可旋转地联接至定子34的第二座圈42。单向离合器36允许定子34沿泵30旋转方向的旋转，并阻止定子34沿与泵30旋转方向相反的旋转方向的旋转。在所提供的实例中，固定轴38联接到变速器中的固定部件。在另一实施例中，扭矩传递装置10为液力联轴器装置，不包括定子34、单向离合器36、固定轴38、第一座圈40或第二座圈42。

壳体22为与泵30可旋转地联接的环状部件。壳体22沿轴向延伸远离泵30，并具有基本上盘状的端壁44。壳体22和端壁44限定了用于封闭液压流体和离合器24、26、28的空腔46。离合器表面48布置在壳体22的内部部分上，用于与锁止离合器24接合。在所提供的实例中，离合器表面48布置在与变矩器20限定的轴线垂直且与涡轮32相对的壁上。在所提供的实例中，壳体22具有两部分，并螺接至原动机11的可旋转轴12上。然而，应当清楚，壳体22可具有任意数量的部分，并可以任意适当的方式可旋转地联接至可旋转轴12。

锁止离合器24布置在涡轮32与壳体22的离合器表面48之间。锁止离合器24包括第一构件40和第二构件52。第一构件50与涡轮32可旋转地联接，第二构件42与壳体22的离合器表面48相对。在所提供的实例中，锁止离合器24包括具有多个周向间隔开的弹簧54的弹簧隔振器，如图2中所示。弹簧54具有接合第一构件50的第一端和接合第二构件52的第二端。弹簧54传递通过泵30与涡轮32之间的锁止离合器24的所有扭矩，以减小传递至变速器的扭矩峰值和振动。应当清楚，弹簧54可以任意适当的方式布置，以改变锁止离合器24的特性。例如，在另一实施例中，弹簧以串联弹簧结构布置。在再一实施例中，锁止离合器24包括双质量飞轮。

在所提供的实例中，变速器输入离合器26、28为封闭活塞式多盘离合器。第一输入离合器26包括第一构件56、第二构件58、多个第一摩擦元件60、多个第二摩擦元件62、及致动构件64。第一构件56为环形形状，并与涡轮32可旋转地联接。在第一构件56的表面上轴向地排列有周向地间隔开的多个花键66。第二构件58为环形形状，并且与第一输入轴14可旋转地联接。多个花键68与第一构件56的花键66相对，并在第二构件58的表面上轴向地排列且周向地间隔开。

第一摩擦元件60为与离合器26的第一构件56的花键66可旋转地联接的环形盘。第二摩擦元件62为与第一摩擦元件60轴向交错并且与第二构件58的花键68可旋转地联接的环。致动构件64为布置在由第二构件58限定的缸内的活塞，包括致动部分70和与第二构件58相对的内表面72。内表面72被液压流体作用而接合第一输入离合器26，如下面详细描述的。

第二输入离合器28包括第一构件76、第二构件78、多个第一摩擦元件80、多个第二摩擦元件82、及致动构件84。第一构件76为环形形状，并与涡轮32可旋转地联接。在第一构件76的表面上轴向地排列有周向地间隔开的多个花键86。第二构件78为环形形状，并且与第二输入轴16可旋转地联接。多个花键88与第一构件76的花键86相对，并在第二构件78的表面上轴向地排列且周向地间隔开。

第一摩擦元件80为与离合器26的第一构件76的花键86可旋转地联接的环形盘。第二摩擦元件82为与第一摩擦元件80轴向交错并且与第二构件78的花键88可旋转地联接的环。致动构件84为布置在由第二构件78限定的缸内的活塞，包括致动部分90和与第二构件78相对的内表面92。内表面92被液压流体作用而接合第二输入离合器28，如下面详细描述的。

现在参考图2，其中相同的标记指代相同的部件，由标记10示出根据本发明的变矩器的截面图。图2包括有关具体元件如何布置在扭矩传递组件中的另外细节以及有关离合器24、26、28的致动的细节。离合器24、26、28通过在第一液压回路110、第二液压回路112和第三液压回路114中一个内的液压流体致动。第一液压回路110从压力源（未示出）传输液压流体，以致动第一输入离合器26。在所提供的实例中，压力源为变速器的阀体，该阀体分别地增压液压回路110、112、114。第一液压回路110包括第一流体通道120、第二流体通道121、第三流体通道122和流体腔124。第一流体通道120为由第一变速器输入轴14限定的孔，并且与压力源流体连通。第一流体通道120将液压流体传输至限定在第一变速器输入轴14 与第二变速器输入轴16之间的第二流体通道121。第二流体通道121将液压流体传输至由第二构件58限定的第三流体通道122。第三流体通道122与限定在第二构件58与致动构件64的内表面72之间的流体腔124流体连通。

第二液压回路112从压力源传输液压流体，以致动第二输入离合器28。第二液压回路112包括第一流体通道130、第二流体通道132和流体腔134。第一流体通道130限定在第二变速器输入轴16与固定轴38之间，并且与压力源流体连通。第二流体通道132与第一流体通道130流体连通，并且由固定轴38和涡轮32限定。流体腔134与第二流体通道132流体连通，并且限定在第二构件78与致动构件84的内表面92之间。

第三液压回路114传输液压流体通过泵30的空腔46，并有选择地致动锁止离合器24。第三液压回路114包括第一流体通道140、流体腔142、空腔46和第二流体通道144。第一流体通道140与压力源流体连通，并且由固定轴38和连接至固定轴38内表面的环形通道146限定。流体腔142限定在泵30与涡轮32之间，并且与第一流体通道140和空腔46流体连通。第二流体通道144由第一变速器输入轴14 的内表面148限定，并且与空腔46和压力源流体连通。

现在进一步参考图1和图2描述扭矩传递组件的操作。 为致动第一输入离合器26，如图3中所示意性示出的，压力源向第一液压回路110提供液压流体。液压流体流过第一流体通道120、第二流体通道121和第三流体通道122，进入流体腔124。液压流体在致动构件64的内表面72上施加力，以将第二摩擦元件62压靠在第一摩擦元件60上。因此，扭矩通过第一构件56传递至花键66、从花键66到第一摩擦元件60、从第一摩擦元件60到第二摩擦元件62、从第二摩擦元件62到第二构件58的花键68、再从第二构件58到第一变速器输入轴14。

为致动第二输入离合器28，如图4中示意性所示，压力源向第二液压回路112提供液压流体。液压流体流过第一流体通道130、第二流体通道132，进入流体腔134。液压流体在致动构件84的内表面92上施加力，以将第二摩擦元件82压靠在第一摩擦元件80上。因此，扭矩通过第一构件76传递到花键86、从花键86到第一摩擦元件80、从第一摩擦元件80到第二摩擦元件82、从第二摩擦元件82到第二构件78的花键88、再从第二构件78到第二变速器输入轴16。

为了在没有致动锁止离合器24的情况下操作扭矩传递组件，如图5中示意性所示，压力源向第三液压回路114的第二流体通道144提供液压流体。液压流体流过空腔46，松开锁止离合器24，并流入泵30与涡轮32之间的流体腔142。

为致动锁止离合器24，如图6中示意性所示，压力源向第三液压回路114的第一流体通道140提供液压流体。液压流体流过流体腔142进入空腔46。液压流体推动锁止离合器24的第二构件52以接合壳体22的离合器表面48并在泵30与涡轮32之间传递扭矩。在所提供的实例中，一些液压流体流动通过和绕过第二构件52，并通过第二流体通道144，以辅助冷却扭矩传递组件。锁止离合器24可通过向第三液压回路114应用高压力而完全锁止，或者通过向第三液压回路114应用较低的压力具有有限量的滑移。在轻踩油门起动期间，锁止离合器24可具有有限量的滑移，以通过使用锁止离合器24和变矩器20传递原动机扭矩来提高效率。输入离合器26、28的转换可通过松开、应用或具有有限量滑移的应用来执行。

在可旋转轴12与输入轴14、16之间传递扭矩可使用几个操作模式。扭矩传递可通过输入离合器26、28与锁止离合器24的致动和部分致动的组合来实施。例如，在用于满足高扭矩需求的一个操作模式中，输入离合器26、28之一被完全地致动，锁止离合器24未致动。在用于提高高速时的能量传递效率的另一操作模式中，输入离合器26、28之一及锁止离合器24都致动。

当期望没有扭矩传递通过扭矩传递组件时，例如当车辆处于空档或驻车操作模式时，离合器24、26、28分离。泵30向液压流体传递能量，液压流体然后传递能量至涡轮32。涡轮32相对于第一变速器输入轴14和第二变速器输入轴16自由旋转。另外，锁止离合器24及输入离合器26、28之一可被一低压力致动，以允许有限量滑移来改变扭矩传递组件的性能。

本发明提供了几种有益的操作模式和有益的属性。例如，借助于通过变矩器的扭矩加倍以及平顺起动感提供增强的车辆起动性能，其中所述平顺起动感通过发动机与变速器和车辆传动系的旋转部件之间的高度扭转脱离实现。另外，本发明通过从供给到变矩器的较低量增压流体而提供燃料消耗益处，并提供了在车辆怠速时分离变速器输入的能力。与液压流体相关的硬件部件及质量特性也可不如前面高滑移容量摩擦起动装置所需的严格。具有定子的变矩器还可提供在例如拖曳和牵引期间使用的有益的高扭矩容量。

本发明的描述实质上仅仅是示意性的，不脱离本发明要旨的变形也属于本发明的范围。这种变形并不认为脱离了本发明的宗旨和范围。

Claims (10)

1.布置在动力源与车辆变速器之间的一种扭矩传递组件，所述扭矩传递组件包括：

环形壳体；

液力联轴器的泵构件；

所述液力联轴器的涡轮构件，其中所述涡轮构件与所述泵构件相对；

在所述泵构件与所述涡轮构件之间有选择地接合的锁止离合器；

第一轴；

在所述涡轮构件与所述第一轴之间有选择地接合的第一可选择离合器；

第二轴；以及

在所述涡轮构件与所述第二轴之间有选择地接合的第二可选择离合器。

2.如权利要求1的扭矩传递组件，其中所述壳体限定一空腔，并且其中所述涡轮构件、所述锁止离合器、所述第一轴的至少一部分、所述第二轴的至少一部分、所述第一可选择离合器、及所述第二可选择离合器每个都布置在所述壳体的所述空腔中。

3.如权利要求2的扭矩传递组件，其中所述第一轴为车辆变速器的第一输入轴，所述第二轴为所述车辆变速器的第二输入轴。

4.如权利要求1的扭矩传递组件，还包括定子构件、单向离合器、和固定轴，其中所述单向离合器连接在所述定子构件与所述固定轴之间，并且其中所述定子构件布置在所述泵构件与所述涡轮构件之间。

5.如权利要求1的扭矩传递组件，还包括第一流体回路、第二流体回路、及第三流体回路，其中所述第一流体回路与所述第一可选择离合器的致动构件液压连通，所述第二流体回路与所述第二可选择离合器的致动构件液压连通，所述第三流体回路与所述锁止离合器的致动构件液压连通。

6.如权利要求5的扭矩传递组件，其中所述第一轴限定了与液压流体源流体连通的孔。

7.如权利要求1的扭矩传递组件，其中所述第一可选择离合器和所述第二可选择离合器为包括多个第一摩擦元件的多盘离合器，所述多个第一摩擦元件与所述涡轮构件可旋转地联接并与多个第二摩擦元件交错，所述多个第二摩擦元件与所述第一轴和所述第二轴之一可旋转地联接。

8.如权利要求1的扭矩传递组件，其中所述第一轴与所述第二轴同心。

9.如权利要求1的扭矩传递组件，其中所述锁止离合器包括弹簧隔振器。

10.一种车辆动力系，包括：

联接至原动机的可旋转轴；

限定一空腔的扭矩传递组件壳体；

液力联轴器的泵构件，其中所述泵构件与所述可旋转轴可旋转地联接；

所述液力联轴器的涡轮构件，其中所述涡轮构件与所述泵构件相对；

在所述泵构件与所述涡轮构件之间有选择地接合的锁止离合器，所述锁止离合器包括致动构件；

至少部分地布置在所述空腔外部的第一轴；

在所述涡轮构件与所述第一轴之间有选择地接合的第一可选择离合器，所述第一可选择离合器包括致动构件；

至少部分地布置在所述空腔外部的第二轴；

在所述涡轮构件与所述第二轴之间有选择地接合的第二可选择离合器，所述第二可选择离合器包括致动构件；

与所述第一可选择离合器的致动构件液压连通的第一流体回路；

与所述第二可选择离合器的致动构件液压连通的第二流体回路；以及

与所述锁止离合器的致动构件液压连通的第三流体回路。

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