CN103363054A

CN103363054A - 用于机动车辆的变矩器

Info

Publication number: CN103363054A
Application number: CN2013101065085A
Authority: CN
Inventors: 乌利齐·伯特伦
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2012-04-04
Filing date: 2013-03-29
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2033-03-29
Also published as: US20140124319A1; CN103363054B; DE102012205535A1; US9181992B2; RU2627263C2; RU2013114976A; EP2647886A1

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的变矩器，其具有发动机输出轴、变速器输入轴、泵轮、涡轮以及发动机输出轴和变速器输入轴之间的锁止离合器。根据本发明，所述锁止离合器被设置为使变速器输入轴与所述发动机输出轴或所述涡轮耦接或者与两者都不耦接。

Description

用于机动车辆的变矩器

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆的变矩器，该变矩器具有发动机输出轴、变速器输入轴、泵轮、涡轮以及发动机输出轴和变速器输入轴之间的锁止离合器。

背景技术

DE102007053970A1公开了这样一种具有附加的离合器的变矩器，在混合动力驱动的机动车辆的情况下，利用该附加的离合器，变速器输入轴可从涡轮上分开以便在空转时防止阻力损耗。此变矩器通过用于液压流体的三个外部连接控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有尽可能简单的结构和尽可能容易用锁止离合器控制的变矩器，在该情况下，变速器输入轴可从涡轮分开以便使发动机以最小损耗空转并在驱动操作和空转运行之间平稳过渡。

以上目的通过以下技术方案实现。一种用于机动车辆的变矩器，具有发动机输出轴、变速器输入轴、泵轮、涡轮和发动机输出轴与变速器输入轴之间的锁止离合器，其中该锁止离合器被设置为使该变速器输入轴与该发动机输出轴或者该涡轮耦接或者与两者都不耦接。

进一步地，该变矩器具有两个用于液压流体的外部连接，即用于处于变矩器充油压力（CC）下的液压流体的连接以及用于处于变矩器排放压力（CDC）下的液压流体的连接。该锁止离合器具有实质上盘形的、不渗透流体的离合器元件，该离合器元件在一侧被该处于变矩器充油压力（CC）下的液压流体作用并且在相对一侧被该处于变矩器排放压力（CDC）下的液压流体作用。

进一步地，该变矩器充油压力（CC）和该变矩器排放压力（CDC）之间的差异指明该锁止离合器是使该变速器输入轴与该发动机输出轴耦接还是与该涡轮耦接，或者与两者都不耦接。

进一步地，如果该变矩器充油压力（CC）低于该变矩器排放压力（CDC），该锁止离合器使该变速器输入轴耦接到该发动机输出轴；如果该变矩器充油压力（CC）高于该变矩器排放压力（CDC），该锁止离合器使该变速器输入轴耦接到该涡轮；并且如果该变矩器充油压力（CC）实质上等于该变矩器排放压力（CDC），该锁止离合器使该变速器输入轴与该发动机输出轴和该涡轮都不耦接。

进一步地，该锁止离合器具有围绕该变速器输入轴环状地延伸并以旋转相连的方式与该变速器输入轴连接的实质上盘形的离合器元件，该盘形离合器元件的环状径向外部部分具有两个轴向相对的摩擦表面，其中一个摩擦表面与固定连接到该发动机输出轴的摩擦表面相对并且另一个摩擦表面与固定连接到该涡轮的摩擦表面相对。

进一步地，该固定连接到该发动机输出轴的摩擦表面是固定连接到该发动机输出轴并且支承该泵轮的变矩器外壳上的摩擦表面。

进一步地，该固定连接到该涡轮的摩擦表面由该涡轮上的环形凸起支承。

进一步地，该锁止离合器还具有扭振减振器，具体是被整合到实质上盘形的离合器中的扭振减振器。

根据本发明，锁止离合器，通常也被称为“锁止”（“lock-up”），形成一种双向离合器，该双向离合器使变速器输入轴与发动机输出轴或者涡轮耦接，或者与这两者都不耦接。由于迄今需要两个独立的离合器，因此这种变矩器可具有比已知的变矩器明显简单的结构，在该情况下，变速器输入轴可以与涡轮分开。根据本发明的变矩器因此可实际上具有与不可能从涡轮上分开变速器输入轴的变矩器一样紧凑的结构。结果，将根据本发明的变矩器整合到已被设计用于不可能分开变速器输入轴的变矩器的现有的发动机系列是可能的，并且因此在现有发动机系列中也实现了低损耗发动机空转，在驱动操作和空转运行之间平滑过渡并在混合动力驱动的情况下有更低的空转阻力损耗。

在本发明的一优选实施例中，变矩器正好具有两个用于液压流体的外部连接，即用于处于变矩器充油压力（CC）下的液压流体的连接和用于变矩器排放压力（CDC）下的液压流体的连接，其中该锁止离合器优选地具有实质上盘形的、不渗透流体的离合器元件，该离合器元件在一侧被处于变矩器充油压力（CC）下的液压流体作用，在相对的一侧被处于变矩器排放压力（CDC）下的液压流体作用，其中变矩器充油压力和变矩器排放压力之间的差异优选指明锁止离合器是使变速器输入轴与发动机输出轴耦接还是与涡轮耦接，或者与两者都不耦接。

用这种方式，就可以只用两个用于液压流体的连接以及用两个用来控制变矩器的压力、即变矩器充油压力和变矩器排放压力，来控制根据本发明的锁止离合器。这样的变矩器能很容易地安装在已被设计用于只有两个连接的变矩器的现有的发动机系列中，并且从而在这种发动机系列中也实现了低损耗发动机空转、在驱动操作和空转运行之间平滑过渡以及更低的空转阻力损耗。

特别的是，如果变矩器充油压力低于变矩器排放压力时，该锁止离合器能够使变速器输入轴耦接到发动机输出轴，并且如果变矩器充油压力高于变矩器排放压力时，使其耦接到涡轮。如果变矩器充油压力等于变矩器排放压力时，该锁止离合器可与两者都分开。

由于当该锁止离合器使该变速器输入轴耦接到该发动机输出轴或者耦接到涡轮时，变矩器充油压力和变矩器排放压力是彼此不同的，因此当该变速器输入轴耦接到涡轮时，确保有足够的液压流体可以流经变矩器以便即使在非锁止状态也使其冷却。

在本发明设计方面的一个特别简单的实施例中，该锁止离合器包含围绕该变速器输入轴环状地延伸并且以旋转相连的方式与变速器输入轴连接的实质上盘形的离合器元件，其中盘形离合器元件的环形径向外部部分具有两个轴向相对的摩擦表面，其中一个摩擦表面与固定连接到发动机输出轴的摩擦表面相对，另一个摩擦表面与固定连接到涡轮的摩擦表面相对。固定连接到发动机输出轴的摩擦表面优选为固定连接到发动机输出轴并且支承泵轮的变矩器外壳上的摩擦表面。固定连接到涡轮的摩擦表面优选位于涡轮外部的环形凸起上。

该锁止离合器也可具有现有技术中惯常的扭振减振器，其中该扭振减振器可被整合到该盘形离合器元件中。

附图说明

以下结合附图描述示例性实施例。

在这些附图中：

图1显示了在变速器输入轴被耦接到发动机输出轴时的情形下，通过变矩器的剖视图；

图2显示了在变速器输入轴被耦接到涡轮时的情形下，通过变矩器的剖视图；

图3显示了在变速器输入轴未耦接的情形下，通过变矩器的剖视图。

具体实施方式

图1到图3显示了在不同情况下通过变矩器10的剖面，该变矩器10实质上关于中心轴12旋转对称。变矩器10包含发动机输出轴14和在每种情形下沿着中心轴12延伸的变速器输入轴16，围绕变速器输入轴16被旋转安装并通过变矩器外壳20以旋转相连的方式与发动机输出轴14连接的泵轮18，其中变矩器外壳20也围绕变速器输入轴16被旋转安装，围绕变速器输入轴16被旋转安装的涡轮22，导轮24以及锁止离合器。

锁止离合器包含实质上盘形的离合器元件26，该盘形离合器元件26围绕变速器输入轴16环状地延伸并且以旋转相连的方式与变速器输入轴16连接，该方式方便地借助于能同时相对于变速器输入轴16产生轴向位移的多齿连接件。盘形离合器元件26具有环形的径向外部部分28，该环形的径向外部部分位于变矩器外壳20的内表面上形成的第一摩擦表面30和固定连接到涡轮22的第二摩擦表面32之间，并且其在盘形离合器元件26轴向移动时可以在不同的情形下接触两个摩擦表面30、32中的一个或者都不接触。固定地连接至涡轮22的摩擦表面32由从涡轮22外部在离合器元件26的径向外部部分28的方向延伸出的环形凸起48支承。仅被示意性地示出的扭振减振器34被整合到离合器元件26中。该锁止离合器因此由部件26、28、30、32和34构成。

变速器输入轴16实施为空心轴并包含第一中央流体通道36，处于变矩器充油压力CC下的液压流体通过该通道可由第一流体连接38一方面被提供给泵轮18（此途径未示）、另一方面被提供给位于变矩器外壳20和盘形离合器元件26之间的室40或者由此被导出。另一空心轴42围绕变速器输入轴16的轴向部分环状地延伸。变速器输入轴16和另一空心轴42在它们之间划定第二径向流体通道44，处于变矩器排放压力CDC下的液压流体通过该第二径向流体通道可由第二流体连接46一方面被提供给导轮24以及另一方面提供给位于涡轮22和盘形离合器元件26之间的室48或者由此被导出。这种双通道液压流体导向可以可选地由两种径向流体通道形成，而非由中央流体通道36和径向流体通道44形成。

如果变矩器充油压力CC低于变矩器排放压力CDC，盘形离合器元件26的径向外部部分28压在变矩器外壳20内部的摩擦表面30上，如图1所示，并且变矩器10处于锁定状态。在此状态下，输出扭矩正好等于输入扭矩，即，等于驱动发动机输出轴14的内燃发动机的扭矩。液压流体通过第二流体连接46流入并且通过第一流体连接38流出。

如果变矩器充油压力CC高于变矩器排放压力CDC，盘形离合器元件26的径向外部部分28压在固定于涡轮上的摩擦表面32上，如图2所示，并且变矩器10处于用扭矩转换的操作状态。在此状态下，输出扭矩等于输入扭矩乘以扭矩转换因子。液压流体通过第一流体连接38流入并且通过第二流体连接46流出。

如果变矩器充油压力CC等于变矩器排放压力CDC，盘形离合器元件26的径向外部部分28能够在摩擦表面30和32之间自由地旋转，如图3所示，并且变矩器10处于不传输任何扭矩的状态。在此状态下，没有液压流体流经变矩器10。

Claims

1.一种用于机动车辆的变矩器（10），其特征在于，具有发动机输出轴（14）、变速器输入轴（16）、泵轮（18）、涡轮（22）和发动机输出轴（14）与变速器输入轴（16）之间的锁止离合器（26、28、30、32），其中，

所述锁止离合器（26、28、30、32）被设置为使所述变速器输入轴（16）与所述发动机输出轴（14）或者所述涡轮（22）耦接或者与两者都不耦接。

2.根据权利要求1所述的变矩器（10），其特征在于，所述变矩器（10）具有两个用于液压流体的外部连接（38、46），即用于处于变矩器充油压力（CC）下的液压流体的连接（38）以及用于处于变矩器排放压力（CDC）下的液压流体的连接（46）。

3.根据权利要求2所述的变矩器（10），其特征在于，所述锁止离合器（26、28、30、32）具有实质上盘形的、不渗透流体的离合器元件（28），所述离合器元件在一侧被所述处于变矩器充油压力（CC）下的液压流体作用并且在相对一侧被所述处于变矩器排放压力（CDC）下的液压流体作用。

4.根据权利要求2或3所述的变矩器（10），其特征在于，所述变矩器充油压力（CC）和所述变矩器排放压力（CDC）之间的差异指明所述锁止离合器（26、28、30、32）是使所述变速器输入轴（16）与所述发动机输出轴（14）耦接还是与所述涡轮（22）耦接，或者与两者都不耦接。

5.根据权利要求4所述的变矩器（10），其特征在于，如果所述变矩器充油压力（CC）低于所述变矩器排放压力（CDC），所述锁止离合器（26、28、30、32）使所述变速器输入轴（16）耦接到所述发动机输出轴（14）；如果所述变矩器充油压力（CC）高于所述变矩器排放压力（CDC），所述锁止离合器（26、28、30、32）使所述变速器输入轴（16）耦接到所述涡轮（22）；并且如果所述变矩器充油压力（CC）实质上等于所述变矩器排放压力（CDC），所述锁止离合器（26、28、30、32）使所述变速器输入轴（16）与所述发动机输出轴（14）和所述涡轮（22）都不耦接。

6.根据上述任一项的权利要求所述的变矩器（10），其特征在于，所述锁止离合器（26、28、30、32）具有围绕所述变速器输入轴（16）环状地延伸并以旋转相连的方式与所述变速器输入轴（16）连接的实质上盘形的离合器元件（26），所述盘形离合器元件（26）的环状径向外部部分（28）具有两个轴向相对的摩擦表面，其中一个摩擦表面与固定连接到所述发动机输出轴（14）的摩擦表面（30）相对并且另一个摩擦表面与固定连接到所述涡轮（22）的摩擦表面（32）相对。

7.根据权利要求6所述的变矩器（10），其特征在于，所述固定连接到所述发动机输出轴（14）的摩擦表面（30）是固定连接到所述发动机输出轴（14）并且支承所述泵轮（18）的变矩器外壳（20）上的摩擦表面（30）。

8.根据权利要求6或7所述的变矩器（10），其特征在于，所述固定连接到所述涡轮（22）的摩擦表面（32）由所述涡轮（22）上的环形凸起支承。

9.根据上述任一项的权利要求所述的变矩器（10），其特征在于，所述锁止离合器（26、28、30、32）还具有扭振减振器（34），具体是被整合到实质上盘形的离合器（26）中的扭振减振器（34）。