CN106536989A - 具有减小的背压的变矩器离合器 - Google Patents

Abstract

一种变矩器包括：旋转轴线；第一密封件，第一密封件处于相对于旋转轴线的第一径向距离处；第二密封件，第二密封件处于相对于旋转轴线的第二径向距离处；叶轮壳和平衡板，叶轮壳和所述平衡板限定第一液压室的至少一部分；活塞板，活塞板经由第一密封件密封至平衡板从而限定第二液压室的至少一部分；盖，盖经由第二密封件密封至活塞板从而限定第三液压室的至少一部分。离合器板在平衡板的径向外侧。在防止由于动态压力所导致的离合器漂移接合或断开方面有效的密封装置的特征在于第一径向距离与第二径向距离相同或相等。

Description

具有减小的背压的变矩器离合器

技术领域

本发明总体上涉及变矩器离合器，该变矩器离合器包括取消室，所述取消室具有在防止由于动态压力所导致的离合器漂移接合或断开方面有效的密封装置。

背景技术

通过参引并入本文的美国专利公报No.2013/0056319公开了一种具有三个室的变矩器离合器，这三个室中的第三室用于被减压以减小锁止离合器活塞板上的背压。

发明内容

示例性方面广泛地包括变矩器，变矩器包括：旋转轴线；第一密封件，第一密封件处于相对于旋转轴线的第一径向距离处；第二密封件，第二密封件处于相对于旋转轴线的第二径向距离处；叶轮壳和平衡板，叶轮壳和平衡板限定第一液压室的至少一部分；活塞板，活塞板经由所述第一密封件密封至平衡板从而限定第二液压室的至少一部分；盖，盖经由第二密封件密封至活塞板从而限定第三液压室的至少一部分。在一示例性方面，第一径向距离与第二径向距离相同或相等。

在一示例性方面，第三液压室密封隔离于第一液压室和第二液压室。在一示例性方面，第三液压室设置成平衡来自第二液压室的压力。在一示例性方面，活塞板具有内表面、外表面和内周表面。在一示例性方面，活塞板内表面经由第一密封件密封至平衡板，并且活塞板外表面经由第二密封件密封至盖。

在一示例性方面，变矩器还包括：盖毂，盖毂包括具有外周表面和设置在该外周表面中的凹槽的基座，并且盖毂固定至盖和平衡板；以及第三密封件，第三密封件处于相对于旋转轴线的第三径向距离处。在一示例性方面，活塞板内周表面经由设置在凹槽中的第三密封件密封至盖毂外周表面。在一示例性方面，第三径向距离小于第一径向距离和第二径向距离。

在一示例性方面，变矩器还包括推力垫圈，推力垫圈包括推力表面，其中，第三密封件在推力表面的径向外侧。在一示例性方面，平衡板在周向方向上经由至少一个板簧和至少一个铆钉连接至活塞板。

在一示例性方面，变矩器还包括：叶轮；定位在第一液压室内的涡轮和定子，以及包括活塞板的锁止离合器，其中，第一液压室用于被加压以防止涡轮、定子或叶轮出现气穴现象；第二液压室用于被加压以使锁止离合器接合；第三液压室用于被减压以减小锁止离合器活塞板上的背压。在一示例性方面，锁止离合器定位在第二液压室和第三液压室的径向外侧。

其它示例性方面广泛地包括变矩器，变矩器包括：(i)壳体，壳体包括叶轮壳和盖；(ii)第一毂，第一毂固定至所述盖并且包括本体、基座和第一密封件，基座定位在本体的径向外侧并且具有外周表面和设置在该外周表面中的凹槽，第一密封件设置在该凹槽中；(iii)变矩器离合器，变矩器离合器包括活塞板和离合器板，活塞板经由第一密封件旋转地密封至第一毂；(iv)第二密封件，第二密封件用于将活塞板密封至平衡板；(v)第三密封件，第三密封件用于将活塞板密封至盖；(vi)平衡板，平衡板旋转地固定至活塞板并且固定至第一毂；以及(vii)涡轮，涡轮包括涡轮壳，涡轮壳固定至设置成用于密封至传动装置输入轴的第二毂。

在一示例性方面，变矩器还包括旋转轴线，其中，第一密封件处于相对于旋转轴线的第一径向距离处；第二密封件处于相对于旋转轴线的第二径向距离处；第三密封件处于相对于旋转轴线的第三径向距离处；其中，第一径向距离小于第二径向距离和第三径向距离；并且其中，第二径向距离与第三径向距离相同或相等。

在一示例性方面，离合器板在相对于平衡板的径向外侧。在一示例性方面，变矩器还包括推力垫圈，推力垫圈包括面向平衡板的推力表面，其中，第一密封件在推力表面的径向外侧。在一示例性方面，变矩器还包括第四密封件和第五密封件，其中，第二毂经由第四密封件和第五密封件密封至第一毂。在一示例性方面，变矩器还包括与涡轮驱动地接合并且包括固定至涡轮的弹簧保持器的阻尼器。在一示例性方面，平衡板在周向方向上经由至少一个板簧和至少一个铆钉连接至活塞板。

其它示例性方面广泛地包括变矩器，变矩器包括：旋转轴线；第一流体通路，第一流体通路设置成用于使液压流体从传动装置输入轴通过第一毂中的第一孔流动至应用室；第二流体通路，第二流体通路设置成用于使液压流体从传动装置输入轴与第二毂之间通过第一毂中的第二孔流入平衡室中；第三流体通路，第三流体通路设置成用于使液压流体在第三毂与定子轴之间流入流体联接室中；第四流体通路，第四流体通路设置成用于使液压流体在第二毂与定子轴之间流入流体联接室中；活塞板；第一密封件，第一密封件处于相对于旋转轴线的第一径向距离处，用于将第一毂密封至活塞板；第二密封件，第二密封件处于相对于旋转轴线的第二径向距离处，用于将活塞板密封至平衡板；第三密封件，第三密封件处于相对于旋转轴线的第三径向距离处，用于将活塞板密封至盖；第一径向距离至多等于第二径向距离和第三径向距离，其中，第二径向距离与第三径向距离相同或相等。在一示例性方面，变矩器还包括离合器板，其中，离合器板在平衡板、应用室和平衡室的径向外侧。

附图说明

现在将在结合附图进行的本发明的以下详细描述中对本发明的性质和操作模式进行更充分的描述，在附图中：

图1示出了根据示例性方面的变矩器的局部截面图。

图2示出了用于根据示例性方面的图1的变矩器的流体通路。

图3示出了用于根据示例性方面的变矩器的图1的圆B中的区域的特写图。

具体实施方式

首先，应当理解，不同附图中出现的相同附图标记指示相同的或功能类似的结构元件。此外，应当理解，本发明不仅限于本文所述的具体实施方式、方法、材料和变型，并且本发明本身当然可以被改变。还应当理解，本文所使用的术语仅是出于描述特定方面的目的，并不旨在限定本发明的范围，本发明的范围仅由所附权利要求限定。

除非另有限定，否则本文所使用的所有技术术语和科学术语具有与本发明所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。尽管在本发明的实践或试验中可以使用与本文所述的方法、装置或材料类似或等同的任何方法、装置或材料，但现在将对以下示例性方法、装置和材料进行描述。

在一示例性方面，变矩器离合器中的离合器容量是通过控制活塞压差来改进的。有助于活塞压差的改变的重要因素源于距离中心轴线——也被称为旋转轴线——不同距离处的流体的动压力效应。

在一示例性方面，包括变矩器离合器的三室变矩器通过为这些室中的距离旋转轴线相同径向距离处的两个室提供活塞密封件来控制活塞差压。在一示例性方面，等距密封件提供了动态取消室与离合器应用室之间的平衡效应。在一示例性方面，活塞采用了S形构型。

在一示例性方面，为动态取消室提供的有效面积与为离合器应用室提供的有效面积相同。对动态压力取消室的优化允许动态效应减小至零或接近零。在一示例性方面，取消室和锁止室共享共同的外径和共同的内径，从而产生用于作用在活塞板的两侧即内表面和外表面上的压差的相同的有效面积。

参照图1至图3进行以下描述。图1示出了示例性方面中的变矩器10的局部截面。变矩器10包括前盖12和后盖16，前盖12用于经由柱螺栓11连接至内燃发动机的曲轴，后盖16——本文中也可互换地被称为叶轮壳——用于叶轮18。叶轮在本领域中也可互换地被称为‘泵’。前盖12与后盖16经由焊接部14紧固在一起。盖12固定至或在焊接部52处焊接至盖毂74，盖毂74包括本体部71、基座72和盖先导部88。

变矩器10还包括涡轮20、涡轮壳22和位于涡轮20与叶轮18之间的定子32。如本领域中已知的，涡轮和叶轮包括多个叶片。涡轮20的涡轮叶片具有延伸穿过芯环50中的槽的突部28。在通过弯曲组装之后将叶片接合，并且通过钎焊或焊接或通过本领域技术人员已知的其它方法将叶片固定至芯环50。芯环50围绕旋转轴线A——也被简称为轴线A——周向地延伸。总体上，第一轴向方向AD1与第二轴向方向AD2相反；并且第一径向方向RD1与第二径向方向RD2相反。

再次参照图1，变矩器10还包括单向离合器30，单向离合器30支承定子32并且包括内座圈90、滚子92和外座圈94。侧板36将单向离合器30保持在定子32内的适当位置。定子32包括用以容纳侧板36的凹槽。

变矩器10包括阻尼器组件40，阻尼器组件40连接至涡轮20并且可以由涡轮20驱动，并且阻尼器组件40定位在涡轮20与前盖12之间。阻尼器组件40包括离合器板34、弹簧42和固定至涡轮壳22的弹簧保持器44。本文中也可以互换地被称为锁止离合器的离合器板34可选地包括处于轴向定位在盖12与活塞板38之间的一个侧部上或两个侧部上的摩擦材料。离合器板34和弹簧保持器44定位在平衡板46的径向外侧。变矩器离合器33包括离合器板34和活塞板38，离合器板34和活塞板38有时也分别被简称为离合器和活塞。

变矩器10包括毂80，毂80固定至涡轮壳22并且密封至盖毂74。密封件76将毂80至少部分地密封至盖毂74。推力垫圈48设置在涡轮壳22与平衡板46之间。推力垫圈48的推力表面47面向平衡板46。变矩器10包括轴承86，轴承86包括保持架、焊接部96和毂98。图1还示出了包括花键78、输入轴82和定子轴84的传动装置部件。毂80花键连接至输入轴82，并且内座圈90以花键78花键连接至定子轴84。

在一示例性方面，变矩器10是四通三室变矩器。换句话说，具有四个可用于与变矩器流体连通的流体通路，并且具有三个分离的室，其中，至少在所述室之间限制了流动。如本领域中已知的，室之间具有孔口(未示出)以允许根据需要释放流体，然而，孔口不被认为是流体通路。

在一示例性方面，变矩器10包括旋转轴线A，其中，密封件66和68分别处于相对于轴线A的第一径向距离r1和第二径向距离r2处。在一示例性方面，第一径向距离r1与第二径向距离r2相同或相等。换句话说，密封件66和68相对于轴线A径向向外(在径向方向RD1上)的径向距离相等。密封件66定位在径向距离r1处，并且密封件68定位在径向距离r2处。径向距离r1和r2是相等的距离，因此r1与r2等距。

叶轮壳16和平衡板46限定第一液压室112的至少一部分。液压室112在本文中也可互换地被称为流体联接室。活塞板38经由密封件66密封至平衡板46以限定第二液压室114的至少一部分。液压室114在本文中也可互换地被称为离合器应用室、锁止室或应用室。出于本文的目的，‘经由’用于表示“通过”、“经过”或“借助于”。

盖12经由密封件68密封至活塞板38以限定第三液压室116的至少一部分。第三液压室116在本文中也可互换地被称为动态取消室、动态压力取消室、取消室或平衡室。在一示例性方面，液压室116与液压室112和114密封隔离。在一示例性方面，液压室116布置成平衡来自液压室114的压力。为了使活塞板38与离合器板34和盖12接合，增加室114中的压力，同时将室116通向大气压力。为了使活塞板38断开接合，如本领域技术人员已知的那样，增加通过室116的压力和/或采用诸如板簧64之类的弹簧来断开接合。室114和116包括密封装置，该密封装置在防止由于操作期间的动态压力导致的离合器板34漂移接合或断开方面是有效的。

参照图2，在一示例性方面，具有通向第一液压室112的至少两个流体通路：第一流体通路170处于毂98与定子84之间，从而在单向离合器30与经由焊接部96固定至叶轮壳16的毂98之间进入变矩器10；并且第二流体通路175处于定子84与输入轴82之间，从而在单向离合器30与经由铆钉83固定的毂80之间进入变矩器10。流体通路180处于传动装置输入轴82的中空中央部内，并且在毂80与盖毂74的先导部88之间延伸并经由孔190通过盖毂74进入到第二液压室或应用室114中。流体通路185处于毂80与输入轴82之间，并且经由孔200经过毂80以及经由孔195经过盖毂74进入到第三液压室或平衡室116中。孔190与195在周向上偏移且不相交。

图3示出了图1的圆B中的区域的特写图，其示出了用于根据一示例性方面的变矩器的密封装置。活塞板38包括内表面37、外表面39和内周表面35。在一示例性方面，活塞板内表面35经由密封件66密封至平衡板46。在一示例性方面，活塞板外表面39经由密封件68密封至盖12。

再次参照图1至图3，盖毂74包括本体71和基座72，基座72具有外周表面73和凹槽70，凹槽70设置在外周表面73中。盖毂74在焊接部52处固定至盖12并在焊接部54处固定至平衡板46。在一示例性方面，将活塞板38密封至盖毂34的密封件56定位在相对于旋转轴线A的第三径向距离r3处。更具体地，活塞板内周表面35经由设置在凹槽70中的密封件56密封至盖毂外周表面73。在一示例性方面，第三径向距离r3小于第一径向距离r1和第二径向距离r2。在一示例性方面，变矩器10包括具有推力表面47的推力垫圈48。在一示例性方面，密封件56在推力表面47的径向外侧。在一示例性方面，变矩器10包括平衡板46，平衡板46在周向方向上经由至少一个板簧64和至少一个铆钉60、62连接至活塞板38。

在一示例性方面，变矩器10包括设置在液压室112内的叶轮18、涡轮20和定子32以及包括活塞板38的锁止离合器或离合器板34。液压室112用于被增压以防止涡轮20、定子32或叶轮18出现气穴现象。液压室114用于被增压以在应用模式下使锁止离合器34进行接合。液压室116用于被减压以减小锁止离合器活塞板38上的背压。在一示例性方面，锁止离合器34定位在第二液压室114和第三液压室116的径向外侧。有利地，无论锁止离合器是处于应用模式下还是断开接合，室114和116均保持恒定的径向距离r1和r2，径向距离r1和r2相等。

在一示例性方面，变矩器10包括：(i)壳体，壳体包括叶轮壳16和盖12；(ii)固定至盖12的第一毂74，第一毂74包括本体71、基座72和密封件56，基座72定位在本体71的径向外侧并且具有外周表面73和定位在外周表面73中的凹槽70，密封件56设置在凹槽70中；(iii)变矩器离合器33，变矩器离合器33包括活塞板38和离合器板34，活塞板38经由密封件56旋转地密封至第一毂74；(iv)用于将活塞板38密封至平衡板46的密封件66；(v)用于将活塞板38密封至盖12的密封件68；(vi)平衡板46，平衡板46旋转地固定至活塞板38并固定至第一毂74；以及(vii)涡轮20，涡轮20包括涡轮壳22，涡轮壳22固定至第二毂80，第二毂80设置成用于密封至传动装置输入轴82。在一示例性方面，径向距离r3被最大化以在接近r1和r2的径向距离的径向距离处将活塞板38密封至盖毂74。

在一示例性方面，变矩器10还包括旋转轴线A，其中，密封件56处于相对于旋转轴线A的径向距离r3处；密封件66处于相对于旋转轴线A的径向距离r1处；密封件68处于相对于旋转轴线A的径向距离r2处；其中，径向距离r3小于径向距离rl和r2；并且其中，径向距离r1和r2相同或相等。在一示例性方面，离合器板34在平衡板46的径向外侧。有利地，离合器34还在以密封件66和68密封的液压室114和116的径向外侧；因此，实现了两个室之间的压力平衡，即使在应用模式下也是如此。

在一示例性方面，变矩器10还包括推力垫圈48，推力垫圈48包括推力表面47，其中，密封件56在推力表面47的径向外侧。在一示例性方面，推力表面47面向平衡板46。在一示例性方面，变矩器10还包括密封件76，其中，毂80经由密封件76密封至毂74。在一示例性方面，毂80设置成用于密封至传动装置输入轴82。在一示例性方面，变矩器10还包括阻尼器40，阻尼器40与涡轮20驱动地接合并且包括直接固定至涡轮20的涡轮壳22的弹簧保持器44。在一示例性方面，平衡板46在周向方向上经由至少一个板簧64和至少一个铆钉60、62连接至活塞板38。铆钉60和62周向偏移。

当然，在不背离所要求保护的本发明的精神或范围的情况下，对于本领域技术人员来说，对本发明的以上示例进行的改变和改形应当是显而易见的。尽管通过参照具体优选实施方式和/或示例性实施方式对本发明进行了描述，但是显然，在不背离所要求保护的本发明的范围或精神的情况下，可以做出改变。

Claims (10)

1.一种变矩器，包括：

旋转轴线；

第一密封件，所述第一密封件处于相对于所述旋转轴线的第一径向距离处；

第二密封件，所述第二密封件处于相对于所述旋转轴线的第二径向距离处；

叶轮壳和平衡板，所述叶轮壳和所述平衡板限定第一液压室的至少一部分；

活塞板，所述活塞板经由所述第一密封件密封至所述平衡板，从而限定第二液压室的至少一部分；

盖，所述盖经由所述第二密封件密封至所述活塞板，从而限定第三液压室的至少一部分，并且

所述第一径向距离与所述第二径向距离相同或相等。

2.一种变矩器，包括：

壳体，所述壳体包括叶轮壳和盖；

第一毂，所述第一毂固定至所述盖，所述第一毂包括：

本体；

基座，所述基座定位在所述本体的径向外侧并且所述基座具有外周表面和设置在所述外周表面中的凹槽；以及

第一密封件，所述第一密封件设置在所述凹槽中；

变矩器离合器，所述变矩器离合器包括：

活塞板，所述活塞板经由所述第一密封件旋转地密封至所述第一毂；以及

离合器板；

第二密封件，所述第二密封件用于将所述活塞板密封至平衡板；

第三密封件，所述第三密封件用于将所述活塞板密封至所述盖；

所述平衡板，所述平衡板旋转地固定至所述活塞板并且固定至所述第一毂；以及

涡轮，所述涡轮包括涡轮壳，所述涡轮壳固定至设置成用于密封至传动装置输入轴的第二毂，并且

其中，所述离合器板位于所述平衡板、应用室和平衡室的径向外侧。

3.一种变矩器，包括：

旋转轴线；

第一流体通路，所述第一流体通路设置成用于使液压流体从传动装置输入轴通过第一毂中的第一孔流动至应用室；

第二流体通路，所述第二流体通路设置成用于使液压流体从所述传动装置输入轴与第二毂之间流动通过所述第一毂中的第二孔流入平衡室中；

第三流体通路，所述第三流体通路设置成用于使液压流体在第三毂与定子轴之间流入流体联接室中；

第四流体通路，所述第四流体通路设置成用于使液压流体在所述第二毂与所述定子轴之间流入所述流体联接室中；

活塞板；

第一密封件，所述第一密封件处于相对于所述旋转轴线的第一径向距离处，用于将所述第一毂密封至所述活塞板；

第二密封件，所述第二密封件处于相对于所述旋转轴线的第二径向距离处，用于将所述活塞板密封至平衡板；

第三密封件，所述第三密封件处于相对于所述旋转轴线的第三径向距离处，用于将所述活塞板密封至所述盖，并且

所述第一径向距离至多等于所述第二径向距离和所述第三径向距离，其中，所述第二径向距离与所述第三径向距离相同或相等。

4.根据权利要求1所述的变矩器，其中，所述第三液压室与所述第一液压室及所述第二液压室密封隔离并且所述第三液压室设置成平衡来自所述第二液压室的压力。

5.根据权利要求1所述的变矩器，其中，所述活塞板具有内表面、外表面和内周表面，并且其中，所述活塞板的内表面经由所述第一密封件密封至所述平衡板，并且所述活塞板的外表面经由所述第二密封件密封至所述盖。

6.根据权利要求5所述的变矩器，还包括：

盖毂，所述盖毂包括基座，所述基座具有外周表面和设置在所述外周表面中的凹槽，并且所述盖毂固定至所述盖和所述平衡板；以及

第三密封件，所述第三密封件处于相对于所述旋转轴线的第三径向距离处。

7.根据权利要求6所述的变矩器，其中，所述活塞板的内周表面经由设置在所述凹槽中的所述第三密封件密封至所述盖毂的外周表面，并且其中，所述第三径向距离小于所述第一径向距离和所述第二径向距离。

8.根据权利要求7所述的变矩器，还包括推力垫圈，所述推力垫圈包括推力表面，其中，所述第三密封件位于所述推力表面的径向外侧。

9.根据权利要求1所述的变矩器，还包括：

叶轮；

涡轮和定子，所述涡轮和所述定子设置在所述第一液压室内；以及

锁止离合器，所述锁止离合器包括所述活塞板，其中，

所述第一液压室用于被加压以防止所述涡轮、所述定子或所述叶轮出现气穴现象；

所述第二液压室用于被加压以使所述锁止离合器接合；

所述第三液压室用于被减压以减小所述锁止离合器的活塞板上的背压，并且

其中，所述锁止离合器定位在所述第二液压室和所述第三液压室的径向外侧。

10.根据权利要求2所述的变矩器，还包括旋转轴线，其中，

所述第一密封件处于相对于所述旋转轴线的第一径向距离处；

所述第二密封件处于相对于所述旋转轴线的第二径向距离处；

所述第三密封件处于相对于所述旋转轴线的第三径向距离处，

其中，所述第一径向距离小于所述第二径向距离和所述第三径向距离，并且

其中，所述第二径向距离与所述第三径向距离相同或相等。