CN114080519A - 具有带双活塞组件的锁止离合器的流体动力扭矩耦合装置 - Google Patents

具有带双活塞组件的锁止离合器的流体动力扭矩耦合装置 Download PDF

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Abstract

一种用于混合动力电动车辆的流体动力扭矩耦合装置，包括可以围绕旋转轴线旋转的外壳、包括泵轮和涡轮的变矩器、包括双活塞组件的锁止离合器、以及设置在外壳外部的选择性离合器。选择性离合器包括输入构件和不可旋转地安装至外壳的输出构件。双活塞组件包括主活塞和邻近主活塞并且可以相对于主活塞轴向移动的副活塞。主活塞和副活塞与旋转轴线同轴。主活塞可以相对于外壳和副活塞在锁止位置与非锁止位置之间选择性地轴向移动。输出构件可以相对于输入构件在接合位置与脱离位置之间选择性地轴向移动。输出构件可以通过副活塞的作用选择性地轴向移动。

Description

具有带双活塞组件的锁止离合器的流体动力扭矩耦合装置
技术领域
本发明总体上涉及一种流体耦合装置，更具体地，涉及一种用于车辆混合动力总成系统的具有带双活塞结构的锁止离合器的流体动力扭矩耦合装置，及其制造和使用其的方法。
背景技术
已知的混合动力总成系统包括内燃机和电动机/发电机，它们联接到车辆变速器以将扭矩传递到传动系用于牵引力。已知的电动机/发电机由能量存储系统(例如电池)提供电能。混合动力总成系统可以以各种模式运行，以产生推进动力并将推进动力传递给车轮。
例如，于2019年2月25日提交的美国专利申请No.16/284,918公开了一种混合动力总成系统，其包括联接到车辆变速器以将扭矩传递到传动系用于牵引力的内燃机和电动机/发电机，该申请通过引用其整体而并入本文。上述现有技术应用的混合动力总成系统包括锁止离合器，该锁止离合器包括双活塞组件。双活塞组件包括主活塞和带有活塞杆的多个单独的副活塞。然而，美国专利申请No.16/284,918的各个副活塞杆可能难以对准。此外，所述多个单独的副活塞增加了现有技术的双活塞组件的制造成本和结构复杂性。此外，所述多个单独的副活塞的离心力可能在它们的轴向往复冲程期间施加高滞后。
因此，尽管已有的混合动力总成系统，包括但不限于上面讨论的那些，已经被证明对于车辆传动系应用和条件是可接受的，但是，可以提升它们的性能和成本的改进是可能的。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种用于混合动力电动车辆的流体动力扭矩耦合装置。流体动力扭矩耦合装置包括外壳、变矩器、锁止离合器以及选择性离合器，所述外壳可以围绕旋转轴线旋转并形成填充有液压流体的腔体，所述变矩器包括泵轮和与泵轮同轴地设置在外壳中的涡轮，所述锁止离合器包括双活塞组件并可在流体动力传动模式与锁止模式之间切换，所述选择性离合器设置在外壳的外部。选择性离合器包括可以相对于外壳旋转的输入构件和不可旋转地安装到外壳的输出构件。双活塞组件包括主活塞和副活塞，所述主活塞可以相对于外壳轴向地移动，所述副活塞邻近主活塞并且可以相对于主活塞和外壳轴向地移动。双活塞组件的主活塞和副活塞两者都与旋转轴线同轴。主活塞包括主活塞主体和相对于主活塞主体不可移动的致动器外壳。主活塞主体和致动器外壳两者都与旋转轴线同轴。致动器外壳形成副活塞缸，所述副活塞缸与旋转轴线同轴并且配置为在其中往复地接收副活塞。主活塞具有至少一个轴向连通通道，该轴向连通通道将主活塞的致动器外壳的副活塞缸与外壳内的腔体流体地连接。双活塞组件的主活塞可以相对于外壳和副活塞在锁止位置与非锁止位置之间选择性地轴向移动。选择性离合器的输出构件可以相对于输入构件在接合位置与脱离位置之间选择性地轴向移动，在接合位置，输出构件不可旋转地联接到选择性离合器的输入构件，在脱离位置，输出构件可以相对于选择性离合器的输入构件旋转。通过副活塞的作用，选择性离合器的输出构件可以选择性地从选择性离合器的接合位置轴向移动到脱离位置。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于混合动力电动车辆的流体动力扭矩耦合装置的操作方法，所述混合动力电动车辆包括内燃机和电机。流体动力扭矩耦合装置包括外壳、变矩器、锁止离合器以及选择性离合器，所述外壳可以围绕旋转轴线旋转并形成填充有液压流体的腔体，所述变矩器包括泵轮和与泵轮同轴地设置在外壳中的涡轮，所述锁止离合器包括双活塞组件并可在流体动力传动模式与锁止模式之间切换，所述选择性离合器设置在外壳的外部。选择性离合器包括可以相对于外壳旋转的输入构件和不可旋转地安装到外壳的输出构件。双活塞组件包括主活塞和副活塞，所述主活塞可以相对于外壳轴向地移动，所述副活塞邻近主活塞并且可以相对于主活塞和外壳轴向地移动。双活塞组件的主活塞和副活塞两者都与旋转轴线同轴。主活塞包括主活塞主体和相对于主活塞主体不可移动的致动器外壳。主活塞主体和致动器外壳两者都与旋转轴线同轴。致动器外壳形成副活塞缸，所述副活塞缸与旋转轴线同轴并且配置为在其中往复地接收副活塞。主活塞具有至少一个轴向连通通道，该轴向连通通道将主活塞的致动器外壳的副活塞缸与外壳内的腔体流体地连接。双活塞组件的主活塞可以相对于外壳和副活塞在锁止位置与非锁止位置之间选择性地轴向移动。选择性离合器的输出构件可以相对于输入构件在接合位置与脱离位置之间选择性地轴向移动，在接合位置，输出构件不可旋转地联接到选择性离合器的输入构件，在脱离位置，输出构件可以相对于选择性离合器的输入构件旋转。通过副活塞的作用，选择性离合器的输出构件可以选择性地从选择性离合器的接合位置轴向移动到脱离位置。该方法包括以下步骤：通过调节到主活塞和副活塞的液压来选择性地控制双锁止活塞组件的轴向位移以便将选择性离合器的输出构件配置在接合位置与脱离位置中的期望位置。
本发明的其他方面，包括构成本发明一部分的装置、设备、系统、转换器、过程等，在阅读以下示例性实施例的详细描述后将变得更加明显。
附图说明
图1是根据本发明的混合动力总成系统的示意图；
图2是根据本发明第一示例性实施例的流体动力扭矩耦合装置在第一操作模式下的正视图；
图3是根据本发明第一示例性实施例的流体动力扭矩耦合装置在第一操作模式下的沿着图2中的线A-A截取的第一剖视图；
图4是根据本发明第一示例性实施例的流体动力扭矩耦合装置在第一操作模式下的沿着图2中的线B-B截取的第二剖视图；
图5是流体动力扭矩耦合装置在图3的矩形“4A”中示出的一部分的放大视图；
图6是流体动力扭矩耦合装置在图3的矩形“4B”中示出的一部分的放大视图；
图7是流体动力扭矩耦合装置在图4的矩形“4C”中示出的一部分的放大视图；
图8是图3的流体动力扭矩耦合装置的一部分的放大视图，部分地示出了锁止离合器和选择性离合器；
图9是从根据本发明第一示例性实施例的具有双活塞组件和盖壳体的锁止离合器的后部观察的分解透视图；
图10是从根据本发明第一示例性实施例的具有双活塞组件和盖壳体的锁止离合器的前部观察的分解透视图；
图11是从根据本发明第一示例性实施例的双活塞组件的主活塞的后部观察的透视图；
图12是从根据本发明第一示例性实施例的双活塞组件的主活塞的前部观察的透视图；
图13是从根据本发明第一示例性实施例的双活塞组件的致动器外壳的前部观察的透视图；
图14是从根据本发明第一示例性实施例的双活塞组件的致动器外壳的后部观察的透视图；
图15是从根据本发明第一示例性实施例的双活塞组件的副活塞的后部观察的透视图；
图16是根据本发明第一示例性实施例的双活塞组件的外弹簧的透视图；
图17是根据本发明第一示例性实施例的双活塞组件的内弹簧的透视图；
图18是从根据本发明第一示例性实施例的流体动力扭矩耦合装置的盖壳体的前部观察的透视图；
图19是从根据本发明第一示例性实施例的流体动力扭矩耦合装置的盖壳体的后部观察的透视图；
图20是根据本发明第一示例性实施例的选择性离合器的输出构件的透视图；
图21是根据本发明第一示例性实施例的选择性离合器的弹簧构件的透视图；
图22是根据本发明第一示例性实施例的流体动力扭矩耦合装置在第二操作模式下的第一剖视图；
图23是根据本发明第一示例性实施例的流体动力扭矩耦合装置在第二操作模式下的第二剖视图；
图24是流体动力扭矩耦合装置在图22的矩形“15A”中示出的一部分的放大视图；
图25是流体动力扭矩耦合装置在图22的矩形“15B”中示出的一部分的放大视图；
图26是图23的流体动力扭矩耦合装置的一部分的放大视图；
图27是根据本发明第一示例性实施例的流体动力扭矩耦合装置在第三操作模式下的第一剖视图；
图28是根据本发明第一示例性实施例的流体动力扭矩耦合装置在第三操作模式下的第二剖视图；
图29是流体动力扭矩耦合装置在图27的矩形“17A”中示出的一部分的放大视图；
图30是流体动力扭矩耦合装置在图27的矩形“17B”中示出的一部分的放大视图；
图31是图28的流体动力扭矩耦合装置的一部分的放大视图；
图32是根据本发明第一示例性实施例的流体动力扭矩耦合装置在第四操作模式下的第一剖视图；
图33是根据本发明第一示例性实施例的流体动力扭矩耦合装置在第四操作模式下的第二剖视图；
图34是流体动力扭矩耦合装置在图32的矩形“19A”中示出的一部分的放大视图；
图35是流体动力扭矩耦合装置在图32的矩形“19B”中示出的一部分的放大视图；
图36是图33的流体动力扭矩耦合装置的一部分的放大视图；
图37是根据本发明第二示例性实施例的流体动力扭矩耦合装置在第一操作模式下的剖视图；
图38是图37的流体动力扭矩耦合装置的一部分的放大视图，部分地示出了锁止离合器和选择性离合器。
具体实施方式
现在将详细参考附图中所示的本发明的示例性实施例和方法，其中在所有附图中，相同的附图标记表示相同或相应的部分。然而，应当注意，本发明在其更广泛的方面不限于结合示例性实施例和方法而示出和描述的具体细节、代表性装置和方法以及说明性示例。
示例性实施例的该描述旨在结合附图来阅读，附图将被认为是整个书面描述的一部分。在描述中，相对术语例如“水平的”、“竖直的”、“向上”、“向下”、“上”、“下”、“右”、“左”、“顶”、和“底”以及其派生词(例如“水平地”、“向下地”、“向上地”等)应被解释为是指如当时所描述的或者如所讨论的附图中所示的取向。这些相对术语是为了方便描述，并且通常不旨在要求特定的取向。关于附接、联接等术语，例如“连接”和“相互连接”，指的是其中结构直接地或通过中间结构间接地彼此固定或附接的关系，以及可移动或刚性附接或关系，除非另有明确说明。术语“可操作地连接”是允许相关结构凭借该关系按预期操作的附接、联接或连接。术语“整体的”(或“一体的”)涉及作为单个零件制成的零件，或是由固定地(即不可移动地)连接在一起的单独部件制成的零件。此外，权利要求中使用的词语“一”和“一个”指的是“至少一个”，而权利要求中使用的词语“两个”指的是“至少两个”。为了清楚起见，相关领域中已知的一些技术材料没有被详细描述，以避免不必要地模糊本公开。
图1示出了根据本发明的混合动力机动车辆的混合动力总成系统2的示意图。混合动力总成系统2包括多个扭矩生成装置，包括内燃机(ICE)4和至少一个旋转电机(例如电动机、发电机或电动机/发电机)6。ICE 4和电机6经由流体动力扭矩耦合装置10和变速器3机械地耦合，以将推进动力传递到车轮1。本发明的流体动力扭矩耦合装置10可用于任何合适的动力总成配置，所述动力总成配置包括经由流体动力扭矩耦合装置10和变速器3耦合的ICE 4和电机6。混合动力总成系统2可用于车辆，包括但不限于乘用车、轻型或重型卡车、多用途车、农用车辆、工业/仓库车辆、娱乐越野车等。
混合动力总成系统2被配置为使得ICE 4和电机6通过流体动力扭矩耦合装置10机械地耦合到变速器3。
根据本发明第一示例性实施例的流体动力扭矩耦合装置10在附图中通常由附图标记10表示，如图2、3和4最佳所示。流体动力扭矩耦合装置10旨在将第一和/或第二驱动轴耦合到从动轴，例如在混合动力机动车辆的混合动力总成系统2中。在这种情况下，第一驱动轴是混合动力机动车辆的ICE4的输出轴(例如曲轴)5，第二驱动轴是旋转电机6的输出轴7，如图1最佳所示。从动轴是混合动力机动车辆的变速器(或变速箱)3的输入轴8，如图1、3和4所示。因此，流体动力扭矩耦合装置10能够选择性地将混合动力机动车辆的ICE 4和/或旋转电机6耦合到从动轴8。
流体动力扭矩耦合装置10包括密封的中空外壳12、流体动力变矩器14、锁止离合器16和选择性离合器18，所述中空外壳12形成填充有液压流体例如油或传动流体的腔体，并且可以围绕旋转轴线X旋转。在下文中，轴向和径向取向相对于扭矩耦合装置10的旋转轴线X考虑。如图3和图4所示，锁止离合器16设置在外壳12中，而选择性离合器18设置在外壳12的外部。
密封外壳12、变矩器14、锁止离合器16和选择性离合器18都可以围绕旋转轴线X旋转。如本领域中已知的，扭矩耦合装置10关于旋转轴线X对称。在下文中，轴向和径向取向相对于扭矩耦合装置10的旋转轴线X考虑。诸如“轴向地”、“径向地”和“周向地”的相关术语分别是关于平行于、垂直于和围绕着旋转轴线X的取向。
如图3和图4所示，根据第一示例性实施例的密封外壳12包括第一壳体(或盖壳体)20和第二壳体(或泵轮壳体)22，第二壳体22与第一壳体20同轴设置并且轴向相对。第一和第二壳体20、22不可移动地(即固定地)相互连接，并且围绕它们的外周密封在一起，例如通过焊接部13。第一和第二壳体20、22中的每一个都优选地是一体的或单件的，并且可以例如通过压制成型的单件金属板来制成。
第一壳体20可以选择性地驱动地连接到驱动轴，通常通过选择性离合器18连接到ICE 4的输出轴5。具体地，在图3和图4所示的实施例中，外壳12由ICE 4选择性地旋转驱动，并且通过选择性离合器18选择性地驱动地联接到驱动轴5。
此外，盖壳体20通过链轮(或环齿轮)11和连续带9(或小齿轮)驱动地(不可旋转地)连接到旋转电机6的输出轴7，使得外壳12以与旋转电机6运转以传递扭矩的速度相同的速度转动，所述链轮11不可移动地(即固定地)连接到盖壳体20(例如通过焊接或其他适当的方式)。
变矩器14包括泵轮(有时称为泵、泵轮机组件或泵轮机)24、涡轮(有时称为涡轮机组件或涡轮机)26和轴向插置在泵轮24与涡轮26之间的定子(有时称为反应器)28。泵轮24、涡轮26和定子28彼此同轴地对齐，并且与旋转轴线X同轴地对齐。泵轮24、涡轮26和定子28共同形成环面(torus)。泵轮24和涡轮26在运行中可以彼此流体耦合，如本领域中已知的那样。换句话说，涡轮26可以由泵轮24液压动力地驱动。
泵轮24包括泵轮壳体22、环形泵轮芯环31和多个泵轮叶片32，所述泵轮叶片32例如通过铜焊固定地(即不可移动地)附接到泵轮壳体22和泵轮芯环31。泵轮壳体22优选地是一体的(或单体的)部件，例如由单个零件或固定地连接在一起的分立部件制成。
如图3和图4中最佳示出的，涡轮26包括可以围绕旋转轴线X旋转的环形、半环形(或凹形)涡轮壳体34、环形涡轮芯环35和多个涡轮叶片36，所述涡轮叶片36例如通过铜焊固定地(即不可移动地)附接到涡轮壳体34和涡轮芯环35。涡轮壳体34、涡轮芯环35和涡轮叶片36传统上由钢坯冲压形成。泵轮壳体22和涡轮壳体34共同限定了它们之间的环面内腔室(或环面腔室)。
定子28定位在泵轮24与涡轮26之间，从而以高效的方式将流体从涡轮26重新导向回到泵轮24。定子28通常安装在单向(或超越)离合器30上，以防止定子28反转。
涡轮26通过适当的方式不可移动地紧固到涡轮(或输出)毂40上，例如通过铆钉、螺纹紧固件或焊接。涡轮毂40不可旋转地连接到从动轴8，例如通过花键。涡轮毂40可以围绕旋转轴线X旋转，并且与从动轴8同轴，从而使涡轮26在从动轴8上对中。安装到输出毂40的径向内周表面的环形密封构件43在变速器输入轴8与输出毂40的界面处形成密封部。传统上，涡轮26的涡轮叶片36以已知的方式与泵轮24的泵轮叶片32相互作用。定子28通过单向(或超越)离合器30旋转联接到静止的定子轴29。
在低涡轮轴速度下，泵轮24使液压流体从泵轮24流向涡轮26，并通过定子28流回泵轮24，由此提供第一动力流动路径。定子28由单向离合器30保持不旋转，使得它可以将流体流重新定向，并为扭矩倍增提供反作用扭矩。单向离合器30仅准许定子28在一个方向上旋转。换句话说，定子28通常安装在单向离合器30上，以防止定子28反转。
锁止离合器16可以在流体动力传动模式与锁止模式之间切换，在流体动力传动模式中，涡轮26相对于外壳12可旋转，在锁止模式中，涡轮26不可旋转地联接到外壳12。扭矩耦合装置10的锁止离合器16包括摩擦环42和双活塞组件44，两者都可以轴向移动到盖壳体20以及从盖壳体20轴向移动。摩擦环42可以相对于外壳12沿着旋转轴线X轴向地移动到限定在外壳12的盖壳体20上的锁定(或内接合)表面12e以及从该锁定表面12e移动，如图6和图8最佳所示。摩擦环42配置为选择性地摩擦地接合外壳12的盖壳体20的锁定表面12e。摩擦环42轴向地设置在双活塞组件44与盖壳体20之间。
双活塞组件44安装至盖毂46，以可以相对于盖毂46旋转。此外，双活塞组件44可以沿着盖毂46轴向移动。盖毂46通过适当的方式，例如通过焊接，不可移动地附接到盖壳体20。盖毂46又滑动地安装到涡轮毂40，从而相对于涡轮毂40可旋转。
摩擦环42包括大致上径向取向的环形摩擦部分48，如图6和图8最佳所示，以及一个或多个从摩擦环42的摩擦部分48朝向涡轮26轴向向外延伸的驱动凸片(或邻接元件)50。此外，驱动凸片50彼此等角度且等间距地间隔开。具有摩擦部分48和驱动凸片50的摩擦环42优选为一体的(或单体的)零件，例如由单个或一体的部件制成，但是也可以是固定地连接在一起的单独部件。优选地，驱动凸片50一体地压制成型在摩擦环42上。摩擦环42通过驱动凸片50和涡轮凸片与涡轮26驱动地接合，涡轮凸片通过适当的方式，例如通过焊接，固定到涡轮壳体34的外表面。换句话说，驱动凸片50驱动地接合涡轮凸片37，使得摩擦环42不可旋转地联接到涡轮26，同时相对于涡轮壳体34沿着旋转轴线X可以轴向移动，以选择性地将摩擦环42抵靠外壳12的锁定表面12e接合。
摩擦环42的环形摩擦部分48分别具有轴向相对的第一和第二摩擦面481和482，如图6和图8最佳所示。摩擦环42的第一摩擦面481(其限定摩擦环42的接合表面)面向外壳12的盖壳体20的锁定表面12e。如图6、8、9和10中最佳示出的，环形摩擦衬垫49附接到摩擦环42的环形摩擦部分48的第一和第二摩擦面481和482中的每一个，例如通过粘合而附接。
如图6和图8中最佳示出的，双活塞组件44包括环形主(或第一)活塞52和环形副(或第二)活塞54，环形主(或第一)活塞52可以轴向移动到盖壳体20和从盖壳体20轴向移动，环形副(或第二)活塞54安装到主活塞52并与其同轴，而且可以相对于主活塞52轴向移动。此外，主活塞52可以相对于副活塞54和盖壳体20旋转。摩擦环42的摩擦部分48轴向设置在主活塞52与盖壳体20的锁定表面12e之间。
锁止离合器16不限于第一示例性实施例中的双侧锁止离合器。因为副活塞54没有固定到主活塞52，所以副活塞54可以相对于主活塞52以不同的速度旋转。因此，任何已知的锁止离合器，例如单侧锁止离合器和多盘离合器，都可以与本发明整合。
密封外壳12和双活塞组件44共同限定了泵轮壳体22与双活塞组件44之间的液压密封施加腔室CA，以及盖壳体20、双活塞组件44和盖毂46之间的液压密封释放腔室CR。如本领域技术人员所知，流体动力扭矩耦合装置通常包括流体泵以及控制和调节流体动力扭矩耦合装置的液压的控制机构。控制机构通过阀系统的操作来调节施加腔室CA和释放腔室CR中(即在锁止离合器16的主活塞52的轴向相对侧)的压力，以选择性地将主活塞52定位在与操作模式中所预期的一个操作模式相关联的期望位置。
主活塞52包括环形主活塞主体53以及同轴地固定附接到环形主活塞主体53的环形致动器外壳58。环形致动器外壳58通过适当的方式同轴地固定附接到环形主活塞主体53，例如通过图5、6和8中55处所示的点焊。主活塞主体53包括与旋转轴线X同轴的径向取向的环形主活塞板56，以及具有圆柱形凸缘62的环形毂部分60，所述圆柱形凸缘62相对于主活塞主体53的环形主活塞板56靠近旋转轴线X。主活塞主体53的毂部分60的圆柱形凸缘62在毂部分60的径向内周端部处朝向涡轮26轴向延伸。
此外，主活塞52设置有轴向地延伸穿过主活塞主体53的环形主活塞板56的至少一个活塞连通孔57。根据本发明的第一示例性实施例，主活塞52包括多个活塞连通孔57，所述活塞连通孔57轴向延伸穿过主活塞主体53的环形主活塞板56，并且围绕旋转轴线X彼此周向地等间距(或等角度)间隔开，如图11和图12最佳所示。
如图13和图14最佳所示，致动器外壳58包括与旋转轴线X同轴的径向取向的环形板64、径向外圆柱形活塞凸缘661和径向内圆柱形活塞凸缘662，两者都从环形板64朝向外壳12的盖壳体20轴向延伸，远离主活塞主体53的主活塞板56并且与旋转轴线X同轴。因此，致动器外壳58限定了形成于径向外圆柱形活塞凸缘661和径向内圆柱形活塞凸缘662以及环形板64之间的环形副活塞腔体(或圆柱体)63。环形副活塞腔体63与旋转轴线X同轴，并且平行于旋转轴线X轴向突出。径向外活塞凸缘661具有圆柱形径向外周表面6611和圆柱形径向内周表面6612。类似地，径向内活塞凸缘662具有圆柱形径向外周表面6621和圆柱形径向内周表面6622。
此外，致动器外壳58设置有轴向延伸穿过致动器外壳58的环形板64的至少一个致动器连通孔65。根据本发明的示例性实施例，致动器外壳58包括多个致动器连通孔65，这些致动器连通孔65轴向延伸穿过致动器外壳58的环形板64，并且围绕旋转轴线X彼此周向等间距(或等角度)间隔开，如图13和图14最佳所示。
如图5和图8进一步最佳示出的，主活塞主体53的每个活塞连通孔57的直径等于致动器外壳58的每个致动器连通孔65的直径。此外，活塞连通孔57的数量对应于致动器连通孔65的数量。此外，如图5和图8中最佳示出的，主活塞主体53的活塞连通孔57中的每一个与致动器外壳58的致动器连通孔65中的一个互补且同轴。因此，主活塞52的活塞连通孔57中的一个和致动器连通孔65中的一个共同形成穿过主活塞52的轴向连通通道69，该轴向连通通道69在主活塞52的致动器外壳58的副活塞腔体63与施加腔室CA之间提供轴向流体连通。
此外，主活塞52设置有至少一个径向连通通道67，其径向地延伸穿过主活塞52。具体地，根据本发明的示例性实施例，径向连通通道67形成于致动器外壳58中并且径向地延伸穿过致动器外壳58的环形板64。根据本发明的示例性实施例，致动器外壳58包括多个径向连通通道67，所述多个径向连通通道67围绕旋转轴线X彼此周向等间距(或等角度)间隔开，如图13和图14最佳所示。此外，径向连通通道67在致动器外壳58的环形板64与主活塞主体53的主活塞板56之间径向延伸，以便通过释放腔室CR中的主活塞52提供径向流体连通，如图4和图7最佳所示。
主活塞52不可旋转地联接到盖毂46，例如通过一组弹性(或柔性且弹性的)舌片89，舌片89不可旋转地连接盖毂46和主活塞52，并且在盖毂46与主活塞52之间切向地取向，同时准许主活塞52相对于盖毂46的轴向位移。具体地说，如图8和图12所示，每个轴向柔性舌片89的一个自由端部紧固至主活塞主体53的毂部分60，而每个弹性舌片89的相对的自由端部紧固至带板88，所述带板88又通过适当的方式固定到盖毂46，例如通过铆钉或焊接。轴向柔性舌片89配置为在主活塞52与盖毂46之间传递扭矩，同时允许主活塞52相对于盖毂46的轴向位移。换句话说，弹性舌片89可以在轴向方向上弹性变形，以使得主活塞52能够相对于盖毂46轴向移动。弹性舌片89将主活塞52远离盖壳体20的锁定表面12e偏压。替代地，主活塞52的主活塞主体53可以通过花键连接或过盈连接不可旋转地联接到盖毂46，如本领域中众所周知的。在任何情况下，根据本发明第一示例性实施例的主活塞52的主活塞主体53不可旋转地联接到盖毂46，同时相对于盖毂46可以轴向移动。
主活塞52可以相对于盖壳体20在锁止离合器16的锁止(或接合)位置与非锁止(或脱离)位置之间轴向移动。在锁止离合器16的锁止位置，如图22、23、26、27、28和31最佳所示，主活塞52通过摩擦环48不可旋转地摩擦地接合外壳12的盖壳体20的锁定表面12e。在锁止离合器16的非锁止位置，如图3、4和7最佳所示，主活塞52和摩擦环48与外壳12的盖壳体20的锁定表面12e轴向地间隔开(即摩擦地脱离)，并且不与外壳12的盖壳体20摩擦地接合。在锁止离合器16的锁止位置，摩擦环48不可旋转地联接到外壳12，从而通过涡轮壳体34不可旋转地将外壳12联接到涡轮毂40。在锁止离合器16的非锁止位置，如图3、4、7、8、32、33和36最佳所示，外壳12通过变矩器14可旋转地联接到涡轮毂40。此外，带板88限制主活塞52在远离盖壳体20的锁定表面12e的方向上(即，朝向锁止离合器16的非锁止位置)的轴向运动，如图3、4、32和33最佳所示。
外壳12的盖壳体20包括轴向突出的环形活塞杯80，该活塞杯80与旋转轴线X同轴并且与外壳12的盖壳体20一体地形成，如图5-7、8和18最佳所示。盖壳体20的环形活塞杯80限定了与旋转轴线X同轴的环形主活塞缸79。如图5-7、8和18进一步所示，活塞杯80包括环形轴向凸缘81，该环形轴向凸缘81从径向壁82朝向主活塞52轴向地突出，并且与外壳12的盖壳体20整体地形成。活塞杯80具有圆柱形径向外表面831和面向圆柱形径向外表面831的圆柱形径向内表面832。圆柱形径向外表面和内表面831、832分别平行于旋转轴线X轴向延伸。圆柱形径向外表面和内表面831、832以及盖壳体20的活塞杯80的径向壁82的轴向内表面83一起形成环形主活塞缸79(在图5-7和18中最佳示出)，该主活塞缸79将环形致动器外壳58滑动地接收在其中。换句话说，环形致动器外壳58轴向可滑动地安装在外壳12的盖壳体20的环形主活塞缸79内，如图3-8最佳所示。环形副活塞54又配置为在环形副活塞腔体63内往复滑动，如图5-7和8中最佳所示。
具有活塞杯80的外壳12的盖壳体20优选为一体的(或单体的)部件，例如由单个零件制成，例如通过压制成型单件的金属板，或者由固定连接在一起的单独部件制成。主活塞52的环形致动器外壳58可以在盖壳体20的活塞杯80中直线移动。根据本发明的示例性实施例，如图18最佳所示，致动器外壳58的径向外活塞凸缘661的圆柱形径向外周表面6611密封地且滑动地接合活塞杯80的圆柱形径向外表面831。类似地，致动器外壳58的径向内活塞凸缘662的圆柱形径向内周表面6622密封地且滑动地接合活塞杯80的圆柱形径向内表面832。第一和第二环形主活塞密封构件(例如，O形环)681和85分别置于致动器外壳58与活塞杯80之间。因此，致动器外壳58被主活塞密封构件681和85密封在活塞杯80内。具体地，第一主活塞密封构件681位于致动器外壳58的径向外活塞凸缘661的径向外周表面6611与活塞杯80的径向外表面831之间。第一主活塞密封构件681布置于在径向外活塞凸缘661的径向外周表面6611中形成的环形凹槽中。结果，通过将副活塞腔体63与释放腔室CR隔离，致动器外壳58的副活塞腔体63内的压力被维持为等于施加腔室CA内的压力。类似地，第二主活塞密封件85位于致动器外壳58的径向内活塞凸缘662的径向内周表面6622与活塞杯80的径向内表面832之间。第二主活塞密封构件85布置于在活塞杯80的径向内表面832中形成的环形凹槽中。
本发明示例性实施例的副活塞54包括圆柱形中空主体70，该圆柱形中空主体70具有环形(或环状)头部板(或头部构件)72、径向外圆柱形裙部741和与径向外圆柱形裙部741径向间隔开的径向内圆柱形裙部742。径向外圆柱形裙部741和径向内圆柱形裙部742都从副活塞54的头部板72朝向盖壳体20的活塞杯80的径向壁82的轴向内表面83轴向延伸，并且在副活塞54内形成中空腔室71。如图5-7和8所示，副活塞54的头部板72与主活塞主体53的主活塞板56以及致动器外壳58的径向取向的环形板64轴向间隔开。如图5-7和8进一步所示，环形副活塞腔体63形成于致动器外壳58的径向取向的环形板64与副活塞54的头部板72之间。
副活塞54还包括至少一个弯曲的(弓形的)致动器凸片76，该致动器凸片76从头部板72轴向地延伸穿过环形主活塞缸79(或活塞杯80)。根据本发明的示例性实施例，副活塞54包括多个弯曲的(弓形的)致动器凸片76，每个致动器凸片76从头部板72轴向地延伸穿过环形主活塞缸79(或活塞杯80)，如图6和图15最佳所示。致动器凸片76彼此等角度且等间距地间隔开。根据示例性实施例，致动器凸片76径向地设置在距旋转轴线X相同的距离处。卡环78安装在致动器凸片76的自由远端77上。如图6和图7中最佳示出的，卡环78设置在盖壳体20的外部，用于当安装在副活塞54的致动器凸片76上的卡环78接合盖壳体20的径向壁82时，限制副活塞54朝向涡轮26和远离盖壳体20的轴向移动。副活塞54的致动器凸片76中的每一个的自由远端77轴向地延伸穿过孔21之一，孔21延伸穿过盖壳体20的径向壁82，如图6和图7最佳所示。穿过盖壳体20的孔21中的每一个都在几何上与副活塞54的致动器凸片76中的一个互补。带有头部板72、径向外圆柱形裙部741和径向内圆柱形裙部742以及致动器凸片76的副活塞54优选为一体的(或单体的)部件，例如由单个零件制成，例如通过模制、铸造或机加工制成，或者包括固定地连接在一起的单独部件。
外部和内部环形副活塞密封构件73和682分别设置在副活塞54与致动器外壳58之间。因此，副活塞54分别被外部和内部环形副活塞密封构件73和682密封在致动器外壳58的副活塞腔体63内。具体地，外部副活塞密封构件73位于致动器外壳58的径向外活塞凸缘661的径向内周表面6612与活塞杯80的径向外表面831之间。外部副活塞密封构件73设置在环形凹槽75中，该环形凹槽75形成在副活塞54的径向外圆柱形裙部741中，并且面对致动器外壳58的径向外活塞凸缘661的圆柱形径向内周表面6612。环形凹槽75形成于副活塞54的径向外圆柱形裙部741中，例如通过模制、加工或铸造而形成。内部副活塞密封构件682设置在副活塞54与致动器外壳58之间。
密封构件73和682优选为O形环。根据本发明的示例性实施例，副活塞54可以相对于外壳12的盖壳体20的主活塞缸79轴向往复且密封地移动。外部和内部环形副活塞密封件73和682在主活塞缸79与副活塞54的界面处形成密封部。
副活塞54被至少一个压缩弹簧远离外壳12的盖壳体20轴向偏压。根据第一示例性实施例，双活塞组件44分别包括外部和内部压缩弹簧(例如多圈波形弹簧)86和87，如图16和图17最佳所示。外部压缩弹簧86和内部压缩弹簧87中的每一个都远离外壳12的盖壳体20轴向偏压副活塞54，如图3和图4最佳所示。压缩弹簧86和87设置在圆柱形中空主体70的径向外圆柱形裙部741和径向内圆柱形裙部742之间的副活塞54的中空腔室71内。具体地，外部压缩弹簧86径向地设置在副活塞54的致动器凸片76外侧，而内部压缩弹簧87径向地设置在副活塞54的致动器凸片76内侧，如图5-7和图8最佳所示。
副活塞54可以相对于主活塞52(即，相对于主活塞主体53和致动器外壳58)和盖壳体20的活塞杯80在相对于主活塞52的延伸位置和收回位置之间轴向地移动。在延伸位置，如图3-7、8和22-26所示，副活塞54向左延伸到副活塞54与主活塞主体53之间的环形副活塞腔体63中，远离盖壳体20的活塞杯80的径向壁82，使得副活塞54的致动器凸片76上的卡环78接合盖壳体20的活塞杯80的径向壁82。此外，压缩弹簧86和87将副活塞54偏压到延伸位置。在图27-36所示的收回位置，副活塞54朝着活塞杯80的径向壁82收回到盖壳体20的活塞杯80中，使得副活塞54的活塞杆74上的卡环76朝向选择性离合器18与盖壳体20的活塞杯80的径向壁82轴向远离地间隔开。
选择性离合器18设置在外壳12的外部，在ICE 4的输出轴5与外壳12的盖壳体20之间。选择性离合器18包括输入构件90、可以选择性地且不可旋转地连接到输入构件90的输出构件93、以及设置在选择性离合器18的输入构件90与输出构件93之间的弹簧构件97。
输入构件90包括离合器外壳91，该离合器外壳91包括一体的、径向取向的环形摩擦板92。环形摩擦板92限定了面向输出构件93的摩擦表面92e，如图7最佳所示。输出构件93包括摩擦盘94和环形摩擦衬垫96，环形摩擦衬垫96例如通过粘合附接到摩擦盘94，从而轴向地面对离合器外壳91的摩擦表面92e，如图7、12、15C、17C和19C中最佳示出的。输入构件90的离合器外壳91通过滑动轴承98可旋转地安装到盖壳体20的中心凸台27上，同时不可旋转地联接(优选地，不可移动地紧固，例如通过紧固件)到ICE4的曲轴5上，如图8所示。根据示例性实施例，输入构件90的离合器外壳91不可移动地紧固到ICE 4的曲轴5。
如图20中最佳示出的，输出构件93的摩擦盘94设置有形成在其径向内周上的一个或多个凹槽95。根据示例性实施例，摩擦盘94具有多个凹槽95，如图20所示。凹槽95彼此等角度且等间距地间隔开。带有凹槽95的摩擦盘94优选为一体的(或单体的)零件，例如由单个或一体的部件制成，但是也可以是固定地连接在一起的单独部件。优选地，凹槽95被压切在摩擦盘94上。此外，如图19中最佳示出的，外壳12的盖壳体20设置有形成在其支撑凸台23上的一个或多个齿25。齿25彼此等角度且等间距地间隔开。带有支撑凸台23和齿25的盖壳体20是一体的(或单体的)零件，例如由单个或一体的部件制成，但是也可以是固定地连接在一起的单独部件。优选地，齿25被机加工在盖壳体20的支撑凸台23上。凹槽95与盖壳体20的齿25互补，并且被配置为与齿25可滑动地啮合，从而相对于外壳12的盖壳体20不可旋转地联接选择性离合器18的输出构件93，并且允许输出构件93相对于盖壳体20的轴向位移。替代地，选择性离合器18的输出构件93可以通过花键连接不可旋转地且轴向滑动地联接到外壳12的盖壳体20，这在本领域中是众所周知的。
选择性离合器18的输出构件93可以相对于输入构件90在选择性离合器18的接合位置与脱离位置之间选择性地轴向移动。在图3、4、7、8、22、23和26所示的选择性离合器18的接合位置，ICE 4的输出轴5通过选择性离合器18不可旋转地联接到外壳12，选择性离合器18允许驱动扭矩仅在一个方向上从ICE 4的输出轴5传递到外壳12，具体地说是从ICE 4传递到外壳12，而不是从外壳12传递到ICE 4。在图27、28、32、32、33和36所示的选择性离合器18的脱离位置，ICE 4的输出轴5与外壳12驱动地分离。
根据示例性实施例，选择性离合器18的弹簧构件97是盘簧，如图21最佳所示。本领域技术人员理解，其他适当的弹簧在本发明的范围内。如图3、4、7、8、22、23和26中最佳示出的，弹簧构件97将输出构件93朝向接合位置偏压。此外，弹簧构件97的比率(或刚度)使得在选择性离合器18的接合位置中输出构件93不可旋转地接合离合器外壳91的摩擦板92，因此不可旋转地将流体动力扭矩耦合装置10的外壳12联接到ICE 4的输出轴5。如图3、4、7、8、22、23和26中最佳示出的，副活塞54的致动器凸片76轴向地延伸穿过盖壳体20的径向壁82中的孔21，使得致动器凸片76的自由远端77接合(即接触)选择性离合器18的输出构件93的摩擦盘94。
因此，本发明示例性实施例的单个环形副活塞54均衡了选择性离合器18的输出构件93上的压力，并且降低了双活塞组件44的制造成本和复杂性。
副活塞54的外部压缩弹簧86和内部压缩弹簧87的尺寸设计为能抵抗500kPa的流体压力。其他压力在本发明的范围内。换句话说，当施加腔室CA中的流体压力等于或大于500kPa时，副活塞54在图3-8的方向上朝向外壳12的盖壳体20向右移动，并将选择性离合器18的输出构件93的摩擦盘94轴向位移到脱离位置。
根据本发明的流体动力扭矩耦合装置10具有四种操作模式。
在图3-8所示的第一操作模式中，释放腔室CR中的锁止离合器16的释放压力约为500kPa，而施加腔室CA中的锁止离合器16的施加压力约为200kPa。因此，由于压力差，主活塞52处于非锁止位置，副活塞54处于延伸位置，其中主活塞52和副活塞54都与盖壳体20隔开最大距离。在这种情况下，摩擦环42不会通过主活塞52与外壳12的盖壳体20的锁定表面12e摩擦地接合(即，锁止离合器16的非锁止位置)，并且选择性离合器18的输出构件93处于接合位置。在第一操作模式中，主活塞52与摩擦环42轴向间隔开，并且扭矩耦合装置10处于流体动力模式，ICE 4驱动地联接到其。
在图22-26所示的第二操作模式中，施加腔室CA中的锁止离合器16的施加压力在0-500kPa之间，优选在100-500kPa之间。因此，主活塞52抵抗舌片89的弹性力朝向盖壳体20向右移动(如图22、23和26所示)到锁止位置。在这种情况下，主活塞52压靠摩擦环42的摩擦部分48，以抵靠外壳12的盖壳体20的锁定表面12e摩擦地不可旋转地接合摩擦环42(即锁止离合器16的锁止位置)。副活塞54保持在延伸位置，在该延伸位置中，选择性离合器18的输出构件93处于接合位置。在第二操作模式中，ICE 4与传动轴8直接连接。在第二操作模式中，混合动力车辆的电池可以处于充电模式。
在第三操作模式中，如图27-31所示，施加腔室CA中的锁止离合器16的施加压力在500-800kPa之间。因此，副活塞54在朝向外壳12的盖壳体20和选择性离合器18的方向上向右移动到收回位置，以将选择性离合器18置于脱离位置。具体地，致动器凸片76的自由远端77抵抗弹簧构件97的弹性力将输出构件93的摩擦盘94远离离合器外壳91的摩擦板92的摩擦表面92e推动，并将选择性离合器18置于脱离位置。主活塞52保持在锁止位置。在第三操作模式中，ICE 4与传动轴8分离，而电机6与传动轴8直接连接。ICE 4可以是关闭的。混合动力车辆处于再生模式或电驱动(或E-drive)模式。
在第四操作模式中，如图32-36所示，释放腔室CR中的锁止离合器16的释放压力约为800kPa，而施加腔室CA中的锁止离合器16的施加压力也约为800kPa。因此，副活塞54保持在收回位置，并且将选择性离合器18维持在脱离位置。然而，主活塞52远离外壳12的盖壳体20的锁定表面12e向左移动(如图32、33和36所示)到锁止离合器16的非锁止位置。在第四操作模式中，ICE 4是启动的并且准备好切换到第一操作模式。
在图37和38所示的第二示例性实施例的流体动力扭矩耦合装置110中，锁止离合器16由锁止离合器116代替。此外，第二示例性实施例的流体动力扭矩耦合装置110还包括振动阻尼器118。图37和图38的流体动力扭矩耦合装置110基本上对应于图2-36的流体动力扭矩耦合装置10，因此，不同的部分将在下面详细解释。
流体动力扭矩耦合装置110包括密封的中空外壳12、流体动力变矩器14、锁止离合器116、振动阻尼器118和选择性离合器18，所述中空外壳12形成填充有液压流体例如油或传动流体的腔体，并且可以围绕旋转轴线X旋转。在下文中，相对于扭矩耦合装置110的旋转轴线X考虑轴向和径向取向。根据本发明的第二示例性实施例，振动阻尼器118是传统的扭转振动阻尼器。替代地，可以使用任何其他类型的振动阻尼器，例如布置在流体动力扭矩耦合装置110的外壳12内部或外部的动态阻尼器、摆式阻尼器、叶片阻尼器及其组合。如图37和图38中最佳示出的，锁止离合器116和扭转振动阻尼器118设置在外壳12中，而选择性离合器18设置在外壳12的外部。
扭矩耦合装置110的锁止离合器116位于扭转振动阻尼器18与盖壳体20之间。锁止离合器116可以在流体动力传动模式与锁止模式之间切换，在流体动力传动模式中，涡轮26可以相对于外壳12旋转，在锁止模式中，涡轮26驱动地联接到外壳12。扭矩耦合装置110的锁止离合器116包括双活塞组件144，该双活塞组件144可以轴向地移动到盖壳体20以及从盖壳体20轴向地移动。
如图38中最佳示出的，双活塞组件144包括环形主(或第一)活塞152和环形副(或第二)活塞54，环形主(或第一)活塞152可以轴向地移动到盖壳体20以及从盖壳体20轴向地移动，环形副(或第二)活塞54安装到主活塞152并与其同轴，且可以相对于主活塞152轴向地移动。此外，主活塞152可相对于副活塞54和盖壳体20旋转。双活塞组件144的主活塞152轴向地设置在涡轮26与盖壳体20的锁定表面12e之间。
主活塞152包括环形主活塞主体153以及同轴地固定附接到环形主活塞主体153的环形致动器外壳58。环形致动器外壳58通过适当的方式，例如通过点焊，同轴地固定地附接到环形主活塞主体153。主活塞主体153包括与旋转轴线X同轴的径向取向的环形主活塞板156，以及具有圆柱形凸缘162的环形毂部分160，所述圆柱形凸缘62相对于主活塞主体153的环形主活塞板156靠近旋转轴线X。主活塞主体153的毂部分160的圆柱形凸缘162在毂部分160的径向内周端部处远离涡轮26轴向地延伸。此外，主活塞152设置有轴向延伸穿过主活塞主体153的环形主活塞板156的至少一个活塞连通孔157。根据本发明的第二示例性实施例，主活塞152包括多个活塞连通孔157，所述多个活塞连通孔157轴向地延伸穿过主活塞主体153的环形主活塞板156，并且围绕旋转轴线X彼此周向等距地(或等角度地)间隔开。穿过主活塞主体153的活塞连通孔157和穿过致动器外壳58的环形板64的致动器连通孔65形成穿过主活塞52的轴向连通通道169，该轴向连通通道169在主活塞152的致动器外壳58的施加腔室CA与副活塞腔体63之间提供轴向流体连通。
主活塞主体153的环形主活塞板156具有面向外壳12的盖壳体20的锁定表面12e的摩擦面156e(其限定环形主活塞板156的接合表面)，如图38最佳所示。环形摩擦衬垫149固定到主活塞主体153的环形主活塞板156的摩擦面156e上，例如通过粘合，如图38最佳所示。主活塞主体153的环形主活塞板156可以沿着旋转轴线X轴向地移动到在外壳12的盖壳体20上限定的锁定表面12e和从锁定表面12e轴向地移动，如图37和图38最佳所示。
涡轮26通过适当的方式不可旋转地紧固到涡轮毂40上，例如通过铆钉、螺纹紧固件或焊接。涡轮毂40不可旋转地连接到从动轴8，例如通过花键。涡轮毂40可以围绕旋转轴线X旋转，并且与从动轴8同轴，从而使涡轮26在从动轴8上对中。安装在输出毂40的径向内周表面上的环形密封构件43在变速器输入轴8和输出毂40的界面处形成密封部。主活塞152安装到输出毂40，使得主活塞主体153的毂部分160的圆柱形凸缘162可滑动地接合输出毂40的圆柱形的径向外周表面。结果，主活塞152可以相对于输出毂40轴向地移动和旋转。
主活塞152可以相对于盖壳体20在锁止离合器116的锁止位置与非锁止位置之间轴向移动。在锁止离合器116的锁止位置，固定到主活塞152的环形主活塞板156的摩擦面156e的环形摩擦衬垫149不可旋转地摩擦地接合外壳12的盖壳体20的锁定表面12e。在锁止离合器16的非锁止位置，如图37和图38最佳所示，主活塞152的环形主活塞板156的环形摩擦衬垫149与外壳12的盖壳体20的锁定表面12e轴向间隔开(即摩擦地脱离)，并且不与外壳12的盖壳体20摩擦地接合。在锁止离合器116的锁止位置，主活塞152摩擦地不可旋转地联接到外壳12，以便通过涡轮壳体34将外壳12驱动地联接到涡轮毂40。在锁止离合器116的非锁止位置，如图37和图38最佳所示，外壳12通过变矩器14的涡轮26可旋转地且驱动地联接到涡轮毂40。此外，推力轴承51插置在涡轮毂40与主活塞主体153的毂部分160之间。推力轴承51限制主活塞152在远离盖壳体20的锁定表面12e的方向上(即朝向锁止离合器116的非锁止位置)的轴向移动，如图38中最佳示出的。
扭转振动阻尼器118包括由主活塞152的主活塞主体153的主活塞板156限定的输入(或驱动)构件、多个周向作用的弹性构件(弹簧)139，以及通过弹性构件139弹性地联接到主活塞152的输出(或从动)构件137。扭转振动阻尼器118的从动构件137通过适当的方式不可移动地连接到涡轮26的涡轮壳体34，例如通过铆钉或焊接。弹性构件139相对于彼此串联地设置在驱动构件156的径向外端159与从动构件137之间，如图38中最佳示出的。根据适用于图1的第二示例性实施例，弹性构件139被配置为螺旋(或螺旋线圈式)弹簧，其具有基本上周向地取向的主轴线。可以选择其他弹性构件来代替或补充弹簧139。驱动构件156和从动构件137周向地接合弹性构件139的相对端部。此外，由于主活塞152可以相对于涡轮毂40沿着旋转轴线X轴向移动，主活塞152的主活塞板156的径向外端159连同弹性构件139可以相对于扭转振动阻尼器118的从动构件137轴向移动，即相对于涡轮26轴向移动，如本领域中众所周知的。替代地，弹性构件139可以相对于主活塞152的主活塞板156轴向移动。因此，主活塞主体153的主活塞板156通过弹性构件139弹性地联接到涡轮26，如本领域中众所周知的。换句话说，由于吸收扭转振动的弹性构件139的弹性，主活塞主体153的主活塞板156可以相对于涡轮26的涡轮壳体34旋转(或枢转)。
第二示例性实施例的流体动力扭矩耦合装置110大致以与第一示例性实施例的流体动力扭矩耦合装置10相同的方式执行功能。具体地，根据本发明第二示例性实施例的流体动力扭矩耦合装置110也具有四种操作模式。
在第一操作模式中(其在图37和图38中示出)，释放腔室CR中的锁止离合器16的释放压力约为500KPa，而施加腔室CA中的锁止离合器16的施加压力约为200KPa。因此，由于压力差，主活塞152处于非锁止位置，并且副活塞54处于延伸位置，其中，主活塞152和副活塞54两者都与盖壳体20间隔开最大距离。在这种情况下，主活塞152不与外壳12的盖壳体20的锁定表面12e摩擦接合(即锁止离合器116的非锁止位置)，并且选择性离合器18的输出构件93处于接合位置。在第一操作模式中，主活塞152的环形主活塞板156的环形摩擦衬垫149与盖壳体20的锁定表面12e轴向地间隔开，并且扭矩耦合装置110处于流体动力模式，ICE 4驱动地耦合到其。
在第二操作模式中，施加腔室CA中的锁止离合器16的施加压力在0-500KPa之间，优选在100-500KPa之间。因此，主活塞152朝着盖壳体20向右移动到锁止位置。在这种情况下，主活塞152的环形主活塞板156的摩擦衬垫149压靠在盖壳体20的锁定表面12e上，以摩擦地不可旋转地将主活塞152接合在外壳12上(即，锁止离合器116的锁止位置)。副活塞54保持在延伸位置，在该延伸位置中，选择性离合器18的输出构件93处于接合位置。在第二操作模式中，ICE 4与传动轴8直接连接。在第二操作模式中，混合动力车辆的电池可以处于充电模式。
在第三操作模式中，施加腔室CA中的锁止离合器116的施加压力在500-800KPa之间。因此，副活塞54在朝向外壳12的盖壳体20和选择性离合器18的方向上向右移动到收回位置，以将选择性离合器18置于脱离位置。具体地，致动器凸片76的自由远端77抵抗弹簧构件97的弹性力将输出构件93的摩擦盘94远离离合器外壳91的摩擦片92的摩擦表面92e推动，并将选择性离合器18置于脱离位置。主活塞152保持在锁止位置。在第三操作模式中，ICE 4与传动轴8分离，而电机6与传动轴8直接连接。ICE 4可以是关闭的。混合动力车辆处于再生模式或电驱动(或E-drive)模式。
在第四操作模式中，释放腔室CR中的锁止离合器116的释放压力约为800KPa，施加腔室CA中的锁止离合器116的施加压力也约为800KPa。因此，副活塞54保持在收回位置，并且将选择性离合器18维持在脱离位置。然而，主活塞152远离外壳12的盖壳体20的锁定表面12e向左移动到锁止离合器116的非锁止位置。在第四操作模式中，ICE 4是启动的并且准备好切换到第一操作模式。
根据专利法的规定，出于说明的目的，已经呈现了本发明的示例性实施例的前述描述。其并不旨在穷举或将本发明限制于所公开的精确形式。为了更好地说明本发明的原理及其实际应用，为了更好地说明本发明的原理及其实际应用，为了使本领域普通技术人员能够在各种实施方案中以及适用于所设想的特定用途的各种修改来最佳地利用本发明，可以选择上述公开的实施例，只要遵循本文所述的原理。因此，本申请旨在涵盖本发明的使用其一般原理的任何变化、使用或改编。此外，本申请旨在涵盖在本发明所属领域的已知或习惯实践中的本公开的偏离。因此，在不脱离其意图和范围的情况下，可以在上述发明中进行改变。本发明的范围旨在由所附权利要求限定。

Claims (20)

1.一种用于混合动力电动车辆的流体动力扭矩耦合装置，包括：
外壳，能够围绕旋转轴线旋转并且形成用于液压流体的腔体；
变矩器，包括泵轮和与所述泵轮同轴地设置在所述外壳中的涡轮；
锁止离合器，包括双活塞组件，并且能够在流体动力传动模式与锁止模式之间切换；以及
选择性离合器，设置在所述外壳的外部，所述选择性离合器包括能够相对于所述外壳旋转的输入构件和不可旋转地安装到所述外壳的输出构件；
所述双活塞组件包括能够相对于所述外壳轴向移动的主活塞和邻近所述主活塞并且能够相对于所述主活塞和所述外壳轴向移动的副活塞，所述双活塞组件的主活塞和副活塞都与所述旋转轴线同轴；
所述主活塞包括主活塞主体和相对于所述主活塞主体不可移动的致动器外壳，所述主活塞主体和所述致动器外壳都与所述旋转轴线同轴；
所述致动器外壳形成副活塞缸，所述副活塞缸与所述旋转轴线同轴并且配置为往复地在所述副活塞缸内接收所述副活塞；
所述主活塞具有至少一个轴向连通通道，所述轴向连通通道将所述主活塞的致动器外壳的副活塞缸与所述外壳内的所述腔体流体连接；
所述双活塞组件的主活塞能够相对于所述外壳和所述副活塞在锁止位置与非锁止位置之间选择性地轴向移动；
所述选择性离合器的输出构件能够相对于所述输入构件在接合位置与脱离位置之间选择性地轴向移动，在所述接合位置，所述输出构件不可旋转地联接到所述选择性离合器的输入构件，在所述脱离位置，所述输出构件能够相对于所述选择性离合器的输入构件旋转；
通过所述副活塞的作用，所述选择性离合器的输出构件能够选择性地从所述选择性离合器的所述接合位置轴向移动到所述脱离位置。
2.根据权利要求1所述的流体动力扭矩耦合装置，其中，所述主活塞包括至少一个径向连通通道，所述至少一个径向连通通道在所述主活塞主体与所述致动器外壳之间径向地延伸穿过所述主活塞。
3.根据权利要求1所述的流体动力扭矩耦合装置，其中，所述外壳包括盖壳体和泵轮壳体，所述泵轮壳体与所述盖壳体同轴设置并且轴向相对，并且其中，所述盖壳体与所述泵轮壳体不可移动地连接到彼此。
4.根据权利要求3所述的流体动力扭矩耦合装置，还包括与所述旋转轴线同轴并且不可移动地紧固到所述涡轮的涡轮毂。
5.根据权利要求4所述的流体动力扭矩耦合装置，其中，所述主活塞主体包括径向取向的环形活塞板和能够相对于所述涡轮毂轴向移动的环形毂部分。
6.根据权利要求5所述的流体动力扭矩耦合装置，其中，所述主活塞不可旋转地安装到所述涡轮毂。
7.根据权利要求5所述的流体动力扭矩耦合装置，其中，所述主活塞能够旋转地安装到所述涡轮毂。
8.根据权利要求5所述的流体动力扭矩耦合装置，其中，所述副活塞包括环形头部构件、在所述副活塞内限定中空腔室的外圆柱形裙部和内圆柱形裙部、以及至少一个致动器凸片，所述至少一个致动器凸片从所述头部构件轴向延伸穿过所述外壳的盖壳体以接合所述选择性离合器的输出构件。
9.根据权利要求8所述的流体动力扭矩耦合装置，其中，所述至少一个致动器凸片包括多个致动器凸片，所述多个致动器凸片围绕所述旋转轴线沿周向彼此等间距地间隔开，并且其中，所述致动器凸片中的每一个都配置为接合所述选择性离合器的输出构件。
10.根据权利要求5所述的流体动力扭矩耦合装置，其中，所述双活塞组件包括位于所述致动器外壳与所述副活塞的外圆柱形裙部和内圆柱形裙部之间的外环形副活塞密封构件和内环形副活塞密封构件。
11.根据权利要求3所述的流体动力扭矩耦合装置，其中，所述副活塞通过至少一个压缩弹簧被朝向所述主活塞主体并远离所述外壳的盖壳体轴向地偏压。
12.根据权利要求3所述的流体动力扭矩耦合装置，其中，所述外壳的盖壳体包括环形活塞杯，所述环形活塞杯与所述旋转轴线X同轴并且与所述外壳的盖壳体一体地形成，其中，所述活塞杯接收所述致动器外壳，使得主活塞能够相对于所述盖壳体的活塞杯轴向移动，并且其中，所述副活塞能够相对于所述主活塞和所述盖壳体的活塞杯两者轴向地移动。
13.根据权利要求12所述的流体动力扭矩耦合装置，还包括在所述致动器外壳与所述盖壳体的活塞杯之间的第一和第二环形主活塞密封构件。
14.根据权利要求1所述的流体动力扭矩耦合装置，其中，所述选择性离合器还包括弹簧构件，所述弹簧构件将所述输出构件朝向所述接合位置偏压，使得所述输出构件通过所述弹簧构件不可旋转地接合所述选择性离合器的输入构件。
15.根据权利要求14所述的流体动力扭矩耦合装置，其中，所述选择性离合器的输入构件包括具有摩擦板的离合器外壳，所述摩擦板形成面向所述选择性离合器的输出构件的摩擦表面，并且其中，所述选择性离合器的输出构件包括轴向地面向所述离合器外壳的摩擦表面的摩擦盘。
16.根据权利要求15所述的流体动力扭矩耦合装置，其中，所述选择性离合器的摩擦盘被所述弹簧构件朝向所述选择性离合器的离合器外壳的摩擦板的摩擦表面轴向地偏压，使得在所述接合位置，所述输出构件的摩擦盘不可旋转地接合所述选择性离合器的离合器外壳的摩擦板。
17.根据权利要求1所述的流体动力扭矩耦合装置，还包括将所述主活塞弹性地联接到所述涡轮的振动阻尼器。
18.根据权利要求17所述的流体动力扭矩耦合装置，其中，所述振动阻尼器是扭转振动阻尼器，所述振动阻尼器包括由所述主活塞的主活塞主体限定的驱动构件、多个周向作用的弹性构件、以及通过所述弹性构件弹性地联接到所述主活塞主体的从动构件，并且其中，所述从动构件不可旋转地紧固到所述涡轮。
19.根据权利要求18所述的流体动力扭矩耦合装置，其中，所述弹性构件能够相对于所述从动构件和所述主活塞中的至少一个轴向移动。
20.一种用于混合动力电动车辆的流体动力扭矩耦合装置的操作方法，所述混合动力电动车辆包括内燃机和电机，所述流体动力扭矩耦合装置包括：
外壳，能够围绕旋转轴线旋转且形成用于液压流体的腔体；
变矩器，包括泵轮和与所述泵轮同轴地设置在所述外壳中的涡轮；
锁止离合器，包括双活塞组件，并且能够在流体动力传动模式与锁止模式之间切换；以及
选择性离合器，设置在所述外壳的外部，所述选择性离合器包括能够相对于所述外壳旋转的输入构件和不可旋转地安装到所述外壳的输出构件；
所述双活塞组件包括能够相对于所述外壳轴向移动的主活塞和邻近所述主活塞并且能够相对于所述主活塞和所述外壳轴向移动的副活塞，所述双活塞组件的主活塞和副活塞都与所述旋转轴线同轴；
所述主活塞包括主活塞主体和相对于所述主活塞主体不可移动的致动器外壳，所述主活塞主体和所述致动器外壳都与所述旋转轴线同轴；
所述致动器外壳形成副活塞缸，所述副活塞缸与所述旋转轴线同轴并且配置为往复地在所述副活塞缸内接收所述副活塞；
所述主活塞具有至少一个轴向连通通道，所述轴向连通通道将所述主活塞的致动器外壳的副活塞缸与所述外壳内的所述腔体流体连接；
所述双活塞组件的主活塞能够相对于所述外壳和所述副活塞在锁止位置与非锁止位置之间选择性地轴向移动；
所述选择性离合器的输出构件能够相对于所述选择性离合器的输入构件在接合位置与脱离位置之间选择性地轴向移动，在所述接合位置，所述输出构件不可旋转地联接到所述选择性离合器的输入构件，在所述脱离位置，所述输出构件能够相对于所述选择性离合器的输入构件旋转；
通过所述副活塞的作用，所述选择性离合器的输出构件能够选择性地从所述选择性离合器的所述接合位置轴向移动到所述脱离位置；
所述方法包括以下步骤：通过调节到所述主活塞和所述副活塞的液压来选择性地控制所述双锁止活塞组件的轴向位移，以便将所述选择性离合器的输出构件配置在所述接合位置与所述脱离位置中的期望位置。
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