CN1664394A - 液动变矩器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及的一种液动变矩器，包括以下的部件或特征：一个泵叶轮，该泵叶轮在运行时从内到外穿流而过；一个涡轮叶轮，该涡轮叶轮在运行时从外到内穿流而过；泵叶轮和涡轮叶轮之间的导向叶片；涡轮叶轮和泵叶轮之间的导向叶片；根据本发明，这种变矩器还包括以下特征：涡轮叶轮的转数Nt和泵叶轮转数Np之间在1.2和4之间的转数比几乎接近相同或降低的λ进程。R/r的比例等于或大于1时可以实现泵和涡轮之间不同的转数比。

Description

液动变矩器
技术领域
本发明涉及一种带有一个泵叶轮、一个涡轮叶轮以及导向叶片的液动变矩器。
背景技术
这样的变矩器很久以来就已为人所知，如参看国际专利WO 02/14706A2(＝D1)，美国专利US 3,888,082(＝D2)。
被称作这种类型的变矩器一般地被连接在一个发动机和一个工作机械之间。它在汽车方面被广泛应用。
一个重要的数值是扭矩MT，这个扭矩可以由变矩器的涡轮传送到工作机械上。这种扭矩受到泵的扭矩MP的影响，同时也受到转数比v＝nT/nP的影响。当汽车使用液动变矩器时，转数比保持在0.95-0.98——参看“汽车技术袖珍本”，Bosch(博世)，22版(＝D3)，第558页，左栏。
液动变矩器的最重要的优点在于能保持转数变化和扭矩变化中的平稳性，在于振荡的阻尼以及扭矩峰值的降低。实践中这些优点只与机械分级联动机构结合才能运转。参看D3。在第557页的右栏，液动变矩器与机械分级联动机构相结合才能够经济地运转，因为带高转差率的持续运行只有在有效作用系数(或效率)的范围内才是可能的。
各种变矩器的设计结构有着很大的不同。因此泵和涡轮能够环绕同一方向运行。在这种情况下，泵叶轮和涡轮叶轮能够被安置在环流的同一侧上(从一个轴向截面观看)。但是它们也能够被互相相对地安置。
另外，在泵叶轮和涡轮之间用一个反向导轮可以使泵叶轮和涡轮反向运行。
导向轮可以以不同的方法配置，这样的导向轮是可以调节的或不可以调节的。
已知的这种变矩器结构并不能在所有情况下都令人满意。这特别关系到所需空间和与传动系列总成本有关。
发明内容
因此本发明以提供上面所描述的类型的变矩器的目的为基础，这种变矩器承担了传动装置的功能，因而就可免除该传动装置了。
为达到上述目的，本发明提供的液动变矩器，包括以下的部件或者特征
一个泵叶轮，该泵叶轮在运行时从内到外穿流而过；
一个涡轮叶轮，该涡轮叶轮在运行时从外到内穿流而过；
泵叶轮和涡轮叶轮之间的导向叶片；
涡轮叶轮和泵叶轮之间的导向叶片；
在涡轮叶轮的转数Nt和泵叶轮的转数Np之间的转数比，该转数比处于最大有效作用系数，该最大有效作用系数在1.2和4之间；
当提高涡轮转数和泵转数保持不变时，泵叶轮的吸收功能不变或下降；
泵叶轮的排出口边缘位于半径大R上，该半径大R是半径小r的2-8倍，涡轮叶轮2的进入口边缘位于这半径小r上。
本发明的重要或有益的特性如下：
发明人从大量的构造可能性中，选择了一个在最大的效率范围内——明显大于1的转数比。本发明已经实施的样机中是1.85。这个数值一般在1.2和3之间已经证明是有效的。
此外有益的有，将泵叶轮的排出口边缘置于一个较涡轮叶轮的进入口边缘更大的半径上。
此外有益的还有，在涡轮叶轮和泵叶轮之间设置可调节的导向叶片。
本发明的发明人采取一种独特的方法。即：众所周知，和转数比为1或小于1的变矩器相比，转数比大于1的变矩器具有一较不利的效率。然而按权利要求1所说的变矩器，和一个带较小转数比的传统变矩器相比，就没有或没有相关的效率上的退化。
附图说明
本发明及现有技术将通过附图作出详细的说明，
图1显示本发明变矩器的轴向截面示意图；
图2显示现有技术中的变矩器的一典型特性曲线。
图3显示为本发明变矩器的驱动力矩、涡轮力矩以及超过转数比的效率的曲线示意图。
具体实施方式
如图1所示，变矩器最重要的组成部分为泵叶轮1和涡轮叶轮2，固定的导向叶片3安装在泵叶轮1和涡轮叶轮2之间。
在涡轮叶轮2和泵叶轮1之间还安装有固定的导向叶片4，以及可调节的导向叶片5。
泵叶轮1和涡轮叶轮2位于垂直于机轴6的平面7的两侧。
泵叶轮1包括有一个进入口边缘1.1和一个排出口边缘1.2。
涡轮叶轮2包括有一个进入口边缘2.1和一个排出口边缘2.2。
泵叶轮1的排出口边缘1.2位于半径R上，而涡轮叶轮2的进入口边缘2.1位于半径r上。R与r之比明显大于1。可以为1.2-6。在本实施例中为2。
人们可以清楚地看到可调整轴8。该可调整轴8接触在导向叶片5的可调整的顶端的叶片上，并位于平面7内。
也可以在内部对可调整的导向叶片进行调整，通常通过一个调整轴，该调整轴在变矩器的传动轴内(未在图中显示)延伸，曲拐传动时调整轴对可调整的叶片产生作用。
上面描述的构形配置已足以证明其具有的特别优点。导向叶片4和可调整叶片5位于环流的流动区段内，该流动区段基本上和变矩器轴6是平行的，并且非常接近。泵叶轮1的叶片和涡轮叶轮2的叶片位于垂直于轴6的平面7的两侧。导向叶片3也是在和变矩器轴6平行的流动区段内延伸，但在径向的外边。
还应当注意的是两个半径，大R和小r之间的比率。这个比率基本上大于1。最好是一个大于1.5的值，并能够是8或者更大些。
图2显示出涡轮扭矩Mt的进程，以及传动力矩Mp，和效率η的进程，其初始值被设置成大于转数比v(＝涡轮转数/泵转数)。可以看出，在本实例中，ηmax为一个转数比值1.85。而在现有技术中，在ηmax处的转数比为小于1或接近1。
根据本发明的变矩器具有以下优点：
·可以取消机械的传动装置；
·可以取消频率转换器；
·增加了功率密度；
·变矩器需要较少的结构空间；
·变矩器并不由于缺少一个机械传动装置，以及由于部件的减少，而招致机能失常，而是工作状态稳定并具有一个较长的使用寿命。
·在R/r的比例相等或大于1时，可以实现泵和涡轮之间不同的转数比。
影响转数比的又一种可能性是选择泵叶轮和涡轮叶轮的某种叶片几何形状。
在本发明提供的液动变矩器中，通常在不变的泵转数和提高涡轮转数时，泵叶轮的吸收功能保持不变或几乎不变或者较轻的减弱。

Claims (7)

1.液动变矩器，包括以下的部件或者特征：
1.1一个泵叶轮(1)，该泵叶轮(1)在运行时从内到外穿流而过；
1.2一个涡轮叶轮(2)，该涡轮叶轮(2)在运行时从外到内穿流而过；
1.3泵叶轮(1)和涡轮叶轮(2)之间的导向叶片(3)；
1.4涡轮叶轮(2)和泵叶轮(1)之间的导向叶片(4)；
1.5在涡轮叶轮(2)的转数Nt和泵叶轮(1)的转数Np之间的转数比，该转数比处于最大有效作用系数，该最大有效作用系数在1.2和4之间；
1.6当提高涡轮转数和泵转数保持不变时，泵叶轮(1)的吸收功能不变或下降；
1.7泵叶轮(1)的排出口边缘(1.2)位于半径大R上，该半径大R是半径小r的2-8倍，涡轮叶轮2的进入口边缘(2.1)位于这半径小r上。
2.如权利要求1所述的液动变矩器，其特征在于，泵叶轮(1)的叶片的进入口边缘(1.1)位于比涡轮叶轮(2)的叶片的进入口边缘(2.1)较大的半径上。
3.如权利要求1或2中之一项所述的液动变矩器，其特征在于，涡轮叶轮(2)和泵叶轮(1)之间设置有可调整的叶片(5)。
4.如权利要求1至3中之一项所述的液动变矩器，其特征在于，设置有一个径向延伸的轴(8)，用以调节可调节的叶片(5)。
5.如权利要求4所述的液动变矩器，其特征在于，径向延伸的轴(8)从外面穿过环流被导引至可调节的叶片(5)处。
6.如权利要求4所述的液动变矩器，其特征在于，径向延伸的轴和一驱动轴成驱动连接，该驱动轴和该变矩器的转轴(6)同轴向延伸。
7.如权利要求4-7中之一项所述的液动变矩器，其特征在于，可调节的叶片(5)设置于和变矩器的转轴(6)相平行延伸的流动区段内。
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