CN210566097U - 液力变矩器的定子和包括这样的定子的液力变矩器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于液力变矩器的定子，其包括定子轮毂、定子护罩和多个定子叶片。所述定子叶片从定子轮毂径向地向外延伸到定子护罩，并且包括与定子轮毂相交的基部和与定子护罩相交的端部。所述基部具有宽度L_aa，所述端部具有宽度L_cc。在定子叶片的径向向外延伸的方向上，多个定子叶片中的至少一个定子叶片的宽度先逐渐增加然后逐渐缩小，在其最宽处具有宽度L_bb，L_aa<L_bb并且L_cc<L_bb。本实用新型还涉及一种液力变矩器，其包括如上所述的定子。

Description

液力变矩器的定子和包括这样的定子的液力变矩器

技术领域

本实用新型涉及一种用于液力变矩器的定子以及包括这样的定子的液力变矩器。特别地，所述定子的叶片在宽度方向上具有起伏的轮廓。

背景技术

通常，在自动变速的机动车辆的发动机和变速器之间设置液力变矩器。液力变矩器用于通过使用流体(通常为油)将发动机的驱动动力传递到变速器，起到传递扭矩和变矩的作用。液力变矩器包括连接到挠性盘的泵轮和连接到变速器输入轴并由所述泵轮驱动的涡轮，以及固定不动的定子。在流体循环流动的过程中，从涡轮流出的流体冲击定子叶片的压力侧，并重新定向，从而在涡轮上施加反作用力矩。这样，涡轮输出的扭矩因此不同于泵轮输入的扭矩，实现了液力变矩器的变矩功能。

液力变矩器的性能通常通过扭矩比和K系数进行衡量。扭矩比指的是涡轮的输出扭矩与泵轮的输入扭矩的比值。K系数是泵轮转速相对泵轮的输入扭矩的平方根的比值。扭矩比和K系数二者都随涡轮转速与泵轮转速的速度比而变化。K系数可以影响机动车辆的加速性能。虽然根据不同的需求，较大或较小的K系数都有可能是期望的，但一般来讲，K系数越高，则机动车辆的加速性能越好。因此，所期望的是在速度比较小时具有较高的K系数。这样的液力变矩器可以在较低的发动机转速的情况下获得较高的扭矩输出，增强机动车辆在起步阶段的加速性能。

具体地，液力变矩器的性能与定子叶片的设计直接相关。增加定子叶片的面积可以使得更多的流体直接冲击定子叶片，提高液力变矩器的扭矩传输的效率。在不增加液力变矩器的整体尺寸的情况下，增加定子叶片的宽度是一种增加定子叶片的面积的可选方法。然而，过宽的定子叶片会在其径向外端处与泵轮和/或涡轮的叶片产生干涉，从而限制了定子叶片的宽度增加。

美国专利US6745563B1公开了一种液力变矩器，其轴向长度相比于径向高度压缩，从而需要特别注意避免定子叶片与泵轮和/或涡轮的叶片产生干涉。为了避免这种干涉的发生，定子叶片的径向外端被设计为渐缩形状，以减少定子叶片在其径向外端处的轴向尺寸。但是，这种渐缩形状也减少了定子叶片的整体面积，从而损失了液力变矩器的扭矩传输的效率。

实用新型内容

因此，本实用新型旨在解决常规的液力变矩器的定子中存在的上述问题，其目的在于提供一种用于液力变矩器的定子，其中定子叶片的宽度沿其径向延伸方向先增加后减少，从而避免与泵轮和/或涡轮的叶片的干涉，同时增大定子叶片的面积，提高液力变矩器的扭矩传输的效率。

所述目的是通过根据本实用新型的一个实施例的用于液力变矩器的定子实现的，其包括：定子轮毂、多个定子叶片和定子护罩。定子轮毂位于径向内侧，定子护罩位于径向外侧。定子叶片从定子轮毂径向地向外延伸到定子护罩，其中，定子叶片的基部与定子轮毂相交并具有宽度L_aa，定子叶片的端部与定子护罩相交并具有宽度L_cc。在定子叶片的径向向外延伸的方向上，所述多个定子叶片中的至少一个的宽度先逐渐增加然后逐渐缩小，在其最宽处具有宽度L_bb，即，L_aa<L_bb并且L_cc<L_bb。

通过上述设计，多个定子叶片中的至少一个定子叶片在宽度方向上具有起伏的轮廓。该定子叶片的端部的宽度较小，从而避免了与泵轮和/或涡轮的叶片发生干涉。同时，该定子叶片在其径向中部位置处具有较大的宽度，从而增加了定子叶片的面积，进而提高了液力变矩器的性能。

根据本实用新型的定子还可以单独或组合地具有以下特征中的一个或多个。

根据本实用新型的一个实施例，所述至少一个定子叶片的基部宽度L_aa与最宽处的宽度L_bb的比值处于0.65与0.95之间。优选地，所述基部宽度L_aa与最宽处的宽度L_bb的比值为0.8。

根据本实用新型的一个实施例，所述至少一个定子叶片的端部宽度L_cc与最宽处的宽度L_bb的比值处于0.6与0.82之间。优选地，所述端部宽度L_cc与最宽处的宽度L_bb的比值为0.72。

根据本实用新型的一个实施例，所述定子轮毂、多个定子叶片和定子护罩通过铸造工艺一体地形成。

根据本实用新型的一个实施例，所述定子轮毂、多个定子叶片和定子护罩通过压铸工艺一体地形成。

根据本实用新型的一个实施例，所述至少一个定子叶片的宽度减小部分是在定子叶片形成后通过机加工制造出的。

根据本实用新型的一个实施例，所述至少一个定子叶片的宽度减小部分在定子叶片的形成过程中同时形成的。

根据本实用新型的一个实施例，所述定子的多个定子叶片中的每一个具有相同的轮廓。

根据本实用新型的一个实施例，所述定子的多个定子叶片的轮廓交替地变化。

本实用新型还涉及一种液力变矩器，其包括如上所述的定子叶片。

从以下结合附图进行本教导的最佳模式的详细描述中，本教导的上述特征和优点以及其他特征和优点将变得显而易见。

附图说明

图1是根据本实用新型一个实施例的液力变矩器的定子透视图。

图2是图1所示的定子的一个定子叶片的详细视图。

图3是包括根据本实用新型的定子的液力变矩器的性能模拟示意图。

在各个图中，相同或相似的部件由相同的参考标记表示。

具体实施方式

为了使本实用新型的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图对本实用新型的实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

除非另作定义，本文使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内普通技术人员所理解的通常意义。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同物，而不排除其他元件或者物件。“轴向”和“径向”等方向相对于液力变矩器的旋转轴线定义。

图1是根据本实用新型一个实施例的液力变矩器的定子沿液力变矩器的轴向方向的俯视图。图2示出了图1中的一个定子叶片的详细视图。为了清晰起见，液力变矩器的定子结构中与理解本实用新型的技术方案无关的多个部件已被省略。

如图1和图2所示，所述定子包括位于径向内侧的定子轮毂1，该定子轮毂1借助于诸如单向离合器连接到在图1中未示出的固定轴上。所述定子还包括从定子轮毂1径向地向外延伸的多个定子叶片3，以及形成在定子叶片3的径向外端的定子护罩2。在图1所示的例子中，所述定子包括27个定子叶片3。应当理解的是，根据不同的需求，定子叶片的数量是可以调整的。定子叶片3的径向基部31与定子轮毂1相交并成一体，而其径向端部32与定子护罩2相交并成一体。此外，定子叶片3的端部32沿轴向方向的尺寸与定子护罩2相同。

如图2所示，在径向延伸方向上，定子叶片3的宽度先逐渐增加，然后在靠近定子护罩2时逐渐缩小。也就是说，定子叶片3在基部31和端部32处具有较小的宽度。基部31靠近位于径向内侧的定子轮毂1，半径较小。基部31的较小宽度L_aa是为了避免在圆周方向上相邻的两个定子叶片3互相干扰，且便于制造。端部32靠近位于径向外侧的定子护罩2，其较小的宽度L_cc是为了避免与液力变矩器的泵轮和/或涡轮的叶片发生干涉。同时，该定子叶片3在其径向中部位置处具有较大的宽度，从而增加了定子叶片3的面积。这种设计所具有的效果是，从轴向方向看过去，更大比例的面积被定子叶片3占据。这样，液力变矩器中从涡轮流出的流体中冲击到定子叶片3的压力侧的流体占据更大的比例，从而可以提高液力变矩器的性能。

定子叶片3在其最宽处具有宽度L_bb，即，L_aa<L_bb并且L_cc<L_bb。具体地，定子叶片3的基部宽度L_aa与最宽处的宽度L_bb的比值处于约0.65至约0.95之间。优选地，所述基部宽度L_aa与最宽处的宽度L_bb的比值为约0.8。定子叶片3的端部宽度L_cc与最宽处的宽度L_bb的比值处于约0.6与约0.82之间。优选地，所述端部宽度L_cc与最宽处的宽度L_bb的比值为约0.72。

此外，为了能够更多地增加定子叶片3的面积，相比于基部31，定子叶片3的最宽处在径向方向上更加靠近端部32。具体地，定子叶片3的最宽处距离基部31和端部32的径向距离之比在2.4至3.6之间。优选地，所述定子叶片3的最宽处距离基部31和端部32的径向距离之比是2.9。这样，相比于在宽度方向上不具有起伏的传统设计(即宽度沿径向方向不变、单调减小或仅具有减小部分)，根据本实用新型的定子叶片2的面积能够增加11.7％至21.7％。优选地，所述定子叶片2的面积能够增加16.7％。

在一个特定实施例中，定子叶片3的基部31的宽度L_aa是10.2mm，端部32的宽度是L_cc是9.2mm，最宽处的宽度L_bb是12.8mm。定子叶片3的最宽处到基部31的距离是12.6mm，而其到端部32的距离是4.3mm。

在图1和图2所示的实施例中，所述定子的定子轮毂1、多个定子叶片3和定子护罩2通过铸造工艺一体地形成。特别地，所述定子的定子轮毂1、多个定子叶片3和定子护罩2通过压铸工艺一体地形成。所述定子可以由金属材料或塑料材料制成。可选地，所述定子也可以通过冲压的方式制造。

如图2所示的实施例中，所述定子叶片3从最宽处到端部32的部分和定子护罩2形成了大致具有V形形状的宽度缩小部分。在本实用新型的优选实施例中，所述宽度缩小部分是在定子叶片3的形成过程中同时形成的。例如，定子叶片的模具具有对应于宽度缩小部分的部分，从而在通过铸造形成定子叶片3的过程中同时形成该宽度缩小部分。可选地，所述宽度缩小部分也可以在形成定子叶片3后通过机加工制造，从而可以更方便地调整宽度缩小部分的尺寸。

在图1和2所示的实施例中，所述定子的多个定子叶片3的轮廓是彼此相同的，即定子叶片3的基部31、端部32以及最宽处具有相同的尺寸。这使得可以使用相同的模具制造所有的定子叶片3，从而节省制造过程所需要的备件数量，节省成本。可选地，根据不同的需求，所述定子的多个定子叶片3也可以是彼此不同的。例如，只有一个定子叶片3具有先增加后减少的宽度，或者定子的多个定子叶片3的轮廓能够交替地变化。

图3示出了液力变矩器的性能模拟示意图。在该性能模拟中，从液力变矩器的涡轮流入定子的流体流的圆周速度与定子叶片轮廓的切线方向的夹角(即，定子的入口角)是约85°，而从定子叶片流出的流体流的圆周速度与定子叶片轮廓的切线方向的夹角(即，定子的出口角)是约5°。

图3示意图的横轴对应于涡轮转速与泵轮转速的转速比，左侧纵轴是液力变矩器的K系数，右侧纵轴是液力变矩器的扭矩比。图3中的实线对应于包括根据本实用新型的定子的液力变矩器(即定子叶片不同径向部分的宽度满足L_aa<L_bb并且L_cc<L_bb)，而虚线对应于包括传统定子的液力变矩器(即定子叶片的宽度沿径向单调减小)。图3中上方的两个曲线对应于液力变矩器的扭矩比，而下方的两个曲线对应于液力变矩器的K系数。可以看出，在转速比较小的起步阶段，包括根据本实用新型的定子的液力变矩器可以得到更高的扭矩比，且K系数相对较高。因此，根据本实用新型在较低的发动机转速的情况下获得较高的扭矩输出，增强机动车辆在起步阶段的加速性能。在转速比上升而扭矩比下降之后，根据本实用新型的液力变矩器的K系数相对较低，这可以改善机动车辆的响应特性。

应当理解的是，上面描述的和在附图中示出的结构仅是本实用新型的示例，其可通过表现出用于获得所需最终结果的相同或相似功能的其他结构代替。另外，应当理解的是，上面描述的和附图所示的实施例应被视为仅组成本实用新型的非限制性示例，并且它可在专利权利要求的范围内以多种方式进行修改。

Claims (12)

1.一种用于液力变矩器的定子，包括：

定子轮毂(1)；

定子护罩(2)；

多个定子叶片(3)，其从定子轮毂(1)径向地向外延伸到定子护罩(2)，并且包括与定子轮毂(1)相交的基部(31)和与定子护罩(2)相交的端部(32)，

其特征在于，

所述基部(31)具有宽度L_aa，所述端部(32)具有宽度L_cc，并且其中，在定子叶片(3)的径向向外延伸的方向上，多个定子叶片中的至少一个定子叶片(3)的宽度先逐渐增加然后逐渐缩小，在其最宽处具有宽度L_bb，L_aa<L_bb并且L_cc<L_bb。

2.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，

所述至少一个定子叶片(3)的基部(31)的宽度L_aa与最宽处的宽度L_bb的比值处于0.65与0.95之间。

3.根据权利要求2所述的定子，其特征在于，

所述至少一个定子叶片(3)的基部(31)的宽度L_aa与最宽处的宽度L_bb的比值为0.8。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的定子，其特征在于，

所述至少一个定子叶片(3)的端部(32)的宽度L_cc与最宽处的宽度L_bb的比值处于0.6与0.82之间。

5.根据权利要求4所述的定子，其特征在于，

所述至少一个定子叶片(3)的端部(32)的宽度L_cc与最宽处的宽度L_bb的比值为0.72。

6.根据权利要求1至3中的任一项所述的定子，其特征在于，

所述定子轮毂(1)、定子护罩(2)和多个定子叶片(3)通过铸造工艺一体地形成。

7.根据权利要求6所述的定子，其特征在于，

所述定子轮毂(1)、定子护罩(2)和多个定子叶片(3)通过压铸工艺一体地形成。

8.根据权利要求1至3中的任一项所述的定子，其特征在于，

所述至少一个定子叶片(3)的宽度缩小部分是在定子叶片(3)形成后通过机加工制造出的。

9.根据权利要求1至3中的任一项所述的定子，其特征在于，

所述至少一个定子叶片(3)的宽度缩小部分是在定子叶片(3)的形成过程中同时形成的。

10.根据权利要求1至3中的任一项所述的定子，其特征在于，

所述定子的多个定子叶片(3)的轮廓是彼此相同的。

11.根据权利要求1至3中的任一项所述的定子，其特征在于，

所述定子的多个定子叶片(3)的轮廓交替地变化。

12.一种液力变矩器，其特征在于，所述液力变矩器包括根据权利要求1至11中的任一项所述的定子。

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