JPWO2020079898A1 - トルクコンバータ - Google Patents
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Abstract
Description
図2は、発進時のエンジンの回転速度NE、車両の加速度G、及びタービンランナ4の回転速度Ntの変化を示す図である。図3は、トルクコンバータ1の速度比SRとトルク比TR及びトルク容量係数τとの関係を示す図である。速度比SRは、トルクコンバータ1の出力軸回転速度を入力軸回転速度で除算して得られる値である。トルク比TRは、トルクコンバータ1の出力軸トルクを入力軸トルクで除算して得られる値である。トルク容量係数τは、トルクコンバータ1の入力軸トルクを入力軸回転速度の2乗で割って得られる値である。
一般に、トルク比TRを向上させるためには、トーラス10の軸方向幅Wを大幅に狭く設定することができなくなる。さらに、エンジンをダウンサイジングターボ化すると、エンジンからの入力トルクの変動が悪化するため、高減衰のダンパ要素が必要になる。結果、トルクコンバータ1全体としての軸方向寸法が長くなってしまうことになる。このため、トーラス10を極力小さくしてダンパ要素を効率的に配置することが望まれる。例えばトーラス10の形状が同じ場合、トーラス10を小さくすれば、図1に示したハッチング部分の領域、つまり軸方向におけるトーラス10及びフロントカバー21間の領域にダンパ要素を配置するスペースを確保することができる。
トーラス10のサイズを決める寸法は、図1を用いて前述した外径D1、内径D2、径方向幅H及び軸方向幅Wである。これらの実寸法に対し、本実施形態では、扁平率、内径比及び薄型率をトーラス10のサイズ指標として用いる。
図4は、トルクコンバータ1の流体性能の代表指標を説明する図である。本実施形態では、トルクコンバータ1の流体性能の代表指標として、次の2つの指標が用いられる。すなわち、トルク増幅機能の評価としては、速度比SRaのときのトルク比TRaが用いられる。また、トルク容量のポテンシャル評価としては、無次元トルク容量K_τbが用いられる。無次元トルク容量K_τbは、カップリングポイントCPの手前(直前)の速度比SRbにおけるトルク容量係数τbを外径D1の5乗で除算して得られる値である。
図6は、トーラス10のサイズ指標、つまり扁平率、内径比及び薄型率に応じた性能指標Kabを示すマップデータである。図6に示すマップデータは、CFD解析した性能指標Kabを示しており、ハッチングが濃い領域ほど性能ポテンシャルが高いことを示す。このように性能ポテンシャルの領域が形成されるのは、次のような定性的なメカニズムによる。
[数1]
D1req=(τbreq/Kab)1/5
[数2]
D2req=D1req×内径比
[数3]
Wreq=D1req×薄型率
[数4]
Hreq=W1req/扁平率
図9は、トーラス10の第1のサイズ設定範囲を説明する図である。図9では、図6に示すマップデータと同様、サイズ指標に応じて比断面指標S´を示す。比断面指標S´は、断面指標Sを断面指標Sの最小値であるSminで除算して得られる値、つまり「S/Smin」である。図9では、ハッチングが濃い領域ほど、比断面指標S´が大きいことを示す。
技術分野
[0001]
本発明は、トルクコンバータに関する。
背景技術
[0002]
JP2018−9632Aには、軸方向寸法を抑制するためのトルクコンバータが開示されている。
発明の概要
[0003]
近年、車両においては、エンジンをダウンサイジングターボ化する取り組みが行われている。ダウンサイジングターボエンジンは、燃費に有利な一方、トルクコンバータに対して次のような影響がある。すなわち、気筒数の減少によるエンジンからの入力トルクの変動が増加するという影響がある。また、発進時にはエンジンの運転状態が未過給域や過給域への過渡領域にあることから、発進時のエンジンからの入力トルクが低下するという影響がある。
[0004]
入力トルクの変動を抑制するには、高減衰のダンパ要素が必要になる。また、入力トルクの低下を補うには、トルク比性能を向上させるべく大型のトーラスが必要になる。結果、この場合は、高減衰のダンパ要素が必要なことと相俟って、大型のトーラスを用いることにより、トルクコンバータの軸方向寸法の延長によるサイズアップが避け難くなる。このため、ダンパ要素の効率的な配置とトルク比性能確保の観点からトーラスの最適化を図ることが望まれる。
[0005]
本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、トーラスを適切に設定することにより、ダンパ要素の効率的な配置とトルク比性能の確保との両立を図ることを目的とする。
[0006]
本発明のある態様のトルクコンバータは、トーラスを有するトルクコンバータであって、前記トーラスは、前記トーラスの軸方向の幅を前記トーラス
の径方向の幅で除算して得られる扁平率と、前記トーラスの軸方向の幅を前記トーラスの外径で除算して得られる薄型率と、前記トーラスの内径を前記トーラスの外径で除算して得られる内径比と、に基づき設定されたサイズを有する。
[0007]
[0008]
ここで、扁平率、薄型率及び内径比は、トーラスのサイズ指標であり、性能面ではトレードオフ的な関係を含みつつトルクコンバータに影響する。このため、扁平率、薄型率及び内径比を適切に設定すれば、サイズ面及び性能面の両面から所望するトーラスを得ることが可能になる。
[0009]
このため、上述の態様によれば、ダンパ要素の効率的な配置とトルク比性能確保の観点からトーラスを適切に設定することができるので、ダンパ要素の効率的な配置とトルク比性能確保の両立を図ることができる。
図面の簡単な説明
[0010]
[図1]図1は、トルクコンバータの概略構成図である。
[図2]図2は、発進時のエンジン回転速度、車両加速度及びタービン回転速度の変化を示す図である。
[図3]図3は、トルクコンバータの速度比とトルク比及びトルク容量係数との関係を示す図である。
[図4]図4は、トルクコンバータの流体性能の代表指標を説明する図である。
[図5]図5は、ポンプインペラの出口角に対する感度特性に応じた性能指標を示す図である。
[図6]図6は、トーラスのサイズ指標に応じた性能指標を示すマップデータである。
Claims (4)
- トーラスを有するトルクコンバータであって、
前記トーラスは、
前記トーラスの軸方向の幅を前記トーラスの径方向の幅で除算して得られる扁平率と、
前記トーラスの軸方向の幅を前記トーラスの外径で除算して得られる薄型率と、
前記トーラスの内径を前記トーラスの外径で除算して得られる内径比と、
に基づき設定されたサイズを有する、
トルクコンバータ。 - トーラスを有するトルクコンバータであって、
前記トーラスは、
前記扁平率が、0.75から1.05の範囲で設定され、
前記薄型率が、0.175から0.240の範囲で設定され、
前記内径比が、0.48以上の範囲で設定される、
トルクコンバータ。 - トーラスを有するトルクコンバータであって、
前記トーラスは、
前記扁平率が、0.82から1.00の範囲で設定され、
前記薄型率が、0.18から0.23の範囲で設定され、
前記内径比が、0.5以上の範囲で設定される、
トルクコンバータ。 - トーラスを有するトルクコンバータの設定方法であって、
前記トーラスの軸方向の幅を前記トーラスの径方向の幅で除算して得られる扁平率と、前記トーラスの軸方向の幅を前記トーラスの外径で除算して得られる薄型率と、前記トーラスの内径を前記トーラスの外径で除算して得られる内径比と、に基づき前記トーラスのサイズを設定する、
トルクコンバータの設定方法。
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